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摘要

由於近紅外線為肉眼無法觀察的射線，必須透過可以將近紅外線轉化成可見影像的

儀器，才能一窺堂奧。也因為相同的理由，仿冒者可能極盡所能地讓仿冒品「看起來」

像真品一樣，然而畢竟是用不同材質仿冒，肉眼看不見的部分未必會與真品有一樣反

應。

文書鑑定的檢查動作可以概括地區分為「物理性檢查」—非破壞性檢查、僅就「待

鑑文書」之實體狀況進行比對分析；及「化學性檢查」—破壞性檢查、分析「待鑑文書」

之組成成分。本文係以物理性檢查為核心，並僅限於在遭遇印刷品時，針對各種樣態的

近紅外線反應所可使用的方法及相關配備進行系統性的解說。

關鍵詞

近紅外線（infrared）、文書鑑定（questioned documents examination）、待鑑文

書（questioned documents）、視覺檢查（visual inspection）、影像檢查（video

inspection）、預期性檢查（expected examination）、全面性檢查（analytic

examination）、反斯托克司發光（anti-strokes emission）、同光域檢查、異光域檢

查。

金台寶

一、前言

人類的文明並非始於社會化，而是始

於視覺。由於視覺，讓人類及所有具備視

覺能力的其他生物，賴以建立一個共同生

存的互動關係。姑且不論這種關係目前維

持的好壞，或是未來人類透過各種科學技

術使這種原本為互相依存的互動關係，改

變為唯一的、主宰群倫的單向關係，畢竟

這種高低、遠近、親疏、敵我、喜惡、⋯

⋯的種種知覺，都是先經由視覺判斷為基

本依據，再輔以其他對環境的感覺而具體

成形的。

視覺的形成，是由「光線」（筆者註：

此處光線為廣義的定義，包括可見光，近

紅外線，紫外線，或其他可能的電磁波；

甚至如蝙蝠所使用的超音波均包含在內）

透過「眼睛」或其他類似的感應設備，使

外界的「形」或「影」組合成一種類化的

知覺，據以發生「視」的知覺。而形成這

種類化的知覺的條件，即是「波譜分佈

圖」。

廣義的「波譜分佈圖」，應該是由各種

不同波域的電磁波所構成。有些波長的電

磁波能量較低，穿透能力不足，反射性能

良好，而具備「波」的特性；有些波長的

電磁波或物質波攜帶較大的能量，因此對

各種物質具備強弱不一的穿透性，而具備

「粒子」的特性；有些電磁波因為頻率較

高，傳送性良好，而可以送到很遠的地

方。宇宙間各種形體的呈現都是因為電磁

波的吸收、反射、折射及透射而造成特定

的「波譜分佈圖」。對大部份的地球生物而

言，所能察覺的波譜範圍主要是可見光的

部份及藉由空氣傳導的聲波。

透過科學設備的應用，許多不同波譜

範圍的「波譜分佈圖」，都能夠轉化為人類

所熟悉的形態，而擴充人類的感覺範圍。

例如：利用感光乳劑所拍攝到的多彩多姿

的相片，實際上只是光線從被攝體表面迸

放出來的不同波長的波譜分佈圖。如果我

們把色彩轉化為連續波長的標記，再把等

波長的標記連接，則它的形象必然成為一

幅等梯度（波長）曲線圖，就如同氣候預

測所繪製的等溫、等壓曲線圖一樣。又如

聲音的響應頻率波譜，載駐進無線電波或

有線電波之內，傳送到很遠的範圍後再經

過還原，又可以展現原來的風貌。

如果我們認真的檢查一下現代科技所

表現的各種資訊，幾乎完全是由等梯度曲

線為基礎所構成的各種變化。像表現地形

的等高曲線圖，藉由此圖，我們可以把地

形還原成三度空間的模型或實體；預測氣

候的等溫、等壓曲線圖；分析人體機能的

體熱分佈圖（熱像圖）；又如分析人體組

織病變的X光照相，實際只是組織厚薄，疏

密的平面分佈圖；但是更進步的電腦斷層

掃描（CT），則可以解構人體橫剖面的組

織結構；聲音分析頻譜圖，則可以表現每

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第二十二卷 第三期

個人發音的特色；無線電頻譜儀，則可以

展現無線電波的頻率特性；雷達發射出特

定形態的微波信號，再經由接收機接收反

射回來的信號加以計算，可以瞭解三度空

間內高密度物體的分佈情形。

由上面的舉例，可以知道在我們所生

存的環境中，一切空間價值都是靠電磁波

的反射、折射、透射及吸收所構築的。表

一是電磁波的頻率，波長與特性說明。表

二是光線被定義的波長範圍。

二、光的一般特性

關於光的一般特性，簡述如下：

1.「可見光」的波長範圍應該在380nm

到720nm之間，但因人類的眼睛對可見光

中各個波長的感應度並不相同，尤其在高

低界限部份的感應非常遲鈍，所以通常把

可見光定義在400到700nm之間。

2. 波長大於700nm以上的「近紅外線」

與波長短於400nm以下的「紫外線」已超

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資料來源：LESLIE D. STROEBEL, "Basic photographic materials and process", FOCAL PRESS, 1990, P.3

