JPH11509629A

JPH11509629A - ダイヤモンドの検査

Info

Publication number: JPH11509629A
Application number: JP9506452A
Authority: JP
Inventors: マークウェルボーン，クリストファー; フィリップスミス，マーティン; ゴードンチャーターズスミス，ジェームズ; マーティンスペア，ポール; モーリスマルティノ，フィリップ; クーパー，マーティン
Original assignee: ゲルザンエスタブリッシュメント
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1999-08-24
Also published as: HK1041047A1; CA2227472A1; CN1196120A; IL118922A; EP1158293A2; TW433463U; WO1997004302A1; AU702792B2; AU6527196A; RU2175125C2; EP1158293A3; GB2303698A; ZA966245B; KR19990035837A; GB9515143D0; IL118922A0; EP0840890A1

Abstract

(57)【要約】ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験するために、それは発光の放射を引き起こす高エネルギーの紫外線放射で照射され、ダイヤモンドの異なる領域により生成された発光強度が測定され、比較される。一実施例において積分格納装置（１５）が使用され、ダイヤモンド（１３）が回転可能な台（１４）上に搭載される。

Description

【発明の詳細な説明】ダイヤモンドの検査発明の背景本発明は、天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを検査する方法と装置に関する。これは、ダイヤモンドが完全な天然のものか否かまたはその一部がＣＶＤダイヤモンド物質であるか否かを試験することにおいて、そしてもし存在するならばかかる物質のありかを見つけることにおいても特に重要である。合成ダイヤモンド物質は、その後例えばラウンドブリリアントカットに組み込まれる未カッティングの若しくは部分処理された天然ダイヤモンド上に堆積される。更に、合成ダイヤモンド物質の被膜は宝石の加工の後に完全に仕上がったブリリアントカットの宝石上に堆積される。合成ダイヤモンドの層の厚さはとても薄いが（５ミクロンから１０ミクロンまでの範囲内が可能）、本発明はより薄い層を検出するためにも使用される。ダイヤモンドの価値はその重量に一部依存する。従って、仕上がった製品の重量を増やすためにダイヤモンドのカッティングの前後に、合成ダイヤモンド物質が天然宝石ダイヤモンド上に堆積される。しかし、ダイヤモンドの価値はまた、その真正さ及び希少さの質にあり、完全に天然の（即ち、採掘された）生成物であるという事実にある。従って、合成ダイヤモンド物質の堆積により大きくされていないダイヤモンドはそうされたダイヤモンド以上の価値を有する。長年にわたり、多数のダイヤモンド物質の合成方法が開発されてきた。これらの方法の一つは、気体から基板上への合成ダイヤモンド（この記載中ではＣＶＤダイヤモンド物質を称す）の堆積を含む低圧技術である化学蒸着（ＣＶＤ）技術である。物理蒸着等の他の技術が提案されているが、ＣＶＤは合成ダイヤモンドがダイヤモンド上に堆積される最も好ましい方法である。ＣＶＤ若しくは同様のダイヤモンド物質の堆積により人工的に大きくされたダイヤモンドは、この記載中”ＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレット”と称される。ＣＶＤダイヤモンド物質はダイヤモンドではない基板若しくはダイヤモンドの基板の上に堆積される。後者の場合、ＣＶＤダイヤモンド物質はダイヤモンド基板の構造を複製できる（”ホモエピタキシャル成長”と称される）。製造されたＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレットは、外見上、密度や他の通常の物理的性質が完全に天然の宝石と同一になりえて、かかるＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレットの識別については課題がある。ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する方法及び装置を提供することが本発明の目的である。装置は単純であって高価でなく、比較的に熟練されてない人によって操作の実施がされるのが望ましい。その方法と装置は研究室の宝石学分析の訓練を受けていない熟練の宝石工により確実且つ矛盾無く操作されうる必要がある。その方法と装置は一度に数多くの宝石をスクリーニングするのに適する必要があり、自動化に適する必要がある。英国特許出願第９４０４３０９．