DE3600115A1 - Verfahren zur verstaerkten wiedergabe des gelbstiches von diamanten - Google Patents

Description

Bekanntlich hat die Farbe von Diamanten einen entscheidenden Einfluss auf ihren Handelswert, der durch einen geringen mit dem Auge kaum wahrnehmbaren Gelbstich betraechtlich vermindert wird.

Aus diesem Grunde ist es ueblich geworden, die Farbeinstufung Fachleuten zu uebertragen, die ueber eine entsprechende Ausbildung und Erfahrung verfuegen. Ihre Aufgabe ist es u.a., die Brillanten in bezug auf ihre Farbe in die verschiedenen Stufen einer sogenannten Graduierskala einzordnen.

Im Laufe der Zeit sind eine Reihe verschiedener Graduierskalen aufgestellt worden. Eine der bekanntesten reicht von -River- ueber -Top Wesselton- . . . bis nach Low Cape- fuer Steine mit einem deutlich erkennbaren Gelbstich.

Zwecks Vereinheitlichung der Bewertungen und Verbesserung der Ergebnisse erfolgt die Graduierung in der Regel durch Vergleich mit den Steinen eines Eichsatzes, deren Farben den einzelnen Stufen der Skala moeglichst genau entsprechen sollen.

Das Pruefungsergebnis wird dann im Rahmen einer sogenannten Expertise niedergelegt, wobei die Problematik solch subjektiver Methoden auf der Hand liegt.

Zum einen haengt die Einstufung von der Genauigkeit des Eichsatzes ab. Auch betraegt wegen der sehr geringen Farbunterschiede die subjektive Genauigkeit bestenfalls eine Stufe der Skala und es können schliesslich aeussere Umstaende einen Einfluss auf die Farbbewertung haben. Ausserdem erfordert die Anfertigung einer Expertise Zeit und verursacht zusaetziche Kosten.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, das von diesen Nachteilen frei ist, und das erlaubt, ein objektives Dokument zu erhalten, auf dem der Gelbstich der Brillanten anschaulich wiedergegeben wird und an Hand einer zusaetzlichen Eichskala exakt eingeordnet werden kann.

Ausgangspunkt ist dabei die spektophotometrische Erfahrung, dass der Gelbstich von Diamanten durch das sogenannte Cape Spektrum hervorgerufen wird, das eine extrem scharfe Linie bei 415 nmm aufweist wie an dem typischen Spektrum in Abb. 1 gezeigt ist.

Nach laengeren Wellenlaengen, d. h. zum sichtbaren Spektralbereich hin ist die Absorption nur noch schwach ausgepraegt und verschwindet oberhalb von 500 nm nahezu vollstaendig.

Nach dem kurzwelligen Ende des sichtbaren Spektrums nimmt die Absorption immer mehr zu und erreicht in der Gegend von 390 nm ihre maximalen Werte, die aber auf den visuell empfundenen Farbstich praktisch keinen Einfluss haben, weil das Auge in diesem Bereich nicht mehr empfindlich ist. Das Auge beurteilt den Gelbstich vielmehr nach der Lichtabsorption bei 430-480 nm, die etwa um den Faktor 10 kleiner als bei 390-410 nm.

Photographisches Verfahren.

Erfindungsgemaess wird vorgeschlagen, zur besseren Wiedergabe des Gelbstiches ein spezielles photographisches Detektionsverfahren zu verwenden.

Es soll an dieser Stelle nur kurz darauf hingewiesen werden, dass auf spektralphotometrischem Wege der Absorptionsverlauf von Diamanten genau ermittelt werden kann. Solche Verfahren sind schon seit einiger Zeit bekannt und liefern zuverlaessige Ergebnisse. Sie benoetigen aber komplizierte und kostspielige Apparaturen. Ueberdies erfordert die Auswertung viel Verstaendnis für die physikalischen Zusammenhaenge zwischen Spektralkurven und Farbeindruck, das nur an den wenigsten Stellen vorhanden ist.

Aus diesen Gruenden wurde das nachstehend beschriebene photographische Verfahren entwickelt das von all diesen Nachteilen frei ist.

Erfindungsgemaess wird die verstaerkte Darstellung des Gelbstiches von Diamanten in der Weise bewerkstelligt, dass bei der Aufnahme der Spektralbereich von ca. 415 bis 515 nm weggefiltert wird. Dabei muss die Intensitaet des langwelligen Bereiches soweit reduziert werden, dass er an die schwaechere Wirkung des kurzwelligen Teiles angeglichen wird, so dass Objekte mit einer horizontalen Remissionskurve weiss d. h. ohne merklichen Gelb- oder Blaustich wiedergegeben werden.

