特許 6438469 カットされた原石のパラメータの測定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6438469

(24)【登録日】2018年11月22日

(45)【発行日】2018年12月12日

(54)【発明の名称】カットされた原石のパラメータの測定

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/87 20060101AFI20181203BHJP

   G01N 21/65 20060101ALI20181203BHJP

   G01N 21/64 20060101ALI20181203BHJP

   A44C 27/00 20060101ALI20181203BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/87

   G01N21/65

   G01N21/64 Z

   A44C27/00

【請求項の数】37

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-526652(P2016-526652)

(86)(22)【出願日】2014年7月17日

(65)【公表番号】特表2016-528489(P2016-528489A)

(43)【公表日】2016年9月15日

(86)【国際出願番号】EP2014065454

(87)【国際公開番号】WO2015007873

(87)【国際公開日】20150122

【審査請求日】2017年4月20日

(31)【優先権主張番号】1312888.9

(32)【優先日】2013年7月18日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】516017330

【氏名又は名称】デ ビアーズ ユーケー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】デイビス，ニコラス マシュー

(72)【発明者】

【氏名】ダ ガマ，シヴォーン

(72)【発明者】

【氏名】ローズ，ピーター，スタンレイ

(72)【発明者】

【氏名】ウィリス，マクスウエル ラルフ

【審査官】 立澤 正樹

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５０４５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５１６９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０１−５０２４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５０４２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第２５９３２６７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第０６９８０２８３（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カットされた原石が単一の測定場所に位置づけられている間に前記カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置であって、
放出される光が前記測定場所の少なくとも一部を照射するように、複数の放出波長又は波長レンジのうちの異なる１つにおいて光を放出するように各々構成された複数の光源と、
前記複数のパラメータを測定するために複数の感知波長又は波長レンジにおいて光を感知するように構成されたセンサアセンブリであって、前記の感知される光は、前記測定場所に位置するカットされた原石の照射の結果として前記測定場所から前記センサアセンブリにおいて受信され、前記センサアセンブリは複数のセンサを含み、各々が、前記複数の感知波長又は波長レンジのうち異なる１つ以上において光を感知するように構成される、センサアセンブリと、
光源アセンブリからの光を前記測定場所に向け、前記測定場所からの光を前記センサアセンブリに向けるように構成されたマルチ分岐光ファイバアセンブリであって、前記マルチ分岐光ファイバアセンブリは複数の光ファイバフィラメントを含み、各々が、前記複数の光源のうちの１つから前記複数のセンサのうちの１つに光を向けるように構成される、マルチ分岐光ファイバアセンブリと、
を含み、
前記複数の光源は、カットされた原石の吸収を測定するための光を放出するように構成された広帯域光源と、カットされた原石からの検出可能な波長におけるラマン放出を刺激するのに適した波長において光を放出するように構成されたレーザ光源とを含み、
前記複数のセンサは、カットされた原石の吸収を測定するための波長レンジにおいて光を感知するように構成された第１の分光計と、カットされた原石のラマン放出スペクトルを測定するための波長レンジにおいて光を感知するように構成された第２の分光計とを含む、
装置。

【請求項2】

前記広帯域光源は、約３００ｎｍから約５２０ｎｍのレンジ内の波長において光を放出するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記レーザ光源は約６６０ｎｍにおいて光を放出するように構成される、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記複数のレーザ光源は、カットされた原石におけるフォトルミネッセンスを刺激するのに適した波長において光を放出するように構成された少なくとも１つのレーザ光源を含む、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項5】

カットされた原石におけるフォトルミネッセンスを刺激するための波長において光を放出するように構成された前記少なくとも１つのレーザ光源は、約３２５ｎｍ、約３７５ｎｍ、約４５８ｎｍ、約５１４ｎｍ、約７８５ｎｍ、及び約８３０ｎｍのうちの１つの波長において実質的に光を放出するように構成された少なくとも１つのレーザ光源を含む、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記第１又は第２の分光計は、ある波長レンジ内の光の検出を防止するように構成された波長制限手段を含む、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項7】

前記分光計は電荷結合素子を含み、前記波長制限手段は、前記分光計に入る光の経路上に、前記電荷結合素子の前に位置するマスクを含む、請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記分光計は、前記分光計に入る光の経路上に、前記マスクの前に位置する回折格子をさらに含む、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記波長レンジは３５０ｎｍから４００ｎｍである、請求項６乃至８のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項10】

前記カットされた原石の蛍光を測定するための光を放出するように構成されたＵＶ光源、をさらに含み、
前記分光計は、４００ｎｍから５０８ｎｍの波長レンジ内の蛍光を測定し、３００ｎｍから３５０ｎｍと４００ｎｍから５０８ｎｍとの２つのレンジ内の吸収を測定するように構成される、
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項11】

前記カットされた原石の蛍光と吸収とを同時に測定するように構成される、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記第１の分光計は、約３００ｎｍから約５２０ｎｍの波長レンジにおいて光を感知するように構成される、請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項13】

前記第２の分光計は、７００ｎｍから８００ｎｍの波長レンジにおいて光を感知するように構成される、請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項14】

前記複数のセンサは、カットされた原石のフォトルミネッセンスを測定するための波長において光を感知するように構成された少なくとも１つのさらなる分光計を含む、請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項15】

前記少なくとも１つのさらなる分光計は、約３８０ｎｍから約５２０ｎｍのレンジと約４６０ｎｍから約８５０ｎｍのレンジとのうち少なくとも１つのレンジ内の波長において光を感知するように構成される、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記複数のセンサは、カットされた原石の蛍光又はリン光を測定するための波長において光を感知するように構成された画像捕捉デバイスを含む、請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項17】

前記画像捕捉デバイスは、約４００ｎｍから約７００ｎｍの波長レンジにおいて光を感知するように構成されたカメラである、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記画像捕捉デバイスは、原石のカット及び／又は原石のサイズを決定するための画像を捕捉するように構成される、請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記複数の光源のうちの異なる１つに各々接続された複数の入力と、前記測定場所に光を向ける出力とを含む光マルチプレクサ、を含み、前記光マルチプレクサは、前記複数の入力のうちの１つにおいて受信される光を選択し、前記の選択された光が前記出力から放出されることを可能にするように構成される、請求項１乃至１８のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項20】

前記測定場所から光を受信するように構成された入力と、前記複数のセンサのうちの１つに各々接続された複数の出力とを含む光デマルチプレクサ、を含み、前記光デマルチプレクサは、前記複数の出力のうち１つを選択し、前記入力において受信される光が前記の選択された出力から放出されることを可能にするように構成される、請求項１乃至１９のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項21】

前記の測定されたパラメータに基づいて、カットされた原石が天然又は合成であるかを決定する手段、をさらに含む請求項１乃至２０のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項22】

ダイヤモンドと模倣物とを区別する手段、をさらに含む請求項２１に記載の装置。

【請求項23】

前記の測定されたパラメータに基づいて、カットされた原石がその色を改善するように加工されているかを決定する手段、をさらに含む請求項１乃至２２のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項24】

カットされた原石の吸収とカットされた原石のラマン放出スペクトルとを同時に測定するように構成される、請求項１乃至２３のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項25】

カットされた原石のフォトルミネッセンスとカットされた原石のラマン放出スペクトルとを同時に測定するように構成される、請求項１乃至２４のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項26】

