CN115769066A - 用于宝石识别的成像辅助扫描光谱学 - Google Patents

Abstract

本发明的系统和方法可以用于自动捕获并分析在载物台上的多个样品宝石的光谱仪数据，包括映射样品的数码相机图像数据，将拉曼探针应用于在载物台上经受评估的第一样品宝石，从探针接收样品宝石的光谱仪数据，使用图像数据使载物台自动化移动到第二样品，以及分析其它样品。

Description

用于宝石识别的成像辅助扫描光谱学

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年3月27日提交的美国临时申请号63/001,064的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

技术领域包括用于自动对准用于分析钻石或其它宝石、使用光谱学分析宝石和/或分析数字图像的仪器的系统和方法。

背景技术

拉曼/光致发光和吸收光谱学是用于宝石识别和筛选的工具。例如，该系统和方法可以用于从天然钻石中筛选实验室生长的钻石和钻石仿制品，以及识别宝石中的矿物的类型。

不幸的是，光谱学测量需要准确的样品对准，以使所测试的样品与光学器件的焦点重叠。未能实现准确对准可能导致弱的信号水平，或者甚至接收到来自给定珠宝件上的相邻样品的信号。并且由于使用强激光功率和来自抛光宝石的反射激光束，这种对准可能是困难的。使事情进一步复杂化的是，足够强以生成拉曼/光致发光信号的激光远远超出了眼睛安全的暴露限制，因此可以将整个测量系统和样品封闭起来以便满足适当的人类安全要求。传统上，此类人类用户依赖于将样品与激光护目镜在视觉上对准，并使用接收到的信号作为前后对准样品的参考，直到信号最大化。这种限制减慢了对准过程并消除了自动筛选效率。

替代方法是将光谱学系统耦合到光学显微镜中。带有机动化载物台的常规基于显微镜的拉曼和吸收光谱学可以用于在完全封闭的环境中进行样品对准，然而，光学显微镜具有相对小的视场。例如，低放大率的4X物镜可能只有2mm的水平视场，这可能比所测试的样品还要小。在测量多个样品时，如此小的视场可能限制用户的视线。此外，珠宝识别不需要显微镜提供的高空间分辨率(<10μm)。每个样品可能只需要一次或少量的良好对准的测量。因此，使用显微镜也不能为宝石筛选提供优势。在此类系统中也不会评估颜色。

需要一种允许有效测试的自动化系统，该系统既准确又能够在多种测试场景的多种不同情况下使用。

发明内容

本发明的系统和方法可以用于提供一种用于自动对准一个或多个宝石的分析工具以在可容易重现的布置中分析宝石并产生可靠的结果的方法。

用于对多个样品宝石捕获和分析光谱仪数据的系统和方法可以包括使用具有处理器和存储器，与数码相机、拉曼探针和被配置为使载物台移动的至少一个载物台马达通信的计算机，通过分析由数码相机拍摄的第一样品的所捕获的数字图像，确定载物台上的第一样品宝石针对数码相机和拉曼探针是否焦点对准(in focus)。在一些示例中，附加地或可替代地，至少一个载物台马达能够在X、Y和Z方向上移动载物台以及旋转载物台。在一些示例中，拉曼探针安装成如从相机的视线测量的成角度配置，以保持在数码相机的视场之外，如果样品未焦点对准，则通过计算机，通过向马达发送用于移动Z载物台的指令将相机聚焦在样品上，如果样品焦点对准，则使用数码相机捕获载物台的像素化图像，使用像素信息在X、Y平面中映射包括第一的多个样品，通过计算机确定所捕获的数字图像像素与载物台上的多个样品的距离之间的关系，通过载物台马达引导载物台的移动，以将第一样品定位在拉曼探针下方；以及针对第一样品记录拉曼探针的光谱仪信号。

附加地或可替代地，一些示例还包括使用第一样品的数字图像像素确定第一样品的色调、亮度和色度值，基于对应的色调、亮度和色度的所确定的值来确定第一样品的从D到Z的颜色等级。附加地或可替代地，一些示例还包括使用第一样品的数字图像像素通过将每个样品中的像素数与距离的校准进行比较，来确定第一样品的大小值。

附加地或可替代地，一些示例还包括通过将像素化图像的第一样品中的像素数与距离的校准进行比较来确定第一样品的大小，基于第一样品的拉曼光谱确定第一样品的矿物类型，使用密度和矿物类型的表格使用矿物类型确定第一样品的密度，使用第一样品的所确定的大小确定第一样品的体积；通过将所确定的密度乘以所确定的体积来确定第一样品的重量。

附加地或可替代地，本发明的用于对多个样品宝石捕获和分析光谱仪数据的系统和方法可以包括：通过具有处理器和存储器的计算机进行以下操作，计算机与数码相机、拉曼探针和载物台马达进行通信，计算机确定载物台上的样品针对数码相机和拉曼探针是否焦点对准，如果没有，则进行校准，在一些示例中，校准包括通过使用回波调整载物台的Z位置以达成最高信号回波来进行Z维度对准，使用所捕获的图像的清晰度将数码相机聚焦到平面，使用已知距离指南在数字图像像素和实际距离之间进行像素到距离转换因子，并分析所捕获的图像以定位拉曼探针激光点，如果校准并非必要的，或在校准后，捕获载物台上的样品的聚焦的像素化图像，使用像素信息在X、Y平面中定位个体样品，使用像素到距离转换和激光点信息，计算将拉曼探针激光点放置在第一选择的样品位置所需的载物台的移动，向载物台马达发送用于移动载物台以将第一选择的样品定位在拉曼探针下方并将第一选择的样品与拉曼探针激光点重叠的命令，基于由数码相机捕获的第一选择的样品的像素化图像而确定第一选择的样品是否被相机聚焦以供探针分析，如果确定第一选择的样品的像素化图像未焦点对准，则向载物台马达发送用于移动载物台Z位置的命令，确定第一选择的样品的像素化图像焦点对准，并由光谱仪针对第一选择的样品记录拉曼探针光谱仪信号。

在一些示例中，附加地或可替代地，在针对第一选择的样品记录光谱仪信号之后，向载物台马达发送用于使用映射坐标和像素到距离转换来移动载物台以定位第二选择的样品的命令。一些示例包括基于由数码相机捕获的像素化图像来确定选择的第二样品针对相机和探针是否焦点对准，如果确定第二选择的样品的像素化图像未焦点对准，则向载物台马达发送用于移动载物台Z位置的命令，确定第二选择的样品焦点对准，并通过光谱仪针对第二选择的样品记录拉曼探针光谱仪信号。

一些示例包括导致显示第一样品和第二样品的光谱仪信号的结果。并且一些示例包括确定第一选择的样品的像素化图像焦点对准，并通过第二光谱仪针对第一选择的样品记录第二拉曼探针光谱仪信号，并且在一些示例中，附加地或可替代地，将第二拉曼探针安装成如从相机到载物台的视线所测量的成角度配置，其中拉曼探针和第二拉曼探针各自配置有不同分辨率的光谱仪，并且其中拉曼探针和第二拉曼探针各自配置有不同波长的激光器。一些示例包括导致显示第一光谱仪和第二光谱仪的光谱仪信号的结果。并且在一些示例中，附加地或可替代地，拉曼探针以成角度配置安装在数码相机的视场之外。并且在一些示例中，附加地或可替代地，确定第一选择的样品是否被相机聚焦以供分析包括向载物台马达发送用于针对Z维度移动载物台直到拉曼探针传回最高信号回波为止的指令。在一些示例中，拉曼探针以成角度配置安装在数码相机的视场之外。

附图说明

为了更好地理解本申请中描述的实施例，应结合以下附图来参考下面的具体实施方式，其中相同的附图标记贯穿各附图指代对应的部分。

图1是根据本文描述的某些方面的示例分析系统的图示；

图2是示出根据本文描述的某些方面的竖直预对准示例的示例图表；

图3是示出根据本文所述的某些方面的水平预对准示例的示例图表；

图4示出根据本文描述的某些方面的示例波长和计数图表；

图5A和图5B是示出可以使用本文描述的系统采用的方法步骤的示例的示例流程图；

图6是根据本文描述的某些方面的示例分析系统的图示；

图7是根据本文描述的某些方面的示例三维图表外推；

图8是根据本文描述的某些方面的示例联网系统的图示；并且

图9是根据本文描述的某些方面的示例计算机系统的图示。

具体实施方式

现在将详细参考实施例，其示例在附图中被图示。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本文所呈现的主题的充分理解。但是对于本领域普通技术人员来说将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践该主题。此外，本文所描述的特定实施例是作为示例提供的，并且不应用于限制特定实施例的范围。在其它情况下，没有详细描述众所周知的数据结构、时序协议、软件操作、过程和部件，以免不必要地混淆本文实施例的方面。

概述

本发明的系统和方法可以用于将一个或多个光谱学探针与布置有自动马达的载物台上的双倍或多倍放大成像系统预对准。由于这种对准可以基于成像系统以及图像处理算法，因此整个系统可以被封闭以满足任何类型的人体激光安全要求，并且还提供了用于自动对准样品宝石以实现准确和快速分析的解决方案。

