KR100459353B1

KR100459353B1 - 다이아몬드 및 원석의 검시

Info

Publication number: KR100459353B1
Application number: KR10-2000-7007104A
Authority: KR
Inventors: 그래햄 랄프 포웰; 마틴 필립 스미스; 그래햄 모리스 브라운
Original assignee: 게르잔 에스테블리쉬먼트
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2004-12-03
Also published as: CN1135381C; KR20010040310A; AU754240B2; JP2002500354A; GB2332755B; AU1774199A; EP1042665B9; DE69812421D1; CA2316812C; HK1020088A1; EP1042665A1; GB9828394D0; JP4588211B2; CA2316812A1; EP1042665B1; ZA9811841B; IL136966A; TW405038B; GB2332755A; WO1999034197A1

Abstract

본 발명은 다이아몬드와 원석들을 검시하는 장치 및 검시 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 장치는 다이아몬드 또는 원석(14)이 놓여지는 항반사 코팅된 창(10)을 포함하고 있는 검시대를 포함한다. 상기 다이아몬드, 원석 또는 다이아몬드 원석을 상대적으로 낮은 수준으로 셋팅된 배율에서 확산 수단(110, 112)을 갖는 두 개의 LED(102,106)으로 일차으로 조사하여, 상기 다이아몬드의 적어도 하나의 면의 전부 또는 대부분의 이미지를 비디오 모니터(40)에 현시한다. 배율값이 높아지면서, 상기 LED(102,106)은 꺼지고 중앙 LED(104)가 켜져, 상기 다이아몬드에 직사 방사선을 조사한다. 상기 다이아몬드(14)의 위치는 역반사가 형성될 때까지 조정되며, 역반사가 형성되면 다이아몬드 또는 원석의 표면의 마크가 보여지게 된다.

Description

다이아몬드 및 원석의 검시{Examining Diamonds and Gemstones}

국제공개공보 WO97/03846호에는 특히 원석 다이아몬드에 마크를 표시하는 방법이 상세히 설명되어 있는데, 이러한 마크는 육안으로 보이지 않는 것은 물론, 심지어 보석세공인들이 사용하는 x10 루페(loupe)에 의해서도 보이지 않는 것이 바람직하다. 투사 마스크(projection mask)를 사용하여 자외선 레이저 방사(ultraviolet laser radiation)에 의해 다이아몬드 원석을 조사함으로써 마크가 표시되는데, 마크의 특성은 원석의 가치나 외양을 떨어뜨리지 않고 연마된 면에 표시될 수 있는 데 있다. 마크는 다이아몬드 또는 원석의 재질을 제거함으로써 어두워지는 현상 없이 다이아몬드 또는 원석의 표면에 형성된다.

마크에는 상표 마크(brand mark), 일련 번호(identification number) 또는 원석에 관한 그외 다른 정보를 담고 있는데, 다이아몬드 상인뿐만 아니라 보석소매점의 보석세공인들에 의해 이용될 수 있는 마크를 빠르고 쉽게 검시하는 방법 및 장치가 전반적으로 요청되고 있다.본 발명의 목적은 종래기술의 단점들 중 최소한 하나를 극복 또는 개선하거나 유용한 대체물을 제공하는 것이다.

본 발명은 다이아몬드 혹은 다른 원석 표면의 마크를 검시하는 방법과 장치에 관한 것으로 특히 원석의 연마된 면(polished facet)의 표시(indicia)나 정보 마크(information mark)를 검시하는 방법과 장치에 관한 것이다.

본 발명은 선택적으로 와이어 드로잉(wire-drawing die)와 같은 공업용 다이아몬드에 대한 것일 수도 있지만, 특히 원석 다이아몬드 상의 마크를 검시하는 것에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 검시장치의 개략 다이어그램.

도 2는 선택적인 배율-조절수단을 가지는 도 1의 장치의 개략 다이어그램.

도 3은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 검시장치의 개략 다이어그램.

도 4는 본 발명에 따른 검시장치의 전면 사시도.

도 5는 장치의 사용에 적당한 위치를 유지하는 지지 가로대가 도시된 도 4 장치의 전면 사시도.

본 발명은 특허청구범위 청구항 1 또는 3에 개시된 검시장치와 청구항 36 또는 37에 개시된 검시방법을 제공한다.혼동을 막기위해 본 발명의 명세서에서 사용되는 용어를 정의하고자 한다. 이에 "확산 방사(diffused radiation)"란 용어는 상대적으로 광범위한 각도, 최소 20°의 범위의 각도로 다이아몬드나 원석을 조사하는 방사를 의미한다. 반면에 "직사 방사(direct radiation)"란 용어는 상대적으로 좁은 각도, 예를 들면 20°가 넘지 않는, 바람직하게는 10°의 각도 범위가 넘지 않게 다이아몬드나 원석을 조사하는 방사를 의미한다. 확산 조사수단 및 직사 조사수단은 단일의 조사원을 가지도록 부분적으로 연결될 수 있다.

일차 이미지는 일차 배율값에서 형성되는 것이 바람직하고 이차 이미지는 이차 배율값에서 형성되는 것이 바람직한데, 배율값을 증가시키고 조명 방식을 확산 방사에서 직사 방사로 바꾸기 전에 마크를 표시하기 위해 실질적으로 전체 보석의 이미지를 나타내기 위해서 일차 배율값이 이차 배율값보다 낮은 것이 바람직하다.