請求項１乃至２５のうちいずれか１項に記載の装置を含み、前記の測定されたパラメータに依存して、カットされた原石を分類するように構成された分類装置。

【請求項27】

前記カットされた原石を分類することは、原石がその色を改善するように加工されているかを識別することを含む、請求項２６に記載の分類装置。

【請求項28】

前記カットされた原石を分類することは、原石の色、サイズ、及びカットのうちの１つ以上を決定することを含む、請求項２６又は２７に記載の分類装置。

【請求項29】

前記カットされた原石を分類することは、ダイヤモンドと模倣物とを区別することを含む、請求項２６、２７、又は２８に記載の分類装置。

【請求項30】

カットされた原石が単一の測定場所に位置づけられている間に前記カットされた原石の複数のパラメータを測定する方法であって、
前記カットされた原石の少なくとも一部を、前記カットされた原石の吸収を測定するために構成された第１の放出波長レンジを有する光で照射するように、広帯域光源を動作させるステップと、
前記第１の放出波長レンジにおける前記カットされた原石の照射の結果として、第１の感知波長レンジにおいて前記測定場所から受信される光を感知するように、第１の分光計を動作させるステップと、
前記第１の感知波長レンジにおける前記の感知された光に基づいて、前記カットされた原石の吸収を測定するステップと、
前記カットされた原石の少なくとも一部を、前記第１の放出波長レンジとは異なりかつ前記カットされた原石からの検出可能な波長におけるラマン放出を刺激するように構成された第２の放出波長又は波長レンジを有する光で照射するように、レーザ光源を動作させるステップと、
前記第２の放出波長又は波長レンジにおける前記カットされた原石の照射の結果として、第２の感知波長又は波長レンジにおいて前記測定場所から受信される光を感知するように、第２の分光計を動作させるステップと、
前記第２の感知波長又は波長レンジにおける前記の感知された光に基づいて、前記カットされた原石のラマン放出を測定するステップと、
を含み、
光が前記広帯域光源及び前記レーザ光源から前記測定場所に、及び前記測定場所から前記第１及び第２の分光計に、マルチ分岐光ファイバアセンブリを用いて向けられる、
方法。

【請求項31】

前記第１の感知波長レンジは、前記第２の感知波長又は波長レンジとは異なる、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

前記広帯域光源及びレーザ光源の各々は、前記広帯域光源及びレーザ光源が光を同時に放出するように動作する、請求項３０又は３１に記載の方法。

【請求項33】

カットされた原石を分類する方法であって、請求項３０乃至３２のうちいずれか１項に記載の方法を含み、前記の測定されたパラメータに依存して前記カットされた原石を分類することをさらに含む方法。

【請求項34】

コンピュータに請求項３０乃至３３のうちいずれか１項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム。

【請求項35】

前記第１又は第２の分光計は、ある波長帯域内の光の検出を防止するように構成された波長制限手段を含む、請求項１乃至２５のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項36】

前記第１又は第２の分光計は電荷結合素子を含み、前記波長制限手段は、前記分光計に入る光の経路上に、前記電荷結合素子の前に位置するマスクを含む、請求項３５に記載の装置。

【請求項37】

前記第１又は第２の分光計は、前記分光計に入る光の経路上に、前記マスクの前に位置する回折格子をさらに含む、請求項３６に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カットされた原石のパラメータを測定する方法及び装置に関し、ただし、方法及び装置には限られない。該方法及び装置は、カットされた原石のパラメータを測定して、カットされた原石を分類することができる。

【背景技術】

【0002】

ダイヤモンド製品が正しく開示されているとの消費者の信用を維持するために、ダイヤモンド産業は、カットされた原石をテストしてこれらが天然ダイヤモンドか、合成ダイヤモンドか、又は模倣物かを決定する実用的方法を有することが重要である。同様に、ダイヤモンド産業は、ダイヤモンドが例えばその色を変えるために、人工的に加工されているかを決定する方法を有することが重要である。

【0003】

ダイヤモンド原石を模倣物から区別することができ、ダイヤモンドのパラメータを測定してダイヤモンドが天然若しくは合成である可能性があるか、又はダイヤモンドが例えばその色を改善するように加工されているかの指標を与える装置が存在する。通常、こうした装置は測定を実行し、それから、測定の結果に依存してダイヤモンドをそれぞれのビンに置く。しかしながら、上記の装置はしばしば信頼できず、原石がダイヤモンドであるか否かと、そうである場合にこの原石が天然若しくは合成であるか、及び／又は加工されているかを確認するのに、さらなるテスト及び／又は測定がしばしば必要とされる。

【0004】

さらに、原石の他の物理パラメータ、例えば、色、サイズ、及びカットなどの決定は、ダイヤモンド産業において重要なプロセスである。

【発明の概要】

【0005】

第１の態様における本発明に従い、カットされた原石が単一の測定場所に位置づけられている間に上記カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置が提供され、上記装置は、放出される光が上記測定場所の少なくとも一部を照射するように、複数の放出波長又は波長レンジのうちの異なる１つにおいて光を放出するように各々構成された複数の光源と、上記複数のパラメータを測定するために複数の感知波長又は波長レンジにおいて光を感知するように構成されたセンサアセンブリであって、上記の感知される光は、上記測定場所に位置するカットされた原石の照射の結果として上記測定場所から上記センサアセンブリにおいて受信される、センサアセンブリと、を含む。

【0006】

場合により、上記装置は、上記カットされた原石のファセットの内外への光の透過を容易にするように上記カットされた原石を上記測定場所に保つ支持アセンブリ、をさらに含む。

【0007】

場合により、上記複数の光源は、カットされた原石の吸収を測定するための光を放出するように構成された広帯域光源を含む。

【0008】

場合により、上記広帯域光源は、約３００ｎｍから約５２０ｎｍのレンジ内の波長において光を放出するように構成される。

【0009】

場合により、上記複数の光源は１つ以上のレーザ光源を含む。

【0010】

場合により、上記１つ以上のレーザ光源は、カットされた原石からの検出可能な波長におけるラマン放出スペクトルを刺激するのに適した波長において光を放出するように構成されたレーザ光源を含む。

【0011】

場合により、上記レーザ光源は約６６０ｎｍにおいて光を放出するように構成される。

【0012】

場合により、上記１つ以上のレーザ光源は、カットされた原石におけるフォトルミネッセンスを刺激するのに適した波長において光を放出するように構成された少なくとも１つのレーザ光源を含む。

【0013】

場合により、カットされた原石におけるフォトルミネッセンスを刺激するための波長において光を放出するように構成された上記少なくとも１つのレーザ光源は、約３２５ｎｍ、約３７５ｎｍ、約４５８ｎｍ、約５１４ｎｍ、約７８５ｎｍ、及び約８３０ｎｍのうちの１つの波長において実質的に光を放出するように構成された少なくとも１つのレーザ光源を含む。

【0014】

場合により、上記複数の光源はＵＶ光源を含む。

【0015】

場合により、上記センサアセンブリは、ある波長レンジ内の光の検出を防止するように構成された波長制限手段（wavelength restriction means）を含む分光計を含む。

【0016】

場合により、上記分光計は電荷結合素子を含み、上記波長制限手段は、上記分光計に入る光の経路上に、上記電荷結合素子の前に位置するマスクを含む。

【0017】

場合により、上記分光計は、上記分光計に入る光の経路上に、上記マスクの前に位置する回折格子をさらに含む。

【0018】

場合により、上記波長レンジは３５０ｎｍから４００ｎｍである。

【0019】

場合により、上記装置は、カットされた原石の吸収を測定するための光を放出するように構成された広帯域光源、をさらに含み、上記ＵＶ光源は、カットされた原石の蛍光を測定するための光を放出するように構成され、上記分光計は、４００ｎｍから５０８ｎｍの波長レンジ内の蛍光を測定し、３００ｎｍから３５０ｎｍと４００ｎｍから５０８ｎｍとの２つのレンジ内の吸収を測定するように構成される。

