(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドのカラー測定装置であって、
昼光近似照射源とダイヤモンドを収容する表面と、
ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットが照明され、該ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから特定の角度で到来する上記昼光近似照射源からの光を検出するように配置された光検出器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備える装置。
【請求項２】
ダイヤモンドのカラー測定装置であって、
昼光近似照射源とダイヤモンドを収容する表面と、
ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、
ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから特定の角度で到来する上記昼光近似照射源からの光を検出するように配置された光検出器と、
光源と宝石の間に、カラー目視分析に使用する照射の種類に起因する散乱及び正反射の妨害効果を低減するための拡散器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備える装置。
【請求項３】
ダイヤモンドのカラー測定装置であって、
昼光近似照射源とダイヤモンドを収容する表面と、
ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットが照明され、該ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから直接到来する上記昼光近似照射源からの光を検出するように配置された光検出器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備える装置。
【請求項４】
上記光検出器は、ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットからダイヤモンドのテーブルに対してゼロ乃至約４５度の角度で直接到来する光を検出するように配置されている請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項５】
ダイヤモンドのカラー測定装置であって、
昼光近似照射源とダイヤモンドを収容する表面と、
ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、
ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから特定の角度で到来する上記昼光近似照射源からの光を検出するように配置された光検出器と、
上記光検出器の検出経路の外側に配置された、カラー目視分析に使用する照射の種類に起因する散乱及び正反射の妨害効果を低減するための拡散器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備える装置。
【請求項６】
上記表面はプラットフォームを備える請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項７】
上記表面はロータ・プラットフォームを備える請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項８】
上記表面は３６０度回転する能力のあるロータ・プラットフォームを備える請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項９】
ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、少なくとも部分的にダイヤモンドを包囲する測定チャンバをさらに備える請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項１０】
上記表面はロータ・プラットフォームと、完全な一回転の間に上記光学測定デバイスによる測定を許可するように設定されることが可能なロータとを備える請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項１１】
上記拡散器は、ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、光がダイヤモンドを直接照射することを少なくとも部分的に防止する請求項２記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項１２】
上記表面は較正を目的とする白色基準である請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項１３】
上記光検出器は、ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、ダイヤモンドの水平面の中点へと配向される請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項１４】
上記拡散器は光透過性拡散器である請求項２記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項１５】
上記拡散器は光透過性拡散器である請求項５記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項１６】
上記光検出器はさらにコリメータを備える請求項１、２または３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項１７】
ダイヤモンドのカラー測定システムであって、
ダイヤモンドを収容する表面と、
ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、ダイヤモンドを照射するための昼光近似照射源と、
ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットが照明され、該ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから特定の角度で到来する光を検出するように配置された光検出器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスとを備えるシステム。
【請求項１８】
ダイヤモンドのカラー測定システムであって、
ダイヤモンドを収容する表面と、
上記表面に収容されたダイヤモンドを照射するための昼光近似照射源と、
テーブル面を下にして上記表面に収容されたダイヤモンドのパビリオン・ファセットから特定の角度で到来する光を検出するように配置された光検出器と、
光源と宝石の間に、カラー目視分析に使用する照射の種類に起因する散乱及び正反射の妨害効果を低減するための拡散器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備えるシステム。
【請求項１９】
ダイヤモンドのカラー測定システムであって、
ダイヤモンドを収容する表面と、
上記表面に収容されたダイヤモンドを照射するための昼光近似照射源と、
テーブル面を下にして上記表面に収容され、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットが照明され、該ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから直接到来する光を検出するように配置された光検出器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備えるシステム。