８号は、ダイヤモンドが電子若しくは高エネルギーの紫外線放射により発光するようにされ、得られた発光（ルミネセンス）のパターンが表面の合成ダイヤモンドの領域を検出するために観測される、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを決定する方法を開示する。好ましくは、全ダイヤモンドが照射され、パターンは拡大手段を通して若しくはＣＣＤカメラによりスクリーン上で目視により観測される。本発明は、各領域は発光の放射を励起若しくは刺激するために高エネルギーの放射を用いてその領域を照射することにより観測されるよう、ダイヤモンドの表面の多数の領域を観測し、発光の強度を評価することよりなる、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する方法を提供する。本発明は更に、搭載手段と、該搭載手段に可動的に搭載されたダイヤモンドの支持体と、発光の放射を励起若しくは刺激するために高エネルギーの放射を用いて該支持体に支持されたダイヤモンドを照射する手段と、該支持体に搭載されたダイヤモンドが照射される時に生成された発光の強度に依存する信号を与える手段とからなる、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する装置を提供する。搭載手段に対して該支持体を駆動する手段が設けられる。その搭載手段は該照射手段に対して固定される。本発明は更に、ダイヤモンドのための支持体を有する積分格納装置と、該支持体に搭載されたダイヤモンドの領域を照射する手段と、該積分格納装置中のダイヤモンドが照射される時に生成される該積分格納装置中の発光の光束強度に依存する信号を与える手段とからなる、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する装置を提供する。ダイヤモンドの支持体は該積分格納装置に対して可動であり駆動手段により駆動される。発明者は、ダイヤモンドの異なる領域の発光における実質的な違いの探索が合成ダイヤモンド物質の表面層の在り処を見出す特に単純な方法を提供することを発見した。画像形成若しくは操作者による複雑な画像の目視による解釈は、英国特許出願第９４０４３０９．８号と同様に必要とされない。発光（ルミネセンス）により、それを引き起こす照射する放射と一般に異なる波長からなる発せられた放射が意味される。発光強度は測定されることが好ましい。好ましくは、各領域からの発光の強度に依存する信号が生成される。更に、ダイヤモンドの表面は照射する放射のビームにより走査され、一の領域と次のとの間の発光強度における有意な変化が検出される。ダイヤモンドは適当な波長の紫外線照射により照射される。実質的に全ての天然ダイヤモンドは２２５ｎｍ以下の波長の放射で照射される場合に発光を放射する。従って、２２５ｎｍより小さい若しくはほぼ等しい波長の放射を使用することが好ましい。照射する放射は実質的に単色であるか、又は波長の範囲幅若しくは組からなる。ダイヤモンドの表面領域のみ優勢に照射され、発光放射が引き起こされることが好ましい。これは、合成ダイヤモンド物質の層が相対的に薄いからである。照射する放射が合成ダイヤモンド物質の薄層の厚さよりはるかに先の深さまで侵入する場合、発光は下にある天然ダイヤモンド物質から生成されえ、合成ダイヤモンド層からの発光を混同若しくは圧倒する。この理由のためにまた、ダイヤモンドは、全ての型のダイヤモンドによってとても強く吸収される２２５ｎｍより小さい若しくはほぼ等しい波長の放射を用いて照射される。このことは英国特許出願第９４０４３０９．８号に詳細に記載されている。照射する放射は２２５ｎｍより大きい波長の放射を含みうる。２２５ｎｍより大きい波長の一定の放射域は異なる型のダイヤモンドにおいて異なる吸収特性を有する。従って、かかる放射は理論的に研究された層を貫きえて、結果を混同しうるダイヤモンドの他の領域での発光放射を引き起こす。２２５ｎｍよりもはるかに大きい波長の照射する放射は発光放射と混同される。２２５ｎｍよりも大きい波長の放射は、問題の領域から離れたダイヤモンドの部分からの発光が発光観測におけるコントラストを圧倒若しくは減少しないように、十分に低い強度であるべきことが望ましい。好ましくは照射エネルギーの少なくとも５０％が２２５ｎｍより小さい波長にある。しかし、好ましくは２２５ｎｍより大きい波長の放射は適当なフィルターにより実質的に除去される必要がある。ダイヤモンドは更に適当なエネルギーの電子ビームを用いて照射されうるが、その時その装置は複雑である。照射する放射は観測可能な発光を発生するのに十分な強度のものである必要がある。照射する放射は適当な手段、例えばレーザ若しくは他のソースにより発生されうる。照射する放射は適当な手段により宝石上に導かれる。しかし、通常の光学装置による短波長紫外線放射の減衰は高程度であり、短い紫外波長で高い透過性を有する光学装置を使用することが好ましい。