JP2593267B2 - 物体検査装置及び方法 - Google Patents
物体検査装置及び方法Info
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 一般的には、本発明は物体のスペクトル特性を検出す
ることにより物体を検査あるいは分類することに関す
る。しかしそれだけではなく、本発明は特に、例えばダ
イヤモンドをダイヤモンド状の類似体から区別したり天
然ダイヤモンドと人造ダイヤモンドを区別したりする如
き、ダイヤモンドのような宝石用原石を識別することに
関する。WO86/07457は、適当な励起放射により照射され
た試料から放出されるラマン信号を目視により検出する
ことにより、ダイヤモンドをダイヤモンド状の類似体か
ら区別する方法を開示している。ラマン放出は励起放出
の励起波長の両側にストークス信号及び非ストークス信
号と呼ばれる２つのピークを有している。ストークス信
号は非ストークス信号よりも非常に強いが、それでもま
だ非常に弱い。問題の一つは、もしダイヤモンド状類似
体が発光しても、発光背景に対して適当なラマンピーク
を識別することは非常に難しいということである。
ることにより物体を検査あるいは分類することに関す
る。しかしそれだけではなく、本発明は特に、例えばダ
イヤモンドをダイヤモンド状の類似体から区別したり天
然ダイヤモンドと人造ダイヤモンドを区別したりする如
き、ダイヤモンドのような宝石用原石を識別することに
関する。WO86/07457は、適当な励起放射により照射され
た試料から放出されるラマン信号を目視により検出する
ことにより、ダイヤモンドをダイヤモンド状の類似体か
ら区別する方法を開示している。ラマン放出は励起放出
の励起波長の両側にストークス信号及び非ストークス信
号と呼ばれる２つのピークを有している。ストークス信
号は非ストークス信号よりも非常に強いが、それでもま
だ非常に弱い。問題の一つは、もしダイヤモンド状類似
体が発光しても、発光背景に対して適当なラマンピーク
を識別することは非常に難しいということである。
ダイヤモンド類似体はダイヤモンドに似た反射特性を
有する密度の濃い非ダイヤモンド材料（例えば金属酸化
物、特に二酸化ジルコニア）よりなる。人造ダイヤモン
ドは実際、工業的方法により製造されるダイヤモンド材
料（即ち炭素結晶）よりなる。
有する密度の濃い非ダイヤモンド材料（例えば金属酸化
物、特に二酸化ジルコニア）よりなる。人造ダイヤモン
ドは実際、工業的方法により製造されるダイヤモンド材
料（即ち炭素結晶）よりなる。
WO86/07457に開示された技術はダイヤモンドをダイヤ
モンド状類似体から区別するためだけに適している。全
ての天然あるいは人造のダイヤモンドは適当な励起照射
が照射された時にラマン放出を呈し、この技術では区別
ができない。
モンド状類似体から区別するためだけに適している。全
ての天然あるいは人造のダイヤモンドは適当な励起照射
が照射された時にラマン放出を呈し、この技術では区別
ができない。
発明 本発明の第１の面はクレーム1,2,15,16,39又は40に記
載の物体の分類のための方法と装置、及びクレーム18,2
6,35又は36に記載された物体の検査のための方法と装置
を提供する。好適な、そして／又は付加的特徴がクレー
ム３乃至14,17,19乃至25及び27及び28に記載されてい
る。
載の物体の分類のための方法と装置、及びクレーム18,2
6,35又は36に記載された物体の検査のための方法と装置
を提供する。好適な、そして／又は付加的特徴がクレー
ム３乃至14,17,19乃至25及び27及び28に記載されてい
る。
少なくとも好適な形態においては、本発明により、少
しの科学的または技術的な訓練を受けた作業者がダイヤ
モンド及び他の適合する宝石用原石を検査し分類するこ
とができる。
しの科学的または技術的な訓練を受けた作業者がダイヤ
モンド及び他の適合する宝石用原石を検査し分類するこ
とができる。
本発明の第１の面の第１実施例によれば、物体は誘導
放射にさらされ、物体の放出／発光が検査される。ダイ
ヤモンド類似体からダイヤモンドを区別したい場合は、
可視スペクトル内でラマン活性化を起こすレーザを使用
することが望まれる；適当なラマン波長は514.5nmで動
作するアルゴンイオンレーザにより生じる約552.4nmで
あり、一般的にはレーザ波長は450nmから1064nmの間で
あるがこの範囲外のこともある。
放射にさらされ、物体の放出／発光が検査される。ダイ
ヤモンド類似体からダイヤモンドを区別したい場合は、
可視スペクトル内でラマン活性化を起こすレーザを使用
することが望まれる；適当なラマン波長は514.5nmで動
作するアルゴンイオンレーザにより生じる約552.4nmで
あり、一般的にはレーザ波長は450nmから1064nmの間で
あるがこの範囲外のこともある。
変更可能なフィルタを通過した帯域は変更されるの
で、検知される信号は、物体又は宝石用原石が例えばダ
イヤモンドであるか、または適切な波長でラマン放出を
示さず発光しないダイヤモンド類似体であるか、又は発
光するダイヤモンド類似体であるかにより著しく異な
る。このことは後で図と共に説明する。
で、検知される信号は、物体又は宝石用原石が例えばダ
イヤモンドであるか、または適切な波長でラマン放出を
示さず発光しないダイヤモンド類似体であるか、又は発
光するダイヤモンド類似体であるかにより著しく異な
る。このことは後で図と共に説明する。
他の方法を使用することも可能であるが、通過する帯
域を変更する簡単な方法はフィルタを光軸に対して垂直
な軸に関し傾斜させることである。狭帯域通過フィルタ
を用いることにより、フィルタが光軸に対して正確に方
向づけされた時はカットオフは最も鮮明に規定され；フ
ィルタが傾斜しているので、通過した帯域の中心は変化
し、帯域は広くなる−この帯域の広がりは本発明の好適
な実施例には必要ではないが付帯的な効果である。
域を変更する簡単な方法はフィルタを光軸に対して垂直
な軸に関し傾斜させることである。狭帯域通過フィルタ
を用いることにより、フィルタが光軸に対して正確に方
向づけされた時はカットオフは最も鮮明に規定され；フ
ィルタが傾斜しているので、通過した帯域の中心は変化
し、帯域は広くなる−この帯域の広がりは本発明の好適
な実施例には必要ではないが付帯的な効果である。
本発明の第１の面の第２実施例によれば、物体は長波
長紫外線／スペクトルの可視領域の光により照射され、
物体の吸収スペクトルは物体に吸収される光の強度を測
定することにより調べられることもある。
長紫外線／スペクトルの可視領域の光により照射され、
物体の吸収スペクトルは物体に吸収される光の強度を測
定することにより調べられることもある。
物体は主供給電源から離れたランプにより照射される
こともある。ランプへの供給電源電圧の変化はランプの
放射源の温度を変化させ、よって出力エネルギーのスペ
クトル分布が変化してしまう。透過される波長の比のよ
うな変数が、スペクトルの変化により誘発される誤りに
対する補正を行えるように、この変化に対する対策がと
られるべきである。物体の吸収スペクトルの観察を２回
以上行うことにより、ランプの変化によるどのようなス
ペクトルの遷移も検知でき補正できる。
こともある。ランプへの供給電源電圧の変化はランプの
放射源の温度を変化させ、よって出力エネルギーのスペ
クトル分布が変化してしまう。透過される波長の比のよ
うな変数が、スペクトルの変化により誘発される誤りに
対する補正を行えるように、この変化に対する対策がと
られるべきである。物体の吸収スペクトルの観察を２回