【0020】

場合により、上記装置は、カットされた原石の蛍光と吸収とを同時に測定するように構成される。

【0021】

場合により、上記センサアセンブリは複数のセンサを含み、各々が複数の感知波長又は波長レンジのうちの異なる１つ以上において光を感知するように構成される。

【0022】

場合により、上記複数のセンサは、カットされた原石の吸収を測定するための波長レンジにおいて光を感知するように構成された分光計を含む。

【0023】

場合により、上記分光計は、約３００ｎｍから約５２０ｎｍの波長レンジにおいて光を感知するように構成される。

【0024】

場合により、上記複数のセンサは、カットされた原石のラマン放出スペクトルを測定するための波長レンジにおいて光を感知するように構成された分光計を含む。

【0025】

場合により、上記分光計は、７００ｎｍから８００ｎｍの波長レンジにおいて光を感知するように構成される。

【0026】

場合により、上記複数のセンサは、カットされた原石のフォトルミネッセンスを測定するための波長において光を感知するように構成された少なくとも１つの分光計を含む。

【0027】

場合により、上記少なくとも１つの分光計は、約３８０ｎｍから約５２０ｎｍのレンジと約４６０ｎｍから約８５０ｎｍのレンジとのうち少なくとも１つのレンジ内の波長において光を感知するように構成される。

【0028】

場合により、上記複数のセンサは、カットされた原石の蛍光又はリン光を測定するための波長において光を感知するように構成された画像捕捉デバイスを含む。

【0029】

場合により、上記画像捕捉デバイスは、約４００ｎｍから約７００ｎｍの波長レンジにおいて光を感知するように構成されたカメラである。

【0030】

場合により、上記画像捕捉デバイスは、原石のカット及び／又は原石のサイズを決定するための画像を捕捉するように構成される。

【0031】

場合により、上記装置は、上記光源アセンブリから放出される光を上記測定場所に向ける手段、をさらに含む。

【0032】

場合により、上記光源アセンブリからの光を上記測定場所に向ける上記手段は、光ファイバを含む。

【0033】

場合により、上記装置は、上記測定場所からの光を上記センサアセンブリに向ける手段、をさらに含む。

【0034】

場合により、上記測定場所からの光を上記センサアセンブリに向ける手段は、光ファイバを含む。

【0035】

場合により、上記装置は、上記光源アセンブリからの光を上記測定場所に向け、上記測定場所からの光を上記センサアセンブリに向けるように構成されたマルチ分岐光ファイバアセンブリ、をさらに含む。

【0036】

場合により、上記マルチ分岐光ファイバアセンブリは複数の光ファイバフィラメントを含み、各々が、上記複数の光源のうちの１つから、又は上記複数のセンサのうちの１つに、光を向けるように構成される。

【0037】

場合により、上記光源アセンブリから放出される光を上記測定場所に向ける手段は、光マルチプレクサを含み、上記光マルチプレクサは、上記複数の光源のうちの異なる１つに各々接続された複数の入力と、上記測定場所に光を向ける出力とを含み、上記光マルチプレクサは、上記複数の入力のうちの１つにおいて受信される光を選択し、上記の選択された光が上記出力から放出されることを可能にするように構成される。

【0038】

場合により、上記測定場所からの光を上記センサアセンブリに向ける手段は、光デマルチプレクサを含み、上記光デマルチプレクサは、上記測定場所から光を受信するように構成された入力と、上記複数のセンサのうちの１つに各々接続された複数の出力とを含み、上記光デマルチプレクサは、上記複数の出力のうち１つを選択し、上記入力において受信される光が上記の選択された出力から放出されることを可能にするように構成される。

【0039】

場合により、上記光マルチプレクサ及び上記光デマルチプレクサは、光マルチプレクサ／デマルチプレクサを形成する。

【0040】

場合により、上記装置は、上記の測定されたパラメータに基づいて、カットされた原石が天然又は合成であるかを決定する手段、をさらに含む。

【0041】

場合により、上記装置は、ダイヤモンドと模倣物とを区別する手段、をさらに含む。

【0042】

場合により、上記装置は、上記の測定されたパラメータに基づいて、カットされた原石がその色を改善するように加工されているかを決定する手段、をさらに含む。

【0043】

場合により、上記装置は、カットされた原石の吸収とカットされた原石のラマン放出スペクトルとを同時に測定するように構成される。

【0044】

場合により、上記装置は、カットされた原石のフォトルミネッセンスとカットされた原石のラマン放出スペクトルとを同時に測定するように構成される。

【0045】

場合により、上記装置は、カットされた原石の吸収とカットされた原石のフォトルミネッセンスとを同時に測定するように構成される。

【0046】

場合により、上記カットされた原石はダイヤモンドである。

【0047】

第２の態様における本発明に従い、上記で説明されたいずれかの装置を含み、上記の測定されたパラメータに依存して、カットされた原石を分類するように構成された分類装置が提供される。

【0048】

場合により、上記カットされた原石を分類することは、原石がその色を改善するように加工されているかを識別することを含む。

【0049】

場合により、上記カットされた原石を分類することは、原石の色、サイズ、及びカットのうちの１つ以上を決定することを含む。

【0050】

場合により、上記カットされた原石を分類することは、ダイヤモンドと模倣物とを区別することを含む。

【0051】

第３の態様における本発明に従い、カットされた原石が単一の測定場所に位置づけられている間に上記カットされた原石の複数のパラメータを測定する方法が提供され、上記方法は、上記カットされた原石の少なくとも一部を、第１の放出波長又は波長レンジを有する光で照射するように、第１の光源を動作させるステップと、上記第１の放出波長又は波長レンジにおける上記カットされた原石の照射の結果として、第１の感知波長又は波長レンジにおいて上記測定場所から受信される光を感知するステップと、上記第１の感知波長又は波長レンジにおける上記の感知された光に基づいて、上記カットされた原石の第１のパラメータを測定するステップと、上記カットされた原石の少なくとも一部を、上記第１の放出波長又は波長レンジとは異なる第２の放出波長又は波長レンジを有する光で照射するように、第２の光源を動作させるステップと、上記第２の放出波長又は波長レンジにおける上記カットされた原石の照射の結果として、第２の感知波長又は波長レンジにおいて上記測定場所から受信される光を感知するステップと、上記第２の感知波長又は波長レンジにおける上記の感知された光に基づいて、上記カットされた原石の第２のパラメータを測定するステップと、を含む。

【0052】

場合により、上記第１の感知波長又は波長レンジは、上記第２の感知波長又は波長レンジとは異なる。

【0053】

場合により、上記第１及び第２の光源の各々は、上記第１及び第２の光源が光を同時に放出するように動作する。

【0054】

第４の態様における本発明に従い、カットされた原石を分類する方法であって、上記で説明されたいずれかの方法を含み、上記の測定されたパラメータに依存して上記カットされた原石を分類することをさらに含む方法が提供される。

【0055】

場合により、前記カットされた原石を分類することは、原石がその色を改善するように加工されているかを識別することを含む。

【0056】

場合により、前記カットされた原石を分類することは、原石がダイヤモンド又は模倣物であるかを識別することを含む。

【0057】

第５の態様における本発明に従い、上記で説明されたいずれかの方法を実行するように構成された非一時的コンピュータプログラムプロダクトが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0058】

本発明の例示的実施形態が、添付図面を参照して本明細書に説明される。

【図1a】カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置の概略表現を示す。

【図1b】カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置の概略表現を示す。

【図2a】カットされた原石の複数のパラメータを測定する方法を示すフローチャートである。

【図2b】カットされた原石の複数のパラメータを測定する方法を示すフローチャートである。

【図3】カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置の概略表現を示す。

【図4】カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置の概略表現を示す。

【図5】カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置の概略表現を示す。

【図6】典型的なロングパスフィルタの透過スペクトルを示す。

【図7】マスクを含む分光計の概略表現を示す。

【図8】マスクを含む分光計の概略表現を示す。

【発明を実施するための形態】

【0059】

全体として、本明細書に開示されるのは、カットされた原石（cut gemstone）の複数のパラメータを測定する方法及び装置である。具体的に、本明細書に開示されるのは、カットされた原石の複数のパラメータを、この原石が単一の測定場所にある間に測定する方法及び装置である。