【請求項２０】
上記光学測定デバイスによって測定された測定値を処理するための光学分析をさらに含む請求項１７、１８または１９記載のダイヤモンドのカラー測定システム。
【請求項２１】
上記表面はロータ・プラットフォームを備える請求項１７、１８または１９記載のダイヤモンドのカラー測定システム。
【請求項２２】
上記光検出器は、ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記表面に収容されると、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットからダイヤモンドのテーブルに対してゼロ乃至約４５度の角度で直接到来する光を検出するように配置されている請求項１７、１８または１９記載のダイヤモンドのカラー測定システム。
【請求項２３】
ダイヤモンドのカラー測定システムであって、
ダイヤモンドを収容する表面と、
上記プラットフォームに収容されたダイヤモンドを照射する能力のある昼光近似照射源と、
ダイヤモンドがテーブル面を下にして上記プラットフォームに収容されると、
ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから特定の角度で到来する光を検出するように配置された光検出器と、
上記照射源と上記プラットフォームとの間に配置された拡散器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備えるシステム。
【請求項２４】
上記光検出器はダイヤモンド収容面を中心として回転可能な請求項１７、１８または１９記載のダイヤモンドのカラー分析システム。
【請求項２５】
宝石のカラー測定システムであって、
有色宝石を収容する表面と、
有色宝石が上記表面に収容されると、有色宝石を照射するための昼光近似照射源と、
有色宝石がテーブル面を上にした位置で上記表面に収容されると、
有色宝石のクラウン・ファセットから特定の角度で到来する光を検出するように配置された光検出器と、
上記照射源と上記表面との間に配置された、カラー目視分析に使用する照射の種類に起因する散乱及び正反射の妨害効果を低減するための拡散器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備えるシステム。
【請求項２６】
宝石の蛍光測定システムであって、
宝石を収容する回転表面と、
上記回転表面に収容された宝石を照射するための紫外光源と、
テーブル面を上にした位置で上記表面に収容され、有色宝石のクラウン・ファセットから特定の角度で到来する上記光源からの光を検出するように配置され
た光検出器と、
上記紫外光源と上記表面との間に配置された、カラー目視分析に使用する照射の種類に起因する散乱及び正反射の妨害効果を低減するための拡散器と、
上記光検出器によって検出された光を測定するための光学測定デバイスと
を備えるシステム。
【請求項２７】
カラー目視分析に使用する照射の種類に起因する散乱及び正反射の妨害効果を低減するための拡散器をさらに備える請求項３記載のダイヤモンドのカラー測定装置。
【請求項２８】
非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法であって、
テーブル面を下にしたダイヤモンドを拡散昼光近似照射源で照射するステップと、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットが照明され、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから特定の角度で到来する上記昼光近似照射源からの光を検出するステップと、
検出された光を光学測定デバイスで測定するステップと、
測定値を光学分析機構で分析するステップとを含む方法。
【請求項２９】
上記検出するステップは、ダイヤモンドのテーブル面に対してゼロ乃至約４５度の角度でダイヤモンドのパビリオン・ファセットから到来する光を検出することを含む請求項２８記載の非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法。
【請求項３０】
上記検出するステップの間に、上記テーブル面を下にしたダイヤモンドを回転させるステップをさらに含む請求項２８記載の非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法。
【請求項３１】
上記検出するステップの間に、上記テーブル面を下にしたダイヤモンドを合計３６０度回転させるステップをさらに含む請求項２８記載の非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法。
【請求項３２】
上記照射するステップは、昼光近似光で照射することを含む請求項２８記載の非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法。
【請求項３３】
プラットフォーム上にダイヤモンドをテーブル面を下にして置くステップをさらに含む請求項２８記載の非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法。
【請求項３４】
包囲されたプラットフォーム上にダイヤモンドを置くステップをさらに含む請求項３０記載の非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法。
【請求項３５】
ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから第２の特定の角度で到来する光を検出することをさらに含む請求項２８記載の非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法。
【請求項３６】
上記第２の特定の角度で到来する光を検出するステップは、上記第１の特定の角度で到来する光を検出するステップに関連して同時的に発生する請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのカラー分析方法であって、
テーブル面を下にしたダイヤモンドを拡散昼光近似照射源で照射するステップと、ダイヤモンドのパビリオン・ファセットが照明され、該ダイヤモンドのパビリオン・ファセットから特定の角度範囲内にある複数の角度で上記昼光近似照射源からの光を検出するステップと、
検出された光を光学測定デバイスで測定するステップと、
測定値を光学分析機構で分析するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、宝石のカラーを測定しかつ分析するためのシステム、装置及び方法に関し、より特定的には、ダイヤモンドのカラーを可視測定及び分析方法論に近い方法で測定しかつ分析するためのシステム、装置及び方法に関する。
【０００１】
ダイヤモンド及び他の宝石は、人間の目に見える外観に基づいて分析される場合が多い。事実、自然光または昼光に近い光の下で人間の目に見えるダイヤモンドの外観は、ダイヤモンドの品質の主要な指針となっている。従って、ダイヤモンドの品質は実質的に人間の視覚に基づいているため、ダイヤモンドの分析には、目視による比較を基礎とする判定の訓練、見解の決定及び微妙な区別を引き出す能力が必要とされる。
【０００２】
