(57)【要約】【課題】発射弾丸の異同識別判定を行う際に、鑑定の正確性を維持しつつ作業効率を向上させること、及び、発射弾丸の異同識別判定を行う際の鑑定員の負荷低減を図ること。【解決手段】  検査対象である銃器弾丸と比較試料との異同を識別する方法及びその装置において、銃器弾丸を撮像してこの銃器弾丸の外周面の画像を得、銃器弾丸の表面の凹凸を計測して銃器弾丸の表面の凹凸情報を得、得た銃器弾丸の外周面の画像と得た銃器弾丸の表面の凹凸情報とを予め記憶されている複数の比較試料の外周面の画像及び表面の凹凸情報と比較して前記銃器弾丸の外周面の画像と前記銃器弾丸の表面の凹凸情報に類似している比較試料を抽出し、この抽出した比較試料の情報と前記検査対象である銃器弾丸の情報とを出力するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象である銃器弾丸と比較試料との異同を識別する方法であって、
前記銃器弾丸を撮像して該銃器弾丸の外周面の画像を得、
前記銃器弾丸の表面の凹凸を計測して前記銃器弾丸の表面の凹凸情報を得、
前記得た銃器弾丸の外周面の画像と前記得た銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかを予め記憶されている複数の比較試料の外周面の画像と表面の凹凸情報との両方又は何れかと比較して前記銃器弾丸の外周面の画像と表面の凹凸情報との両方又は何れかに類似している比較試料を抽出し、
該抽出した比較試料の外周面の画像と表面の凹凸情報との両方又は何れかと、前記検査対象である銃器弾丸の外周面の画像及び表面の凹凸情報との両方又は何れかとを画面上に表示する
ことを特徴とする銃器弾丸の異同識別方法。
【請求項２】
検査対象である銃器弾丸と比較試料との異同を識別する方法であって、
前記検査対象である銃器弾丸を回転させながら該銃器弾丸の外周面を撮像して該銃器弾丸の外周面の画像情報を得ると共に前記銃器弾丸の表面の凹凸を計測して前記銃器弾丸の表面の凹凸情報を得、
前記得た銃器弾丸の外周面の画像情報と前記得た銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかとデータベースに記憶されている複数の比較試料の画像情報と表面の凹凸情報との両方又は何れかとの類似度を判定し、
前記銃器弾丸の外周面の画像情報と前記銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかに類似している外周面の画像情報と表面の凹凸情報との両方又は何れかを有する比較試料を抽出し、
前記銃器弾丸の外周面の画像情報と前記銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかと前記抽出した比較試料の外周面の画像情報と表面の凹凸情報との両方又は何れかとを画面上に並べて表示する
ことを特徴とする銃器弾丸の異同識別方法。
【請求項３】
前記銃器弾丸の外周面の画像情報と前記銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかに対してその下方又は上方に前記抽出した比較試料の外周面の画像情報と表面の凹凸情報との両方又は何れかを表示し、前記銃器弾丸と前記抽出した比較試料の対応する痕跡の位置が上下で合うようにして表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の銃器弾丸の異同識別方法。
【請求項４】
前記得た銃器弾丸の外周面の画像は、前記検査対象である銃器弾丸を回転させながら該銃器弾丸の外周面上を小領域ごとに順次カメラで撮像して前記銃器弾丸の外周面の複数の小領域の画像を取得し、該取得した前記銃器弾丸の外周面の複数小領域の画像を繋ぎ合わせることにより作成した前記銃器弾丸の外周面の展開図の画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の銃器弾丸の異同識別方法。
【請求項５】
前記得た銃器弾丸の外周面の画像は、前記検査対象である銃器弾丸を回転させながら該銃器弾丸の外周面上の小領域を前回撮像した領域と一部が重なるようにして順次カメラで撮像して取得した前記銃器弾丸の外周面の小領域の画像を一部が重なるようにして繋ぎ合わせることにより作成した前記銃器弾丸の外周面の展開図の画像であることを特徴とする請求項４記載の銃器弾丸の異同識別方法。
【請求項６】
前記得た銃器弾丸の表面の凹凸情報は、前記検査対象である銃器弾丸を回転させながら該銃器弾丸の表面に微小なスポットのレーザを照射して前記銃器弾丸の表面から反射した光を検出することを前記銃器弾丸の表面の検査領域に渡って行うことにより得られた情報であることを特徴とする請求項１又は２に記載の銃器弾丸の異同識別方法。
【請求項７】
検査対象である銃器弾丸と比較試料との異同を識別する装置であって、
前記銃器弾丸を保持して回転させる保持手段と、
該保持手段により保持されて回転している前記銃器弾丸を撮像して該銃器弾丸の外周面の画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記保持手段により保持されて回転している前記銃器弾丸の表面の凹凸を計測して前記銃器弾丸の表面の凹凸情報を得る凹凸情報取得手段と、
複数の比較試料の外周面の画像情報及び表面の凹凸情報を記憶する記憶手段と、
前記画像情報取得手段で取得した銃器弾丸の外周面の画像情報と前記凹凸情報取得手段で得た銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかを前記記憶手段に記憶されている複数の比較試料の外周面の画像及び表面の凹凸情報の両方又は何れかと比較して前記銃器弾丸の外周面の画像と前記銃器弾丸の表面の凹凸情報に類似している比較試料を抽出する比較試料抽出手段と、
該比較試料抽出手段で抽出した比較試料の外周面の画像及び表面の凹凸情報の両方又は何れかと前記画像情報取得手段で取得した銃器弾丸の外周面の画像情報と前記凹凸情報取得手段で得た銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかを出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする銃器弾丸の異同識別装置。
【請求項８】
前記画像情報取得手段は、前記保持手段により保持されて回転している前記検査対象である銃器弾丸の外周面上を小領域ごとに順次撮像するカメラ部と、該カメラ部で撮像して得た前記銃器弾丸の外周面の複数の小領域の画像を繋ぎ合わせることにより前記銃器弾丸の外周面の展開図の画像を作成する展開図画像作成部とを有することを特徴とする請求項７に記載の銃器弾丸の異同識別装置。
【請求項９】
前記展開図画像作成部は、前記カメラ部で前記銃器弾丸の外周面上の小領域を前回撮像した領域と一部が重なるようにして順次撮像して取得した前記銃器弾丸の外周面の小領域の画像を、一部が重なるようにして繋ぎ合わせることにより前記銃器弾丸の外周面の展開図の画像を作成することを特徴とする請求項８記載の銃器弾丸の異同識別装置。
【請求項１０】