Bei den Aufnahmen fehlt also der Bereich von etwa 415-515 nm, auf den normalerweise die blauempflindliche Schicht der Emulsion anspricht. Diese wird hier vielmehr durch den kuerzerwelligen Bereich zwischen 380-415 nm belichtet, in dem die Diamanten mit Cape Spektrum besonders stark absorbieren und dementsprechend auf den Farbaufnahmen einen entsprechend verstaerkten Gelbeindruck hervorrufen, waehrend Diamanten ohne merkliche Cape Absorption der Klassen River oder Top Wesselton wegen des Intensitaetsabgleiches der Sppektralbereiche zu beiden Seiten des weggefilterten Anteiles von ca. 415-515 nm auf alle Schichten der farbempfindlichen Emulsion gleich stark einwirken so dass die Diamanten weiss bzw. auf Negativfilmen schwarz abgebildet werden.

Waehrend die Untergrenze des weggefilterten Bereiches mit Ruecksicht auf den Verlauf des Cape-Spektrums festliegt, haengt die langwellige Grenze von der Spektralempfindlichkeit des Blauanteiles der Emulsion ab. Die Grenze muss so gewaehlt werden, dass der Blauanteil nicht mehr oder wenigstens nicht nennenswert angeregt, der Gruen- und der Rot-Anteil dagegen moeglichst wenig beeintraechtigt wird.

Leider hat es sich herausgestellt, dass die Herstellung von Filtern mit den hier erforderlichen Spezifikationen ausserordentlich schwierig und kostspielig ist.

Erfindungsgemaess wird daher vorgeschlagen, die Lichtaufteilung mittels 2-er einzelner Filter zu bewerkstelligen, von denen das eine im 400 nm Bereich, das andere oberhalb von ca. 515 nm durchlaessig ist.

Fuer die Ausfilterung des langwelligen Bereiches eignen sich normale Gelbfilter mit steiler Anstiegskante die bei ungefaehr 515 nm liegt. Die Ueberschussenergie hinter diesem Filter kann dann durch uebliche Mittel wie Graufilter und dergl. herabgesetzt werden.

Die Darstellung des 400 nm Bereiches erfolgt erfindungsgemaess durch Interferenzfilter z. B. Breitbandfilter oder solche die den Bereich oberhalb 415 nm abschneiden wobei gegebenenfalls Blaufilter zur Unterdrueckung hoeherer Ordnungen vorgesehen werden koennen.

Die praktische Handhabung kann dabei in verschiedener Weise erfolgen. Es ist z. B. moeglich, die Aufnahmeobjekte gleichzeitig mit den beiden entsprechend gefilterten Lichtquellen zu beleuchten.

Es ist auch moeglich die Belichtung mit den zwei Spektralbereichen nacheinander vorzunehmen, indem z. B. die beiden Laternen nacheinander vor eine einzige Oeffnung des Lichtkastens gebracht werden.

Es ist auch moeglich, nur eine Lichtquelle vorzusehen, wobei dann die Filter nacheinander in den Strahlengang eingeschoben werden. Die letzteren beiden Methoden sind insofern vorteilhaft, als fuer den Lichtkasten nur eine einzige Oeffnung erforderlich ist. Es ist auch von Vorteil, dass bei den beiden letztgenannten Verfahren die raeumliche Strahlungsverteilung fuer beide Spektralbereiche praktisch gleich ist wodurch eine identische Ausleuchtung der Proben sichergestellt ist.

Schliesslich ist es auch moeglich, die Filter nicht im Beleuchtungs- sondern im Aufnahmestrahlengang einzuschalten, d. h. in diesem Fall vor der Linse der Aufnahmekamera.

Als Lichtquellen kommen fuer den kurzwelligen Anteil solche mit intensiver kurzwelliger Emission in Frage also z. B. mit hoher Farbtemperatur betriebene Halogenlampen oder auch Xenonblitzlampen. Wichtig ist in jedem Fall, dass dafuer gesorgt wird, dass der Bereich oberhalb 415 nm auf den normalerweise die blauempfindliche Schicht der Emulsion anspricht, vollstaendig weggefiltert wird.

Auch hinsichtlicht der Auswahl des Aufnahmematerials gibt es einige Kriterien.

