DE2344144C3

DE2344144C3 - Device for determining the evaluation data of colored gemstones, in particular diamonds

Info

Publication number: DE2344144C3
Application number: DE19732344144
Authority: DE
Inventors: Gernot Klaus 5303 Bornheim Brück
Original assignee: Dihaco Diamanten Handels Compagnie Establishment, Mauren (Liechtenstein)
Filing date: 1973-09-01
Publication date: 1977-07-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung der Bewertungsdaten von Farbedelsteinen, insbesondere Brillanten, mit einem Ellipsoidspiegel, in dessen einem Brennpunkt eine Lichtquelle angeordnet ist, während eine Halterung für den Edelstein drehbar und schwenkbar derart angeordnet ist, daß der andere Brennpunkt des Ellipsoidspiegel in der Rondistebene liegt, mit einem lichtdichten Verschluß an der Halterung um die Fasserkante des Edelsteins herum, mit Fotozellen in der Halterung gegenüber dem Unterteil des Edelsteins und mit Fotozellen zur Messung des Lichtes, das in die durch den einen Brennpunkt und rechtwinklig zur Verbindungsachse zwischen beiden Brennpunkten des Ellipsoidspiegels verlaufende Ebene reflektiert wird.The invention relates to a device for determining the evaluation data of colored gemstones, in particular Brilliant-cut diamonds with an ellipsoidal mirror with a light source at one focal point, while one holder for the gemstone is rotatably and pivotably arranged such that the other The focal point of the ellipsoid mirror lies in the girdle plane, with a light-tight closure on the holder around the edge of the gemstone's barrel, with photocells in the holder opposite the lower part of the gemstone and with photocells to measure the light that comes in through the one focal point and at right angles to the connecting axis between the two focal points of the ellipsoidal mirror is reflected.

Entsprechend dem Hauptpatent wird im folgenden die Erfindung in ihrer Anwendung bei einem Brillanten erläutert, sie ist jedoch in gleicher oder sinngemäßer Weise ebenso zur Feststellung der BewertungsdatenIn accordance with the main patent, the application of the invention to a diamond is described below explained, but it is also used in the same or analogous way to determine the evaluation data

anderer Farbedelsteine anwendbar.other colored gemstones applicable.

Das Hauptpatent schafft eine Vorrichtung zur Feststellung der Bewertungsdaten von Farbedelsteinen, insbesondere Brillanten, die — abgesehen von dem durch eine Waage feststellbaren Gewicht - auch die übrigen, bisher der menschlichen Beurteilung unterliegenden Bewertungsgrößen eines Edelsteines objektiv als Meßergebnis festzustellen vermag. Die wichtigsten Konstruktionselemente der Vorrichtung nach dem Hauptpatent sind dabei ein Ellipsoidspiegel, in dessen einem Brennnkt die Lichtquelle angeordnet ist, während die Hälterurig für den Edelstein derart angeordnet ist, daß der andere Brennpunkt des Ellipsoidspiegels in der Rondistebene liegt, wobei ein lichtdichter Verschluß an der Halterung um die Fasserkante des Edelsteines herum vorgesehen ist und Fotozellen in der Halterung gegenüber dem Unterteil des Edelsteines angeordnet sind; ferner sind Fotozellen in der durch den einen Brennpunkt und fechtwinklig zur. Verbindungsachse zwischen beiden Brennpunkten verlaufenden Ebene angeordnet, die das vom Edelstein reflektierte Licht empfangen. Der Ellipsoidspiegel sorgt dabei dafür, daß alles von der Lichtquelle im einen Brennpunkt ausgehende Licht in den Brillanten reflektiert wird und das vom: Brillanten reflektierte Licht zu den Fotozellen zurückgelangt, so daß man aus der Differenz des eingestrahlten und des zu den Fotozellen zurückgelangenden Lichtes eine objektive Aussage über die Brillanz des Edelsteines mächen kann. Durch drehbare und schwenkbare Lagerung der Halterung des Brillanten können einerseits kleinere Fehler eliminiert und andererseits Einschlüsse im Brillanten festgestellt werden, wenn man diesen mittels eines Laserstrahls als Lichtquelle »abwickelt«.The main patent creates a device for Determination of the evaluation data of colored gemstones, especially diamonds, which - apart from the Weight that can be determined by a scale - also the other, previously subject to human judgment Is able to objectively determine the evaluation parameters of a gemstone as a measurement result. The most important Structural elements of the device according to the main patent are an ellipsoid mirror, in which the light source is arranged in a focal point, while the holder for the gemstone is arranged in such a way that the other focal point of the ellipsoidal mirror lies in the girdle plane, with a light-tight closure on the bracket is provided around the barrel edge of the gemstone and photocells in the bracket are arranged opposite the lower part of the gemstone; furthermore there are photocells in the one Focal point and at right angles to. Connection axis between the two focal points plane arranged to receive the light reflected from the gemstone. The ellipsoid mirror ensures that everything from the light source in a focal point is reflected in the diamonds and the light reflected by: diamonds to the photocells returned, so that one can get from the difference between the radiated and that returned to the photocells Light can make an objective statement about the brilliance of the gemstone. By rotating and pivotable mounting of the holder of the diamond can on the one hand eliminate minor errors and on the other hand, inclusions in diamonds can be found if you use a laser beam as Light source »unfolds«.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach dem Hauptpatent noch weiter zu verbessern, und zwar sowohl hinsichtlich der Messung der Färb- und Schliffeigenschaften als auch hinsichtlich der Fluoreszenz als auch hinsichtlich der Ermittlung eventueller Einschlüsse im Edelstein.The present invention is based on the object of the device according to the main patent to improve further, both with regard to the measurement of the coloring and grinding properties as well with regard to the fluorescence as well as with regard to the determination of possible inclusions in the gemstone.

Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent erfolgt die Messung des vom Stein reflektierten Lichtes als Helligkeitsmessungen mittels der um den einen Brennpunkt angeordneten Fotozellen. Zur Farbbestimmtung des Edelsteines strahlt man daher über die Lichtquelle Licht in den verschiedenen Farben des Spektrums ein und mißt mit den Fotozellen die Intensität des vom Stein reflektierten Lichtes. Nun zeigt sich, daß viele Brillanten eine Fluoreszenzeigenschaft insofern besitzen, als in den Stein eingestrahltes, kurzwelliges Licht eine Lichtemission des Steins in einem Farbbereich erzeugt, der zum langwelligeren Bereich, d. h. in Richtung auf das Infrarot-Ende des Spektrums, verschoben ist. Mit anderen Worten, das eingestrahlte, kurzwellige Licht zeigt an den Fotozellen eine schlechte Ausbeute (nämlich zusätzliche Verminderungen um den Fluoreszenzanteil), während bei den folgenden Messungen bei längerer Wellenlänge an den Fotozellen eine zusätzliche Ausbeute an reflektiertem Licht in Erscheinung tritt, die aus der Fluoreszenz herrührt. Für die Summenmessung der Brillanz des Farbedelsteines, d. h. für die Messung seiner Brillanz über den gesamten Farbbereich, ist diese Fluoreszenz ohne Bedeutung, weil es hierbei ja nur darauf ankommt, wieviel Lichtenergie insgesamt vom Stein reflektiert wird, sei es dierekt oder über die Fluoreszenz. Bei der Farbbestimmung des Edelsteines ergeben sich aus dieser Fluoreszenz jedoch gewisse Abweichungen, dieIn the device according to the main patent, the measurement of the light reflected by the stone takes place as Brightness measurements by means of the photocells arranged around one focal point. For color determination of the gemstone one shines light in the various colors of the light source Spectrum and measures with the photo cells the intensity of the light reflected from the stone. Well shows that many brilliant-cut diamonds have a fluorescent property insofar as they are radiated into the stone, Short-wave light produces a light emission of the stone in a color range that corresponds to the long-wave Area, d. H. toward the infrared end of the spectrum. In other words, that Irradiated, short-wave light shows a poor yield on the photocells (namely additional reductions around the fluorescence component), while in the following measurements at longer wavelengths on the Photocells produce an additional yield of reflected light that emerges from the fluorescence originates from. For the total measurement of the brilliance of the colored gemstone, i. H. for measuring its brilliance over the entire color range, this fluorescence is irrelevant because it only depends on how much light energy is reflected by the stone in total, be it directly or via the fluorescence. In the Color determination of the gemstone results from this fluorescence, however, certain deviations, the

rfa3bar zu machen einer der Gegenstände der vorliegenden Weiterentwicklung der Vorrichtung nach Hern Hauptpatent ist.To make rfa3bar one of the objects of the present further development of the device Hern main patent is.

Hierzu ist bei einer Vorrichtung tier eingangs beschriebenen Art gemäß der vorliegenden Erfindung oreesehen, daß in der Ebene durch den einen Brennpunkt und rechtwinklig zur Verbindungslinie Zwischen den Brennpunkten eine das reflektierte Licht ufnehmende und zur einen Einrichtung zur differenzierten Lichtmessung leitende Lichtleitvorrichtung angeordnet ist.For this purpose, animal input is given in a device described type according to the present invention oreesehen that in the plane through the one Focal point and at right angles to the connecting line. Between the focal points is the reflected light receptive and to a facility for differentiated Light measurement guiding light guide device is arranged.