前記凹凸情報取得手段は、前記保持手段により保持されて回転している前記検査対象である銃器弾丸の外周面上に微小なスポットのレーザを照射するレーザ照射部と、該レーザ照射部によりレーザは照射された前記銃器弾丸の表面から反射した光を検出する反射光検出部とを有することを特徴とする請求項７記載の銃器弾丸の異同識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銃器から発射された弾丸を対象とした銃器弾丸の異同識別方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
法科学分野で用いられている異同識別技術は、指紋、声紋、筆跡、土壌や足跡など様々な検体を対象としており、近年では生体のＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ）鑑定も犯罪捜査に応用されるようになった。銃器が使用された犯罪の場合は、事件現場から証拠物件として採取した弾丸や薬きょうについて、それらが過去の事件と関連しているか否かを調査したり、事件に使用された銃器の種類を特定する目的で、複数の検体の類似性を鑑定する作業が行われている。
【０００３】
日本国内においては、銃器弾丸等の鑑定作業は比較対象となる２つの検体を光学顕微鏡視野内に配置し、鑑定員が目視照合する手法が主流である。銃器の銃身内側には、弾丸の着弾精度向上のための腔旋（ライフリング）が形成されている場合が多くあり、発射弾丸には腔旋による痕跡（腔旋痕）が存在する。この腔旋は銃器ごとに異なっており、鑑定員は発射弾丸に残された腔旋痕（多数の筋状擦過痕）同士を比較し、それが同一の銃器（銃身）から発射されたものかどうかを鑑定する。或いは銃器から排出された使用済みの薬きょうの雷管部に残された撃針痕（窪み状の痕跡）等の形状を比較し、同一の銃器で使用されたものかどうかを鑑定する。
【０００４】
特にこのような鑑定用途に使用される光学顕微鏡は比較顕微鏡と称され、銃器犯罪においては複数の検体の異同識別に関する結論（例えば裁判上で用いられる証拠)が、比較顕微鏡で撮影された銀鉛写真として示されることが多い。この比較顕微鏡の視野内では、前述の特徴痕同士を平面（2次元）的に観察して照合するのみであって、痕跡の深さ情報は照明光照射による痕跡の陰影として視覚的に得られる。比較顕微鏡を用いた弾丸等の異同識別においては、照明角度の僅かな相違により顕微鏡視野内における特徴痕の陰影（特徴痕の見え方）が異なってしまうため、鑑定作業には熟練した鑑定員の経験と知識が必要であったり、1件の鑑定作業に数日を費やす場合がある等、鑑定精度向上や作業効率改善が望まれている。
【０００５】
弾丸に残された特徴痕を３次元的に計測する手法として、特許文献１には、共焦点顕微鏡を用いて弾丸の特定領域の３次元形状を計測し、弾丸表面の微細な擦過痕を３次元的に照合する技術が開示されている。また非特許文献１には、同一の銃器から発射された弾丸について、弾底部分の旋丘痕の３次元形状を比較することで、その類似性を評価できる可能性が示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７，７９６，８１０号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】旋丘痕の3次元形状データを用いた発射弾丸の異同識別の可能性；日本法科学技術学会誌Volume 8，Number 1，pp．89−97 (2003)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
銃器犯罪に用いられた弾丸の異同識別判定を行う際には、その正確性が最も重要であることは当然であるが、鑑定の正確性を維持しつつ如何にして作業効率を向上させ、鑑定員の負荷低減を図るかが課題である。そのためには、長年の経験や高度な知識を備えていない鑑定員でも、効率的に正確な鑑定作業を行うことができる手段が必要である。
【０００９】
特許文献１に記載されている技術では、弾丸の３次元形状の計測対象領域を作業者（鑑定員）が指定する必要がある。即ち、作業者は予め比較顕微鏡等を用いて２つの弾丸を一通り目視観察し、精密に比較するべき部分を特定しなくてはならない。弾丸の異同識別作業においては、２つの検体の比較対象領域を絞り込む作業自体に鑑定員の経験が必要となることから、作業者には高度な鑑定能力が要求される。よって特許文献１に記載されている技術の場合、鑑定作業に当たる作業員の経験量や能力が、鑑定精度・鑑定作業効率に著しく影響を与えてしまうという問題点がある。
【００１０】
換言すれば、鑑定経験の乏しい鑑定員が作業を行う場合、弾丸表面の３次元形状を広範囲に亘り計測する必要がある。特許文献１に記載されている技術の場合、弾丸表面の微小領域をオーバーラップさせて３次元形状を計測し、該計測箇所をつなぎ合わせることで特定領域の３次元形状データを合成する。特許文献１に開示された例では、計測のオーバーラップ量（面積）を５０％程度確保する必要性があり、これは弾丸表面の形状計測領域の２倍の面積の形状データを蓄積して合成することとなるため、取り扱う形状データが膨大となり、多くのメモリ容量を備えた記憶装置が必要になったり、データ処理時間が長くなるという問題点もある。
【００１１】
また非特許文献１に記載されている技術では、弾丸底部の部分的な情報（３次元形状）のみを使用していることから、鑑定精度・作業効率向上の効果は乏しい。非特許文献１に記載されている技術では、同一の銃器から連続して発射された同種の弾丸に限定すれば有効と考えられる。長期間の使用で銃身内の腔旋が磨耗した場合、弾底部の旋丘痕も次第に変化すると捉えるのが妥当である。弾丸の異同識別においては弾丸に残されたあらゆる痕跡を比較し、総合的に類似度を判断する必要がある。
【００１２】
本発明の第１の目的は、銃器から発射された弾丸の異同識別を行うに当たり、鑑定員による鑑定作業の習熟度の影響を極力排除し、正確な異同識別を効率的に実現する方法を提供することである。
【００１３】
本発明の第２の目的は、銃器から発射された弾丸の異同識別を行うに当たり、鑑定員による鑑定作業の習熟度の影響を極力排除し、正確な異同識別を効率的に実現する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記第１の目的は、検査対象の弾丸の展開図を作成し、該展開図を用いて比較対象の弾丸との異同識別を行う手段により達成される。
【００１５】
また上記第１の目的は、検査対象の弾丸の展開図及び３次元形状図を作成し、比較対象の弾丸との異同識別を展開図及び３次元形状図を用いて実施する手段によって達成される。
【００１６】
上記第２の目的は、弾丸を保持し光学像を採取する光学系と、弾丸表面形状を計測する変位計と、弾丸を位置決めし回転させる機構部と、計測データを比較するためのアルゴリズムを実装した制御系から構成される異同識別装置によって達成される。
【００１７】
即ち、上記目的を達成するために、本発明では、検査対象である銃器弾丸と比較試料との異同を識別する方法において、銃器弾丸を撮像してこの銃器弾丸の外周面の画像を得、