첫 번째 실시예에서, 플레이트(plate)에는 예를 들어, 실질적으로 중앙 위치에서 적어도 하나의 구멍이 구비된다. 플레이트는 조사 경로 상에 위치하므로 원석은 구멍을 통한 직사 방사로 조사된다. 확산 수단과 플레이트는 상호교환 가능하며, 그로 인해 상대적으로 작은 검시 유닛(viewing unit)이 형성될 수 있다. 즉, 조사 경로내에 확산기와 플레이트가 교대로 배치될 수 있다. 확산기는 단일 광학 부재를 형성하기 위해 최소한 하나의 구멍을 가진 플레이트의 말단에 부착 또는 형성될 수 있다.

배율을 변화시키는 편리한 수단이 제공될 수 있는데, 예를 들어 둘 또는 그 이상의 배율값 각각에 상응하는 둘 또는 그 이상의 미리 결정된 세팅을 갖는 회전 노브(knob)가 구비될 수 있다. 이 경우에, 상기 노브는 다수의 배율 렌즈를 지지하는 회전 바퀴와 상호작용하여, 노브의 회전으로 이미지 경로에 원하는 배율 렌즈나 렌즈들이 위치되도록 상기 바퀴의 회전을 유도한다. 선택적으로 그리고 보다 바람직하게는, 다양한 배율을 도입할 수 있는 선형의 슬라이딩 렌즈-변경 기구(linear sliding lens-changing mechanism)가 사용될 수 있다. 이는 상기 유닛을 상대적으로 보다 더 소형화할 수 있도록 해준다. 또 다른 변경안으로서, 연속적 범위의 배율을 제공하는 광학적 줌(zoom) 구조 또는 전자 줌 카메라를 포함한 고정 배율 시스템이 사용될 수 있다.

첫 번째 실시예에서, 배율값을 변화시키는 수단은 확산기를 지지하는 광학 부재와 구멍이 형성된 부분에 연결되어, 배율값이 감소되면 조사 경로에 확산기 또는 적어도 하나의 구멍이 형성된 부분을 배치되도록 하기 위해 배율 조정기가 작동되어 광학 부재의 종방향 이동(longitudinal movement)을 일으키도록 한다.

본 발명의 첫 번째 실시예의 장치는 조사 경로에 배치되는 많은 다른 종류의 플레이트 또는 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 확산기뿐만 아니라 장치는 단일의 대체로 중앙인 핀홀 구멍을 가진 플레이트와 하나의 오프셋(off-set) 구멍을 가진 플레이트를 포함하거나 또는 원석에 비스듬한 직사광원이나 광원들을 제공할 목적으로 플레이트 상 대체로 중앙부의 양면에 위치된 두 개의 구멍을 포함한다. 이 부분들은 상호교체 가능하도록 고안되었는데, 만일 원석 전체를 검시할 필요가 있다면 확산기가 조사 경로에 배치되도록, 만일 원석 표면의 마크를 검시할 필요가 있다면 배율값을 증가시키고 원석을 직사광원들 중 하나를 사용해 쪼여주도록 되어 있으며, 플레이트는 입사광선에 회절 효과를 주는 다수의 홈(groove)이 형성된 마크를 드러내어, 예를 들면 푸른색과 같은 특정 색으로 마크가 나타나도록 할 목적으로, 단일의 각 진 또는 두 개의 대칭각을 이루는 광원들을 원석에 제공하는 데 사용되는 중심을 벗어나 위치한 구멍 또는 구멍들을 갖는다. 두 개의 대칭각을 이루는 광원들을 사용하는 것이 보다 밝은 광을 제공하는데 바람직하다. 선택적으로 두 개 이상의 구멍이 사용될 수 있다.

본 발명의 장치를 이용하여, 원석은 처음에 조사 경로에서 확산기를 가지고 상대적으로 낮은 수준의 배율에서 검시되고 보석의 위치와 방위는 원석의 실질적으로 꼭대기 전체(the whole crown)(혹은 다른 마크부분)의 적절한 검시를 위해 조정된다. 원석의 외양은 통상적으로 판매되는 조명 조건 하에서는 단순히 확대된 것과 매우 유사해 보이며, 고객이 보석의 세공상태를 검시할 수 있도록 그리고 뷰어에 나타나는 보석이 선택된 것임을 재확인할 수 있도록 해준다. 그러나 확산된 조명으로는 마크를 보고 그 위치를 찾는 것이 통상은 불가능하다(불가시성 때문임).

따라서, 첫 번째 실시예에서 배율값을 증가시키고 확산기를 핀홀 구멍으로 대체한다. 그 다음으로 테이블의 경사 또는 검사될 원석의 다른 면이 테이블이나 면으로부터 역반사가 되도록 조정된다. 역반사는 조사 경로에 거슬러 반사되는 방사를 의미한다. 이러한 환경하에서, 테이블 또는 면은 밝게, 마크는 어두운 조각으로 나타나는데, 이를 통해 사용자가 볼 수 있도록 마크의 존재와 위치가 드러난다.

그 후 상기 마크는 실질적 중앙 검시 부위에 위치될 수 있으며, 배율은 필요에 따라 상기 마크를 읽을 수 있도록 더욱 증가될 수 있다.