表一、電磁波的頻率，波長與特性說明

電磁波的頻率（Hz） 波長（nm） 電磁波特性

104 1015

105 1014

106 1013

107 1012 1Km AM radio

108 1011

109 1010

1010 109 1m FM radio

1011 108 RADAR

1012 107 1cm TV

1013 106 Micromave

1014 105

1015 104 Infrared Light

1016 103 可見光

1017 102 可見光

1018 101 Ultraviolet Light

1019 100 1nm

1020 10-1 1Ａ

1021 10-2 X-rays

1022 10-3

1023 10-4

1024 10-5

1025 10-6 Gamma rays

船用無線電頻率（Mari t ime

radio communition）

出人類視覺範圍，因此在技術上不應該把

這兩種波譜稱為「光」，須稱其為「線」。

3. 人類視覺對不同波長的光有不同的

感覺力，經過實驗，視覺最敏感的波長應

該在550nm前後，屬於黃綠色光（圖一）。

基於這個特性，在應用上有：早期的各種

螢光幕一律都是綠色；夜視器中供肉眼觀

察的「螢光輸出幕」（phosphors screen）大

多數是黃綠色（最常用的螢光材質如：P-

20,P-39,P-43均為黃綠色）；暗房中的安全

燈是深綠色的。（註1）

4. 眼睛是最不可靠的辨色儀器，心

情、環境、背景光線、光照狀況、體能狀

況、⋯⋯等等都會影響視覺。

三、視覺檢查與影像檢查

姓藍的油漆師父在一桶白漆裡隨手加

上少量的色漆就可以調出客戶想要的「色

感」，姓黃的豬肉攤老闆手起刀落就能切出

剛好一斤重的五花肉，姓陳的裁縫師看一

眼就知道我們該穿什麼尺碼的衣褲。這些

都是練習與經驗造成出來的成果，在我們

的感官世界中是確實存在且值得推崇的。

然而當我們看到朋友家的油漆顏色與自己

家的油漆顏色一樣時，你絕對不會想要問

他是否也是找藍師父刷的油漆，而當另一

半帶回正巧是一斤重的五花肉時，你也絕

對不會去想這塊肉是否在黃老闆的肉攤子

上由黃老闆親自操刀切下來的。因為這種

技巧也許有許多人都擅長，或者即使不是

很擅長的人也可能碰巧可以常常做到，於

是乎就有logo、辨別標誌、商標、標準度

量衡等等可以產生區別性的方法出現，藉

以區隔各自的準確度或特殊性。

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第二十二卷 第三期

表二、光線被定義的波長（範圍關於各種色光，各方定義略有不同，本表僅供參考）。

光色Light Colors 波長範圍Wave length（nm）

紫外線 Ultraviolet 300-370

紫 Violet 370-410

靛藍 Indigo 430-480

藍 Blue 480-500

青 Cyan 500-540

綠 Green 540-560

黃綠 Yellowish-green 560-580

橙 Orange 580-610

紅 Red 610-650

暗紅 Deep red 650-780

近紅外線 Infra-red 780-2,000

中紅外線 Middle Infra-red 2,000∼5,000

遠紅外線 Far Infra-red 8,000∼14,000

幾乎所有資歷豐富的文書鑑定人都有

這種感覺：最便捷可靠的檢查技巧是一手

握住「待鑑文書」（Questioned Documents，

QD），一手握住放大鏡，就著檯燈，一切

都了然於胸。這就是「視覺檢查」，完全運

用裸眼，靠放大鏡、一盞檯燈及無與倫比

的「經驗」。

然而可靠性及正確性如何呢？人類視

覺對不同波長的光線有不同的感覺力，視

覺最敏感的波長大約在550nm，往前或往

後，敏感度都逐漸遲鈍，更在近紅外線及

紫外線的色域裡變顯得全盲。每個人對顏

色的認知更是絕對不相同的，就像〈六祖

惠能大師法寶壇經〉所講的：「如人飲

水，冷暖自知」，最麻煩的是這種個人認知

完全無法使用一種「眾所周知」的言詞方

式表達出來。周遭環境、背景光線、照明

狀況，甚至當下情境都會造成人類對顏色

認知的改變。你口中的「米黃色」也可能

是別人腦子裡的「月牙白」、「香檳白」、

「象牙黃」或「檸檬黃」。

所以單純應用「視覺檢查」終究是會

被排除在「法庭科學」（Forensic Science）

之外的。最明顯的例子即是美國法庭對

「筆跡鑑定」科學性認知的變遷。在1975年

之前，美國法庭承認「筆跡鑑定」是一項

科學證據，到1993年Daubert v. Merrell Dow

Pharmaceutical, Inc.案之後各級法院對筆跡

鑑定專家證言的證據力出現歧異的見解，

及至1995年紐約南區聯邦地方法院審理的

US v. Starzecpyzel案法院認為文書鑑定人之

證言屬「特別知識」對陪審員認定事實有

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圖一、經過實驗，人類視覺對不同波長的光有不同的感覺力，

視覺最敏感的波長應該在550nm前後，屬於黃綠色光。

幫助（helpfulness），但並非是「在科學上

有效」（Scientifically valid）的「專業知

識」。然而訴訟案件中仍然有許多關於筆跡

的訟爭，1999年，美國聯邦最高法院在

Kumho Tire Co., Ltd. v. Carmichael案中對聯

邦證據規則擴大適用，使其他非科學的

「技術知識」亦能適用於證據法則。此後各

級法院對筆跡鑑定所持的態度各不相同，

有堅持筆跡鑑定只是文書鑑定人的主觀觀

察者，亦有允許筆跡鑑定專家或文書鑑定

人以經驗及知識在法庭提出筆跡異同比較

之陳述，但不准其在庭上做出結論。（註2）

時至今日，「文書鑑定人」（Questioned

Documents Examiner，QDE）面對「待鑑文

書」時，已經鮮少採用「視覺檢查」，完全

以「影像檢查」方式進行，一方面是因為

「文書鑑定儀器」所採用的「影像檢查」方

式確實比「視覺檢查」方式客觀、有效且

檢查之範圍更寬廣，另一方面則是「文書

鑑定儀器」生產廠商不斷的鑽研新方法，

更提高與電腦之匹配性，使人機界面益發

簡單易用。

可用於「影像檢查」的「文書鑑定儀

器」在「成品」方面除了最具代表性的英

國foster & freeman公司出品的「影像光譜比

對儀」（Video Spectral Comparator，VSC系

列），瑞士projectna公司出品的「文書光譜

分析檢驗系統」（Spectral Analysis System，

SAS系列）之外，白俄羅斯的Regula公司開

發生產的法定文件鑑定設備（Document

authenticity Devices）亦是相當新穎的儀器

（註3）。國產的簡易桌上型「文書鈔票真偽

檢識機－docuviewer ADV－101,102」亦於

2006年加入「影像檢查」儀器的行列。而

「非成品」方面則以可利用有近紅外線感應

能力的電視攝影機（TV Cameras）及數位

相機（Digital Cameras）配合燈光、濾色

片。以上數種儀器或配備均能達到從「待

鑑文書」的「影像」進行色彩差異（光譜）

的分析、檢驗及比對的效果。

由於視覺受每一個人的經驗法則與視

覺神經系統的成熟度所影響，所以每一個

人對明暗及色彩的定義是不全然相同的，

光線照射到物體表面產生反射線，進入眼

睛而形成視覺，然而由於人類視覺可以感

受的範圍只限於可見光波域（波長400-

700nm之間），但是眼睛對可見光波域的感

受是全面而且混合的，眼睛感受的白色有

可能是單一的白色，但也可能是由數種不

同波長的單色光混合而成的白色，所以絕

對不可以把眼睛所見（「視覺檢查」）的結

果當做檢驗結果，必須採用儀器客觀分析

的結果（「影像檢查」）才俱備客觀性與證

據力，請參考圖二。

四、印刷品鑑定

在傳統的文書鑑定工作中，印刷品鑑

定所佔的比例非常低，原因一方面是製作

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第二十二卷 第三期

印刷品必須有相當的技術背景、設備規模

及足夠的資金，另一方面是傳統的文書鑑

定人對印刷技術比較陌生。

傳統印刷（ Conventional printing

processes）的種類有：平版印刷（Offset）、

凹版印刷（Gravure或Intaglio）、凸版印刷

（Letterpress）、膠版印刷（Flexography，或

稱「彈性凸版印刷」）、網版印刷（Screen

printing，或稱絹印），當電腦科技及事務機

器成為日常用品之後，無版印刷（Non-

impact printing）的電腦印表機與不必製版

的電子影印機更成為許多仿冒者最便捷的

工具。

「文書鑑定」技術的發展雖然是從判斷

筆跡的真偽開始，然而隨著交通發達、貿

易頻繁、經濟規模擴大、科技突飛猛進，

「文書鑑定」技術一直追隨著犯罪的腳步亦

步亦趨地發展，這類犯罪甚至被歸類為

「智慧犯罪」或「白領犯罪」，意指其犯罪

型態並非固定不變，隨時可能受新科技、

新方法或新思維等種種因素所影響，進而

產生技巧、方法或型態的改變，屬於最難

預料及防制的犯罪，而其中最關鍵的因素

是犯罪者幾乎都是高級知識份子、可以掌

握關鍵技術者、技術精研者或是思想狂熱

份子（與電腦犯罪或網路犯罪者幾乎雷

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圖二、由光線照射在物體上必然會產生吸收、反射、折射及透射等反應。經過視覺的感受構成色

