(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
宝石を方向付けるための装置であって、
前記宝石のための走行経路をもたらす可動表面と、
前記走行経路の方向に概ね沿って延びる対向する一対の壁と、
使用中、前記一対の壁が横方向の力を前記宝石に付与し、それによって、前記宝石が前記走行経路に沿って前進するときに、前記宝石をそれらの最も安定的な向きに推進させるよう、前記走行経路に対して概ね横方向において前記一対の壁と前記可動表面との間に相対的な振動運動を生成するよう配置されるオシレータと、を含む、
装置。
【請求項２】
前記宝石が前記一対の壁の間から現れた後に前記宝石の向きを確認するための機器を更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記可動表面は並進可能であり或いは回転可能である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記可動表面は、回転可能なディスクである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記オシレータは、前記一対の壁の中心部分が前記回転可能なディスクの径方向に沿って振動するよう配置される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記一対の壁は相互接続される、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記一対の壁は、部分トロイダルである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記オシレータは、ある範囲の振動速度及び／又は距離或いは可変振動速度及び／又は距離をもたらすよう構成される、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記可動表面の上に前記宝石をもたらすためのフィーダを更に含む、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記宝石が前記オシレータによって撹拌されるときに前記宝石が互いに接触し合う危険性が最小限化されるよう、前記フィーダは、前記走行経路に沿って前記宝石を配置するよう構成されるホッパを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記宝石が少なくとも一度前記一対の壁の間を通過した後に前記宝石を前記可動表面から輸送するために構成されるハンドラを更に含む、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ハンドラは、真空ワンドを含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ハンドラは、正しく方向付けられたと識別された宝石のみを輸送するよう構成される、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ハンドラは、前記宝石を適切な受口又は収集地点に輸送するよう構成される、請求項１１乃至１３のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
宝石の向きを確認するための装置であって、
前記宝石の画像を得るよう配置される画像捕捉モジュールと、
プロセッサと、を含み、
該プロセッサは、
前記画像を二進シルエットに変換し、
列数に対して各列内の前記宝石を表す画素の数を作図し、
予期される曲線を作図後のデータに適合させ、適合後の曲線と作図後のデータとの間の誤差を計算し、且つ
前記誤差が、前記宝石が所望の向きにあることを示す所定の閾値内にあるか否かを決定する、
よう構成される、
装置。
【請求項１６】
人工宝石を選別するための装置であって、
請求項１に記載の宝石を方向付けるための装置と、
前記可動表面の上に宝石を提供するためのフィーダと、
前記宝石が人工か否かを決定するための試験機器と、
前記宝石を前記試験機器に輸送し、次に、前記宝石を適切な受口又は収集地点に輸送するためのハンドラと、を含む、
装置。
【請求項１７】
前記宝石の向きを確認するための機器を更に含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の宝石の向きを確認するための機器を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
宝石を方向付けるための方法であって、
走行経路の上に前記宝石を提供すること、
前記走行経路の方向に概ね沿って延びる対向する一対の壁を提供すること、及び
前記一対の壁が前記宝石に横方向の力を付与し、それによって、前記宝石が前記走行経路に沿って前進するときに、前記宝石をそれらの最も安定する向きに推進させるよう、前記走行経路の方向に対する概ね横方向において、前記一対の壁と前記走行経路との間の相対的な振動運動を生成することを含む、