원석 조사 수단은 신뢰도의 필요성으로 인해 발광 다이오드(light emiting diodes, LED)와 같은 하나 혹은 그 이상의 광원을 포함하고 있는 것이 바람직하다. LEDs는 종래의 전구보다 일반적으로 긴 수명을 가지고 있다. 조사 수단은 컬러 카메라가 원석의 검시에 이용된다 해도 상기 이미지가 LED의 색에 의해 영향을 받지 아니하고 면의 실제 이미지가 얻어질 수 있도록 조사 수단은 하나 혹은 그 이상의 흰색 LED인 것이 가장 바람직하다. 조사 경로는 검시할 원석 면이나 테이블에 대해 실질적으로 수직이어야 한다. 첫 번째 실시예에서, 단일 LED는 검시되는 면이나 테이블 아래에 직접적으로 위치된다. 프리즘 빔 스플리터(prism beam splitter)는 검시되는 면이나 테이블에 입사 방사가 도달될 수 있도록 조사 경로내에 위치되지만, 면이나 테이블에서 반사된 방사를 입사 방사 방향에 대해 실질적으로 90°로 초점 및 검시 수단을 향하도록 한다.

두 번째 실시예에서, 첫 번째 LED는 검시되는 면 또는 테이블을 조사하기 위해 필요한 방향에 90°각도로 위치한다. 첫 번째 LED로부터의 직사 방사는 조사 경로에 위치된 플레이트 빔 스플리터(plate beam splitter)에 입사되고, 검시되는 면이나 테이블에 대해 90° 각도방향을 향하게 된다. 따라서 다시 한번, 다이아몬드 또는 원석이 하부로부터 조사되어진다. 두 개의 다른 LED가 첫 번째 LED의 양측에 제공되고 내부로(첫 번째 LED를 향해) 예를 들어 약 45°의 각도로 기울어진다. 두 개의 추가 LED도 각각 확산 플레이트를 구비한다. 첫 번째 LED에는 입사 방사의 방향을 잡기 위한 구멍을 내부에 가진 커버가 구비된다. 원석이나 다이아몬드를 직사 방사에 의해 조사할 때에는 첫 번째(또는 중앙부의) LED는 켜지고 다른 두 개의 LEDs는 꺼진다. 확산 방사에 의한 조사가 요구될 때, 첫 번째 LED는 꺼지고 다른 두 개의 LEDs는 켜진다. 다이아몬드 또는 원석으로부터 반사되어 돌아오는 방사는 플레이트 빔 스플리터를 통과하여 프리즘에 의해 초점 및 검시 수단으로 반사된다.

따라서, 목적하는 원석 면 또는 테이블은 프리즘 빔 스플리터를 통해 조사되어 지거나 보다 바람직하게는 플레이트 빔 스플리터를 통해 조사되어진다

가시수단은 검시될 원석의 적어도 일부분의 이미지를 나타내기 위한 비디오 모니터 또는 스크린에 연결된 카메라인 것이 바람직하다. 스크린은 단일하면서 소형의 운반가능한 유닛을 형성하기 위하여 다른 부속품들과 같이 동일한 하우징안에서 구비되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 비디오 모니터는 전체 유닛이 훨씬 더 소형화될 수 있고 운반이나 조작이 더욱 쉽게 되도록 하기 위하여 박판 LCD 디스플레이 모니터인 것이 바람직하다.

상기 디스플레이 스크린은 액정 디스플레이, 모니터 스크린 또는 비디오 모니터 일 수 있다. 디스플레이된 이미지는 단색(흑백) 또는 보다 바람직하게는 색상이 있는 것일 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치는 망가진 원석 또는 원석 특히, 보석류에 장착되는 다이아몬드 표면에 생긴 마크를 신속하고 간단하게 검시하는 데 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 장치는 견고할 뿐 아니라 소형화 또는 휴대화가 가능하다. 아울러, 본 발명의 장치는 어댑터를 통해 주전원에서 또는 심지어 배터리와 같은 수단에 의해 공급될 수 있는 예를 들면 12 내지 24 볼트의 저전압 전원만을 필요로 한다.

본 발명은 예를 들면 미래의 소비자가 완성된 원석을 점검하고자 할 때, 상대적으로 낮은 배율에서 사용자에게 원석의 이미지를 보여준 후 차츰 배율을 높여 "불가시적인(invisible)" 마크가 되어있는 원석 부분을 나타내기 위하여 원석에 대한 조명방식을 변경하는데 사용될 수 있는 작고 견고한 검시유닛을 제공하게 된다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.

도 1의 개략 다이어그램을 참고로 하면, 장치는 항반사-코팅 창(10)을 포함하고 있는 원석을 지지 또는 보유하기 위한 검시대(도면에는 나타나지 않음)를 포함한다. 검시대는 일반적으로 사방에서 수동적으로 기울어지거나 사방으로 진동할 수 있는 비교적 느슨한 짐발(gimbal) 이음쇠를 이용한 장치내에서 배치되며, 분리될 경우에는 제 위치에 그대로 남아있는 평평한 "좌석"을 포함하고 있는데, 때때로 직선운동 역시 가능하다. 항반사 창(10)은 작고 견고한 투명 유리 조각으로 구성되어 있는 데, 상기 유리의 양면은 조사광선이 창에 의해 거꾸로 반사되지 않도록 항반사 코팅제로 코팅되어 있다. 창(10)은 검시대내의 구멍안에서 이동할 수 있도록 설치하는 것이 바람직하다. 선택적으로, 창을 수용하기 위해 분리 설치하는 조각이 제공되어질 수 있는데, 설치하는 조각은 검시대내 혹은 위에 이동가능하도록 설치된다. 항반사 창(10)은 이것이 손상되거나 계속적인 사용에 의해 더러워질 경우 교체될 수 있도록 일회용으로 될 수 있다. LED(12)는 프리즘 빔 스플리터(16)를 통해 원석(14)의 적어도 일부분에 광선을 조사하기 위하여 제공된다.

