JP3568631B2

JP3568631B2 - 宝石の色鑑定装置

Info

Publication number: JP3568631B2
Application number: JP15380095A
Authority: JP
Inventors: 正治富岡; 徳近福島
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JPH08327556A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、宝石の色を鑑定するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダイヤモンドのカラーグレードの判別などの宝石の色鑑定は、鑑定士の目視に頼るのが一般的である。しかしながら、このような方法では、鑑定士の主観や個人差に左右されやすく、例えば鑑定士の熟練度、経験、体調等により鑑定結果が異なるのが実情であり、客観的かつ正確な色鑑定がなされているとは言い難い。
【０００３】
そこで、このような主観的鑑定に代えて、機械的に定量測定を試みる方法が提案されている。例えば、特開昭５７−２０４４４０号公報には、赤色波長と近紫外波長におけるダイヤモンドの透過率を測定し、その透過率の差の大小からカラーグレードを判別することが開示されている。
【０００４】
また、特公昭５８−４７０１１号公報には、透明な鉛直管路を有する積分球を用いた方法が開示されている。この方法では、管路に沿って光ビームを照射しながら、管路内へダイヤモンドを落下させ、ダイヤモンドが回転しながら積分球を通過する際に、管路においてダイヤモンドを通過した光量及びダイヤモンドで反射した光量を検出し、その透過光量及び反射光量に基づいてダイヤモンドのカラーグレードを判別している。
【０００５】
或いは、積分球を用いて、回転落下中のダイヤモンドを完全拡散光により照明し、赤色波長と近紫外波長におけるダイヤモンドの透過光量の差からダイヤモンドのカラーグレードを判別する方法も公知である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の定量測定方法では、ダイヤモンドの表面反射光と内部透過光との双方を検出して解析するため、（透過率）＋（反射率）＝１の関係により、ダイヤモンドの色調の差異から生じる透過率（透過光量）の差異が、反射率（反射光量）により打ち消されてしまうので、微妙な色調の差異は区別できない。
【０００７】
また、回転落下という不確定要素が測定値に大きく影響し易いため、定量的測定には不向きである。
図３はカッティングされたダイヤモンド１０を示す。このようなダイヤモンド１０においては、光量の損失が全く無い全反射を利用し、テーブル面５１に対して垂直な光が、テーブル面５１、ベゼル５２、スター５３及びアッパーガードル５４の各面から入射した場合、内部で繰り返し反射された後、テーブル面５１、ベゼル５２、スター５３及びアッパーガードル５４の各面から出射してくるものを理想的なカットという。市販のほとんどのダイヤモンドがその様なカットに形成されている。また、ダイヤモンド１０のテーブル面５１、ベゼル５２、スター５３及びアッパーガードル５４の各面から出射する光の一部は、それらの裏面で無限回反射を繰り返すため、ダイヤモンド１０からの出射光量は、ある値に収束する。
【０００８】
従って、ダイヤモンド１０からの出射光量は、テーブル面５１のみ寄与するため、ダイヤモンド１０からの出射光はテーブル面５１の透過率及び反射率だけで考えて良いといえる。
【０００９】
本発明の目的は、宝石を回転落下させることなく、微妙な色調の差異に至るまで宝石の色鑑定を正確かつ定量的に実現可能な宝石の色鑑定装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの観点によれば、宝石の色を鑑定するための装置を提供する。この装置は、
光源と、
この光源に対向する位置に位置し、宝石を保持するための保持手段と、
前記光源から宝石へ向かう光から赤色波長光と青色波長光とを選択的に透過させる波長選択手段と、
