JP6041909B2 - 宝石類の観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイヤモンドなど宝石類の品質を評価するための観察装置に関する。

従来より、宝石用のダイヤモンドの品質を評価するために、ダイヤモンドの重量、カラーグレード、クラリティグレード、およびカットグレードの４つの項目が主として用いられる。さらに、寸法、カット形状、および蛍光性の３つ項目が追加されることもある。カットグレードにおいては、自動測定器を用いて各ファセットのサイズや角度が計測され、また宝石専用の双眼顕微鏡を用いて目視による検査などが行われる。

また、宝石鑑定に用いる装置として、ダイヤモンドをカメラで撮像して得た宝石画像と位置情報または輝度情報とに基づいて、プロセッサで品質情報を算出する装置が提案されている（特許文献１）。

また、宝石の通常に観察される面に白色光を照射し、宝石中で反射した光を通常の距離で観察する位置で写真撮影する装置が提案されている（特許文献２）。

また、ダイヤモンドをホルダにより垂下支持した状態でその下方から照明し、ダイヤモンドのカット部からの反射光をダイヤモンド下方のスクリーンに撮像パターンとして着像させ、その撮像パターンを観察してダイヤモンドの品質を評価することが提案されている（特許文献３）。

特開平７−２３９３０３号公報 特開２００２−４８７２１号公報 特開２００３−４２９６４号公報

しかし、上に述べた特許文献１および２の装置によると、ダイヤモンドそれ自体の形状模様を表す画像を観察するものであるので、人がダイヤモンド自体を凝視したときの評価とは一致するが、ダイヤモンドが光を反射したときの周囲への輝き方と正確に一致するものではない。

また、特許文献３によると、ダイヤモンドのカット部からの反射光を一旦スクリーンに着像させてその撮像パターンを観察するので、ダイヤモンドの反射光による周辺への輝き方が直接に観察されることとなる。

ところが、特許文献３では、ダイヤモンドをホルダの把持部により垂下支持するのであるが、ダイヤモンドのパビリオン部は、通常、円錐形状であるため、垂下支持が極めて困難である。しかし特許文献３には、把持部による具体的な把持構造または把持方法については開示がないため、例えば接着剤などを用いることが必須であると考えられる。接着剤を用いた場合には、それがダイヤモンドの汚れとなってダイヤモンドの品質に影響を与えてしまう。また、把持部として特殊な装置が開発されたとしても、把持部が複雑となりそれによるコストが装置コストとして跳ね返ってくることとなり、しかも把持部へのダイヤモンドの着脱が容易でないことが予想される。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成によってダイヤモンドなど宝石類の反射光による周辺への輝き方を直接に容易に観察することのできる観察装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る観察装置は、宝石類を載置するための透明な材料からなる載置板と、前記載置板の下側において前記載置板と平行状態で配置され、上面に前記宝石類からの射出光を投影するためのスクリーン面が形成され中央部に光透過用の穴が設けられたスクリーン板と、前記スクリーン板の下方に配置され前記穴を通して前記載置板の上に載置された前記宝石類に光ビームを投射するための投射光源と、前記載置板または前記スクリーン板を互いの平行状態を保ったままで移動させてこれらの相対距離を変化させるための移動支持装置と、を有し、前記スクリーン面に投影された前記宝石類からの射出光による像を、透明な前記載置板を介して観察するように構成されてなる。

好ましくは、前記宝石類はダイヤモンドであり、前記載置板には、その上側の表面であって前記穴の位置に対応した位置において、前記ダイヤモンドのテーブル面が接触して載置される。

また好ましくは、前記スクリーン板の位置は固定されており、前記移動支持装置は、前記載置板を移動させる。

本発明によると、簡単な構成によってダイヤモンドなど宝石類の反射光による周辺への輝き方を直接に容易に観察することのできる観察装置を提供することができる。

本発明に係る第１実施形態の観察装置の構成の例を示す正面図である。 第１実施形態の観察装置の平面図である。 第１実施形態の観察装置の部分拡大図である。 第１実施形態においてカメラにより撮影される像の範囲を示す図である。 カメラにより撮影された像の例を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の観察装置の構成の例を示す正面図である。 第２実施形態においてカメラにより撮影される像の範囲を示す図である。