원석은 프리즘 빔 스플리터(16)와 거울(20)을 통해 보여지는 원석의 면의 이미지를 수용하는 CCD 보드 카메라(18;charge coupled device board camera)를 이용하여 가시화된다. 수용되는 이미지의 배율은 대체로 원형으로 회전하는 바퀴(26)의 가장자리 주변에 동일한 간격을 두고 배치되는 배율 렌즈(24a 및 24b)의 반대편에 마주보도록 배치되는 쌍으로 구성되는 회전가능한 배율 조정기(22)를 이용하여 바꿀 수 있다. 바퀴(26)의 회전은 필요한 배율 렌즈(24a 및 24b)가 카메라(18)와 프리즘 빔 스플리터(16) 사이의 경로에 놓여지는 것을 용이하게 한다. 초점 렌즈(28) 역시 배율 조정기(22)와 빔 스플리터(16) 사이의 이미지 경로 내에 제공되어 질 수 있으며, 수용되는 이미지의 해상도를 높이기 위하여 초점 렌즈(28)는 도시된 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 부가적인 이동식 배율 렌즈(30 및 32)는 본 발명의 실시예로서 제공되며 상기 렌즈는 거울(20)의 양면 중 한쪽 면 위의 이미지 경로에 위치하고 필요에 따라 이미지 경로 내부로 또는 외부로 이동할 수 있다.

장치는 서로 교체 가능한 확산기(36) 및 핀홀 구멍(38)을 구비하고 있다(도 1, 2 및 3에서, 핀홀 구멍의 크기와 광선의 각도는 과장되어 있다). 도시된 실시예에서 나타난 바와 같이, 확산기(36)와 구멍(38)은 빔 스플리터(16)와 LED(12) 사이의 조사 경로 내 단일의 이동식 불투명 스크린 또는 판(34) 위에 형성되어진다. 판(34)이 다른 구멍 배열을 갖는 또 다른 부분(도면에는 나타내지 않음)을 하나 이상 포함할 수도 있도록 고안되어 진다.

따라서, 전술한 바와 같이, 만약 마크에 그 위에 투사된 광선상의 굴절효과를 갖는 다수의 홈이 제공되면, 중심부의 양면 중 한면에 중심에서 벗어난 구멍 또는 두 개의 구멍을 포함하고 있는 부분이 제공될 것이다. 본 발명에서는, 조사 경로내에 위치한 하나 또는 두 개의 핀홀 구멍이 효과적으로 하나 또는 두 개의 각 진 광원을 원석에 만들어낸다. 광원 혹은 광원들의 각도(즉, 구멍 또는 구멍들의 위치)는 마크가 나타나기 위해 필요한 색깔에 따라 선택된다. 따라서, 파란색의 마크를 나타내기 위해서는 합성 입사 방사의 각도가 파란색의 회절광에 상응하도록 구멍 또는 구멍들을 위치시켜야 한다. 유사하게, 합성 직사 광원 또는 광원들의 각도는 붉은 색의 마크를 나타내기 위하여 붉은 색의 회절광에 상응하도록 배열될 수 있다. 마크의 색깔을 고정하기 위해서는, 마크 내 홈들간의 거리를 알아야 할 필요가 있다. 하지만, 이것을 알고 있어도 수많은 서로 다른 각도로 방향성을 갖는 광원들이 일반적으로 중심부의 양면 중 한 면에 위치하는 중심에서 벗어난 하나 또는 두 개의 구멍을 가지고, 각 부분의 구멍들은 마크를 나타내기 위해 요구되는 색깔에 따라 위치가 달라지는 수 많은 서로 다른 구획을 제공함으로써 이용 가능해진다. 따라서, 사용자는 소비자에게 보여질 마크의 색깔을 선택할 수 있다.

비디오 모니터(40)은 카메라에 의해 수용된 이미지(들)을 디스플레이하기 위해 카메라(18)과 연결된다.

사용할 때, 원석(14)은 항반사 코팅된 창(10)에 반대쪽으로 마크가 있는 면이 위치되도록 검시대(도시되지 않음)에 올려 놓여진다. 다양한 교체가능한 지지대들이 가공전의 원석 또는 반지, 목걸이, 팔지 등등의 서로 다른 형태의 보석들을 수용하기 위하여 검시대에 고정될 수 있다. 예를 들면, 반지가 자신의 원석이 아래쪽을 향하도록 하면서 원통형 또는 봉 모양의 부재 상에 항반사 창(10) 보다 높이 지지될 수 있도록 검시대 위쪽에 놓여지는 원통형 모양의 수평부재로 구성되는 반지용 지지대가 구비될 수 있다. 선반받이 또는 등자쇠 역시 그것의 원석을 검정하고자 할 때 목걸이 또는 팔찌가 걸쳐질 수 있도록 제공될 수 있다.

원석 또는 보석 조각은 원석의 이동의 용이성을 증가시키고 역반사가 재빨리 형성되는 것을 보장하기 위하여 창위에서 아래쪽 방향으로 테이블내에 위치하는 것이 바람직하다. 그러나, 변형된 배열이 이용될 수 있다.