Bei diversen Farbfilmen wird die UV-Empfindlichkeit durch oberflaechlich aufgebrachte Schutzschichten mehr oder weniger unterdrueckt. Dabei wird zuweilen auch der hier angesprochene Uebergangsbereich zwischen dem UV und dem Violett soweit in Mitleidenschaft gezogen, dass das Material fuer die hier beschriebene Aufnahmetechnik ungeeignet ist.

Von Natur aus reicht die Empfindlichkeit der blauempfindlichen Emulsion bis weit ins UV und es laesst sich durch Probeaufnahmen leicht feststellen, ob eine das Verfahren stoerende Schutzschicht vorhanden ist. In den meisten Faellen geben auch die Angaben der Hersteller ausreichende Informationen.

Eichskala

Farbaufnahmen fallen bekanntlich nicht immer gleich aus, auch dann nicht, wenn sie mit dem hier beschriebenen Verfahren angefertigt werden. Um zu einer einheitlichen Berwertung zu kommen, wird erfindungsgemaess eine Eichskala mitphotographiert, gegen die dann die einzelnen Diamanten ausgewertet werden.

Im einfachsten Fall kann die Eichskala aus den einzelnen Steinen eines zur konventionellen Graduierung benutzten Eichsatzes bestehen. Es ist aber auch moeglich eine Eichskala aus Lackaufstrichen mit entsprechender kurzwelliger Absorption zusammenzustellen.

Eine solche Skala liesse sich z. B. aus Mischungen der beiden Titanpigmente Anatas und Rutil von denen das erste den Bereich um 400 nm nur unwesentlich, das zweite dagegen sehr stark absorbiert, herstellen.

Aufnahmeapparatur

Bei der Ausgestaltung der Aufnahmeappearatur muss den besonderen Bedingungen bei der Aufnahme von geschliffenen Diamanten Rechnung getragen werden. Wegen des hohen Brechnungsindex und des auf die Bildung von intensiven Reflexen ausgelegten Schliffes haben die Brillanten eine Vielzahl intensiver Reflexe, die bei der Ausbeutung der Aufnahmen ausserordentlich stoerend sind. Es muss daher fuer ein Hoechstmass an diffuser Beleuchtung und Vermeidung jeglichen direkten Lichteinfalls auf die Steine Sorge getragen werden.

Erfindungsgemaess besteht daher die Aufnahmeapparatur aus einem von weissen Waenden ausgekleideten Kasten oder Kugel auf deren einer Seite die Proben und diesen gegenueber das Objektiv der Kamera angeordnet sind. Etwa unter 90 Grad dazu hat die Kugel oder der Lichtkasten eine oder mehrere Oeffnungen fuer die Beleuchtungsvorrichtungen. Dabei haengt es von den Umstaenden ab, ob man zwei Lichtquellen mit den oben beschriebenen Filtern oder eine Lichtquelle mit 2 Filtern die nacheinander in den Strahlengang gebracht werden, vorsieht. In diesen Faellen laesst sich der Intensitaetsabgleich besonders einfach durch Anpassung der Belichtungszeiten fuer die beiden Filterbereiche ermoeglichen.

Im Falle einer optimalen Aufnahmevorrichtung erscheinen die Brillanten als helle Scheibchen ohne jegliche Eisenreflexe. Lediglich einige dunkle Flecken, die die Reflexe des Objektives darstellen, das als schwarze Flaeche wirkt, sind nicht zu vermeiden, aber auch nicht sehr stoerend.

Was die Scharfeinstellung und die richtige Belichtungszeit anlangt, so kann man hier auf die bewaehrten Hilfsmittel wie automatische Belichtungsmesser und Entfernungsmesser zurueckgreifen. Dabei ist zu beruecksichtigen, dass uebliche Belichtungsmesser nicht auf den Bereich um 400 nm ansprechen. hierfuer muss die Belichtungszeit vielmehr durch einige Testaufnahmen bestimmt werden.

Erfindungsbeispiel.

In Abb. 2 ist ein Beispiel fuer die Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei dem die zu untersuchenden Diamenten a auf einem in der Hoehe verstellbaren Tischchen b aufgelegt sind, das durch eine Oeffnung c in einen von weissen Waenden gebildeten Lichtkasten d eingeschoben werden kann. Der Lichtkasten hat einige weitere Oeffnungen e fuer die beiden Beleuchtungssysteme f,g und das Objektiv h der Aufnahmekamera, die auf der Oberseite des Lichtkastens montiert ist.