方法。
【請求項２０】
前記宝石は、前記宝石がそれらの最低の潜在的なエネルギを有する向きに推進させられる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法は、テーブルが下であるよう前記宝石を方向付けることを含む、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
各宝石は、約０．０１〜約０．２０カラットの範囲内にある、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記走行経路は、円形である、請求項１９乃至２２のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記相対的な振動運動は、前記一対の壁の中心部分が前記走行経路の径方向に沿って振動するような振動運動である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記一対の壁は、半円形である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記宝石が前記一対の壁の間から現れた後に前記宝石の各々の向きを確認するステップを更に含む、請求項１９乃至２５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記各宝石の向きを確認するステップは、
前記宝石の画像を得ること、
前記画像を二進シルエットに変換すること、
列数の対する前記シルエットの各列内の前記宝石を表す画素の数を作図すること、
予期される曲線を前記作図後のデータに適合させること、
前記適合後の曲線と前記作図後のデータとの間の誤差を計算すること、及び
前記誤差が、前記宝石が所望の向きにあることを示す所定の閾値内にあるか否かを決定することを含む、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記予期される曲線は、直線を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記宝石が所望の向きにないことが決定されるならば、二度目又は後続のときのために、前記宝石を前記走行経路に沿って送るステップを更に含む、請求項２６乃至２８のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記各宝石の向きを確認するステップの間に得られる情報に基づき、振動周波数を調節するステップを更に含む、請求項２６乃至２９のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
所望に方向付けられる前記宝石を試験、測定、又は更なる処理ステーションに輸送するステップを更に含む、請求項２６乃至３０のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
試験、測定、又は処理手順を遂行することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記手順は、前記宝石が合成であるか或いは天然であるかを決定することを含み得る、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記手順の結果に依存して前記宝石を適切な受口内に計量分配することを更に含む、請求項３２又は３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動宝石方向付けに関する。具体的には、本発明は、後の取扱い及び／又は測定のために宝石のような別個の物体を方向付ける方法に関するが、それに限定されない。そのような別個の物体を方向付け且つ選別するための装置も提供される。
【背景技術】
【０００２】
合成材料（人工材料）を天然材料から区別するために、ダイヤモンド（及び他の宝石）の選別が必要とされる。非研磨状態において、高圧高温（ＨＰＨＴ）合成ダイヤモンドは明確な立方八面体の形状を有し、それは合成ダイヤモンド（人工ダイヤモンド）を八面体形態に成長する天然ダイヤモンドから区別するのを容易にしている。合成材料が研磨されて宝石になるときでさえも、識別は依然として可能である。特定の場合には、顕微鏡を使用して金属混入及び（色が特定の幾何学的ゾーン内により集中させられる）着色ゾーン化を探すことによって識別を十分に行い得る。しかしながら、より良好な品質及び色を有する合成物を識別するために、出願人のＤｉａｍｏｎｄＳｕｒｅ（ＴＭ）及びＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（ＴＭ）器具のようなより先進の器具類を必要とし得る。
【０００３】