銃器弾丸の表面の凹凸を計測して銃器弾丸の表面の凹凸情報を得、得た銃器弾丸の外周面の画像と得た銃器弾丸の表面の凹凸情報とを予め記憶されている複数の比較試料の外周面の画像及び表面の凹凸情報と比較して前記銃器弾丸の外周面の画像と前記銃器弾丸の表面の凹凸情報に類似している比較試料を抽出し、この抽出した比較試料の外周面の画像と表面の凹凸情報との両方又は何れかと、検査対象である銃器弾丸の外周面の画像及び表面の凹凸情報との両方又は何れかとを画面上に表示するようにした。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明では、検査対象である銃器弾丸と比較試料との異同を識別する方法において、検査対象である銃器弾丸を回転させながら銃器弾丸の外周面を撮像して銃器弾丸の外周面の画像情報を得ると共に銃器弾丸の表面の凹凸を計測して銃器弾丸の表面の凹凸情報を得、銃器弾丸の外周面の画像情報と銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかとデータベースに記憶されている複数の比較試料の画像情報と表面の凹凸情報との両方又は何れかとの類似度を判定し、銃器弾丸の外周面の画像情報と銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかに類似している外周面の画像情報と表面の凹凸情報との両方又は何れかを有する比較試料を抽出し、銃器弾丸の外周面の画像情報と銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかと抽出した比較試料の外周面の画像情報と表面の凹凸情報との両方又は何れかとを画面上に並べて表示するようにした。
【００１９】
更に、上記目的を達成するために、本発明では、検査対象である銃器弾丸と比較試料との異同を識別する装置を、銃器弾丸を保持して回転させる保持手段と、この保持手段により保持されて回転している銃器弾丸を撮像して銃器弾丸の外周面の画像情報を取得する画像情報取得手段と、保持手段により保持されて回転している銃器弾丸の表面の凹凸を計測して銃器弾丸の表面の凹凸情報を得る凹凸情報取得手段と、複数の比較試料の外周面の画像情報及び表面の凹凸情報を記憶する記憶手段と、画像情報取得手段で取得した銃器弾丸の外周面の画像情報と凹凸情報取得手段で得た銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかを記憶手段に記憶されている複数の比較試料の外周面の画像及び表面の凹凸情報の両方又は何れかと比較して銃器弾丸の外周面の画像と銃器弾丸の表面の凹凸情報に類似している比較試料を抽出する比較試料抽出手段と、この比較試料抽出手段で抽出した比較試料の外周面の画像及び表面の凹凸情報の両方又は何れかと画像情報取得手段で取得した銃器弾丸の外周面の画像情報と凹凸情報取得手段で得た銃器弾丸の表面の凹凸情報との両方又は何れかを出力する出力手段とを備えて構成した。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の異同識別装置を使用することで、比較対象となる弾丸をコンピュータで抽出できるようになり、これまで作業者（鑑定員）の知識や経験に基づいて行っていた作業の自動化が可能になり、作業効率と比較精度を向上させ、且つ見落としを防止する効果が得られる。
【００２１】
また、本発明の異同識別装置を使用することで、比較対象となる試料上の特徴パターンをコンピュータで抽出できるようになり、これまで作業者（鑑定員）の知識や経験に基づいて行っていた比較顕微鏡による異同識別作業の効率化が可能となる。
【００２２】
また、本発明の異同識別装置を使用することで、専門性の高い鑑定技術の熟練度に左右されず、正しい鑑定結果を迅速に得ることができる。
【００２３】
また、本発明の異同識別装置を使用することで、データベース同士で異同識別を行うことが可能となり、比較顕微鏡を用いることができない遠隔地においても正しい鑑定結果を迅速に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第1の実施例による弾丸異同識別装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第1の実施例による光学系の概略の構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）鑑定の対象となる弾丸の正面図、（ｂ）弾丸の側面図である。
【図４】本発明による鑑定作業の処理の流れを示すフロー図である。
【図５】弾丸の観察範囲を示した弾丸の側面図である。
【図６Ａ】弾丸と対物レンズの合焦範囲の関係を示す弾丸の平面図である。
【図６Ｂ】弾丸と対物レンズの合焦範囲の関係を示す弾丸の正面図である。
【図７Ａ】弾丸の展開図合成方法の説明図であって、弾丸を１０度ずつ回転させながら取得した複数の画像を示す図である。
【図７Ｂ】弾丸の展開図合成方法の説明図であって、複数の画像を繋ぎ合わせて合成した１枚の画像を示す図である。
【図８】弾丸の表面形状計測の処理の流れを示すフロー図である。
【図９Ａ】弾丸の表面形状計測の処理方法を説明する図で、弾丸を１回転させるごとにカメラをピッチ送りしながら弾丸を撮像する状態を示す弾丸の側面図である。
【図９Ｂ】弾丸の表面形状計測の処理方法を説明する図で、カメラを連続移動させながら弾丸を撮像する状態を示す弾丸の側面図である。
【図１０】弾丸の表面形状を計測して得られた表面形状展開図を３次元的に示す図である。
【図１１】弾丸の各断面の断面図を重ね合わせて表示した図である。
【図１２】展開図を用いて類似度判定を行う処理の流れを示すフロー図である。
【図１３Ａ】弾丸１の側面図と異同識別装置から出力された弾丸１の表面形状展開図である。
【図１３Ｂ】弾丸２の側面図と異同識別装置から出力された弾丸２の表面形状展開図である。
【図１３Ｃ】弾丸３の側面図と異同識別装置から出力された弾丸３の表面形状展開図である。
【図１４】異同識別装置から出力された弾丸１と弾丸２の表面形状展開図を上下に並べて表示した図である。
【図１５Ａ】弾丸１と弾丸２の各断面の断面図を重ね合わせて表示した図である。
【図１５Ｂ】弾丸１と弾丸２の施丘痕の断面を重ねて表示した図である。
【図１６】比較顕微鏡の概略の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第２の実施例による弾丸異同識別装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図１８Ａ】弾丸を１回転させたときに得られるレーザ変位計の検出波形図である。
【図１８Ｂ】弾丸を繰り返し回転させて検出したレーザ変位計の検出波形を周波数形跡して、基本周波数を抽出して逆変換させて求めた波形図である。
【図１８Ｃ】ＸステージとＹステージの位置を調整後に弾丸を１回転させたときに得られるレーザ変位計の検出波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具現化する際に好適な実施例を説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は弾丸の異同識別装置１００のシステム構成図、図２は図１の光学系部分の構成を示した斜視図である。図３は鑑定の対象となる弾丸１の概観図である。弾丸１は左回り６条、３８口径（直径約１０ｍｍ）の被甲弾丸で、その回転軸Ａを中心としてほぼ軸対称な形状を保っており、大きな変形が生じていない状態と仮定する。弾丸１の表面には溝状の窪みｗ１〜ｗ６が取り巻いており、溝内部に生じた擦過痕１１を含めてそれぞれの窪みｗ１〜ｗ６を旋丘痕と称する。この窪みｗ１〜ｗ６以外の部分については擦過痕１２と併せて旋底痕と称する。本実施例においては、旋丘痕は旋底痕に対して５０マイクロメートル（μｍ）程度窪んだ状態である。旋丘痕と旋底痕に生じている擦過痕１１及び１２は、１〜２μｍ程度の凹凸を伴う筋模様として観察される。