Während man also bei der Vorrichtung nach dem Hauptaptent polychromatisches Licht zunächst mit em Spektralapparat, nämlich einem Monochromator, fn die einzelnen Farbanteile zerlegte und diese Faibanteile dann nacheinander in den einen Brennpunkt des Ellipsoidspiegel leitete, um mittels der Fotozellen das reflektierte Licht dann in seiner Helligkeit abzumessen, sieht die vorliegende Erfindung vor, daß in dem einen Brennpunkt des Ellipsoidspiegel polychro- »o matisches Licht ausgestrahlt und das vom Edelstein reflektierte Licht über die Luftleitvorrichtung zu einem S ktralapparat _gefQhrt wird, der das reflektierte Licht in die Farbanteile zerlegt, wobei dann diese Farbanteile mit Fotozellen einzeln gemessen und bestimmt werden. D es bedeutet nicht nur eine beträchtliche Vereinfachung und Abkürzung des Meßvorganges sondern kommt auch insofern den natürlichen Verhältnissen sehr η-he als ja in der Natur auch der Stein von nolvchromatischem Licht beleuchtet wird und seine dann gegebene Brillanz und Farbwertigkeit ermittelt werden soll. Die dabei durch die beschriebene Fluoreszenz auftretende Verschiebung im Farbspektrum wird mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den natürlichen Verhältnissen entsprechendWhile in the device according to the main aptent, polychromatic light was first broken down with a spectral apparatus, namely a monochromator, the individual color components and these color components were then directed one after the other to one focal point of the ellipsoid mirror in order to measure the brightness of the reflected light by means of the photocells , the present invention provides that in the broadcast a focal point of the ellipsoidal mirror polychromatic »o matic light and the light reflected by the gemstone light over the spoiler to an S ktralapparat _ge fQhrt is the splits the reflected light in the color components, in which case this Color components can be measured and determined individually with photo cells. It means not only a considerable simplification and abbreviation of the measuring process but also comes very close to the natural conditions as in nature the stone is illuminated by nolvchromatic light and its brilliance and color value should then be determined. The shift in the color spectrum that occurs as a result of the fluorescence described is, with the device according to the present invention, corresponding to the natural conditions

Die Lichtleitvorrichtung kann aus einem Lichtleitkörner insbesondere aus einem Lichtleitbündel bestehen, bei' denen es sich bekanntlich um lichtleitende Glasfasern handelt.The light guide device can consist of a light guide grain in particular consist of a bundle of light guides, which are known to be light-guiding Glass fibers.

Statt ein verhältnismäßig dickes Lichtleitfaserbundel anzuwenden, kann man aber gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch vorsehen, daß die lichtleitvorrichtung einen optischen Sammler, beisnielsweise eine Sammellinse, ein Linsensystem oder f'inen fokussierenden Spiegel in der Ebene um den penannten einen Brennpunkt herum aufweist wobei dann ein Lichtleitkörper oder Lichtleitfaserbündel vom Brennpunkt bzw. dem Brennring dieses optischen Sammlers ausgeht und zum Spektralapparat fuhrt.Instead of a relatively thick bundle of optical fibers apply, but you can also provide according to another embodiment of the invention that the Lichtleitvorrichtung an optical collector, for example a converging lens, a lens system or a focusing mirror in the plane around the penennen has a focal point around wherein then a light guide body or light guide fiber bundle from the focal point or the focal ring of this optical Collector goes out and leads to the spectral apparatus.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn man bei der im Hauptpatent beschriebenen »Abwicklung« des Edelsteines mittels eines Laserstrahles den Edelstein derart auf der Halterung anordnet, daß der untere vielflächige Pyramidenkörper oben liegt und die Tafel unterhalb des lichtdichten Verschlusses in der Rondistebene angeordnet ist, wobei dann der Laserstrahl in den vielflächigen Pyramidenkörper eintritt Der Laserstrahl wird dann an der gegenüberliegenden Seite der vielflächigen Pyramide austreten, es sei denn er trifft auf einen Einschluß innerhalb des Edelsteines, der zur Streuungen führt, wobei der rechtwinklig aus der Tafel des Edelsteines austretende Anteil über die Fotozellen in der Halterung gemessen wird und ein Maßstab für das Vorhandensein und die Große der Einschlüsse gibt. Diese aus der Tafe austretende Strahlung kann man mittels einer Sammellinse bündeln ;,nH durch eine entsprechende Blende auf die Fotozellen in der Halterung leiten.It has proven to be particularly advantageous if the "processing" described in the main patent of the gem by means of a laser beam arranges the gem on the holder in such a way that the The lower polyhedral pyramid body is on top and the panel is below the light-tight closure in the Gondist plane is arranged, the laser beam then entering the polyhedral pyramid body The laser beam will then emerge on the opposite side of the polyhedron, unless it does encounters an inclusion within the gemstone that leads to scattering, the one being at right angles from the The proportion of the gemstone exiting is measured via the photocells in the holder and a panel It gives a measure of the presence and size of the inclusions. This emerging from the table Radiation can be focused using a converging lens ;, nH through a corresponding aperture on the photocells guide in the holder.