ＤｉａｍｏｎｄＳｕｒｅ（ＴＭ）器具は、合成物を識別するために光がダイヤモンドによって吸収される方法を測定する迅速で使用が容易な選別器具である。試験下のダイヤモンドは、もしそれが点であれば試験を通り、石をより綿密に見る必要があるならば、更なる試験に回される。この器具は全ての合成物及び（着色処理の影響を受け易い）約２％の天然ダイヤモンドを更なる試験に回すことが分かった。
【０００４】
更なる試験に回されるダイヤモンドは、次に、強度の短波紫外線ランプを使用して石の表面蛍光画像を生成するＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（ＴＭ）器具を使用して分析される。合成物はそれらの特性成長セクタから異なる幾何学的パターンを示すのが典型的であるので、合成物を素早く識別し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ダイヤモンドは上記選別プロセスの各々のために特定の向きにあることが必要とされるので、各ダイヤモンドを選別器具上に手で配置するのが今まで必要であった。従って、この手順を迅速化するために宝石自動方向付けの必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴によれば、宝石のような別個の物体を方向付けるための方法であって、
走行経路の上に物体を提供すること、
走行経路の方向に概ね沿って延びる対向する一対の壁を提供すること、及び
一対の壁が物体に横方向の力を付与し、それによって、物体が走行経路に沿って前進するときに、物体をそれらの最も安定する向きに推進させるよう、走行経路の方向に対する概ね横方向において、一対の壁と走行経路との間の相対的な振動運動を生成すること、を含む方法が提供される。
【０００７】
従って、本発明の実施態様は、多数の別個の物体の迅速且つ効果的な方向付けのために自動化し得るプロセスをもたらす。振動する壁によってもたらされる横方向の力は、物体を比較的不安定な向きから比較的安定的な向きに前進的に打つことが理解される。従って、物体がそれらの最低の潜在的なエネルギを有する（即ち、それらの重心がその指定地点にある）向きに物体を推進させ得る。
【０００８】
別個の物体は、カットされた或いはカットされていない宝石（例えば、ダイヤモンド）又は他の小さい品目を含み得る。具体的な実施態様において、別個の物体は、所謂メレ（即ち、普通は各々が０．０１〜０．２０カラットの間にあり、鋪装設定において脇石として頻繁に使用される、小さい通常は光り輝くカットされたダイヤモンド）を含み得る。他の実施態様では、１カラット（ｃｔ）までの或いはそれよりも大きいより大きいダイヤモンドも利用し得る。しかしながら、より大きいダイヤモンドの方向付けは余り骨が折れず時間がかからないので、上述の方法は小さい（即ち、約１ｃｔ未満の）ダイヤモンドの方向付けに特に有用であることを付記する。
【０００９】
本発明の実施態様では、メレを包み内に事前設定された大きさにされ、その場合、ガードル直径における差は、最大で０．５ｍｍだけ異なり得る。次に、方法は、メレを適切な供給速度で走行経路の上に計量分配するステップを含み得る。
【００１０】
カットされる宝石の場合には、更なる処理又は研磨のために、測定のために宝石を取り付けるために使用し得る所謂テーブルを形成するよう、１つのファセットが研磨されるのが普通である。テーブルは最大にカットされたファセットであるのが普通であり、従って、テーブル上の向きは、その最深のポテンシャル井戸内に位置付けられる宝石に対応する。従って、宝石が支持表面の上にテーブルが下の状態で位置付けられるとき、宝石はその最も安定的で便利な向きにあるのが普通である。
【００１１】
走行経路は、円形であり得る。相対的な振動運動は、一対の壁の中心部分が走行経路の半径に沿って振動するような振動運動であり得る。部分的に円形の（特に半円形の）対の壁を利用することによって、特に有利な実施態様を提供し得る。何故ならば、物体が一対の壁に進入するとき、物体は少量の横方向移動のみを被り、これは一対の壁の中心に向かって前進的に増大し、その場合には、横方向移動の量が一対の壁から出口に向かってもう一度減少する前に、横方向移動がその最大にあるからである。従って、物体は走行経路上の静止的な開始及び終了地点から効果的に加速され且つ静止的な開始及び終了地点に効果的に減速されるので、物体の横方向移動はより良好に制御され且つ一対の壁内に封じ込まれる。従って、物体が一対の壁の間から偶発的に排出される危険性は、（例えば、直線の走行経路の上の場合のように）物体が一対の壁に入り或いは一対の壁から出るときに、物体が一対の壁の完全な横方向移動を被るよりも一層低い。
【００１２】
その方法は、各々の物体の向きを確認するステップを更に含み得る。物体が一対の壁の間から現れた後にこのステップを遂行し得る。
【００１３】
各物体の向きを確認するステップは、
物体の画像を得ること、
画像を二進シルエットに変換すること、