조사경로(irradiation path)는 실질적으로 검시할 테이블(table) 또는 다른 면에 대해 직각을 이루며, 마크가 있는 면은 LED(12)에 의하여 프리즘 빔 스플리터(16)를 통하여 조명 받는다.

원석(14)은 조사경로에서 확산기(36)을 이용하여 상대적으로 낮은 수준의 배율에서 일차적으로 가시화된다. 원석(14)의 위치 및 방향이 조절되고, 초점렌즈(28)도 테이블 또는 다른 마크가 있는 면이 비디오 모니터(40;video monitor) 상에 보여질 수 있을 정도로 조정된다. 그러나, 확산 방사로는 상기 마크를 보고 위치를 찾는 것이 불가능하다.

그러므로, 이미지 경로에 위치한 한 쌍의 배율렌즈(24b 및 24a)를 보다 높은 배율값의 렌즈로 변경시키기 위하여 바퀴(26)를 회전함으로써 배율을 증가시킨다. 사용자는 핀홀 구멍(38)으로 확산기(36)를 대체한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 확산기(36)가 조사경로에 있는 구멍(38)으로 대체되거나 그 반대가 되도록 하기 위하여, 배율조정기(22)를 회전시켜 플레이트(34)를 세로방향으로 이동하도록 유도하면서 배율조정기(22), 확산기(36)를 포함하고 있는 플레이트(34;plate) 및 구멍(38)이 상호 작용한다. 배율조정기(22)의 회전으로 이동식의 배율렌즈(30 및 32)가 필요로하는 이미지 경로로 이동하게 된다.

수동으로 기울이거나, 흔들거나 또는 검시대를 이동시켜 원석의 테이블이나 보여지는 다른 작은 면의 기울기가 조절되어 테이블이나 작은 면으로부터 역반사를 얻을 수 있도록 함으로써, 테이블이나 작은 면은 밝게 보이지만 마크가 있는 부분은 검은 조각으로 보이도록 한다. 상기와 같은 기울기 조절을 통하여 사용자가 마크가 있는 부분의 존재 또는 위치를 확인할 수 있다.

일단 확인되면, 상기 마크의 이미지가 검시대의 직선상 이동에 의하여 비디오 모니터(40)의 중심에 위치되고 배율은 상기 마크가 있는 부분이 읽힐 수 있도록 더 증가된다.

도 2에 따르면, 회전하는 배율조정기(22) 대신에 직선상으로 이동하는 배율 변경 수단(50)이 제공된다. 상기 배율 변경 수단(50)은 다른 배율을 가지는 다수의 렌즈(52)를 포함한다. 상기 렌즈는 본 발명의 검시장치 외부에서 접근할 수 있는 레버(도시되지 않음)를 이용하여 사용자에 의하여 이동될 수 있는 직선으로 슬라이딩하는 바닥(54)에 구비된다. 슬라이딩 배율 조정기구를 이용하면 도 1에서 보여진 회전 배열구조를 이용하는 것보다 더욱 소형화되게 전체 유닛을 만들 수 있다.

도 3에 따르면, 본 발명의 검시장치의 두 번째 실시예는 첫 번째 실시예와 많은 면에서 유사하고, 유사한 구성요소에 대하여 동일한 참고번호가 적용된다. 첫 번째 실시예의 프리즘 빔 스플리터 대신에 두 번째 실시예에서 플레이트 빔 스플리터(100)가 이용되는 것과 광원(light source)의 위치가 상기 첫 번째와 두 번째 실시예의 주요 차이점이다. 상기 차이점 외에 다른 차이점은 확산기 스크린(36) 및 구멍(38)을 가지는 플레이트(34)가 두 번째 예에서 생략된다는 점이다.

다이아몬드(14)에 대하여 직각으로 위쪽을 향하는 LED로부터의 방사가 직접나오도록 하기 위하여 설치된 플레이트 빔 스플리터(100)와 함께 LED(102),(104) 및 (106)이 구비된다(도 3 참조). 다이아몬드(14)로부터 반사되는 방사는 빔스플리터(100)을 통과하여 프리즘(108)로 전달되는데, 상기 프리즘(108)은 빛을 검시수단에 직각으로 방사한다.

중앙의 LED(104)는 직접적인 방사로 다이아몬드(14)를 조사하기 위한 것이고, 상기 LED 안에 형성된 구멍을 가지는 커버는 방사가 확산되는 각도를 제한할 수 있다. 다른 두 LED(102 및 106)는 중앙의 LED(104)의 내부로 향하도록 각이져 있고 확산기(110,112)와 같이 설치된다.

두 번째 실시예에 따라, 상기 장치를 작동하면 첫 번째 실시예의 작동과 필수적으로 동일하다. 그러나, 다이아몬드(14) 가 중앙 LED(104)에 의해 조명되는 단계 동안은 LED(102 및 106)은 작동되지 않는다. 확산된 방사에 의해 다이아몬드(14)를 방사하는 것이 요구되면, 중앙의 LED는 꺼지고, 다른 두 LED(102 및 106)은 켜진다.

두 번째 실시예에서와 같이, 프리즘 빔 스플리터 대신에 플레이트 빔 스플리터를 이용하면 내부적으로 반사된 위조 광선에 의해 야기되는 이미지의 저급화를 제거할 수 있다는 이점이 있다.