１８０ｎｍより短い波長の照射は通常のＵＶ光学装置及び空気中の酸素により減衰され、装置により効果的にフィルター除去される。好ましくは、放射はダイヤモンド上に焦点が合わせられる。より好ましくは、放射はダイヤモンドの全存在表面領域より小さいダイヤモンドの領域上に焦点が合わせられる。最も好ましくは、放射は小さいスポットに焦点が合わせられ、ダイヤモンドの表面上を走査される。英国特許出願第９４０４３０９．８号に詳細に記載されているように、２２５ｎｍより小さい波長の放射はダイヤモンドの表面領域でほとんど吸収される。このことは、与えられた領域が照射される時に観測される発光が照射された領域の表面の構成にほとんど依存するという点で本発明における助けとなる。ダイヤモンド（天然若しくは合成）の多様な型で観測された発光放射域は広い範囲内にあり、一般にスペクトルの可視部にある。比較的狭い領域若しくは比較的広い領域にある発光の強度への信号依存性が与えられる。後者の場合、照射の放射を除去するためにカット−オフフィルターが設けられる。天然ダイヤモンド上に堆積された合成ダイヤモンド層は、その発光がダイヤモンドの天然部分の発光と異なる色であり、又はより重要には、ダイヤモンドの天然部分の発光に対して異なる強度のものである場合、識別可能である。従って、多数の領域が試験され、ダイヤモンドの異なる領域によって生成される発光強度における有為な差異（例えば、およそ８０％、好ましくは５０％の強度の、若しくはより高いものより低い信号）はＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレットを示す。発光強度における差異は合成ダイヤモンドの層中では生じえない。本発明は有用なガイドを提供する。しかし、更なる試験が有益である。異なる領域での発光の差異を検出するために二三の領域（多分二つのみ）を試験するのみで十分である。しかし、好ましくは多数の領域が観測される。本発明の方法における放射の強度は目視により評価される。この場合、手段は観測者から危険な紫外線放射を取り除くため設けられる必要がある。発光が目視により評価される場合、照射する放射が問題の領域に制限され他の領域の照射が回避されうるとすると、照射された領域の画像を形成する必要はない。その場合、ダイヤモンドよりむしろ発光は実際に観測される。好ましくは、観測された放射は照射する放射を含まない。少量の照射する放射が、それが発光を圧倒しない場合、観測された放射中で許容される。発光放射された放射は何れか適当な手段により検出される。例えば、ダイヤモンドから検出器へと発光放射された放射を導くために配置されるビームスピリッターが照射する放射の部分に設置される。照射する放射をファルター除去するためのフィルターが検出器用に設けられる。更に、ダイヤモンドは積分格納装置中に置かれ、ダイヤモンドの領域が照射する放射により照射される。積分格納装置は、与えられた領域が照射される時に積分格納装置中で生成された発光強度に依存する信号を与える検出器が備えられる。検出器は照射する放射をフィルター除去するフィルターを含む。好ましくは、積分格納装置は積分球から成る。積分格納装置が使用される場合、問題のダイヤモンドの領域は照射されて実質的に他の領域はない必要がある。ダイヤモンドは、例えばダイヤモンドと放射ソースとの間の開口部により生成される制限された寸法のビームを使用して照射される。好ましくは、ダイヤモンドの単一領域は一度に照射され、多数のかかる領域は連続して照射される。しかし、ダイヤモンドの異なる多数の領域は独立に一斉に照射され、信号は設けられた各領域それぞれにより生成された発光の強度に依存し、連続的若しくは同時に観測結果が実質的に比較される。ダイヤモンドは、ダイヤモンドの他の部分からの光の混入を減じるために、問題の領域が開口部と接するように設置される。この配置は、ビームスピリッターが検出器への発光通過のための照射経路中に設けられる場合に特に適する。制限されたビームは変化可能な寸法のもの又は固定された寸法のものである。それは、加工されるダイヤモンドの切り子面若しくは切り込面の一部のサイズに対応する。好ましくは、制限されたビームはダイヤモンドの最大寸法より小さいか、又はこれが可能なようにサイズの調整が可能である。開口部は１−１５ｍｍ径のサイズのものであり、好ましくは５−１０ｍｍである。最高の結果のためにサイズの調整が可能な絞り開口部が設けられる。より好ましくは、ビームは１ミクロン−１ｍｍ、好ましくは５−１００ミクロン径のサイズの小さなスポットに焦点を合わされ、好ましくはダイヤモンド上を走査される。ダイヤモンドから発する放射はフィルターを通って検出器へ通される。好ましくは、フィルターは照射する放射をフィルター除去するカット−オフフィルターである。別のさらなるフィルターが選択された発光領域を通すために設けられる。例えば、それぞれが異なる波長の光を通す多数の交換可能なフィルターが使用されうる。ビームはダイヤモンドの表面上を走査される（即ち、連続的若しくはほぼ連続的に移動される）ことが好ましい。ビームの走査手段はダイヤモンドに対してビームを移動する手段の形態で設けられる。