列数の対するシルエットの各列内の物体を表す画素の数を作図すること、
予期される曲線を作図後のデータに適合させること、
適合後の曲線と作図後のデータとの間の誤差を計算すること、及び
誤差が、物体が所望の向きにあることを示す所定の閾値内にあるか否かを決定すること、を含み得る。
【００１４】
予期される曲線は、直線を含み得る。宝石の場合には、テーブルが下になる向きが要求されるのが普通であり、作図後のデータに適合させられる直線を使用してこれを決定し得る。
【００１５】
その方法は、物体が所望の向きにないことが決定されるならば（即ち、誤差が所定の閾値よりも大きいならば）、二度目又は後続のときのために、物体を走行経路に沿って送るステップを更に含み得る。
【００１６】
その方法は、各物体の向きを確認するステップの間に得られる情報に基づき、振動周波数を調節するステップを更に含む。例えば、所定の数の物体が間違って方向付けられているか或いは計算された誤差が所定の値を超えているならば、周波数は異なり得る。
【００１７】
その方法は、所望の向きにある物体を試験、測定、又は更なる処理（例えば、研磨）ステーションに輸送するステップを更に含み得る。その場合、その方法は、試験、測定、又は処理手順を遂行することを含み得る。その手順は、（例えば、ＤｉａｍｏｎｄＳｕｒｅ（ＴＭ）及びＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（ＴＭ）器具を使用して）物体が合成であるか或いは天然であるかを決定することを含み得る。その場合、その方法は、手順の結果に依存して、物体を適切な受口内に（例えば、合成物用の受口又は天然物用の受口内に）計量分配することを含み得る。
【００１８】
本発明の第２の特徴によれば、宝石のような別個の物体を方向付けるための装置であって、
物体のための走行経路をもたらす可動表面と、
走行経路の方向に概ね沿って延びる対向する一対の壁と、
使用中、一対の壁が横方向の力を前記物体に付与し、それによって、物体が走行経路に沿って前進するときに、物体をそれらの最も安定的な向きに推進させるよう、走行経路に対して概ね横方向において一対の壁と可動表面との間に相対的な振動運動を生成するよう配置されるオシレータと、を含む装置が提供される。
【００１９】
その装置は、（例えば、物体が一対の壁の間から現れた後に）物体の向きを確認するための機器を更に含み得る。
【００２０】
可動表面は、（例えば、直線コンベヤベルトの形態において）並進可能であるか或いは（例えば、回転可能なディスクの形態において）回転可能であり得る。具体的な実施態様では、可動表面を回転可能なプラットフォームによって構成し得る。プラットフォームは、円形（即ち、ディスク形状）又は任意の他の便利な形状であり得る。
【００２１】
可動表面の性質に依存して、物体が走行する経路は、実質的に直線、曲線、部分円形、又は半円形であり得ることが理解されよう。しかしながら、上記に説明したように、出願人は、曲線の又は少なくとも部分的に円形の経路をもたらすのが有利であることを発見した。何故ならば、そのような経路を走行する物体は、そのような経路が実質的に直線である場合よりも、相対的に振動する一対の壁の間から現れるときに経路から振り落とされる可能性がより少ないからである。円形経路によってもたらされるような連続的な経路は特に有利である。何故ならば、管理されるべき経路の明確な開始及び終了がないので、物体を経路上に容易に配置し、経路から容易に取り外し得るからである。その上、連続的な（例えば、円形の）経路を用いるならば、経路の周りを一度周回した後に十分に方向付けられない物体を可動表面上に単に残して再び周回させ得る。
【００２２】
一対の壁の中央部分が回転可能なディスクの半径に沿って振動するようオシレータを配置し得る。
【００２３】
再方向付けされるべき物体が一対の壁の少なくとも１つと接触するのを可能にするよう、可動表面は比較的低い摩擦係数を有し得る。
【００２４】
一対の壁を相互接続させ得る。一対の壁は実質的に垂直であり得るし、或いは互いに向かって内向きに湾曲し得る。可動表面が回転可能なディスクである場合、一対の壁は部分トロイダル形状であり得るし、或いはディスクの約半分の周りに延在し得る。
【００２５】
出願人は、最適な振動速度及び振動距離が方向付けられるべき物体の大きさに依存することを発見した。従って、特定の大きさ（又は重量の）物体を方向付けるために最適であると予め決定される振動速度及び振動距離をもたらすようオシレータを構成し得る。他の実施態様では、ある範囲の振動速度及び／又は距離又は可変の振動速度及び／又は距離をもたらすようオシレータを構成し得る。
【００２６】
装置は、物体を可動表面の上に提供するためのフィーダを更に含み得る。フィーダは、物体を可動表面の上に計量分配するよう配置されるホッパを含み得る。物体がオシレータによって撹拌されるときに物体が互いに接触するようになる危険性が最小限化されるように、走行経路に沿って一定の間隔で物体を配置するようホッパを構成し得る。特定の実施態様において、フィーダは、ＵＫ特許であるＧＢ２１６２８２８、ＧＢ２１９４５１８、又はＧＢ２１９４７７９の１つ又はそれよりも多くに記載されるような種類であり得る。