【0060】

本明細書において、カットされた原石についての用語「パラメータ」は、原石の吸収と、原石のラマン及び／又はフォトルミネッセンススペクトルと、原石の色又は透明度と、原石のサイズと、原石のカットとを包含する。

【0061】

発明者は、複数のパラメータが単一の装置によって単一の測定場所において引き受けられる場合に、信頼性と、特に、カットされた原石が分類されるスピードとを、改善することができると十分理解している。

【0062】

具体的な例示的な方法及び装置において、吸収測定とラマン又はフォトルミネッセンス測定とが、カットされた原石が単一の測定場所にある間に各々引き受けられる。これら２つの測定は、従来、典型的には単一の装置では実行されず、２つの個々の器具を用いて実行されていた。

【0063】

器具は、天然の加工されていない（untreated）ダイヤモンドと合成ダイヤモンドと加工された（treated）ダイヤモンドとの識別を支援するのに利用可能である。例えば、ＤｉａｍｏｎｄＳｕｒｅ（登録商標）、ＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（登録商標）及びＤｉａｍｏｎｄＰＬｕｓ（登録商標）が、Ｄｉａｍｏｎｄ Ｔｒａｄｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙにより製造され、等級分けする研究所により使用されている。ＤｉａｍｏｎｄＳｕｒｅ（登録商標）は、ダイヤモンドによる可視光の吸収を測定することによって動作する。合成の又は加工されたダイヤモンド（ダイヤモンドタイプＩａＢ又はＩＩａに限られる）の可能性を示す吸収スペクトルを有する石が、そのようなものとして類別される。ＤｉａｍｏｎｄＳｕｒｅ（登録商標）により参照される石は、ＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（登録商標）を用いてテストされ、紫外線放射で照射される。ユーザは、カメラを用いて捕捉される、結果として生じる表面蛍光の画像を、学習することができる。合成ダイヤモンドからの蛍光色及びパターンが天然ダイヤモンドの蛍光色及びパターンと大きく異なることを考えると、ＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（登録商標）は、宝石学的研究所や宝石類専門家が、ダイヤモンドが天然又は合成であるかを決定することを可能にする。ＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（登録商標）を用いて捕捉されるリン光画像は、さらなる証拠を提供することができる。

【0064】

天然起源のダイヤモンドの１−２％は、名目上、窒素不純物がない。これらは、タイプＩＩダイヤモンドと呼ばれ、ＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（登録商標）に対するＤｉａｍｏｎｄＳｕｒｅ（登録商標）参照の重要なカテゴリを形成する。上記天然起源がＤｉａｍｏｎｄＶｉｅｗ（登録商標）を用いて確認された後、こうした石がその色を改善するように人工的に加工されているかをチェックすることが必要である。石は、ＤｉａｍｏｎｄＰＬｕｓを用いてテストされ、ＤｉａｍｏｎｄＰＬｕｓを使用して、さらなるより詳細なテストを必要とするタイプＩＩダイヤモンドの数を大きく低減させる迅速なフォトルミネッセンス測定を行うことができる。

【0065】

図１ａは、カットされた原石が単一の測定場所にある間に該原石の複数のパラメータを測定する装置の概略表現を示している。装置１００は測定場所１０２を画定し、測定場所１０２に、カットされた原石１０４が位置づけられる。

【0066】

特定の例示的な装置及び方法において、カットされた原石１０４はダイヤモンドである。

【0067】

測定場所１０２は平らな表面を含むことができ、該表面上に、カットされた原石を手動で、例えば技術者によって、位置づけることができる。他の例示的な装置において、測定場所１０２は、輸送手段、例えば、コンベヤ又は真空輸送の経路と一致してもよい。こうした装置において、コンベヤは、カットされた原石１０４を第１の場所、例えばホッパから測定場所１０２に輸送するように構成することができる。他の例示的装置において、測定場所は、液体窒素などの低温流体を保持する容器の中に位置してもよい。こうした装置において、カットされた原石は、１つ以上の測定が実行される間、液体窒素の中に沈められることができる。原石は、光が通過することができるウィンドウを備えたクライオスタットの中に置かれてもよい。

【0068】

カットされた原石１０４が測定場所１０２に位置づけらていれる間、原石１０４の複数のパラメータが測定される。図１ａの例示的な装置において、第１の光源１０６が、第１の放出波長又は波長レンジにおいて光を放出するように構成される。図１ａの例示的な装置１００において、第１の光源１０６は、広帯域光源、例えば、タングステンハロゲンランプである。図１ａに図示される例において、第１の光源１０６は、スペクトルの３００ｎｍから５２０ｎｍの波長において光を放出するように構成される。

【0069】

本明細書において、用語「広帯域光源」は、ある波長レンジにわたって同時に光を放出する光源を包含する。広帯域光源は、例えば単一周波数レーザなどの、コヒーレント位相を有する特定波長における光を放出しない光源をさらに包含する。広帯域光源は、例えば、ランプ又はＬＥＤであり得る。

【0070】

第２の光源１０８は、第２の放出波長又は波長レンジにおいて光を放出するように構成される。図１ａの例示的な装置１００において、第２の光源１０８は、６６０ｎｍの波長において光を放出するように構成されたレーザ光源である。

【0071】

装置１００は、ある波長レンジ、例えば３００ｎｍ乃至５２０ｎｍにおいて吸収を測定し、別の波長レンジ、例えば７００ｎｍ乃至８００ｎｍにおいてラマン散乱及び／又はフォトルミネッセンスを測定する。ラマン散乱及び／又はフォトルミネッセンスは、６６０ｎｍレーザ源によって刺激されることができる。

【0072】

したがって、第１のセンサ１１０は、第１の感知波長又は波長レンジにおいて光を感知するように構成される。図１ａの例示的な装置１００において、第１のセンサ１１０は、３００ｎｍから５２０ｎｍのレンジ内の波長の光を感知するように構成された分光計である。

【0073】

第２のセンサ１１２は、第２の感知波長又は波長レンジにおいて光を感知するように構成される。図１ａの例示的な装置１００において、第２のセンサは、７００ｎｍから８００ｎｍのレンジ内の波長の光を感知するように構成された分光計である。

【0074】

第１及び第２の光源１０６、１０８と、第１及び第２のセンサ１１０、１１２とは、光ファイバアセンブリ１１４に各々光学的に結合される。光ファイバアセンブリ１１４は、第１及び第２の光源１０６、１０８から測定場所１０２に光を向けるように構成される。さらに、光ファイバアセンブリ１１４は、測定場所１０２から第１及び第２のセンサ１１０、１１２に光を向けるように構成される。

【0075】

光ファイバアセンブリ１１４は、４つの光ファイバフィラメント１１４ａ‐ｄを含むマルチ分岐（multi-furcated）光ファイバである。光ファイバフィラメント１１４ａ‐ｄは、単一の光ファイバケーブル１１６の中に一緒に保持される。光ファイバケーブル１１６は、フィラメント１１４ａ‐ｄの端部が測定場所１０２に各々向けられるように配置される。光ファイバアセンブリ１１４は、４つの浮動リード（flying leads）を含み、この浮動リードは、各フィラメントに対して１つであり、光源１０６、１０８又はセンサ１１０、１１２に光学的に結合することができる。光ファイバアセンブリ１１４は、測定場所１０２に位置づけられたとき、原石１０４に直接光を結合し、原石１０４から直接光を検出するように構成される。このことを援助するために、光ファイバフィラメント１１４ａ‐ｄは、十分に磨かれ、原石１０４のテーブルファセットと深く接触する。原石１０４が磨かれてもよい。

