JPH0285749A - 宝石の識別 - Google Patents
宝石の識別Info
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- JPH0285749A JPH0285749A JP1114032A JP11403289A JPH0285749A JP H0285749 A JPH0285749 A JP H0285749A JP 1114032 A JP1114032 A JP 1114032A JP 11403289 A JP11403289 A JP 11403289A JP H0285749 A JPH0285749 A JP H0285749A
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Classifications
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- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
- B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
- B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
- B07C5/363—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air
- B07C5/365—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air using a single separation means
- B07C5/366—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air using a single separation means during free fall of the articles
-
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- B07C5/3427—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain by changing or intensifying the optical properties prior to scanning, e.g. by inducing fluorescence under UV or x-radiation, subjecting the material to a chemical reaction
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N2021/8627—Optical head specially adapted with an illuminator over the whole width
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、宝石を識別する方法および装置に関する。
（発明の概略）
本発明の方法および装置においては、励起放射線が問題
の粒子に照射され、そこから放出された放射線が検出さ
れ、そして宝石が該放出放射線に従って識別される。こ
の方法は、単独の粒子群。
の粒子に照射され、そこから放出された放射線が検出さ
れ、そして宝石が該放出放射線に従って識別される。こ
の方法は、単独の粒子群。
または延長線上に列をなした粒子群を検査するために用
いることができる。
いることができる。
本発明は、宝石（特に、ダイヤモンド）を含む鉱石から
該宝石を選別し、脈石（ホスト鉱物）から該宝石（特に
、ダイヤモンド）を分離するために開発された。通常は
、コンベアヘルド上の広い通路を、おそらくコンヘアヘ
ルドの端から落下または飛行するか、あるいは液体キャ
リヤーのような他の運搬手段中を落下または飛行しなが
ら移動している脈石粒子中の宝石を識別できることが望
ましい。この通路の幅は、任意の適当な寸法でよく１例
えば３００ ｍｍまたは１〜２ｍでも差し支えない。−
射的には１通路幅は、多数の粒子を収容できるものでな
ければならない。しかし５本発明は検査のための一般的
技術として使用でき、また任意の適当な個別物体の識別
に、あるいは一般的検査技術に応用できる。
該宝石を選別し、脈石（ホスト鉱物）から該宝石（特に
、ダイヤモンド）を分離するために開発された。通常は
、コンベアヘルド上の広い通路を、おそらくコンヘアヘ
ルドの端から落下または飛行するか、あるいは液体キャ
リヤーのような他の運搬手段中を落下または飛行しなが
ら移動している脈石粒子中の宝石を識別できることが望
ましい。この通路の幅は、任意の適当な寸法でよく１例
えば３００ ｍｍまたは１〜２ｍでも差し支えない。−
射的には１通路幅は、多数の粒子を収容できるものでな
ければならない。しかし５本発明は検査のための一般的
技術として使用でき、また任意の適当な個別物体の識別
に、あるいは一般的検査技術に応用できる。
残りの説明の部分は、特にラマン放出を使用することに
関するものである。しかし発明は、他の放射線、たとえ
ばＸ線ルミネンセンス、または可視光、赤外線または紫
外放射線により励起された放射線すなわちルミネッセン
スを検出するにも同様に応用できる。
関するものである。しかし発明は、他の放射線、たとえ
ばＸ線ルミネンセンス、または可視光、赤外線または紫
外放射線により励起された放射線すなわちルミネッセン