彩繽紛的世界，圖中最前方與最後方的灰色分別代表肉眼不可見的近紅外線與紫外線。最

大的問題是要如何獲得您想要的有用影像，把不想要的影像濾除？

同）。在印刷技術普及化、社會富裕程度提

高及傳播媒體充斥之後，製作印刷品的門

檻變得非常低，於是企業界深受印刷品仿

冒之苦，而有防偽印刷技術的問世及不斷

創新，防偽與仿冒從此鏖戰不休。

絕大多數已經老邁（或沒有積極進取

心）的文書鑑定人是跟不上這場瞬息萬變

的新世紀競爭，他們最多只能做為一個被

動的巡查員，站在戰場邊緣收拾一些不濟

事的小嘍囉。對於處在犯罪核心的技術指

導者或帶領人，始終只能當個後知後覺的

追隨者，當然亦有不知不覺的無知者。

然而，並不是所有的文書鑑定人員都

是處於被動的狀態，他們其實都是可以主

動出擊的先鋒者，只要可以掌握鑑定技術

的竅門，仍然可以輕易地識破仿冒者各種

詭譎的伎倆，而其中最有效的利器之一就

是「近紅外線檢查」，筆者將就其關鍵性技

術逐一分析討論。

1.檢查的種類及方法

文書鑑定的基本檢查方法大致可以分

為兩大類：「比對檢查」（comparison）與

「分析檢查」（analysis）。前者是對於仿冒及

偽造品以比較的方法逐步檢查其差異，以

判斷其真偽；後者則是對於創作性之物

品、疑似經過改造及變造之物品或無法找

到比對樣本之物品，進行分析檢查進而研

判其真偽或有無改造及變造。

2.「預期性檢查」與「全面性檢查」

防偽印刷技術已經行之有年，針對防

範印刷品仿冒，由政府或大型企業製作的

印刷品大都已隱含防偽技術。負責鑑定的

機關通常都會事先獲得標準樣品存檔，對

於標準樣品上的防偽特徵也有明確的知

會。原則上，此時只需針對防偽特徵進行

「預期性檢查」（亦即「局部檢查」）即可，

這種檢查方式屬於最低階的分析性檢查，

就像大賣場的收銀員，照照紫外線燈，摸

摸凹版印刷的凸出感，檢視浮水印、安全

線等等，如果遇到精緻的仿冒品，像超級

美鈔（super notes）之類的特殊案例，就肯

定要砸鍋的。

文書鑑定的標準程序必須是一種「全

面性檢查」（「分析檢查」），必須依據待鑑

證文書的種類與性質，分別設計全面而徹

底的檢驗步驟。或許有人會質疑這種程序

太過浪費時間，然而法庭科學的目標即是

要求法定鑑定人員破除「既有的經驗」迷

思，以強化自己技術理論為基礎，接受並

承認技術多元化的開闊胸懷，樹立標準

化、科學化、數據化與理論化的鑑定技

巧，建立鑑定程序及結果資料庫，讓理

論、方法、標準程序及數據成為支持自己

鑑定結果的支柱。因為法定鑑定人員的工

作不僅只是針對院檢移送的證據進行專業

的鑑定，還必須出庭為「自己」的鑑定結

果進行說明與辯護。

由於筆者未曾參與第一線的鑑定工

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第二十二卷 第三期

作，並沒有實務執行的經驗，所以只能純

以理論及程序的觀點提出拙見。

3.「同光域檢查」與「異光域檢查」

文書鑑定的檢查動作屬於非破壞性的

物理檢查，並且限定在光線的紫外線、可

見光、近紅外線範圍之內。

檢查時，入射光照射在「待鑑文書」

上，所產生的有效結果影像的光譜是在相

同波域者，稱為「同光域檢查」。例如：在

可見光範圍內用偏側光檢查壓痕、用透射

光檢查浮水印、用單色光或單色濾色片改

變影像對比使「待鑑文書」上的影像突

出、使用近紅外線照射在「待鑑文書」上

檢查其是否可以反射相同波長的近紅外線

等等均屬之。

若檢查時，入射光照射在「待鑑文書」

上，所產生的有效結果影像的光譜是在不

同波域者，稱為「異光域檢查」。例如：用

紫外線照射「待鑑文書」，發生在可見光範

圍（藍、綠、黃、紅色均有可能）內的影

像，一般又稱之為「螢光檢查」；用

980nm的近紅外線照射「待鑑文書」，產生

在可見光範圍內的影像（主要是綠色），一

般稱之為「反斯托克司發光檢查」；用

400-700nm的可見光（一般稱之為「藍綠光」）

照射「待鑑文書」，產生在近紅外線光域的

影像，一般稱為「近紅外線螢光檢查」等

等均屬之。

由於題目定為「近紅外線影像在印刷

品鑑定方面的應用」，所以筆者把本文重心

放在近紅外線範圍，紫外線及可見光範圍

的鑑定應用就略而不談。

五、應用在印刷品鑑定方面的近紅外線檢查方式

1.基本原理

圖三是CCD攝影機、燈光、視覺等頻

譜響應特性曲線，由於是手繪圖形，所以

在垂直座標的比例上可能略有出入，請把

重心放在水平座標的區間表示之上。最左

邊的紫色格子方塊區是紫外線波域，由於

人類的視覺及普通CCD攝影機均無法對紫

外線感應，所以是無效區。CCD攝影機如

果未加裝近紅外線濾除濾色片（IR-cut filter）

它的感應範圍是非常廣的（圖中5的曲

線），涵蓋可見光及近紅外線區。「近紅外

線檢查」就是運用CCD攝影機廣泛的感應

範圍。

當然，使用另一種元件的CMOS攝影

機亦是可以用來拍攝可見光及近紅外線

區，它的頻譜響應範圍如圖四，以CMOS

元件製作攝影機最突出的產品是CANON數

位相機、網路攝影機以及目前當紅的照相

手機。由於筆者完全自費研究，無法負擔

該產品，所以從未涉獵CMOS元件攝影

機，本文中的所有影像均以自備的CCD攝

影機拍攝（註4）。另外，由於許多測試鑑

定的文件不便貿然公布太多細節，所以筆

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第二十二卷 第三期

圖四、CMOS攝影機的頻譜響應範圍。資料來源：Fernando Pardo, Bart Dierickx, and Danny Scheffer，" Space-Variant Nonorthogonal

Structure － CMOS Image Sensor Design"， IEEE JOURNAL OF SOLID-STATECIRCUITS, VOL. 33, NO. 6, JUNE 1998，P.848。