【0076】

第１の光源１０６はフィラメント１１４ａに接続され、フィラメント１１４ａは、第１の光源１０６により放出された光を、それが測定場所１０２の少なくとも一部を照射するように、測定場所１０２に向ける。第２の光源１０８はフィラメント１１４ｂに接続され、フィラメント１１４ｂは、第２の光源１０８により放出された光を、それが測定場所１０２の少なくとも一部を照射するように、測定場所１０２に向ける。第１のセンサ１１０はフィラメント１１４ｃに接続され、フィラメント１１４ｃは光を測定場所１０２から第１のセンサ１１０に向ける。

【0077】

図１の例示的な装置１００は、第１及び第２のセンサ１１０、１１２の各々と電気的に通信するプロセッサ１１８を含む。プロセッサ１１８は、原石が天然であり、合成であり、又は加工されているかを、センサ１１０、１１２により取得される測定値に基づいて決定するように構成される。プロセッサ１１８は、任意的な特徴である。この構成において、プロセッサは、例えば、吸収測定から、色の等級又はカテゴリを出力するように構成することができる。

【0078】

例示的な装置において、第１の光源１０６及び第２の光源１０８は、光源アセンブリを形成することができる。任意数の光源が使用されてよいことが留意される。例えば、例示的な装置において、３つ、４つ、５つ、又はそれ以上の光源が使用されてもよい。各光源は、他の光源と比較されたときに異なる放出波長又は波長レンジにおいて光を放出するように構成することができる。別法として、１つ以上の光源についての放出波長又は波長レンジが一致してもよく、あるいは重なってもよい。さらに、複数の光源が、複数の波長又は波長レンジのうち１つ以上において光を放出するように構成された単一の調節可能光源によって提供されてもよい。例えば、第１及び第２の光源１０６、１０８が、単一の調節可能レーザによって提供されてもよい。

【0079】

同様に、センサは、感知アセンブリの一部を形成することができる。こうした装置において、感知アセンブリは任意数のセンサを含んでよい。典型的には、別個のセンサが各々の別個の光源に対応する。こうした装置において、センサは、対応する光源が測定場所１０２に位置するカットされた原石を照射する結果として、測定場所１０２から受信される光を感知するように構成される。しかしながら、他の例示的な装置において、１つのセンサが複数の光源に対応してもよい。こうした装置において、センサは、第１の対応する光源が測定場所１０２に位置するカットされた原石を照射する結果として、測定場所１０２から受信される光を感知するように構成され、さらに、第２の対応する光源が測定場所１０２に位置するカットされた原石を照射する結果として、測定場所１０２から受信される光を感知するように構成されることができる。

【0080】

図１ａの例示的な装置１００において、測定は２つの個々の光源１０６、１０８と２つの対応する個々の分光計１１０、１１２とを用いて行われ、各々が共通の光ファイバアセンブリ１１４に結合されている。各分光計１１０、１１２に入る光を制御するように、１つ以上の光フィルタが装置１１０に含まれてもよい。さらに、光源１０６、１０８のうち一方又は双方が、光源１０６、１０８から対応する光ファイバフィラメント１１４ａ、１１４ｂへ光を選択的に放出するように構成されたシャッターを含んでもよい。このことは、光源１０６、１０８が容易に及び／又は迅速にオンとオフとを切り換えることができない場合に有益であり得る。さらに、シャッターの使用は、分光計１１０、１１２に入る光を制御する理想的なフィルタを製作することが技術的に不可能であり、あるいは製作コストが法外に高いときに、有益であり得る。

【0081】

図１ｂは、別の装置１５０の概略表現を図示している。装置１５０は、装置１００に対して異なる構成を有し、二分岐（bi-furcated）光ファイバアセンブリと光マルチプレクサ／デマルチプレクサとを使用する。装置１５０の特徴の多くは、装置１００の特徴と同様であり、したがって再度詳細には論じられない。したがって、装置１５０の説明は、装置１００の特徴に対して異なる特徴に限られる。

【0082】

装置１５０は、二分岐光ファイバケーブル１５４を含む光ファイバアセンブリ１５２を含む。光ファイバケーブル１５４は、第１及び第２のフィラメント１５６、１５８を含む。光ファイバケーブル１５４は、光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１６０と光通信する。光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１６０は、複数の光信号を受信し、この複数の光信号のうち１つ以上を出力するように構成される。光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１６０は、さらに、単一の光信号を受信し、該光信号を複数の出力のうちの１つに出力するように構成される。

【0083】

複数の光源１６２、１６４、１６６が、光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１６０と光通信する。複数の分光計１６８、１７０、１７２が、光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１６０と光通信する。

【0084】

例示的な装置１５０において、光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１６０は、複数の光源１６２、１６４、１６６のうち１つからの複数の入力のうちの１つを選択し、選択された光源の信号を光ケーブル１５４の第１のフィラメント１５６上に出力するように構成される。

【0085】

例示的な装置１５０において、光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１６０は、複数の分光計１６８、１７０、１７２のうち１つを選択し、第２のフィラメント１５８上で受信された光信号を、選択された分光計に出力するように構成される。

【0086】

複数の構成を有する光マルチプレクサ／デマルチプレクサが使用されてよいことが留意される。例えば、ＭＰＭ‐２０００光マルチプレクサは、Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓにより販売されている製品である。２つのバージョンが販売されており、第１のバージョンは１つの入力と１６個の出力とを有し、第２のバージョンは２つの入力と１入力につき８つの出力とを有する。第２のバージョン（２つの入力と８つの出力とを備える）が装置１５０において使用されてもよい。２つの入力が二分岐ファイバ１５２の第１及び第２のフィラメント１５６、１５８に取りつけられてもよく、その結果、最大８つの異なる分光計と最大８つの異なる光源とが提供されることになる。

【0087】

この配置の利点は、測定場所に二分岐ファイバしか必要とされないことである。欠点は、８つの入力／出力のうち１つに結合する必要があるため、最大５０％の光のロスがあり得ることである。入力／出力間の切り換えは、モータにより行われてもよく、コンピュータ制御されてもよい。

【0088】

図２ａは、カットされた原石の複数のパラメータを測定する方法のフロー図を示している。

【0089】

第１の光源１０６がアクティブ化され（２００）て、光ファイバアセンブリ１１４の光フィラメント１１４ａに光を放出する。光ファイバアセンブリ１１４は、放出された光を、測定場所１０２に位置するカットされた原石１０４に向ける。第１の光源１０６により放出される広帯域光が、原石１０４を照射する。放出された光は、原石１０４によって逆反射される（retro-reflected）（２０２）。反射された光は、光ファイバアセンブリ１１４に入り、フィラメント１１４ｃに沿って第１のセンサ１１０に向けられる。第１のセンサ１１０は、原石１０４の吸収を決定するために、反射された光のスペクトルを測定する（２０４）。原石１０４の吸収は、第１のセンサ１１０によって、又はプロセッサ１１８によって決定する（２０６）ことができる。

【0090】

第２の光源１０８がアクティブ化され（２０８）て、光ファイバアセンブリ１１４のフィラメント１１４ｂへ６６０ｎｍの波長において光を放出する。フィラメント１１４ｂは、放出された光を、測定場所１０２に位置づけられた原石１０４に向け、このことが、原石１０４からのラマン放出を刺激する（２１０）。原石１０４から放出された光は、光ファイバアセンブリ１１４のフィラメント１１４ｄに入り、第２のセンサ１１２に向けられる。第２のセンサ１１２は、ラマン散乱した光又は他のフォトルミネッセンス放出のスペクトルを測定する（２１２）。ラマンスペクトル測定は、室温において実行されてもよい。

【0091】

原石１０４についての吸収の特徴とラマンスペクトル及び／又はフォトルミネッセンスの特徴との決定に続いて、プロセッサ１１８が、原石が天然又は合成であるかを決定する。装置は、さらに、原石の色、等級、又は他の物理パラメータを決定してもよい。装置は、原石１０４が天然又は合成であるかの決定に基づいて原石１０４を分類するように構成することができる。