以上行うことにより、ランプの変化によるどのようなス
ペクトルの遷移も検知でき補正できる。
天然ダイヤモンドを人造ダイヤモンドと区別する場合
は、吸収（或いは等価的に透過）スペクトルは415.5nm
及び少なくとも二つの僅かに異なる基準波長、例えば41
0nm及び418.5nmにおける吸収を測定することにより観測
することもできる。特有な吸収の明確な確認を助けるた
め、吸収は互いに非常に近い三つの波長において測定さ
れる。415.5nmはIaAB型のダイヤモンドの特性である非
常に強い吸収である。410nm及び418.5nmはこの特有な吸
収の吸収ピークの外側に位置し、したがって吸収は比較
的低い。一般的に、IaABと異なるダイヤモンドは415.5n
mにおいて非常に強い吸収を示すことはなく、ある程度
の吸収があった場合でも410nm及び418.5nmにおける吸収
とそれ程変わらないであろう。
は、吸収（或いは等価的に透過）スペクトルは415.5nm
及び少なくとも二つの僅かに異なる基準波長、例えば41
0nm及び418.5nmにおける吸収を測定することにより観測
することもできる。特有な吸収の明確な確認を助けるた
め、吸収は互いに非常に近い三つの波長において測定さ
れる。415.5nmはIaAB型のダイヤモンドの特性である非
常に強い吸収である。410nm及び418.5nmはこの特有な吸
収の吸収ピークの外側に位置し、したがって吸収は比較
的低い。一般的に、IaABと異なるダイヤモンドは415.5n
mにおいて非常に強い吸収を示すことはなく、ある程度
の吸収があった場合でも410nm及び418.5nmにおける吸収
とそれ程変わらないであろう。
従って、IaAB型のダイヤモンドは明確に区別でき、こ
のダイヤモンドの等級のダイヤモンドは本来実際上常に
天然であるため、本発明の第１の面の第２実施例は、全
てのダイヤモンドを、絶対的に天然ダイヤモンドよりな
る等級か、天然であるかないかもしれないダイヤモンド
を含む等級に分類する。このことを以下に更に説明す
る。
のダイヤモンドの等級のダイヤモンドは本来実際上常に
天然であるため、本発明の第１の面の第２実施例は、全
てのダイヤモンドを、絶対的に天然ダイヤモンドよりな
る等級か、天然であるかないかもしれないダイヤモンド
を含む等級に分類する。このことを以下に更に説明す
る。
装置は少数の部品しか有しないので使用も構造も非常
に簡単となるであろう。装置全体は台の上に乗せて使用
するのに適当な約25x10x15cmのスペースしか占領しない
であろう。使用方法は操作者の卓越した技術を必要とせ
ず、結果を迅速に出すのに適している。
に簡単となるであろう。装置全体は台の上に乗せて使用
するのに適当な約25x10x15cmのスペースしか占領しない
であろう。使用方法は操作者の卓越した技術を必要とせ
ず、結果を迅速に出すのに適している。
本発明の第２の面は、ダイヤモンドをクレーム29,31,
37又は38に記載のように絶対的に天然であるか絶対的に
は天然では無いというように分類する方法及び装置を提
供する。好適な、そして／又は付加的特徴がクレーム30
及び32乃至34に記載されている。
37又は38に記載のように絶対的に天然であるか絶対的に
は天然では無いというように分類する方法及び装置を提
供する。好適な、そして／又は付加的特徴がクレーム30
及び32乃至34に記載されている。
本発明の第１の面の第２実施例と同様に、ダイヤモン
ドの415.6nmにおける吸収が計測されダイヤモンドの大
きさを表すある変数、例えば重量、又は少なくとも一つ
の基準波長に於ける吸収を基準として正規化される。上
述のように、最良の結果を得るために２つ以上の基準波
長が調べられるべきである。例えば、410nm及び418.5nm
における吸収が計測される。従って、照射器の変化によ
るどのようなスペクトルの遷移も検知でき補正できる。
代わりに、単一の基準波長（例えば410nm）を測ること
もあり、ランプの温度変化によるスペクトルの変化はラ
ンプからの放射を直接サンプリングすることにより検知
される。
ドの415.6nmにおける吸収が計測されダイヤモンドの大
きさを表すある変数、例えば重量、又は少なくとも一つ
の基準波長に於ける吸収を基準として正規化される。上
述のように、最良の結果を得るために２つ以上の基準波
長が調べられるべきである。例えば、410nm及び418.5nm
における吸収が計測される。従って、照射器の変化によ
るどのようなスペクトルの遷移も検知でき補正できる。
代わりに、単一の基準波長（例えば410nm）を測ること
もあり、ランプの温度変化によるスペクトルの変化はラ
ンプからの放射を直接サンプリングすることにより検知
される。
本発明は本発明の第１及び第２の面の方法のどのよう
な或いはすべての操作を実行する組み合わせ装置をも提
供する。
な或いはすべての操作を実行する組み合わせ装置をも提
供する。
図面 本発明は添付の図面を参照しながら実施例により更に
説明される。
説明される。
図１は本発明の第１の面の第１実施例による装置の簡
略側面図である。
略側面図である。
図２は図１の二つのフィルタを通過する帯域を示す。
図3a乃至3cは発光しないダイヤモンドが検査された時
に図１においてどの様になるか、信号位置、信号の無い
位置、及び揺動の結果を示す。
に図１においてどの様になるか、信号位置、信号の無い
位置、及び揺動の結果を示す。
図4a乃至4cは同様であるが、発光するダイヤモンドの
場合を示す。
場合を示す。
図5a乃至5cは同様であるが、発光しないダイヤモンド
類似体の場合を示す。
類似体の場合を示す。
図6a乃至6cは同様であるが、発光するダイヤモンド類
似体の場合を示す。
似体の場合を示す。
図７はIb型ダイヤモンドの吸収スペクトルの一部の例
を示す。
を示す。
図８はIaAB型ダイヤモンドの吸収スペクトルの一部の
例を示す。
例を示す。
図９はIaAB型ダイヤモンドの410nmから420nmの間の高
分解透過スペクトルを示す。
分解透過スペクトルを示す。
図10は本発明の第１の面の第２実施例による宝石用原
石観測用装置を示す。
石観測用装置を示す。
図11は図12の装置の第１及び第２の位置にあるフィル
タを示す。
タを示す。
図12は図10及び11のフィルタの帯域通過特性の入射角
による変化を示す。
による変化を示す。
図13は曲線を適合させる三つの観測を示す。
図14は本発明の第２の面による装置の簡略図である。
図15は本発明の第２の面の他の実施例を示す。
図16は第１又は第２及び第３の面の使用のフローチャ
ートを示す。
ートを示す。
図１乃至６ 図１はドップ２上の、514.5nm（図２の９で示す）で
動作するアルゴンイオンレーザのようなレーザが照射さ
れた石１を示し、それによりもし石１が誘導波長におい
て発光可能な場合は石１の発光を誘発する。石１は、レ
ーザ波長の光を通さないレーザブロッキングフィルタ４
（例えばスコットOG530は514.5nmにおけるレーザ光を通
さない）及び、例えばアメリカ合衆国のアンドーバーコ
ーポレーションにより製造された552.4nmを中心とする1
nmFWHM4キャビティーデザインの狭帯域通過フィルタ５
を通して肉眼で観察される。狭帯域通過フィルタ５はそ
の光軸に垂直な軸６に対して傾斜でき、駆動装置７はフ
ィルタ５を揺動または振動させる。
動作するアルゴンイオンレーザのようなレーザが照射さ
れた石１を示し、それによりもし石１が誘導波長におい
て発光可能な場合は石１の発光を誘発する。石１は、レ
ーザ波長の光を通さないレーザブロッキングフィルタ４