도 4 및 도 5에 따르면, 본 발명의 첫 번째 또는 두 번째 실시예에 따른 검시장치는 바닥부분(152)과 이 바닥부분(152)의 한 쪽 모서리를 따라 힌지식으로 결합된 덮개(154)로 구성된 단일 유닛(150)에 의해 둘러싸여져 있다. 스크린(156)은 덮개(154) 내에 있게 되는데, 이는 스크린의 내부면을 이용하여 실제적으로 상기 덮개(154)가 유연하게 선회할 수 있도록 하기 위함이다. 한 실시예에서, 스크린(156)은 적어도 한 축을 따라 선회할 수 있지만, 바람직한 실시예에서는 스크린(156)은 고정되고 턴테이블이 바닥부분(152)의 저면에 설치되어 전체 유닛이 쉽게 회전될 수 있다.

전원버튼(158)은 바닥부분(152)에 구비되며, 가시화되는 이미지의 색, 명암 및 밝기를 조절하기 위한 수단(도시되지 않음)도 구비될 수 있다. 상기와 같은 조절 수단은 바닥부분(152) 또는 덮개(154)에 설치될 수 있고, 스크린(156)의 옆쪽에 설치될 수도 있다.

외부 배율 변경 수단(160)은 바닥부분(152)에 설치되고 외부 초점 수단(162)도 설치된다.

검시대(164)는 바닥부분(152)의 위에 설치되는데, 이는 본 발명의 검시장치가 사용될 때 다아아몬드(14)의 위치를 조절하기 위하여 상기 검시대(164)를 수동으로 흔들거나 두드릴 수 있도록 하기 위함이다. 검시될 다이아몬드 또는 원석의 방향이 바뀔 수 있도록 하기 위하여, 검시대(164)는 회전판(165)을 포함하고 있다. 회전판(165)는 항반사 코팅된 창(10)을 가지고 있다.

상기 검시대(164)에는 클래스프(166;clasp)가 제공된다. 이는 이용시 항반사 창(10)상에 보석조각을 올려둘 수 있도록 휘어져 있으며 아래로 치우쳐 있어, 그 후 검시할 다이아몬드에 하향의 압력을 가하여 그 위치에 고정하기 위해 풀려진다. 검시할 면 또는 테이블이 항반사 창(10)의 판에 수평으로 고정되어 있어야만 하는 것이다.

보석조각을 제 위치에 고정하는 또다른 수단이 검시대(164) 상에 축을 중심으로 선회 가능하게 설치된 가로대(170;arm)의 형태로 구비된다. 이는 사용되지 않는 때에는 도 4에서와 같이 검시대에 대해 평평하게 놓여질 수 있고, 사용할 때에는 도 5에서 보듯이 수직위치로 축을 중심으로 회전되어질 수 있다. 상기 가로대는 클래스프(172)와 함께 제공되어 보석 또는 원석 조각을 제 위치에 고정되도록 한다. 상기 가로대(170)는 다시 한번 검시할 상기 원석의 표면을 항반사 창(10)에 수평이 되도록 하는 것이다.

본 발명은 위에서 순전히 실시예에 의해 설명되었으나, 이에 한정하지 아니하며 본 발명의 사상의 범위내에서 균등물을 포함하도록 변경이 가해진 것에 본 발명의 범위가 미침은 당업자에 있어 자명하다.문맥이 명확하게 다른 의미를 필요로 하지 않는 한, 명세서 및 청구항 전체에서 "구성하다" "구성되는" 및 이와 유사한 단어는 배타적 혹은 고정적 의미와는 대조적으로 "포함하고 있는 하지만 제한적이지 않은"이라는 의미로 언급되는 포괄적인 의미로 해석되어진다.

본 발명이 원석들 특히 다이아몬드 원석을 검시하기 위함을 주목적으로 하지만, 이에 더하여 공업용 다이아몬드를 검시하는 데에도 또한 유용하게 이용될 수 있다.

Claims

다이아몬드 또는 원석(14)을 확산 방사(diffused radiation)에 의해 조사하는 확산 조사수단(36 또는 102,106);

다이아몬드 또는 원석(14)을 직사 방사(direct radiation)에 의해 조사하는 직사 조사수단(38 또는 104);

확산 방사 또는 직사 방사에 의해 조사될 때 다이아몬드 또는 원석의 이미지를 형성하는 검시수단(28,22,30,32 또는 28,50); 및

상기 이미지를 나타내는 디스플레이 수단(40 또는 156);으로 구성된 다이아몬드 또는 원석(14)의 검시장치에 있어서,

상기 검시장치는 다이아몬드 또는 원석의 표면 상에 형성된 마크를 검시하도록 되어 있으며, 검시수단(28,22,30,32 또는 28,50)은 확산 방사에 의해서 조사될 때 상기 표면의 적어도 일부분에 대한 일차 이미지(first image)를, 그리고 직사 방사에 의해 조사될 때 상기 표면으로부터의 직접 반사에 의해 마크가 형성된 상기 표면의 적어도 일부분에 대한 이차 이미지(second image)를 형성하도록 되어 있고, 디스플레이 수단(40 또는 156)은 상기 일차 및 이차 이미지를 나타내도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 또는 원석(14)을 검시하는 검시장치.
제1 항에 있어서,

상기 장치의 모든 구성요소는 단일 하우징(50) 내에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