圖3、燈光、視覺、CCD攝影機的頻譜響應特性。圖三、1-白熾燈頻譜；2-近紅外線範圍；3-附帶紅外線濾除濾色片（IR-cut filter）的CCD攝影機；

4-視覺感應頻譜（並請參考圖1）；5-無紅外線濾除濾色片的CCD攝影機；6-日光燈頻譜；7-無紅外線濾除濾色片的CCD攝影機涵蓋範圍（網紋部分）。

附註：CCD攝影機無法對紫外線感應，所以最左邊的格子方塊是無效區。紅外線濾除濾色片的頻譜響應特性請見圖七。

者只能舉出正在更換的舊版國民身份證的

局部畫面做為範例，請參考圖五。

筆者絕對不贊成使用軟片拍攝近紅外

線影像，因為對不同的樣本都必須先經過

測試，沖印出適合的成品之後才能進行正

式拍攝，測試及沖印需要花費許多調整及

等待的時間。這也是為什麼自從光譜影像

比對式「文書鑑定儀器」問世之後，以往

靠軟片拍照的鑑定程序都被取代了。

2.「同光域檢查」

以「同光域檢查」為範疇，與近紅外

線光譜相關的唯有「近紅外線反射檢查」

一項。

2.1.「近紅外線反射檢查」

就像筆者在本文〈三、視覺檢查與影

像檢查〉中提到的，人類視覺在近紅外線

光譜區域裡是全盲的，必須透過可以將近

紅外線影像轉化為可見影像的儀器，才能

一窺奧秘。所以，許多的仿冒者或許極盡

所能地讓仿冒品「看起來」（可見光城）像

真品一樣，然而畢竟用的是不同材質，在

肉眼無法看見的部分（紫外線與近紅外線

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a.這是在全波域光線下

「看見」的舊版身份

證用可見光（不含近

紅外線）數位相機拍

攝的影像。

ISO=200

f=2.2

speed=1/30s

圖五、筆者利用正在更換的舊版國民身份證的局部畫面做為範例，本系列照片是使用自購的

SONY DSC-F717拍攝。該款相機的「夜攝功能」其實就是把近紅外線濾除濾色片移開，使CCD可以感應近紅外線。拍攝時用三腳架固定，只變更光源及相機濾色片，所以影像範圍一致，筆者曾把4幅影像製作成動畫影片型式在研討會中發表，一目瞭然，效果不錯。

b.這是在全波域光線照

射下用全波域（含近

紅外線）數位相機拍

攝的舊版身份證。

ISO=100

f=2.2

speed=1/60s

c.這是在全波域光線照

射下用近紅外線波

（不含可見光域）數

位相機拍攝的舊版身

份證。

SO=1200

f=2.2

speed=1/30s

d.這是在可見光域（不

含近紅外線）照射下

用近紅外線波域（不

含可見光）數位相機

拍攝的舊版身份證

ISO=2500

f=2.2

speed=1/8s

域）未必會有與真品一樣反應。

油墨對近紅外線光譜究竟會有什麼樣

的反應，製造商其實也未必完全可以掌握

得住。除非他打從一開始就是要生產近紅

外線反射（或吸收）油墨，否則坊間的油

墨對近紅外線光譜究竟會有什麼樣的反應

必須印刷成成品後再經過檢驗才能得知。

通常無論是製造商或印刷廠都不大會

在意所購買或使用的油墨對近紅外線光譜

究竟會有什麼樣的反應，因為經過色彩調

和或套色印刷之後，原本油墨對近紅外線

光譜反應的特性一定受到改變，但卻又無

法掌握得住這些改變，所以希望印刷品對

近紅外線產生反射（或吸收）作用，最保

險的方式是在初步已經完成的印刷品上再

印刷一層透明而有你所希望的效果的油墨

或膠體。

2.2. 拍攝「近紅外線反射檢查」影像

想要拍攝近紅外線影像，首先必須準

備可以把不需要的可見光濾除的近紅外線

濾色片（IR Filters），筆者手邊只有德國

B+W公司製造的近紅外線濾色片，當然還

有許多其他廠牌，如Ti f f e n、H o y a、

Kenko、Heliopan、Cokin、Lens Caps &

Body Caps Filters等等。圖6是德國B+W製造

的近紅外線濾色片的「透光示意圖」。筆者

用於近紅外線照相的濾色片是＃093，從

800nm開始透光。

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第二十二卷 第三期

圖六、是德國B+W製造的近紅外線濾色片的「透光示意圖」。資料來源：Jos. Schneider Optische Werke GmbH，網址：www.schneiderkreuznach.com