使用拉曼光谱学是识别诸如宝石等材料的有效方法。例如，一种应用可以是从价值较低的硬玉中辨认软玉，尽管肉眼可能无法辨认这两种。这种分析也可以有助于辨认其中矿物被加热、化学改变、染色或打蜡的玉石，仿玉(即，完全其它矿物)和经处理的玉石二者。首先，可以通过使用拉曼探针向石头应用激光信号并且然后用光谱仪记录反射信号来分析石头。例如，光谱图表中的Si-O-Si对称伸缩特征可以位于材料中的稍有不同的地方，在软玉中为675cm-1，并且在硬玉中高于695cm-1。基于拉曼光谱学曲线图的峰位置，软玉特征可以包括：162*、179、223、368*、394*、415*、675、930、1031和1058cm^-1(*弱特征)，并且硬玉特征可以包括：205、377、436、695、993和1039cm^-1。这些是当使用532nm作为激光波长并且光谱分辨率：<0.3nm时使用等于0.5nm的高分辨率光谱学<20cm^-1的拉曼探针分析得出的不同结果。这些峰值可能需要～0.3nm光谱分辨率和等于～10cm^-1来进行解析。此外，在一些示例中，当硬玉和软玉两种材料可以共存于同一宝石中时，石头的映射可能是有用的。

一般而言，这些记录的结果可以与各种石头和石头的变体的已知光谱仪记录进行比较，以找到匹配以用于识别目的。除了玉石之外的其它宝石也可以类似地使用拉曼光谱学来识别。

但是这种系统的应用限于拉曼探针的手动应用，直到本文描述的系统和方法为止。本文所述的系统和方法可以用于分析许多多种大小和形状的宝石，包括安装在珠宝或可能难以以其它方式分析的其它座架中的宝石。在一些示例中，在一件经安装的珠宝中和经遮盖的其它部分中只能看到宝石的一部分。因此，该系统可以是通用的，因为它可以移除从座架中取出宝石以便正确分析它的要求。这节省时间、金钱、潜在损坏和无需移除地在安装状态中同时在普通状态中分析许多多个宝石的努力。此外，载物台上的样品在探针下方的自动化移动可以保护人类免受激光暴露。

如本文所述的系统布置可以包括用以测量样品的一个或多个长焦距光谱学探针。光谱学探针可以是一个或多个拉曼和/或光致发光探针。在一些示例中，附加地或可替代地，可以同时使用多个探针。在具有多于一个探针的示例中，每个探针可以包括不同的激光波长，或者一个可以利用吸收光谱学探针。

在一些示例中，附加地或可替代地，相机可以被安装成使得视场向下到定位有样品的载物台上，因为相机可以用于捕获用于定位载物台和/或拉曼探针的图像以收集数据。由于相机定位成视线对着样品和载物台，因此任何探针都可以定位成偏离相机视线。在一些示例中，附加地或可替代地，(一个或多个)探针可以倾斜，使得只有少量的探针出现在相机视线中或在相机视线中未出现探针。在一些示例中，附加地或可替代地，可以定位探针，使得其阴影可以不出现在相机视线中。即使拉曼探针的焦点将与相机的聚焦平面重叠，这也可以布置——在一些示例中，通过将探针倾斜，如图1和图6所示。以这种方式，探针可以以如从相机到载物台的视线测量的角度来安装，以允许相机安装为查看样品载物台和分析中的宝石。相机图像可以用于确认在载物台上样品的定位，并在探针进行分析的同时查看样品。

附加地或可替代地，样品载物台的自动化移动以确保探针的正确对准可以使用本文所述的系统和方法来配置。

示例对准和映射

本发明的系统和方法可以用于定位宝石样品的位置并计算需要移动的水平和竖直方向上的实际距离，以便将样品与光谱学探针对准以进行测量。成像系统可以包括执行两个主要功能一个或多个相机：将样品位置定位在水平面上，并确认样品的竖直位置与光谱学探针的焦点重叠。

第一功能可以使用具有足够视场以覆盖所有样品的广角成像镜头。在一些示例中，附加地或可替代地，视场可以设置为30mm乘25mm，其可以足够宽以覆盖典型载物台上的大多数样品。用于筛选/扫描应用的一个示例视场可以至少覆盖大约20mm的视场，当使用2/3英寸框大小的相机时，其为<0.45X放大率。

这样的示例成像系统可以跨越整个视场具有低图像失真或没有图像失真。可以使用载物台测微计计算在成像系统中的像素大小和图像平面中的实际距离之间的转换因子。载物台测微计可以是类似于尺子的具有测微计图案的一片玻璃，其可以用于成像系统校准。

第二功能可以使用具有短焦深的成像镜头，它对较小的竖直移动敏感。在此类示例中，具有高放大率加上高F数镜头可以适合此功能。成像系统可以是一个相机或具有不同放大率的多个相机。

水平移动可以通过计算机系统使用从宽视场相机收集的图像来计算，以将所测试的样品与光谱学探针对准。在这样的示例中，可以将水平移动参数发送到机动化平移载物台以移动样品以进行对准。在初始水平对准之后，可以通过计算机系统使用来自短焦深相机的图像来计算竖直轴线移动，以将所测试的样品与光谱学探针的焦平面重叠。竖直对准过程可以类似于常规的自动聚焦功能，成像系统跨越竖直方向进行扫描并捕获多个图像以计算聚焦的竖直位置。自动聚焦算法可以使用来自宝石的切口或表面特征来确认聚焦。然后可以将平移载物台针对样品移动到焦点对准的竖直位置。有可能在竖直定位之后，可以使用另一个水平对准或前后水平和竖直对准。在一些示例中，附加地或可替代地，可以使用一个相机而不是两个。

一旦对准，光谱学探针可以通过使用光谱仪收集拉曼和/或光致发光光谱来测量所测试的样品。可以对每个个体样品重复从对准到测量的过程。基于来自光谱学探针的结果，用户或计算机算法分析光谱，以为宝石筛选和识别做出决定。在一些示例中，附加地或可替代地，这可以包括图表分析和与其它宝石样品的已知图表匹配。

在一些示例中，附加地或可替代地，多个拉曼光谱学探针可以集成到一个系统中以在不同的激光激发波长下和/或使用具有相同设置的不同视场测量样品。

硬件设置示例

图1示出可以用于采用本文所述方法的装备的示例硬件设置。如图1所示，相机115的视场132可以允许探针110对准在布置在载物台108中/上的(一个或多个)宝石106上。在一些示例中，附加地或可替代地，相机115可以包括镜头119。在一些示例中，附加地或可替代地，如上所述，相机115的镜头119可以是成像镜头，例如但不限于固定放大率成像镜头、微距镜头(用于较小失真)、远心镜头(用于长工作距离)、手动或机动化的可调整放大率成像镜头(用于改变视场)。成像镜头119还可以包括手动或机动化聚焦，诸如但不限于数字单镜头反光相机(DSLR)。

操作者可以在固持器中或在不具有固持器的情况下将任意数量的样品宝石106简单地放置在载物台108上以供分析，并且然后移动工作载物台108和/或探针110以分析可以布置在载物台108上或中的宝石106。图1中的布置可以允许许多多个样品的自动对准，并且大大简化了操作者的过程，否则操作者将必须一次加载一个新的宝石106进行分析，并针对每个不同的石头样品手动地对准探针110。

在该示例中，许多多个组成部分可以被包含在一个整体单元中。该单元可以包括相机布置115、安装的拉曼探针110和具有伴随的马达150的宝石载物台108以及用于对操作者用户屏蔽激光的盖子(未示出)。在一些示例中，附加地或可替代地，马达150可以是伺服和/或步进马达、伺服马达、AC伺服马达、AC感应马达、压电马达、音圈马达和/或致动器或能够在X、Y和/或Z维度166上移动载物台和/或围绕一个或多个轴线旋转152的任何其它种类的电动或其它马达。在一些示例中，附加地或可替代地，这些组成部份中的每一个可以通过可移动的和/或可调整的和/或机动化的安装支架和接头来安装到整体系统框架(未示出)。以这种方式，每个组成部分(相机115、拉曼探针110、载物台108等)的X、Y和Z 166位置和倾斜角度可以根据需要彼此独立地移动和/或旋转以对准、聚焦和/或以其它方式分析样品106。在一些示例中，附加地或可替代地，这样的马达可以与计算系统进行通信以创建用于相机的自动聚焦、样品之间的移动以及使用图像分析的自动化分析的反馈回路。

在这样的示例中，这些组成部分(拉曼探针110、光谱仪117、激光器113、相机115、工作台108、马达150)中的每一个可以与诸如图9中描述(但未在图1中示出)的一个或多个计算机系统进行通信。以这种方式，单个系统可以容纳在分析本文所述的宝石106中可用的相机、(一个或多个)拉曼探针和可移动载物台。

相机115可以捕获图像数据，该图像数据可以由计算设备处理，该计算设备也与载物台108上的马达通信以调整(一个或多个)样品的X、Y和/或Z位置的对准，如本文所述。这样的图像捕获信息可以被发送到计算系统(未示出)以进行分析，如本文所述。此外，这样的图像数据可以用于利用马达150对工作台108的Z移动来聚焦图像，并移动以将样品106与探针110在X和Y方向上对准，如所述。

在一些示例中，附加地或可替代地，载物台108能够使用平移步进马达和/或伺服马达移动，使得探针110被固定。在一些示例中，附加地或可替代地，相机115可以聚焦在载物台108和/或样品106上以确保所捕获的图像是清晰的。这种布置可以允许系统与焦平面预对准，并且然后可以定位探针110，使得载物台108上的每个事物都焦点对准，如本文所述。