Die beiden Beleuchtungssysteme, die hier der Anschaulichkeit uebereinander statt neben einander dargestellt sind, bestehen aus den Lichtquellen i,j den Filtern k,l und den Lampengehaeusen m,n. Durch Schatter o,p wird dafuer gesorgt, dass kein direktes Licht von den Lichtquellen auf die Proben fallen kann.

Zum Vergleich sind auf dem Tischchen b graduierte Diamenten r oder Muster aus Lackaufstrichen s deren Eichdaten zuvor ermittelt worden sind, angeordnet.

Belichtungszeit und relative Intensitaeten der beiden Beleuchtungs- sind erfindungsgemaess so gegeneinander abgeglichen, dass fuer weisse Vorlagen bzw. Diamanten ohne messbaren Farbstich auch weiss wiedergegeben werden.

Sofortbild-Kleinbild- oder andere Kameras koennen verwendet werden. auch spielt es keine Rolle, ob man Positiv- oder Negativ- Aufnahmematerial verwendet, solange seine Empfindlichkeit nicht durch UV-Schutzschichten fuer den 400 nm Bereich unterdrueckt ist.

Claims (8)

1. Patentanspruch 1
   Verfahren zur Anfertigung von Farbaufnahmen von Schmuckdiamanten auf denen der von Hause aus minimale Galbstich derart verstaerkt herauskommt, dass bereits Steine der niederen Farbklassen deutlich voneinander unterschieden werden koennen, dadurch gekennzeichnet, dass fuer die Aufnahmen der Wellenlaengenbereich zwischen ca. 415-515 nm komplett eliminiert wird und dass das Intensitaetsverhaelt- der beiden Bereiche unterhalb von ca. 415 nm und oberhalb von ca. 515 nm so gegeneinander abgeglichen wird, dass Objekte mit horizontaler Remissionskurve im Bereich von ca. 400-700 nm neutral und ohne Farbstich wiedergegeben werden.
2. Patentanspruch 2
   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung der in Anspruch 1 spezifizierten Spektralverteilung mittels 2er diskreter Spektralbereiche erfolgt, deren einer im Bereich zwischen ca. 380-415 nm liegt und der andere durch ein oberhalb von ca. 515 nm durchlaessiges Gelbfilters mit moeglichst steiler Absorptionskante ausgeblendet wird, wobei mit an und fuer sich bekannten Mitteln wie z. B. Graufilter oder dergl. ein Intensitaetsangleich an den viel schwaecheren Teilbereich in der 400 nm Gegend bewerkstelligt wird.
3. Patentanspruch 3
   Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterdrueckung von die Auswertung erschwerenden Reflexen von den Facetten die Brillanten moeglichst diffus beleuchtet werden, wobei die Proben in einer Ulbrichtkugel oder in einem mit weissen Waenden ausgekleideten Lichtkasten angeordnet werden, der gleichmaessig ausgeleuchtet wird, wobei gegebenenfalls zur Vermeidung stoerender Reflexe Schatter angeordnet werden, die dafuer sorgen dass kein direktes Licht von der oder den Strahlungsquellen auf die Steine fallen kann.
4. Patentanspruch 4
   Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ulbrichtkugel bzw. der Lichtkasten mittels 2-er Lichtquellen, die ausserhalb der Kugel oder des Lichtkastens angebracht sind und von denen die eine im Bereich zwischen ca. 390 und 415 die andere oberhalb von ca. 515 nm emittierten, beleuchtet wird.
5. Patentanspruch 5
   Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung der Ulbrichtkugel bzw. des Lichtkastens mit den beiden Spektralbereichen nicht gleichzeitig sondern zeitlich hintereinander geschieht, wobei die beiden Lichtquellen nacheinander vor die Lichteintrittsoeffnungen gebracht oder die beiden Filter nacheinander in den Strahlengang einer einzigen Lichtquelle eingeschoben werden.
6. Patentanspruch 6.
   Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Lichtquellen Xenon Blitzlampen sind.
7. Patentanspruch 7
   Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermoeglichung einer quantitativer Auswertung Vergleichsmuster mit aufgenommen werden, die entweder aus einem Satz von zum Graduieren verwendeter Eichsteine oder aus Aufstrichen eines Weissen Lackes mit im nahen UV liegender Absorptionskante, dessen spektrale Remissionskurve durch Zusatz von Rutil- und gegebenenfalls von reinen gruenstichigen Gelbpigmenten den verschiedenen Stufen der Graduierskala moeglichst gut angepasst ist, besteht.
8. Patentanspruch 8
   Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamanten mit weissem Licht beleuchtet werden und die Filterung am Ort des Objektives der Aufnahmekamera erfolgt.