（例えばスコットOG530は514.5nmにおけるレーザ光を通
さない）及び、例えばアメリカ合衆国のアンドーバーコ
ーポレーションにより製造された552.4nmを中心とする1
nmFWHM4キャビティーデザインの狭帯域通過フィルタ５
を通して肉眼で観察される。狭帯域通過フィルタ５はそ
の光軸に垂直な軸６に対して傾斜でき、駆動装置７はフ
ィルタ５を揺動または振動させる。
狭帯域通過フィルタ５の帯域通過はフィルタ５の光軸
に平行または傾斜した入射光の波長λに対する透過率ζ
のグラフを示した図２に示される。連続した線はフィル
タが光軸または目視線に垂直に適切に設定された時の通
過帯域を示す。フィルタ５は、552.4nmにおけるラマン
放出（ストークス）の中心とされた約1nmの狭帯域（最
大透過率の半分の高さで測定される）を通過させる。こ
の設定により、検出可能な放射波長の狭帯域が通過でき
ることがわかる−この場合、検出可能な放射は目視によ
り検出できる放射である。
に平行または傾斜した入射光の波長λに対する透過率ζ
のグラフを示した図２に示される。連続した線はフィル
タが光軸または目視線に垂直に適切に設定された時の通
過帯域を示す。フィルタ５は、552.4nmにおけるラマン
放出（ストークス）の中心とされた約1nmの狭帯域（最
大透過率の半分の高さで測定される）を通過させる。こ
の設定により、検出可能な放射波長の狭帯域が通過でき
ることがわかる−この場合、検出可能な放射は目視によ
り検出できる放射である。
フィルタ５が軸６に対して傾斜することにより、その
光学的特性はそのカットオンが低い波長に移動し通過帯
域は広くなるように変更される−これは図２の点線で示
される。
光学的特性はそのカットオンが低い波長に移動し通過帯
域は広くなるように変更される−これは図２の点線で示
される。
フィルタ５は図２の連続線で表される第１の設定から
図２の点線で表される第２の設定に揺動されるように設
定される。この揺動は手動により行われるか、或いは図
１に示すようにモータ駆動装置７により行われる。
図２の点線で表される第２の設定に揺動されるように設
定される。この揺動は手動により行われるか、或いは図
１に示すようにモータ駆動装置７により行われる。
図3a−3cは石１が非−発光ダイヤモンドの場合に生ず
ることを示す。図3a及び3bはλに対するτのグラフであ
り、一方図3cは時間ｔに対する強度ｉのグラフである。
ストークス放射（放射８におけるピークとして示され
る）は、フィルタ５が第１の設定である時に通過し、よ
って信号が存在する（図3a）。フィルタ５が第２の設定
である時は、ストークス放射８は阻止され、信号は存在
しない（図3b）。フィルタ５が第１と第２の設定の間で
揺動され、dcシフトの無い略短形波信号が存在する、即
ち谷はゼロ強度である（図3c）。
ることを示す。図3a及び3bはλに対するτのグラフであ
り、一方図3cは時間ｔに対する強度ｉのグラフである。
ストークス放射（放射８におけるピークとして示され
る）は、フィルタ５が第１の設定である時に通過し、よ
って信号が存在する（図3a）。フィルタ５が第２の設定
である時は、ストークス放射８は阻止され、信号は存在
しない（図3b）。フィルタ５が第１と第２の設定の間で
揺動され、dcシフトの無い略短形波信号が存在する、即
ち谷はゼロ強度である（図3c）。
もし石１が発光するダイヤモンドの場合、フィルタ５
がラマン及び発光背景をなす垂直入射（図4a）の時に信
号が存在する。フィルタ５が傾斜した時（図4b）は、発
光背景に相当する信号が生成される。フィルタ５が第１
と第２の設定の間で揺動するので、谷が非−ゼロ強度の
略短形波信号（図4c）が存在する。
がラマン及び発光背景をなす垂直入射（図4a）の時に信
号が存在する。フィルタ５が傾斜した時（図4b）は、発
光背景に相当する信号が生成される。フィルタ５が第１
と第２の設定の間で揺動するので、谷が非−ゼロ強度の
略短形波信号（図4c）が存在する。
石１が発光しないダイヤモンド類似体の場合、全く信
号は存在しない。（図5a乃至5c）。
号は存在しない。（図5a乃至5c）。
石１が発光するダイヤモンド類似体の場合、フィルタ
５の第１の設定において信号が存在する。しかし、フィ
ルタ５は第１の設定から第２の設定に徐々に移動するの
で、帯域通過幅はそのピーク透過が僅かに下がると同時
に僅かに増加する；多くの場合良好な第１の近似に対し
総集積光透過は不変であり背景発光スペクトルからの全
信号は略一定である。よって、信号は図6cのようにな
る。
５の第１の設定において信号が存在する。しかし、フィ
ルタ５は第１の設定から第２の設定に徐々に移動するの
で、帯域通過幅はそのピーク透過が僅かに下がると同時
に僅かに増加する；多くの場合良好な第１の近似に対し
総集積光透過は不変であり背景発光スペクトルからの全
信号は略一定である。よって、信号は図6cのようにな
る。
人間の目の代わりに適当なフォト検出器10が使用でき
る。フォト検出器は図３乃至６に示される信号の全ての
型を区別するため処理装置に連結できる。
る。フォト検出器は図３乃至６に示される信号の全ての
型を区別するため処理装置に連結できる。
図７乃至９ ダイヤモンドを分類する一つの方法はそれらの分光特
性による。可視領域におけるダイヤモンドの吸収スペク
トルはその色を決定する。ある程度までは、ダイヤモン
ドのそれぞれの型は構造の範囲、濃度及び不純物欠陥の
構成に関連することは可能である。この方法におけるダ
イヤモンドの分析は以下の分類をもたらす。
性による。可視領域におけるダイヤモンドの吸収スペク
トルはその色を決定する。ある程度までは、ダイヤモン
ドのそれぞれの型は構造の範囲、濃度及び不純物欠陥の
構成に関連することは可能である。この方法におけるダ
イヤモンドの分析は以下の分類をもたらす。
Ｉ型 この一般的な型の等級は１−フォノン領域（1332cm-1
以下）における赤外吸収を誘発する観測可能な欠陥を有
したダイヤモンドの等級として限定される。欠陥はダイ
ヤモンドの成長過程において炭素原子の代わりに窒素原
子が結晶格子の中に組み込まれることから生じる。天然
のＩ型ダイヤモンドは典型的に数百から数千ppmの窒素
を含む。人造ダイヤモンドにおける窒素含有量はダイヤ
モンドを合成する過程で制御される。これにより人造ダ
イヤモンドにおいては窒素原子含有量の範囲は数百から
実際上ゼロとなる。
以下）における赤外吸収を誘発する観測可能な欠陥を有
したダイヤモンドの等級として限定される。欠陥はダイ
ヤモンドの成長過程において炭素原子の代わりに窒素原
子が結晶格子の中に組み込まれることから生じる。天然
のＩ型ダイヤモンドは典型的に数百から数千ppmの窒素
を含む。人造ダイヤモンドにおける窒素含有量はダイヤ
モンドを合成する過程で制御される。これにより人造ダ
イヤモンドにおいては窒素原子含有量の範囲は数百から
実際上ゼロとなる。
Ｉ型の一般的な等級は以下の２次型に分けられる。
Ib型 この型のダイヤモンドにおいては炭素単原子は格子全
体に亘って不規則に窒素単原子に置き代わる。これは長
波長紫外線領域の強度の増加（図７）に連続する600nm
付近から始まる光学的吸収を増大させる。これはあるダ
イヤモンドに見られるカナリーイエロー色と呼ばれる色
を増大させる。ダイヤモンドは高温高圧の条件で形成さ
れ、このような条件でダイヤモンドが保持された場合に
は不純物窒素原子は集まる傾向にある。天然ダイヤモン
ドは通常地質学上かなりな期間このような平衡状態に保
持され、従って、Ib型のダイヤモンドは自然には稀少で
ある（全ての天然ダイヤモンドの１％よりずっと少な
い）。一方、人造ダイヤモンド平衡状態には保持され