用于测量宝石106的传感器可以是拉曼和/或光致发光探针110。在图1的示例中，拉曼探针110包括光纤线，光纤线包括与激光器113通信的激发激光传输线112和用于光谱仪117的收集线116。探针110可以发射用于激发宝石106的激光辐射114，如本文所述。在一些示例中，附加地或可替代地，光源114可以在可见光、近红外或近紫外范围内。每个波长都有自身的用途。例如，405nm拉曼/光致发光探针可以适用于钻石筛选，而532nm或785nm拉曼探针可以适用于有色宝石识别。也可以包括或利用其它常用波长，例如，445、488、514.5、633、639、660、690、730、808、830、852、975和/或980nm。在具有多个拉曼探针的示例中，每个探针将使用自身的激光器和光谱仪。

由于相机115的布置，探针110可能妨碍相机115的图像视线132。在一些示例中，附加地或可替代地，探针110可以以一角度140安装111，在该角度140下，拉曼探针110仍然可以影响样品106并接收足够强的信号作为响应但不妨碍相机115。在这样的示例中，拉曼探针110与相机115到载物台108和宝石样品106的视线132的角度140可以允许拉曼探针110在相机115拍摄的任何图像中不被捕获但仍然分析宝石106。在一些示例中，附加地或可替代地，可以以这种方式减小探针110的阴影区域。此外，这样的布置可以从直线向下的角度仅略微降低信号水平，并且仍然足够强以进行所述分析。

在一些示例中，附加地或可替代地，这样的拉曼探针110可以设置在万向节、铰链、可旋转轴线、旋转伺服和/或步进马达、或其它可移动布置111上，以允许定位和移动包括角度140的这样的位置。在一些示例中，附加地或可替代地，探针110可以由人类操作者相对于目标宝石106放置/操纵。在一些示例中，附加地或可替代地，可以安装111与计算系统通信的马达，使得枢转马达可以自动地和/或响应于使用计算机程序，和/或响应于人类操作者发送指令远程地，或以自动化和/或手动调整的组合，来调整角度140。如从竖直Z轴测量的，这样的角度可以设置在15度角至30度角之间，并且在一些示例中，附加地或可替代地，向下和朝向样品区域20度。拉曼探针110的选择的枢转角度140可以取决于相机的视角、焦距和探针的维度。拉曼探针110的选择的角度140可以如本文所述进行调整。

在一些示例中，附加地或可替代地，伺服和/或进步马达可以调整拉曼探针110相对于载物台108和/或样品106的X、Y和/或Z距离以用于载物台108和/或探针110安装。在一些示例中，附加地或可替代地，此类调整可以由与马达150和/或111通信的计算机系统进行，如本文所述。在一些示例中，附加地或可替代地，与相机通信以用于数据分析的这种马达可以使用图像分析和探针110和工作台108的位置来提供反馈回路，如图2和图5中更详细描述的。

该相机115然后可以数字地捕获(一个或多个)宝石106的图像以用于对准，如本文中所述的。这样的图像可以包括表示宝石图像的像素化数据，如本文中所述的。相机115可以包括计算机部件并且还可以与本文所述的其它计算机部件通信以用于处理像素化数字图像，用于保存、存储、发送或以其它方式对准或操纵宝石工作台的像素化数字图像。

在一些示例中，附加地或可替代地，相机布置115可以是可调整的以调整焦距，它可以是固定的或可移除的。在一些示例中，附加地或可替代地，适配有和/或以其它方式包括发光二极管(LED)128的光源(诸如面板)可以围绕、部分围绕、接近或靠近载物台108，以帮助照射宝石106和辅助相机115进行图像捕获以用于对准。

在这样的示例中，载物台108上的光照环境可以帮助强调宝石样品106的任何颜色差异。均匀、漫射的白光可以有助于减少所捕获的图像中的宝石内部的任何暗区。同样地，附加地或可替代地，本文的示例包括适配有和/或包括LED 128的侧面板和可选的(一个或多个)顶部反射器160和/或反射器底部161的不同配置，如本文所述。这种反射器可以是由光反射材料(诸如但不限于金属，诸如铝、钢、铜、铬、镍和/或金属的任何其它组合)制成和/或涂有该光反射材料的任何数量的面板。在这样的示例中，玻璃镜可以用作反射器。可以使用被配置为反射光(诸如来自LED侧面板128的光)的反射材料的任何组合。这些照射布置可以允许样品106的尽可能精确的颜色测量。

在一些示例中，可以将漫射器放置在(一个或多个)LED面板128的前面以使光漫射。在一些示例中，一个、两个、三个和/或四个LED面板128可用于照射载物台108和样品106。虽然没有在图1中描绘，但在一些示例中，这些LED面板128可以在两面、三面或四面围绕载物台108。

在一些示例中，(一个或多个)LED面板128的大小可以是200mm宽乘100mm高。在一些示例中，(一个或多个)LED面板128的大小可以在150-250mm宽乘50-150mm高之间。可以使用任何大小的面板的组合。

在一些示例中，反射器160可以定位在载物台108上方和/或下方161。在反射器160位于载物台108上方的示例中，可以在反射器中制造孔162、开口和/或孔口，以便使相机115查看载物台108和样品106。在这样的示例中，(一个或多个)反射器160、161可以由任何光反射材料制成并且可以定位成使得来自(一个或多个)LED面板128的光朝向载物台108和样品106被反射。在一些示例中，代替反射器161、160的LED 128的(一个或多个)面板可以定位在载物台108和样品106的上方和/或下方。LED的面板和/或反射器的任何组合可以用于照射载物台108和样品106。在此类示例中，具有四个侧面LED面板以及顶部和底部反射器的光照环境可以最大限度地减少暗区并强调样品中的颜色差异。

在LED 128的面板在四个侧面围绕载物台108从而形成盒子的示例中，拉曼探针110可以定位为伸入这种盒子以分析样品106。

在一些示例中，附加地或可替代地，可以使用具有多个视场的多个相机来更好地对准载物台108上的样品106。在一些示例中，附加地或可替代地，可以使用具有不同视场的多个相机。例如，可以使用分束器来允许多个相机共享载物台的单个视场132。例如，在双相机系统中，可以设计分束器来拆分信号，以便每个相机可以查看相同的区域。在一些示例中，附加地或可替代地，分束器可以是50/50或80/20，具体取决于应用和信号的亮度和信号波长。

应当注意，LED灯的示例仅仅是示例并且不旨在以任何方式进行限制。可以使用任意数量的灯布置来在载物台和样品上提供照射，单独地或组合地LED只是一个示例，诸如卤素灯、荧光灯、白炽灯和/或任何其它种类或类型。

竖直预对准示例

如可以用于在水平X和Y方向上对准样品，也可以竖直预对准，竖直预对准可以被计算以获得样品的可接受聚焦以用于样品的恰当对准以及分析测量，其中样品载物台位于可接受的竖直Z维度上。为了确定什么是样品的可接受的竖直Z维度，可以进行观察，并且然后观察用于在Z方向上定位载物台，例如，要分析的样品的部分与探针和相机之间的相对距离或Z距离。

在一些示例中，附加地或可替代地，样品可以放置在载物台上，具有高于该载物台的不同相对高度。在一些示例中，附加地或可替代地，多个样品可以具有相对相同的高度。这可以导致相机和探针对这些不同样品的焦距不同。在一些示例中，附加地或可替代地，可以为每个样品找到相机和/或拉曼探针的初始校准基础位置。在这样的示例中，可以找到载物台的Z位置，该位置提供样品的聚焦视图和探针的聚焦读数。

例如，载物台可以移动到新样品，并且由于该样品在载物台上的相对高度，相机与上一个样品的距离可以导致新样品的离焦视图。在这种情况下，系统可以将离焦图像解释为重新定位载物台的触发器，并且因此使相机聚焦并允许探针进行适当的测量。这种移动可以基于信号回波强度，如图2中所讨论的。在本文所述的示例中，通常移动载物台以便聚焦相机和/或探针以用于对准和样品收集。然而，在一些示例中，附加地或可替代地，可以移动相机和/或可以移动探针以聚焦系统。描述样品载物台移动的示例并非旨在进行限制，并且可以使用具有伺服和/或步进马达的其它可移动座架。

图2示出与竖直Z位置204相关的竖直预对准分析图表化信号强度202的示例。在一些示例中，附加地或可替代地，图像处理可能需要约0.25mm的准确度以正确地捕获要用于分析的图像。在一些示例中，附加地或可替代地，焦深应该小于0.25mm。并且由于某些相机成像可能具有+/-1mm的焦深，因此可以使用Z聚焦的进一步放大率。

图2是根据本文描述的某些方面示出竖直预对准示例的示例图表，即探针和特定样品之间的竖直距离。图2示出作为Y轴的光致发光强度(计数)202，其中信号水平用作评估信号强度的参考。在X轴204上示出探针相对于工作台的Z位置(以毫米为单位)。如从图表中可以看出，存在产生较强信号强度的探针的Z位置，例如在可称为最佳点210处，在一系列Z距离内示出的最高信号强度。同样，可以在其它Z距离处检测到弱信号220。在一系列Z距离内的这种观察可以允许系统校准载物台的Z设置，该Z设置产生最强信号强度以进行分析。