【００２７】
その装置は、物体が一対の壁の間を少なくとも一度通過した後に物体を可動表面から輸送するために構成されるハンドラ(handler)を含み得る。ハンドラは、特定の向きにおいて物体を捕まえ或いは物体を保持するよう構成される真空ワンド(wand)を含み得る。機器によって正しく方向付けられたと識別される物体のみを輸送するようハンドラを構成し得る。試験又は測定機器、宝石グレーディング装置、宝石若しくは宝石類の製造し或いは銘刻する装備、宝石ビューア又は撮像機器、又は研磨機のような、更なる装備の上に物体を配置するよう、ハンドラを構成し得る。より具体的には、ハンドラは、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光計を含み得る合成物検出機器の上に物体を配置し得る。具体的な実施態様において、ハンドラは、物体を上述のＤｉａｍｏｎｄＳｕｒｅ（ＴＭ）又はＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（ＴＭ）器具の１つの上に配置し得る。次に、ハンドラが物体を適切な受口又は収集地点に輸送する前に、物体を試験し或いは更に処理し得る。
【００２８】
本発明の実施態様において、装置は、操作者がガードル直径又はそれぞれの重量に基づき得る適切な物体（例えば、メレ）の大きさ範囲を選択するのを可能にするセレクタ（例えば、ダイアル）を含み得る。次に、装置の１つ又はそれよりも多くの特性の速度（例えば、物体が供給され、回転され、処理され、或いは計量分配される速度）を定めるために、選択される大きさ範囲を使用し得る。
【００２９】
本発明の実施態様では、自動メレ選別機械によって装置を構成し得る。自動メレ選別機械は、合成物体の自動検出のために構成される機器に連結され、宝石のような大量の小さい物体を増大された速度で選別するために、上述の供給、処理、及び計量分配プロセスを利用する。操作者による初期組立に続き、出願人は、装置を無人で運転させたままにし得ること及び最大で５００の極めて小さい研磨済みの丸い光り輝く石を約３０分で分類し得ることを発見した。従って、毎分約１５物体の供給速度で物体を検出機器にもたらすよう装置を構成し得る。
【００３０】
本発明の第３の特徴によれば、宝石のような別個の物体の向きを確認するための装置であって、
物体の画像を得るよう配置される画像捕捉モジュールと、
プロセッサと、を含み、
プロセッサは、
画像を二進シルエットに変換し、
列数に対して各列内の物体を表す画素の数を作図し、
予期される曲線を作図後のデータに適合させ、適合後の曲線と作図後のデータとの間の誤差を計算し、且つ、
誤差が、物体が所望の向きにあることを示す所定の閾値内にあるか否かを決定するよう構成される機器が提供される。
【００３１】
本発明の第４の特徴によれば、人工宝石を選別するための装置であって、
本発明の第１の特徴に従って別個の物体を方向付けるための装置と、
可動表面の上に宝石を提供するためのフィーダと、
宝石が人工か否かを決定するための試験機器と、
宝石を前記試験機器に輸送し、次に、宝石を適切な受口又は収集地点に輸送するためのハンドラと、を含む装置が提供される。
【００３２】
その装置は、本発明の第３の実施態様に従った機器のような、宝石の向きを確認するための機器を更に含み得る。
【００３３】
本発明の特徴のいずれか１つに関連して上述された機能を本発明の他の特徴のいずれか１つからの機能と混合させ得ることが理解されよう。
【００３４】
以下、添付の図面を関連して、本発明の様々の特徴の具体的な実施態様をより詳細に示す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施態様に従って別個の物体を方向付けるための装置を示す正面斜視図である。
【図２】図１に示す装置を示す背面斜視図であり、振動する壁及び回転するディスクを示すためにフィーダ及びカバーが取り外されている。
【図３】図２に示す装置を示す頂面図である。
【図４】図１に示すフィーダを示す横断面図である。
【図５】図２及び図３に示す振動する壁の構成部品を示す頂面図である。
【図６Ａ】物体の向きを確認するための図３に示す装置によって捕捉した画像を示す概略図である
【図６Ｂ】背景画像を取り去った後の図６Ａの画像を示す概略図である。
【図６Ｃ】画像を二進シルエット画像に変換し且つ被照明領域の視像図のためにクロッピングした後の図６Ｂの画像を示す概略図である。
【図６Ｄ】物体が視野の中心にあるとして識別し且つバウンディングボックス情報を使用して物体を隔離した後の図６Ｃに示す画像を示す概略図である。
【図７Ａ】列内の物体を構成する画素の数に対する列数の作図データと、データに適合させられる線と、テーブルが正しく下を向いた状態にある石のための２つの作図の間の差とを示すグラフである。