【００２７】
弾丸１はその軸方向をホルダ１０１及び１０２で挟まれた形で保持され、ベース１０３に固定されている。サーボモータ１０６の回転軸は図示しないカップリング機構を介してホルダ１０１に連結されており、サーボモータ１０６の回転と共に弾丸１、及びホルダ１０２も同様に回転する。サーボモータ１０６（弾丸１）の回転方向はＸＺ平面内であり、従ってＲ０軸はＸＺ平面と直交している。弾丸１の回転方向は弾丸１を底部から見た時に右回りをＣＷ，左回りをＣＣＷと定義する。サーボモータにはロータリエンコーダが内蔵されており、1回転（３６０°）が７２００分割（０．０５°単位）の分解能で位置決め可能である。
【００２８】
弾丸1を保持したベース１０３は、θステージ１０４、Ｙステージ１０５、Ｘステージ１０８に搭載されている。θステージ１０４の回転方向はＸＹ平面内であり、従って該θ軸はＸＹ平面と直交している。全てのステージは防振定盤１２７上に搭載されている。１０７はサーボモータ１０６のコントローラ、１２８はθステージ１０４とＹステージ１０５とＸステージ１０５の３軸コントローラであり、全てコンピュータ１４０で動作が制御される。
【００２９】
弾丸１は、観察光学系鏡筒１１１に取り付けられた対物レンズ１１０とテレビカメラ１１２により撮像され、モニタ１４１上に撮像された画像が表示されて観察される。本実施例では、対物レンズ１１０の光学倍率は０．３倍、開口率は０．０４である。また、テレビカメラ１１２で検出した画像はカメラコントローラ１１３を経由してコンピュータ１４０のメモリに格納できる構成となっている。観察光学系鏡筒１１１はＺステージ１１４（フォーカス軸）で位置決めされる。Ｚステージ１１４は図示しない機構部により、防振定盤１２７上に搭載されている。
【００３０】
１１６は三角測量の原理で弾丸１の表面変位を計測するレーザ変位計であり、被計測物表面でのレーザスポット径は３０μｍ、波長６３５ｎｍ、変位計測分解能は０．１μｍである。レーザ変位計１１６は、Ｙステージ１１７、Ｘステージ１１８、Ｚステージ１１９に搭載されて変位計測位置が決定される。Ｙステージ１１７、Ｘステージ１１８、Ｚステージ１１９は図示しない機構部により、防振定盤１２７上に搭載されている。１１５はＺステージ１１４のコントローラ、１２０はＹステージ１１７、Ｘステージ１１８、Ｚステージ１１９の３軸コントローラで、これらのステージの動作は全てコンピュータ１４０で制御される。
【００３１】
１２６は弾丸１を斜方照明するための集光レンズであり、ＸＺ平面内において対物レンズ１１０による観察光軸を基準としてγだけ傾いた角度から弾丸１表面を斜め方向から照明する。ハロゲン光源１２３からの照明光は、光ファイバ１２５により集光レンズ１２６まで導光されている。照明光は光ファイバ１２４によって観察光学系鏡筒１１１にも同時に導光されており、必要に応じて観察光学系の同軸落射照明として用いることができる。本実施例では、前記集光レンズ１２６による斜方照明の入射角γは６０°であるが、計測対象物である検体の種類や表面状態に応じて、図示しない調整機構部によって集光レンズ１２６の角度（斜方照明入射角γ）が適宜調節される。
【００３２】
１４２は図１並びに図２に示した異同識別装置１００を操作するためのキーボードであり、弾丸１の目視確認等によって得られる情報（口径、条数、材質等）の入力にも使用される。コンピュータ１４０は、テレビカメラ１１２で撮影した弾丸１の光学像と、レーザ変位計１１６で計測した弾丸１の表面変位データを、弾丸１の口径や条数、材質等必要な情報と併せて検体毎に分類整理して内部メモリに記憶する。またコンピュータ１４０は、ネットワーク１４４を経由して外部記憶装置１４３に接続されており、前述した検体の外観（光学像）、形状（表面変位データ）、その他の情報は全て外部記憶装置１４３にも記憶され、データベース管理されている。コンピュータ１４０は、外部記憶装置１４３に記憶されているデータベースを参照することも可能である。
【００３３】
次に、図１に示した本実施例による異同識別装置１００を用いた鑑定開始から終了までの一連の作業フローを図４を用いて説明する。作業者は先ず計測対象である弾丸１をホルダに固定し(Ｓ５０１)、テレビカメラ１１２で観察する弾丸１の観察視野を調整する（Ｓ５０２）。次に、これらの概観上の特徴をコンピュータ１４０に入力する(Ｓ５０３)。そして弾丸１をモニタ１４１上で観察しながら、弾丸１の展開図合成の範囲を決めるＹＢＴＭ及びＹＴＯＰ（図５参照）、並びに弾丸１のＲ方向回転ピッチφを決定する。続いて弾丸１の形状計測条件であるＲ軸回転数（ＲＰＳ）、Ｒ軸の回転と併進するＹステージの送りピッチｐを決定する(Ｓ５０４)。これらの条件設定は、モニタ１４１上のレシピから作業者が選択するか、キーボード１４２から任意の値を入力することで行われる。
【００３４】
次に、コンピュータ１４０はＳ５０２及びＳ５０３で入力されたデータに基づいてコントローラ１０７でサーボモータ１０６の回転を制御すると共に３軸コントローラ１２８でθステージ１０４とＸステージ１０８、Ｙステージ１０５を制御して弾丸１を回転させながらカメラコントローラ１１３でテレビカメラ１１２で弾丸１の観察視野４００を撮像して画像を取得する（Ｓ５０５）。
【００３５】
異同識別装置１００は上記設定された条件に基づき、撮像して取得した画像を処理する展開図合成 (Ｓ５０６)、表面形状計測（Ｓ５０７）、表面の３次元空間像作成（Ｓ５０８）を自動で実行し、計測データをコンピュータ１４０に保存する。計測データは同時に外部記憶装置１４３にも保存される。次に類似度判定（Ｓ５０９）に移行する。即ち、弾丸１表面の特徴パターン、弾丸１の表面の形状的な特徴量を抽出し、これと類似した特徴を有する弾丸が外部記憶装置１４３のデータベースに存在するか否かを検索する。データベース上には、過去に鑑定した各種試料（弾丸）が分類されており、コンピュータ１４０はデータベース上の必要なデータを外部記憶装置１４３からロードし、パターンマッチングや立体形状の重ね合わせ（差分成分量の比較）等の手法で特徴量を比較し、類似データの有無を検索する。検索の結果、類似データが存在しない場合は鑑定終了となる。
【００３６】
データベース検索の結果、類似データが存在する場合は、モニタ１４１上に弾丸１と類似データとの展開図、または弾丸の形状展開図、或いは３次元形状図の何れか、又はそれらを組合せた像を並べて表示する（Ｓ５１０）。作業者は、異同識別装置１００が抽出した特徴パターン同士をモニタ１４１上で目視確認し、その時点で同一の銃器から発射されたものと明らかに判断できる場合はその判断の結果をコンピュータ１４０に入力して（Ｓ５１１）記憶させ、暫定的な鑑定結果として採用される。なお、データベースである外部記憶装置１４３は、異同識別装置１００と共に設置する必要性はなく、専用回線を経由して遠隔地のデータベースを参照する場合もある。
【００３７】
異同識別の最終結論を得るに当たり、厳密な鑑定は実物の弾丸同士の比較によって行われる。データベース同士の比較によって得られる結果は正しいものであるが、これは関係機関におけるその後の調査や捜査の効率向上に寄与する。裁判所等で取り扱われる証拠物件としては、データベース上で比較鑑定した結果のみでは不十分なケースも考えられるため、異同識別の最終的な結論は比較顕微鏡（図１６参照）で得る。
【００３８】