ず、従って殆どの人造ダイヤモンドはIb型である。
体に亘って不規則に窒素単原子に置き代わる。これは長
波長紫外線領域の強度の増加（図７）に連続する600nm
付近から始まる光学的吸収を増大させる。これはあるダ
イヤモンドに見られるカナリーイエロー色と呼ばれる色
を増大させる。ダイヤモンドは高温高圧の条件で形成さ
れ、このような条件でダイヤモンドが保持された場合に
は不純物窒素原子は集まる傾向にある。天然ダイヤモン
ドは通常地質学上かなりな期間このような平衡状態に保
持され、従って、Ib型のダイヤモンドは自然には稀少で
ある（全ての天然ダイヤモンドの１％よりずっと少な
い）。一方、人造ダイヤモンド平衡状態には保持され
ず、従って殆どの人造ダイヤモンドはIb型である。
Ia型 この等級は窒素がより複雑な欠陥を形成するように移
動するダイヤモンドを含む。Ia型のダイヤモンドにはＡ
形態とＢ形態という窒素欠陥の２つの主要な形態が発見
された。Ａ形態は最近隣の置換可能な位置にある一対の
窒素原子よりなる。窒素原子のＢ型式は空位の周囲に存
在する四つの置換可能な窒素原子の複合よりなると考え
られる。Ａ型欠陥のＢ型欠陥に対する濃度の比は連続的
に変化し、連続の末端はIaA型とIaB型に分類される。純
粋なIaB型ダイヤモンドは非常に稀少である。人造のIb
型ダイヤモンドは高温高圧処理によりIaA型に変換する
ことができる。
動するダイヤモンドを含む。Ia型のダイヤモンドにはＡ
形態とＢ形態という窒素欠陥の２つの主要な形態が発見
された。Ａ形態は最近隣の置換可能な位置にある一対の
窒素原子よりなる。窒素原子のＢ型式は空位の周囲に存
在する四つの置換可能な窒素原子の複合よりなると考え
られる。Ａ型欠陥のＢ型欠陥に対する濃度の比は連続的
に変化し、連続の末端はIaA型とIaB型に分類される。純
粋なIaB型ダイヤモンドは非常に稀少である。人造のIb
型ダイヤモンドは高温高圧処理によりIaA型に変換する
ことができる。
IaA型ダイヤモンドはスペクトルの可視領域内では吸
収を有しないため無色である。Ｂ中心に関して殆ど可視
吸収が無く、結果としてIaBダイヤモンドは無色であ
る。大部分の天然ダイヤモンドはＡ及びＢ中心を含んで
おりIaAB型として知られている。窒素欠陥の２つの主要
な欠陥の形態に加え、それらは窒素の集積過程の２つの
“副生成物”、プレートレット及びN3中心、を含む。プ
レートレットは間隙状プレーナ欠陥であり、立方体面上
の数十nmの直径である。これらは赤外スペクトルにおけ
るピークを増加させる。N3中心はおそらく空位をとりま
く３つの共−プレーナ窒素原子よりなる。N3中心は、41
5.5nmにおける鋭いゼロ−フォノン線とともに490nmから
350nmまでの間での吸収を増大させる。この青／紫領域
での吸収は、天然ダイヤモンドの殆どに多かれ少なかれ
現れるいわゆるケープイエロー色の原因となる（図
８）。図９はより詳細なIaAB型のダイヤモンドの415.5n
m吸収を示す高分解透過スペクトルである。約415.5nmに
おける透過に強い減少があり、透過は他の波長、例えば
410nmにおいてはるかに高い。
収を有しないため無色である。Ｂ中心に関して殆ど可視
吸収が無く、結果としてIaBダイヤモンドは無色であ
る。大部分の天然ダイヤモンドはＡ及びＢ中心を含んで
おりIaAB型として知られている。窒素欠陥の２つの主要
な欠陥の形態に加え、それらは窒素の集積過程の２つの
“副生成物”、プレートレット及びN3中心、を含む。プ
レートレットは間隙状プレーナ欠陥であり、立方体面上
の数十nmの直径である。これらは赤外スペクトルにおけ
るピークを増加させる。N3中心はおそらく空位をとりま
く３つの共−プレーナ窒素原子よりなる。N3中心は、41
5.5nmにおける鋭いゼロ−フォノン線とともに490nmから
350nmまでの間での吸収を増大させる。この青／紫領域
での吸収は、天然ダイヤモンドの殆どに多かれ少なかれ
現れるいわゆるケープイエロー色の原因となる（図
８）。図９はより詳細なIaAB型のダイヤモンドの415.5n
m吸収を示す高分解透過スペクトルである。約415.5nmに
おける透過に強い減少があり、透過は他の波長、例えば
410nmにおいてはるかに高い。
IIa型 この等級は窒素が1ppmの位の微量しか存在しないダイ
ヤモンドよりなる。しばしば可視スペクトルの短い側の
波長の端部に背景吸収の形があり、これらのダイヤモン
ドのいくつかをほぼ茶色にする。このダイヤモンド中に
窒素が殆ど無いことは自然には殆ど起こらないが（２％
以下の天然ダイヤモンドがIIa型である）、人造ダイヤ
モンドの製造では確実にできる。
ヤモンドよりなる。しばしば可視スペクトルの短い側の
波長の端部に背景吸収の形があり、これらのダイヤモン
ドのいくつかをほぼ茶色にする。このダイヤモンド中に
窒素が殆ど無いことは自然には殆ど起こらないが（２％
以下の天然ダイヤモンドがIIa型である）、人造ダイヤ
モンドの製造では確実にできる。
IIb型 これは自然における半導体ダイヤモンドの極く稀な等
級である。ダイヤモンドは半導体アクセプタ中心とし
て、アクセプタ中心における光電離スペクトルの終部に
よるダイヤモンドを青色系にする微量のホウ素を含む。
IIb型ダイヤモンドは一般的に天然であるが、付加され
たホウ素を含む人造ダイヤモンドは製造可能である。
級である。ダイヤモンドは半導体アクセプタ中心とし
て、アクセプタ中心における光電離スペクトルの終部に
よるダイヤモンドを青色系にする微量のホウ素を含む。
IIb型ダイヤモンドは一般的に天然であるが、付加され
たホウ素を含む人造ダイヤモンドは製造可能である。
大部分の天然ダイヤモンドはIaABとIaA型であり、僅
かに約２％がII,Ib又はIaB型である。
かに約２％がII,Ib又はIaB型である。
図10 図10は本発明の第１の面の第２実施例による装置の概
略図であり、完成されたダイヤモンドを絶対的に天然か
または絶対的には天然ではないかの分類をするよう設定
されている。ダイヤモンド12は適当な波長のハロゲンラ
ンプ13によって発生された放射で照射される。照射する
放射はダイヤモンドに光ファイバ14を介して供給され、
ブリリアントカットダイヤモンドの場合には、光はダイ
ヤモンドの台を介して供給される。ブリリアントカット
ダイヤモンドはその台を介して検査されるよう意図さ
れ、最大量の光が台15から外されたダイヤモンドの下面
によって反射されるように形成される。ダイヤモンドの
吸収スペクトルを検討するために、第２の光ファイバ16
がダイヤモンドから放たれた光を台15を介して集光する
ために設けられる。透過された光は光ファイバ16を介し
てフィルタ18を含む検出器装置17に供給される。光電子
増倍管又は他の光検出器19がフィルタ18によって通過さ
せられた光の強度に依存する信号を与えるために設けら
れ、その信号は増幅器20に供給され次にマイクロプロセ
ッサ21に供給される。フィルタ18は軸25について回転可
能であり異なる波長で光を透過させる。回転はモータ22
又は手によって駆動され得る。モータ22はマイクロプロ
セッサ21によって制御され得、変換器23はフィルタ18の
位置を示す信号を与えるために設けたシャフトエンコー
ダ又は同様のものよりなる。装置によってなされる読取
りが簡単に示され容易に理解されるように、信号をマイ
クロプロセッサから受ける視覚的表示装置（VDU）24が
設けられてもよい。図11に示されるごとく、フィルタ18
はその光軸26に垂直な軸25について（18′にて示される
ごとく）傾斜された位置に回転され得る。このフィルタ