Der Vorteil dieser Art der »Abwicklung« des Edelsteines zur Ermittlung von Einschlüssen liegt darin, daß der »abwickelnde« Laserstrahl nicht durch die zahlreichen Facettenkanten der unteren Facetten des Edelsteines hindurchtritt, wobei diese Lichtstrahlen zwangsläufig auf die Fotozellen treffen und mit Fremdlicht bestrahlen, das bei der Auswertung der »Abwicklung« ausgeschieden werden muß, weil es nicht von Einschlüssen herrührt.The advantage of this type of "processing" the gemstone to identify inclusions is that that the "unwinding" laser beam cannot penetrate the numerous facet edges of the lower facets of the Gemstone passes through, whereby these light rays inevitably hit the photocells and with Irradiate extraneous light that has to be eliminated when evaluating the "unwinding" because it is not originates from inclusions.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles erläutert, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in the following description of an exemplary embodiment, with reference to the accompanying drawings. In the drawings shows

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei Teile um der besseren Übersichtlichkeit willen weggelassen sind,1 shows a schematic vertical section through an embodiment of the device according to FIG Invention, parts being omitted for the sake of clarity,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung einer Ausführungsform mit optischen Sammlern,F i g. 2 one of the F i g. 1 corresponding representation of an embodiment with optical collectors,

Fig.3 in einer schematischen Darstellung die Farbbestimmung des Edelsteines nach dem Hauptpatent, 3 in a schematic representation the Color determination of the gemstone according to the main patent,

F i g. 4 in einer ebenso schematischen Darstellung die Farbbestimmung des Edelsteines nach der vorliegenden Erfindung,F i g. 4 in an equally schematic representation, the color determination of the gemstone according to the present one Invention,

Fig.5 in einem schematischen Vertikalschnitt die Durchführung der »Abwicklung« des Edelsteines zur Ermittlung von Einschlüssen und
F i g. 6 einen Ausschnitt aus F i g. 5 als Variante. In F i g. 1 ist die beispielsweise Vorrichtung allgemein mit 10' bezeichnet.5 in a schematic vertical section the implementation of the "development" of the gemstone for the determination of inclusions and
F i g. 6 shows an excerpt from FIG. 5 as a variant. In Fig. 1, the device, for example, is generally designated by 10 '.

Im einzelnen besteht die Vorrichtung 10' aus einem Unterteil 12, einen Reflektorteil 14, der mit Flanschen 13 auf dem Unterteil 12 ruht, und auf dessen oberes Ende ein mit dem Flansch 15 angedeutetes Oberteil liegt. Der Reflektorteil 14 ist auf seiner Innenseite als Ellipsoidspiegel 20 ausgebildet, wobei im einen Brennpunkt 18 die Lichtquelle angeordnet ist, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Lichtleitbündel 39 besteht, das von einer mit dem Pfeil 39" angedeuteten polychromatischen Lichtquelle angestrahlt wird. Das im Brennpunkt 18 liegende Ende 40 des Lichtleitbündels 39 ist halbkugelförmig ausgebildet, um eine sich über 180° erstreckende Abstrahlcharakteristik zu erhalten.In detail, the device 10 ′ consists of a lower part 12, a reflector part 14, which is provided with flanges 13 rests on the lower part 12, and on the upper end of which there is an upper part indicated by the flange 15. the The inside of the reflector part 14 is designed as an ellipsoidal mirror 20, with one focal point 18 the light source is arranged, which in the illustrated embodiment consists of a light guide bundle 39 exists, which is illuminated by a polychromatic light source indicated by the arrow 39 ". The im The end 40 of the light guide bundle 39, which is located at the focal point 18, is hemispherical and extends over 180 ° to obtain extensive radiation characteristics.

Im anderen Brennpunkt 19 des Ellipsoidspiegels 20 befindet sich ein Farbedelstein oder Brillant 21, der im Unterteil 12 so gelagert ist, daß der Brennpunkt 19 in der Rondistebene des Brillanten 21 liegt.In the other focal point 19 of the ellipsoidal mirror 20 is a colored gemstone or diamond 21, which is in The lower part 12 is mounted in such a way that the focal point 19 lies in the girdle plane of the diamond 21.