【0092】

これまでに知られる装置では、吸収測定が実行され、それからその結果に依存して原石が別個のビンに分配される。ビンには、「合格（pass）」、「合格‐熱ペン（thermal pen）でチェック」、「参照（refer）（タイプＩＩ）」、及び「参照」を含むことができる。発明者は、メレをふるい分ける（screening）ときに「合格 熱ペンでチェック」の結果を受ける石の数が約２０％である可能性を十分理解している。このことは、石の約２０％が熱ペンテストを受けてこれらが天然ダイヤモンド又は模倣物（simulant）であるかを確認する必要があることを意味している。発明者はさらに、ラマン測定の組み込みが、熱ペンテストの必要を除去することを十分理解している。ラマン測定は、テスト下の石がダイヤモンドであるかを確認することができ、吸収測定と並んで（alongside）行われる場合に、「合格 熱ペンでチェック」の結果が「合格」又は「非ダイヤモンド」の結果として再区分されることを可能にし、したがって、別個の熱ペンテストの必要を除去する。

【0093】

測定時間をさらに低減するために、吸収測定とラマン測定とが、測定と測定との間に石が移動する必要がないように組み合わせられている。したがって、石は、測定が行われる間、単一の測定場所にとどまる。

【0094】

特定の例示的な方法及び装置において、吸収及びラマン測定が同時に行われてもよい。このことは、第１及び第２の放出波長又は波長レンジと第１及び第２の感知波長又は波長レンジとの注意深い選択により、可能にされる。さらに、複数の光フィルタが、各分光計に到達する光の波長を選択するように構成されてもよい。さらに、ランプシャッター及び／又はフィルタが、上記で説明されたとおり、必要とされてもよい。

【0095】

図２ｂは、カットされた原石の複数のパラメータを同時に測定する方法のフロー図を示している。第１及び第２の光源が、これら光源が同時に光を放出するようにアクティブ化される（２５０）。各光源により放出された光は、測定場所に位置づけられた原石から反射される（２５２）。反射された光は、該光が測定される第１及び第２の分光計に向けられる（２５４）。測定されたスペクトルを使用して、原石がダイヤモンド又は合成であるかが決定される（２５６）。

【0096】

上記の方法において、吸収測定は、波長レンジ３００ｎｍ乃至５２０ｎｍにわたって行われてもよく、一方、ラマンのレーザ励起は６６０ｎｍにおいてあり得、ラマン及び／又はフォトルミネッセンス測定レンジは７００ｎｍ乃至８００ｎｍであり得る。したがって、第１の光源は波長レンジ３００ｎｍ乃至５２０ｎｍ内で光を放出し、一方、（ラマン及び／又はフォトルミネッセンス測定のための）第２の光源は６６０ｎｍの波長において光を放出する。各測定について２つの異なる波長レンジを選択することが、各系間の干渉を回避し、同時動作を可能にし、これにより合計測定時間が節約される。さらに、光フィルタを使用して、光源の波長レンジを制御し、センサに入る光の波長レンジを制御してもよい。さらに、四分岐（quad-furcated）光ファイバアセンブリ１１４が、光が干渉なしに光源の各々から及びセンサの各々に進むことを可能にする。しかしながら、特定の環境において、測定値を順次に取得することが有益であり得る。例えば、ランプが比較的長いウォームアップ時間を有する場合、ランプのシャッターを閉める（shutter）ことの提供が必要とされてもよい。さらに、光源により放出され又はセンサにより収集される波長レンジを制御する理想的なフィルタを製作することが技術的に不可能であり、あるいは製作コストが法外に高いときに、ランプのシャッターを閉めることの提供が必要とされてもよい。

【0097】

本明細書に開示される装置及び方法は、カットされた原石が同じ位置にとどまる間、該原石の複数のパラメータの同時的な測定、及び／又は該原石の複数のパラメータの順次的な測定を提供することができる。テスト下の原石は、例えば、光ファイバ測定プローブ上に置かれてもよく、あるいは別の例を挙げると、石がディスクの上に置かれ、光が原石上に焦点を合わせられ、それから分析のために収集されてもよい。光は、上又は下のいずれかから、原石に焦点を合わせられることができる。光が下から焦点を合わせられる実施形態において、ディスクは透明であり得る。

【0098】

図２ａ及び図２ｂを参照して開示された方法は、自動化されてもよい。すなわち、本明細書に開示される装置は、原石が測定場所に存在することを決定し、その決定に依存して光を１つ以上の光源から測定場所に放出するように構成することができる。それから、１つ以上の分光計が、原石からの光を受信し、スペクトルデータを決定するように構成される。プロセッサが、分光計からスペクトルデータを獲得し、読み出し、スペクトルデータを処理し、結果／判断を出力するように構成されてもよい。このプロセスは、自動化又は半自動化されてもよく、コンピュータ又は器具により制御されてもよい。

【0099】

図３は、粒子材料の粒子のパラメータを測定するデバイス３００の簡素化された概略図を示している。フィーダ３０２とスロープ３０４とが、石を回転ディスク３０６の上に向けるように構成される。ディスク３０６が回転されるときに石がたどる経路上のポイントに、測定場所３０８が位置する。上記で説明されたような、カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置３１０が、測定場所３０８に近接して位置し、測定場所３０８に位置する石についての複数のパラメータを測定するように構成される。例示的なデバイスにおいて、装置３１０は測定場所３０８の上に位置する。すなわち、石が測定場所３０８にあるとき、装置３１０は、ディスク３０６に対して石の反対側にある。ディスク３０６が透明である実施形態において、装置３１０は、ディスク３０６の真下に位置してもよく、ディスク３０６を通してパラメータを測定してもよい。

【0100】

デバイス３００は、ディスク３０６が回転して石をフィーダ３０２から測定場所３０８に運ぶように構成される。デバイス３００は、さらに、石が測定場所３０８に到達したときにディスク３０６が回転を停止するように構成される。このようにして、石が十分な時間の間、測定場所３０８に保持されて、より正確な測定が行われることを可能にすることができる。

【0101】

原石が同じ測定場所内にある間に、複数の測定が行われる。測定は、同時及び／又は順次に行うことができる。測定には、吸収測定、ラマン測定、フォトルミネッセンス測定、及び画像に基づく測定のうち、１つ以上を含むことができる。画像に基づく測定は、サイズ及びカット情報を与えるように構成することができる。

【0102】

図４は、カットされた原石の複数のパラメータを測定する装置４００を図示している。装置は、測定場所４０２を画定し、カットされた原石４０４が測定場所４０２に位置づけられることを引き起こし、あるいは可能にするように構成される。測定場所４０２は、容器４０５内に位置づけられる。容器は、液体窒素などの冷温流体で満たされてもよい。

【0103】

装置４００は第１の光源４０６を含み、第１の光源４０６は、図１ａの第１の光源１０６と同様であり、ゆえにここでは説明されない。装置４００は第２の光源４０８を含み、第２の光源４０８は図１ａの第２の光源１０８と同様であり、ゆえにここでは説明されない。さらに、装置４００は第３の光源４０９を含む。第３の光源４０９は、カットされた原石４０４のフォトルミネッセンスを測定するための光を放出するように構成されたレーザデバイスである。第３の光源は、３２５ｎｍ、３７５ｎｍ、４５８ｎｍ、５１４ｎｍ、７８５ｎｍ及び８３０ｎｍのうち１つ以上の波長において実質的に光を放出するように構成することができる。他の例示的な装置において、第３の光源が複数の光源を含み、各々が３２５ｎｍ、３７５ｎｍ、４５８ｎｍ、５１４ｎｍ、７８５ｎｍ及び８３０ｎｍのうち１つの波長において実質的に光を放出するように構成されてもよい。装置４００は、第４の光源４１１をさらに含む。第４の光源は、カットされた原石４０４の蛍光及び／又はリン光を測定するための光を放出するように構成される。例示的な装置４００において、第４の光源はＵＶスペクトル内の光を放出する。