実際には、ダイヤモンド品質の分析は、訓練された個人がチームで内包物や構造上の傷等のダイヤモンドの特徴を目視検査して行うことが最適である。この時間集約的プロセスには、各個人による数多くの検査、測定及びチェックが含まれている。このプロセスはまた品質管理をも包含し、かつ処置、充填術または標本の品質に影響する可能性のある他の欠陥を同定するための様々な非破壊試験が含まれる場合もある。最後に、このプロセスは、ダイヤモンドと、ダイヤモンドのカラー及び透明度に関する歴史的基準として機能するダイヤモンドのマスター・ストーンの基準セットとの集約的な目視による比較を含んでいる。
【０００３】
ダイヤモンドの分析の基礎は、米国宝石学会（ＧＩＡ）によって発明された分析方法である４つのＣ（カラー、クラリティ、カット、カラット重量）の分析を含んでいる。４つのＣのうちの２つ、カラーとクラリティは、スケールまたは連続体に従って評価される。無色からライト・イェローの色合いのダイヤモンドの場合、分析は一般にＧＩＡ Ｄ−Ｚスケールと称されるものに従って行われる。無色からイェローまでの範囲のＧＩＡ Ｄ−Ｚカラー・スケールは、その開発時点からＧＩＡのマスター・ダイヤモンドに照らして較正されている国際基準である。
【０００４】
上述のように、ダイヤモンド分析の目視検査プロセスは微妙であって時間がかかり、訓練をつんだ経験豊かな個人を必要とする。その結果、宝石及び貴石分野の多くの者から、Ｄ−Ｚ基準に従ってダイヤモンドのカラーを近似的に分析することのできる計器を必要とする声が上がっている。研磨されたダイヤモンドのカラーを「測定する」機械的計器は、長年に渡って数多く提案されてきた。しかしながら、較正誤差及び電子的偏流の問題を別にしても、これらの計器は、様々な不備に起因して未だ望ましいレベルの確度及び反復精度に到達していない。さらにこれらの計器は、その結果を歴史的な分析基準のコンテキストの範囲内にあって意味のあるものとするほどには目視によるカラー分析方法論に近づいていない。
【０００５】
宝石の機械的カラー等級分類計器の歴史は、少なくとも、ＧＩＡの創始者であるＤｒ． Ｒｏｂｅｒｔ Ｍ．Ｓｈｉｐｌｅｙが光源と増分的に移動可能な彩色されたプラスチック製ウェッジとを備えた単純な測色計を開発した１９４０年代にまで遡る。Ｓｈｉｐｌｅｙデバイスは、彩色されたウェッジを固定されたダイヤモンド・マウントの背後に置き、ユーザがダイヤモンドのカラーを背景である彩色されたウェッジに照らして比較できるようにした。このようにＳｈｉｐｌｅｙデバイスは、目視検査を補助するものとして機能し、機械的な光検出器の代わりに人間の目に頼り、かつ光学測定デバイス及びプロセッサの代わりに人の脳に頼るものであった。
【０００６】
１９５０年代に、Ｄｒ． Ｓｈｉｐｌｅｙは、光源としてのタングステン・フィラメント・ランプと、光検出器としてのフォト・セルと、ブルー及びイェローのカラー・フィルタと、固定式のストーン・ホルダと、フォト・セルまで光を貫通させるアイリス絞りとを備える、改良された比色計である最初の非目視宝石カラー分析計器を発明した。このＳｈｉｐｌｅｙ測色計の方法によれば、計器ユーザは、タングステン光がまずダイヤモンドを透過し、次いでアイリス絞りを抜けて光電セルに至るように、ダイヤモンドのテーブルを下方へ拡散板を覆って置いた。計器ユーザは次に、まずはブルー・フィルタを配し、次いでイェロー・フィルタを配して透過された光の逐次測定を行った。この発明方法によれば、計器ユーザは引き続き光電セルによって検出された２つの透過規模を比較し、その結果をＤ−Ｚスケールに沿って編成された表と照合してダイヤモンドのカラーの指数を決定した。
【０００７】
Ｓｈｉｐｌｅｙの測色計は長年に渡ってある種のカラー基準を提供したが、この基準は、幾つかの理由で歴史的な目視分析の基準に正確に相関するものではなかった。第１に、ダイヤモンドと光源と検出器との幾何学的関係がダイヤモンドの目視分析の場合とは近似しなかった。第２に、タングステン・フィラメント・ランプは、出力の安定性は十分であったが、ダイヤモンド及び他の宝石の目視分析の基準となっているような昼光状況は供給しなかった。第３に、光電セル検出器は、人間の目のように可視光のスペクトルにおける個々の周波を銘記せず、むしろカラー・フィルタの変化に起因する全体的なスペクトル規模の変化を追跡した。このように、Ｓｈｉｐｌｅｙの測色計はダイヤモンドの非目視カラー分析のための高度に有益で革新的な計器を提供したが、目視分析方法論に正確に近似するものではなかった。さらに分析の間、ダイヤモンドは静止状態であって回転はされず、よって当該デバイスは３６０゜の回転を通じたカラーの平均化を行わなかった。
【０００８】
１９７０年代には、Ｅｉｃｋｈｏｒｓｔ測色計とオクダ測色計が新たに２種類のカラー測定計器を導入した。依然としてＳｈｉｐｌｅｙ測色計のカラー比較器方法を基礎とするものではあったが、Ｅｉｃｋｈｏｒｓｔは光ファイバ・カップルを使用して光を光検出器へと方向づける概念を開示した。オクダは、電圧安定化タングステン光源と積分球で光をダイヤモンドに方向づける概念を開示した。しかしながらＳｈｉｐｌｅｙの測色計と同様に、これらの計器の光源はタングステン・フィラメント・ランプに依存するものであった。さらにＳｈｉｐｌｅｙの測色計と同様、これらのデバイスは、２つの異なる周波数フィルタの使用に対応してダイヤモンドにより透過される光の全体的な規模を比較した。Ｅｉｃｋｈｏｒｓｔとオクダの計器はさらに、ダイヤモンドのそのパビリオン側面への照射ではなく、タングステン光をダイヤモンドのクラウン・ファセットに当て、目視によるダイヤモンド分析の場合のようにパビリオン側面から到来する光の後続測定は行わなかった。
【０００９】
１９８０年代には、オカザキに与えられた米国特許第４，５０８，４４９号が、ダイヤモンドから到来する光の限定スペクトルを測定する分光測光器を使用して、ブリリアント・カット・ダイヤモンドのカラーを測定する装置を開示した。この装置は、測定されたスペクトルから三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを導出するための算術演算装置を含んでいた。オカザキはさらに、キセノンまたはハロゲン白色光源及び関心のスペクトル帯域に渡って周波数が逐次変更される単色光ビームを供給するタイプのフィルタ（モノクロメータ）の使用を開示した。オカザキはまた、関心のスペクトル帯域内で逐次変化する周波数に対応してダイヤモンドから発する光の規模を記録する方法を開示した。オカザキの教示内容は、目視分析の場合のように光をダイヤモンドのパビリオン側面に当てるものではなく（第１欄３８−３９行目）、また直接または間接的にも、ダイヤモンドから到来する光の特定の角度の検出を行わなかった。加えて、オカザキによる光電子増倍管及びその関心のスペクトル帯域内の周波数応答の逐次測定値の使用は、透過スペクトルの記録において望ましくない時間遅延を引き起こす。
【００１０】
１９９０年代には、ダイヤモンドのカラー分析計器に幾つかのバリエーションが登場した。例えば、Ａｕｓｔｒｏｎ測色計及びＧｒａｎ測色計は、光検出器としてフォトダイオードの使用を開示した。その前出者達と同様、Ａｕｓｔｒｏｎ及びＧｒａｎ測色計は各々、ハロゲン及びタングステン・ランプを使用し、その照射をダイヤモンドのクラウンに当てた。これらの計器もやはり、測定中にダイヤモンドを回転させなかった。加えて、これらの計器は、逐次フィルタリングの測色計比較方法に依存し、Ｇｒａｎ測色計の場合は三刺激カラー値をコンパイルした。
【００１１】
他の計器は、分光測光器を組み込んで宝石のカラー分析の整合性及び精度を改良している。例えば１９９２年には、Ｚｅｉｓｓ−Ｇｕｂｅｌｉｎが分光測光器を使用する計器を開発した。Ｚｅｉｓｓ−Ｇｕｂｅｌｉｎのシステムは、キセノン・フラッシュ・ランプからの光を積分球を介してダイヤモンドのパビリオン・ファセットへと透過させ、テーブルを下に配置し、かつ同じ積分球を使用してダイヤモンドのパビリオン・ファセットの全角度から到来する光のコンパイルを間接的に検出した。Ｚｅｉｓｓ−Ｇｕｂｅｌｉｎのシステムは、やはりキセノン・フラッシュ・ランプを使用してダイヤモンド・カラーの静止測定を行った。