Im einzelnen besteht das Unterteil 12 aus einer gehäusefesten Deckplatte 124, an die sich ein Kugelmantelring 125 anschließt, in dem wiederum eine Halterung 28 drehbar und verschwenkbar gelagert ist wozu die Halterung 128 einen im Kugelmantelring 12! passend gleitenden Kugelmantelring 127 aufweist. An unteren Ende einer inneren Ringschürze 132 ist eit umlaufender Zahnkranz 130' angeordnet, mit dem ein< angetriebene Schnecke 130 kämmt, um die Halterunj 128 in Drehrichtung anzutreiben. In einer Vertiefuni 138 der Halterung 128 liegen zwei Scheiben 139, die ei mittleres Loch 140 aufweisen, das den Brillanten 21 ur die Rondistebene herum luftdicht umgreift. Di Scheiben 139 sind leicht auswechselbar und es wird ei Satz derartiger Scheiben 139 mit verschieden große Löchern 140 für verschieden große Diamanten vorräti gehalten.In detail, the lower part 12 consists of a cover plate 124 which is fixed to the housing and to which a spherical casing ring is attached 125 connects, in which in turn a holder 28 is rotatably and pivotably mounted why the bracket 128 one in the spherical casing ring 12! has matching sliding spherical casing ring 127. On The lower end of an inner ring skirt 132 is arranged as a revolving toothed ring 130 ', with which a < Driven screw 130 meshes to drive the Halterunj 128 in the direction of rotation. In an advanced university 138 of the holder 128 are two disks 139, which have egg central hole 140, which the diamonds 21 ur encompasses the girdle level around airtight. The disks 139 are easy to replace and it is easy Set of such disks 139 with different sized holes 140 for different sized diamonds in stock held.

Unterhalb der Scheiben 139 ist drehfest auf einei Schaft 129 ein fester Kasten 126 angeordnet, desscUnderneath the disks 139, a fixed box 126 is arranged on a shaft 129 in a rotationally fixed manner, desc

Hohlraum mit Fotozellen 136 bestückt ist. Der feste Kasten 126 ist zwar in Richtung des Doppelpfeiles 131 verschwenkbar, jedoch drehfest angeordnet, so daß man die Ausgänge der Fotozellen 136 über nicht dargestellte Drahtanschlüsse gewinnen kann. Der Brillant 21 dreht sich also gemeinsam mit der drehbaren Halterung 128 angetrieben durch die Schnecke 130, während der Kasten 126 drehfest ist, sich aber mit der drehbaren Halterung 128 verschwenken kann, was in F i g. 5 dargestellt ist. Zwischen dem Kasten 126 und der Halterung 128 und zwischen dieser Halterung 128 und dem Kugelmantelring 125 sind zweckmäßig Gleitbeläge 141 angeordnet.Cavity is equipped with photocells 136. The fixed box 126 is in the direction of the double arrow 131 pivotable, but non-rotatably arranged, so that the outputs of the photocells 136 via not shown Can win wire connections. The diamond 21 therefore rotates together with the rotatable holder 128 driven by the screw 130, while the box 126 is rotatable, but with the rotatable Bracket 128 can pivot, which is shown in FIG. 5 is shown. Between box 126 and the Bracket 128 and between this bracket 128 and the spherical casing ring 125 are expediently sliding linings 141 arranged.

Neu gegenüber der Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent ist bei der Vorrichtung 10' die Anordnung eines Lichtleitkörpers beispielsweise in Gestalt eines Bündels von Lichtleitfasern 371, deren Enden in der rechtwinklig zur Verbindungsachse zwischen den Brennpunkten 18, 19 und durch den Brennpunkt 18 verlaufenden Ebene liegen, während die anderen Enden der Lichtleitfasern 371 an einen bei 380 schematisch dargestellten Spektralapparat angeschlossen sind, der das über die Lichtleitfasern 371 zugeleitete Licht in die Spektralfarben zerlegt, wobei dann der Ausgang des Spektralapparates 380 in den einzelnen Farbbereichen mit nicht dargestellten Fotozellen gemessen und der Ausgang der Fotozellen einer Strommeßvorrichtung 381 zugeführt wird. Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird also im Umterschied zur Vorrichtung nach dem Hauptpatent nicht innerhalb des Ellipsoidspiegels 20 mit Fotozellen die Helligkeit des reflektierten Lichtes gemessen, sondern das reflektierte Licht wird über die Lichtleitfasern 371 zu einem Spcktralapparat 380 geleitet, dessen Ausgang im Sinne der Farbbestimmung des Farbcdelstcines über Fotozellen nach Farben getrennt gemessen wird. Demgemäß wird polychromatisches Licht im einen Brennpunkt 18 des Ellipsoidspiegel 20 in die Vorrichtung 10' eingeleitet.What is new with respect to the device according to the main patent is the arrangement of a device 10 ' Light guide body, for example, in the form of a bundle of optical fibers 371, the ends of which are at right angles to the connecting axis between the focal points 18, 19 and the plane extending through the focal point 18 lie, while the other ends of the optical fibers 371 are shown schematically at 380 at one Spectral apparatus are connected, which converts the light fed via the optical fibers 371 into the spectral colors disassembled, with the output of the spectral apparatus 380 in the individual color areas with not The photocells shown are measured and the output of the photocells is fed to a current measuring device 381 will. In the device according to the present invention, in contrast to the device according to the main patent not within the ellipsoidal mirror 20 with photo cells the brightness of the reflected Light measured, but the reflected light is via the optical fibers 371 to a Spcktralapparat 380 passed, the output of which in the sense of the color determination of the Farbcdelstcines via photocells is measured separately by color. Accordingly, polychromatic light in a focal point 18 of the Ellipsoid mirror 20 introduced into the device 10 '.