根據B+W公司的型錄，深紅色＃092濾

色片的「濾色片指數」（Filter Factors）是

20~40。意思是說安裝濾色片後，其光圈必

須比未安裝濾色片時增大，至於增大多

少，請參考表3，照表格推算，「濾色片指

數」為20~40時，其光圈增大值為4.25~6.75

級；（註5）黑色的＃093濾色片「濾色片

指數」則需視軟片的感度決定，但可以肯

定的是絕對大於20~40。

關於範例照片，請參考圖4-b，4-c。圖

4-b是把數位相機調整到可以接受近紅外線

光譜的模式，因此其感應範圍是4 0 0 -

1000nm，但相機已經處在只能顯現「黑白

影像」的狀態，而其中對700-1000nm的量

子效率（quantum efficiency）比可見光強許

多（請參照圖三），以致紅色的國旗及內政

部關防只依稀可見。圖四-c在數位相機鏡

頭前方加裝B+W＃093濾色片，把400-

700nm的可見光完全濾除，因此紅色的國

旗及內政部關防完全消失，此時的影像是

完完全全的近紅外線影像。從圖四-c中可

以發現舊版國民身份證的油墨完全不會反

射近紅外線，亦沒有加印近紅外線防偽標

記。至於紅色的國旗及內政部關防消失的

原因一方面固然是因為B+W＃093濾色片把

可見光完全濾除，另一方面是因為B+W＃

093濾色片本身亦是紅色系，所以同色系的

影像完全消失，如果在鑑定印刷品時，想

要對紅色油墨進行檢驗時，必須要使用其

對比色的濾色片來提高影像差異。

3.「異光域檢查」

以「異光域檢查」為範疇，與近紅外

線光譜相關的有「近紅外線螢光檢查」及

「反斯托克司發光檢查」兩項。

3.1. 近紅外線螢光檢查

用400-700nm的可見光照射「待鑑文

書」，如果會產生近紅外線光域的影像時，

稱為「近紅外線螢光」（ I n f r a r e d

Luminescence（註6））或「近紅外線發光」

（Infrared fluorescence）。不同於「近紅外線

反射檢查」，「近紅外線螢光檢查」必須排

除可能的近紅外線反射，所以入射光源必

須是純淨的可見光，不能有絲毫的近紅外

線，以免摻雜到反射光裏。在此，筆者特

別要利用一些篇幅把「發光」的特性說明

清楚。

3.1.1. 「發光」（Luminescence）

「 發 光 」是 除 了「 白 熱 發 光 」

（incandescence 或稱「白熾發光」）之外的

另一種發光模式。通常是因為受到較短波

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資料來源：開年有限公司，網址http：//www.lunar.com.tw/ptprduct/b&w1.htm