前記波長選択手段と保持手段との間に配置され、前記光源から宝石へ垂直に入射する光及び宝石から垂直に反射した光のみを通過させる通過口を有し、宝石からの反射光のうち、直接に前記通過口へ向かわない光を吸収するように、内壁面が光を吸収する光吸収手段と、
宝石から垂直に反射して前記光吸収手段の通過口を通過した反射光のうち、宝石の内部透過光のみを選択する反射光選択手段と、
この反射光選択手段により選択された宝石の内部透過光に基づいて宝石の画像を形成する画像形成手段と、
形成された画像の光量を計測する光量計測手段と、
前記波長選択手段により赤色波長光が選択された場合と青色波長光が選択された場合との、前記光量計測手段により計測された光量の比を解析する手段とを備える。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、前記反射光選択手段が、半透鏡と、この半透鏡を挟んで配置された偏光子及び検光子を含み、偏光子と検光子とは直交ニコル関係にある。
【００１２】
本発明の他の観点によれば、光源と、この光源に対向する位置に位置し、宝石を保持するための保持手段と、前記光源から出射した光から青色波長光のみを透過させる波長選択手段と、前記波長選択手段と保持手段との間に配置され、前記光源から宝石へ垂直に入射する光及び宝石から垂直に反射した光のみを通過させる通過口を有し、宝石からの反射光のうち、直接に前記通過口へ向かわない光を吸収するように、内壁面が光を吸収する光吸収手段と、前記光源から宝石へ垂直に入射しない光の光量を計測する第１の光量計測手段と、宝石から垂直に反射して前記光吸収手段の通過口を通過した反射光のうち、宝石の内部透過光のみを選択する反射光選択手段と、この反射光選択手段により選択された宝石の内部透過光に基づいて宝石の画像を形成する画像形成手段と、形成された画像の光量を計測する第２の光量計測手段と、第１と第２の光量計測手段により計測された光量の比を解析する手段とを備える宝石の色鑑定装置が提供される。
【００１３】
【作用】
上記のような構成によれば、宝石の画像の形成に際しては、宝石の内部透過光のみが選択されるので、宝石の表面反射光は画像に寄与しない。宝石の内部透過光の光量を測定対象とすることにより、宝石の色の鑑定が定量的になされる。
【００１４】
【実施例】
図１を参照すると、本発明の第１実施例の宝石色鑑定装置は照明装置を備え、この照明装置は光源１及びこの光源が装着された鏡筒２を有する。照明装置の鏡筒２には、光源１からの光路に沿って、偏光子４、ハーフミラー（半透鏡）５及び対物レンズ６が内蔵されている。ここで光源１と偏光子４との間には、バンドパスフィルター３Ａ又は３Ｂのいずれか一方を選択的に配置可能である。これらバンドパスフィルター３Ａ、３Ｂは、それぞれ青色波長光、赤色波長光のみを透過可能である。鏡筒２の側面のハーフミラー５に対面する位置には、カメラ装着部７が設けられている。
【００１５】
このような照明装置は、鏡筒２の下端において実質的に球形の外光遮断体８に装着されている。鏡筒２と外光遮断体８との間には、光源１から色鑑定すべき宝石、例えばダイヤモンド１０へ垂直に入射する光及びダイヤモンド１０から垂直に反射した光のみを通過させる通過口が位置している。この外光遮断体８の内壁面は、例えば黒色塗料などを塗布することにより、光を吸収するように適合されている。
【００１６】
外光遮断体８の下端、即ち照明装置に対して１８０度をなす位置には、微小な角度調整が可能な保持台９が装着されている。この保持台９上には、色鑑定すべきダイヤモンド１０が保持される。
【００１７】
照明装置鏡筒２の上記カメラ装着部７には、カメラ鏡筒１２を介してＣＣＤカメラ１１が装着されている。カメラ鏡筒１２内には、照明装置鏡筒２内のハーフミラー５からＣＣＤカメラ１１へ向かう光軸に沿って、検光子１３、結像レンズ１４が配置されている。ＣＣＤカメラ１１には画像解析装置１６を介してモニター１５が接続されている。
【００１８】
このような鑑定装置による色鑑定について、図３に示したダイヤモンド１０を例に説明する。
