DE2915801A1

DE2915801A1 - Optical identification system for cut diamond - uses reflected light and has optical fibre illumination and receiver system in contact with stone

Info

Publication number: DE2915801A1
Application number: DE19792915801
Authority: DE
Inventors: Ulrich Aldinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1980-10-23

Abstract

The device uses quantitative reflection measurement to identify cut diamonds and is improved w.r.t. similar devices so that it can identify round cut diamonds and stones of any size. The light from the source is passed via an optical system in contact with the stone. The optical system consists of a lens attached to the end of a glass fibre light conducting system. The wavelength of the light lies between ultraviolet and infra red. The light is fed into the optical system in a series of light pulses. The receiver system contains an electronic circuit which records the maximum value measured during each measurement cycle. The technique ensures complete transfer of illumination and reflected light to and from the stone irrespective of its size or shape.

Description

Beschreibung der Patentanmeldung. Description of the patent application.

Vorrichtung zur Identifizierung von geschliffenen Edelsteinen.Device for the identification of cut gemstones.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Identifizierung von geschliffenen Edelsteinen durch quantitasive Reflexionsmessung mittels eines auf den Edelstein gerichteten Lichtstrahls.The invention relates to a device for identifying ground Gemstones by quantitative reflection measurement by means of an on the gemstone directed light beam.

Eine solche Vorrichtung ist aus der US-Patentschrift 40012.141 bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einer Plattform, auf die der zu bestimmende Stein gelegt wird. Der Lichtstrahl tritt durch eine Sohrung, die sich in der mitte der Plattform befindet, hindurch0 In einem Abstand unterhalb der Plattform befindet sich die Lichtquelle und der Empfänger für das vom Edelstein reflektierte Licht (Figur 1).Such a device is known from US Pat. No. 40,012,141. The device consists of a platform on which the stone to be determined is placed will. The light beam passes through a socket in the middle of the platform The light source is located at a distance below the platform and the receiver for the light reflected from the gemstone (Figure 1).

illit dieser Vorrichtung können jedoch nicht gefaßte teine, rundgeschliffene Steine (Cabochone) und kleine Steine identifiziert werden0 ei gefaßten Steinen liegt nicht der Stein selbst, sondern Teile der Passung auf der Plattform auf, was die normierte Distanz Plattformoberfläche -Sender und Empfänger verfälscht.This device can, however, not be used for setting, round ground Stones (cabochons) and small stones are identified not the stone itself but parts of the fit on the platform on what the Normalized distance between platform surface - transmitter and receiver falsified.

ei rundgeschliffenen Steinen ist die Entfernung Sender und Empfänger - Stein vom Radius des Steines abhängig, wodurch die normierte Distanz ebenfalls nicht gegeben ist0 Außerdem ist Reflexionsrichtung von der Krümmung der bestrahlten Oberfläche des Steines abhängig, sodaß nun ein Teil der Reflexlonsstrahlung am Empfänger vorbeigeht. Das Ergebnis ist zu niedrig.With round stones, the distance is the sender and receiver - Stone depends on the radius of the stone, which means the normalized distance also is not given0 In addition, the direction of reflection depends on the curvature of the irradiated Surface of the stone dependent, so that now part of the reflexion radiation at the receiver passes by. The result is too low.

Die Größe des zu bestimmenden Steines ist nach unten durch die Größe der Bohrung begrenzt.The size of the stone to be determined is down by the size the bore is limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung so zu verbessern, daß sowohl rundgeschliffene als auch gefaßte Steine jeder beliebigen Größe identifiziert werden können, Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Lichtstrahl durch eine Optik geführt ist, und daß die Optik den Stein berührt. Dadurch ist es möglich, daß, unabhangig von der Schlifform, das gesamte Licht, welches das Lichtleitersystem führt, auf den edelstein gebracht wird. Auch wird die gesamte reflektierte ;3trshlung von der Optik wieder aufgenommen und vom Lichtleitersystem zum Empfänger weitergeleitet.The invention is based on the object of the aforementioned device to be improved so that both round cut and set stones of any desired Size can be identified, This object is achieved in that the light beam is guided by an optic, and that the optic touches the stone. This is how it is possible that, regardless from the cut, all the light, which guides the light guide system onto which the gemstone is placed. Also will all reflected radiation is taken up again by the optics and by the light guide system forwarded to the recipient.