〔第１実施形態〕
図１〜図３には、本発明に係る第１実施形態の観察装置１の構成の例が示されている。図１は観察装置１の正面図、図２は平面図、図３は部分拡大図である。

図１および図２において、観察装置１は、基台１１、スクリーン板１２、載置板１３、移動支持装置１４、投射光源１５、およびカメラ台１６などを備える。

基台１１は、観察装置１の基板となる部分である。本実施形態における基台１１は、鉄またはアルミニウム合金などの金属材料、合成樹脂、木材などによって、平面視が矩形の板状に形成され、机または床などの上面に設置可能となっている。

スクリーン板１２は、載置板１３の下側において載置板１３と平行状態で配置され、上面にダイヤモンドなど宝石類からの射出光ＳＫを投影するためのスクリーン面１２１が形成され、中央部に光透過用の穴１２３が設けられている。

スクリーン面１２１として、拡散型（マットスクリーン）、回帰型（ビーズスクリーン）、その他の型式のスクリーンを用いることが可能である。本実施形態では、スクリーン板１２の材料として、厚さが数ｍｍ程度のアルミニウム合金の板を用い、その表面（上面）に白色の塗料を塗布して少しつやのある平坦面に仕上げることにより、スクリーン面１２１を形成している。しかし、材料として、不透明な合成樹脂板や木板などを用いてもよい。また、スクリーン板１２として、スクリーン面１２１を形成した樹脂フィルムを、板材の表面に貼り付けて構成してもよい。本実施形態において、スクリーン板１２は一辺の長さが３０〜１００ｃｍ程度である。

穴１２３は、投射光源１５からの光をダイヤモンドＤＭに入射させるためのものであり、ダイヤモンドＤＭの上方からカメラで撮影するときに投射光源１５からの直射光が写らないよう、ダイヤモンドＤＭの直径よりも小さくなっている。穴１２３は、円形であり、その直径は、ダイヤモンドＤＭの直径にもよるが、１〜３ｍｍ程度である。なお、穴１２３の形状を、４角形、８角形、他の多角形、楕円形などとすることも可能である。

本実施形態において、スクリーン板１２は、基台１１上において、スペーサ１２４、１２４…を介して固定されている。

載置板１３は、その上面の中央部にダイヤモンドＤＭなどの宝石類を載置するためのものである。載置板１３は、ガラスまたは合成樹脂などの透明な材料からなる平面視が矩形の板状体である。載置板１３には、その上面のスクリーン板１２の穴１２３の位置に対応した位置に、ダイヤモンドＤＭがそのテーブル面４２が接触した状態で載置される。テーブル面４２が載置板１３の表面と直接に接触して密着状態となるので、この部分で悪影響のある複雑な光の屈折は起こらない。載置板１３は、ダイヤモンドＤＭを載置してもほとんど撓まない程度の強度があればよい。

本実施形態においては、載置板１３の外形は、スクリーン板１２よりも縦横ともに若干大きいサイズである。スクリーン板１２よりも透明な載置板１３が大きいので、スクリーン面１２１に投影された像を直接に観察するときに、またはカメラＣＡで撮影するときに、スクリーン板１２の縁が像と重なって見難くなることがない。

また、本実施形態においては、載置板１３には、スクリーン面１２１に投影された像の形状の歪みの程度の判断を補助することが可能な補助線ＨＳが描かれている。補助線ＨＳは、ここでは、穴１２３を中心とした複数の同心円である。同心円を４つとしたが、３つ以下でも５つ以上でもよい。円の半径を延長した半径線を適当な中心角ごとに描いてもよい。例えば、中心角が４５度の８本の半径線、中心角が２２．５度の１６本の半径線、中心角が１５度の２４本の半径線などである。また、その他の適当な直線、曲線、図形、文字などを描いてもよい。

このような補助線ＨＳは、像の観察に支障がない程度の細い線とすればよく、濃度および色などについても種々選択すればよい。

なお、スクリーン面１２１に投影されたダイヤモンドＤＭからの射出光による像は、この透明な載置板１３を介して観察することとなる。

投影された像と補助線ＨＳとを比較することにより、像の歪みの程度や、ダイヤモンドＤＭの各部からの射出による像の位置関係などを判断することが可能である。これにより、ダイヤモンドＤＭのカットの状態などの判断に役立てることができる。