【図７Ｂ】列内の物体を構成する画素の数に対する列数の作図データと、データに適合させられる線と、パビリオンが間違って下を向いた状態にある石のための２つの作図の間の差とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１を参照すると、本発明の第１の実施態様に従って別個の物体（図示せず）を方向付けるための装置１０が例示されている。装置１０は、フィーダ１２と、攪拌機１４と、ハンドラ１６と、計量分配システム１８とを含む。
【００３７】
フィーダ１２は図４に最良に示されており、この場合には、３ｍｍの平均石直径を有するメレの形態において提供される、別個の物体の予め定められた大きさの部分を受け入れるよう構成された、低プロファイルのプラスチックホッパ２０を含む。使用中、メレはサンプルポット、包み、又は類似の容器からホッパ２０内に丁寧に注ぎ込まれ、メレの研磨済み宝石の間の最小の摩滅を保証するために、ホッパ２０のプロポーション及び材料が選択される。
【００３８】
ホッパ２０のベースに間隙２２が設けられ、その間隙を通じて、メレは一対の協働する長手ローラ２６の間に設けられる井戸内に落ちる。ローラ２６を通じてローラ２６の間で井戸内にメレを漸進的に引くよう、ローラ２６は反対方向に回転するよう配置される。ローラ２６の間に間隙を開けることなく、メレの石が方面２８内に埋設されるように、ローラ２６は大いに弾性的に表面２８を有する。ローラ２６の速度は、好ましくは任意の特定の時間に単一の石のみがフィーダ２２を通過することが許容されるよう、石を分離するよう構成される。この分離は攪拌機１４が一度に多過ぎる石で一杯にならないこと及び摩滅の危険性を最小限化するよう石が互いに接触し合う時間を減少させることを保証する。
【００３９】
適切なフィーダの更なる実施例をＵＫ特許であるＧＢ２１６２８２８、ＧＢ２１９４５１８、又はＧＢ２１９４７７９に見出し得る。
【００４０】
ローラ２６の所要速度はメレ中の石の大きさの範囲に依存して異なり得ることを付記する。大まかに言えば、メレ処理量（スループット）は（０．０１ｃｔに近い）小さい石のために遅く、粒径スペクトルの（０．２０ｃｔに近づく）より大きい終端のためにより速いことが望ましい。
【００４１】
個々の石がローラ２６から現れると、それらはプラスチック製のスロープ３０（傾斜）の上に落ちる。図２に示すように、スロープ３０はフィーダ１２の下に設けられる。次に、スロープ３０は石を図３に示す低摩擦回転ディスク３２の上に向ける。本実施態様の回転ディスク３２は、適切に低い摩擦係数をもたらすよう精細に機械加工され且つ研磨された硬質プラスチックから作製される。しかしながら、他の実施態様では、回転ディスク３２をステンレス鋼シムから形成し得る。
【００４２】
回転ディスク３２は円形の走行経路をもたらし、その走行経路に沿って、石は約９２４ミリメートル／分の速度で処理領域３４に輸送される。図３に見られるように、回転ディスク３２は、図５に最良に示されるように石が攪拌機１４を通過するよう時計回り方向に回転する。攪拌機１４は一対の対向する平行で垂直な壁３８を含み、壁３８は回転ディスク３２の半分に亘る半円形の通路３６を形成する。従って、壁３８は、石がディスク３２上を走行する経路の方向に概ね沿って延びる。図示の実施態様において、通路３６は９ｍｍの幅及び４５ｍｍの長さを有する。
【００４３】
一対の壁３８は、走行経路の方向に対して概ね横方向において（それらの相対位置を維持して）一対の壁３８を振動させるよう構成されるオシレータ４０に接続される。この場合、一対の壁３８の中心４２は回転ディスク３２の半径に沿って振動するよう構成される。従って、走行経路を横断する壁３８の相対的に横方向の運動は、通路３６の入口及び出口で最小であり、通路３６の中心で最大限化される。
【００４４】
使用中、振動する壁３８は走行経路上で石と衝突する。壁３８の衝撃レベルは、石が無作為に着座するようパビリオンファセットから石を打ち落とすのに十分な程に高いが、最も安定的なテーブルファセットから石を打ち落とさないよう注意深く構成される。従って、最終的にテーブルが下の状態で石が着座するまで、石は通路３６内で反復的に打ちまくられる。石が振動する通路３６を通じて移動している間、回転ディスク３２の低摩擦表面は、振動する通路３６が各石をそのテーブル面から再方向付けする可能性を減少させる。
【００４５】
出願人は、最適な衝撃レベルが、少なくとも次の要因、即ち、石の大きさ、通路３６の幅、振動のストローク長、振動周波数、通路を通じる輸送速度、通路経路及び長さ、及び輸送表面と石との間の摩擦レベルに依存することを見出した。従って、本実施態様において、出願人は４．９Ｈｚの振動周波数及び１４ｍｍのストローク長が適切であることを決定した。
【００４６】
振動する通路３６で出た後、石が処理領域３４内で整列させられるまで、石は回転ディスク上の経路を進み続ける。