表三、濾色片指數與光圈值的換算對照表

濾色片指數 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 6 8 10

光圈值 1/2 1 1 1/4 1 1/2 1 3/4 2 2 1/4 2 1/2 3 3 1/4

長的光線照射使原子受激，激態電子在返

回較低能階時，因能量釋放而發出波長較

長的光子，此種由光線照射引起的發光現

象稱為「光致發光」或「電磁發光」。激發

光通常在紫外線區，但亦有部分是在可見

光與近紅外線區。「發光」的形式有許多

種：

A .「生化發光」或「生物發光」

（Bioluminescence）是生物化學作用的結果

最典型的例子螢火蟲及其幼蟲的發光。

B.「化學發光」（Chemiluminescence）

是因為某些化學反應的結果產生的發光。

C.「電流發光」（Golvanoluminescence）

是因為電流流動發生Golvanic action（尚無

中文譯名，是因電流流動產生的效應），在

真空管整流器（vacuum-tube rectifiers）的

年代，常見於工作中的真空管發出的閃爍

光亮。

D . 「 場 致 發 光 」（ E l e c t r o n

luminescence，EL，亦稱「電激發光」）是

因電子撞擊引起的發光現象，亦即是將電

能轉換成光能的一種物理現象。

E.「磨擦發光」（Triboluminescence）

是由於兩種材料之間磨擦引起的發光現

象，例如使用「研杵及臼」（mortar and

pestle）磨碎糖的時候。

和文書鑑定關係最密切的是由紫外線

激發的發光。

3.1.2.「磷光物質」

一般而言，有發光現象的固體物質稱

為「磷光物質」（phosphors），並可分為

「螢光質」及「磷光質」。

「螢光質」在被激發的時候產生可見光

域 的 電 磁 幅 射 發 光 稱 為 「 螢 光 」

（Fluorescence），所以通常會使用紫外線做

為激發光源。螢光只在激發光源持續照射

時發光，當激發光源切斷後，「螢光質」

的發光會在10-8到10-1秒內停止；「磷光質」

受激發而發射的磷光可以從10-8秒到幾個小

時 之 間 持 續 發 光 ， 稱 為 「 磷 光 」

（Phosphorescence），持續發光時間的長短與

溫度有非常密切的關係。「磷光質」與

「螢光質」非常類似，只是前者的「衰變率」

（rate of decay）比較慢。

有些染料會發螢光，例如：螢光素

（ fluorescein C20

H12

O5） ,曙 紅 （ eosin

C20

H8O

5Br

4） ,若丹明（或稱鹼性蕊香紅

Rhodamine）等，以及其他使紙張和布料看

起來比較鮮亮的螢光染料。相紙中可能摻

有染色劑使它看起來明亮潔白，而現代的

紙幾乎全部都摻有使它看起來明亮潔白的

染色劑，證明的方法很簡單，只要把紙張

放在明亮的地方（不一定需要直接晒到太

陽）一陣子，紙張就會泛黃。

3.1.3.「磷光物質」對照相的影響

物品中添加染色劑在照相時可能發生

的問題是當光源（如電子閃光燈或其他類

似光源）中含有紫外線成分時，紫外線會

34

第二十二卷 第三期

使它們發生螢光，而螢光光譜大都發生在

藍色波域，於是在顏色上展現出偏藍色或

青色的效果。解決之道是在電子閃光燈或

其他光源上增加紫外線吸收的濾色片，以

防止某些材質發生不可預期的螢光反應。

如果在照相機鏡頭前方套上紫外線濾除濾

色片（UV filter）並不能發揮相同的效果，

因為是光源中含有紫外線成分，添加染色

劑的物品經過紫外線照射發生的螢光光譜

在可見光的藍色波域，紫外線濾除濾色片

並不能濾除之。

3.2.「近紅外線螢光」照相

「近紅外線螢光」極微弱，在一般曝光

條件下是無法成像的，必須利用高感度軟

片（Hi-speed film）或「增感」（Expansion）

技術，不過這兩者都無法看到及時影像，

對於「近紅外線螢光」的拍攝效果有限，

筆者建議使用中階以上的數位相機，可以

採用其中的「光圈先決」拍攝模式，用三

腳架固定後，把光圈設定在最大，然後令

其自動曝光拍攝，數位相機會自動提高感

光速度（ISO speed）或把曝光時間延長。

拍攝的影像可能還是有曝光不足的情形，

此時再使用影像軟體調整對比及亮度即

可，請參考圖4-d。

3.3.「反斯托克司發光」檢查

「反斯托克司發光」檢查是非常新的一

種印刷防偽技術，必須使用980nm的雷射

二極體（註7）做為光源，其「反斯托克司

發光」通常是藍或綠色。

3.3.1.「反斯托克司發光」原理

1 9 2 8 年 印 度 科 學 家 拉 曼

（Chandrasekhara Venkate Raman）在實驗中

發現「拉曼散射」。當一光場照射在分子上

時，分子結構本身也會以各種不同分子振

動的頻率與光產生共振。因此，這個受感

應振動的電極矩也包含了介於光頻率與振

動頻率之間的頻率總和與差，並放射出這

