JPH0139631B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、宝石鑑定用光源として用いるけい光
ランプに関する。 （従来の技術） ダイヤモンド等の宝石鑑定は、顕微鏡のステー
ジ上に宝石を載置し、この顕微鏡の鏡筒に取付け
た筒状の照明装置から一定の光を照射することに
よつて鑑定者が宝石の品位、色、光沢および傷等
の各種鑑定を行うようになつている。この種の宝
石鑑定に用いる照明装置は、上記鏡筒に着脱可能
に取着されかつ上記ステージに対向する側に開口
部を備えたハウジングケース内に、ランプホルダ
を介してけい光ランプを収容し、このけい光ラン
プから発する上記対物レンズの周囲から上記宝石
上に照射する構造となつている。 ところで、上記宝石の中でもダイヤモンドは僅
かに黄色味掛つており、この黄色味の程度が品質
上重要視されるものである。したがつて上記けい
光ランプは光色や演色性が重要視され、このうち
光色では色順応に無理がなく、一見して色付きの
ない白色光が望まれ、また演色性では上記黄色味
の判断を適確になすため青紫から赤までの広範囲
に亘つて高い性能が要求される。 過去の文献等によれば、特に色順応をさせない
状態における光色は、一般に色温度が略5000〜
5900Kの範囲内において白色光に見え、それより
も色温度が高いと幾分青味掛り、また逆に低い場
合には赤味掛つてくることが知られている。 一方、物体の色の見え方の判断規準となる演色
性はより高い方が望ましいのは言うまでもなく、
ダイヤモンドの色評価の場合においては、平均演
色評価数Raが80以上必要であるとともに、特殊
演色評価数でも特に黄色をできるだけ向上させる
必要があり、したがつてこれら光色と演色性の両
者を満足させるためには、波長に対する分光分布
ができるだけ平坦な基準光(E)を用いるのが望まし
い。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来鑑定用として用いられてい
るけい光ランプは、その色度をCIEで定める標準
の光Ｃに合致させればよいとの観点から一般照射
用のランプを用いていたため、このランプを組込
んだ照明装置の色度は、第１図および第２図に示
すCIE1931色度図上の符号Ｄで示す点にあり、色
温度では略6700Kとなる。このため光色が青味掛
かる不具合がある。 また上記従来のランプのけい光体被膜の分光分
布特性は、第８図の破線で示されており、可視光
域において連続波長分布となつているが、580n
ｍ以上の領域で分光エネルギーが低く、つまり分
光分布が平坦な基準光(E)に近似せず、このため平
均演色評価数および特殊演色評価数ともに劣り、
ダイヤモンドの微妙な色合いの判別がきわめて難
しく、この種高精度かつ適格な鑑定技術を要する
ものの光源としては不充分であつた。 本発明はこのような事情にもとづいてなされた
もので、その目的とするところは、光色および演
色性ともに宝石を鑑定するのに最適な特性を有
し、高精度かつ細密な鑑定に好都合な宝石鑑定用
けい光ランプを提供しようとするものである。 ［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上述したように宝石鑑定用の光源は、平均演色
評価数および特殊演色評価数がともに高い値であ
ることが要求されることから、バルブ内面に被着
されるけい光体被膜の分光分布は平坦な連続波長
を有する基準光(E)に近似していることが必要であ
る。しかしながら平坦な連続波長の基準光(E)とい
つても、理想的な基準光(E)を得ることはきわめて
困難であり、実際上では基準光に対してあるばら
つきの範囲内のものが使用される。本発明におい
ては、平坦な連続波長の基準光(E)に近似する分光
分布特性を実験により求めたものであり、けい光
体被膜の分光分布特性は450〜650nｍの波長領域
で相対分光エネルギーの最大と最小の比が1.6倍
以内とされた連続波長分布のものを基準光Ｅに近
いものと設定する。 一方、この種のランプは光色が白色光であるこ
とが望まれ、上記基準光Ｅにおいて色温度のばら
つきの許容範囲を実験により選定し、この結果け
い光ランプから出る光の色温度Ｋを、 5200≦Ｋ≦5800 とし、完全放射体の色軌跡に対する偏差をCIE_UV