例えば、ダイヤモンドは放射のビームと一致しない軸の回りを回転される。好ましくは、その軸は放射のビームと垂直である。手段が、例えば放射のビームに垂直な二つの方向において、ダイヤモンドを放射のビームに対して直線的に移動するために設けられる。ダイヤモンドにより発せられる放射の強度が所定の値を超える量により変化する場合、信号を与える手段が設けられる。これはダイヤモンドが連続的に走査される場合特に有用である。それは表面構成の変化が素早く識別されるようにする。例えば、信号を与える手段は、放射の強度に依存する信号を与える手段と、放射の強度が与えられた量で変化する場合に変化信号を与える信号発生手段とからなる。例えば、変化信号は、測定された放射の強度が５％、好ましくは１０％より多く、より好ましくは２０％より大きく変化する場合に与えられる。信号発生手段は、放射の強度が所定の時間期間内で所定量が変化する場合にのみ変化信号が与えられるようにタイマーからなる。信号が与えられる前に信号が変化すべき時間期間及び／又は量を変更するための手段が設けられる。本発明の一の実施例において、発光強度が測定される間、ダイヤモンドは回転可能な台に設置されて連続的に回転される。より高い若しくは低い強度のはるかにブロードなパルスにより追随されたノイズのある若しくは調節されたＤＣ信号（ダイヤモンドの構成における天然発生のわずかな局所的差異、並びに内部の反射及び屈折によりもたらされる発光強度の変化）はＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレットを示す。好ましくは、ダイヤモンドは統計的に改善された読み取りを与えるように統計的に組み合わされる多数の読み取りを与えるために多数回回転される。本発明は好ましくは発光、即ち電子ビーム若しくは高エネルギーの紫外線放射を用いて照射されるときにダイヤモンドの領域により効果的に瞬時に生成される発光と共に使用される。本発明の装置は好ましくは遮光箱中に封入される。これは外部ソースからの放射が検出器に到達することを排除し、潜在的に有害な高エネルギーの紫外線放射が漏れて皮膚や目への損傷を引き起こすことを防ぐためである。本発明は添付の図面に関する例のみにより更に記載される。図１は第一実施例に従い、本発明を実施する装置の模式図である。図２は第二実施例に従い本発明を実施する装置の模式図である。図３は得られた信号出力のダイヤグラムを示す。図面の詳細な説明図１の１のように一般に設計された装置において、ダイヤモンド２は回転可能で短波紫外光及び可視光に対して透明である台３の中若しくは上に搭載される。ダイヤモンドは２２５ｎｍより短い波長の紫外線放射により照射される。放射はソース４（キセノンフラッシュランプ、重水素ランプ若しくは紫外レーザ等）により発生される。照射する放射は観測される発光のコントラストを改善するために可視放射を除去するカット−オフフィルター５を通ってフィルターリングされる。放射はレンズ６によりダイヤモンドの小さな領域上に焦点が合わせられる。ダイヤモンドの小さな領域は発光放射するようにされ、照射された領域の局所的な構成に依存する強度と色の発光を発生する。この発光の一部は、２２５ｎｍより短い波長の放射を除去するためのフィルター９を有するレンズシステム８を通って発光を通過させるビームスピリッター７に向かって照射の方向にそって逆に通過し、その発光は光電子増倍管１０上に焦点が合わせられる。光電子増倍管１０は、発生する発光に依存する信号を表示するためにプロセッサー１１及びモニター１２に接続される。本発明の方法の好ましい実施例において、ダイヤモンドの多数の領域は回転可能な台３に対してダイヤモンドを固定し、放射の接点がダイヤモンドの表面上を移動するように装置の残りの部分に対してその台（及びダイヤモンド）を回転させることにより照射される。台もまた、宝石の全高さが繰り返しの回転により走査可能であるように、ビームに対し及び回転軸に対し垂直な方向に可動である。図１に示されたダイヤモンド２はダイヤモンドの台の上にＣＶＤ合成ダイヤモンド物質の層を有するＣＶＤ／ダイヤモンドダブレットである。ダイヤモンド２が回転されるに従いモニター１２上に表示された光電子増倍管１０からの信号は、異なる強度の発光をもたらす宝石の合成部分の上を照射する放射の焦点が移動するに従い、より低い（若しくはより高い）ノイズのあるＤＣ信号への比較的ブロードな下落によって追随される、照射する放射が宝石の天然部分上を通過する場合の”ノイズのあるＤＣ”信号である。 ”ノイズ”はダイヤモンドの構成における小さな局所的な変化、外部及び内部の反射および屈折等による。図１の装置は発光の色を検出することは意図されないが、検出器の前に多数の交換可能な色付きフィルターを設けることにより変更してもよい。図１に用いられた光学装置はSpindler & Hoyerにより製造されたもの等のＵＶ透過光学装置である。図２は本発明の第二実施例に従う方法を実施する模式的な装置を示す。