Die Verwendung von Glasfasern als Lichtleitersystem frarantiert die verlustfreie Lichtführung von Sender zum Edelstein und von diesem zurück zum Empfänger. Da hier auch Glasfaserbündel mit sehr geringem Durchmesser verwendet werden können, e nd der Art der Fassung und der Größe des Steines eine Grenzen gesetzt.The use of glass fibers as a light guide system frustrates the Loss-free light guidance from the transmitter to the gemstone and from there back to the receiver. Since glass fiber bundles with a very small diameter can also be used here, e nd the type of setting and the size of the stone are limited.

Dadurch, daß das Licht in Form von einzelnen aufeinanderfolgenden Licht impulsen in die Optik eingegeben wird, ist es elektronisch möglich, die ebenfalls pulsierende Reflexionsstrahlung von dem Licht der Umgebung zu unterscheiden. Dadurch wird ein zu hoher ReflexionsmeBwert, der von der Einwirkung des Lichtes der Umgebung herrührt, vermie den.By making the light in the form of individual successive If light pulses are entered into the optics, it is also possible electronically to do so to distinguish pulsating reflection radiation from the surrounding light. Through this If the reflection measurement value is too high, it depends on the effect of the surrounding light come from, avoid the.

Dadurch, daß erst in dem Falle der Berührung von Optik und Edelstein das gesamte licht des Senders auf den Edelstein gebracht und die gesamte reflektierte Strahlung von der Optik wieder aufgenommen wird, ist dies während des gesamten Meßvorganges (Heranführen der Sonde, Berühren des Steines, Wegführen der Sonde) der maximale Meßwerts Dieser Maximalwert, der dem wahren Wert der Reflexion entspricht, läßt sich elektronisch sehr leicht von den anderen Werten trennen und speichern. Der gespeicherte Wert wird von einem Anzeigeinstrument als Meßergebnis angezeigt Somit ist gewährleistet, daß trotz kurzem Antippen des Steines mit der Sonde der Meßwert ohne Hast abgelesen werden kann.Because only in the case of contact between optics and gemstone all of the light from the transmitter is brought to the gemstone and all of it is reflected Radiation is picked up again by the optics, this is during the entire measuring process (Moving the probe closer, touching the stone, moving the probe away) the maximum Measured value This maximum value, which corresponds to the true value of the reflection, leaves can be easily separated electronically from the other values and saved. Of the The stored value is displayed as a measurement result by a display instrument it is guaranteed that the measured value will be obtained despite briefly touching the stone with the probe can be read without haste.

Ein Ausführungsbeispiel soll im Folgenden erörtert werden: Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer faseroptischen Reflexionssonde (Sonde), einer Vorsatzlinse (Linse), einer Infrarotleuchtdiode (Sender), einer Infrarotphotodiode (Empfänger), einem Rechteckimpulsgenerator (Pulser), einer auf die Frequenz des Pulsers abgestimmte Siebschaltung (Filter), einer Schaltung zur Erkennung und Speicherung des IiIaximalwertes (Detektor), einem Drehspulmeßinstrument (Anzeige) und einer stabilisierten Spannungsversorgung (Spannung) (Figur 2).An exemplary embodiment is to be discussed below: The inventive The device consists of a fiber optic reflection probe (probe), an ancillary lens (Lens), an infrared light emitting diode (transmitter), an infrared photodiode (receiver), a square pulse generator (pulser), one tuned to the frequency of the pulser Filter circuit (filter), a circuit for recognizing and storing the maximum value (Detector), a moving-coil measuring instrument (display) and a stabilized power supply (Tension) (Figure 2).

Die Sonde besteht aus sehr vielen feinen Einzelfasern und ist an ihrem rechten Ende in zwei Faserbündel aufgeteilt (Figur 3)0 Das eine Bündel führt zum Sender, das andere zum Empfänger. Das linke Ende der Sonde enthält die Fasern beider Bündel in statistisch gemischter Anordnung.The probe consists of very many fine individual fibers and is attached to it right end divided into two fiber bundles (Figure 3) 0 The one bundle leads to the sender, the other to the receiver. The left end of the probe contains the fibers both bundles in a statistically mixed arrangement.