異同識別装置１００では、Ｓ５１０で入力された弾丸１と類似した特徴パターンを有する試料弾丸をデータベース上で抽出してこの抽出した試料弾丸の情報をモニタ１４１上に表示する（Ｓ５１２）。ここまでで異同識別装置１００による一連の操作は終了する。その後、作業者は異同識別装置１００が抽出した弾丸（比較対象）を保管庫から持ち出し、比較顕微鏡（図１６参照）で両者を観察する。このとき、検査対象の弾丸１と比較対象の試料弾丸との間で一致度の高い特徴パターンとその位置が異同識別装置１００によりリストアップされているため、作業者は予め決められた部分を目視確認するだけで良い。最終的に、比較顕微鏡の視野で比較観察された光学像を銀鉛写真に記録する。比較顕微鏡による従来の異同識別作業においては、類似性のあるパターン同士を発見する作業が極めて困難であり、経験や知識が必要とされていたが、本異同識別装置により、鑑定作業の大幅な効率化が実現する。
【００３９】
次に図４で説明した異同識別装置１００の基本動作の処理フローの詳細について、図５〜図１１を用いて説明する。なおここでは弾丸１の変形は無視できる程小さく、その回転軸Ａ（図３参照）とサーボモータ１０６の回転軸Ｒｏ（図２参照）が一致している条件を仮定する。１０１’及び１０２’は緩衝材であり、共にシリコンゴム等の材料から成る。緩衝材１０１’及び２０１’を使用して弾丸1を固定することで弾丸1の回転軸Ａとサーボモータ１０６の回転軸Ｒｏを一致させ、且つホルダ１０１の一端に連結したサーボモータ１０６の回転と同じ角速度で弾丸１が回転する仕組みである。
【００４０】
ステップＳ５０１において，作業者は検体となる弾丸１を図５に示した如くホルダ１０１、ホルダ１０２の間に挟み込んで固定する。図５はＸＹ平面図であり、４００はテレビカメラ１１２による観察視野で、モニタ１４１にも観察視野４００と同じ領域の映像が映し出されている。テレビカメラ１１２と対物レンズ１１０の組み合わせによって、観察視野４００の広さが決定される。本実施例の場合、観察視野４００はＸ方向が約１９ｍｍ、Ｙ方向が１４ｍｍである。
【００４１】
次に、観察視野調整ステップＳ５０２において、Ｙステージ１０５、Ｘステージ１０８を操作して弾丸１が観察視野４００のほぼ中央部に位置する様に調節し、モニタ１４１を目視観察しつつＺステージ１１４を上下させ、弾丸１の表面に焦点を合わせる。弾丸１に対する対物レンズ１１０の合焦範囲を図６に示した。なお図６では、弾丸１表面の傷や凹凸形状、ならびにホルダ類について便宜上表現を割愛している。前述の通り対物レンズ１１０の開口率は０．０４であるため、焦点深度（ＤＯＦ）は（数１）から約０．１７ｍｍと求められる。なお、（数１）において、ＮＡ＝０．０４（対物レンズ１１０の開口率）、λ＝０．５５ｕｍ（可視光の中心波長）である。  
焦点深度：（ＤＯＦ）＝λ／２・ＮＡ２    ・・・（数１）
従って観察視野４００において、直径約１０ｍｍの弾丸１全体に焦点を合わせることはできず、合焦範囲はＸｖｉｓ×Ｙｖｉｓの限られた領域のみとなる。Ｙｖｉｓは、弾丸１がその頂部（弾頭）ほど細い形状であることから制限されるが、弾丸の種類によってはその頂部から弾底まで同じ直径のタイプもあるので、Ｙ方向の合焦範囲Ｙｖｉｓは弾丸の種類により異なる。Ｘ方向の合焦範囲Ｘｖｉｓは弾丸１の口径即ち半径ｒに依存し、（数２）により決まる。  
Ｘ方向の合焦範囲：Ｘｖｉｓ＝２ｒ・Ｓｉｎθｖｉｓ  ・・・（数２）
（数２）において、θｖｉｓ＝Ｃｏｓ−１（（ｒ−Ｚｖｉｓ）／ｒ）である。またここでは、作業者の目視による焦点合わせ精度（対物レンズ１１０のＺ軸方向の位置決め精度）を考慮し、Ｚｖｉｓ＝ＤＯＦ／２として取り扱った。弾丸１の直径は約１０ｍｍであることから、ｒ＝５ｍｍ，式１からＤＯＦ＝０．１７ｍｍとなるから、θｖｉｓ＝１０．６°、Ｘｖｉｓは（数２）より１．８４ｍｍと求められる。
【００４２】
次にＳ５０３において、作業者は、予め観察（計測）した弾丸１の概観上の特徴をコンピュータ１４０に入力する。続いてＳ５０４において、モニタ１４１上でＹＢＴＭとＹＴＯＰ（図５参照）を設定する。これらは、弾丸１表面の旋丘痕ｗ１等、照合の為に必要な特徴痕が包含されるだけの長さＬを定義するものである。前述したＹｖｉｓとＬとの関係は、Ｙｖｉｓ≧Ｌであることが望ましい。
【００４３】
しかる後、Ｓ５０５において異同識別装置１００はテレビカメラ１１４で検出視野４００の光学像を撮像して検出視野４００の画像を取得し、コンピュータ１４０のメモリに格納する。そしてコントローラ１０７で制御してサーボモータ１０６をＲ方向に一定角度φだけ回転させて停止し、再び光学像を撮像して検出視野４００の画像を取得する。以降、弾丸の回転／停止と光学像の採取を繰り返す。ここでφは前述のθｖｉｓの２倍以下の範囲に設定されている必要がある。即ち、本実施例ではθｖｉｓは１０．６°であるから、φ≦２１．２°となる必要がある。ここでは、φ＝１０°とした例を説明する。
【００４４】
異同識別装置１００は弾丸１を１０°ピッチで回転させて全周分の画像を採取し、３６０°分の画像をコンピュータ１４０のメモリに記憶する。
【００４５】
次に、Ｓ５０６において、メモリに記憶した弾丸１の画像から展開図を作成する。図７Ａに弾丸１の展開図の作成方法を示す。４０１は弾丸１を位置あわせして1枚目に採取した画像であり、ここから弾丸１をＸＺ平面内のＣＣＷ方向に１０°回転させて画像４０２を得る。以降同様に画像４０３〜画像４３７を採取する。なお、３７枚目の画像４３７は1枚目の画像４０１と同一の画像となるが、弾丸１の位置決め再現性を検証する目的で用いる。画像４０１と画像４３７が同一とならない場合は、弾丸１をホルダ１０１、１０２に固定し直して最初から作業をやり直す。
【００４６】
コンピュータ１４０では、採取した各画像（４０１〜４３６）の領域Ｃの部分を抽出して連結し、図７Ｂに示すような展開図Ｂ１を得る。Ｃ（４０１）は、図７Ａに示した画像４０１上で抽出した領域を示している。Ｃの幅は回転ピッチφと弾丸１の半径ｒによって決まる長さ以上に設定する。本実施例では、φ＝１０°、ｒ＝５ｍｍであることから、Ｃ≧２ｒ・Ｓｉｎφとして求められ、Ｃ≧０．８７ｍｍである。ここでは、隣り合う抽出領域間に十分なオーバーラップを設ける目的で、Ｃ＝２ｍｍとした。このＣの幅の画像を隣接する画像間で一部重ね合わせて３６枚の画像を繋ぎ合わせることにより、各Ｃの幅の領域から０．８７ｍｍの画像を繋ぎ合わせた合成画像を得ることができる。
【００４７】
結果的に展開図Ｂ１では、弾丸１の外周に形成された旋丘痕ｗ１〜ｗ６をＲＹ平面に展開して俯瞰できるようになる。合成された展開図Ｂ１は、コンピュータ１４０のメモリに保存される。以上をもって弾丸1の展開図Ｂ１の合成ステップＳ５０６が終了する。
【００４８】
次に、異同識別装置１００の動作は弾丸1の表面形状計測ステップＳ５０７に移行する。弾丸1の光学像を撮像するための観察光学系鏡筒１１１とレーザ変位計１１６は、図２に示した位置関係であり、それぞれの観察（検出）光軸はＸＺ平面内で直交している。レーザ変位計１１６はＹステージ１１７、Ｘステージ１１８、Ｚステージ１１９に搭載されており、弾丸１をＲ方向に回転させることでその表面プロファイルを取得できる構成となっている。なお、レーザ変位計１０６は、Ｒｏ（回転軸）を基準に予め位置決めがなされており、計測対象物の変位はＲｏを基準とした絶対寸法として計測可能である。
【００４９】