その装置において、ＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレットであるダイヤモンド１３は図１に示された台３と同様の回転可能な台上に搭載される。台とダイヤモンドは可視範囲で良好な反射を持つ物質で裏打ちされる積分球１５の内部に設置される。ダイヤモンドは紫外ソース１６を使用して照射される。ソースからの光は２２５ｎｍより高い波長の光を除去するフィルター１７を通り、レンズ１８によりダイヤモンド１３の表面上若しくは表面近くに焦点あわせされる。照射する放射は２２５ｎｍより短い波長のものであり、従って発光放射を引き起こす。発光波長（ｓ）での光の発光の光束密度を検出する装置は光電子増倍管１９の形態で設けられる。フィルター２０は照射する放射をフィルター除去するために設けられ、バッフル２１は光電子増倍管１９へと通過する放射その球の中の発光の光束密度の典型となることを可能とするために積分球１５中に設けられる。プロセッサー２２及びモニター２３は光電子増倍管１９により生成された信号を示すために設けられる。ダイヤモンド１３がＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレットである場合、台１４とダイヤモンド１３が回転される時に光電子増倍管１９により生成される信号は図１のモニターにより示されたものと同様である。図３は、図２若しくは１の光電子増倍管１９若しくは１０によりそれぞれ生成された信号をより詳細に示す。ダイヤモンドの天然の変化による信号の変動は、変動が強度においてより低く、回転角のより狭い範囲に広がる合成ダイヤモンドの層による信号の変化と異なる。別の実施例において、プロセッサー２２若しくは１１は光電子増倍管１９若しくは１０からの受容信号の変化の速度を測定するためにプログラムされる。プロセッサー１１若しくは２２は台３若しくは１４を回転する手段にそれぞれ接続される。時間に関する又は台３若しくは１４の位置に関する信号の変化の速度は測定される。処理手段１１若しくは２２は、光電子増倍管１０若しくは１９からの信号の変化の速度が与えられた値を超える場合に信号を与えるようにプログラムされる。信号は、例えばダイヤモンドの発光における”ジャンプ” が検出されたことを示すためのモニター１２若しくは２３上にその後示される。発光におけるかかる”ジャンプ”は合成ダイヤモンド層の存在と相関しうる。上述された本発明はあくまで例示であり、改良は本発明の思想の範囲内でなされうる。本発明はまた、ここに記載若しくは暗に示された又は図中に示され若しくは暗に示された何れかの固有の特徴、或いは係る特徴又はかかる特徴若しくは組合せの一般化の組み合わせからなる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年７月２３日【補正内容】きた。これらの方法の一つは、気体から基板上への合成ダイヤモンド（この記載中ではＣＶＤダイヤモンド物質を称す）の堆積を含む低圧技術である化学蒸着（ＣＶＤ）技術である。物理蒸着等の他の技術が提案されているが、ＣＶＤは合成ダイヤモンドがダイヤモンド上に堆積される最も好ましい方法である。ＣＶＤ若しくは同様のダイヤモンド物質の堆積により人工的に大きくされたダイヤモンドは、この記載中”ＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレット”と称される。ＣＶＤダイヤモンド物質はダイヤモンドではない基板若しくはダイヤモンドの基板の上に堆積される。後者の場合、ＣＶＤダイヤモンド物質はダイヤモンド基板の構造を複製できる（”ホモエピタキシャル成長”と称される）。製造されたＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレットは、外見上、密度や他の通常の物理的性質が完全に天然の宝石と同一になりえて、かかるＣＶＤ／天然ダイヤモンドダブレットの識別については課題がある。ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する方法及び装置を提供することが本発明の目的である。装置は単純であって高価でなく、比較的に熟練されてない人によって操作の実施がされるのが望ましい。その方法と装置は研究室の宝石学分析の訓練を受けていない熟練の宝石工により確実且つ矛盾無く操作されうる必要がある。その方法と装置は一度に数多くの宝石をスクリーニングするのに適する必要があり、自動化に適する必要がある。英国特許第２２７５７８８Ａ号は、ダイヤモンドが電子若しくは高エネルギーの紫外線放射により発光するようにされ、得られた発光（ルミネセンス）のパターンが表面の合成ダイヤモンドの領域を検出するために観測される、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを決定する方法を開示す本発明はまた、ダイヤモンドを支持する支持体と；ダイヤモンドによる発光の放射を励起するために、該支持体に支持されたダイヤモンドを高エネルギーの放射で照射する手段と；該ダイヤモンド表面の複数のそれぞれ異なる領域により発せられる発光に依存する別々信号を提供する走査手段と；該ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを該信号に基づき示す手段とからなる、天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する装置を提供する。