些頻率而產生拉曼散射光。拉曼解釋道：

物質中分子振動的頻率V1與入射光頻率V0

所產生的拉曼譜線頻率為V0±V

1，等於透

明物質中的分子或原子本身的吸收或放射

譜線的頻率，這種現象稱為「拉曼效應」

（Raman effect），V1則通稱為「拉曼位移」

（Raman shift）。

向較低頻率偏移的散射光稱為「斯托

克司發光」（Stokes wave、Stokes emission、

Stokes lines、Stokes fluorescence）；向較高

頻率偏移的散射光則稱為「反斯托克司發

光」（anti-Stokes wave），通常「斯托克司發

光」的強度會高於「反斯托克司發光」。

（註8）

「反斯托克司發光」亦稱「反斯托克司

線」或「反斯托克司螢光」，是指輻射發光

的頻率高於激發的入射光的頻率，亦即某

些物質受到較低能量的光線照射時，會激

發出較高能量的輻射發光，此被激發的光

譜波長比較短（頻率比較高），是一種「過

35

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激態」（superexcited state）。處於「過激態」

的分子會自然「衰退」，同時散發出比激發

光能量更高的光子輻射。

然而特定物質的「反斯托克司發光」

並非唯一的波長，某些物質本身就是一種

活躍性的物質，會從環境光或入射光中吸

收一些光子，經由碰撞而進入另一種稱為

「輕激態」（subexcited energy state）的狀

態，此時的分子在自然「衰退」時所散發

出的光譜，能量比激發光能量為低，這種

狀態即是一般所了解的螢光發光反應。

因此，在進行「反斯托克司發光」實

驗的同時，受測的分子同時扮演兩種角色

其一是「能量收集器」（energy collectors）、

其二是「能量釋放閥」（energy emission

gates），所以必須把外在環境的因素完全隔

離。此外，實驗者必須非常小心的處理入

射光，務必不會引起受測分子的任何質

變，換句話說，就是任何時間都不需要任

何的補充物質。（註9）

3.4.「反斯托克司發光」照相

基本上，「反斯托克司發光」檢查是

以肉眼觀察為主，使用肉眼無法看到的

980nm的雷射做為光源，激發「待鑑文

書」，「反斯托克司發光」通常是可見光的

藍或綠色，所以想要照相並不困難，只需

用最普通的數位相機均可拍攝出檢查結

果。

六、如何匹配

綜上所述，如果想要進行近紅外線影

像技術在印刷品鑑定時，除了使用現成的

「文書比對儀器」之外，DIY亦可以做到，

不論採用何種方法，必須注意的項目有：

1. 光源（light-sources）

● 最好使用光域較廣的白熾燈或鹵素

燈，一只燈泡就包含了可見光及近紅外線

（請見圖3-1曲線）（註10）。

● 儘量不要用合成白光的發光二極體

或日光燈（請見圖形3-6曲線），因為其中

絕對不含近紅外線。

●使用近紅外線發光二極體是很便捷

的取得近紅外線光源的方法，但是必須冒

一些風險，因為每一只紅外線發光二極體

只有單一波長，如果不匹配，可能看不見

想要的效果。或者，我們可以指責這種鑑

定有以偏概全的缺失。

● 用以激發油墨產生「近紅外線螢光」

的純粹可見光必須非常強，通常採用白熾

燈或鹵素燈照，以「隔熱濾片」先濾除含

熱能之全域紅外線，再配合近紅外線濾除

濾色片（請見圖七），即可獲得純粹可見

光。

●「反斯托克司發光」檢查必須使用

980nm的雷射二極體照射「待鑑文書」，以

肉眼觀察即可。

2. 相機及攝影機

由於對攝取夜間近紅外線影像需求的

36

第二十二卷 第三期

增加，許多廠商紛紛推出可以拍攝近紅外

線影像的攝影機，CCTV攝影機、攝錄影機

（CAMCORDER）及數位相機幾乎都可以

做日間可見光/夜間近紅外線的拍攝模式，

而其攝像元件包括CCD及CMOS。

CCTV攝影機及攝錄影機的視訊影像輸

出的解析度大約在640×480到800×600畫

素之間，電視攝影機另一個缺點是掃瞄頻

率只有1/30秒，拍攝「近紅外線螢光」時

必須利用「影像積累法」或「影像均除法」

（Image averaging），使原本微弱的信號增

強，噪訊減弱。因此如果攝影機內建的

「數位影像處理器」（DSP）有積累的功能

就是上選。然而攝錄影機中的數位攝錄影

機（DV）有比較高的解析度一般均大於

800×600畫素，要看其攝像元件的規格來

決定。

目前的數位相機均超過5百萬畫素以

上，CCD及CMOS數位相機解析度均已經

超過千萬畫素，其中採用CMOS攝像元件

的CANON EOS-1Ds Mark II更提高到1,670

萬畫素。

3. 鏡頭（lens）

必須選擇可以近照者才符合方便原

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圖七、美國Baader Planetarium公司製造的UV/IR Cut Filter紫外線及近紅外線濾除濾色片的「透光示意圖」。