검시수단(28,22,30,32 또는 28,50)은 역반사에 의해 직접 반사를 일으키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 조사 수단으로부터 상기 검시될 다이아몬드 또는 원석의 표면까지 직접 조사하는 빔 스플리터(beam splitter)(16)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 확산 조사수단은 조사 경로가 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 각도를 이루는 적어도 두 가지의 조사원(irradation sources)(102,106)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 확산 조사수단이 켜지면 상기 직사 조사수단이 꺼지고, 상기 직사 조사수단이 켜지면 상기 확산 조사수단이 꺼지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

직접 반사에 의해 이미지를 형성하는 조사수단은 대체로 중앙에 위치하는 단일의 구멍(38)에 의해 형성된 불투명 스크린(34)을 포함하고 있으며, 상기 스크린(34)은 다이아몬드 또는 원석(14)이 상기 표면에 대체로 직각을 이루는 상기 구멍(38)을 통해 조사되도록 사용 중 조사경로 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

직접 반사에 의해 이미지를 형성하는 조사수단은 자체의 대체로 중앙인 위치 양쪽에서 스크린에 위치하는 2개의 구멍이 형성된 불투명 스크린을 포함하고 있으며, 이에 따라 상기 표면은 상기 표면에 대해 직각을 이루는 각도와 실질적으로 동일한 각도를 가지나 상기 표면에 대해 직각을 이루는 것으로 보이는 광선에 의해 실질적으로 반대방향에서 조사될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

직접 반사에 의해 이미지를 형성하는 조사수단은 중앙에서 벗어난 단일 구멍이 형성된 불투명 스크린을 포함하고 있으며, 이에 따라 상기 표면은 상기 표면에 직각을 이루는 각도로 광선이 조사될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제7 항에 있어서,

불투명 스크린은 자체의 대체로 중앙인 위치 양쪽에서 스크린에 위치하는 2개의 구멍이 더 형성되어 있으며, 이에 따라 상기 표면은 상기 표면에 대해 직각을 이루는 각도와 실질적으로 동일한 각도를 가지나 상기 표면에 대해 직각을 이루는 것으로 보이는 광선에 의해 실질적으로 반대방향에서 조사될 수 있도록 되어 있어, 이에 의해 다이아몬드 또는 원석은 중앙의 구멍 또는 대체로 중앙인 위치 양쪽의 상기 2개의 구멍 또는 대체로 중앙인 위치 양쪽의 상기 2개의 구멍 중 어느 한 쪽 구멍을 이용하여 조사될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

직접 반사에 의해 이미지를 형성하는 조사수단은 다수의 구멍이 형성된 불투명 스크린을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 확산 조사수단(36) 및 상기 직사 조사수단(38) 내에는 단일 조사원(12)이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 다이아몬드 또는 원석이 검시되는 배율값을 변경하는 수단(22 또는 50)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제13 항에 있어서,

상기 배율값 변경수단(22)은 다수의 배율렌즈(24a,24b)를 가지는 회전 바퀴(26)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제13 항에 있어서,

상기 배율값 변경수단은 전자 줌 카메라를 구비한 고정 배율 시스템을 포함하고 있는 줌 배율 시스템을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제13 항에 있어서,

상기 배율값 변경수단(50)은 다수의 렌즈(52)와 각 광선 경로 내로 상기 렌즈를 횡이동시키는 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제13 항에 있어서,

상기 배율값 변경수단은 상기 확산 조사수단 및 직사 조사수단에 연결되어 배율이 미리 결정된 값으로 변경되면 상기 각 조사 수단이 작동되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제17 항에 있어서,

상기 일차 이미지는 일차 배율값에서 형성되고, 상기 이차 이미지는 이차의 서로 다른 배율값에서 형성되는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제18 항에 있어서,

상기 일차 배율값은 이차 배율값보다 낮은 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 다이아몬드 또는 원석(14)이 위치되는 이동식 검시대(10)를 포함하고 있으며, 상기 검시대(10)의 움직임에 의해 조사 경로에 대한 상기 다이아몬드 또는 원석(14)의 위치가 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 검시할 다이아몬드 또는 원석(14)이 표면 상에 또는 위에 놓여지는 투명창을 적어도 일부분이 포함하고 있는 검시대(10)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제21 항에 있어서,

상기 투명창(10)의 적어도 하부에 항반사 물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 검시장치.
제20 항에 있어서,

상기 검시대(10)는 사용시 기울여지고 움직일 수 있도록 짐발(gimbal)에 의해 장착되는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제20 항에 있어서,

상기 검시대(10)는 검시 축을 중심으로 하는 상기 다이아몬드 또는 원석의 방위가 조정될 수 있도록 회전판을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 다이아몬드 또는 원석(14)을 고정하는 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 조사 수단은 하나 또는 그 이상의 백색 발광 다이오드(white light emitting diodes)(12 또는 102, 104, 106)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 검시 수단은 카메라(18)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 디스플레이 수단 또는 디스플레이 스크린은 비디오 모니터(40 또는 156)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 투시장치.
제28 항에 있어서,

상기 비디오 모니터(156)는 박판 LCD 디스플레이 모니터인 것을 특징으로 하는 검시장치.
제2 항에 있어서,

상기 하우징(150)은 바닥(152)과 상기 바닥(152)에 부착된 커버(154)를 포함하며, 디스플레이 수단 또는 디스플레이 스크린(156)은 상기 커버(154) 상에 또는 안에 장착되는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제2 항에 있어서,

상기 디스플레이 수단 또는 디스플레이 스크린(156)은 상기 하우징(150)에 피벗식으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제2 항에 있어서,