照射手段が、ダイヤモンドの対向する表面の領域のみが照射されるようにダイヤモンドより小さい固定されたビームでダイヤモンドを照射するものであることが好ましい場合、走査手段はそのビームが連続的にダイヤモンドの異なる領域を照射するようにダイヤモンドとそのビームとの間の相対的な動きをもたらしうる。走査手段は、固定されたビームを有し、全装置の搭載手段に対して支持体を駆動若しくは移動する手段を提供することにより実施されえ、照射手段は搭載手段に対して固定される。発明者は、ダイヤモンドの異なる領域の発光における実質的な違いの探索が合成ダイヤモンド物質の表面層の在り処を見出す特に単純な方法を提供することを発見した。画像形成若しくは操作者による複雑な画像の目視による解釈は、英国特許第２２７５７８８Ａ号と同様に必要とされない。この理由のためにまた、ダイヤモンドは、全ての型のダイヤモンドによってとても強く吸収される２２５ｎｍより小さい若しくはほぼ等しい波長の放射を用いて照射される。このことは英国特許第２２７５７８８Ａ号に詳細に記載されている。照射する放射は２２５ｎｍより大きい波長の放射を含みうる。２２５ｎｍより大きい波長の一定の放射域は異なる型のダイヤモンドにおいて異なる吸収特性を有する。従って、かかる放射は理論的に研究された層を貫きえて、結果を混同しうるダイヤモンドの他の領域での発光放射を引き起こす。２２５ｎｍよりもはるかに大きい波長の照射する放射は発光放射と混同される。２２５ｎｍよりも大きい波長の放射は、問題の領域から離れたダイヤモンドの部分からの発光が発光観測におけるコントラストを圧倒若しくは減少しないように、十分に低い強度であるべきことが望ましい。好ましくは照射エネルギーの少なくとも５０％が２２５ｎｍより小さい波長にある。しかし、好ましくは２２５ｎｍより大きい波長の放射は適当なフィルターにより実質的に除去される必要がある。ダイヤモンドは更に適当なエネルギーの電子ビームを用いて照射されうるが、その時その装置は複雑である。照射する放射は観測可能な発光を発生するのに十分な強度のものである必要がある。照射する放射は適当な手段、例えばレーザ若しくは他のソースにより発生されうる。照射する放射は適当な手段により宝石上に導かれる。しかし、通常の光学装置による短波長紫外線放射の減衰は高程度であり、短い紫外波長で高い透過性を有する光学装置を使用することが好ましい。１８０ｎｍより短い波長の照射は通常のＵＶ光学装置及び空気中の酸素により減衰され、装置により効果的にフィルター除去される。好ましくは、放射はダイヤモンド上に焦点が合わせられる。より好ましくは、放射はダイヤモンドの全存在表面領域より小さいダイヤモンドの領域上に焦点が合わせられる。最も好ましくは、放射は小さいスポットに焦点が合わせられ、ダイヤモンドの表面上を走査される。英国特許第２２７５７８８Ａ号に詳細に記載されているように、２２５ｎｍより小さい波長の放射はダイヤモンドの表面領域でほとんど吸収される。このことは、与えられた領域が照射される時に観測される発光が照射された領域の表面の構成にほとんど依存するという点で本発明における助けとなる。ダイヤモンド（天然若しくは合成）の多様な型で観測された発光放射域は広い範囲内にあり、一般にスペクトルの可視部にある。比較的狭い領域若しくは比較的広い領域にある発光の強度への信号依存性が与えられる。後者の場合、照射の放射を除去するためにカッにプログラムされる。信号は、例えばダイヤモンドの発光における”ジャンプ” が検出されたことを示すためのモニター１２若しくは２３上にその後示される。発光におけるかかる”ジャンプ”は合成ダイヤモンド層の存在と相関しうる。上述された本発明はあくまで例示であり、改良は本発明の思想の範囲内でなされうる。請求の範囲１．ダイヤモンドからの発光の放射を励起するために高エネルギーの放射でダイヤモンドを照射し、該ダイヤモンド表面の複数の異なる領域により発せられた発光を別々に感知するために走査し、該ダイヤモンド上に堆積された合成ダイヤモンドの層の有無を決めるために、一の領域から別の領域への発光における実質的な変化の有無を決めることからなる、天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する方法。２．該ダイヤモンドは２２５ｎｍより短い波長の放射からなる放射で照射される請求項１記載の方法。３．該それぞれの異なる領域により発せられた発光に依存する別々信号が提供される請求項１又は２に記載の方法。４．該信号は発光強度に依存する請求項３記載の方法。５．