このような補助線ＨＳをスクリーン面１２１に描いておいてもよい。また、互いに異なるまたは同じ補助線ＨＳを、載置板１３とスクリーン面１２１との両方に描いておいてもよい。この場合に、像ＺＵを観察したときまたはカメラＣＡで撮影したときに表れる載置板１３の補助線ＨＳとスクリーン面１２１の補助線ＨＳとの相対位置関係によって、その観察位置または撮影位置が中央であるか否か、また載置板１３からの高さ位置がいくらであるかを知ることが可能である。

なお、載置板１３に、特定の波長の光を吸収して透過させない光フィルターを設けてもよい。光フィルターを設けることによって、ダイヤモンドＤＭからの射出光による像をより見やすくし、またダイヤモンドＤＭのカットなどの状態の判断をより容易にすることが可能になる場合がある。また、吸収波長の異なる光フィルターが設けられた載置板１３を取り代えることにより、ダイヤモンドＤＭの状態を種々の面から判断することも可能である。

移動支持装置１４は、載置板１３またはスクリーン板１２を、互いの平行状態を保ったままで移動させてこれらの相対的な距離Ｌ１を変化させるためのものである。本実施形態において、移動支持装置１４は、その上に載置板１３を載置して移動させる。距離Ｌ１の範囲として、例えば、２〜５ｃｍ程度の範囲、さらには１〜１０ｃｍ程度の範囲、またはこれ以上の範囲であってもよい。

本実施形態において、移動支持装置１４は、左右に設けられた２つの移動支持部材１４ａ，ｂからなる。これら２つの移動支持部材１４ａ，ｂは互いに同じ機能であるので、一方についてのみ説明する。

移動支持部材１４ａは、支持軸１４１および支持部材１４２を有する。支持軸１４１は、金属材料などからなり、円柱状であり、基台１１に対し鉛直方向に設けられる。支持部材１４２は、支持軸１４１に対し軸方向（Ｍ１方向）に移動可能である。オペレータがツマミ１４３を手動で回すことにより、支持部材１４２を移動させ、その軸方向位置を調整することが可能である。支持部材１４２は、その上面で載置板１３の端縁部を支持する。ツマミ１４３を回すときは、２つの移動支持部材１４ａ，ｂの支持部材１４２が同時に上下移動するよう、両手で２つのツマミ１４３を同じように回せばよい。

支持部材１４２は、例えば、支持軸１４１に設けたラックに噛み合ったピニオンをツマミ１４３によって回転させることにより上下移動する構造としてもよい。ツマミ１４３を手動で回すことに代え、小型のモータで回転駆動し、移動支持部材１４ａ，ｂの上下移動を同期させるようにしてもよい。なお、移動支持装置１４の構造として、上に述べた以外の種々のものを採用することができる。

なお、本実施形態では、支持部材１４２の上に載置板１３の端縁部を単に載せた状態としたが、適当な固定部材を用いてそれらを固定してもよい。支持軸１４１は、基台１１に固定したが、これに代えて、例えば、支持軸１４１の基部に支持台を取り付け、基台１１の上面に載置するようにしてもよい。

投射光源１５は、スクリーン板１２の下方に配置され、穴１２３を通して載置板１３の上に載置されたダイヤモンドＤＭに光ビームを投射するためのものである。投射光源１５は、鉛直方向の上方に向けて光ビームを投射する。

図３をも参照して、投射光源１５は、光源１５１、レンズ群１５２、および、光ビームの焦点（放射角度）を調整する焦点調整装置１５３などを備える。光源１５１として、発光ダイオード、レーザダイオード、キセノンランプなどを用いることができる。レンズ１５２として、凸レンズ、凹レンズ、シリンドリカルレンズなどを組み合わせて用いることができる。焦点調整装置１５３は、レンズ群１５２の各レンズの位置を調整することにより、光ビームを断面が微小な円形である平行光とすることが可能である。なお、光ファイバーを用い、光源１５１の光ビームの経路を湾曲させることにより、光源１５１およびレンズ群１５２などの配置の自由度を高めることが可能である。