まず光源１と偏光子４との間に、青色光用バンドパスフィルター３Ａを配置する。この状態で光源１から射出されたランダム偏光は、バンドパスフィルター３Ａにて青色光のみが透過された後、偏光子４により直線偏光とされる。この直線偏光は、ハーフミラー５及び対物レンズ６を透過し、外光遮断体８の通過口を通じて、保持台９上のダイヤモンド１０のテーブル面５１に対して垂直な光軸を持つように、ダイヤモンド１０を照明する。
【００１９】
この際、ダイヤモンド１０のベゼル５２、スター５３、及びアッパーガードル５４の各面からの反射光は、外光遮断体８の内壁面で吸収される。また、テーブル面５１からの反射光は偏光が崩れないため、外光遮断体８の通過口を通過してハーフミラー５で反射した後は、偏光子４と直交ニコルの状態にある検光子１３を透過することができず、ＣＣＤカメラ１１には受光されない。
【００２０】
従って、モニター１５に表示された像１７は、ダイヤモンド１０の内部透過光のみで形成されている。そこで、像１７の光量を画像解析装置１６により求める。
【００２１】
次に、赤色光用バンドパスフィルター３Ｂを用いて、上記青色光用バンドパスフィルター３Ａを用いた場合と同様にしてモニター１５に表示された像１８の光量を求める。
【００２２】
ここで、ダイヤモンドは無色透明なものほど青色透過率が良好であり、赤色透過率は全くといっていいほど変化が生じないということが知られている。そこで、光源の経時変化により発生する測定誤差を最小にするため、像１８から求めた光量に対し、像１７から求めた光量を比で表すことにより、１台のＣＣＤカメラのみでダイヤモンドの色調を数値で求めることが可能となる。
【００２３】
本実施例においては、反射光選択手段としての偏光子４、ハーフミラー５および検光子１３を、偏光ビームスプリッターに置き換えても良い。この場合、部品点数が減り、構成が単純になるという効果がある。
【００２４】
図２は、本発明の第２実施例の宝石の色鑑定装置を示す。第１実施例と同様な構成要素については同様な参照符号を付けて示し、その詳細な説明は省略する。図２の鑑定装置は照明装置を備え、この照明装置は、光源１及びこの光源が装着された鏡筒２２を有する。
【００２５】
鏡筒２２には、光源１からの光路に沿って、青色波長のみを透過可能なバンドパスフィルター３Ａ、偏光ビームスプリッター２４及び対物レンズ６が内蔵されている。ここでバンドパスフィルター３Ａは、鏡筒２２の外部に斜視図で示されているが、実際には鏡筒２２の内部で光源１とビームスプリッター２４との間に配置されているものとする。鏡筒２２の側面には、対偏光ビームスプリッター２４を挟んで互いに対向するカメラ装着部２６、２７が設けられている。このような照明装置は、上記第１実施例と同様に外光遮断体８に装着されている。
保持台９上にはダイヤモンド１０が保持される。この保持台９は照明装置に対して１８０度をなす位置で、外光遮断体８に装着される。
【００２６】
一方のカメラ装着部２６には、結像レンズ１４を介してＣＣＤカメラ１１が装着され、他方のカメラ装着部２７には、フォトダイオード３３が装着されている。画像解析装置１６にはフォトダイオード３３と、モニター１５を介してＣＣＤカメラ１１が装着されている。
【００２７】
このような鑑定装置による色鑑定について、図３に示したダイヤモンド１０を例に説明する。
まず光源１から射出されたランダム偏光は、バンドパスフィルター３Ａにより青色光のみが透過された後、偏光ビームスプリッター２４により所定の偏光方向の光のみが透過される。この透過光は、対物レンズ６を透過し、外光遮断体８の通過口を通じて、保持台９上のダイヤモンド１０のテーブル面５１に対して垂直な光軸を持つようにダイヤモンド１０を照明する。残りの光は全てフォトダイオード３３に取り込まれる。ここで、第１実施例と同様に、ダイヤモンド１０のベゼル５２、スター５３及びアッパーガードル５４の各面からの反射光は、外光遮断体８の内壁面で吸収され、テーブル面５１からの反射光は偏光が崩れないため、偏光ビームスプリッター２４を透過してしまい、ＣＣＤカメラ１１には受光されない。
【００２８】