表面形状計測ステップＳ５０７の詳細な動作フローを図８を用いて説明する。先ず、コンピュータ１４０は、Ｙステージ１１７を駆動しレーザスポット１１６’の位置を先に作業者が指示したＹＢＴＭと一致させる（Ｓ８０１）。なおレーザスポット１１６’のＺ軸方向の位置は、Ｒｏの高さと一致している。そして弾丸１を９０°回転（ＸＺ平面内のＣＷ方向）させ、計測開始位置を決定した後（Ｓ８０２）、サーボモータ１０６を一定速度で回転させつつ（ＣＣＷ方向）、レーザ変位計１１６で弾丸１の表面変位を連続的に計測する（Ｓ８０３）。
【００５０】
図９Ａは弾丸１をＹＺ平面で見た図であり、サーボモータ１０６が1回転（３６０°）したらその動作を一旦停止させ（Ｓ８０４）、弾丸１を搭載したＹステージ１０５をｐだけ送ってから（Ｓ８０５）サーボモータ１０６を一定速度で回転させてレーザ変位計１１６で弾丸１の表面変位を計測することを計測位置がＹＴＯＰに達するまで繰り返す（Ｓ８０６）。図９Ａに示すように、レーザスポット１１６’は弾丸１表面を矢印の方向に相対的に走査する。異同識別装置１００は弾丸１上の変位計測位置がＹＴＯＰまで到達した時点で計測動作を停止する（Ｓ８０７）。この間レーザ変位計１１６で得られる1次元の連続データは、サーボモータ１０６に内蔵したロータリエンコーダの角度情報に対応させてコンピュータ１４０のメモリに記憶される。
【００５１】
本実施例では、レーザ変位計１１６のレーザスポット１１６’の直径が３０μｍであり、レーザ変位計１１６のサンプリングレートを２ｋＨｚ、Ｙ軸方向の送りピッチｐを３０μｍに設定した。弾丸１の直径は１０ｍｍであるので、弾丸１の表面形状（回転方向）を漏れなく計測するためには、Ｒ軸の回転速度を約１．９ＲＰＳ以下に設定すれば良い。弾丸１が１．９ＲＰＳで回転することで、弾丸１表面における回転方向のサンプリングピッチ（Ｒ方向）がレーザスポット１１６’の直径と同程度となる。これ以上の速度で弾丸１を回転させた場合、変位計測データの解像度が低下する可能性がある。
【００５２】
Ｒｏを１ＲＰＳで回転させた場合、弾丸１上の計測長さＬが１２ｍｍであれば約４００ｓで形状計測が終了する。このように、弾丸１（サーボモータ１０６）の回転速度は弾丸１の直径に応じて可変とするか、計測対象となり得る最も直径の小さな検体を想定して常に一定の回転速度とするか、状況に応じて適する手段が選択できるようになっている。
【００５３】
なお図８のフロー図で説明した図９Ａに示したような計測シーケンスではサーボモータ１０６の動作と停止を繰り返し動作となるため、サーボモータ１０６の加減速制御を繰り返し行う必要があり、装置制御が煩雑となり、計測時間も長くなる。そこで図９Ｂの如く、Ｒｏの回転（１ＲＰＳ）と同期して弾丸１を搭載したＹステージ１０５を定速（３０μｍ／ｓ）で走査し、レーザスポット１１６’を螺旋状に走査して弾丸１の表面形状を計測することも可能である。図９Ｂの計測方式であれば、サーボモータ１０６の煩雑な動作制御は不要である。以上をもって弾丸1の表面形状計測ステップＳ５０７が終了する。
【００５４】
計測した表面形状データは、Ｓ５０８で、サーボモータ１０６の角度情報に基づいて配列し直すことで、表面の凹凸が図１０に示した３次元空間（ＲＹＺ空間）において表現される。図１０は弾丸１の表面形状データの第1の編集結果で、弾丸１の表面形状の展開図Ｃ１である。旋丘痕の幅や深さ（形状）が平面内に表されている。グラフのＲ軸は弾丸１の回転角度であり、３６０°がロータリエンコーダ（サーボモータ１０６）の７２００パルスに相当する。また、３６０°分のデータ配列はレーザ変位計１１６の２０００個のデータにも相当する。計測はＹＢＴＭからスタートし、３０μｍピッチ（ｐ）で１２ｍｍ（Ｌ）に亘って検出されており、ＹＴＯＰで終了している。Ｚ軸はレーザ変位計１１６の変位データである。
【００５５】
なお図１０では、弾丸１表面の大局的な凹凸形状、即ち旋丘痕ｗ１〜ｗ６のみを示しているが、レーザ変位計１１６の変位計測分解能は０．１μｍであることから、概ね１μｍ以上の凹凸形状（擦過痕等）も形状データとして記録されている。図１０においては、微小な傷の形状は便宜上割愛している。なお、先に取得した弾丸１の展開図Ｂ１と表面形状の展開図Ｃ１は、同一の座標系ＲＹＺで表現されていることから、必要に応じて両者のデータを重ね合わせて取り扱うことも可能である。
【００５６】
また、計測した表面形状データは、サーボモータ１０６の角度情報に基づいて配列し直すことで、図１１に示した３次元空間（ＸＹＺ空間）上に復元される。図１１は弾丸１の表面形状データの第２の編集結果で、弾丸１の３次元形状図Ｄ１である。計測はＹＢＴＭからスタートし、３０μｍピッチ（ｐ）で１２ｍｍ（Ｌ）に亘って検出されており、ＹＴＯＰで終了している。なお図１１では、弾丸１表面の大局的な凹凸形状、即ち旋丘痕ｗ１〜ｗ６のみを示しているが、レーザ変位計１１６の変位計測分解能は０．１μｍであることから、概ね１μｍ以上の凹凸形状（擦過痕等）も形状データとして記録されている。図１１においては、微小な傷の形状は便宜上割愛している。なお、先に取得した弾丸１の展開図Ｂ１と３次元形状図Ｄ１についても、必要に応じて両者のデータを重ね合わせて取り扱うことも可能である。
【００５７】
以上取得した弾丸１の展開図Ｂ１、表面形状の展開図Ｃ１、３次元形状図Ｄ１は、弾丸１の口径、条数と回転方向、材質、重量、メーカや弾丸のタイプ等、Ｓ５０３及びＳ５０４で事前にコンピュータ１４０に入力した情報に対応付けてコンピュータ１４０の内部メモリに記録される。また、同一のデータはネットワーク経由で外部記憶装置１４３にも保存される。
【００５８】
続いて異同識別装置１００は類似度判定ステップＳ５０９に移行する。即ち、取得した展開図Ｂ１と類似した展開図がデータベース（外部記憶装置１４３）に存在するか否かを判定する。図１２に展開図を用いて類似度判定を行う処理の流れを、また図１３Ａ乃至図１３Ｃに展開図を示す。先ずコンピュータ１４０では、取得した展開図Ｂ１において、旋丘痕ｗ１〜ｗ６を画像認識する（Ｓ１２０１）。但しここでは必要に応じて作業者がモニタ１４１の画面上で旋丘痕の位置を任意に指定することも可能でもある。
【００５９】
コンピュータ１４０は、旋丘痕幅、旋丘痕周期と間隔、旋丘痕パターン（擦過痕）、旋底痕パターン（擦過痕）、旋丘痕角度、旋丘痕長さ、その他表面の特徴的なパターンや色合い等、旋丘痕の画像特徴量を画像処理によって抽出する（Ｓ１２０２）。これらの展開図Ｂ１上の部分的な特徴パターンは、一つずつグループ分けされており、データベース（外部記憶装置１４３）上の他の弾丸の展開図上の特徴パターンと照合される（Ｓ１２０３）。
【００６０】
図１３Ａでは、弾丸１の旋丘痕ｗ３の位置に出現した特徴パターン９０１（旋丘痕Ｗ３とその内側の擦過痕）が、図１３Ｂの弾丸２の展開図Ｂ２上の旋丘痕ｗ１位置の特徴パターン９０２（旋丘痕ｗ１とその内側の擦過痕）と類似している状態を示した。また同時に、図１３Ｃの弾丸３の展開図Ｂ３上の旋丘痕ｗ４の内側にも同様の特徴パターン９０３（擦過痕のみ）が出現している状態を示す。
【００６１】
コンピュータ１４０は検体間でどれだけ多くの特徴パターンが共通に存在するかで類似度の高低を判定し（Ｓ１２０４）、類似度が高い順に判定結果をモニタ１４１上に表示する（Ｓ１２０５）。例えば図１４は、弾丸１に対して最も類似度が高い（共通の特徴パターンが複数存在する）弾丸２との比較結果を示した。モニタ１４１上では、特徴パターン９０１と９０２、９０４と９０５同士が同一の色で強調表示されており、作業者は異同識別装置１００による判定結果を直感的に捉えることができる。なお、モニタ１４１上では弾丸１の展開図Ｂ１と弾丸２の展開図Ｂ２を上下に配置して比較（目視）できる画面構成となっている。展開図は繰り返しパターンとなることから、弾丸１の旋丘痕ｗ３と弾丸２の旋丘痕ｗ１の位置を上下方向に一致させて表示できるよう、弾丸２の展開図Ｂ２の一部を連結し、弾丸１と弾丸２の展開図Ｂ１とＢ２の位相をほぼ整合させて表示する機能を有している。