【００４７】
図３に示すように、石の向きを確認するために、処理領域３４に隣接して機器４４が設けられる。機器４４は、石がその視野内に存在するときを決定するよう構成されるビデオカメラ４６を含む。これが起こるとき、ローラ２６、オシレータ４０、及び回転ディスク３２は、（図６Ａに例示するような）石の画像を撮り得るよう全て停止させられ、石がその所望のテーブル下向き状態にあるか否かを決定するようプロセッサによって処理される。
【００４８】
より具体的には、ビデオカメラ４６は石の側方視野のシルエット画像を記録し、それは石の背後に拡散照明をもたらすことによって達成される。（視野中に石が存在しない）背景画像は測定プロセスの開始に記録される。背景画像が記録されるや否や、ビデオカメラ４６からの各捕捉画像（図６Ａ）を以下のように処理し得る。
【００４９】
１）捕捉画像から背景画像を取り去り、図６Ｂに示す画像を生成する。
【００５０】
２）被照明領域のみを見るために、結果として得られる画像をクロッピング処理する。
【００５１】
３）クロッピング処理画像を図６Ｃに例示する二進シルエット画像に変換する。二進シルエット画像では、石領域は１によって表され、背景はゼロとして表される。
【００５２】
４）二進シルエット画像内の各物体を識別し、質量中心及びバウンディングボックスを計算する。
【００５３】
５）二進シルエット画像中の物体の１つが（ハンドラ１６のための所要のピックアップ位置に対応する）視野内の使用者が定めた位置にあるならば、図６Ｄに例示するように、バウンディングボックス情報を使用して物体の１つを隔離する。
【００５４】
６）関連する物体を隔離し且つクロッピング処理するや否や、各列にある白画素（１の値を備える画素）の数を計算する。次に、白画素の数を列数に対して作図し、直線をデータに適合させる。実際のデータから適合データを取り去ることは、データが直線にどれぐらい良好に適合するかの尺度をもたらす。これらの結果は、図７Ａ（テーブルが下に向けられた状態で正しく方向付けられた石に関する）及び図７Ｂ（パビリオンが下に向けられた状態で間違って方向付けられた石に関する）のグラフに示されている。
【００５５】
７）直線適合が良好であるならば（二乗された誤差の合計を計算し、これを所定の閾値と比較することによって決定される）、石はテーブルが下の状態であると決定し（図７Ａ）、適合が不十分であるならば、石は間違って方向付けられていると決定する（図７Ｂ）。
【００５６】
もし石が要求通りにそのテーブルの上に方向付けられていることが分かるならば、信号を出力し、その信号はハンドラ１６による石の自動収集を開始させる。ハンドラ１６を摘上げ及び配置構成とも呼び得る。図示の実施態様において、ハンドラ１６は揺動アーム５０を含み、揺動アーム５０は装置１０の上に旋回的に取り付けられ、その自由端に設けられる真空ワンド５２を有する。真空ワンド５２は、テーブルが下の状態に向けられる石と係合するよう構成され、アームが新しい位置に旋回されるときにワンドの上に石を保持するよう吸引を適用するよう構成される。
【００５７】
本実施態様では、正しく方向付けられた石を任意の試験、測定、又は更なる処理システムに輸送するようハンドラ１６を構成し得るが、ハンドラ１６は合成物検出機器５４の上に石を配置する。合成物検出機器５４、ハンドラ１６が石を輸送し且つ計量分配システム１８内のシュート５８を介して石を適切な収集ビン５６内に放出する前に、石が天然であるか或いは人工（合成）であるかを決定する。
【００５８】
正しく方句付けられる石の自動収集に続き、ローラ２６、オシレータ４０、及び回転ディスク３２が再始動させられ、使用者が定めるカメラ視野内の位置に次の石が輸送されるまで、システムを通じて石を供給し続けることが許容され、石が正しい向きにあるならば、供給システムは再び停止する。石の向きがもう一度決定され、石が正しく方向付けられているならば、ハンドラ１６が利用される。
【００５９】
石がそのテーブルの上に位置付けられていないことが見出されるならば、測定のために石を収集せずに、信号が供給システム（即ち、ローラ２６、オシレータ４０、及び回転ディスク３２）を再開する。従って、石は振動する通路にもう一度輸送され、石を所望の位置に再方向付けすることを試みるために上述の撹拌プロセスが利用される。
【００６０】
メレ内の全ての石が方向付けられ、測定され、適切な収集ビン５６内に計量分配されるまで、上述のプロセスは続く。
【００６１】
当業者は本発明の範囲から逸脱せずに上記実施態様に対して様々の変更を行い得ることを理解するであろう。
【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６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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