18の帯域通過特性はフィルタの光軸26と入射光27の間の
角度θと共に変化する。図12は様々なθの値でのCWL＝4
18.5nmフィルタの帯域通過特性を示す。θが増加するに
つれて、透過の最大はより低い波長に移動し、透過最大
はその強度が減少し、及び通過される帯域の幅は増加さ
れることが見ることができる。フィルタに関するθ＝０
である最大の半分での全幅は1nmである。このようなフ
ィルタは米国のオメガオプティカルカンパニーで製造さ
れる。
略図であり、完成されたダイヤモンドを絶対的に天然か
または絶対的には天然ではないかの分類をするよう設定
されている。ダイヤモンド12は適当な波長のハロゲンラ
ンプ13によって発生された放射で照射される。照射する
放射はダイヤモンドに光ファイバ14を介して供給され、
ブリリアントカットダイヤモンドの場合には、光はダイ
ヤモンドの台を介して供給される。ブリリアントカット
ダイヤモンドはその台を介して検査されるよう意図さ
れ、最大量の光が台15から外されたダイヤモンドの下面
によって反射されるように形成される。ダイヤモンドの
吸収スペクトルを検討するために、第２の光ファイバ16
がダイヤモンドから放たれた光を台15を介して集光する
ために設けられる。透過された光は光ファイバ16を介し
てフィルタ18を含む検出器装置17に供給される。光電子
増倍管又は他の光検出器19がフィルタ18によって通過さ
せられた光の強度に依存する信号を与えるために設けら
れ、その信号は増幅器20に供給され次にマイクロプロセ
ッサ21に供給される。フィルタ18は軸25について回転可
能であり異なる波長で光を透過させる。回転はモータ22
又は手によって駆動され得る。モータ22はマイクロプロ
セッサ21によって制御され得、変換器23はフィルタ18の
位置を示す信号を与えるために設けたシャフトエンコー
ダ又は同様のものよりなる。装置によってなされる読取
りが簡単に示され容易に理解されるように、信号をマイ
クロプロセッサから受ける視覚的表示装置（VDU）24が
設けられてもよい。図11に示されるごとく、フィルタ18
はその光軸26に垂直な軸25について（18′にて示される
ごとく）傾斜された位置に回転され得る。このフィルタ
18の帯域通過特性はフィルタの光軸26と入射光27の間の
角度θと共に変化する。図12は様々なθの値でのCWL＝4
18.5nmフィルタの帯域通過特性を示す。θが増加するに
つれて、透過の最大はより低い波長に移動し、透過最大
はその強度が減少し、及び通過される帯域の幅は増加さ
れることが見ることができる。フィルタに関するθ＝０
である最大の半分での全幅は1nmである。このようなフ
ィルタは米国のオメガオプティカルカンパニーで製造さ
れる。
従って、フィルタ18がモータ22による角度θの変化に
よって傾斜された場合、ダイヤモンドの吸収スペクトル
の領域は走査されサンプリングされ得る。
よって傾斜された場合、ダイヤモンドの吸収スペクトル
の領域は走査されサンプリングされ得る。
図10に示される装置はダイヤモンドがIaAB型に属する
又はしないとして分類することに使用され得る。図12に
示される帯域通過特性を有するフィルタ18が使用され、
もって415.5nmでの光の吸収を表示する信号が導き出さ
れ得る。単独では、この信号はそれが正規化されること
が無い場合あまり有用な情報を与えないが、それは信号
がダイヤモンドのサイズと共に変化するからである。更
に、IaAB型のダイヤモンドは415.5nmでの吸収係数がそ
れ自体の間で大きく変化し、IaAB型ダイヤモンドをこの
一つの修正されていない吸収信号のみを基準にして明確
に識別するような決定的な範囲が割り当てられ得ない。
従って、第２の測定が例えば410nmの基準波長でなされ
る。これは完全に吸収ピーク415.5nmの外側にありより
高いエネルギのものである。一般には、IaAB型以外のダ
イヤモンドに関しては415.5nm及び410nmでの測定は、違
いが全く無かった場合にはより高い波長での吸収はより
低く、サイズでは非常に類似していると予測されたであ
ろう。IaAB型ダイヤモンドの場合には、より長い波長で
の吸収は余程強いと予測される。よって、410nmより41
5.5nmで余程強い吸収を与えるダイヤモンドはIaAB型で
あると分類され得る。
又はしないとして分類することに使用され得る。図12に
示される帯域通過特性を有するフィルタ18が使用され、
もって415.5nmでの光の吸収を表示する信号が導き出さ
れ得る。単独では、この信号はそれが正規化されること
が無い場合あまり有用な情報を与えないが、それは信号
がダイヤモンドのサイズと共に変化するからである。更
に、IaAB型のダイヤモンドは415.5nmでの吸収係数がそ
れ自体の間で大きく変化し、IaAB型ダイヤモンドをこの
一つの修正されていない吸収信号のみを基準にして明確
に識別するような決定的な範囲が割り当てられ得ない。
従って、第２の測定が例えば410nmの基準波長でなされ
る。これは完全に吸収ピーク415.5nmの外側にありより
高いエネルギのものである。一般には、IaAB型以外のダ
イヤモンドに関しては415.5nm及び410nmでの測定は、違
いが全く無かった場合にはより高い波長での吸収はより
低く、サイズでは非常に類似していると予測されたであ
ろう。IaAB型ダイヤモンドの場合には、より長い波長で
の吸収は余程強いと予測される。よって、410nmより41
5.5nmで余程強い吸収を与えるダイヤモンドはIaAB型で
あると分類され得る。
ダイヤモンドを照射するのに使用されるランプ13は、
例えばスピンドラアンドホイヤレンズ063097を用いた12
ボルト、12ワットのソーンのM64型のハロゲンランプで
よい。この種のランプは可視スペクトルの赤端部におけ
るピークに関して略3,000Kで動作する。観測される波長
は熱放射曲線の急勾配部にある。従って、ランプの温度
が、仮に電源の摂動のために3,200Kに移った場合、曲線
の形状は変化し、光の観測される波長での強度は全く著
しく変化し、二つの照射波長の間の強度の比は変化し、
もってこれらの波長でダイヤモンドによって吸収される
放射の強度に基づく読取りは誤りとなり得る。この誤り
の検出のために、第３の測定が、例えば418.5nmの波長
でなされ得る。一連の測定の全てが418.5乃至410nmの領
域内でなされ、吸収が結果としてマイクロプロセッサ21
によって操作されるカーブフィッティング技術によって
読み取られ、415.5nm吸収が事実存在するか否かを検出
することが好ましい。
例えばスピンドラアンドホイヤレンズ063097を用いた12
ボルト、12ワットのソーンのM64型のハロゲンランプで
よい。この種のランプは可視スペクトルの赤端部におけ
るピークに関して略3,000Kで動作する。観測される波長
は熱放射曲線の急勾配部にある。従って、ランプの温度
が、仮に電源の摂動のために3,200Kに移った場合、曲線
の形状は変化し、光の観測される波長での強度は全く著
しく変化し、二つの照射波長の間の強度の比は変化し、
もってこれらの波長でダイヤモンドによって吸収される
放射の強度に基づく読取りは誤りとなり得る。この誤り
の検出のために、第３の測定が、例えば418.5nmの波長
でなされ得る。一連の測定の全てが418.5乃至410nmの領
域内でなされ、吸収が結果としてマイクロプロセッサ21
によって操作されるカーブフィッティング技術によって
読み取られ、415.5nm吸収が事実存在するか否かを検出
することが好ましい。
この技術のより進歩的な適用において、フィルタ18は
高速（3,000rpm）でその軸25について回転され、（変換