スを検出するにも同様に応用できる。
ある物質が放射線で照射されるとき、入射の放射線を散
乱させる他に、それらの物質は励起放射線とは異った周
波数帯の放射線を放出する。すなわちラマン・シフトと
称されるものである。周波数帯（ストークスまたは反ス
トークスと呼ばれている）は、励起放射線の周波数とは
異なり、その周波数の両側に等間隔あけており、その周
波数差は、物質の独特の特性である。これらの放射線の
ためダイヤモンドは、尖晶石、方解石およびジルコンの
ような他の物質から識別され１選別されることが可能で
ある。２つのラマン周波数があるけれども、１つは通常
低い周波数（長波長）のストークス放出を見せる。とい
うのは、この周波数は。
乱させる他に、それらの物質は励起放射線とは異った周
波数帯の放射線を放出する。すなわちラマン・シフトと
称されるものである。周波数帯（ストークスまたは反ス
トークスと呼ばれている）は、励起放射線の周波数とは
異なり、その周波数の両側に等間隔あけており、その周
波数差は、物質の独特の特性である。これらの放射線の
ためダイヤモンドは、尖晶石、方解石およびジルコンの
ような他の物質から識別され１選別されることが可能で
ある。２つのラマン周波数があるけれども、１つは通常
低い周波数（長波長）のストークス放出を見せる。とい
うのは、この周波数は。
通常の動作条件下ではより大きな強度を有するからであ
る。
る。
ダイヤモンドをより分ける。すなわち識別するためにラ
マン・シフトが使える可能性は１例えばＧＢ−へ一２
１４０ ５５５． ＧＢ−Ａ−２１９９６５７，Ｎｏ
８６１０７４５７および−０８８１０１３７８に概
括的に記載されている。
マン・シフトが使える可能性は１例えばＧＢ−へ一２
１４０ ５５５． ＧＢ−Ａ−２１９９６５７，Ｎｏ
８６１０７４５７および−０８８１０１３７８に概
括的に記載されている。
通常は、励起放射線はダイヤモンドにラマン放出を起こ
させるだけでなく、他のルミネッセンス点も励起する。
させるだけでなく、他のルミネッセンス点も励起する。
脈石は、ダイヤモンドの周波数シフト特性を伴ったラマ
ン放出を示さない。しかし。
ン放出を示さない。しかし。
脈石、およびあるダイヤモンドは、他の波長の放射線つ
まり蛍光を放出する。この事はラマン放射のみで識別す
る。つまりダイヤモンドを識別することに可成りの問題
を喚起する。ラマン放出は非常に弱く、また他の放出放
射線により完全に圧倒される。
まり蛍光を放出する。この事はラマン放射のみで識別す
る。つまりダイヤモンドを識別することに可成りの問題
を喚起する。ラマン放出は非常に弱く、また他の放出放
射線により完全に圧倒される。
（発明の要旨） ゛
本発明は、特許請求の範囲の請求項１．２または１３に
記載の方法と、請求項７．８および１４に記載の機器を
提供する。残りの請求項は２本発明は好ましい特徴、ま
たは他の特徴を記述している。
記載の方法と、請求項７．８および１４に記載の機器を
提供する。残りの請求項は２本発明は好ましい特徴、ま
たは他の特徴を記述している。
宝石を識別する本発明の方法は、変調された放射線を宝
石に照射し、短い立上り時間および／または減衰時間を
有する放射線を該宝石から放出させること；および励起
放射線の変調周波数に相当する周波数で変調されている
該放出放射線を検出すること；を包含する。
石に照射し、短い立上り時間および／または減衰時間を
有する放射線を該宝石から放出させること；および励起
放射線の変調周波数に相当する周波数で変調されている
該放出放射線を検出すること；を包含する。
多数の粒子を収容できる幅の通路中を移動している脈石
粒子の中から宝石を識別する本発明の方法は、変調され
た放射線で通路を横断するラインを照射し、短い立上り
時間および／または減衰時間を有する放射線を、＃に別
すべき宝石から放出させること；および励起放射線の変
調周波数に相当・する周波数で変調されている該放出放
射線を検出すること；を包含する。
粒子の中から宝石を識別する本発明の方法は、変調され
た放射線で通路を横断するラインを照射し、短い立上り
時間および／または減衰時間を有する放射線を、＃に別
すべき宝石から放出させること；および励起放射線の変
調周波数に相当・する周波数で変調されている該放出放
射線を検出すること；を包含する。
変調された放射線を宝石に照射し、短い立上り時間およ
び／または減衰時間を有する放射線を該宝石から放出さ
せることにより、宝石を識別する本発明の装置は、励起
放射線の変調周波数に相当する周波数で変調されている
該放出放射線を検出する手段を有する。
び／または減衰時間を有する放射線を該宝石から放出さ
せることにより、宝石を識別する本発明の装置は、励起
放射線の変調周波数に相当する周波数で変調されている
該放出放射線を検出する手段を有する。
多数の粒子を収容できる幅の通路中を移動している脈石
粒子の中から宝石を識別する本発明の装置においては、
短い立上り時間および／または減衰時間を有する放射線
を、識別すべき宝石から放出させるように、該通路を横
断するラインが変調された放射線で照射され、励起放射
線の変調周波数に相当する周波数で変調されている該放
出放射線を検出する手段を包含する。
粒子の中から宝石を識別する本発明の装置においては、
短い立上り時間および／または減衰時間を有する放射線
を、識別すべき宝石から放出させるように、該通路を横
断するラインが変調された放射線で照射され、励起放射
線の変調周波数に相当する周波数で変調されている該放
出放射線を検出する手段を包含する。
本発明は、競合するルミネッセンス（例えば。
ダイヤモンドをジルコンから識別するため）およびバッ