【００１２】
Ｒｅｎｎｉｌｓｏｎ−Ｈａｌｅ Ｇｅｍｓｔｏｎｅ測色計、Ｌａｍｄａｓｐｅｃ分光測光器及びＧｒａｎ分光測光器（ＤＣ２０００ＦＳ）を含むその後の分光測光システムは、タングステン、ハロゲン及び／またはキセノン・ランプを使用した。これらのシステムは光の全スペクトルを検出しかつ分析する能力はあったが、計器自体はダイヤモンドの目視分析に使用される幾何学的関係に配慮しなかった。さらにこれらのシステムの何れも、ダイヤモンドの回転を包含する動的なカラー分析技術を配備していない。これらのシステムはまた、ダイヤモンドの回転を通じたカラーの平均化を行わなかった。
【００１３】
カラー分析を実行しかつ分光測光器を配備するＡｄａｍａｓシステムも開発されている。しかしながらＡｄａｍａｓシステムは、ダイヤモンドのテーブルを通じて照射し、積分球を使用し、単一の静止測定値を使用してカラーを分析する。当該計器はさらに、目視によるカラー分析の方法論に近似するものではなく、その結果もダイヤモンド目視分析の歴史的先例との間に重要な相関性はない。
【００１４】
必要なものは、例えば検出方法論、光源組成、照射角度及び計器結果を歴史的先例と相関させるための歴史的目視分析基準の使用を含む、歴史的な目視分析方法論に確実にかつ一貫して近似する単純なシステムと計器である。さらに、電子的偏流を補償することが可能であり、かつ目視検出方法論を機械的にシュミレートする場合に発生する光の散乱及び正反射による妨害効果を低減することが可能な昼光近似光の安定した出力を有するシステムと計器が必要とされている。既存のデバイスは、こうした目的を十分に満たすものではない。
【００１５】
本発明は、宝石のカラーを、目視によるカラー分析方法論を確実かつ整合的にシュミレートするように分析するためのシステム、計器及び方法を含んでいる。本発明の好適な実施形態は、昼光に近い蛍光灯のような昼光近似ランプ及び目視分析の結果をシュミレートする幾何学的配置の使用を含む幾つかの態様を具備している。非ファンシー・カラー・ダイヤモンドの分析の場合、ある実施形態では、システムは３つの主要エレメント、即ちダイヤモンドのパビリオン側面を照射する昼光近似光源と、ダイヤモンドのパビリオン側面から特定の角度で到来する光を検出する光検出器と、光検出器で検出された光を測定する光学測定デバイスとを含んでいる。他の実施形態では、測定チャンバは分析されるダイヤモンドを囲み、昼光近似光源は拡散器を通じてダイヤモンドのパビリオン側面を照射する。本発明には様々な光検出器及び光学測定デバイスを使用することが可能であるが、ある好適な実施形態では、光検出器はダイオード・アレイに接続された光ファイバ・ケーブルを備え、光学測定デバイスは分光測光器を備えている。本発明の他の好適な実施形態では、本システムはさらに第４のエレメント、即ち光学測定デバイスからの測定データを歴史的先例と比較し、及び／または測定データをＣＩＥ色空間に変換するデータ・プロセッサのような光学分析機構を備えている。
【００１６】
本発明のある実施形態によれば、本システムは４つのエレメント、即ちダイヤモンドのパビリオン側面を照射する昼光近似光源と、照射中にダイヤモンドを回転させるロータと、光検出器と、光検出器で検出された光を測定する光学測定デバイスとを含んでいる。この実施形態の好適な一変形例では、光学測定デバイスは、検出器が検出した、ダイヤモンドが一回転する間にダイヤモンドのテーブルに対して特定の角度でダイヤモンドから到来する光を測定する。
【００１７】
本明細書に開示された本発明の様々なエレメントは、別個の構成要素として、または単一のユニットとして供給されることが可能である。例えば先述の実施形態では、光源はロータとの一体ユニットにおける一部を形成する場合もあり、代替として別に供給される場合もある。他の実施形態では、光検出器及び光学測定デバイスは、光源及びロータとの一体ユニットを構成することが可能である。一体ユニットはさらに、光学分析機構を備える場合がある。同様に、光検出器のエレメントはダイオ−ド・アレイ分光測光器の場合のように光学測定デバイスと同じユニットの一部である場合もあり、別に供給される場合もある。
【００１８】
目視分析の幾何学的配置に付随する問題点を克服するため、本発明のある好適な実施形態は、システムの安定性及び信頼性を高める幾つかの革新技術のうちの少なくとも１つを含んでいる。ある好適な実施形態では、本システムは、昼光近似光源を安定させるための高周波安定器を含んでいる。同様に他の好適な実施形態では、本システムは、光源と宝石の間に、カラー目視分析に使用する照射の種類に起因する散乱及び正反射の妨害効果を低減すべく機能する拡散器を含んでいる。他の好適な実施形態では、本発明は、宝石が一回転する間に取得された複数の別々の光スペクトル測定値を処理する機構を含んでいる。この好適な実施形態によれば、本発明は、オプションとしてその整合的な回転を保証する安定化リングを有するロータ・プラットフォームを備えている。電子的偏流に付随する問題点を克服するように設計された他の実施形態では、本発明は、静的または動的に動作することが可能な偏流補正機能を含んでいる。
【００１９】
本発明による方法は、概して歴史的な先例に従って宝石のカラーを分析するためのシステムと計器の使用に関連するものである。本方法の一態様によれば、本発明による方法は、宝石を昼光近似光で照射するステップと、宝石から特定の角度で到来する光を検出するステップと、検出された光を光学測定デバイスで測定するステップと、測定データを光学分析機構で分析するステップと、歴史的先例に従って宝石のカラーを指示するステップとを含んでいる。
【００２０】
ダイヤモンドの分析に特に適用可能な本発明の方法の他の態様によれば、本方法は、ダイヤモンドのパビリオン側面を昼光近似光で照射するステップと、テーブル面を下にしたダイヤモンドのパビリオン側面からダイヤモンドのテーブルに対して特定の角度で到来する光を検出するステップと、検出された光を光学測定デバイスで測定するステップと、測定データを歴史的先例と比較対照するステップとを含んでいる。本発明の方法の他の態様によれば、本方法は、ダイヤモンドをロータ・プラットフォーム上に置くステップと、ダイヤモンドのパビリオン側面を昼光近似光で照射するステップと、ロータ・プラットフォームを回転させるステップと、回転の間にダイヤモンドのパビリオン側面からダイヤモンドのテーブルに対して特定の角度で到来する光を検出するステップと、検出された光を光学測定デバイスで測定するステップと、測定データを分析するステップとを含んでいる。
【００２１】
システム及び計器に関しては、個々人が実質的に高信頼性の宝石カラー分析を達成することを可能にする容易性を高めることが本発明の目的の１つである。本発明の他の目的は、目視分析の幾何学的配置を機械的な分析システムに適用することに伴う問題点を克服することにある。本発明の他の目的は、宝石のカラー分析のための安定した信頼性の高いシステムを供給することである。また本発明の他の目的は、宝石のカラー分析の間の散乱及び正反射を低減させることである。
【００２２】
本発明の方法に関しては、宝石の分野での技術的訓練や経験がほとんどない個人でも実施できるカラー分析の方法を提供することが本発明の目的の１つである。本発明のさらなる目的は、宝石の分野での技術的訓練や経験がほとんどないような個人でも、カラーの目視分析方法論に従って半自動的カラー分析を確実にかつ整合的に達成できる方法を提供することにある。