また、図示は省略したが、光源１５１の発光強度を調整するための強度調整装置が設けられる。そのような強度調整装置は、例えば、光源１５１に供給する電圧、電流、または電力を可変調整する。図示しないコントロール装置から強度指令信号を与えるようにしてもよく、また、ユーザがツマミを回して調整するようにしてもよい。

カメラ台１６は、スクリーン板１２に投影された映像を撮影するカメラＣＡを取り付けるためのものである。カメラ台１６は、その下端部が基台１１に固定され、アーム状となって基台１１の上方の中央部まで延び、上端部に、カメラＣＡを着脱可能に取り付けるためのマウント部が設けられる。図には示していないが、カメラ台１６は、カメラＣＡの水平位置および高さ位置について調整が可能である。

カメラＣＡは、穴１２３の真上からスクリーン面１２１を撮影する。載置板１３の穴１２３の真上の位置にはダイヤモンドＤＭが載置されるので、投射光源１５からの光ビームは直接にはカメラＣＡに入射しない。

なお、カメラ台１６は、基台１１に固定することなく、他の構造物によって支持されていてもよい。また、カメラＣＡをカメラ台１６に取り付けることなく、オペレータがカメラＣＡを手で持って撮影してもよい。

図３および図４に示すように、投射光源１５から出た光ビームは、ダイヤモンドＤＭのテーブル面４２に入射し、内部で反射して、パビリオン部４１、テーブル面４２、クラウン部４３などから射出する。ダイヤモンドＤＭからの射出光ＳＫのうち下方へ向かう光は、載置板１３を透過し、スクリーン面１２１に投影され、像（映像）ＺＵを形成する。

図４に示すように、スクリーン面１２１に投影された像ＺＵが、カメラＣＡによって撮影される。像ＺＵの撮影に際して、周辺を暗くしておくと鮮明な像ＺＵが得られる。図５にはカメラにより撮影された像ＺＵの例が示されている。

スクリーン面１２１に投影された像ＺＵまたはカメラＣＡにより撮影された像ＺＵを観察することによって、ダイヤモンドＤＭの反射光による周辺への輝き方を直接に容易に観察することができる。

移動支持装置１４によって載置板１３の高さ位置を調整することにより、ダイヤモンドＤＭからスクリーン面１２１までの距離Ｌ１が変化し、これにより、像ＺＵの拡がりの程度が変化する。例えば、距離Ｌ１を大きくすると像ＺＵは拡大され、距離Ｌ１を小さくすると像ＺＵは縮小されかつより広い範囲の射出光ＳＫの像ＺＵが得られる。距離Ｌ１の可変とともに、投射光源１５の焦点調整装置１５３を調整してもよい。

本実施形態において、ダイヤモンドＤＭを載置板１３の上に載せるだけでよいので、その取り扱いが極めて簡単であり、ダイヤモンドＤＭの品質に影響を与えることがなく、種々のダイヤモンドＤＭを容易に交換してそれぞれの像ＺＵを容易に観察することができる。また、移動支持装置１４によって載置板１３を移動させて距離Ｌ１を変化させるので、距離Ｌ１を変化させて種々設定することが容易に行える。

移動支持装置１４によって載置板１３を移動させる構造であるので、移動支持装置１４およびスペーサ１２４の設置が容易であり、構造が簡単となる。また、スクリーン板１２よりもサイズの大きい載置板１３を容易に支持して移動させることができる。スクリーン板１２を投射光源１５に近い位置に配置できるので、小型化が可能である。載置板１３を移動させることにより、投射光源１５からスクリーン面１２１に到るまでの光の経路長さが載置板１３の移動量に対して最大でその２倍変化するので、これを利用して像ＺＵの変化を大きくすることができる。カメラＣＡから像ＺＵまでの距離が変わらないので、カメラＣＡの焦点距離やズームを再調整する必要がない。