クグラウンドルミネッセンスからの判別を一層よくする
。バックグラウンドルミネッセンスを検出し、それと差
引くためのビームスプリッタ−は不要である。また検視
システムにおいて一層大きな口径または一層大きな通過
帯域を設けることができ、従って放射線捕捉を一層拡大
できる。
クグラウンドルミネッセンスからの判別を一層よくする
。バックグラウンドルミネッセンスを検出し、それと差
引くためのビームスプリッタ−は不要である。また検視
システムにおいて一層大きな口径または一層大きな通過
帯域を設けることができ、従って放射線捕捉を一層拡大
できる。
本発明を使えば、ラマン放射は、非常に速い立上り時間
と減衰時間、つまりラマン放出の寿命時間により、他の
放出放射線と区別される。立上り時間と減衰時間は、大
雑把には同じで、約３ＰＳである。もっともこの速度に
おいては、この時間は。
と減衰時間、つまりラマン放出の寿命時間により、他の
放出放射線と区別される。立上り時間と減衰時間は、大
雑把には同じで、約３ＰＳである。もっともこの速度に
おいては、この時間は。
ダイヤモンド自体を通過する時間、従ってダイヤモンド
の寸法により本質的に影響を受ける。ダイヤモンドおよ
びダイヤモンドを含む脈石に見付かると期待されるある
鉱物に対するルミネッセンスの立上り時間と減衰時間、
すなわち寿命時間は。
の寸法により本質的に影響を受ける。ダイヤモンドおよ
びダイヤモンドを含む脈石に見付かると期待されるある
鉱物に対するルミネッセンスの立上り時間と減衰時間、
すなわち寿命時間は。
一般に３ｎｓから１０ｍ５の間にある。このような値に
限定されないが１本発明は９例えば実施する選別の型お
よび検出する放射線の型によって３ＰＳから１００ｍ５
までの寿命時間を有する放射線を検出するために使用で
きる。ルミネッセンスの寿命時間は。
限定されないが１本発明は９例えば実施する選別の型お
よび検出する放射線の型によって３ＰＳから１００ｍ５
までの寿命時間を有する放射線を検出するために使用で
きる。ルミネッセンスの寿命時間は。
一般に数ナノセカンドの桁から最大１０ナノセカンドの
程度までになる。ダイヤモンドおよび他の物体と帯域に
対しては、競合物質により放出されるルミネッセンスよ
り短い立上り、減衰または寿命の時間を有するルミネッ
センスで、使用されているフィルタを通過するものは、
どれでも検出することができる。この説明の前後関係か
ら以下の事に注意しなければならない。すなわち例えば
、ダイヤモンドを脈石からより分けるとき、もし脈石の
かたまりがいくつかダイヤモンドと共に選別されるなら
ば、この検出は受は入れることができる。
程度までになる。ダイヤモンドおよび他の物体と帯域に
対しては、競合物質により放出されるルミネッセンスよ
り短い立上り、減衰または寿命の時間を有するルミネッ
センスで、使用されているフィルタを通過するものは、
どれでも検出することができる。この説明の前後関係か
ら以下の事に注意しなければならない。すなわち例えば
、ダイヤモンドを脈石からより分けるとき、もし脈石の
かたまりがいくつかダイヤモンドと共に選別されるなら
ば、この検出は受は入れることができる。
サンプルを検査する際に減衰時間を使用することは、米
国特許４，６３２，５５０．４．７８６．１７０．
ｒＡｎａｌｙｔｉｃａｂＣｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｊ ４６
巻２号 頁２１３−２２２中のＶａｎＤｕｙｍｅその他
による論説、 ｒＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒａｍａｎ
５ｐｅｔｒｏｓｃｏｐｙ Ｊ１７巻 頁４１４−４２３
中のＩＥｖｅｒａｌｌその他による論説、 ’Ｒｅｖ
ｉｅｗ ｏｆ ＳｃｉｅｎｔｉｔｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅ
ｎｔｓ 」５６（６）頁１１９５−１１９８中のＷａｔ
ａｎａｂｅその他による論説、および’Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄ ５ｃｉｅｎｔｉｆｉ
ｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」１９． 頁９３４−９
４３中のｌ１ｏｈａｒｄその他による論説中に開示され
ている。
国特許４，６３２，５５０．４．７８６．１７０．
ｒＡｎａｌｙｔｉｃａｂＣｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｊ ４６
巻２号 頁２１３−２２２中のＶａｎＤｕｙｍｅその他
による論説、 ｒＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒａｍａｎ
５ｐｅｔｒｏｓｃｏｐｙ Ｊ１７巻 頁４１４−４２３
中のＩＥｖｅｒａｌｌその他による論説、 ’Ｒｅｖ
ｉｅｗ ｏｆ ＳｃｉｅｎｔｉｔｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅ
ｎｔｓ 」５６（６）頁１１９５−１１９８中のＷａｔ
ａｎａｂｅその他による論説、および’Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄ ５ｃｉｅｎｔｉｆｉ
ｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」１９． 頁９３４−９
４３中のｌ１ｏｈａｒｄその他による論説中に開示され
ている。
実際、励起照射は１例えば１０ＭＩＩｚがらＩＧＩＩｚ