器23によってフィルタの角度θから推論できる）様々な
波長での光の吸収が幾度も繰り返して測定されてマイク
ロプロセッサによって記憶される。よってほんの３読取
りの代わりに、多量のデータが即座に簡単に得られ、そ
れは統計的技術によって分析され得、ダイヤモンドの吸
収特性上より正確な情報を提供する。これは検査の再現
可能性を向上させ誤りを減少させる。
高速（3,000rpm）でその軸25について回転され、（変換
器23によってフィルタの角度θから推論できる）様々な
波長での光の吸収が幾度も繰り返して測定されてマイク
ロプロセッサによって記憶される。よってほんの３読取
りの代わりに、多量のデータが即座に簡単に得られ、そ
れは統計的技術によって分析され得、ダイヤモンドの吸
収特性上より正確な情報を提供する。これは検査の再現
可能性を向上させ誤りを減少させる。
マイクロプロセッサ21は読取りを直接比較し、ダイヤ
モンドが天然であるか又は更に検査する必要があるかの
表示の信号を生成するようプログラムされ得、又は全て
の読取りがVDT24上に数字で又はグラフィカルに示され
てもよい。
モンドが天然であるか又は更に検査する必要があるかの
表示の信号を生成するようプログラムされ得、又は全て
の読取りがVDT24上に数字で又はグラフィカルに示され
てもよい。
図13はどのようにして410,415.5及び418.5nmでの３測
定がマイクロプロセッサにおいて、ダイヤモンドのこの
スペクトルの領域における吸収特性を示す曲線をプロッ
トするのに用いられ得、もって415.5nmでの吸収が明確
に識別され得るかを示す。
定がマイクロプロセッサにおいて、ダイヤモンドのこの
スペクトルの領域における吸収特性を示す曲線をプロッ
トするのに用いられ得、もって415.5nmでの吸収が明確
に識別され得るかを示す。
３吸収曲線が、ケープイエロー色を強度の度合の変化
と共に示すIaAB型ダイヤモンドに関して示される。
と共に示すIaAB型ダイヤモンドに関して示される。
第３の波長及びカーブフィッティング技術を使用した
第１及び第２の波長測定の修正の代わりに、ランプ13の
スペクトルが、基準チャネルを使用して直接サンプルさ
れてもよい。第３の光ファイバが、ランプ13から検出器
へ直接導いて使用されてもよく、それはデータをマイク
ロプロセッサ21に通す。
第１及び第２の波長測定の修正の代わりに、ランプ13の
スペクトルが、基準チャネルを使用して直接サンプルさ
れてもよい。第３の光ファイバが、ランプ13から検出器
へ直接導いて使用されてもよく、それはデータをマイク
ロプロセッサ21に通す。
ダイヤモンドがIaAB型か否かを分類し得ることは宝石
細工人又は他の職人にとって天然ダイヤモンドを識別す
ることにおいて役に立つが、それは大多数の天然ダイヤ
モンドが等級IaABに属し、及び（欠陥の複雑さ及び成長
に長い時間を要するという事実のため）人造ダイヤモン
ドは実際上IaAB型ではない。よって本発明の装置は上述
のごとくに設定され得、全てのダイヤモンドを二つの等
級： 絶対的に天然； 或は天然、或は人造； のうちの一つに分割する。
細工人又は他の職人にとって天然ダイヤモンドを識別す
ることにおいて役に立つが、それは大多数の天然ダイヤ
モンドが等級IaABに属し、及び（欠陥の複雑さ及び成長
に長い時間を要するという事実のため）人造ダイヤモン
ドは実際上IaAB型ではない。よって本発明の装置は上述
のごとくに設定され得、全てのダイヤモンドを二つの等
級： 絶対的に天然； 或は天然、或は人造； のうちの一つに分割する。
図10の装置によって第２の等級に分類される天然ダイ
ヤモンドの数は非常に少なく（略２％）、Ia,Ib,IIa,II
b及びIaA又はIaB型ダイヤモンドよりなり、それらは全
て非常にまれである。
ヤモンドの数は非常に少なく（略２％）、Ia,Ib,IIa,II
b及びIaA又はIaB型ダイヤモンドよりなり、それらは全
て非常にまれである。
図10の装置は又、ケープダイヤモンドの色の測定に、
415.5nm吸収の強さの測定によって使用され得る。
415.5nm吸収の強さの測定によって使用され得る。
図10に示される装置において、ランプ13は、スピンド
ラアンドホイヤリミテッドによって製造されたレンズ06
3097を使用し、M64型の、ソーンによって製造された、1
2ボルト、12ワットのハロゲンランプとすればよい。適
当な光ファイバケーブルがスコットによって製造されて
いる。検出器17中で示されるレンズは、左から右へ、各
々レンズ063097,及びレンズ063045であり、双方はスピ
ンドラアンドホイヤによって製造されている。光電子増
倍管19は浜松KKによって製造されている型のものとし得
る。
ラアンドホイヤリミテッドによって製造されたレンズ06
3097を使用し、M64型の、ソーンによって製造された、1
2ボルト、12ワットのハロゲンランプとすればよい。適
当な光ファイバケーブルがスコットによって製造されて
いる。検出器17中で示されるレンズは、左から右へ、各
々レンズ063097,及びレンズ063045であり、双方はスピ
ンドラアンドホイヤによって製造されている。光電子増
倍管19は浜松KKによって製造されている型のものとし得
る。
図14 図14はダイヤモンドを本発明の第２の面によって分類
する装置を示す。この装置において、放射はソース28に
よって生成され、ミラー29を介し、赤外線を除外するた
めの広い帯域通過フィルタ30a又はダイナミックレンジ
を制御するための赤外線フィルタを有するアパーチャ30
bを有するホイール30を介してシステムに供給される。
ホイール30はモータ31によって異なる、赤外線フィルタ
を又有するアパーチャサイズ30cを提供するために回転
され得る。放射は図10の設備と同様の入力アーム32及び
出力アーム33を有する光ファイバシステムに沿って通過
する。ダイヤモンド34は放射が照射され透過された放射
は光ファイバシステムによって集められ波長415.5nmの
放射を通過させる狭帯域通過フィルタ35aを介して光電
子増倍管36に供給される。光電子増倍管36からの信号は
37で増幅され視覚的表示装置39と共に動作し得るマイク
ロプロセッサ38に供給される。図14の装置の使用に際
し、フィルタを傾斜させる代わりに、僅かに異なる帯域
通過特性、例えば410nm及び418.5nmの第２及び第３の狭
帯域通過フィルタ35b及び35cが、ダイヤモンド34と光電
子増倍管36との間に、モータ31を使用してフィルタホイ
ール35を回転させることによって挿入されてもよい。フ
ィルタホイール35は図10の装置のごとく多量の測定を得
るために高速（例えば3,000rpm）で回転され得る。よっ
て図10の装置と同様に、特有の波長415.5nm及び基準波
長410nm及び418.5nmでの吸収での吸収を表示する信号が
得られ、比較され得る。第１の信号が第２の信号及び第
３の信号よりも高い場合、415.5nmでの強い吸収が識別
されよってダイヤモンドがIaAB型であり天然であるとし
て分類される。他の型のダイヤモンドは非常に異なる41
5.5nm,418.5nm及び410nm信号を与えず或は天然又は或は
人造として分類される。
する装置を示す。この装置において、放射はソース28に
よって生成され、ミラー29を介し、赤外線を除外するた
めの広い帯域通過フィルタ30a又はダイナミックレンジ
を制御するための赤外線フィルタを有するアパーチャ30
bを有するホイール30を介してシステムに供給される。
ホイール30はモータ31によって異なる、赤外線フィルタ