該別々の発光信号における差が自動的に検出され、該差異が所定の値を超える場合に、その上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するとして指示信号が該ダイヤモンドを自動的に分類する請求項３又は４に記載の方法。６．一の領域から別の領域への発光の強度が所定の期間内に所定量だけ変化する場合に該指示信号が発生される請求項５記載の方法。７．一の領域から別の領域への発光における実質的な変化の有無は目により決められる請求項１乃至４のうち何れか一項記載の方法。８．該走査は、該ダイヤモンドの対向する表面の領域のみが照射されるように該ダイヤモンドより小さいビームで該ダイヤモンドを照射し、該ビームが該ダイヤモンドの異なる領域を順次照射するように該ダイヤモンドと該ビームとの間の相対的な移動をもたらすことにより実施される前記請求項のうち何れか一項記載の方法。９．該ビームは固定され、該ダイヤモンドが移動される請求項８記載の方法。１０．該ビームは固定され、該ダイヤモンドが回転される請求項８記載の発明。１１．該ダイヤモンドは積分格納装置内で支持される請求項８乃至１０のうち何れか一項記載の方法。１２．該ダイヤモンドは、５から１００ミクロン径であるスポットを提供するビームで照射される前記請求項のうち何れか一項記載の方法。１３．ダイヤモンドを支持する支持体と；ダイヤモンドによる発光の放射を励起するために、該支持体に支持されたダイヤモンドを高エネルギーの放射で照射する手段と；該ダイヤモンド表面の複数のそれぞれ異なる領域により発せられる発光に依存する別々の信号を提供する走査手段と；該ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを該信号に基づき示す手段とからなる、天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する装置。１４．該照射手段は該ダイヤモンドを２２５ｎｍより短い波長の放射からなる放射で照射する請求項１３記載の装置。１５．該信号は発光強度に依存する請求項１３又は１４記載の方法。１６．該別々の発光信号における差異を自動的に検出し、該差異が所定の値を超える場合に、その上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するとして該ダイヤモンドを自動的に分類するために指示信号を発生する手段を含む請求項１３乃至１５のうち何れか一項記載の装置。１７．該発生手段は一の領域から別の領域への発光の強度が所定の期間内に所定量だけ変化する場合に該指示信号を発生する請求項１６記載の装置。１８．該照射手段は該ダイヤモンドの対向する表面の領域のみが照射されるように該ダイヤモンドより小さいビームで該ダイヤモンドを照射するものであり、該走査手段は該ビームが該ダイヤモンドの異なる領域を連続的に照射するように該ダイヤモンドと該ビームとの間の相対的な移動をもたらす請求項１３乃至１７のうち何れか一項記載の装置。１９．該照射手段は固定されたビームで該ダイヤモンドを照射するものであり、該支持体を移動させる手段が設けられている請求項１８記載の装置。２０．該照射手段は固定されたビームで該ダイヤモンドを照射するものであり、該支持体を回転するために手段が設けられる請求項１８記載の装置。２１．該ダイヤモンド支持体は積分格納装置内にある請求項８乃至１０のうち何れか一項記載の装置。２２．該照射手段は該ダイヤモンドを５から１００ミクロン径である該ダイヤモンド上のスポットを提供するビームで照射する請求項１３乃至２１のうち何れか一項記載の装置。２３．実質的に添付の図面の図１若しくは図２に関してここで記載されたように、天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する方法。２４．実質的に添付の図面の図１若しくは図２に関してここで記載されたように、天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する装置。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年８月５日【補正内容】る。好ましくは、全ダイヤモンドが照射され、パターンは拡大手段を通して若しくはＣＣＤカメラによりスクリーン上で目視により観測される。英国特許第２２７５７８８Ａ号の開示部分は天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験することに関する。ダイヤモンドは好ましくは陰極線若しくは電子ビームで照射され、合成ダイヤモンド層はその特別な成長域により識別されるが、これはかなりの技術を要する。欧州特許出願第０４２５４２６Ａ号は、それぞれの宝石を他の宝石から見分けるための宝石（特にダイヤモンド）を見分ける方法を開示する。即ち、それは与えられた宝石の”指紋”を提供する。宝石は発光を引き起こされ、多数の所定の波長での発光レベルが測定される。