までの周波数で変調することができる。検査されている
物体または帯域から放出される放射線は、せ変調された
励起放射線の照射に続いて発生し２例えば約０．２ ｎ
ｓの立上り時間応答を存する検出器により検出される。
までの周波数で変調することができる。検査されている
物体または帯域から放出される放射線は、せ変調された
励起放射線の照射に続いて発生し２例えば約０．２ ｎ
ｓの立上り時間応答を存する検出器により検出される。
このように２本発明は他のルミネッセンス過程の比較的
長い寿命時間に比べ２例えばラマン信号のような非常に
短寿命を活用している。よい信号は、ラマン放射から得
られるし。
長い寿命時間に比べ２例えばラマン信号のような非常に
短寿命を活用している。よい信号は、ラマン放射から得
られるし。
低レベルの信号は、その他のルミネッセンスから得られ
る。と言うのは、他のルミ２７センスは。
る。と言うのは、他のルミ２７センスは。
比較的長い立上り時定数により充分に活性化されないか
らである。好ましいシステムでは、励起照射は、変調時
間間隔がルミネッセンス放出の立上りおよび減衰の時間
に比べて短くなるように変調される。検出システムおよ
び関連の電子回路は。
らである。好ましいシステムでは、励起照射は、変調時
間間隔がルミネッセンス放出の立上りおよび減衰の時間
に比べて短くなるように変調される。検出システムおよ
び関連の電子回路は。
ルミネッセンスの立上り／減衰時間つまり寿命時間基準
に従って信号を処理し、物質を選別しかつ排出すること
ができる。−船釣な意味では、検出器は、入射する放射
線周波数に対応する周波数で変調された信号を供給しな
ければならない。これを行うには、検出器自体理論的に
スイッチ・オンおよびスイッチ・オフすなわち有効およ
び無効にでき、あるいはその出力信号は２通常人則する
放射線周波数に等しい周波数でチョップできる筈である
（もっともパルス周波数の何倍かした周波数は理論上可
能である）。実際、検出器をオンにし。
に従って信号を処理し、物質を選別しかつ排出すること
ができる。−船釣な意味では、検出器は、入射する放射
線周波数に対応する周波数で変調された信号を供給しな
ければならない。これを行うには、検出器自体理論的に
スイッチ・オンおよびスイッチ・オフすなわち有効およ
び無効にでき、あるいはその出力信号は２通常人則する
放射線周波数に等しい周波数でチョップできる筈である
（もっともパルス周波数の何倍かした周波数は理論上可
能である）。実際、検出器をオンにし。
それが入射の放射線周波数で変調バーストを含む信号を
供給しているか否かを決定することが好ましい。変調バ
ーストは１例えばラマン放射の後に続く。実際上１位相
に敏感な検出技術およびその他の検出技術を使って、信
号の屁成分としてラマン放射を検出することは可能であ
る。バックグラウンド蛍光は、検出した信号のＤＣ成分
である。
供給しているか否かを決定することが好ましい。変調バ
ーストは１例えばラマン放射の後に続く。実際上１位相
に敏感な検出技術およびその他の検出技術を使って、信
号の屁成分としてラマン放射を検出することは可能であ
る。バックグラウンド蛍光は、検出した信号のＤＣ成分
である。
存在する他の物質が、類似が寿命時間であるが。
異った波長のルミネッセンスを有する可能性があるので
、ある型式の狭帯域バンドパスフィルタが必要かもしれ
ない。しかし一般に５放出された放射線の非常に多くの
部分を１本発明を使って収集することができる。広い口
径の検視システムは。
、ある型式の狭帯域バンドパスフィルタが必要かもしれ
ない。しかし一般に５放出された放射線の非常に多くの
部分を１本発明を使って収集することができる。広い口
径の検視システムは。
狭帯域バンドパスフィルタ手段上への入射角が。
受は入れられる限度範囲内になるように配置することが
できる。そのような検視システムは、我々の特許出願（
発明の名称−「放射線の周波数狭帯域の感知および物体
または帯域の検査ｊ、特にＧＢ８８１０７２３からの優
先権主張に基づく出願」に記載されている。
できる。そのような検視システムは、我々の特許出願（
発明の名称−「放射線の周波数狭帯域の感知および物体
または帯域の検査ｊ、特にＧＢ８８１０７２３からの優
先権主張に基づく出願」に記載されている。
励起放射線は、パルスすること（チョップすること）１
例えば正弦波状または三角形状にすることで変調できる
。この事は、外部変調器またはモート・ロック・レーザ
を使用して達成できる。−般に励起放射線は、任意の適
切な型式を持ちうる。
例えば正弦波状または三角形状にすることで変調できる
。この事は、外部変調器またはモート・ロック・レーザ
を使用して達成できる。−般に励起放射線は、任意の適
切な型式を持ちうる。
異なる減衰つまり寿命の時間モードに基づいて。
多重選別（または物体あるいは帯域の識別）またハ代り
に強化した判別を実施するために、１つより多くの変調
周波数および／またはレーザ波長を使って動作させるこ
とができる。多重選別は１例えばダイヤモンド、エメラ
ルドおよびルビーについて行うことができる。この事は
、単一の励起放射線源を使い、あるいは同じ場所を照射
する１つより多くの照射源を使い、異なる周波数を検出
するためビーム分割液を採用することにより行うことが
できる。励起放射線は２例えば２つの異なるレーザを用
いて投射することにより違った波長を持つことができる
。
に強化した判別を実施するために、１つより多くの変調
周波数および／またはレーザ波長を使って動作させるこ
とができる。多重選別は１例えばダイヤモンド、エメラ
ルドおよびルビーについて行うことができる。この事は