を又有するアパーチャサイズ30cを提供するために回転
され得る。放射は図10の設備と同様の入力アーム32及び
出力アーム33を有する光ファイバシステムに沿って通過
する。ダイヤモンド34は放射が照射され透過された放射
は光ファイバシステムによって集められ波長415.5nmの
放射を通過させる狭帯域通過フィルタ35aを介して光電
子増倍管36に供給される。光電子増倍管36からの信号は
37で増幅され視覚的表示装置39と共に動作し得るマイク
ロプロセッサ38に供給される。図14の装置の使用に際
し、フィルタを傾斜させる代わりに、僅かに異なる帯域
通過特性、例えば410nm及び418.5nmの第２及び第３の狭
帯域通過フィルタ35b及び35cが、ダイヤモンド34と光電
子増倍管36との間に、モータ31を使用してフィルタホイ
ール35を回転させることによって挿入されてもよい。フ
ィルタホイール35は図10の装置のごとく多量の測定を得
るために高速（例えば3,000rpm）で回転され得る。よっ
て図10の装置と同様に、特有の波長415.5nm及び基準波
長410nm及び418.5nmでの吸収での吸収を表示する信号が
得られ、比較され得る。第１の信号が第２の信号及び第
３の信号よりも高い場合、415.5nmでの強い吸収が識別
されよってダイヤモンドがIaAB型であり天然であるとし
て分類される。他の型のダイヤモンドは非常に異なる41
5.5nm,418.5nm及び410nm信号を与えず或は天然又は或は
人造として分類される。
図14の装置で使用されるランプ28、光ファイバケーブ
ル32、33及び光電子増倍管36は、図10に示される特定の
実施例において使用されているものと同一としてよい。
スピンドラアンドホイヤミラー29を使用してもよい。
ル32、33及び光電子増倍管36は、図10に示される特定の
実施例において使用されているものと同一としてよい。
スピンドラアンドホイヤミラー29を使用してもよい。
図15は本発明の第２の面に関して使用される装置の代
わりの実施例を示し、参照番号が図14におけるものと同
じ意味を有するが、二つだけの狭帯域フィルタがホイー
ル35に含められ、二つだけの吸収測定がなされる。追加
の基準チャネル40が設けられそれはソース28からの光を
フィルタホイール35を介して光電子増倍管36に方向付け
る。次にマイクロプロセッサ38にランプ28のスペクトル
の特性上で情報が、測定がなされる時に直接与えられ
る。
わりの実施例を示し、参照番号が図14におけるものと同
じ意味を有するが、二つだけの狭帯域フィルタがホイー
ル35に含められ、二つだけの吸収測定がなされる。追加
の基準チャネル40が設けられそれはソース28からの光を
フィルタホイール35を介して光電子増倍管36に方向付け
る。次にマイクロプロセッサ38にランプ28のスペクトル
の特性上で情報が、測定がなされる時に直接与えられ
る。
図16 図16は完成されたダイヤモンドを本発明の第１及び第
２の面を用いて分類するためのフローチャートを示す。
ダイヤモンドはまず41でその色の条件で分析される。二
つの等級42.43が生成され、それらは次に（それらの、
＋0.5ctラフダイヤモンドに対するインテークフィギア
から導き出される予測されるパーセンテージとしての算
出と共に）示す色のタイプからなる： 等級１ 黄色に色付けられた白（72％） ファンシーイエロー（0.1％以下） 茶色（略１％） 緑及び黄緑（0.1％以下） ピンク（0.1％以下） 等級２ 色無し（27％） 青（0.1％以下） 等級１のダイヤモンドは415.5nm検査を44で受け、絶
対的天然（IaAB型）であるダイヤモンドの等級及び絶対
的には天然ではないダイヤモンドの等級を45及び46で生
成する。等級２ダイヤモンドには絶対的に天然ではない
として除かれる。
２の面を用いて分類するためのフローチャートを示す。
ダイヤモンドはまず41でその色の条件で分析される。二
つの等級42.43が生成され、それらは次に（それらの、
＋0.5ctラフダイヤモンドに対するインテークフィギア
から導き出される予測されるパーセンテージとしての算
出と共に）示す色のタイプからなる： 等級１ 黄色に色付けられた白（72％） ファンシーイエロー（0.1％以下） 茶色（略１％） 緑及び黄緑（0.1％以下） ピンク（0.1％以下） 等級２ 色無し（27％） 青（0.1％以下） 等級１のダイヤモンドは415.5nm検査を44で受け、絶
対的天然（IaAB型）であるダイヤモンドの等級及び絶対
的には天然ではないダイヤモンドの等級を45及び46で生
成する。等級２ダイヤモンドには絶対的に天然ではない
として除かれる。
本発明は上記に純粋に例示として述べられ、本発明の
精神の範囲内での変更がなされ得る。本発明は又、ここ
に述べられ又は含蓄され又は図面に示され又は含蓄され
た個々の全ての特徴、又はそれらの特徴の組み合せ、又
はそのような特徴又は組み合せの普遍の全てにある。
精神の範囲内での変更がなされ得る。本発明は又、ここ
に述べられ又は含蓄され又は図面に示され又は含蓄され
た個々の全ての特徴、又はそれらの特徴の組み合せ、又
はそのような特徴又は組み合せの普遍の全てにある。
フロントページの続き (73)特許権者 999999999 ウェルボーン，クリストファー マーク イギリス国 バークス エスエル６ ３ キューエフ メイドンヘッド リトルウ イック グリーン ブレッドクロフト レーン ティズバーン コテージ (72)発明者 スミス，マーチン フィリップ イギリス国 バークシャー アールジー 10 ８ビービー ウォーグレイブ ハミ ルトン ロード 18番地 (72)発明者 スミス，ロビン ワインクリフ イギリス国 サリー シーアール０ ６ エックスジェイ クロイドン アウトラ ム ロード 79番地 (72)発明者 ウェルボーン，クリストファー マーク イギリス国 バークス エスエル６ ３ キューエフ メイドンヘッド リトルウ イック グリーン ブレッドクロフト レーン ティズバーン コテージ (56)参考文献 特開 昭62−22034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144446（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−23270（ＪＰ，Ｂ２) 特表 平３−504046（ＪＰ，Ａ)
Claims (23)
- 【請求項１】複数の波長の放射で完成した又は一部加工
したダイヤモンドを照射し； 狭帯域通過フィルタを介して該完成した又は一部加工し
たダイヤモンドによって透過される放射を観測し、該フ
ィルタを介して通過された該波長を変更し、透過された
放射は実質的に完成した又は一部加工したダイヤモンド
の特定の等級の特有の波長に対応する第１の波長で及び
少なくとも二つの基準波長で観測され、該基準波長及び
該第１の波長が互いに接近し、該基準波長での観測は該
第１の波長での観測と組み合わされ、もって該完成した
又は一部加工したダイヤモンドのサイズから実質的に独
立した信号を供給し；及び 該完成した又は一部加工したダイヤモンドを、該信号に
応じて、絶対的に天然か又は絶対的には天然ではないか
分類するダイヤモンド分類方法。 - 【請求項２】複数の波長の放射で該完成した又は一部加
工したダイヤモンドを照射し； 狭帯域通過フィルタを介して該完成した又は一部加工し
たダイヤモンドによって透過される放射を観測し、該フ
ィルタを介して通過される該帯域を変更し、透過された
放射は実質的に完成した又は一部加工したダイヤモンド
の特定の等級の特有の波長に対応する第１の波長で及び