しかし、これに代えて、移動支持装置１４によりスクリーン板１２を移動させるようにしてもよい。

すなわち、載置板１３を基台１１上においてスペーサを介して固定し、載置板１３の下方において、スクリーン板１２を移動支持装置１４によって支持して移動させる。スクリーン板１２の移動範囲は、載置板１３と投射光源１５の間の空間である。この場合に、スクリーン板１２を移動させても、投射光源１５とダイヤモンドＤＭとの間の距離は変更されないので、光ビームのダイヤモンドＤＭへの入射の仕方は変わらない。
〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る第２実施形態の観察装置１Ｂについて説明する。

図６には本発明に係る第２実施形態の観察装置１Ｂの構成の例を示す正面図が、図７には観察装置１ＢにおいてカメラＣＡにより撮影される像ＺＵの範囲が、それぞれ示されている。これらの図において、第１実施形態の観察装置１と同じ機能を有した要素には同じ符号を付してその説明を省略しまたは簡略化する。

図６において、観察装置１Ｂでは、鍋状、フライパン状、またはボウル状などのスクリーン板１２Ｂを備える。

すなわち、観察装置１Ｂのスクリーン板１２Ｂは、平らな円形部１２５と、これに続いて上方へ滑らかに湾曲した円環状部１２６とを有する。円形部１２５は、例えばフライパンの底部に相当する部分であり、表面は平である。円環状部１２６は、例えばフライパンの胴部に相当する部分であり、円形部１２５の周縁から滑らかに続いて湾曲する。つまり、円形部１２５と円環状部１２６との境界部分は滑らかに連続しており、折れ曲がりはない。しかし、円形部１２５の外周縁部分において鈍角となる程度に折れ曲がるようにして円環状部１２６を立ち上げた形状としてもよい。スクリーン板１２Ｂの内側の表面は、スクリーン面１２１Ｂとなっている。

そして、載置板１３Ｂは、スクリーン板１２Ｂの円環状部１２６の内側に入り込むことが可能に設けられており、ダイヤモンドＤＭのパビリオン部４１、テーブル面４２、クラウン部４３からの射出光ＳＫが、スクリーン面１２１Ｂに投影可能となっている。

すなわち、載置板１３Ｂは、平板部１３１、吊り下げ部１３２、および載置部１３３を有する。

平板部１３１は、第１実施形態の透明な載置板１３の中央に円形の穴１３４を設けた形状である。吊り下げ部１３２は、透明な材料からなる円筒状体であり、穴１３４の周縁部から下方に伸びる。吊り下げ部１３２の下端には、載置部１３３の周縁部が連結されている。なお、吊り下げ部１３２として、棒状体または線状体であってもよい。例えば、周方向に等間隔に配置された４つの線状体であってもよい。

載置部１３３は、透明な材料からなる円形の板状体であり、吊り下げ部１３２によって支持され、中央部にダイヤモンドＤＭなどの宝石類を載置するためのものである。載置部１３３にダイヤモンドＤＭを載置する場合に、オペレータが穴１３４から手を入れてダイヤモンドＤＭを載置し、またダイヤモンドＤＭを取り出せばよい。また、吊り下げ部１３２を線状体とした場合には、その間隙から手を入れてダイヤモンドＤＭの載置または取り出しを行うことが可能である。この場合に、穴１３４はなくてもよい。

また、載置部１３３を吊り下げ部１３２に対して着脱可能とし、載置部１３３にダイヤモンドＤＭを載置した状態で、吊り下げ部１３２に取り付けまたは取り外すようにしてもよい。また、載置部１３３と吊り下げ部１３２とを一体化した組み立て体を、平板部１３１に対して着脱可能としてもよい。

図７をも参照して、移動支持装置１４によって載置板１３Ｂを上下に移動することにより、載置部１３３に載置されたダイヤモンドＤＭは、スクリーン板１２Ｂの円環状部１２６の内側に入り込むことが可能である。つまり、その場合に、ダイヤモンドＤＭのパビリオン部４１が円環状部１２６の上端縁よりも下方に沈むこととなり、ダイヤモンドＤＭのパビリオン部４１からの射出光ＳＫについても、全てではないが、スクリーン面１２１Ｂに投影されて像ＺＵが形成されることとなる。