色度図上で、 ±0.000≧UV≧−0.01 としたことを特徴とする。 （作用） 本発明によれば、けい光ランプのバルブ内面に
被着されるけい光体の分光分布特性を、450〜
650nｍの波長領域で相対分光エネルギーの最大
と最小の比が1.6倍以内とした連続波長分布とし
たので、この光の特性は基準光Ｅに近いと認定す
ることでき、したがつて平均演色性、特殊演色性
がともに高く、宝石の色評価が適確に判断でき
る。しかも上記ランプの色温度Ｋの範囲を規制し
たので、色順応性に優れ、高精度な鑑定が可能に
なる。 （実施例） 以下本発明を図面に示す一実施例にもとづいて
説明する。 第３図は顕微鏡を示し、１はスタンド、２はボ
デー、３はステージ、４は鏡筒である。鏡筒４の
下端部には、ステージ３上に載置された被検査体
としての宝石、例えばダイヤモンド５に光を照射
する照明装置６が取付けられている。この照明装
置６について第４図ないし第７図を加えて説明す
る。すなわち、７は円筒状をなすハウジングケー
スであつて、このケース７の上面には対物レンズ
８のねじ部９を挿通可能な挿通孔１０が形成され
ているとともに、ステージ３側の底面には照射開
口部１１が形成されている。このハウジングケー
ス７の上面内側には、円環状をなすベース１２が
同軸状に固定されており、このベース１２にはラ
ンプホルダ１３が連結固定されている。このラン
プホルダ１３は円板状をなすランプ取付部１４の
中央に、対物レンズ８挿通用の挿入孔１５を形成
するとともに、この挿入孔１５の周縁に案内筒部
１６を一体に突設して構成され、この案内筒部１
６の先端部がベース１２の内周縁部に係止されて
いる。そしてハウジングケース７内におけるベー
ス１２とランプ取付部１４との間には、周方向に
連続する間隙１７が形成され、この間隙１７内に
は安定器１８が収容配置されている。 一方、上記ランプホルダ１３のランプ取付部１
４の下面には環形けい光ランプ２０が取付けられ
ている。このけい光ランプ２０は、その環形バル
ブ２１の両端部２２，２２を、環状をなす有効発
光部２３を含む平面に対して直交する方向に互に
隣接するようにして曲成させ、かつこれら両端部
２２，２２間を合成樹脂の口金２４で互に連結し
て構成されている。この口金２４端面には４個の
通電端子２５…が貫通取着されており、これら通
電端子２５…には上記バルブ２１の両端部から導
出された図示しないフイメントに連なるリード線
２６…が接続されている。そして、この口金２４
およびけい光ランプ２０の両端部２２，２２はラ
ンプ取付部１４に設けた切欠部２７を介して間隙
１７側に導出されるとともに、この口金２４が上
記ベース１２の下面にねじ止め固定されており、
この固定によつてけい光ランプ２０と安定器１８
相互が電気的に接続されている。 このような構成の照明装置６は、その案内筒部
１６内に照射開口部１１から対物レンズ８を差し
込むとともに、このレンズ８のねじ部９を鏡筒４
の下端開口部に螺装し、この対物レンズ８のフラ
ンジ部２８を案内筒部１６内面に設けた係止段部
２９に係止させることによつて上記鏡筒４に位置
決め固定されるようになつている。したがつてス
テージ３上のダイヤモンド５にはけい光ランプ２
０から放射された光が対物レンズ８の周囲側から
照射されるようになつている。 ところで、上記環形けい光ランプ２０のバルブ
２１内面にはけい光体被膜３０を形成してある。
本実施例におけるけい光体被膜３０は、タングス
テン酸カルシウムけい光体（CaWO₄）、タングス
テン酸マグネシウムけい光体（MgWO₄）、マン
ガン付活硅酸亜鉛けい光体（ZnSiO₄／Mn）、錫
付活オルリ燐酸ストロンチウム・マグネシウム・
バリウムけい光体（（SrMgBa）₃（PO₄）₂／Sn）、
マンガン付活フロロゲルマン酸マグネシウムけい
光体（3.5MgO・0.5MgF₂・GeO₂／Mn）、の５種
類を適当量混合したもので、第８図の実線で示さ
れるように、可視域における分光分布が波長に対
して略平坦になるように設計されている。 次に上記けい光ランプ２０の作用効果を実験例
を加えて説明する。 実験例(1)で試作したけい光ランプ２０はバルブ
２１内面に上述の如き５種類のけい光体を第１表
中実験例(1)欄で示す混合割合で混合して被着した