従って、モニター１５に表示された像３６は、ダイヤモンド１０の内部透過光のみにより形成されている。そこで、画像解析装置１６により、フォトダイオード３３で得られた光量に対し、像３６から求めた光量を比で表すことにより、ダイヤモンド１０の色調を数値で求めることが可能となる。
【００２９】
この第２実施例では、バンドパスフィルター３Ａの入れ替えがないため、第１実施例に比較して測定時間が短縮され、且つダイヤモンド１０の色調を決定するための二つの光が同時に検出されるため、光源１の光量変動による測定誤差が生じないという効果がある。
上記の実施例ではダイヤモンドの色鑑定について説明したが、本発明の対象となる宝石はダイヤモンドに限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の宝石の色鑑定装置によれば、外光の影響が全くなく、宝石の表面反射光と内部透過光を完全に分離できるので、結果的に表面反射光を完全に除去でき、測定における色調の差異を表す数値のダイナミックレンジが増大する。また、測定中は宝石が固定されているため、測定値の安定性が増大し、再現性が得られるため、測定精度が向上し、一層に正確且つ定量的な宝石の色の鑑定を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の宝石の色鑑定装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施例の宝石の色鑑定装置を示す模式図である。
【図３】本発明の鑑定の対象としてのダイヤモンドを示す側面図である。
【符号の説明】
１光源
３Ａ、３Ｂバンドパスフィルター（波長選択手段）
４偏光子
８外光遮断体（光吸収手段）
９保持台（保持手段）
１０ダイヤモンド
１３検光子
１５モニター（画像形成手段）
１６画像解析装置（光量計測手段）
２４偏光ビームスプリッター（反射光選択手段）

Claims

宝石の色を鑑定するための装置であって、
光源と、
この光源に対向する位置に位置し、宝石を保持するための保持手段と、
前記光源から宝石へ向かう光から赤色波長光と青色波長光とを選択的に透過させる波長選択手段と、
前記波長選択手段と保持手段との間に配置され、前記光源から宝石へ垂直に入射する光及び宝石から垂直に反射した光のみを通過させる通過口を有し、宝石からの反射光のうち、直接に前記通過口へ向かわない光を吸収するように、内壁面が光を吸収する光吸収手段と、
宝石から垂直に反射して前記光吸収手段の通過口を通過した反射光のうち、宝石の内部透過光のみを選択する反射光選択手段と、
この反射光選択手段により選択された宝石の内部透過光に基づいて宝石の画像を形成する画像形成手段と、
形成された画像の光量を計測する光量計測手段と、
前記波長選択手段により赤色波長光が選択された場合と青色波長光が選択された場合との、前記光量計測手段により計測された光量の比を解析する手段と
を備える宝石の色鑑定装置。
前記反射光選択手段が、
半透鏡と、この半透鏡を挟んで配置された偏光子及び検光子を含み、偏光子と検光子とは直交ニコル関係にある請求項１記載の宝石の色鑑定装置。
宝石の色を鑑定するための装置であって、
光源と、
この光源に対向する位置に位置し、宝石を保持するための保持手段と、
前記光源から出射した光から青色波長光のみを透過させる波長選択手段と、
前記波長選択手段と保持手段との間に配置され、前記光源から宝石へ垂直に入射する光及び宝石から垂直に反射した光のみを通過させる通過口を有し、宝石からの反射光のうち、直接に前記通過口へ向かわない光を吸収するように、内壁面が光を吸収する光吸収手段と、
前記光源から宝石へ垂直に入射しない光の光量を計測する第１の光量計測手段と、
宝石から垂直に反射して前記光吸収手段の通過口を通過した反射光のうち、宝石の内部透過光のみを選択する反射光選択手段と、
この反射光選択手段により選択された宝石の内部透過光に基づいて宝石の画像を形成する画像形成手段と、
形成された画像の光量を計測する第２の光量計測手段と、
第１と第２の光量計測手段により計測された光量の比を解析する手段と
を備える宝石の色鑑定装置。