Der Unterschied in der Arbeitsweise der Vorrichtung 10' gemäß der vorliegenden Erfindung zur Vorrichtung 10 (F i g. 3) gemäß dem Hauptpatent soll nun anhand der F i g. 3 und 4 dargelegt werden. Während zur Farbbestimmung beim Hauptpatent polychromatisches Licht von einer Lichtquelle 39" zunächst in einem Spcktralapparat 380, z. B, einem Monochromator, in seine Farbanteile zerlegt wurde, um diese Farbnntcilc einzeln über das Lichtleitbündel 39 in die Vorrichtung 10 einzuleiten, woraufhin dann über Fotozellen 37 mittels einer Strommcßvorrichlung 381 die Helligkeit des reflektierten Lichtes in den einzelnen Fnrbbcrcichcn gemessen wurde, wie es schemalisch in Fig,3 dargestellt ist, zeigt Fig.4 die Arbeitsweise bei der vorliegenden Erfindung, bei der polychromatisches Licht über eine Lichtquelle 39" in die Vorrichtung 10' eingeleitet wird, wobei dann das vom Edelstein reflektierte Licht über Lichtlellvorrichtungcn 371 bis 375 aufgefangen und zu einem Spektralapparat 380 geleitet wird, der das reflektierte Licht In seine Farbantellc zerlegt, die dann einzeln über Fotozellen abgetastet werden, um den Ausgang der Fotozellen mit einem Strommcßgcrat 381 abzulesen, Bei der Vorrichtung gcmHß der vorliegenden Erfindung wird also In einem einzigen MeQvorgang - den natürlichen Verhältnissen entsprechend — polychromatisches Licht im einen Brennpunkt des Ellipsoidspiegel ausgestrahlt und das vom Edelstein reflektierte Licht wird dann in seine Furbitntcllc zerlegt und gemessen. Das McOcrgcbnls spiegel! dabei automatisch auch die natürliche Wirkung der oben erläuterten Fluoreszenzerscheinung wider, obwohl man grundsätzlich natürlich auch in der Lage ist, diese Fluoreszenzerscheinung gesondert zu messen. Während bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 ein verhältnismäßig dickes Bündel von Lichtleitfasern 371 erforderlich ist, ist bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 vorgesehen, daß in der rechtwinklig zur Verbindungsachse zwischen den Brennpunkten des Ellipsoidspiegel 20 und durch den einen Brennpunkt verlaufenden Ebene eine ringförmige Sammellinse 372 angeordnet ist, die das vom Edelstein reflektierte Licht im Brennring 374 sammelt, so daß man einen verhältnismäßig dünnen Lichtleitfaserbündelring 375 verwenden kann, um das reflektierte Licht zum Spektralapparat oder zum Monochromator 380 zu leiten. Auch andere Linsensysteme oder Linsen sind anwendbar, z. B. eine Linse mit exzentrischem Brennpunkt und einer Bohrung für die Lichtquelle. F i g. 2 zeigt auch noch eine weitere Variante, bei derThe difference in the mode of operation of the device 10 'according to the present invention to the device 10 (FIG. 3) according to the main patent will now be explained with reference to FIGS. 3 and 4 are set out. While for color determination in the main patent, polychromatic light from a light source 39 ″ was first broken down into its color components in a spectral apparatus 380, e.g. a monochromator, in order to introduce these color components individually via the light guide bundle 39 into the device 10, whereupon via photo cells 37 The brightness of the reflected light was measured in the individual frames by means of a current measuring device 381, as is shown schematically in FIG 'is initiated, the light reflected by the gemstone is then collected via Lichtlellvorrichtungcn 371 to 375 and passed to a spectral apparatus 380 , which breaks down the reflected light into its color Antellc, which are then individually scanned by photocells to the output of the photocells with a power supply 381 can be read, in the case of device g According to the present invention, polychromatic light is emitted in a focal point of the ellipsoid mirror in a single measurement process - in accordance with the natural conditions - and the light reflected by the gem is then broken down into its furbits and measured. The McOcrgcbnls mirror! this also automatically reflects the natural effect of the fluorescence phenomenon explained above, although in principle one is of course also able to measure this fluorescence phenomenon separately. While in the embodiment according to FIG. 1 a relatively thick bundle of optical fibers 371 is required, is in the embodiment according to FIG. 2 provides that an annular converging lens 372 is arranged in the plane perpendicular to the connecting axis between the focal points of the ellipsoid mirror 20 and through the one focal point, which collects the light reflected by the gemstone in the focal ring 374, so that a relatively thin optical fiber bundle ring 375 can be used to direct the reflected light to the spectral apparatus or monochromator 380. Other lens systems or lenses can also be used, e.g. B. a lens with an eccentric focus and a hole for the light source. F i g. 2 also shows a further variant in which