An diesem Ende ist eine konvexe Linse angebracht, deren 3rennweite f kleiner sein sollte als der Radius r des kleinsten zu bestimmenden Steines (Figur 4).At this end there is a convex lens with a focal length f should be smaller than the radius r of the smallest stone to be determined (Figure 4).

Damit ist gewährleistet, daß die gesamte Reflexionsstrahlung wieder in die Linse eintritt und an die Reflexionssonde weitergegeben wird.This ensures that all of the reflected radiation is restored enters the lens and is passed on to the reflection probe.

Der Sender, der durch eine Infrarotleuchtdiode realisiert ist, wird von einem Rechteck enerator angesteuert. Da die Leuchtdiode keine Trägheit besitzt, wie z.B. eine Glühla@pe, ist es möglich, selbst bei hohen Frequenzen ein Lichtsignal in Rechteckform zu erzeugen und in den einen @rm der Reflexionssonde einzuspeisen. @m2@rm der Sonde ist eine Infrarotphotodiode angebracht Diese setzt die reflektierten Lichtimpulse in proportionale Stromimpulse um. Die Siebschaltung hat die Aufgabe, die Stromimpulse, welche die gleiche Frequenz aufweisen wie der Pulser, verstärkt an den Detektor weiterzugeben, jedoch etwa vorhandene Gleichanteile, herrührend von fremden Lichtquellen, zu unterdrücken. er Detektor erkennt und speichert den jeweils größten Meßwert eines Meßvorganges und gibt diesen en die Anzeige weiter. Ilierbei handelt es sich un ein Drehspulinstrwoent, von dessen Skala die entsprechenden Edelsteinnamen direkt abgelesen werden kennen (Figur 5).The transmitter, which is realized by an infrared light emitting diode, is driven by a square enerator. Since the light-emitting diode has no inertia, such as a light bulb, it is possible to emit a light signal even at high frequencies in a rectangular shape and fed into one @rm of the reflection probe. @ m2 @ rm the probe is fitted with an infrared photodiode. This sets the reflected Light pulses into proportional current pulses. The function of the filter circuit is the current pulses, which have the same frequency as the pulser, are amplified to pass on to the detector, however, any DC components that may be present, originating from external light sources. the detector recognizes and stores the each largest measured value of a measuring process and passes these on to the display. It is a moving coil instrument, from the scale of which the corresponding Gemstone names can be read directly (Figure 5).

Das Gerät wird von einer stabilisierten Spannungsquelle versorgt, die sämtliche Schwankungen der Temperatur und der Speisespannungsquelle (Batterie, Akkumulator oder Netz) ausgleicht.The device is supplied by a stabilized voltage source, all fluctuations in temperature and the supply voltage source (battery, Accumulator or network).

Die flexible Reflexionssonde regt mit einer Länge von 50 cm aus dem Gehäuse heraus, in welchem die gesamte Elektronik und die Anzeige-und Bedienungsinstrumente untergebracht sind.With a length of 50 cm, the flexible reflection probe excites from the Housing out in which the entire electronics and the display and operating instruments are housed.

Die Sonde ist mit einem PVC-Schutzschlauch umgeben und damit gegen mechanische Beanspruchun unempfindlich.The probe is surrounded by a PVC protective tube and thus against insensitive to mechanical stress.

Damit ist ein Gerät geschaffen, mit dem jeder geschliffene Edelstein, ganz unabhängig von seiner Form, seiner Fassung und seiner Größe, auf einfache Art und Weise zuverlässig identifiziert werden kann.This creates a device with which every cut gemstone, regardless of its shape, frame and size, in a simple way and way can be reliably identified.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims: 1. Device for the identification of ground @gems by quantitative reflection measurement using a on the gemstone directed light beam, characterized in that the light beam through a Optics is guided, and that the optics touches the C3tein.

2. Apparatus according to claim 1), characterized in that the Optics consists of a light guide system, at the end of which a lens is attached is.

3. Device according to claim 1.) or 2.), characterized in that that the light guide system consists of glass fibers.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the wavelength of the light used varies between ultraviolet and infrared including lies.

50 Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the optics touch the gemstone during the measurement.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the light enters the optics in the form of individual successive light pulses is entered.

7G device according to one of the preceding claims, characterized in that that the receiver is connected to an electronic system, which the maximum value of the respective Measurement process stores.