在基于图2中描述的方法最终确定Z位置之后，可以调整相机位置，使样品的图像就聚焦而言尽可能清晰。计算机化图像分析可用于做出像素化图像的确定。这是为了重叠拉曼探针和相机的焦点。在这样的示例中，相机图像的聚焦可用于评估拉曼探针的聚焦的质量。

例如，仅通过改变从探针到工作台的Z距离，就可以为一组样品制作这样的图表。一旦观察到最高信号强度210，就可以在所观察的Z距离处或附近获得其余样品。附加地或可替代地，在一些示例中，附加地或可替代地，继而可以针对每个样品独立地分析Z距离。

水平预对准示例

光谱学探针可以与成像系统预对准，以最大限度地减少样品分析期间的时间和精力，并允许在样品之间自动化移动以进行分析。在诸如图1的布置中，探针110可以是静止的，但是载物台108可以由马达150和/或人类操作者可移动。对于自动化载物台108移动示例，在载物台108上的每个样品可能需要定位在探针110下方以用于一次一个地进行分析和信号收集。这种移动可以利用由相机115捕获的图像数据来映射样品。此外，在一些示例中，附加地或可替代地，关于光束大小和/或中心的信息可以用于分析，并且伺服和/或步进马达150按一定大小制作以用于自动移动载物台108以前进通过样品106和依次分析每一个。图3是根据本文描述的某些方面示出俯视水平X、Y预对准示例的示例图表。这样的布置可以允许系统在连续样品处对准拉曼探针以进行光谱映射信号分析。

在图3中，样品的载物台的水平X和Y俯视图示出为302。如所描述的，载物台302上的实际样品与相机拍摄的图像304之间的关系可以用于移动载物台302以将不同样品放置在探针(图1中的110)的射束光点306下方以用于分析。为了利用这种关系，在现实世界载物台302和像素化图像数据304之间的距离可以由计算系统转化。图像304可以是数字的并且由要相关的像素组成，以便能够通过对它们进行计数来找到载物台302的实际距离和坐标来使用。这种相关可以包括将图像304中的每个像素转换成真实世界的距离。在一些示例中，附加地或可替代地，在图像中的每个像素可以是9.2μm。在一些示例中，附加地或可替代地，每个像素可以在9μm到10μm之间。以这种方式，载物台302和图像304的坐标可以相互映射。其它转换因子可以包括相机镜头的放大率。在一些示例中，附加地或可替代地，如上所述，载物台测微计可以是具有测微计图案的一片玻璃，和/或指示已知长度的标尺可以放置在载物台上，并且获得具有标尺的载物台的图像以使计算机系统分析图像以对构成标尺长度的特定布置中的像素数进行计数。例如，在一些示例中，附加地或可替代地，载物台上的真实世界X.Y中的1mm标尺可以转化为相机捕获的图像上的110个像素长度。通过对跨越指定的已知长度的像素进行计数，可以确定和使用转换因子，如本文中所述。

在确定了图像像素关系之后，可以通过计算系统对载物台302上的相机视场内的样品进行映射。但是为了执行自动聚焦和/或样品前进，系统还可以利用伺服和/或步进马达(图1中的150)对载物台302的移动与由图1中的探针110用于分析而生成并使用的射束光点306大小之间的关系。在一些示例中，附加地或可替代地，激光点306可以是固定的，并且载物台移动以将各个样品定位在激光下方以进行分析。并且如果转换确定用于了解载物台是否移动了一定数量的像素，则转化为载物台上的某个真实世界长度。这也可以允许系统在样品之间移动，从而以自动方式生成每个样品的分析。在一些示例中，附加地或可替代地，可以映射图像使得系统可以用于在分析开始之前预先选择样品的位置以进行分析，并且然后可以使用自动化程序来移动载物台，如使用像素和确定的转换来确定。

示例激光束306的光点大小可以在50μm到100μm之间。在一些示例中，附加地或可替代地，光点大小可以取决于光纤芯直径(图1中的112)以及探针(图1中的110)中的光学器件的焦距。在一些示例中，附加地或可替代地，射束光点的直径可以在0.1mm到0.2mm之间。在一些示例中，附加地或可替代地，射束光点的直径可以在0.05mm和2.5mm之间。在一些示例中，附加地或可替代地，在载物台302上的伺服和/或步进马达的步进分辨率可以低于10μm。在这样的示例中，光点大小可以支配分辨率分析，因为可以在一个射束光点306大小的相同距离内进行许多马达步进。

该系统可以使用载物台304的映射的像素化图像数据和确定的射束光点306的大小和/或中心以及伺服和/或步进马达增量步长，以然后移动载物台使得依次分析在载物台302上的每个样品。

分析示例

样品载物台302标记了六个不同的示例，其中在图4中示出它们的拉曼探针分析。一种示例方法可以使用本文描述的设置来筛选目标宝石，诸如钻石，以确定钻石是否是合成的。这种分析可以用于检测天然钻石上的钻石过度生长，以及检测合成钻石上不存在这种过度生长。在这样的示例中，荧光光谱或荧光图像可以用于检测过度生长。这种分析还可以包括保存的图像和捕获的图像之间的比较分析和/或也将保存的光谱与捕获的光谱进行比较。

这六个样品包括360、362、364、366、368和369，可以通过它们在图像中的[像素坐标]和实际设备中的(X-Y)载物台位置坐标来测量，例如：

360，a.样品像素坐标[147，326]X-Y(20.37，6.10)

362，b.样品像素坐标[170，1566]X-Y(20.16，17.51)

364，c.样品像素坐标[1083，1242]X-Y(11.76，14.53)

366，d.样品像素坐标[1219，794]X-Y(10.51，10.41)

368，e.样品像素坐标[2046，337]X-Y(2.90，6.20)

369，f.样品像素坐标[2320，1017]X-Y(0.38，12.46)

图4示出针对来自图3中的样品的工作台中的六个不同样品绘制光致发光强度(计数×10⁴)相对于以纳米(nm)为单位的波长吸收的光谱仪曲线图。以这种方式，各种样品被分析，并与它们在样品载物台上的位置相关，使得它们可以保存在系统中并被识别，使得可以针对相应样品(图4的六个仅仅是说明性的而不是限制性的，在许多示例中，每个样品都被分析)存储、发送、保存、比较、映射和/或以其它方式利用(使用计算机，诸如图8和/或图9中的那些计算机)它们的相应分析结果。该示例绘制了从400nm到900nm的波长吸收，并根据图表从大约0到5x10⁴计数。六个示例的光谱仪结果为：

460a.样品是立方锆石

462b.样品是碳硅石

464c.样品是高压和高温(HPHT)实验室生长的钻石

466d.样品是天然钻石

468e.样品是天然钻石

469f.样品是化学气相沉积实验室生长的钻石。

可以看出，图表描绘了光致发光强度(计数×10⁴)相对于以纳米(nm)为单位的波长吸收的不同模式，其可以用于识别未知和正在分析的石头。已知图表可以用于与新的样品分析图表进行比较，以进行匹配比较和识别。

颜色分析示例

在一些示例中，颜色等级和/或确定可以通过分析捕获的样品宝石的图像来进行。通过分析样品的像素，本文的系统可以被编程以确定各种特性的任意组合，诸如但不限于包括三个属性的常规颜色空间：亮度、色度和色调。这可以通过由系统对适当照亮样品进行分析以及对样品的所捕获的图像的红色、绿色和蓝色像素分配进行转换来完成。

例如，参考图3，如果系统可以分析三个不同的样品360、366、368，并捕获每个样品的图像。由于图像是像素化数字图像，因此可以分析在图像中捕获的红色、绿色和蓝色颜色以确定诸如但不限于色度、亮度和色调的属性。例如，色调可以被认为是颜色感知的属性，通过该属性可以判断颜色是红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色或在闭环中考虑的介于这些颜色的相邻对之间的中间颜色。亮度，也称为明暗，可以是判断感知颜色等同于范围从黑色到白色的一系列灰色中的一个的属性。色度，也称为饱和度，可以是用来指示颜色与相同亮度的灰色的偏离程度的颜色属性。

颜色等级标尺是表1所示的从D到Z：

表1

根据色度、亮度和色调的这些所确定的值，可以分配颜色估计和/或等级，如下表2的示例所示：

样品	亮度	色度	色调	颜色等级
					360	45.30	8.12	80.50	O/P(棕色)
366	62.89	8.04	94.91	O/P
					368	73.83	0.75	18.78	E

表2

在这样的示例中，在图像内的像素可以经受定量分析。例如，可以分析每个像素以量化特定像素中的所有颜色分量的值。可以通过算法来确定颜色分量的量，当首先捕获颜色图像时根据该算法对像素进行编码。在一些实施例中，图像从其捕获颜色模式(例如，CMYK)转换为不同的颜色模式(例如，RGB)。在针对每个像素中的每个颜色分量将值量化之后，可以计算给定图像中的每个颜色分量的平均值。可以对所有图像重复该过程，以计算所有图像中的每个颜色分量的平均值。最终，可以基于来自所有图像的信息而针对每个颜色分量计算最后平均值。

使用该信息，可以对图像中的定义的区域内的所有像素执行转换过程，以便计算一个或多个参数的平均值。可以对多个颜色图像中的所有图像重复这些步骤。最终，可以基于来自所有图像的信息针对每个颜色分量计算一个或多个参数(例如，L*、a*和b*)的平均值。

接下来，可以基于一个或多个参数的值来计算第一分数。例如，这里的第一分数可以是色度(C*)和色调(h)值，其基于CIE颜色空间值(例如L*、a*和b*)计算，例如，基于以下等式(图10)：