【0104】

例示的な装置において、光源のうち１つ以上、例えば、第３の光源が、タングステンハロゲンランプなどの広帯域光源であり得る。例示的な装置において、１つ以上の光源が、レーザ光又は広帯域光のいずれかを選択的に放出するように構成されてもよい。例えば、ＬＥＤが、光源のケーシング内の動くアーム上に取り付けられてもよく、このＬＥＤが、ケーシングから広帯域又はレーザ光が放出される位置へと移動されるとき、動くアームは、広帯域又はレーザ光源からの光の放出をブロックする。

【0105】

装置４００は第１のセンサ４１０を含み、第１のセンサ４１０は、図１ａにおける第１のセンサ１１０と同様であり、ゆえにここで詳細には説明されない。第１のセンサ４１０は、原石４０４が第１の光源４０６により照射される結果として測定場所４０２から光を受信するように構成される点で、第１の光源４０６に対応する。第１の光源４０６及び第１のセンサ４１０は、原石４０４の吸収測定を引き受けるように構成される。装置４００は、第２のセンサ４１２を含み、第２のセンサ４１２は、図１ａにおける第２のセンサ１１２と同様であり、ゆえにここで詳細には説明されない。第２のセンサ４１２は、原石４０４が第２の光源４０８により照射される結果として測定場所４０２から光を受信するように構成される点で、第２の光源４０８に対応する。第２の光源４０８及び第２のセンサ４１２は、原石４０４のラマン測定を引き受けるように構成される。特定の実施形態において、さらに第３の光源及び第３のセンサが広帯域照射を放出し、検出して、吸収測定を行ってもよい。

【0106】

装置４００は第３のセンサ４１３をさらに含む。第３のセンサ４１３は、原石４０４からフォトルミネッセンスにより放出される光を感知するように構成された分光計を含む。具体的に、第３のセンサ４１３は、３８０ｎｍから５２０ｎｍのレンジと４６０ｎｍから８５０ｎｍのレンジとのうち１つ以上において実質的に光を感知するように構成される。他の例示的な装置において、第３のセンサが複数のセンサを含み、各々が３８０ｎｍから５２０ｎｍのレンジ又は４６０ｎｍから８５０ｎｍのレンジにおいて実質的に光を感知するように構成されてもよい。第３のセンサ４１３は、原石４０４が第３の光源４０９により照射される結果として測定場所４０２から光を受信するように構成される点で、第３の光源４０９に対応する。第３の光源４０９及び第３のセンサ４１３は、原石４０４のフォトルミネッセンス測定を引き受けるように構成される。

【0107】

装置４００は第４のセンサ４１５をさらに含む。第４のセンサ４１５は、原石４０４からの蛍光又はリン光により放出される光を感知するように構成されたカメラ又はＰＭＴセンサである。具体的に、カメラは、４００ｎｍから７００ｎｍのレンジ内の光を感知するように構成される。カメラは、可視光を感知するように構成されてもよい。第４のセンサ４１５は、原石４０４が第４の光源４１１により照射される結果として測定場所４０２から光を受信するように構成される点で、第４の光源４１１に対応する。第４の光源４１１及び第４のセンサ４１５は、原石４０４の蛍光又はリン光測定を引き受けるように構成される。

【0108】

光源４０６、４０８、４０９とセンサ４１０、４１２、４１３とは、図１ａの装置１００に関連して上記で説明された方法と同様の方法で、光ファイバアセンブリに光学的に結合される。第４の光源４１１は、原石４０４上に直接光を放出するように配置される。第４のセンサ４１５は、原石４０４から光を直接検出するように構成される。

【0109】

装置は、図１ａに示されたプロセッサ１１８と同様のプロセッサをさらに含んでもよい。

【0110】

図１ａの装置１００は、図１ａに示された光源及びセンサに加えて、又はその代替として、図４の装置４００についての光源及びセンサのうち１つ以上を含んでもよいことが留意される。

【0111】

本明細書に開示され又は例示された各特長は、単体においてか、あるいは本明細書に開示され又は例示された任意の他の特徴との任意の適切な組み合わせにおいて、本明細書に開示された装置又は方法に組み込まれてもよい。

【0112】

装置４００は、装置１００と同様の方法で、図２に開示されたとおり、動作する。光源とセンサとの各々対応するペアが、原石４０４が測定場所４０２にある間、原石４０４のパラメータの測定を実行するように動作する。

【0113】

装置４００を用いて、吸収測定とラマン測定とフォトルミネッセンス測定とのうち２つ以上を同時に実行することができる。具体的に、吸収測定とラマン測定とが同時に実行されてもよい。さらに、ラマン測定とフォトルミネッセンス測定とが同時に実行されてもよい。吸収測定とフォトルミネッセンス測定とが順次に実行されてもよい。順次的な吸収及びフォトルミネッセンス測定は、光源により放出され又はセンサにより収集される波長レンジを制御するための理想的な光フィルタを製作することが技術的に不可能であり、あるいは製作コストが法外に高くなるときに、必要とされることがある。

【0114】

上記で言及されたとおり、Ｄｅ ＢｅｅｒｓのＡＭＳ装置などの現在の装置は、例えば３００ｎｍから５０８ｎｍのレンジ内の波長を有する光を用いて吸収測定を、例えば７００ｎｍから８００ｎｍのレンジ内の波長を有する光を用いて別個のフォトルミネッセンス測定を行う。こうした別個の測定に続いて、石が、双方の測定結果に依存して５つのビンのうちの１つに分配されることができる。「合格」ビンに配設された石は、測定後にさらなるテストを必要とせず、「参照 タイプＩＩ」ビンに配設された石は、さらなるテストを必要とする。

【0115】

さらなるテストには、通常、装置から石を除去することと別の装置を用いてフォトルミネッセンス測定を行うこととが含まれる。単一の装置内でこうした追加測定を行うことは、装置の全体の合格レートが改善されることになり、別の器具への石の移動が回避されることになるため、有益であろうことを発明者は十分理解している。さらに、別のふるい分け器具の追加コストがもたらされないことになる。

【0116】

コスト及び複雑さを低減するために、単一の分光計と比較的高価でないＵＶ ＬＥＤ光源とを利用する方法及び装置が開発されている。

【0117】

図５は、ＵＶ ＬＥＤ５１１を含む装置５００の概略図を示している。図５の装置は、磨かれたダイヤモンドに対する吸収測定、フォトルミネッセンス測定、及び蛍光測定を行う能力を有する。

【0118】

第１の光源５０６及び第１の分光計５１０が、吸収測定を行うことに使用される。ＵＶ ＬＥＤ光源５１１及び第１の分光計５１０が、蛍光測定を行うことに使用され、レーザ５０９及び第２の分光計５１３が、ラマン／フォトルミネッセンス測定を行うことに使用される。レーザ５０９及び第２の分光計５１３を含むことは任意的であることが留意される。

【0119】

図５における装置では、第１の分光計５１０が吸収と蛍光との双方の測定に使用されるので、これらを測定する追加の分光計を必要としない。励起照射が、光ファイバケーブルを通って届けられるのではなくＵＶ ＬＥＤ光源５１１によって高所に（overhead）導入されるため、追加の光ファイバケーブルも必要とされない。よりコストのかかるレーザ光源ではなく、ＵＶ ＬＥＤ光源５１１が使用される。

【0120】

例示的な方法及び装置において、第１の分光計５１０は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器を利用することができる。特定の例示的な方法及び装置において、第１の分光計５１０は、ＣＣＤ検出器を含む「小型」分光計であってもよい。こうしたデバイスにおいて、光は、スリットに入射し、それから、反射回折格子からロングＣＣＤ検出器（典型的には、２０４８ｘ１４ピクセル）へと分散される。