、単一の励起放射線源を使い、あるいは同じ場所を照射
する１つより多くの照射源を使い、異なる周波数を検出
するためビーム分割液を採用することにより行うことが
できる。励起放射線は２例えば２つの異なるレーザを用
いて投射することにより違った波長を持つことができる
。
代りに物体または帯域は、順次に照射され、および／ま
たは検出される。反ストークス信号の強度は、室温でス
トークス信号の強度の約１／３００と計算されている。
たは検出される。反ストークス信号の強度は、室温でス
トークス信号の強度の約１／３００と計算されている。
この事は、ストークス信号自体が非常に弱いという実に
特に関心が持たれ１反ストークス・ラマン信号を魅力の
ないものにしている。物体の検査のため充分な量のラマ
ン放射線を捕捉することは難しい。しかし、ダイヤモン
ドを識別する。すなわちダイヤモンドを選び出すための
脈石検査という特定の場合１反ストークス信号を使うこ
とが便利であることが判った。ダイヤモンド自体から発
生する競合バックグラウンドルミネッセンスは、入射す
る放射線波長の短波長（高エネルギー）側で非常に減少
させられる。その結果ラマン信号対バックグランド信号
比が改善された。換言すれば、検出された波長では、ダ
イヤモンド自体から出るルミネッセンスの帯域は狭くな
った。不純物の混合が少くなったため、光学検出システ
ム内で僅かに広い帯域幅の光学フィルタと使用できるよ
うになり、その結果例えば軸外れ入射放射線をさける必
要性が減少した。その上光電子増倍器、光カソードのよ
うな検出器具は、短波長での感度が強化された。選別さ
れている物質は加熱でき、これが反ストークス信号の相
対的強度を増す。両方のラマン信号を同時に見ることが
でき、このような方法で追加の判別を得ることができる
。
特に関心が持たれ１反ストークス・ラマン信号を魅力の
ないものにしている。物体の検査のため充分な量のラマ
ン放射線を捕捉することは難しい。しかし、ダイヤモン
ドを識別する。すなわちダイヤモンドを選び出すための
脈石検査という特定の場合１反ストークス信号を使うこ
とが便利であることが判った。ダイヤモンド自体から発
生する競合バックグラウンドルミネッセンスは、入射す
る放射線波長の短波長（高エネルギー）側で非常に減少
させられる。その結果ラマン信号対バックグランド信号
比が改善された。換言すれば、検出された波長では、ダ
イヤモンド自体から出るルミネッセンスの帯域は狭くな
った。不純物の混合が少くなったため、光学検出システ
ム内で僅かに広い帯域幅の光学フィルタと使用できるよ
うになり、その結果例えば軸外れ入射放射線をさける必
要性が減少した。その上光電子増倍器、光カソードのよ
うな検出器具は、短波長での感度が強化された。選別さ
れている物質は加熱でき、これが反ストークス信号の相
対的強度を増す。両方のラマン信号を同時に見ることが
でき、このような方法で追加の判別を得ることができる
。
（発明の構成）
第１図は２時間に対し、入射する励起照射線のＲ１，放
出された放射線のＲｅおよび検出放射線のＤの３つの概
略的なグラフを示している。Ｒｅ／ｌのグラフでは、
Ｒｅｌはラマン放射線であり、 Ｒｅ２は蛍光である。
出された放射線のＲｅおよび検出放射線のＤの３つの概
略的なグラフを示している。Ｒｅ／ｌのグラフでは、
Ｒｅｌはラマン放射線であり、 Ｒｅ２は蛍光である。
励起放射線は、Ｒｉ／ｌのグラフのようにパルス化され
ており、検出器は活性化されている。すなわちその出力
信号は、 Ｄ／ｌグラフのようにチョップされている。
ており、検出器は活性化されている。すなわちその出力
信号は、 Ｄ／ｌグラフのようにチョップされている。
検出器は、ラマン放射Ｒｅｌがその最大値の付近にある
とき有効であり、他のルミネッセンス放射線Ｒｅ２は、
ラマン放射Ｒｅｌの検出を妨げている限り立上らなかっ
た。すなわち検出器は、ラマン放射Ｒｅｌより本質的に
長い立上り時間を有する放出放射線を有効に検出しない
ことが判るだろう。パルスの長さをパルス周波数に対し
て短（維持することにより、他のルミネッセンスの強度
は、小さく留まり、ラマン放射は、他のルミネッセンス
より大きな強度を有すか、または少くとも検出できるの
に充分な強度を有するかの何れかである。
とき有効であり、他のルミネッセンス放射線Ｒｅ２は、
ラマン放射Ｒｅｌの検出を妨げている限り立上らなかっ
た。すなわち検出器は、ラマン放射Ｒｅｌより本質的に
長い立上り時間を有する放出放射線を有効に検出しない
ことが判るだろう。パルスの長さをパルス周波数に対し
て短（維持することにより、他のルミネッセンスの強度
は、小さく留まり、ラマン放射は、他のルミネッセンス
より大きな強度を有すか、または少くとも検出できるの
に充分な強度を有するかの何れかである。
第２図は、ダイヤモンドが検出されるとき、すなわち走
査がダイヤモンド全体を通過するとき。
査がダイヤモンド全体を通過するとき。
励起放射線Ｒｉと放出放射線Ｒｅを第１図よりはるかに
長い時間スケールを上に示したものである。検出器の信
号は、放出放射線のものに類似している。
長い時間スケールを上に示したものである。検出器の信
号は、放出放射線のものに類似している。
変調バーストは、ラマン放射従ってまたダイヤモンドの
存在を指示する。ラマン放射は、他のルミネッセンスに
より引き起こされるバックグラウンド信号を除去する適
当なしきい値を設けることにより区別できるか、あるい
はへテロダイン検液または適当な復調電子回路により区
別できる。
存在を指示する。ラマン放射は、他のルミネッセンスに
より引き起こされるバックグラウンド信号を除去する適
当なしきい値を設けることにより区別できるか、あるい