상기 하우징(150)을 지지하는 면에 대해 상기 하우징(150)이 회전 가능하도록 하우징(150)의 바닥 면에 턴테이블(turntable)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

볼 수 없는 마크의 이미지를 형성할 수 있고, 디스플레이 수단 또는 디스플레이 스크린 위에 상기 마크를 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

다이아몬드 또는 원석의 재질을 제거함으로써 다이아몬드 또는 원석의 표면 상에 형성되며 실질적으로 어두운 부분이 발생되지 않은 마크의 이미지를 형성할 수 있으며, 상기 마크를 디스플레이 수단 또는 디스플레이 스크린에 의해 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
확산방사에 의해 또는 직사방사에 의해 다이아몬드 또는 원석을 조사하는 단계와 확산방사에 의해 또는 직사방사에 의해 조사될 때 다이아몬드 또는 원석의 이미지를 형성하는 단계를 포함하고 있는 다이아몬드 또는 원석(14)의 검시 방법에 있어서,

다이아몬드 또는 원석(14)의 표면 상에 형성된 마크를 검시하도록 되어 있으며, 상기 다이아몬드 또는 원석 표면의 적어도 일부분을 확산 방사에 의해 조사하는 단계; 상기 다이아몬드 또는 원석 표면의 적어도 일부분을 직사 방사에 의해 조사하는 단계; 확산 방사에 의해서 조사될 때 상기 표면의 적어도 일부분에 대한 일차 이미지를, 그리고 직사 방사에 의해 조사될 때 상기 표면으로부터의 직접 반사에 의해 마크가 형성된 상기 표면의 적어도 일부분에 대한 이차 이미지를 형성하는 단계; 및 일차 이미지 및 마크를 포함하고 있는 이차 이미지를 나타내는 단계;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 또는 원석(4)의 검시방법.
다이아몬드 또는 원석(14)의 표면 상에 형성된 마크는 마크의 이미지를 형성하도록 청구항 3의 검시장치를 사용하고 디스플레이 스크린(156) 상에 마크를 디스플레이하여 검시되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 또는 원석(14)의 검시 방법.
제35 항에 있어서,

상기 일차 이미지는 일차 배율값으로 형성되며, 상기 이차 이미지는 일차 배율과는 상이한 이차 배율값으로 형성되는 것을 특징으로 하는 검시방법.
제37 항에 있어서,

상기 일차 배율값은 상기 이차 배율값보다 낮은 것을 특징으로 하는 검시방법.
다이아몬드 또는 원석(14)을 조사하는 조사수단(36,38 또는 102,104,106);

조사될 때 다이아몬드 또는 원석의 이미지를 형성하는 검시수단(28,22,30,32 또는 28,50);

상기 이미지를 나타내는 디스플레이 스크린(156); 및

조사수단(36,38 또는 102,104,106), 검시수단(28,22,30,32 또는 28,50) 그리고 디스플레이 스크린(156)이 내부에 장착되어 있는 하우징(150);으로 구성된 다이아몬드 또는 원석(14)을 검시하는 검시장치에 있어서,

상기 검시장치는 다이아몬드 또는 원석의 표면 상에 형성된 마크를 검시하도록 되어 있으며, 검시수단(28,22,30,32 또는 28,50)은 상기 표면으로부터의 직접 반사에 의해 상기 표면의 적어도 일부분에 대한 확대 이미지를 형성하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제39 항에 있어서,

검시 수단(28,22,30,32 또는 28,50)은 역반사에 의해 직접 반사를 형성하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제39 항 또는 제40 항에 있어서,

상기 다이아몬드 또는 원석이 검시되는 배율값을 변경하는 수단(22 또는 50)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제41 항에 있어서,

상기 배율값 변경 수단은 전자 줌 카메라를 포함한 고정 배율 시스템을 포함하는 줌 배율 시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하는 검시장치.
제35 항, 제36 항 또는 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,

다이아몬드 또는 원석(14)의 표면이 확산 방사에 의해 조사될 때 다이아몬드 또는 원석(14)의 적어도 한 쪽 면의 실질적으로 전체가 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 검시방법.
제35 항 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,

마크가 이미지화될 수 있도록 조사 경로에 대해 다이아몬드 또는 원석(14)의 위치를 조정하고, 마크를 포함하는 면 부분을 디스플레이하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 검시방법.
제44 항에 있어서,

다이아몬드 또는 원석의 위치는 역반사를 얻기 위해 조정되는 것을 특징으로 하는 검시방법.
제44 항에 있어서,

다이아몬드 또는 원석(14)은 이동식 검시대(10)에 위치되며, 조사 경로에 대한 다이아몬드 또는 원석(14)의 위치는 검시대(10)를 이동시킴으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 검시방법.
제35 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 원석(14)은 다이아몬드 원석인 것을 특징으로 하는 검시방법.
제35 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,

마크는 육안으로는 보이지 않으며, 직접 반사에 의해 이미지가 형성될 때 디스플레이 수단 또는 디스플레이 스크린 상에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 검시방법.
제35 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,

마크는 다이아몬드 또는 원석의 재질을 제거함으로써 다이아몬드 또는 원석의 재질을 제거함으로써 다이아몬드 또는 원석의 표면 상에 형성되고 실질적으로 어두운 부분이 발생되지 않으며, 이미지가 직접 반사에 의해 형성될 때 마크는 디스플레이 수단 또는 디스플레이 스크린 상에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 검시방법.
제35 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,

청구항 2의 장치를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 검시방법.
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