在一些实施例中，可以使用由CIE发布的标准(例如，颜色匹配函数和照明体随波长而变化的表)来分析颜色图像。具有相关色温6500K的标准日光照明体D₆₅的曲线图。该照明体在此可以由函数H_D65(λ)表示。颜色匹配函数：

用于计算比色法参数。

在一些实施例中，颜色等级表示样品宝石的主体色的颜色或色调特性。

接下来，量化图像中的宝石的物理区域(例如，由对应的轮廓掩模定义)内的每个像素中的个体颜色分量。在一些实施例中，每个像素被分解成表示颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三个值。在一些实施例中，每个像素被分解成表示颜色青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)的三个值。在一些实施例中，图像从其捕获颜色模式(例如，CMYK)转换为不同的颜色模式(例如，RGB)，反之亦然。然后使用个体颜色分量来计算一个或多个参数，例如CIE颜色空间值(例如L*、a*和b*)。

接下来，在一个工作阶段(session)期间(例如，在相同的照射条件下针对为特定宝石收集的所有图像计算一个或多个参数(例如，L*、a*和b*)，同时在相同的设置下配置图像捕获部件(例如，相机)。

计算颜色特性(例如，L*、a*和b*)的示例如下。由于钻石是一种透明材料，所以透射光谱T(λ)和反射光谱R(λ)的总和被用于计算三色值X、Y和Z：

然后定义色度坐标x和y如：

试图实现“感知上均匀”颜色空间的是CIE 1976颜色空间，或者称为CIELAB颜色空间。如下根据三色值计算其参数：

亮度，

红-绿参数，

以及黄-蓝参数，

其中X_w、Y_w和Z_w是与所选照明体(在此情形中为D65)相对应的白点的三色值。

饱和度或色度表达为：

并且色调角表达为：h_ab＝tan^-1(b^*/a^*)°

大小/重量分析示例

在一些示例中，大小和/或重量的确定可以通过分析所捕获的样品的图像来进行。通过分析捕获图像中的样品的像素，本文的系统可以被编程以确定各种特性的任何组合，诸如但不限于(一个或多个)样品宝石的大小和(一个或多个)样品宝石的重量。

在这样的示例中，一旦系统捕获了数字像素化图像，就可以分析、计数图像和图像中的像素的分析，并将其与已知值进行比较以确定诸如大小和/或重量的特征。通过使用边缘检测软件，可以分析所捕获的像素化图像以找到每个样品宝石的边缘。

例如，在一个图像中，一旦识别出样品宝石的边缘，系统就可以跨宝石工作台的直径进行计数。这样的图像可以被校准到已知距离，使得可以将图像与已知大小值进行比较。通过对像素进行计数，并除以已知校准数，可以确定大小，例如，129个像素＝1mm。这种校准不受此特定示例的限制，并且可以根据相机布置和图像分析设置为任何像素与距离的比率。

附加地或可替代地，本文的系统和方法可以用于计算样品宝石的重量。在这样的示例中，除了用于确定大小的像素计数之外，还可以使用其它参数。例如，光谱分析可以用于确定宝石中的矿物类型，如所述。关于所指定的矿物类型，系统可以确定样品宝石的密度。在这样的示例中，可以使用表格来确定每种矿物类型的密度。一旦确定了样品宝石的大小和密度，系统就可以使用公式确定样品的重量。

可以通过使用用以估计体积的所测量的直径或宽度和长度以及以下等式来做出这样的确定：

重量＝体积*密度

在这样的示例中，可以使用参考，例如，圆形1克拉钻石的直径约为6.5mm。

在一个示例中，5mm直径的钻石约为0.46克拉，因为(5/6.5)^3＝0.455

例如，下面的表3示出五种不同示例宝石的示例估计重量：

1	3.11	0.100(SiC)
			2	1.39	0.010(钻石)
3	1.95	0.027(钻石)
			4	1.73	0.019(钻石)
5	1.96	0.045(CZ)

表3

载物台示例

再回到图1，在一些示例中，附加地或可替代地，其上放置样品宝石的工作台或载物台108可配置有或结合能够移动载物台108的马达150，如本文所述。在这样的示例中，载物台108可以能够在三个方向或维度X、Y和Z 166上操纵和/或围绕一个或多个轴线旋转152。通过使载物台108在X和Y方向上移动，用户和/或计算机可以能够将不同的样品宝石106操纵到相机115的视场中以进行对准，并且操纵到成角度探针110的视场中以进行分析。通过仅移动载物台108而不是一次一个地换出样品，这可以允许一次分析大托盘、平台、样品载物台或其它宝石固持设备。以这种方式，可以在一个工作阶段中分析的样品宝石106的数量可以增加并且重新加载新样品的时间量减少，从而使得分析许多多个宝石106的过程更加有效。

通过在Z方向上移动载物台108，系统可以能够将相机115聚焦在当前在视场中的样品宝石106上。如果样品宝石106的大小和形状各不相同，则该Z方向焦距可能是有用的。

在一些示例中，附加地或可替代地，影响载物台106的移动的马达150可以由用户使用开关和按钮手动操作。以这种方式，用户可以能够使载物台108加载有样品106并且通过使工作台在X和Y方向上移动来开始分析这些样品。

在一些示例中，附加地或可替代地，影响载物台108的移动的马达可以与诸如图9和/或图8中描述的计算机系统(未示出)通信。在这样的示例中，计算机可以用载物台108上的各种样品宝石106的坐标进行编程，并且能够操纵马达以与相机115和拉曼探针110协调移动载物台108。以这种方式，载物台可以能够在拉曼探针110和相机115完成测试每个样品宝石106所需的激光之后快速移动，并且然后移动到载物台108上的下一个样品。

在一些示例中，附加地或可替代地，相机设置115可以包括像素化图像的计算机化分析并且包括与工作台108的马达的通信。在这样的示例中，可以在X、Y和/或Z 166方向上的工作台108移动与相机115生成的数据之间创建反馈回路。在这样的示例中，工作台108可以由计算机基于对宝石106创建的图像的分析和编程到计算机中的指令来操纵，以通过在Z方向上移动工作台来聚焦图像以进行聚焦的图像捕获。在一些示例中，附加地或可替代地，可以使用人工智能或机器学习来帮助在Z方向上将样品聚焦。在这样的示例中，可以将许多多个示例馈送到系统，以训练算法，使得用于确定样品是否焦点对准的算法可以从示例中学习，并且随着时间的推移进行校正以在Z方向上聚焦以获得更好的聚焦的结果。在一些示例中，附加地或可替代地，人工智能和/或机器学习可以用于帮助将样品定位在XY位置。例如，要从像素化图像中定位多个样品中的每一个，并且计算对应的载物台移动以将样品移动到激光点下方进行分析。可以将数据馈送到算法以定位图像中的样品，以训练系统自动这样做。

载物台108和相机系统115的这种计算机化控制可以改善效率、加速分析并在一个工作阶段中准确地分析多个样品106。

流程步骤示例

图5A和图5B描绘了可以用于使用本文描述的系统和方法进行图像辅助分析的示例步骤的示例流程图。在此过程中，第一步是系统确定样品针对相机和探针是否焦点对准，如果不是，则系统可能需要校准502。如果不需要校准，则系统可以跳过校准步骤并继续分析样品步骤510。

但是如果系统要校准，则系统将通过以下方式进行Z维度对准：使用回波来调整载物台的Z位置以达成最高信号回波(参见图2)并使用图像的所确定的清晰度调整相机以聚焦在同一平面上504。在一些示例中，附加地或可替代地，可以使用在相机图像和图像的计算机分析之间的自动聚焦反馈回路来确定图像的清晰度，以找到清晰的图像线、边界线等。

在校准之后，系统可以通过使用具有已知大小的对象以计算像素到实际距离之间的转换因子来进行像素到距离转换506。在这样的示例中，具有已知距离的标尺或网格可以在相机之前放置在载物台上，因此相机可以捕获标尺或网格的图像，并且然后系统可以对落在已知距离之间的像素的数量进行计数。以这种方式，系统然后可以保持每距离的像素数，以便指示载物台马达使样品移动。

在校准之后，系统可以分析相机图像以定位激光点。这可以通过接通拉曼探针激光器并分析相机图像以基于像素化图像而定位激光柱位置的中心来完成508。在一些示例中，附加地或可替代地，这可以包括图像分析算法以定位明亮的激光点，并确定像素化图像中的该点的中心。如果需要校准，这些步骤将完成系统的校准。

一旦校准完成或已经被校准，样品可以被放置在载物台上用于分析510。接下来，系统可以捕获样品的像素化图像，这些样品已经被系统和相机在载物台上512聚焦。接下来，计算系统可以使用像素信息(参见图3)或者通过手动识别在X、Y平面中自动定位样品，在手动识别中，系统可以允许人类使用来选择需要由系统分析的感兴趣的样品514。在手动识别中，系统可以允许人类用户在显示器上选择用户希望已经分析的样品上的位置。接下来，系统可以使用像素到距离转换和激光点信息来计算将激光点放置在第一选择的样品位置上所需的载物台的移动516。接下来，系统可以将载物台移动到一位置以使映射样品在探针下方，以使其与激光点重叠518。如所解释的，指示载物台移动可以包括对电动马达(诸如但不限于步进马达、伺服马达、AC伺服马达、AC电感马达、压电马达、音圈马达和/或致动器或能够移动载物台的任何其它种类的电动或其它马达)的计算机指令。