はへテロダイン検液または適当な復調電子回路により区
別できる。
第３図は簡単な実用的装置を示す。該装置では。
■−ベルト１が簡単な粒子供給機として使用されている
（つまみ出しホイールのような類似の簡単な粒子供給器
も使用できる）。物体すなわち粒子２は、任意の適当な
方法でベル）１上に供給され。
（つまみ出しホイールのような類似の簡単な粒子供給器
も使用できる）。物体すなわち粒子２は、任意の適当な
方法でベル）１上に供給され。
ベルトの端で、光学レーザ・ビーム変調器を付属させる
レーザ３により投射されたビームを通り過ぎる。変調器
４は、ビームを一般に正弦波状に変調する。ビームが粒
子２と衝突する点において粒子２は、光学集光システム
５と光電子増倍管（ＰＭＴ）の形をなす検出器６により
検査される。適当なフィルタが組込まれるが、レーザ波
長阻止フィルタ７および狭帯域バンドパスフィルタ８が
示されている。粒子２がベルトの端を離れて投出される
とき１粒子は、エア・ジェット９として示されている適
当な排出手段を通過する。排除された粒子２（脈石選別
の場合には大量の多数群になる）は。
レーザ３により投射されたビームを通り過ぎる。変調器
４は、ビームを一般に正弦波状に変調する。ビームが粒
子２と衝突する点において粒子２は、光学集光システム
５と光電子増倍管（ＰＭＴ）の形をなす検出器６により
検査される。適当なフィルタが組込まれるが、レーザ波
長阻止フィルタ７および狭帯域バンドパスフィルタ８が
示されている。粒子２がベルトの端を離れて投出される
とき１粒子は、エア・ジェット９として示されている適
当な排出手段を通過する。排除された粒子２（脈石選別
の場合には大量の多数群になる）は。
エア・シェツト９を動作させないで、廃棄ＮＩＯの中に
入る。選方′すされた粒子は、エア・ジェット９を動作
させ、その通常の軌道から吹きとばされて選別箱１１の
中に入るン２ワットのアルゴン・イオン・レーザ３を使
うある実施例では、レーザの波長はＩ ＧＨｚの周波数
で変調された５１４．５ ｎｍである。
入る。選方′すされた粒子は、エア・ジェット９を動作
させ、その通常の軌道から吹きとばされて選別箱１１の
中に入るン２ワットのアルゴン・イオン・レーザ３を使
うある実施例では、レーザの波長はＩ ＧＨｚの周波数
で変調された５１４．５ ｎｍである。
５５２．４ｎｍのラマン放射（ダイヤモンドのストーク
ス放出）は、フィルタ８用にｌｎｍの広帯域通過のもの
を用いて観測できる。ただしバックグラウンドは、上記
の特許出願に説明されているように。
ス放出）は、フィルタ８用にｌｎｍの広帯域通過のもの
を用いて観測できる。ただしバックグラウンドは、上記
の特許出願に説明されているように。
−ａには５３７ｎ−と５６７ｎ１ｍにおける各バックグ
ラウンドの釣合いを取ることにより差引かれている。
ラウンドの釣合いを取ることにより差引かれている。
代りに５ｎｍの帯域は、バックグラウンドを差引くこと
なく通過フィルタ８用に使用できる。同様の方法で４８
１．５ｎｍの反ストークス放射を観測することは可能で
あると思われ、好ましいことかも知れない。変調器４は
、ブラッグ・セルであってもよく、あるいはレーザ３と
変調器４は、モード・ロック・レーザに取替えられる。
なく通過フィルタ８用に使用できる。同様の方法で４８
１．５ｎｍの反ストークス放射を観測することは可能で
あると思われ、好ましいことかも知れない。変調器４は
、ブラッグ・セルであってもよく、あるいはレーザ３と
変調器４は、モード・ロック・レーザに取替えられる。
ＰＭＴ ６は、マイクロ・チャンネル板ＰＭＴであって
もよく、それは非常にはやい立上り時間を有している。
もよく、それは非常にはやい立上り時間を有している。
他の実施態様では、 ６３２．８ｎｍで動作するヘリウ
ム・ネオン・レーザを使用する。ダイヤモンドについて
、その主要なラマン放射は、 ６９１．１ｎｍ （ス
トークス）と５８３．６ ｎｍ （反ストークス）にお
ける２つの鋭い線から成り立っている。
ム・ネオン・レーザを使用する。ダイヤモンドについて
、その主要なラマン放射は、 ６９１．１ｎｍ （ス
トークス）と５８３．６ ｎｍ （反ストークス）にお
ける２つの鋭い線から成り立っている。
電子回路は、ビーム変調器４用の変調器駆動装置１２と
、増幅器／電源装置１３と、 ＰＭＴ ６からの信号用
復調器１４と２例えばダイヤモンドからのラマン放射の
識別とジェット９の作動のための必要論理回路を有する
マイクロ・プロセンサ１５とを含んでいる。
、増幅器／電源装置１３と、 ＰＭＴ ６からの信号用
復調器１４と２例えばダイヤモンドからのラマン放射の
識別とジェット９の作動のための必要論理回路を有する
マイクロ・プロセンサ１５とを含んでいる。
第４図では、レーザ３からのビームは、適当な走査シス
テム２２（例えば、ガルバノメークまたは回転する多角
形）を使用し幅広のベルト２１を横断して走査される。
テム２２（例えば、ガルバノメークまたは回転する多角
形）を使用し幅広のベルト２１を横断して走査される。
この方法では、レーザ・ビームは２粒子２がベルトを離
れて投出される直前にヘルド２１を横断して走査される
。適当な集光システム２３が使用される。システム２３
は、広い口径と狭帯域バンドパスフィルタを有し、フィ
ルタ上への入射角が許容限度範囲内にあるように配置さ
れた光学系と備えている。このような光学系は、上記の
特許出願中哄概括的に記載されており、上記の特許出願
の第２図および７図は、ある１つの適当なシステムを開
示している。
れて投出される直前にヘルド２１を横断して走査される
。適当な集光システム２３が使用される。システム２３
