JP2018510356A - 宝石の光学的品質を評価するための装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2015年3月30日に出願された、「APPARATUS AND METHOD FOR ASSESSING OPTICAL QUALITY OF GEMSTONES」というタイトルの米国特許出願第14/673,776号の優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
x=R(cosθ+θsinθ)
y=R(sinθ-θcosθ),
ここで、Rは円の半径であり、θはラジアン単位の角度パラメータである。インボリュート面は、分析される宝石の照明が最適化されるように中心円形領域に向かって光を反射する。
さらに、コネクタはまた、開口部730を有する。これに関しては、図6A、図6Bおよび図6Cを参照されたい。いくつかの実施形態では、開口730は、周辺光または他の光からの干渉を防止しながらテレセントリックレンズを収容する構成を有する。
は、測色パラメータを計算するために使用される。
次に、色度座標xおよびyは、以下のように定義される。
「知覚的に一様な」色空間を達成しようとする試みは、CIE1976色空間(CIELAB色空間としても知られている)である。そのパラメータは、以下のような三刺激値から計算される:
光度、
赤−緑パラメータ、
および
黄−青パラメータ、
ここで、XW、YW、およびZWは、この場合はD65で選択された光源に対応する白色点の三刺激値である。
飽和または彩度は
として表され、色相角は
として表される。
以下の非限定的な実施例は、本明細書に開示される本発明の実施形態をさらに例示するために提供される。以下の実施例に開示される技術は、本発明の実施において良好に機能することが見出された方法を表し、したがって、その実施のための態様の例を構成すると考えることができることは、当業者には理解されるべきである。しかし、当業者であれば、本開示に照らして、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、開示された特定の実施形態において多くの変更がなされ得、同様のまたは類似の結果が得られることを認識すべきである。
[ケープイエローストーンの計器色等級付け]
図12Aおよび図12Bは、3つのケープイエローストーンの等級結果を示す。図12Aは、サンプル1の色等級値を計算する際に、宝石全体と一致する開口部を有するマスクを使用したことを示す。ここで、L、a、b、C、Hの値は、本明細書に開示された計器分析に基づいて計算される。
[珍しい色の石の計器色等級付け]
図13の表は、珍しい色やあまりよい色ではない石の色等級付け結果を示している。特定の色の存在が弱い場合、または複数の色が存在する場合、宝石の色はあまり良くない。
[珍しい形状の石の計器色等級付け]
図15の表は、3つの例示的な珍しい形状の石の色等級付け結果をまとめたものである。この場合も、サンプル8、サンプル9、およびサンプル10の色等級値を計算する際に、宝石全体と一致する開口部を有するマスクを使用した。ここで、計器等級付けは、経験豊富な人間グレーダによって提供されたものと一致する色等級をこの場合も提供した。
[割合または形状に基づくマスク調整の効果]
この実施例は、適切な色等級付けに対するマスク調整の効果を示している。等級付け結果は図15の表にまとめられている。サンプル11は高深度の石である。人間による等級付けによれば、色等級はJである。宝石領域全体(100%)に対応する開口部を有するマスクを使用した場合、計器色分析は、人間による等級付け結果とは著しく異なる、色等級Lを提供した。しかし、マスク開口部領域が石の一部のみを覆う三角形(例えば、図11Aに図示されているような頂部)に調整されると、計器分析から得られた色等級はJとなり、人間による等級付けの結果と一致した。
Claims (36)
- 宝石の色特性を評価する装置であって、
評価される宝石を支持するよう構成された表面を有する光学的に不透明なプラットフォームと、
前記プラットフォームを少なくとも部分的に囲むように形作られた昼光近似光源であって、前記プラットフォーム上の前記宝石に対して均一な拡散照明を提供するよう設計される、昼光近似光源と、
画像捕捉構成要素であって、前記宝石を支持する前記プラットフォーム表面に対して所定の角度で配置され、プラットフォームと互いに対して回転するよう構成される、画像捕捉構成要素と、
前記照らされた宝石の画像を前記画像捕捉構成要素に提供するよう配置されたテレセントリックレンズと、を備える、装置。 - 宝石の色特性を評価する装置であって、
評価される宝石を支持するよう構成された表面を有する光学的に不透明なプラットフォームと、
昼光近似光源と、
ディフューザであって、前記プラットフォーム上の前記宝石に均一な拡散照明を提供するよう前記昼光近似光源と結合される、ディフューザと、
画像捕捉構成要素であって、前記宝石を支持する前記プラットフォーム表面に対して所定の角度で配置され、プラットフォームと互いに対して回転するよう構成される、画像捕捉構成要素と、
前記照らされた宝石の画像を前記画像捕捉構成要素に提供するよう配置されたテレセントリックレンズと、を備える、装置。 - 前記テレセントリックレンズが、物体−空間テレセントリックレンズ、またはダブルテレセントリックレンズを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記テレセントリックレンズが、ダブルテレセントリックレンズである、請求項1に記載の装置。
- 前記プラットフォームが、前記宝石が支持されている前記プラットフォームの前記表面に垂直な回転軸の周りを回転するよう構成される請求項1に記載の装置。
- 前記プラットフォームが、回転軸を中心に360度回転するよう構成される、請求項5に記載の装置。
- 前記プラットフォームが、平坦な円形プラットフォームであり、前記回転軸が前記円形プラットフォームの中心を通る、請求項6に記載の装置。
- 前記画像捕捉構成要素と前記プラットフォーム表面との間の前記所定の角度が、約0°〜約45°の間である、請求項1に記載の装置。
- 前記画像捕捉構成要素と前記プラットフォーム表面との間の前記所定の角度が、約10°〜約35°の間である、請求項1に記載の装置。