ものである。

【表】

【表】 このけい光ランプ２０は、色度がｘ＝0.331y＝
0.331、色温度が5600K、第１図中Ｚで示す完全
放射体の色軌跡に対する偏差が−0.0045UVであ
り、第１図および第２図のCIE1931色度図上では
符号Ｂで表示する点に位置する。 なお、この色度図上符号ＡはCIEで定める標準
の光Ａを、符号Ｃは同じく標準の光Ｃの色度を示
す。 またこのけい光ランプ２０におけるけい光体被
膜３０の各波長に対する分光分布を第８図中実線
で示す。なお、第８図中には本願との比較用とし
て従来一般の昼光色けい光ランプのバルブ内面に
被直されたアンチモン及びマンガン付活ハロ燐酸
カルシウム（3Ca₃（PO₄）₂・CaFCl／Sb・Mn）け
い光体よりなる被膜の分光分布を破線で表示し
た。 一方、上記けい光ランプ２０の演色性評価に使
用した試験色は、CIEで定められた試験色の他
に、夫々色の濃度が順次薄くなるうすい黄色の印
刷色紙を５枚追加した。こればダイヤモンド５の
うすい黄色に近似した色として選んだものである
が、これら印刷色紙の色付きはダイヤモンド５の
黄色味よりもはるかに大きいため、ダイヤモンド
５の色の見え方すなわち演色性は上記色紙を見た
場合よりも優れたものとなり、したがつて色紙で
の演色評価数Ry₁〜Ry₅が充分良ければ、実際の
色評価には何ら問題がないことになる。この色紙
を含めてCIE（JIS）の演色評価方法により求めた
演色評価数を第１表に示す。この場合基準光源と
全く同等な演色性が評価数100で表わされ、平均
演色評価数50は色温度3000Kの標準形白色けい光
ランプの演色性に相当する。 一般に高演色形ランプとはRaが80以上のラン
プを言うが、この実験例(1)で製作したけい光ラン
プ２０は充分にこの範囲内に属する。これに対し
て昼光色用アンチモン及びマンガン付活ハロ燐酸
カルシウムけい光体で作つた従来のけい光ランプ
はRaが69と低く、色の評価用としては不向きで
あることが判る。 そしてまた特殊演色評価数では、実験例(1)で製
作したランプは昼光色けい光ランプに比して特に
R₉で大幅な向上が見られるとともに、R₁₀のよう
な濃い黄色においても同様に向上しており、さら
にうす黄色の試験色での評価数は、悪くてもRy₁
の85であつて、ダイヤモンド５のような極薄い黄
色の色評価には影響がないと考えられる。 このことから、けい光ランプ２０のバルブ内面
に形成されるけい光体被膜３０は、第８図の実線
からも分るように、可視光の領域において分光分
布ができるだけ平坦な連続波長をもつていること
が必要であり、理想としては基準光(E)に近似して
いることが望ましいことが分る。 第８図の場合、450nｍないし650nｍの波長領
域で連続波長となつており、しかもこの連続波長
は分光エネルギーの最高が52％で最低は33％とな
つており、最大と最小の比はばらつきを考慮する
とほぼ1.6倍である。 すなわち、けい光体被膜の分光分布は、450n
ｍないし650nｍの波長領域で連続波長であつて
しかも分光エネルギーの比が1.6倍以内であれば
基準光(E)に近似していると認めることができる。 次に上記５種のけい光体の調合割合を変化させ
た場合、けい光ランプの色温度ならびに演色性が
どのように変化するか試作実験を行つた。 実験例(2)では上述したけい光体を第１表中実験
例(2)欄に示す調合割合とし、色温度が実験例(1)の
ランプよりも高く、色度がCIE色度線図上のＣ点
に位置するけい光ランプ２０を製作した。また実
験例(3)ではけい光体を第１表中実験例(3)欄に示す
ような調合割合とし、色温度が実験例(1)のランプ
よりも低く、色度がCIE色度線図上Ｇ点に位置す
るけい光ランプ２０を製作した。 この場合、上記実験例(2)および(3)は高演色を保
つているが色温度も変化していることが分る。す
なわちけい光体の調合割合を変えると、演色性を
高く維持しているにも拘らず光色が変化するもの
であり、このため、単に演色性の観点のみからラ
ンプ特性の優劣を判定することはできないことが
理解される。そこで本発明者らは演色性について
は高演色を望むと同時に、ランプの光色について
も設計管理が可能な範囲を規定した。すなわち、
本発明ではけい光ランプ２０をハウジングケース