【００６２】
なお、特徴パターン９０４と９０５は、展開図Ｂ１の旋丘痕ｗ１と展開図Ｂ２の旋丘痕ｗ５の内側に出現した擦過痕である。作業者は必要に応じて比較対象の展開図Ｂ１とＢ２上の特徴パターン同士を指定し、類似度を判定することも可能である。例えば展開図Ｂ１の特徴パターン９０６（旋丘痕ｗ６）と展開図Ｂ２の特徴パターン９０７（旋丘痕ｗ４）をモニタ１４１上で指定し、コンピュータ１４０でパターンマッチング処理等を行い、その類似度を定量評価できる。この場合の類似度の判定要素としては、旋丘痕幅、旋丘痕長さ、旋丘痕角度、旋丘痕深さ（形状）などである。
【００６３】
図１３Ａ乃至図１３Ｃで説明した通り、Ｓ５１１でコンピュータ１４０が図１３Ａの展開図Ｂ１の特徴パターン９０１と、図１３Ｃの展開図Ｂ３の特徴パターン９０３の類似性を指摘して比較候補に抽出した場合、作業者はモニタ１４１上で弾丸１と弾丸３の展開図Ｂ１とＢ３を同様に比較する。しかしながら展開図Ｂ１とＢ３の目視確認により、明らかに類似性が無いと判断できる場合は、弾丸３を比較候補から除外してもよい。
【００６４】
以上述べた通り、作業者は異同識別装置１００での類似度判定ステップＳ５０９で抽出された比較対象候補をＳ５１１でモニタ１４１上に表示して比較し、比較顕微鏡による目視判定で使用する検体の絞込み、並びに比較対象パターンを決定してその結果をＳ５１２でコンピュータ１４０に入力する。本実施例の場合は、弾丸１の旋丘痕ｗ３と弾丸２の旋丘痕ｗ１を最も優先度の高い比較対象として位置づける。但し、異同識別装置１００での類似度判定ステップＳ５０９において、外部記憶装置１４３のデータベースに類似データが存在しないケースもあり得る。この場合は展開図合成ステップＳ５０６、表面形状計測ステップＳ５０７によって採取したデータをコンピュータ１４０の内部メモリに記憶後、同一データを外部記憶装置１４３にアップロードして作業は終了する。
【００６５】
なお、ここまでの説明ではそれぞれの弾丸の展開図を用いて類似度を比較する方法を述べたが、前述の通り展開図（図７Ｂ）と表面形状の展開図（図１０）を合成して取り扱うこともできる。また、表面形状の展開図（図１０）のみを用いて検体間の類似度判定も可能である。例えば旋丘痕単位の断面形状同士を比較することで、検体間の異同識別をより正確に行うことができる。また、旋丘痕の周期性や形状等がより作業者の視覚で捉えやすくなり、作業者による異同識別判断もし易くなる。
【００６６】
更には、検体表面の特徴パターンをより目視観察に近い状態で比較するため、図１１に示す如く検体の３次元形状図を用いることもできる。図１５Ａは弾丸１の３次元形状図Ｄ１と弾丸２の３次元形状図Ｄ２を同一空間（ＸＹＺ座標）上に配置した状態を示した。作業者は、モニタ１４１上で３次元形状図Ｄ１及びＤ２をＸＹＺ方向に移動させ、並びにＸＹ平面内の回転、ＹＺ平面内の回転、弾丸の中心軸Ａ、Ａ’の回転方向にそれぞれ自在に位置決めし、３次元形状図Ｄ１とＤ２の位置関係を調節したり、重ね合わせたりして検体の異同識別を行うことができる。また、検体の任意部分の断面形状を重ね合わせて比較することもできる。
【００６７】
図１５Ｂには、３次元形状図Ｄ１の旋丘痕ｗ１の任意位置の断面波形と、３次元形状図Ｄ２の旋丘痕ｗ３の任意位置の断面波形とを部分的に重ね合わせて比較した例を示す。
【００６８】
以上がＳ５０９の類似度判定ステップである。このように、本発明による異同識別装置１００では、データベース上に保存された情報から比較対象となり得る検体の候補を類似度が高い順に優先度を付けて抽出すると共に、抽出した検体のどの部分を作業者が比較すべきかを教示する。なお、この機能と同時に作業者が任意に指定したパターン同士を比較して一致度を評価する機能も有する。
【００６９】
次に作業者は比較顕微鏡による目視判定に移行する。即ち、検体である弾丸１と、比較対象候補である弾丸２を比較顕微鏡で観察し、証拠物件となる写真を撮影する。図１６に比較顕微鏡１３００を示した。弾丸１と弾丸２をそれぞれの保持位置決め機構１３０１、１３０３に固定し、それぞれを対物レンズ１３０２、１３０４で観察する。対物レンズ１３０２、１３０４は同じ倍率に設定して使用し、倍率偏差が最小限となるように設計されている。作業者は接眼レンズ１３０５で弾丸１、弾丸２の表面を観察するが、対物レンズ１３０２、１３０４による観察範囲を接眼レンズ１３０５の視野内で同時に観察することができる。
【００７０】
作業者は、異同識別装置１００による類似度判定ステップＳ５０９で抽出された比較対象パターン同士を観察比較する。つまり、弾丸１の旋丘痕３が対物レンズ１３０２の視野に入るように保持位置決め機構１３０１を調節する。また、弾丸２の旋丘痕１が対物レンズ１３０４の視野に入るように保持位置決め機構１３０３を調節する。作業者は最終的に比較対象パターン同士が完全に一致することを目視確認し、図示しない写真撮影機構を用いて光学写真を撮影する。
【００７１】
このように、本実施例で説明した異同識別装置１００を使用することで、比較対象となる弾丸をコンピュータで抽出できるようになり、これまで作業者（鑑定員）の知識や経験に基づいて行っていた作業の自動化が可能になり、作業効率と比較精度を向上させ、且つ見落としを防止する効果が得られる。
【００７２】
また、本発明の異同識別装置を使用することで、比較対象となる試料上の特徴パターンをコンピュータで抽出できるようになり、これまで作業者（鑑定員）の知識や経験に基づいて行っていた比較顕微鏡による異同識別作業の効率化が可能となる。
【００７３】
また、本発明の異同識別装置を使用することで、専門性の高い鑑定技術の熟練度に左右されず、正しい鑑定結果を迅速に得ることができる。
【００７４】
また、本発明の異同識別装置を使用することで、データベース同士で異同識別を行うことが可能となり、比較顕微鏡を用いることができない遠隔地においても正しい鑑定結果を迅速に得ることができる。
【実施例２】
【００７５】
以下に、本発明の第２の実施例を説明する。  
図１７は本発明による第２の異同識別装置２００のシステム構成図である。実施例１で図１を用いて説明した異同識別装置１００と同じ構成の部品は、同じ番号を付してある。図１７で、１５１１は弾丸１を回転させるためのθステージである。弾丸１の形状は図３に示した通りである。θステージ１５１１はサーボモータ制御で、ロータリエンコーダを内蔵している。ロータリエンコーダは1回転（３６０°）が７２００分割（０．０５°単位）の分解能となっている。また、θステージ１５１１はＸＹ平面内の回転であり、その回転中心軸ＢはＸＹ平面と直交している。弾丸１はホルダ１５０５に搭載されており、その回転中心軸はＡである。ホルダ１５０５はφ４ｍｍ（ＸＹ平面視）の真空吸引チップで、弾丸１を真空吸着して固定する。弾丸１の弾底部分の観察と形状計測を行う必要性があるため、ホルダ１５０５の直径は、弾丸１の直径（口径）よりも小さくなるよう、試料弾丸１の口径に応じて交換が可能な構造となっている。
【００７６】