【００２３】
次に、本明細書に開示されている通りに使用するための宝石のカラーの分析システム及び計器を示すことを意図する図面の簡単な説明を参照する。以下の図面及び詳細な説明は単なる例示を意図したものであり、添付の請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定しようとするものではない。
【００２４】
図１は、本明細書において使用が開示されている通りの本発明のシステムの一部の一実施形態を示している。この実施形態では、本システムは、ダイヤモンドの目視カラー分析に使用されるものに似た光源を供給する少なくとも１つの昼光近似ランプ１０を備えている。この実施形態によれば、光源はライトボックス２０内に配置され、ライトボックス内に包含される宝石（図示されていない）を上から照射する。図１のライトボックスは、光源とダイヤモンドまたは他の宝石とを包含することができればどんなサイズでもよい。図１が示す実施形態では、昼光近似ランプは、Ｏｓｒａｍ Ｂｉｏｌｕｘ ７２、Ｖｅｒｉｌｕｘ Ｆ２０Ｔ１２またはＧｒｅｔａｇ Ｍａｃｂｅｔｈ Ｆ２０Ｔ１２６５等の目視カラー分析に使用される昼光近似蛍光ランプである。但し、好適には９５以上の高い演色評価数を有する色温度が５５００乃至６５００ケルビンである他のランプを効果的に使用することも可能である。ライトボックスは、好適な昼光近似蛍光ランプに近似する長さを有している。ライトボックス２０の内部２２は、好適には白または薄い灰色の壁を有する。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、本システムは、ハロゲン光源を好適には４０００ケルビンを上回る高い色温度と、色温度を昼光等価へと好適には５，５００乃至６，５００ケルビンまで高めるフィルタとを有するように改良して新規照射を生成している。本発明のこの態様によれば、照射源は、好適には安定した電力供給を有しかつＳｃｈｏｔｔフィルタＢＧ２６／２ｍｍ等の昼光補正フィルタによって近似昼光状態まで高められるハロゲン・ランプを備えることが可能である。
【００２６】
図２は、本発明による測定計器の単純な実施形態を図１の光源及びライトボックスと共に示したものである。測定計器のこの単純化された実施形態によれば、光ファイバ・ケーブル３０を備える光検出器は、ゼロ乃至約４５度の角度で、ロータ・プラットフォーム５０上にテーブル面を下にして位置づけられたダイヤモンド４０のパビリオン・ファセットへと方向づけられている。ロータ・プラットフォーム５０は、安定化カラム６０によってロータ７０に接続されている。図２では、ロータ・プラットフォーム５０は、ランプ１０からの光が拡散器９０をダイヤモンド４０のパビリオン・ファセットの方向へと透過されるライトボックス２０内に示されている。この形態の拡散透過は、光の正反射及び分散による妨害効果を低減させるべく機能し、かつ実質的に目視分析方法論に近いダイヤモンドから到来する光の特定角度の検出を容易にする。
【００２７】
ある実施形態によれば、拡散器９０は薄いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で製造されているが、他の適当な等価拡散材料を使用することもできる。ある好適な実施形態では、拡散器は厚さ０．０６乃至１．０ｍｍのテフロン（登録商標）で製造され、かつ最も好適な実施形態では、厚さ０．４ｍｍのテフロン（登録商標）で製造される。ロータ７０は、好適には同期性の３ワットＡＣ連続使用モータ等の連続使用モータを備えている。最も好適な実施形態では、ロータ７０は２０ｒｐｍの速度で回転するが、システムの測定及び分析要素に調和するものであれば、多数の回転速度を使用することができる。図２が示すように、光ファイバ・ケーブル３０を備える光検出器は、コリメータ１００をさらに備えている。但し、光検出器は好適にはコリメータ１００を有する光ファイバ・ケーブル３０を備えるが、目視分析方法論への近似に適合する他の光検出器を使用することも可能である。図２が示すように、安定性を理由として、ロータ・プラットフォーム５０の断面は好適には円形である。但し、他の形状のプラットフォームを使用することもできる。同様に、図２ではロータ７０と光ファイバ・ケーブル３０を備える光検出器とは物理的に接続されていない状態で示されているが、これらは一体型の測定計器の一部を形成する場合もある。（図５参照）
図３は、本発明の測定計器の一実施形態の斜視図であり、ダイヤモンド４０は、ロータ・プラットフォーム５０の表面にテーブル面を下にした位置づけで収容されている。図３では、ロータ・プラットフォーム５０はロータ７０に回転可能な状態で接続されている。ロータ・プラットフォーム５０はまた、測定チャンバ１１０及び拡散器１３０で囲まれ、上記拡散器は、好適には光源（図示されていない）とダイヤモンドとの間にダイヤモンド４０に近づけて位置づけられる。図２が示す実施形態の場合のように、拡散器１３０は好適には、ダイヤモンドより上から透過される光を拡散させる薄い白色のテフロン（登録商標）材で製造される。ある好適な実施形態によれば、測定チャンバ１１０及びロータ・プラットフォーム５０は反射材料で製造され、より好適には拡散性の反射材料で、かつ最も好適にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような拡散性の白い反射材料で製造される。可視スペクトル及び近紫外スペクトルで特定の最小吸光を有するものであれば、硫酸バリウムやスペクトラロン（登録商標）のような他の材料を使用することもできる。ある好適な実施形態では、当該材料もまた紫外線に対して蛍光を発しない。図３が示す実施形態では、拡散器１３０は測定チャンバ１１０の頂部に接続されており、少なくとも部分的には測定チャンバの頂部を密封している。図３が示すように、測定チャンバは、好適には円形の断面を有する円筒である。代替として、測定チャンバは他の断面形状を有する場合がある。図３の実施形態によれば、光源（図示されていない）はダイヤモンド４０をそのパビリオン側面から照射し、同時にロータ・プラットフォーム５０が回転し、光ファイバ・ケーブル３０を備える光検出器が回転するダイヤモンドのパビリオン側面から特定の角度で到来する光を検出する。
【００２８】
図４は、図３の実施形態を測定チャンバ１１０と拡散器１３０とを取り外した状態で示している。ダイヤモンド４０とロータ・プラットフォーム５０と光ファイバ・ケーブル３０を備える光検出器との幾何学的関係は、目視カラー分析の方法論に近似するものである。ロータ・プラットフォーム５０はオプションとして円形の安定化カラム６０によって安定されることが可能であり、この場合はカラムがロータ・プラットフォーム５０に接続された回転ロッド５５の基底を安定させる。ロータ・プラットフォーム５０は、好適には、テーブル面を下にしたダイヤモンドをより確実に収容できるように頂部に僅かな中空部分を有している。最も好適には、ロータ・プラットフォーム５０は、回転中のダイヤモンドを安定させるために、その中心から周辺部の各ポイントへと約３度の斜面を有している。安定化カラム６０は様々な高さであることが可能であり、かつロータ・プラットフォーム５０の水平面を超えて伸長する場合もある。安定化カラムはまた、測定チャンバが配備されると測定チャンバ１１０をサポートすることもできる。ダイヤモンドを載せる表面はプラットフォームとして示されているが、計器の基底自体のような他のタイプの表面を使用してダイヤモンドを載せることも可能である。
【００２９】