英国特許第２２９３２３６Ａ号は、天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験するために積分球と波長２３０ｎｍから３２０ｎｍの紫外線放射の使用を開示し、ダイヤモンドは積分球内の融合シリカ棚上に載せられ、そのテーブルを通して照射される。発明本発明は、ダイヤモンドからの発光の放射を励起するために高エネルギーの放射でダイヤモンドを照射し、ダイヤモンド表面の複数の異なる領域により発せられた発光を別々に感知するために走査し、ダイヤモンド上に堆積された合成ダイヤモンドの層の有無を決めるために、一の領域から別の領域への発光における実質的な変化の有無を決めることからなる、天然ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する方法を提供する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者スミス，ジェームズゴードンチャーターズイギリス国，バッキンガムシャーエイチピー13 ７エーエイチ，ハイウィコム，グラインズウッド５番 (72)発明者スペア，ポールマーティンイギリス国，バークシャーエスエル６６ディーゼット，メイデンヘッド，ポートロック・ロード 70番 (72)発明者マルティノ，フィリップモーリスイギリス国，バークシャーエスエル６９ビーティー，リトルウィックグリーン, リトルウィックエンド（番地なし) (72)発明者クーパー，マーティンイギリス国，バッキンガムシャーエスエル７２アールイー，マーロー，テリントンヒル 37番

Claims

【特許請求の範囲】１．各領域は発光放射を励起若しくは刺激するために高エネルギーの放射を用いてその領域を照射することにより観測されるよう、ダイヤモンドの表面の多数の領域を観測し、発光の強度を評価することよりなる、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する方法。２．該ダイヤモンドは２２５ｎｍより短い波長の放射で照射される請求項１記載の方法。３．発光の強度に依存する信号が生成される請求項１又は２に記載の方法。４．ダイヤモンドの異なる領域により生成される発光強度の差異を検出する段階と、該差異が所定値を超える場合にその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するとして該ダイヤモンドを分類する段階とから更になる前記請求項のうちの何れか一項に記載の方法。５．ダイヤモンドが照射される間にダイヤモンドを走査する段階と、複数の発光強度の読み取りを提供するために該ダイヤモンドが走査されるに従い該ダイヤモンドにより生成された発光の強度を測定する段階とから更になる前記請求項のうちの何れか一項に記載の方法。６．搭載手段と、支持体が該搭載手段に対して可動に搭載されるダイヤモンドの支持体と、発光放射を刺激するために高エネルギーの放射を用いて該支持体に支持されたダイヤモンドを照射する手段と、該支持体に搭載されたダイヤモンドが照射される時に生成された発光の強度に依存する信号を与える手段とからなる、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する装置。７．積分格納装置と、該積分格納装置内のダイヤモンドの支持体と、該積分格納装置内で支持されたダイヤモンドを発光照射を刺激する高エネルギーの放射で照射する手段と、該積分格納装置中のダイヤモンドが照射される時に生成される該積分格納装置中の発光の発光光束強度に依存する信号を与える手段とからなる、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する装置。８．該ダイヤモンドの異なる領域が該照射手段で照射されるよう、該支持体は、該積分格納装置に対して固定された搭載手段上に可動に搭載される請求項７記載の装置。９．駆動手段は支持体を移動するために設けられる請求項６又は８記載の装置。１０．該照射手段は２２５ｎｍより短い波長の放射を含む放射で該ダイヤモンドを照射するものである請求項６乃至９のうちの何れか一項に記載の装置。１１．照射する放射は該支持手段に支持されるダイヤモンド上に焦点が合わされる請求項８乃至１２のうちの何れか一項に記載の装置。１２．ビームスピリッターは、照射する放射の方角に沿って該支持体により支持されるダイヤモンドにより発せられる発光を検出器に導くために照射する放射の線中に実質的に設置される請求項６記載の装置。１３．発光された放射の強度に依存する信号を与える手段は、放射検出器と照射する放射をフィルター除去するフィルターとからなる前記請求項のうちの何れか一項に記載の装置。１４．書写する放射のビームのサイズを変更する手段から更になる請求項６乃至１４のうちの何れか一項に記載の装置。１５．実質的に添付の図面に関してここで記載されたように、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを調査する方法。１６．実質的に添付の図面に関してここで記載されたように、ダイヤモンドがその上に堆積された合成ダイヤモンドの層を有するか否かを試験する装置。