は、広い口径と狭帯域バンドパスフィルタを有し、フィ
ルタ上への入射角が許容限度範囲内にあるように配置さ
れた光学系と備えている。このような光学系は、上記の
特許出願中哄概括的に記載されており、上記の特許出願
の第２図および７図は、ある１つの適当なシステムを開
示している。
上記の特許出願中で考察されているものは、どのような
物でも適切であれば本発明中に組み入れられる。上記の
特許出願は１本発明に応用できる詳細を多数提供してい
る。
物でも適切であれば本発明中に組み入れられる。上記の
特許出願は１本発明に応用できる詳細を多数提供してい
る。
本発明は、単に実施例について上に記述したが。
本発明の範囲内で変更を行うことができる。
（発明の要約）
粒子がダイヤモンドであるか否かを決定するために、
１０ＭＨｚからｌ ＧＨｚまでの周波数で変調されてい
る５１４．５ｎｍのレーザ放射線が２粒子２に投射され
３粒子２により放出された放射線は、レーザの波長に固
有のダイヤモンドのストークスマタハ反ストークスラマ
ン周波数の狭帯域バンドパスフィルタを有する広口径検
視システム２３により集められる。放出された放射線は
、検出器６により検出され１Ｍｉみ込まれた電子回路１
３．１４．１５は、レーザの変調周波数と同じ周波数で
変調された信号を検出する。このようにしてラマン放射
線のみが。
１０ＭＨｚからｌ ＧＨｚまでの周波数で変調されてい
る５１４．５ｎｍのレーザ放射線が２粒子２に投射され
３粒子２により放出された放射線は、レーザの波長に固
有のダイヤモンドのストークスマタハ反ストークスラマ
ン周波数の狭帯域バンドパスフィルタを有する広口径検
視システム２３により集められる。放出された放射線は
、検出器６により検出され１Ｍｉみ込まれた電子回路１
３．１４．１５は、レーザの変調周波数と同じ周波数で
変調された信号を検出する。このようにしてラマン放射
線のみが。
非常に短い立上り／減衰の時間を有しているので検出さ
れる。他のルミネッセンスは、変調されないで、かつし
きい値を設けることまたはヘテロダイン技術により除去
できるバックグランドを形成する。この方法は、非常に
複雑な光学系を設けることなく、広いベルト上の脈石が
らダイヤモンドを選別するために使用できる。
れる。他のルミネッセンスは、変調されないで、かつし
きい値を設けることまたはヘテロダイン技術により除去
できるバックグランドを形成する。この方法は、非常に
複雑な光学系を設けることなく、広いベルト上の脈石が
らダイヤモンドを選別するために使用できる。
４ ゛の なＵ
第１図は１本発明の詳細な説明するための概略図、第２
図は９本発明の一実施例の動作原理を説明するための概
略図、第３図は１本発明の第１の方法に用いられる装置
の概略図、第４図は３本発明の第２の方法に用いられる
装置の概略図である。
図は９本発明の一実施例の動作原理を説明するための概
略図、第３図は１本発明の第１の方法に用いられる装置
の概略図、第４図は３本発明の第２の方法に用いられる
装置の概略図である。
以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、宝石を識別する方法であって、 変調された放射線を宝石に照射し、短い立上り時間およ
び／または減衰時間を有する放射線を該宝石から放出さ
せること；および励起放射線の変調周波数に相当する周
波数で変調されている該放出放射線を検出すること；を
包含する識別方法。 ２、多数の粒子を収容できる幅の通路中を移動している
脈石粒子の中から宝石を識別する方法であって、 変調された放射線で通路を横断するラインを照射し、短
い立上り時間および／または減衰時間を有する放射線を
、識別すべき宝石から放出させること；および励起放射
線の変調周波数に相当する周波数で変調されている該放
出放射線を検出すること； を包含する識別方法。 ３、前記放出放射線が、狭帯域バンドパスフィルタを有
する広口径検視システムを用いて検出される、請求項２
に記載の方法。 ４、前記宝石がダイヤモンドである、請求項１から３の
いずれかに記載の方法。 ５、前記放出放射線がラマン放射である、請求項１から
４のいずれかに記載の方法。 ６、前記放出放射線が反ストークス放射である、請求項
５に記載の方法。 ７、変調された放射線を宝石に照射し、短い立上り時間
および／または減衰時間を有する放射線を該宝石から放
出させることにより、宝石を識別する装置であって、 励起放射線の変調周波数に相当する周波数で変調されて
いる該放出放射線を検出する手段を有する識別装置。 ８、多数の粒子を収容できる幅の通路中を移動している
脈石粒子の中から宝石を識別する装置であって、 短い立上り時間および／または減衰時間を有する放射線
を識別すべき宝石から放出させるように、該通路を横断
するラインが変調された放射線で照射され、 励起放射線の変調周波数に相当する周波数で変調されて
いる該放出放射線を検出する手段を有する、識別装置。 ９、前記検出手段が、狭帯域バンドパスフィルタを含む
広口径検視システムを有する、請求項８に記載の装置。 １０、前記宝石がダイヤモンドである、請求項７から９
のいずれかに記載の装置。 １１、前記放出放射線がラマン放射である、請求項７か
ら１０のいずれかに記載の装置。１２、前記放出放射線
が反ストークス放射である、請求項１１に記載の装置。 １３、宝石を識別する方法であって、添付の図面のいず
れかを参照して、実質的に記述された方法。 １４、宝石を識別する装置であって、添付の図面の第３
図または第４図を参照して実質的に記述され、かつ第３
図または第４図に示された装置。 １５、励起放射線を照射する手段をさらに含む、請求項