【0121】

典型的に、既知のソリューションにおいて、フォトルミネッセンス及び蛍光測定は別個の専用の分光計を用いて行われ、励起光は長波長パスフィルタ（ロングパスフィルタ）の使用により分光計に入ることを防止される。ロングパスフィルタは、通常、分光計の入口スリットの後ろにはめ込まれ（fitted）、定義された波長を下回る光を排除する。例えば、励起波長が３６５ｎｍである場合、ロングパスフィルタは一般に３９０ｎｍ及びそれ以上における光を透過する（transmit）ことになる。図６が、典型的なロングパスフィルタの透過スペクトルを与える。

【0122】

ロングパスフィルタが存在しない場合、励起光が分光計に入り、ＣＣＤ検出器の飽和を引き起こし、蛍光又はフォトルミネッセンスが検出されるのを妨げることになる。蛍光又はフォトルミネッセンスの強度は、一般に入射励起光強度よりかなり小さく、ゆえに、ＣＣＤ検出器が飽和状態でないとしても検出するのが非常に困難である。

【0123】

ロングパスフィルタを使用することの欠点は、ロングパスフィルタ排除帯域内の波長において、光を分光計によって検出することができないことである。ゆえに、この領域における吸収測定が、不可能である。

【0124】

一解決策が、機械的に取外し可能であるロングパスフィルタを有することであるが、これは、複雑さを増大させ、分光計本体に対する修正を意味することになる。ロングパスフィルタは、光ファイバ線の中に追加され、機械的に取外し可能としてもよいが、この線を切断してフィルタの後ろで再結合すること（recombining）は、約４０％の光のロスを結果としてもたらす。

【0125】

本明細書に開示される方法及び装置は、ロングパスフィルタの必要なしに、同一の分光計を用いて、３００ｎｍから５０８ｎｍのレンジ内の吸収測定と４００ｎｍから５０８ｎｍのレンジ内の蛍光測定とを可能にする。

【0126】

図７を参照すると、第１の分光計５１０の概略図が示されている。分光計５１０は、スリット７００と、回折格子７０２と、マスク７０４と、ＣＣＤアレイ７０８とを含む。光ビーム７０８がスリット７００に入射し、光はスリットを通過し、回折格子７０２により分散される。それから、分散された光が、マスク７０４を介してＣＣＤアレイ７０６に入射する。マスクはマスキング領域７１０を含み、マスキング領域７１０は３５０ｎｍから４００ｎｍのレンジ内の波長を有する光に対応し、したがって、その光はブロックされ、ＣＣＤアレイ７０６に到達しない。このことは、ＣＣＤアレイ７０６上のエリア７１２によって図示されている。マスクは、特定の波長レンジ内で分光計のＣＣＤ検出器に入射するすべての光をブロックし、例示的な方法及び装置において、上記特定の波長レンジには、３６５ｎｍにおけるＵＶ ＬＥＤ光が含まれる。ゆえに、４００ｎｍから５０８ｎｍの蛍光スペクトルを、ＣＣＤ検出器を飽和させることなく測定することができる。図７に示される回折格子は透過格子であるが、反射光子が使用されてもよい。

【0127】

吸収測定は、３００ｎｍから３５０ｎｍと４００ｎｍから５０８ｎｍとで行うことができる。マスクされた３５０ｎｍ乃至４００ｎｍ領域内に包含される情報は、ダイヤモンドのふるい分けに関連がなく、ダイヤモンドが天然又は合成であるかを決定することに使用されない。

【0128】

第１の分光計ＣＣＤ検出器７０６へのマスクの適用は、分光計がダイヤモンドにおける蛍光測定と吸収測定との双方に使用されることを可能にする。

【0129】

図８は、マスク７０４とＣＣＤアレイ７０６との同寸法の（isometric）表現を示している。マスキング領域７１０が見え、マスキング領域７１０は光をブロックするように構成される。マスキング領域７１０のどちらの側も、光を通すことができる開口である。

【0130】

蛍光測定は、任意の他の測定と共に順次に実行されることができる。

【0131】

コンピュータプログラムが、上記の説明された方法のうち任意のものを提供するように構成されてよい。コンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体上で提供されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムプロダクトであってもよい。プロダクトには、非一時的コンピュータ使用可能記憶媒体を含んでもよい。コンピュータプログラムプロダクトは、上記方法を実行するように構成されたコンピュータ可読プログラムコードを媒体内に具現化させることができる。コンピュータプログラムプロダクトは、上記方法のうち一部又はすべてを少なくとも１つのプロセッサに実行させるように構成することができる。

【0132】

本明細書において、コンピュータにより実施される方法、装置（システム及び／又はデバイス）及び／又はコンピュータプログラムプロダクトのブロック図又はフローチャート例示を参照して、様々な方法及び装置が説明されている。ブロック図及び／又はフローチャート例示のうちの一ブロックと、ブロック図及び／又はフローチャート例示の中の複数のブロックの組み合わせとは、１つ以上のコンピュータ回路によって実行されるコンピュータプログラム命令によって実施することができることが理解される。上記コンピュータプログラム命令は、汎用目的コンピュータ回路、特別目的コンピュータ回路、及び／又は他のプログラマブルデータ処理回路のプロセッサに提供されてマシンを作り出すことができ、したがって、コンピュータ及び／又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、トランジスタ、メモリロケーションに記憶された値、及び上記回路内の他のハードウェアコンポーネントを変換し、制御して、ブロック図及び／又はフローチャートの１又は複数のブロックに規定された機能／動作を実施し、これにより、ブロック図及び／又はフローチャートブロックに規定された機能／動作を実施する手段（機能性）及び／又は構造を作成することができる。

【0133】

コンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体内に記憶され、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置を特定の方式で機能させることができ、したがって、コンピュータ可読媒体に記憶された命令は、ブロック図及び／又はフローチャートの１又は複数のブロックに規定された機能／動作を実施する命令を含む製造品を作り出す。

【0134】

有形の、非一時的コンピュータ可読媒体には、電子的、磁気的、光学的、電磁気的又は半導体のデータ記憶システム、装置又はデバイスを含むことができる。コンピュータ可読媒体のより具体的な例には、下記が含まれる：ポータブルコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）回路、読取専用メモリ（ＲＯＭ）回路、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）回路、ポータブルコンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ‐ＲＯＭ）、ポータブルデジタルビデオディスク読取専用メモリ（ＤＶＤ／Ｂｌｕ‐ｒａｙ）。

【0135】

コンピュータプログラム命令は、コンピュータ及び／又は他のプログラマブルデータ処理装置にロードされて、一連の動作ステップをコンピュータ及び／又は他のプログラマブル装置上で実行させて、コンピュータにより実施されるプロセスを作り出してもよく、したがって、コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行される命令が、ブロック図及び／又はフローチャートの１又は複数のブロックに規定された機能／動作を実施するステップを提供する。

【0136】

したがって、本発明は、ハードウェアにおいて、及び／又はプロセッサ上で実行されるソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）において具現化することができ、これらは、「回路」、「モジュール」又はこれらの変形として集合的に参照されてもよい。

【0137】

いくつかの代替的な実施において、ブロックの中に記された機能／動作は、フローチャートの中に記された順序から離れて生じ得ることがさらに留意されるべきである。例えば、関連する機能性／動作に依存して、連続して図示されている２つのブロックが、実際、実質的に同時に実行されてもよく、あるいは、これら２つのブロックが、時に、逆の順序において実行されてもよい。さらに、フローチャート及び／又はブロック図のうちの所与の一ブロックの機能性が、複数のブロックへと分離されてもよく、かつ／あるいは、フローチャート及び／又はブロック図のうちの２つ以上のブロックの機能性が、少なくとも部分的に統合されてもよい。最後、例示されているブロックとブロックとの間に、他のブロックが追加され／挿入されてもよい。

【0138】

当業者は、別記の請求項の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を想像することができるであろう。

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】