ある好適な実施形態では、プラットフォームは較正目的で白色基準としての役割も果たす。この実施形態によれば、ユーザは、宝石を取り除いた状態でプラットフォームから到来する光の検出に基づいて、較正用の読み取りを行う。宝石の分析毎に読み取り値が相違する場合、ユーザは分光測光器上のボタンを押す等により測定デバイスの再較正を行うことができる。代替として、較正の読み取り及び／または計器の再較正が宝石の分析と分析との間に自動的に発生する場合もある。
【００３０】
図５が示す本発明の測定計器部分のある好適な実施形態では、光ファイバ・ケーブル３０と、ロータ７０と、ロータ・プラットフォーム５０と、測定チャンバ１１０とが全て基底１４０上に統合されている。従って、ロータ、ロータ・プラットフォーム及び光検出器は、目視カラー分析方法論に適合する適正な幾何学的関係を維持している一体ユニットの一部である。図５が示すように、ロータ・プラットフォーム５０は、ロータ・プラットフォームの回転を安定させる円筒１５０と共にユニットを形成することができる。光ファイバ・ケーブル３０（図示されていない）は、好適には、ダイヤモンド・テーブルの検出端がゼロ乃至約４５度の角度でテーブルがロータ・プラットフォーム５０上に載るはずの場所から上に配置されるように、光検出器ハウジング１６０内に包含されている。光検出器ハウジング１６０は、宝石から到来する光の正確な角度の検出を保証するために、コリメータ（図示されていない）及び導光管１７０を有することが可能である。光角調節機構１８０は、光検出器による光検出の角度を変えるように改造されることが可能である。図５が示す実施形態では、角度調節機構１８０は複数のスロット付きアーマチュア１９０ａ及び１９０ｂを備えている。角度調節機構は、オプションとして（図９が示すように）アナログまたはデジタルの何れかであることが可能な角度方向読み取り（図示されていない）に接続されることが可能である。ある代替実施形態では、光検出器は、静止状態のダイヤモンド収容面の周りを回転してダイヤモンドから到来する光を検出することができる。
【００３１】
本発明のある好適な実施形態によれば、光検出器は、ダイヤモンドから直接ダイヤモンドのテーブルに対して特定の角度で到来する光を検出する。非ファンシー・カラー・ダイヤモンドの場合、検出される光の特定の角度は、好適には、テーブル面を下にしたダイヤモンドのテーブルに対してゼロ乃至約４５度である。他の検出角度の使用も可能ではあるが、目視分析方法論に近いものでなければそうした角度は好適でない。但し、ある好適な実施形態によれば、検出器は、非ファンシー・カラー・ダイヤモンドのパビリオン側面から複数の角度で逐次または同時に、但しテーブル面を下にしたダイヤモンドのテーブルに対して特定の角度範囲で、好適にはゼロ乃至約４５度の範囲で到来する光を検出することができる。この実施形態によれば、特定の角度範囲内の複数の角度の検出は、検出中に検出器を移動させること、追加の検出器を使用すること、広角度検出器を使用すること及び／または検出の間にプラットフォームまたは他の宝石を収容する表面を傾斜させること、を含む様々な技術によって達成することができる。特定の角度範囲内の複数の角度の検出が回転する宝石に関して逐次的に発生する場合には、角度の逐次変化は、好適には回転の完了後に発生する。同時的検出の場合は、回転する非ファンシー・カラー・ダイヤモンドに関して、１つまたは複数の検出器が好適には一回転の間に特定の角度範囲内で複数の角度を検出する。
【００３２】
本好適な実施形態によれば、光検出器は、テーブル面を下にしたダイヤモンドの中心から同定可能な距離において、ダイヤモンドに対して特定の角度から到来する光を検出する。非ファンシー・カラー・ダイヤモンドの場合、この距離は、好適にはテーブル面を下にしたダイヤモンドの中心から１０ｍｍ乃至５０ｍｍである。コリメータまたは他の検出狭窄デバイスを使用する場合、ダイヤモンドからのこの好適な距離は、検出フィールドが狭まるにつれて増大する。同様に、この好適な範囲内では、当該距離はまたファイバの直径が狭まるにつれて増大する。好適な範囲内で同様な調節を行えば、例えばロータ・プラットフォーム用に選択される特定の高さの調節またはダイヤモンドのサイズ及び位置の調節等を行うことができる。オプションとしては、軽い調節を行って、測定チャンバ及びプラットフォームの直径の変化または宝石から拡散器までの距離の変化への適合を図ることができる。検出される宝石からの光の特定の角度は、反射鏡の使用等によって間接的に検出されることが可能であるが、図５が示すような直接的検出の方が好適である。
【００３３】
図５における好適な測定計器は、アーマチュア２１０と拡散器１３０とを有する移動可能な測定チャンバ１１０を備えている。移動可能な測定チャンバ１１０は、宝石の出し入れの間にロータ・プラットフォーム５０へのアクセスを可能にすべく引き込まれることが可能である。逆に図６が示すように、移動可能な測定チャンバ１１０は、光検出の間にロータ・プラットフォーム５０を覆ってその回転を安定させるべく配備されることが可能である。図５が示すように、アーマチュア２１０は可動ジョイント２２０によって固定マウント２００に接続され、この場合、可動ジョイント２２０はアーマチュア２１０を水平方向に通り抜ける金属棒２２２と固定マウント２００とを備えている。金属棒２２２は、固定マウント２００の両側面に各々ナット２２５ａと２２５ｂ（図示されていない）で固定されている。アーマチュア２１０と固定マウント２００とのカップリングは、アーマチュア２１０及び移動可能な測定チャンバ１１０による配備及び非配備位置間の制御された移動を可能にする。
【００３４】
本発明のある態様によれば、測定計器は、アーマチュアと移動可能な測定チャンバとの安定した整合的動作に対応し、かつ測定チャンバのための精確な動作領域を保証して、測定の間の適正な幾何学的関係を維持する。本発明のこの態様はまた、光の検出の間のロータ・プラットフォームと移動可能な測定チャンバとの望ましくない接触を防止している。この目的に沿って、図５が示す本発明の測定計器の一実施形態は、無心の小ホイール２４０に結合された有心の大ホイール２３０を備えた回転するホイール対と、両ホイールを水平に、基底１４０に並行して突き抜ける位置決め棒２５０とを有している。図５が示す実施形態によれば、２つのホイールは同心性でないため、位置決め棒２５０を円形動作で移動させて両ホイールを回転させると、小ホイール２４０は、結果的に位置決め棒２５０の動作が時計方向であるか反時計方向であるかに依存して基底１４０からのその距離を漸次増大または縮小させる。図５が示す実施形態では、アーマチュア２１０は小ホイール２４０の幅に渡って支持されている。位置決め棒２５０の時計方向への円形動作を使用してホイール２３０及び２４０を動作させると、図６が示すように、アーマチュア２１０及び測定チャンバ１１０は次第にかつ着実に配備位置へと下降される。逆に、位置決め棒２５０を逆円形移動させると、図５が示すようにアーマチュア２１０は非配備位置へと上昇されることが可能である。
【００３５】
図５の実施形態によれば、位置決め棒の動作は、２つのホイール２３０及び２４０を結合しているカップリング・ピース２６０内に位置づけられたスロット付きのトラック（図示されていない）によって抑止される。位置決め棒２５０は、停止装置２７０に到達するまでトラック（図示されていない）に沿って回転され、到達すると移動可能な測定チャンバ１１０が回転するプラットフォーム５０の上に完全に配備される。従って停止装置２７０は、光検出器の検出経路、ロータ・プラットフォームの回転または測定計器の様々なエレメント間の適正な幾何学的測定関係を妨害する方法で、移動可能な測定チャンバ１１０の下降を防止する。ある好適な実施形態では、移動可能な測定チャンバは光の検出の間は所定位置に固定されることが可能である。このように図５及び６の実施形態は、結合されたホイール２３０及び２４０の動作及び停止装置２７０を有益に使用して、移動可能な測定チャンバの安定かつ整合的な配置を達成する。但し、技術上周知であるような他の機械的機構を使用して同じ結果を達成することも可能である。