接下来，系统可以基于相机捕获的图像确定所选择的样品针对相机和探针是否焦点对准520。接下来，如果系统确定图像未焦点对准，则系统可以调整载物台的上下或Z位置以聚焦样品并将样品与最小激光点的激光焦点重叠522。接下来，一旦确定样品焦点对准，系统就可以通过光谱仪针对样品记录拉曼探针信号524。在针对样品捕获光谱仪数据之后，系统可以使用映射坐标和像素到距离转换将载物台移动到下一个样品526。最后，一旦针对给定任务已经捕获了测量值，系统就可以导致显示该样品或所有样品的结果528(见图4)。在一些示例中，附加地或可替代地，系统可以返回到第一步以确定下一个样品针对相机和探针是否焦点对准，如果不是，则校准502以继续进行所描述的步骤。

以这种方式，系统可以使用所捕获的图像数据、计算机分析和方法步骤，自动处理单个样品和/或载物台上的一组样品的拉曼分析，而无需人机交互或输入，或者使用很少人机交互或输入。

多个拉曼探针示例

在一些示例中，附加地或可替代地，多个拉曼探针可以用于图6所示的设置中，其中两个拉曼探针各自利用不同的激光波长进行分析，但其他方面与图1的设置相似。

在一些示例中，附加地或可替代地，可以出于特定目的(包括利用多个探针的互补目的)，多个拉曼探针和伴随的激光器和光谱仪可以被调谐、配置或以其它方式构建。生成的激光的波长和探针以及分析数据的光谱仪的分辨率可以是可以用于不同的目的、不同的样品等的不同的参数。以这种方式，可以使用用于不同的目的(诸如较低分辨率和较宽视场范围区域)的多个探针修改、谐调或确定视场范围和分辨率二者，其中另一探针具有较高分辨率和较小视场范围区域。

例如，使用第一设置(405nm激光、400nm至900nm波长范围、1.2nm分辨率和宽光谱范围)借助多个拉曼探针的拉曼光谱可以对钻石筛选有用。另一种第二设置可以利用：532nm激光、532nm至670nm范围、0.22nm分辨率的高分辨率，这可以对宝石识别有用。

拉曼特征可以出现在200cm^-1到1500cm^-1之间，其可以仅覆盖41nm范围，但需要高分辨率光谱仪。由于较低的分辨率和荧光背景，某些矿物无法通过宽范围的405nm拉曼/PL系统来识别。

2000个像素的光谱仪相关分辨率可以用于覆盖一定范围的区域。钻石筛选的示例使用400nm至900nm＝500nm范围，因此每个像素为0.3nm，并且这些0.3nm在拉曼光谱中导致比例为70，但10或5的较低比例可以有助于识别小特征，需要更高的分辨率。或者在一些示例中，附加地或可替代地，样品的特定区域可以需要使用比宽光谱范围更高的分辨率进行分析。在这样的示例中，两个探针设置可以以较低分辨率/较高范围和较高分辨率/较低范围相互补充。

另一个因素可以是不同的探针和/或激光器可以使用不同的波长。在某些波长下可以更好地识别某些矿物。例如，如果要测量蓝宝石的拉曼光谱，最好使用785nm以避免荧光并使用较高的分辨率。另一示例可以是405nm用于在分辨率低但范围较大的情况下进行钻石分析。

在一些示例中，附加地或可替代地，这两个拉曼探针可以聚焦于样品上稍微不同的点，从而各自生成其自身的图表(参见图4)。在一些示例中，附加地或可替代地，多个拉曼探针可以是时间同步的，使得每个拉曼探针可以在不同时间处发射其自身的激光束并且捕获光谱仪数据以避免干扰。在一些示例中，附加地或可替代地，可以没有干扰并且两个探针可以同时各自分析相同样品的稍微不同的部分。

在图6中示出装备的示例硬件设置，该装备可以用于使用本文描述的关于多个探针的方法。在该示例中，许多多个组成部分可以被包含在一个整体单元中。该单元可以包括相机布置615、第一拉曼探针610、第二拉曼探针690，每个拉曼探针都在它们自身的可枢转座架上，其成角度以避免相机615和/或步进马达611、691的视线，每个拉曼探针都具有去往激光器613、693的对应的光纤线612、692和去往光谱仪617、697的光纤线616、696。还描绘了宝石载物台608以及对操作者用户屏蔽激光的盖子(未示出)。在一些示例中，附加地或可替代地，这些组成部分中的每一个都可以通过可移动和/或可调整的安装支架、接头和/或马达安装到整个系统框架(未示出)。以这种方式，每个组成部分(相机615、拉曼探针610、690、载物台608等)的X、Y和Z 666位置可以根据需要彼此独立地移动和/或旋转以对样品606对准、聚焦和/或以其它方式激发和图像捕获。在一些示例中，附加地或可替代地，这样的马达可以与计算系统通信以创建用于相机的自动聚焦的反馈回路，并且将每个连续样品定位在探针下方以进行分析。

用于测量宝石606的传感器可以是拉曼/光致发光探针610、690，每个都与光谱仪617、697通信。相机615可以捕获可以由计算设备处理的图像数据，该计算设备也与载物台608中、上或周围的伺服和/或步进马达650通信以调整(一个或多个)样品的X、Y和/或Z位置和/或围绕一个或多个轴线旋转652方面的对准，如本文所述。

在一些示例中，附加地或可替代地，相机615的镜头619可以是成像镜头，例如但不限于固定放大率成像镜头、微距镜头(用于较小失真)、远心镜头(用于长工作距离)、手动或机动化的可调整放大率成像镜头(用于改变视场)。成像镜头619还可以包括手动或机动化聚焦，诸如但不限于数字单镜头反光相机(DSLR)。

正像在图1的示例中一样，相机布置615的聚焦可以与拉曼探针610、690结合使用，以维持光谱学拉曼探针610、690的工作距离。但是对图6的布置的一个优点，多个拉曼探针610、690可以各自与不同的激光器和/或激光发生器613、693和/或自身的光谱仪617、697通信，使得可以使用一种设置布置对样品606进行不同的分析。由于每个拉曼探针610、690可以成角度而不妨碍相机615，但仍接收可接受的信号回波以供其自身的光谱仪617、697进行分析，因此这种多探针布置可以使用多个波长提供更准确的分析，从而以快速时序对样品606进行多次测试。此外，每个拉曼探针610、690可以相对于样品606和相机视图632以它们自身的角度640、694设置，使得个体拉曼探针610、690可以基于它们的激光器613、693波长最好地分析样品606。

本地映射示例

在其它示例中，本文的系统和方法可以用于在石头上采集一个样品以存储、比较和以其它方式分析。但在一些示例中，利用本文的系统的方法以对样品石头收集来自光谱仪的许多多个读数以更仔细地分析该石头可以是有利的。以这种方式，系统可以扫描和本地映射个体样品石头的区域，并使用增量扫描位置数据和光谱仪数据来生成该给定区域上的结果的三维曲线图。这对于在一个石头内具有多种特性的样品和/或对于可以比一次读数更值得仔细检查的更有价值的样品可以是有益的。

在从石头的一个区域读数的示例中，可以使用石头的光谱仪分析生成图表，诸如图4所示的那些。但是在一个石头的多个X、Y水平点(诸如覆盖二维表面的水平点)上获得读数的示例中，本文的系统和方法可以生成三维图表。这样的三维图表可以描绘覆盖给定二维区域(诸如宝石的工作台)的光谱仪数据。

图7示出正是这样的示例，其中样品石头702在其工作台710上具有给定区域，其中系统可以在表面上进行扫描以获得结果。例如，样品石头上的区域可以是5mm x 5mm正方形，并且系统可以被编程为以图案扫描该区域，获得每预定增量的读数，诸如但不限于扫描图案(例如网格、行、列或其它图案)中的每100μm。通过扫描二维区域，系统可以创建覆盖二维区域720(诸如图7的石头702的5mm×5mm区域)的三维图表。在这样的示例中，每隔预定距离(诸如但不限于跨越预定图案720的每100μm)进行并记录一次光谱仪测量。系统可以跟踪获得每个读数时的二维区域内的位置，并且读取结果和数据可以合并以创建具有三个维度X、Y和波长的图表作为3-D模型数据集或结果730。以这种方式，可以在整个预定二维区域710上以图案720扫略或扫描探针，以创建三维图表730，可以对该三维图表730进行分析、比较和用于以比仅对石头702上的一个光点进行采样更精细的水平来确定关于样品702的信息。

在一些示例中，附加地或可替代地，可以使用人工智能或机器学习来帮助本地映射。在这样的示例中，可以将增量载物台移动和/或图像聚焦的许多多个示例馈送到系统，以训练算法，使得算法被用于确定样品是否焦点对准，并且可以从示例中学习并且随时间的推移做出校正以获得更好的本地映射结果。

网络示例

本文的系统和方法可以利用如图8所示的联网计算布置。在图8中，计算机802可被用于处理来自光谱仪(图1中的142)的数据、相机的所捕获的图像的像素数据，向载物台马达发送和接收指令，或发送和接收其它数据(诸如，样品位置、石头的识别信息、时间和日期等)。用于这些步骤的计算机802可以是任何数量的计算机种类，诸如被包括在光谱仪和/或相机本身中的计算机，和/或与光谱仪和/或相机计算机部件通信的另一计算机布置，包括但不限于膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、平板手机、智能手机或用于处理和传输数字化数据的任何其它种类的设备。在图9中描述了更多示例。