- 前記プラットフォーム表面が反射材料を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記プラットフォーム表面が拡散反射材料を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記プラットフォーム表面が白色拡散反射材料を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記プラットフォーム表面がテフロン(登録商標)材料を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記プラットフォームが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、Spectralon(商標)、硫酸バリウム、金、酸化マグネシウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料で作られる、請求項12に記載の装置。
- 前記昼光近似光源が、前記プラットフォーム表面を囲むリングライトとして構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記昼光近似光源は、カラーバランスフィルタを有する1つまたは複数のハロゲンランプ、前記プラットフォーム表面を囲むリング状構造に配置された複数の発光ダイオード、蛍光ランプ、Xeランプ、タングステンランプ、メタルハライドランプ、レーザ誘起白色光(LDLS)、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の装置。
- 前記画像捕捉構成要素は、カラーカメラ、CCDカメラ、および1つまたは複数のCMOSセンサアレイからなる群から選択される、請求項1に記載の装置。
- 前記画像捕捉構成要素が、前記照らされた宝石の複数のカラー画像を取り込み、それぞれ前記画像捕捉構成要素と前記プラットフォーム表面とが異なる相対回転位置にある場合に撮影される、請求項1に記載の装置。
- 前記画像捕捉構成要素によって収集された前記画像を記憶するためのコンピュータ可読媒体をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記色特性が色等級である、請求項1に記載の装置。
- サンプル宝石の色特性を評価する方法であって、
(i)複数のカラー画像に基づいて、サンプル宝石の割合または形状特性を決定するステップであって、前記複数のカラー画像の各画像が前記サンプル宝石のフル画像を含み、固有の画像角度で撮影され、複数の画素を備える、ステップと、
(ii)さらなる色分析のための前記割合または形状特性に対応する所定領域を選択するステップであって、前記所定領域が、前記複数のカラー画像の各画像内の前記サンプル宝石の前記フル画像内にある、ステップと、
(iii)前記複数のカラー画像の各画像内の前記所定領域における各画素内の個々の色成分を定量化し、それにより、個々の色成分の値を各画素の前記色特性を表す1つまたは複数のパラメータに変換するステップと、
(iv)前記複数のカラー画像のすべての画像の前記所定の領域内のすべての画素について、前記1つまたは複数のパラメータのそれぞれについての平均値を決定するステップと、
(v)前記複数のカラー画像のすべての画像の前記所定の領域内の全画素の前記1つまたは複数のパラメータの前記平均値に基づいて、サンプル宝石の1つまたは複数のカラースコアを計算するステップと、
(vi)前記1つまたは複数のカラースコアを、前記所定のカテゴリに分類された1つまたは複数の対照宝石の対応するカラースコアの値と比較することによって前記サンプル宝石の前記色特性を評価し、それにより、前記サンプル石に色等級を割り当てるステップと、を含む、方法。 - 前記サンプル宝石がダイヤモンドである、請求項21に記載の方法。
- 前記複数のカラー画像に基づいて作成された輪郭マスクを使用して、前記サンプル宝石の前記割合または形状特性が決定され、各輪郭マスクは、前記複数のカラー画像内の各画像における前記サンプル宝石の前記フル画像に対応する空き領域を有する、請求項21に記載の方法。
- 各輪郭マスクは、幅および高さを有する、請求項23に記載の方法。
- 前記割合または形状特性は、widthmax/widthminであり、Widthmaxは前記輪郭マスクについて識別される前記最大幅であり、widthminは前記輪郭マスクに対して識別される前記最小幅ダイヤモンド幅である、請求項24に記載の方法。
- 前記割合または形状特性は、(height/width)minであり、(height/width)minは、前記輪郭マスクについて識別される前記最小アスペクト比である、請求項24に記載の方法。
- 前記所定の領域は、前記対応する輪郭マスク内の前記空き領域の一部に対応する空き領域を有する仮想マスクを使用して選択される、請求項21に記載の方法。
- 前記仮想マスクの前記空き領域は、前記輪郭マスクの前記空き領域の全領域の30%〜100%に対応する、請求項21に記載の方法。
- 前記個々の色成分は、赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)を備える、請求項24に記載の方法。
- 1つの個別の色成分の平均値は、前記所定の領域内の各画素の前記個々の色成分に対応する値を平均することによって計算される、請求項29に記載の方法。
- 一意的に異なる画像角度で画像捕捉構成要素を使用して前記サンプル宝石の前記複数のカラー画像を収集するステップをさらに備え、画像角度は、前記画像捕捉構成要素と前記サンプル宝石が置かれるプラットフォーム表面上の所定の基準位置との間の相対角度位置を定義する、請求項21に記載の方法。
- 前記画像捕捉構成要素は、テレセントリックレンズからの前記複数のカラー画像の前記照らされた宝石の各画像を受け取る、請求項31に記載の方法。
- 前記テレセントリックレンズが、物体−空間テレセントリックレンズ、またはダブルテレセントリックレンズを備える、請求項32に記載の方法。
- 前記テレセントリックレンズが、ダブルテレセントリックレンズである、請求項33に記載の装置。
- 前記画像角度および前記プラットフォーム表面上の前記所定の基準位置で前記画像捕捉構成要素を使用して前記サンプル宝石の新しい複数のカラー画像を収集するステップであって、前記複数のカラー画像が収集される時間と前記新しい複数のカラー画像が収集される時間との間には時間間隔が存在する、ステップと、
ステップ(i)から(vi)を適用することによって、前記新しい複数のカラー画像に基づいて新しい色等級を割り当てるステップと、
前記時間間隔に基づいて前記色等級と前記新しい色等級とを比較するステップと、をさらに含む、請求項31に記載の方法。 - 前記時間間隔は2分から2時間の間である、請求項35に記載の方法。
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