【００３６】
図７は、本発明の代替実施形態の斜視図であり、この場合の本発明は、測定較正を目的とする暗基準２９０を有する振りアーム２８０を備えている。振りアーム２８０は基底１４０に可動式に付着されることが可能であるため、図７に示された非配備位置から図８にほぼ配備されて示されている配備位置まで移動されることが可能である。図８は、振りアーム２８０が配備された状態の図７の実施形態が、ユーザが暗読取りを取得できるように暗基準２９０を光検出器の導管１７０（図示されていない）の上へと配置し始めている様子を明示している。
【００３７】
図７が示す実施形態では、測定チャンバ１１０は非配備モードで示されている。測定チャンバ１１０は中空の円筒であり、その側面にある開口はチャンバからの光を光検出器まで到達させる。この実施形態が示すように、測定チャンバ１１０はまたアーマチュア２１０と一体化されている。但し代替として、測定チャンバとアーマチュアを別々の要素として供給することも可能である。図７の実施形態がさらに示すように、測定チャンバ１１０は、アーマチュアのヘッド３２０内に一体化された拡散器１３０によって被覆されている。代替として、拡散器１３０は、アーマチュア・ヘッドを必要とすることなく単に測定チャンバを覆うことも可能である。さらに、図７は移動可能な測定チャンバを開示しているが、ある代替実施形態では測定チャンバは固定式であり、光検出器が移動可能であって宝石の出し入れを可能にしている。
【００３８】
図９が示す本発明の他の実施形態では、本システムは第２の光検出器を備える偏流補正機能を含み、第２の光検出器はさらに、ゼロ乃至約４５度の角度で基準材料測定チャンバ４３０へと方向づけられた光ファイバ・ケーブル４００と、基準プラットフォーム（図示されていない）とを備えている。基準チャンバ４３０と基準プラットフォーム（図示されていない）とは、主測定チャンバ及びロータ・プラットフォームと同じ材料で製造され、かつ好適には同じタイプの拡散器を使用する。光ファイバ・ケーブル４００を備える第２の光検出器は基準プラットフォームに対し、光ファイバ・ケーブル３０を備える第１の光検出器がロータ・プラットフォーム５０に対して配置されている角度と同じ角度で配置されている。偏流補正機能は、データを静的または動的にデータ・プロセッサ及び／または光学測定デバイスの何れかに供給し、データ・プロセッサ及び／または光学測定デバイスの何れかはシステムの電子的偏流及び／または干渉を補正する。偏流補正機能は、測定計器として一体化された一部として包含される場合もあり、図９が示すように別個に供給される場合もある。好適には、偏流補正機能は、主測定チャンバと同じ光源及び照射角度を利用する。図９の実施形態は、共に光ファイバ・ケーブルを備える光検出器と偏流補正機能とを示しているが、技術上周知であるような他のタイプの光検出器を使用することも可能である。
【００３９】
図１０は、本発明のシステムの一実施形態の統合図である。図１０の実施形態は、ライトボックス２０と、測定計器５００と、ダイオード・アレイ分光測光器６００と、データ・プロセッサ７００と、モニタ８００とを含んでいる。図１０は、図５の測定計器５００全体が取り付けプラットフォーム６３５を有する顕微鏡マウント６３０上に取り付けられている、本発明のシステムの特殊な実施形態を示している。顕微鏡マウントは、光源に対する測定計器の高さ及び距離の調整に使用することができる。顕微鏡マウントはまた、ライトボックス内に別個に配置された測定チャンバに対する光ファイバ・ケーブル３０を備える光検出器の移動を制御することができる。図２等を参照されたい。図１０の実施形態によれば、光ファイバ・ケーブル３０を備える光検出器の出力は、好適には分光測光器である光学測定デバイス６００に供給される。この実施形態が示すように、光検出器は物理的に光学測定デバイス、即ちダイオード・アレイ分光測光器の一部であるダイオード・アレイを備えているが、このダイオード・アレイは、代替として光ファイバ・ケーブルと共に光検出器・ハウジングの一部を形成することも可能である。代替として、光検出器は、光を光ファイバ・ケーブルを介さずに直接検出するコリメータ・レンズを有する分光測光器を備える場合もある。
【００４０】
図１０が示す実施形態によれば、光学測定デバイス６００は測定データを光学分析器であるデータ・プロセッサ７００に供給し、データ・プロセッサ７００は測定データを歴史的先例と比較対照し、及び／または測定データを基準ＣＩＥ色空間に変換する。データ・プロセッサ７００はまた、宝石に歴史的先例に一致するカラー等級を割り当てる、もしくは単に宝石を同定することができる。データ・プロセッサによる分析結果は、オプションとしてモニタ８００に表示され、プリンタで印刷され、または電子的に記憶されることが可能である。測定データ自体は、宝石のカラーの評価に加えて、もしくは当該評価の代わりにグラフィックに表示されることが可能である。
【００４１】
図１１が示す好適な一実施形態によれば、宝石を載せる表面に対する光検出器の高さ調節、角度調節及び間隔調節は、基底１４０上に取り付けられた位置決めアッセンブリ９００を通じて達成される。図１１は、光ファイバ・ケーブル３０が角度調節９１０によって位置決めアッセンブリ９００に固定された一体型の測定計器を示している。図１１が示すように、角度調節９１０は間隔調節９３０に回転式に接続され、間隔調節９３０は、宝石を載せる表面と光検出器との間隔の調節を容易にするために位置決めアッセンブリ９００の本体９４０を通って移動することができる。高さ調節９２０も同様に、光検出器の高さの調節を容易にするために本体９４０の垂直移動を可能にする。このようにして、本発明は、昼光近似照射に即座に配備されることが可能な小型かつ完全調節式の一体型測定計器を提供している。代替として、光検出器は、一体型測定デバイス上に宝石を載せる表面に対して適正な角度、高さ及び間隔で永久的に固定される場合もある。ある好適な実施形態では、光源自体が測定計器と共に一体ユニットの一部を形成し、内蔵型の照射測定デバイスとなっている。一体型の照射測定デバイスはまた、ポータブルにするために縮小サイズである場合もある。
【００４２】
図１２は、図１１の測定計器がライトボックス２０内に配置されている、本発明の好適な一実施形態を示している。図１２の実施形態が示すように、円筒１５０はライトボックス・ハウジング２０の床から伸長し、ライトボックス・ハウジング２０の床の下に配備されたロータ７０によってロータ・プラットフォーム５０（図示されていない）を回転させる。測定計器の基底１４０は、測定計器が円筒１５０を覆って確実に配置されることを可能にする円形の開口を有している。代替として、非回転式の実施形態では、プラットフォームを含む測定計器全体がライトボックス２０内に自由に配置されている。上述のように、照射源と測定計器とは一体ユニットを構成することが可能である。
【００４３】
次に、本発明による例示的方法に関していえば、ある好適な実施形態では、ダイヤモンド４０はテーブル面を下にしてロータ・プラットフォーム５０上に置かれ、昼光近似光源で照射され、かつ一定の速度で３６０度回転され、その間に光検出器によって光が測定チャンバ１１０内の開口を介して検出される。光検出器は宝石の照射反応を光学測定デバイス６００に送信し、光学測定デバイス６００は測定データをデータ・プロセッサ７００に供給する。データ・プロセッサは、宝石が３６０度回転する間に取得された測定値を平均して最終的なカラー評価を行う。本発明のこの回転性の態様は、特にカットが粗悪なダイヤモンドの場合に結果の反復精度を向上させる。