转回到图8，代替或附加于本地计算机，可以在后端系统上分析来自任何计算机802的针对像素化图像捕获的数据、石头样品识别信息、位置和/或光谱仪数据。在这样的示例中，可以将数据传输到后端计算机830和相关联的数据存储装置832以用于保存、分析、计算、比较或其它操纵。在一些示例中，附加地或可替代地，数据的传输可以通过具有相关联的路由器和集线器的蜂窝或WiFi传输进行无线传输810。在一些示例中，附加地或可替代地，传输可以通过有线连接812。在一些示例中，附加地或可替代地，传输可以通过诸如互联网820的网络到后端服务器计算机830和相关联的数据储存装置832。在后端服务器计算机830和相关联的数据储存装置832处，像素化图像数据、样品识别、样品位置、时间、日期和/或光谱仪数据可以被存储、分析、与先前存储的光谱仪数据进行比较，以进行匹配、识别和/或任何其它种类的数据分析。在一些示例中，附加地或可替代地，数据的存储、分析和/或处理可以在涉及到原始图像捕获和/或光谱仪收集的计算机802处完成。在一些示例中，附加地或可替代地，数据存储、分析和/或处理可以在本地计算机802和后端计算系统830之间共享。在这样的示例中，联网计算机资源830可以允许使用比本地计算机802处可用的更多的数据处理能力。以这种方式，数据的处理和/或存储可以卸载到可用的计算资源。在一些示例中，附加地或可替代地，联网计算机资源830可以是云或分布式基础设施中的虚拟机。在一些示例中，附加地或可替代地，联网计算机资源830可以通过云基础设施跨越许多多个物理或虚拟计算机资源分布。单个计算机服务器830的示例并非旨在进行限制，并且仅仅是可以由本文描述的系统和方法利用的计算资源的一个示例。在一些示例中，附加地或可替代地，人工智能和/或机器学习可以用于分析来自样品的光谱仪数据和/或聚焦成像相机以与载物台移动联用。这样的系统可以采用数据集来训练算法，以帮助产生越来越好的样品分析结果、聚焦的样品的识别、载物台移动等。

示例计算机设备

图9示出可以在本文描述的系统和方法中使用的示例计算设备900。在示例计算机900中，CPU或处理器910通过总线或其它通信912与用户接口914通信。用户接口包括示例输入设备(诸如键盘、鼠标、触摸屏、按钮、操纵杆或(一个或多个)其它用户输入设备)。用户接口914还包括显示设备918，诸如屏幕。图9中所示的计算设备900还包括与CPU 920和其它部件通信的网络接口920。网络接口920可以允许计算设备900与其它计算机、数据库、网络、用户设备或任何其它具有计算能力的设备进行通信。在一些示例中，附加地或可替代地，通信的方法可以是通过WIFI、蜂窝、蓝牙低功耗、有线通信或任何其它种类的通信。在一些示例中，附加地或可替代地，示例计算设备900包括也与处理器910通信的外围设备924。在一些示例中，附加地或可替代地，外围设备包括载物台马达926，诸如用于移动载物台以进行样品分析的电动伺服和/或步进马达。在一些示例中，外围设备924可以包括相机装备928和/或光谱仪929。在一些示例计算设备900中，存储器922与处理器910通信。在一些示例中，附加地或可替代地，该存储器922可以包括执行软件的指令，诸如操作系统932、网络通信模块934、其它指令936、应用程序938、数字化图像的应用程序940、处理图像像素的应用程序942、数据储存装置958、诸如数据表960的数据、事务日志962、样品数据964、样品位置数据970或任何其它种类的数据。

结论

如本文所公开的，与本实施例一致的特征可以经由计算机硬件、软件和/或固件来实施。例如，本文公开的系统和方法可以体现为各种形式，包括例如数据处理器(诸如计算机，其还包括数据库、数字电子电路、固件、软件、计算机网络、服务器或其组合)。此外，虽然公开的实施方式的一些实施方式描述了特定的硬件部件，但与本文的创新一致的系统和方法可以用硬件、软件和/或固件的任何组合来实施。此外，本文的创新的上述特征和其它方面和原理可以在各种环境中实施。这样的环境和相关应用可以专门构建用于根据实施例执行各种例程、过程和/或操作，或者它们可以包括由代码选择性地激活或重新配置以提供必要功能的计算机或计算平台。本文公开的过程不与任何特定的计算机、网络、架构、环境或其它装置内在地相关，并且可以通过硬件、软件和/或固件的适当组合来实施。例如，各种机器可以与根据实施例的教导编写的程序一起使用，或者构建专门的装置或系统来执行所需的方法和技术可能更方便。

本文描述的方法和系统的方面(诸如逻辑)可以实施为编程到各种电路系统中的任何一种的功能，该电路系统包括可编程逻辑设备(“PLD”)，诸如现场可编程门阵列(“FPGA”)、可编程阵列逻辑(“PAL”)设备、电可编程逻辑和存储器设备以及基于标准单元的设备，以及专用集成电路。用于实施方面的其它一些可能性包括：存储器设备、具有存储器的微控制器(诸如EEPROM)、嵌入式微处理器、固件、软件等。此外，方面可以体现在具有基于软件的电路仿真、离散逻辑(顺序和组合)、定制设备、模糊(神经)逻辑、量子设备和任何上述设备类型的混合的微处理器中。基本设备技术可以以各种部件类型提供，例如，如互补金属氧化物半导体(“CMOS”)的金属氧化物半导体场效应晶体管(“MOSFET”)技术、如发射极耦合逻辑(“ECL”)的双极技术、聚合物技术(例如，硅共轭聚合物和金属共轭聚合物-金属结构)、混合的模拟和数字等。

还应注意，本文公开的各种逻辑和/或功能可以使用硬件、固件和/或体现在各种机器可读或计算机可读介质中的数据和/或指令的任何数量的组合依据它们的行为、寄存器传递、逻辑部件和/或其它特性来启用。其中可以体现这种格式化数据和/或指令的计算机可读介质包括但不限于各种形式的非易失性存储介质(例如光学、磁性或半导体存储介质)和可以用于通过无线、光学或有线信号介质或其任何组合传递此类格式化数据和/或指令的载波。通过载波传递此类格式化数据和/或指令的示例包括但不限于经由一个或多个数据传递协议(例如，HTTP、FTP、SMTP等)在互联网和/或其它计算机网络上传递(上传、下载、电子邮件等)。

除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等应被解释为在与排他性或穷举性的含义相反的包含性的含义；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。”使用单数或复数的词语也分别包括复数或单数。此外，词语“在本文中”、“在下文中”、“上文”、“下文”和类似含义的词语作为一个整体指代本申请，而不是指本申请的任何特定部分。当词语“或”在参考两个或多个项目的列表使用时，该词语涵盖该词语的以下所有解释：列表中的项目的任一个、列表中的所有项目以及列表中的项目的任何组合。

尽管在本文中已经具体描述了说明书的某些当前优选的实施方式，但是对于这些描述所属领域的技术人员显而易见的是，可以在不背离实施例的精神和范围的情况下对本文中所示和描述的各种实施方式进行变化和修改。因此，旨在将实施例仅限制在适用的法律规则所要求的程度内。

本实施例可以以方法和用于实践这些方法的装置的形式来体现。本实施例还可以以程序代码的形式体现，该程序代码体现在有形介质(诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其它机器可读存储介质)中，其中当程序代码被加载到诸如计算机的机器并由该机器执行时，该机器成为用于实践实施例的装置。本实施例还可以是程序代码的形式，例如，无论是存储在存储介质中、加载到机器中和/或由机器执行，还是通过一些传输介质(诸如通过电布线或线缆、通过光纤或经由电磁辐射)传输，其中当程序代码被加载到诸如计算机的机器中并由该机器执行时，该机器成为用于实践实施例的装置。当在处理器上实施时，程序代码段与处理器结合以提供类似于特定逻辑电路操作的唯一设备。

该软件存储在可以采取多种形式(包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质)的机器可读介质中。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，诸如任何(一个或多个)计算机等中的任何存储设备。易失性存储介质包括动态存储器，诸如这种计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴线缆；铜线和光纤，包括在计算机系统内包括的总线的线。载波传输介质可以采取电信号或电磁信号，或声波或光波(诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的那些)的形式。因此，计算机可读介质的常见形式包括例如：盘(例如，硬盘、软盘、可折叠盘)或任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其它光学介质、任何其它物理存储介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片、运输数据或指令的载波、运输此类载波的线缆或链路，或计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其它介质。许多这些形式的计算机可读介质可以涉及到将一个或多个指令的一个或多个序列载送到处理器以供执行。

出于解释的目的，前面的描述已经参考具体实施例进行了描述。然而，上述说明性讨论并非意图是详尽的或将实施例限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化都是可能的。选择和描述实施例以便最好地解释实施例的原理及其实际应用，从而使本领域的其它技术人员能够最好地利用具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例。

Claims (29)