資料來源：Baader Planetarium公司網站。本濾色片是供太空照相使用，必須濾除紫外線及近紅外線波長，請看圖中只有 4 0 0 - 7 0 0 n m波長的光線可以通過。網址： h t t p：//www.companyseven.com /baader/options/ir-uv.html

則 ， 如 果 可 以 調 整 影 像 放 大 倍 率

（magnification）就更理想了。

另外，鏡頭的光圈越大（F值越小），

越可以應付「近紅外線螢光」的拍攝。

4. 濾色片（filter）

近紅外線濾色片的配備最好有多重選

擇，單一型號有時會錯失近紅外線過濾的

門檻造成誤判。700-1000nm的近紅外線濾

色片儘量購置。

5. 其他

在印刷品進行近紅外線影像技術鑑定

時最重要的是純化光源及過濾影像光譜，

避免讓不必要的光譜擾亂了鑑定的依據。

七、參考資料

1.LESLIE D. STROEBEL, "Basic

photographic materials and process",

FOCAL PRESS, 1990。

2.Dr. WALTER CLARK, "PHOTOGRAPHY

BY INFRARED, 2nd EDITION",

KODAK RESEARCH LABORATORIES

,1946。

3. RICHARD D. HUDSON JR., SENIOR

SCIENTIST, INFRARED

LABORATORIES, HUGHES

AIRCRAFT COMPANY, "INFRARED

SYSTEM ENGINEERING"，WILEY

SERIES IN PURE AND APPLIED

OPTICS， JOHN WILEY & SONS，

1969。

4. KODAK PUBLICATION No.M-28

"APPLIED INFRARED

PHOTOGRAPHY " 1977 EDITION,

1978 PRINT。

5. MELLERT/ OPPITZ, "FILTERS AND

SPECIAL EFFECT ATTACHMENTS ",

B+W, 1979。

6. 朱富美，「筆跡證據之研究」，法學叢刊

第191期（2003-07, Vol.48. No.3），1-44

頁。

7. 柳如宗，『美國科學證據許容性規則之

變遷與評析』，憲兵學術半年刊第五十

九期，2004年9月，130-143頁。

注釋：

註1. 筆者註：或許有人會認為是因為軟片

對綠色光感應力最低，其實是以訛傳

訛的謬誤。全色片或彩色軟片對綠色

的感應度與人眼是完全相同的，否則

如何能達到與人眼視覺相同的「演色

性」？只是人眼對綠色最敏感，而軟

片則需要累積一段曝光時間，才會形

成影像（或fog）的緣故。

註2. 朱富美，「筆跡證據之研究」，法學叢

刊第191期（2003-07, Vol.48. No.3），

p1-44。

註3. Regula公司位於白俄羅斯（Republic of

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第二十二卷 第三期

Belarus）首府明斯克（Minsk），創立

於1992年，開始是一群白俄羅斯國立

工 藝 大 學 （ the Belarusian State

Polytechnic University）的科技專家替

銀行開發鈔票鑑定裝置，目前已經成

功的發展出許多護照、鈔票、文書查

驗儀器。

註4. 所謂的CCD電視攝影機當然也包括目

前最當紅的日/夜CCTV攝影機，只需

要一片影像擷取卡或USB影像轉換器

就可當成有近紅外線拍攝功能的文書

鑑定裝置，唯一美中不足的是電視攝

影機限於掃瞄特性，攝取影像的快門

速度上限是1/30秒，亦即只能攝取比

1/30秒更短的曝光條件，無法攝取比

1/30秒長的曝光條件，如1/5秒、1/2

秒。早期「影像文書鑑定儀」如果使

用電視攝影機就必須附帶影像積累器

（image integration）或影像積累軟體，

把數個曝光1/30秒的影像累加起來，

以提高感度。

註5. 筆者註：根據ISO-517 / CNS5144，完

整的光圈F值系列為F / 0.7, 1.0, 1.4, 2.0,

2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64,⋯，

每一個F值稱為一個STOP或稱中文的

一「級」，而相鄰兩F值的進光量前者

正好是後者的一倍。

註6 .筆者註：Infrared Luminescence亦有人

稱之為「近紅外線冷光」，但因為此處

所談的是屬於由可見光激發之二次發

光，在理論之稱為「螢光」或「發

光」，此外「冷光」一詞有許多通俗解

釋，極易混淆，所以筆者堅持使用

「近紅外線螢光」一詞。

坊間已經把"LED"、"LCD背光模組"、

"螢光燈"或"日光燈"均稱為「冷光」，

而顯微鏡檢驗用的"光纖照明燈"，其

中雖然是使用鹵素燈炮，但是在其射

入光纖導管之前已經使用「濾熱鏡」

（hot mirrow 、Heat reflecting filter或

Dichroic filter）處理，將溫熱的紅外線

去除，亦被稱為「冷光燈」，所以儘量

不要使用「冷光」一詞比較妥當。

註7. 980nm主要用在光纖傳輸，所以只有雷

射二極體（LD），沒有發光二極體

（LED）。

註8. 陳英任、董正成，「光纖拉曼放大器

的原理、架構及應用」，科儀新知151

期，2006年4月，P.23-29。

註9. The Tom Bearden Website ，"Anti-Stokes

Emission Always Outputs More Energy

than the Operator Inputs"，

http://www.cheniere.org/misc/antistokes.ht

m

註10. 氙氣燈的光域更廣，還包括紫外線，

但是體積太大且價格昂貴。

金台寶／法務部調查局六處

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