少なくとも一つの基準波長で観測され、該基準波長での
該観測は該第１の波長での該観測と組み合わされ、もっ
て該完成した又は一部加工したダイヤモンドのサイズか
ら実質的に独立した信号を供給し； 該完成した又は一部加工したダイヤモンドによって該特
有の及び基準波長で透過された放射の繰り返した観測を
行い、もって複数の該信号を供給し、該複数の信号を別
々に記録し；及び 該完成した又は一部加工したダイヤモンドを該信号に応
じて絶対的に天然か又は絶対的には天然ではないか分類
するダイヤモンド分類方法。 - 【請求項３】更に該完成した又は一部加工したダイヤモ
ンドを少なくとも一つの第２の基準波長で観測する請求
項第２項に記載の方法。 - 【請求項４】該フィルタはその光軸に垂直な軸について
傾斜され該フィルタによって通過される放射の帯域を変
更する請求項第1,2又は３項に記載の方法。 - 【請求項５】該フィルタは第１の位置と第２の位置との
間で一つの位置から他の位置に傾斜される請求項第４項
に記載の方法。 - 【請求項６】該完成した又は一部加工したダイヤモンド
によって該第１の波長及び該基準波長で透過される放射
の強度が観測され、該基準波長は実質的に該特定の等級
の物体の吸収スペクトルにおける特有の波長に対応する
吸収ピークの外側にある請求項第１又は３乃至５項のう
ち何れか１項に記載の方法。 - 【請求項７】該完成した又は一部加工したダイヤモンド
は、該第１の波長で吸収される放射の強度が該基準波長
より大きい場合に絶対的に天然であると分類される請求
項第６項に記載の方法。 - 【請求項８】ダイヤモンドを検査するための請求項第１
乃至７項のうち何れか１項に記載の方法。 - 【請求項９】該第１の波長は実質的に415.5nmに等し
く、該特定の等級はIaAB型ダイヤモンドよりなる請求項
第８項に記載の方法。 - 【請求項１０】該ダイヤモンドを実質的に410nmに等し
い基準波長で観測する請求項第９項に記載の方法。 - 【請求項１１】更に該第２の波長での該観測を使用し該
第１の波長及び該基準波長での該観測を修正し、該完成
した又は一部加工したダイヤモンドを照射する放射にお
けるスペクトル変化について考慮する請求項第１又は３
乃至10のうち何れか１項に記載の方法。 - 【請求項１２】該完成した又は一部加工したダイヤモン
ドは該第１の波長及び該二つの基準波長を含む多数の波
長で観測される請求項第１又は３乃至11項のうち何れか
１項に記載の方法。 - 【請求項１３】該フィルタによって通過させられる該波
長は該第１及び第２の基準波長を含む波長の組の各波長
によって幾つかの倍数がサイクルされ； 該完成した又は一部加工したダイヤモンドの複数の観測
は該組の該波長の各々でなされ；及び 該組の該波長での観測は完成した又は一部加工したダイ
ヤモンドを絶対的に天然か又は絶対的には天然ではない
か分類するのに用いられる該請求項第12項に記載の方
法。 - 【請求項１４】該第１の位置は該フィルタが該光軸に垂
直であることに対応する請求項第５項に記載の方法。 - 【請求項１５】複数の波長の放射で該完成した又は一部
加工したダイヤモンドを照射する手段と； 該完成した又は一部加工したダイヤモンドによって完成
した又は一部加工したダイヤモンドの第１の等級の特有
の波長に実質的に対応する第１の波長及び少なくとも二
つの基準波長で透過される光の強度に依存する信号を与
え、狭帯域通過フィルタ及び該フィルタによって通過さ
せられる該波長を変更する手段よりなり、該フィルタは
第１の位置における該第１の波長の放射及び二つの更な
る位置における該基準波長の放射を通過させ、該基準波
長及び該第１の波長は互いに接近する手段と； 該信号が入力され、該基準波長での観測を該第１の波長
での観測と組み合せ、組み合わされた実質的に該完成し
た又は一部加工したダイヤモンドのサイズから独立した
信号を供給し、該完成した又は一部加工したダイヤモン
ドを、該組み合わされた信号を基準として絶対的に天然
か又は絶対的には天然ではないか分類する計算手段とよ
りなるダイヤモンド分類装置。 - 【請求項１６】複数の波長の放射で該物体を照射する手
段と、該完成した又は一部加工したダイヤモンドによっ
て完成した又は一部加工したダイヤモンドの特定の等級
の特有な波長に実質的に対応する第１の波長及び少なく
とも一つの基準波長で透過される光の強度に依存する強
度信号を与え、狭帯域通過フィルタ及び該フィルタによ
って通過させられる該波長を変更する手段とよりなり、
該狭帯域通過フィルタは第１の位置における該第１の波
長の放射及び第２の位置における該基準波長の放射を通
過させ、該フィルタによって通過させられる該波長を変
更する該手段は該フィルタを該第１の位置と第２の位置
との間で繰り返しサイクルさせ、もって該信号を与える
手段は複数の該強度信号を供給する手段と、該複数の強
度信号が入力され、該強度信号を記憶させ、該強度信号
を組み合せ、実質的に該物体のサイズから独立した組み
合わされた信号を供給し、該完成した又は一部加工した
ダイヤモンドを該組み合わされた信号を基準として絶対
的に天然か又は絶対的には天然ではないか分類する計算
手段とよりなるダイヤモンド分類装置。 - 【請求項１７】請求項第３乃至第14項のうち何れか１項
に記載の方法を実行するように構成された請求項第15又
は16項に記載の装置。 - 【請求項１８】該ダイヤモンドを照射し； 該ダイヤモンドによって実質的に415.5nmに等しい波長
で吸収される放射の強度に依存する信号を導き出し； 該信号を該ダイヤモンドのサイズを表示するパラメータ
を基準として正規化し；及び 該ダイヤモンドを天然又は人造であり得るダイヤモンド
の等級に属するとして又は絶対的に天然であるダイヤモ
ンドの等級に属するとして、該正規化された信号を基準
として分類する、ダイヤモンド分類方法。 - 【請求項１９】該信号は該信号を少なくとも一つの基準
信号と比較することによって正規化され、該基準信号は
該ダイヤモンドによって実質的にIaAB型ダイヤモンドの
吸収スペクトルにおける415.5nmに対応する吸収ピーク
の外側の波長で吸収される放射の強度に依存する請求項
第18項に記載の方法。 - 【請求項２０】該ダイヤモンドを照射する手段と； 実質的に415.5nmに等しい波長で該ダイヤモンドによっ
て吸収される放射の強度に依存する信号を与える手段
と； 該信号を該ダイヤモンドのサイズを表示するパラーメタ
を基準として正規化し、もって該ダイヤモンドが天然又
は人造ダイヤモンドよりなる第１の等級に属するとして
又は天然ダイヤモンドのみよりなる第２の等級に属する
として、該正規化された信号を基準として、分類され得
る手段とよりなるダイヤモンド分類装置。 - 【請求項２１】415.5nmで吸収される放射の該強度に依
存する信号を与える手段は実質的に415.5nmに等しい波
長で放射を通過させるフィルタよりなる請求項第20項に
記載の装置。 - 【請求項２２】該ダイヤモンドによって実質的にIaAB型
ダイヤモンドの吸収スペクトルにおける415.5nmでの吸
収ピークの外側の波長で吸収される放射の強度に依存す
る基準信号を与える手段と；該信号と該基準信号とを比
較する手段とよりなり、宝石用原石が該信号が該基準信
号より大きい場合に該第２の等級に属するとして分類さ
れる請求項第20項に記載の装置。 - 【請求項２３】該フィルタを、実質的に415.5nmと異な
る波長の光を通過させるために傾斜させる手段よりなる
請求項第22項に記載の装置。
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