1.一种对多个样品宝石捕获并分析光谱仪数据的方法，所述方法包括：

通过具有处理器和存储器的计算机进行以下操作，所述计算机与数码相机、拉曼探针和被配置为移动载物台的至少一个载物台马达进行通信：

通过分析由所述数码相机拍摄的所述载物台上的第一样品的所捕获的数字图像而确定第一样品宝石针对所述数码相机和所述拉曼探针是否焦点对准，

其中所述至少一个载物台马达能够使所述载物台在X、Y和Z方向上移动，以及使所述载物台旋转，并且

其中所述拉曼探针安装成从所述相机和所述载物台之间的视线测量的成角度配置；

如果所述第一样品未焦点对准，则所述计算机通过向所述马达发送用于移动Z载物台的指令，将所述相机聚焦在所述第一样品上；

如果所述第一样品焦点对准，则使用所述数码相机捕获包括第一样品和多个样品的所述载物台的像素化图像；

使用所述像素化图像在X、Y平面中映射包括所述第一样品的所述多个样品；

通过所述计算机确定在所述像素化图像中的像素与所述载物台上的所述多个样品的距离之间的关系；

通过所述载物台马达引导所述载物台的移动以将所述第一样品定位在所述拉曼探针下方；以及

针对所述第一样品记录所述拉曼探针的光谱仪信号。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述第一样品的所述像素化图像确定所述第一样品的色调、亮度和色度值；

基于对应的色调、亮度和色度的所确定的值，确定所述第一样品的从D到Z的颜色等级。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括，

使用所述第一样品的所述像素化图像通过将每个样品中的像素数与距离的校准进行比较而确定所述第一样品的大小值。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

通过将所述像素化图像的所述第一样品中的像素数与距离的校准进行比较来确定所述第一样品的大小；

基于所述第一样品的所述拉曼光谱确定所述第一样品的矿物类型；

使用密度和矿物类型的表格使用所述矿物类型确定所述第一样品的密度；

使用所述第一样品的所确定的大小来确定所述第一样品的体积；以及

通过将所确定的密度乘以所确定的体积来确定所述第一样品的重量。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

针对所述第一样品记录第二拉曼探针的第二信号分析，其中所述第二拉曼探针安装成从所述相机和所述载物台之间的视线测量的成角度配置，其中所述拉曼探针和所述第二拉曼探针各自配置有不同波长的激光器。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：引导所述载物台的移动，以将第二样品定位在所述拉曼探针下方；以及

针对所述第二样品记录第二拉曼探针的第二信号分析，其中所述第二拉曼探针安装成从所述相机和所述载物台之间的视线测量的成角度配置，其中所述拉曼探针和所述第二拉曼探针各自都配置有不同分辨率的光谱仪。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述第二样品在所述拉曼探针下方之后，通过分析由所述数码相机拍摄的所述样品的所捕获的图像，确定所述载物台上的所述第二样品宝石针对所述数码相机和所述拉曼探针是否焦点对准；并且

如果所述第二样品焦点对准，则针对所述第二样品记录所述拉曼探针的信号分析。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过具有处理器和存储器的后端计算机，将所述第一样品宝石的所述拉曼探针的所接收的信号分析与已知宝石数据进行比较，并确定所述拉曼探针的所接收的信号分析与所述已知宝石数据的匹配。

9.根据权利要求1所述的方法，其中引导所述载物台的移动包括通过计算机确定拉曼探针的激光点位置与所述载物台马达能够移动的增量之间的关系。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括导致显示所述第一样品的所述光谱仪信号的结果。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括，在针对所述第一样品记录所述拉曼探针的信号分析之后，通过所述载物台马达引导所述载物台的移动，以使所述第一样品上的第二位置在所述拉曼探针下方；

针对所述第一样品记录所述拉曼探针的第二信号分析；以及

在所述第一样品的预定区域上记录所述第一样品的附加信号分析。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括，

导致针对所述第一样品在所述预定区域上记录的所述附加信号分析的结果显示为三维曲线图。

13.一种对多个样品宝石捕获并分析光谱仪数据的方法，所述方法包括：

通过具有处理器和存储器的计算机进行以下操作，所述计算机与数码相机、拉曼探针和载物台马达进行通信，所述计算机确定在所述载物台上的第一样品针对所述数码相机和所述拉曼探针是否焦点对准，如果没有，则进行校准，

其中校准包括，

通过使用回波调整所述载物台的Z位置以达成最高信号回波来进行Z维度对准，

使用所捕获的图像的清晰度将所述数码相机聚焦到平面，

使用已知距离指南在数字图像像素和实际距离之间进行像素到距离转换因子，并且

分析所捕获的图像以定位拉曼探针激光点；

如果不需要校准，或在校准后，

捕获在所述载物台上的所述第一样品的聚焦的像素化图像；

使用所述聚焦的像素化图像在X、Y平面中定位附加样品；

使用所述像素到距离转换和所述激光点计算将所述拉曼探针激光点放置在所述第一样品及其对应的位置上所需的所述载物台的移动；

向所述载物台马达发送用于移动所述载物台以将所述第一样品定位在所述拉曼探针下方并将所述第一样品与所述拉曼探针激光点重叠的命令；

基于由所述数码相机捕获的所述第一样品的第二像素化图像，确定所述第一样品是否被所述相机聚焦以供所述探针分析；

如果确定所述第一样品的所述第二像素化图像不处于焦点，则向所述载物台马达发送用于移动所述载物台的Z位置的命令；

确定所述第一样品的第三像素化图像是否焦点对准，并通过光谱仪针对所述第一样品记录第一样品拉曼探针光谱仪信号。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：在针对所述第一样品记录所述光谱仪信号之后，

向所述载物台马达发送用于移动所述载物台以使用所映射的坐标和所述像素到距离转换来定位第二样品的命令。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

基于由所述数码相机捕获的第四像素化图像，确定所述第二样品针对所述相机和探针是否焦点对准；

如果确定所述第二样品的所述第四像素化图像未焦点对准，则向所述载物台马达发送用于移动所述载物台的Z位置的命令；

确定所述第二样品焦点对准，并通过光谱仪针对所述第二样品记录第二样品拉曼探针光谱仪信号。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括，

导致显示所述第一样品和所述第二样品的所述光谱仪信号的结果。

17.根据权利要求13所述的方法，还包括：确定所述第一样品的第五像素化图像是否焦点对准，以及通过第二光谱仪针对所述第一样品记录第二拉曼探针光谱仪信号，

其中所述第二拉曼探针安装成从所述相机和所述载物台之间的视线测量的成角度配置，其中所述拉曼探针和所述第二拉曼探针各自配置有不同分辨率的光谱仪，并且其中所述拉曼探针和所述第二拉曼探针各自配置有不同波长的激光器。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

导致显示所述第一光谱仪和所述第二光谱仪的所述光谱仪信号的结果。

19.根据权利要求13所述的方法，其中所述拉曼探针安装成从在所述相机和所述载物台之间的视线测量的成角度配置。

20.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述第一样品是否被所述相机聚焦以供所述探针分析包括：向所述载物台马达发送用于针对Z维度移动所述载物台直到所述拉曼探针传回最高信号回波为止的指令。

21.根据权利要求13所述的方法，其中向所述载物台马达发送用于移动所述载物台的命令包括由所述计算机确定拉曼探针的激光点位置与所述载物台马达能够移动的增量之间的关系。

22.根据权利要求13所述的方法，还包括：

使用所述第一样品的所述数字图像像素确定所述第一样品的色调、亮度和色度值；

基于对应的色调、亮度和色度的所确定的值，确定所述第一样品的从D到Z的颜色等级。

23.根据权利要求13所述的方法，还包括，

使用所述第一样品的所述数字图像像素通过将每个样品中的像素数与距离的校准进行比较，确定所述第一样品的大小值。

24.根据权利要求13所述的方法，还包括：

通过将所述像素化图像的所述第一样品中的像素数与距离的校准进行比较来确定所述第一样品的大小；

基于所述第一样品的所述拉曼光谱确定所述第一样品的矿物类型；

使用密度和矿物类型的表格使用所述矿物类型确定所述第一样品的密度；

使用所述第一样品的所确定的大小来确定所述第一样品的体积；

通过将所确定的密度乘以所确定的体积来确定所述第一样品的重量。

25.一种用于记录多个宝石样品的光谱仪读数的系统，所述系统包括：

具有处理器和存储器的计算机，其与数码相机、被配置为移动载物台的至少一个马达、具有激光器和光谱仪的拉曼探针进行通信，

其中所述载物台被配置为接收多个宝石以供所述光谱仪分析，

其中所述数码相机在视场覆盖可以接收所述多个宝石的所述载物台的至少一部分的情况下被安装，并且

其中所述拉曼探针以从在所述相机和所述载物台之间的视线测量的角度被安装，并瞄准所述载物台的至少一部分。

26.根据权利要求25所述的系统，进一步其中所述载物台马达被配置为响应于来自所述计算机的指令而移动所述载物台，所述计算机已分析来自所述数码相机的像素化数字图像以识别所述载物台上的所述多个宝石的位置，使得来自所述拉曼探针的激光连续地定位在所述载物台上的所述多个宝石的每一个上，以用于分析。

27.根据权利要求1所述的系统，还包括围绕所述载物台的四个面板，每个面板包括被布置为照射所述载物台的发光二极管即LED，其中所述LED被配置为发射白光。

28.根据权利要求27所述的系统，还包括布置在所述载物台上方的第一反射器和布置在所述载物台下方的第二反射器。

29.根据权利要求27所述的系统，其中四个LED面板中的每一个包括漫射器。

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