【００４４】
本発明のある態様によれば、プロセッサは各測定値を平均して各々に同量を与えることが可能であり、もしくは代替として、加重平均を供給することが可能である。例えばプロセッサは、ファンシー・シェープ・ダイヤモンドの目視分析に使用される目視分析位置に対応する加重平均を供給することができる。プロセッサは次に、全ての宝石に関してデータをＣＩＥ色空間に変換する、及び／またはデータを歴史的先例と比較することができる。本方法では複数の回転を通じた測定が意図されているが、精度を向上させかつシステムに与える機械的応力を低減するためには、宝石の回転回数は最小であることが好適であり、一回の回転であれば最も好適である。
【００４５】
材料に関する限り、本発明の拡散器は、好適には薄いＰＴＦＥシート（厚さ約０．４ミリメートル）または光の正反射及び散乱による妨害効果を低減させることのできる他の適正な等価材料で製造される。材料は好適には、可視及び近可視性の紫外スペクトルの吸収が最小である。同様に、測定チャンバ及びロータ・プラットフォームは、好適にはＰＴＦＥ等の拡散性白色基準材料で製造されるが、可視及び近可視性の紫外スペクトルの特殊吸収が最小である限り、硫酸バリウムまたはスペクトラロン（登録商標）を使用することも可能である。本発明のロータは、好適には宝石を３６０度回転させる高信頼性の機構を備え、かつ最も好適には同期性の３ワットＡＣ連続使用モータ等の連続使用モータを備えている。
【００４６】
本発明の１つの目的によれば、ある好適な実施形態において、本発明は、より安定した光度及びカラー分布を供給しかつ測定データの信頼度を向上させるために、高周波バラストを昼光近似蛍光ランプとの組み合わせで使用している。最も好適な実施形態では、高周波バラストは周波数約３０，０００及び７０，０００Ｈｚを有し、かつ最も好適には周波数約３５，０００Ｈｚを有する。
【００４７】
本明細書に開示したように、本発明は、先行するシステム、装置及び方法を凌ぐ幾つかの優位点を有している。第１に、本システムの光検出機構は宝石に使用される目視カラー分析方法論に近似しているため、本発明は目視カラー分析による結果を達成するところまで近づいている。さらに、本発明のシステムは昼光に近い光を利用するため、本システムは目視カラー分析とさらに密接に相関する結果を達成する。同様に、光学測定デバイスは宝石が一回転する間に、例えば高速の分光光度測定デバイスを使用して複数の測定を行うことができるため、当該計器は結果的に極めて高速かつ再現可能なカラー分析をもたらす。最後に、拡散器等の本発明の特定機能は、目視による宝石分析の方法論に近似することに付随する実質的な問題点を克服している。
【００４８】
本発明及び先に説明した概念はまた、修正によってファンシー・カラー・ダイヤモンド及び他の有色宝石の分析に使用することができる。これらの概念を使用してファンシー・カラー・ダイヤモンド及び他の有色宝石を分析する新規システムでは、本発明の検出器は好適には宝石のクラウン側面から宝石のテーブル面に対して約６０乃至８５度の間の特定角度で到来する光を検出する。しかしながら、ある好適な実施形態によれば、検出器は、ファンシー・カラー・ダイヤモンドまたは有色宝石から複数の角度で逐次もしくは同時に、但し特定の角度範囲で、好適には宝石のテーブル面に対して約６０乃至８５度の間で到来する光を検出することができる。特定の角度範囲内での複数の角度の検出は、検出の間の検出器の移動、複数の検出器の使用、広角度検出器の使用、及び／または検出の間のプラットフォームまたは他の宝石を載せる表面の傾斜によって達成されることが可能である。特定の角度範囲内の複数の角度の検出が逐次的に発生する場合、回転する宝石に関して角度の逐次変化は、好適には回転完了後に発生する。この実施形態によれば、同時検出の場合、回転する宝石に関して１つまたは複数の検出器は、好適には１回転の間に特定の角度範囲内の複数の角度を検出する。本システムはさらに、宝石のクラウン側面を拡散式に照射する昼光等価光源を備えている。
【００４９】
宝石のカラーを測定し分析するための特定のシステム、計器及び方法について説明してきたが、一般的な当業者には、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく他の実施形態及び代替ステップが可能であることは明白となるであろう。例えば、宝石の蛍光性は目視で分析される場合が多い。本システム、計器及び方法は、昼光近似ソースではなく紫外光源を、かつ蛍光性を検出する能力のある検出器を使用すれば、ダイヤモンドまたは他の宝石の蛍光カラー及び蛍光度の分析に新規に使用されることが可能である。さらに、本明細書において開示された各実施形態の特定の機能は、他の実施形態において説明されたシステム及び計器との組み合せでも使用可能であることは明白となるであろう。従って上述の説明は、限定的なものではなく例示として解釈されるべきものであり、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって画定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  昼光近似蛍光ランプ（高周波安定器は図示されていない）によって上から照射されるライトボックスを描いたものである。
【図２】  本発明の単純化された実施形態の感光性光ファイバ・ケーブルの斜視図であり、ケーブルは、ダイヤモンドを回転するプラットフォームに載せるとテーブル面を下にしたダイヤモンドのテーブルに対してゼロ乃至約４５度の角度で方向づけられている。回転するプラットフォームと拡散器は図１のライトボックス内に示されている。
【図３】  ダイヤモンドがロータ・プラットフォーム上にテーブル面を下にして配置され、かつロータ・プラットフォームは測定チャンバで囲まれている本発明の単純化された実施形態の斜視図である。拡散器は、光源（図示されていない）とダイヤモンドとを分離している。
【図４】  図３の実施形態を測定チャンバ及び拡散器のない状態で示している。
【図５】  光ファイバ・ケーブルが光センサ・ハウジング内に包含され、かつロータ・プラットフォームより上にゼロ乃至約４５度の角度で位置づけられた、本発明の好適な一体ユニット型実施形態の斜視図である。
【図６】  測定チャンバが完全に配備された状態の図５の実施形態を示している。
【図７】  本発明の代替実施形態の斜視図であり、この場合の本発明は、暗読み取りを較正手順の一部として有効化する暗基準を有する振りアームを備えている。
【図８】  振りアームがほぼ閉止位置にある図７の代替実施形態のトップ・アングルの斜視図である。
【図９】  偏流補正機能はゼロ乃至約４５度の角度で基準材料測定チャンバへと方向づけられた第２の光ファイバ・ケーブルを備え、基準プラットフォームは測定チャンバ及びロータ・プラットフォームと同じ材料で製造されかつ同じ拡散器を有している、本発明の一実施形態の合成図である。
【図１０】  ライトボックスと、測定計器と、光学測定デバイスと、データ・プロセッサと、モニタとを含む本発明のシステムの統合図である。
【図１１】  測定計器は一体ユニットであり、光検出器のプラットフォーム（図示されていない）に対する位置は位置決めアッセンブリによって調節される本発明の代替実施形態の斜視図である。
【図１２】  ライトボックス内に配置されて使用準備の整った図１１の測定計器を示している。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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