７内に装着した状態で、その色温度Ｋを5200≦Ｋ
≦5800（Ｋ）、偏差UVを±0.000≧UV≧−0.01と
定めた。そしてこれら色温度Ｋならびに偏差UV
の範囲を上述の如く定めた根拠は下記の理由によ
るものである。 すなわち、本発明者等の実験によれば、色温度
Ｋが5200未満であると光色は橙系が強調されて赤
味掛つてくるとともに、Ｋが5800を超えると青系
が強調されるので青味掛つてくるので、いづれも
宝石鑑定に要求される色付きのない白色光の領域
から外れてしまう。 またUV偏差値においても、CIE色度図におけ
る完全放射体の色軌跡Ｚに対し、±０を超えると
光色は青緑掛るので若干黄味掛つているダイヤモ
ンドには不適確であり、また−0.01未満であると
赤味が強調されることから好ましくないことが判
つた。 したがつて以上の説明から分るように、本発明
に係るけい光ランプ２０は、けい光体被膜３０に
おける波長に対する分光分布が従来用いられてい
た昼光色のけい光ランプに比べて一層平坦となつ
た連続波長とし、このため光色が色付きのない白
色光であるＥ光に近似するから、平均演色評価数
Raが高演色ランプの基準となる80以上となり、
かつ特殊演色評価数でも黄色が格段に向上する。
しかも上記Ｅ光からのばらつきが小さいので、ダ
イヤモンド５の微妙な色合いの判断を適確になす
ことができ、細密な色評価用の光源として好都合
となる。 なお、本発明に用いるけい光体は上記実施例に
限られるものではなく、例えば赤色光を発するマ
ンガン付活フロロゲルマン酸マグネシウムけい光
体（3.5MgO・0.5F₂・GeO₂／Mn）に代えてユー
ロピウム付活バナジン酸イツトリウムけい光体
（YVSiO₄／En）やユーロピウム付活イツトリウ
ムオキサイドけい光体（Y₂O₃／En）を使用して
もよく、また青緑光を発するタングステン酸マグ
ネシウムけい光体（MgWO₄）に代えてハロ燐酸
カルシウムけい光体（3Ca₃（PO₄）₂・CaFCl／
Sb・Mn）のSbバンドのみを利用してもよい。 またこの照明装置はダイヤモンドばかりでなく
他の宝石の鑑定用としても利用できる。 さらにけい光ランプは円環形に特定されるもの
ではなく、Ｕ字形あるいは直管形のランプでも同
様に適用できる。 ［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば波長に対す
る分光分布が従来用いられていた昼光色のけい光
ランプに比して一層連続した平坦となり、このた
め光色が一見して色付きのない白色光である基準
光Ｅに近似し、しかもこの基準光に対するばらつ
きが小さいので、演色性が格段に向上するととも
に、色判断を適確になすことができ、細密な鑑定
技術を要する宝石鑑定用光源として好適する等の
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はCIE色度図、第２図は第１図中部を
拡大して示す色度図、第３図ないし第８図は本発
明の一実施例を示し、第３図は全体の斜視図、第
４図は照明装置の断面図、第５図は第４図中−
線に沿う断面図、第６図はけい光ランプの平面
図、第７図は照明装置の取付状態を示す断面図、
第８図は照明装置の分光分布を示す特性図であ
る。 ３……ステージ、４……鏡筒、５……ダイヤモ
ンド、６……照明装置、７……ハウジングケー
ス、１１……開口部（照射開口部）、２０……け
い光ランプ、３０……けい光体被膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 宝石鑑定用として宝石に向けて光を照射する
   けい光ランプにおいて、 上記けい光ランプはガラスバルブの内面に複数
   のけい光体を混合してなるけい光体被膜を形成し
   てなり、このけい光体被膜は450nｍ〜650nｍの
   波長領域で相対分光エネルギー強度の最大と最小
   の比が1.6以下に規制された連続波長分光分布特
   性を有し、 上記けい光ランプから出る光の色温度Ｋを、 5200≦Ｋ≦5800 とし、CIE色度図における完全放射体の色軌跡に
   対する偏差をCIE_UV色度図の目盛単位として表し
   たとき、 ±0.000≧UV≧−0.01 の範囲に規制したことを特徴とする宝石鑑定用け
   い光ランプ。