図１７に示す通り、本実施例では弾丸１をホルダ１５０５に固定した場合、弾丸１の回転中心Ａとθステージ１５１１の回転中心Ｂが異なる場合、即ち両軸間に偏芯ｄが生じた場合を想定する。本実施例では、偏芯ｄを補正する目的でθステージ１５１１上にＸステージ１５０２、Ｙステージ１５０３を搭載した。Ｘステージ１５０２、Ｙステージ１５０３の可動範囲は±２．５ｍｍである。更に、これらの上部にゴニオステージ１５０４、１５０５を搭載し、弾丸１の回転軸ＡのＸＹ平面に対する直交度についても調整が可能な構成とした。ゴニオステージ１５０４は、ＹＺ平面内における軸Ａの傾きを調節し、ゴニオステージ１５０５は、ＸＺ平面内における軸Ａの傾きを調節する。ゴニオステージ１５０４、１５０５の可動範囲はそれぞれ、±５°である。以上の構造物がＹステージ１０５、Ｘステージ１０８、Ｚステージ１５０１の上に搭載されている。
【００７７】
図１７に示した構成において、弾丸１は観察光学系鏡筒１１１に取り付けられた対物レンズ１１０とテレビカメラ１１２により撮像されて、この撮像により取得された画像がモニタ１４１上で観察される。本実施例では、テレビカメラ１１２で撮像して得られた画像はカメラコントローラ１１３を経由してコンピュータ１４０のメモリに格納できる構成となっている。観察光学系鏡筒１１１はＹステージ１５０６（フォーカス軸）、Ｘステージ１５０７、Ｚステージ１５０８で位置決めされる。観察光学系鏡筒の位置決めを行うこれらのステージは図示しない機構部により、防振定盤１２７上に搭載されている。
【００７８】
１１６は三角測量の原理で弾丸１の表面変位を計測するレーザ変位計であり、被計測物表面でのレーザスポット径は３０ｕｍ、波長６３５ｎｍ、変位計測分解能は０．１ｕｍである。レーザ変位計１１６は、Ｙステージ１１７、Ｘステージ１１８、Ｚステージ１１９に搭載されて変位計測位置が決定される。Ｙステージ１１７、Ｘステージ１１８、Ｚステージ１１９は図示しない機構部により、防振定盤１２７上に搭載されている。
【００７９】
１２０はＹステージ１１７とＸステージ１１８及びＺステージ１１９を駆動する３軸コントローラである。１５０９はθステージ１５１１、Ｘステージ１５０２、Ｙステージ１５０３、ゴニオステージ１５０４、ゴニオステージ１５０５、Ｙステージ１０５、Ｘステージ１０５、Ｚステージ１５０１を駆動する８軸コントローラである。１５１０はＹステージ１５０６、Ｘステージ１５０７、Ｚステージ１５０８を駆動する３軸コントローラである。これら全てのステージの動作は全てコンピュータ１４０で制御される。
【００８０】
１２６は弾丸１を斜方照明するための集光レンズであり、ＸＹ平面内において対物レンズ１１０による観察光軸を基準としてγだけ傾いた角度から弾丸１表面を斜め方向から照明する。ハロゲン光源１２３からの照明光は、光ファイバ１２５により集光レンズまで導光されている。照明光は光ファイバ１２４によって観察光学系鏡筒１１１にも同時に導光されており、必要に応じて観察光学系の同軸落射照明として用いることができる。
【００８１】
１４２はキーボードであり、弾丸１の目視確認等によって得られる情報（口径、条数、材質等）の入力にも使用される。コンピュータ１４０は、テレビカメラ１１２で撮影した弾丸１の光学像と、レーザ変位計１１６で計測した弾丸１の表面変位データを、弾丸１の口径や条数、材質等必要な情報と併せて検体毎に分類整理して内部メモリに記憶する。またコンピュータ１４０は、ネットワーク経由で外部記憶装置１４３に接続されており、前述した検体の外観（光学像）、形状（表面変位データ）、その他の情報は全て外部記憶装置１４３にも記憶され、データベース管理されている。コンピュータ１４０は、外部記憶装置１４３に記憶されているデータベースを参照することも可能である。
【００８２】
図１８Ａ乃至図１８Ｃに上記偏芯ｄの検出方法の一例を示した。図１８Ａは弾丸１を１回転させたときに得られるレーザ変位計１１６の検出波形であり、図１０に示した断面波形に相当する。図１８Ａの検出波形上には、本来であれば旋丘痕ｗ１〜ｗ６の形状が現れるのであるが、ここでは説明の都合上割愛する。図１８Ａに示した検出波形は、弾丸１の偏芯ｄと弾丸１自体の変形状態が反映されることで、直線とならない。異同識別を行うに当たり、弾丸１の偏芯ｄの影響を排除する必要がある。
【００８３】
そこで図１８Ａに示した波形を連続的に一定量採取する。つまり、Ｘステージ１５０２、Ｙステージ１５０３、ゴニオステージ１５０４、ゴニオステージ１５０５、Ｙステージ１０５、Ｘステージ１０５、Ｚステージ１５０１を位置決めした状態で固定し、θステージ１５１１を複数回回転させ、図１８Ａに示した波形を連続的に採取する。弾丸１の回転中心Ａとθステージ１５１１の回転中心Ｂとの間に偏芯ｄが生じている場合、θステージの回転周期と同一の周期で検出波形が変化する。即ち、θステージ１５１１の回転周波数と同じ周波数成分を検出波形から差し引くことで、弾丸１の真の形状が得られる。
【００８４】
図１８Ａの繰り返し検出波形（図示せず）を周波数解析し、基本波成分を抽出して逆変換した波形が図１８Ｂである。図１８Ｂの波形の振幅ｄが、偏芯ｄと一致する。また、図１８Ｂの波形の最大位置（θ＝９０°）、及び最小位置（θ＝２７０°）の傾向から、ＸＹ平面内における偏芯ｄの方向性を読み取ることができる。この結果に基づき、コンピュータ１４０はＸステージ１５０２、Ｙステージ１５０３の必要な移動量を算出し、偏芯ｄを解消する。
【００８５】
図１８ＣはＸステージ１５０２、Ｙステージ１５０３の調整後に採取した検出波形である。また、図１８Ａの波形から図１８Ｂの波形を差し引いた波形（図示せず）と、図１８Ｃの検出波形を比較することで、偏芯ｄの補正が正しく行われたかを検証できる。弾丸１に変形が生じておらず、その断面形状が理想的な真円であれば、図１８Ｃの波形は直線となるが、現実的には弾丸は変形している場合があり、直線状にならない場合が多い。
【００８６】
以上、図１８Ａ乃至図１８Ｃでは弾丸１の１断面を対象として偏芯補正処理を行ったが、Ｚステージ１５０１の座標を変化させ、異なる断面波形を用いて処理を行うこともできる。図１８Ａ乃至図１８Ｃの補正処理をＺ軸方向に２点以上の位置で行うことで、各計測位置での偏芯ｄが異なる値となる場合がある。これは弾丸１の回転軸ＡがＸＹ平面と直交していない結果生じる現象であるが、上述した手法と同様に、弾丸１の回転軸ＡとＸＹ平面との角度を算出することができ、ゴニオステージ１５０４、１５０５で回転軸Ａの傾きを補正可能である。
【００８７】
偏芯ｄが補正された弾丸１の鑑定開始から終了までの処理の流れは、実施例１で図４を用いて説明した処理の流れと同じであるので、説明を省略する。
【符号の説明】
【００８８】
１…弾丸    １０１〜１０２…ホルダ    １０４…θステージ    １０６…サーボモータ    １１０…対物レンズ    １１１…観察光学系鏡筒    １１２…テレビカメラ    １１６…レーザ変位計    １２３…ハロゲン光源    １２６…集光レンズ    １４０…コンピュータ    １４３…外部記憶装置    １５０１…Ｚステージ    １５１１…θステージ    １５０２…Ｘステージ    １５０３…Ｙステージ    １５０４〜１５０５…ゴニオステージ    ｗ１〜ｗ６…旋丘痕。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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