７から１２および１４のいずれかに記載の装置。 １６、多数の粒子を収容できる幅の通路内に脈石粒子を
移動させる手段と、該通路を横断するラインに変調され
た放射線を照射する手段とをさらに包含する、請求項８
、９、または１４のいずれか、あるいは請求項８に従属
すると解釈される場合には請求項１０から１２のいずれ
かに記載の装置。
Applications Claiming Priority (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8810723.0 | 1988-05-06 | ||
| GB888810723A GB8810723D0 (en) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | Identifying specific objects/zones |
| GB8816167.4 | 1988-07-07 | ||
| GB888816167A GB8816167D0 (en) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | Identifying objects/zones |
| GB8826225.8 | 1988-11-09 | ||
| GB888826225A GB8826225D0 (en) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | Examining object |
| GB8906853.0 | 1989-03-23 | ||
| GB898906853A GB8906853D0 (en) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | Examining an article or objects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285749A true JPH0285749A (ja) | 1990-03-27 |
Family
ID=27450094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1114032A Pending JPH0285749A (ja) | 1988-05-06 | 1989-05-06 | 宝石の識別 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0341093A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0285749A (ja) |
| AU (1) | AU630351B2 (ja) |
| BR (1) | BR8902133A (ja) |
| DE (1) | DE341093T1 (ja) |
| GB (1) | GB2219080B (ja) |
| IN (1) | IN174123B (ja) |
Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
| GB2219394B (en) * | 1988-05-06 | 1992-09-16 | Gersan Ets | Sensing a narrow frequency band of radiation and examining objects or zones |
| GB2219078B (en) * | 1988-05-06 | 1992-08-26 | Gersan Ets | Identifying the position of objects or zones |
| GB9103552D0 (en) * | 1991-02-20 | 1991-04-10 | Gersan Ets | Classifying or sorting |
| ZA9410191B (en) * | 1993-12-30 | 1995-08-25 | De Beers Ind Diamond | Particle classification method and apparatus |
| ZA955745B (en) * | 1994-08-19 | 1996-02-20 | De Beers Ind Diamond | Classification of particles according to their Raman response |
| AU2004303615A1 (en) | 2003-12-12 | 2005-07-07 | Element Six Limited | Method of incorporating a mark in CVD diamond |
| GB201511461D0 (en) | 2015-06-30 | 2015-08-12 | Beers Uk De Ltd | Luminescence measurements in diamond |
| CN110064593B (zh) * | 2019-04-30 | 2022-05-20 | 宋宏亮 | 一种尾矿固体废物资源回收再利用处理装置 |
| IL266809B (en) * | 2019-05-22 | 2020-08-31 | Leizerson Ilya | A method and system for evaluating gemstones |
Citations (2)
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