これによって、パビリオン部４１のカットの状態を含め、ダイヤモンドＤＭのカットの状態をより詳しく判断することが可能である。

上に述べたように、本実施形態の観察装置１，１Ｂによると、簡単な構成によってダイヤモンドＤＭなど宝石類の反射光による周辺への輝き方を直接に容易に観察することができる。したがって、観察装置１，１Ｂを、ダイヤモンドＤＭなど宝石類の鑑定、鑑別、または品質の評価などに用いることができる。

上に述べた実施形態において、スクリーン板１２および載置板１３の外形を矩形としたが、円形、楕円形、多角形、その他の形状としてもよい。載置板１３を板状体としたが、帯状体または線状体としてもよい。

上に述べた実施形態においては、宝石類としてダイヤモンドＤＭを例に挙げたが、ダイヤモンドＤＭ以外の宝石についても適用可能である。

その他、スクリーン板１２，１２Ｂ、載置板１３，１３Ｂ、移動支持装置１４、投射光源１５、または観察装置１，１Ｂの各部または全体の構成、構造、形状、寸法、個数、材質、配置などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。

１，１Ｂ 観察装置
１１ 基台
１２，１２Ｂ スクリーン板
１２１ スクリーン面
１２３ 穴
１２５ 円形部
１２６ 円環状部
１３，１３Ｂ 載置板
１４ 移動支持装置
１４１ 支持軸
１４２ 支持部材
１５ 投射光源
４１ パビリオン部
４２ テーブル面
４３ クラウン部
ＤＭ ダイヤモンド（宝石類）
ＺＵ 像
ＳＫ 射出光
ＨＳ 補助線

Claims (10)

1. 宝石類を載置するための透明な材料からなる載置板と、
   前記載置板の下側において前記載置板と平行状態で配置され、上面に前記宝石類からの射出光を投影するためのスクリーン面が形成され中央部に光透過用の穴が設けられたスクリーン板と、
   前記スクリーン板の下方に配置され前記穴を通して前記載置板の上に載置された前記宝石類に光ビームを投射するための投射光源と、
   前記載置板または前記スクリーン板を互いの平行状態を保ったままで移動させてこれらの相対距離を変化させるための移動支持装置と、
   を有し、
   前記スクリーン面に投影された前記宝石類からの射出光による像を、透明な前記載置板を介して観察するように構成されてなる、
   ことを特徴とする宝石類の観察装置。
2. 前記宝石類はダイヤモンドであり、
   前記載置板には、その上側の表面であって前記穴の位置に対応した位置において、前記ダイヤモンドのテーブル面が接触して載置される、
   請求項１記載の宝石類の観察装置。
3. 前記スクリーン板の位置は固定されており、
   前記移動支持装置は、前記載置板を移動させる、
   請求項２記載の宝石類の観察装置。
4. 前記移動支持装置は、
   基台に対し鉛直方向に設けられた支持軸と、
   前記支持軸に対し軸方向に移動可能でその軸方向位置が調整可能に設けられ、前記載置板の両端縁を支持する支持部材と、を有する、
   請求項３記載の宝石類の観察装置。
5. 前記載置板の位置は固定されており、
   前記移動支持装置は、前記スクリーン板を移動させる、
   請求項２記載の宝石類の観察装置。
6. 前記スクリーン板は、平らな円形部とこれに続いて上方へ湾曲した円環状部とを有する、
   請求項２ないし５のいずれかに記載の宝石類の観察装置。
7. 前記載置板は、前記スクリーン板の前記円環状部の内側に入り込むことが可能に設けられており、
   前記ダイヤモンドのクラウン部およびパビリオン部からの射出光が前記スクリーン板に投影可能となっている、
   請求項６記載の宝石類の観察装置。
8. 前記載置板には、前記スクリーン面に投影された像の形状の歪みの程度の判断を補助することが可能な補助線が設けられている、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の宝石類の観察装置。
9. 前記投射光源は、前記光ビームの焦点を調整する焦点調整装置を備える、
   請求項１ないし８のいずれかに記載の宝石類の観察装置。
10. 前記載置板の上方に、前記スクリーン面に投影された像を撮影するカメラを取り付けるためのカメラ台が設けられている、
    請求項１ないし９のいずれかに記載の宝石類の観察装置。

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