»ο statt der Ringsammellinse 372 ein in strichpunktierten Linien bei 373 angedeuteter Parabolringspiegel vorgesehen ist, dessen Brennpunkte 374 desgleichen auf einem Kreis liegen, von dem aus über die Lichtleitfasern 375 das reflektierte Licht zum Spektralapparat oder Monochromator 380 gelangt.»Ο instead of the ring collecting lens 372, a dash-dotted line Lines at 373 indicated parabolic ring mirror is provided, the focal points 374 of which are the same lie in a circle from which the reflected light to the spectral apparatus or via the optical fibers 375 Monochromator 380 arrives.

Während im Hauptpatent zur Ermittlung von Einschlüssen innerhalb des Brillanten 21 vorgesehen war, daß man diesen Brillanten mittels eines Laserstrahles »abwickelt«, wobei der Brillant 21 in der zuvor beschriebenen Weise mit obenlicgcndcr Tafel in der Halterung 128 angeordnet ist, kann man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß der Darstellung in den F i g. 5 und 6 auch vorsehen, daß der Brillant 21 mit seiner Unterseite nach oben in den Scheiben 139 gelagert wird. Dann wird auf die im Hauptpalcnt beschriebene Weise ein aus einem Laser 50 kommender Laserstrahl 51 über einen Spiegel 53 in den Brillanten 21 geleitet, wobei dieser Laserstrahl 51 gemäß der Darstellung in Fig.6 bei einem idealen Brillanten 21 ganz wieder aus dem oberhalb der Platten 139 liegenden Unterteil des Brillanten 21 gemäß der Darstellung bei 52 austritt. Enthält der Brillant 21 jedoch Einschlüsse, wie beispielsweise Luftblasen, dann erfährt der Laserstrahl 51 innerhalb des Brillanten eine gewisse Streuung, aus der sich ein aus der Tafel 150 des Brillanten 21 austretender Anteil an parallelen Strahlen 151 ergibt, deren Ausbeute mit den Fotozellen 136 in der Halterung 126 gemessen wird. Diese aus der Tafel 150 austretende Strahlung ist dabei ein Maßstab für die Einschlüsse imWhile provided in the main patent for the determination of inclusions within the diamond 21 was that one "unwinds" this diamond by means of a laser beam, with the diamond 21 in the previous is arranged with the board above in the holder 128, one can in further Embodiment of the invention as shown in FIGS. 5 and 6 also provide that the diamond 21 with its underside is stored upwards in the disks 139. Then the in the main palcnt a laser beam 51 coming from a laser 50 via a mirror 53 in the diamonds 21 guided, this laser beam 51 as shown in FIG entirely again from the lower part of the diamond 21 lying above the plates 139 as shown at 52 exit. However, if the diamond 21 contains inclusions, such as for example air bubbles, then the laser beam 51 experiences a certain scattering within the diamond which results in a proportion of parallel rays 151 emerging from the table 150 of the diamond 21, the yield of which is measured with the photocells 136 in the holder 126. This emerging from table 150 Radiation is a measure of the inclusions in the

SP Brillanten 21 und die »Abwicklung« knnn auf die im Hüuptpatont beschriebene Weise vorgenommen werden, SP diamonds 21 and the "settlement" can be applied to the im Be carried out in the manner described in Hüuptpatont,

Zur Erzielung der erstrebten Totalreflexion de! eingestrahlten Laserstrahles 51 un der Tafel 150 kunrTo achieve the desired total reflection de! irradiated laser beam 51 and the table 150 kunr

SS man diese durch Drehung und Verschwenkung dci Halterung 128 bewirkte »Abwicklung« vorprogrummic ron, indem man zunächst den günstigsten, richtigei Elnstrahlwlnkcl des Laserstrahls 51 nahe der unterci Spitze des Brillanten 21 und nahe der RondlstcbcmThis "unwinding" brought about by rotation and pivoting of the holder 128 is preprogrammed by first setting the most favorable, correct angle of the laser beam 51 near the lower tip of the diamond 21 and near the circular section

te experimentell ermittelt, um dann die beschrieben »Abwicklung« unter Berücksichtigung dieser günstig sten Elnstrahlwinkcl durchzuführen.te determined experimentally, in order to then carry out the described »settlement«, taking this into account Carry out the first angle of radiation.

Gemttß der in FI g. 6 dargestellten Variante kann maAccording to the in FI g. 6 shown variant can ma

in dem drehfesten, aber schwenkbaren Kasten 12(in the non-rotatable but swiveling box 12 (

(S unterhalb des Brillanten 21 eine Sammellinse 15 anordnen, die die parallele Ausstrahlung 151 bunde(S arrange a converging lens 15 below the brilliant-cut diamond 21, which bundles the parallel radiation 151

und durch eine Blende 153 zu den Fotozellen 136' leitet Der Begriff »Fotozelle« Ist im weitesten Sinne dies«and through a screen 153 to the photocells 136 ' . The term "photocell" is this in the broadest sense.

Wortes zu verstehen als ein Element, das unter der Wirkung von eingestrahltem Licht ein der Intensität des eingestrahlten Lichtes entsprechendes Ausgangssignal elektrischer oder anderer Art liefert.The word is understood as an element which, under the action of radiated light, increases the intensity of the irradiated light supplies corresponding output signal electrical or other type.

Bei der Brillanz- oder Farbbestimmung zur Ausschaltung des Fehlers, der sich daraus ergibt, daß die Endkappen des den Ellipsoidspiegel bildenden Ellipsoids nicht bei der Reflexion mitwirken, kann man den Brillanten 21 in seiner Halterung drehen und verschwenken. Dabei ist ebenso wie bei der Drehung und linearen Verschwenkung des Brillanten zu dessen »Abwicklung« zum Zwecke der Feststellung von Einschlüssen kann man zur Auswertung der Ausgänge der Fotozellen einen Λ-y-Schreiber anwenden, wobei die Drehbewegung des Brillanten der x-Koordinate und die lineare Verschwenkung des Brillanten der y-Koordinate zugeordnet wird.When determining the brilliance or color to eliminate the error that arises from the fact that the End caps of the ellipsoid forming the ellipsoid mirror do not participate in the reflection, one can use the Rotate and pivot diamonds 21 in its holder. It is the same as with the rotation and linear pivoting of the diamond for its "processing" for the purpose of determining Inclusions can be used to evaluate the outputs of the photocells using a Λ-y recorder, with the Rotary movement of the diamond of the x-coordinate and the linear pivoting of the diamond of the y-coordinate is assigned.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

709 030/206709 030/206

Claims

; ; | Patent claims:

1. Device for determining the evaluation data of colored gemstones, in particular diamonds, with an ellipsoid mirror in whose one focal point a light source is arranged, while a Bracket for the gemstone is arranged so that it can be rotated and pivoted such that the other focal point of the ellipsoidal mirror lies in the girdle plane, with a light-tight seal on the Bracket around the gemstone's barrel carite, with photocells in the bracket opposite the one Lower part of the gemstone and with photocells to measure the light that enters through the one Focal point and perpendicular to the connecting axis between the two focal points of the ellipsoidal mirror running plane is reflected, according to patent 23 13 783, characterized in, that in the plane through the one focal point (18) and at right angles to the connecting axis between the focal points (18, 19) a receiving the reflected light and to a device (380, 381) is arranged for the differentiated light measurement guiding light guide device (371 to 375).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the light guide device consists of one Light guide body, in particular a light guide bundle

(371) exists.

3. Device according to claim 1, characterized in that that the light guide device has an optical collector, for example a collector lens

(372) or a focusing mirror (373) in said plane.

4. Device according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the device for Light measurement from a spectral apparatus (380) with downstream photocells and an ammeter (381), an x-y recorder is controlled in such a way that the rotary movements of the x-coordinate and the linear movement of the y-coordinate assigned.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the holder (128) under the Diamonds (21) a converging lens (152) and a diaphragm (153) are arranged.