KR20220155468A - 범용 보석 커팅 감별 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

범용 보석 커팅 감별 방법이 제공된다. 방법은, 보석 샘플 지지부에 커팅된 보석 샘플을 마운팅하는 단계와, 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔을 조사하는 단계 및 상기 레이저 빔이 상기 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하는 단계를 포함한다.

Description

범용 보석 커팅 감별 장치 및 방법{AN APPARATUS FOR GEMSTONE CUT GRADING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 보석 감별에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 범용 보석 커팅 감별을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

대표적으로 다이아몬드와 같은 보석은 다양한 평가 기준에 의해 평가되어 등급화되고 가치가 결정될 수 있다. 관련하여, 다이아몬드는 지구상에서 가장 단단한 물질이며, 굴절률이 높아 연마시 높은 반사도, 빛 산란 효과로 인한 아름다움을 보유하고 있어 보석 재료 중 가장 고가의 물질이다.

근래에는 채굴 기술 발전에 따라 천연 다이아몬드의 채굴량이 증가하고 있을 뿐만 아니라, 인공 다이아몬드 생산 기술 역시 향상되고 있다. 수십년 전부터 고가의 천연 다이아몬드를 대체하고자하는 합성법에 대한 연구가 진행되고 있다. 최근에는 HPHT(고온 고압), CVD(화학기상증착) 법에 의한 합성 다이아몬드가 제조되고 있으며, 1950년대 최초의 합성 다이아몬드가 제조된 이래 많은 기술 발전을 통해 최근에는 무색 투명한 10 CTS급 다이아몬드까지 합성할 수 있게 되었다.

이와 같이 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드 양 측면에서 모두 보석 생산 및 유통량은 계속하여 증대가 예상된다. 관련하여, 다이아몬드의 평가 및 감정 절차에 대해서는, 폐쇄적인 감정 및 유통 과정에 대해 지속적으로 논쟁이 있어 왔으며 자체적인 평가 기술 보유에 대한 필요성이 대두되고 있다. 종래의 전통적 평가방법은 숙련자를 요구하며 그럼에도 불구하고 반복 재현 및 공정성에 대한 논란이 있어 왔다.

관련하여, 종래 평가 방법으로서, 광학 현미경을 통한 확대 분석, 푸리에 변환 적외선 분광기(FT-IR), UV-VIS-NIR, PL(PhotoLuminescence), 라만(Raman) 분석 과 같은 다이아몬드 감정 방법이 시도되었다. 광학 현미경을 통한 확대 분석의 경우 다이아몬드 내의 내포물을 잘 관찰할 수 있는 암시야 조명하에서 관찰한다. 합성 다이아몬드에서는 합성시 필요한 금속 촉매에 의한 금속 내포물, 격자 구조 결함에 의한 internal graining 등이 발견될 수 있다.

푸리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)는 다이아몬드의 타입을 확인할 수 있는 가장 효율적인 분석기기이다. 다이아몬드의 타입은 크게 타입 Ⅰ과 타입 Ⅱ로 분류되는데, 이들의 가장 큰 차이는 질소의 혼입 여부이다. 무색의 다이아몬드에서 천연인 타입 Ⅱ 다이아몬드는 그 산출량이 0.5% 정도이며, 나머지는 모두 타입 Ⅰ인 다이아몬드이다.

PL(PhotoLuminescence)은 형광 원리를 이용하여 분석을 진행하는 것으로, 물질 내 고유의 전자 상태간 전이에 의한 흡수, 방출의 빛 에너지를 분석하는 방법이다. CVD 합성의 경우 635nm의 파장에서 여기시켜 736.6nm, 736.9nm에서 SiV에 의한 doublet 피크가 관찰될 수 있다.

라만(Raman)은 고유의 진동 운동을 하고 있는 분자 내에 에너지가 조사되면, 조사된 에너지와는 다른 형태의 파장이 산란되어 나오는 라만 현상을 확인하여 물질의 상태를 확인하는 방법이다.

이와 같은 광학 현미경을 통한 확대 분석, 푸리에 변환 적외선 분광기(FT-IR), UV-VIS-NIR, PL(PhotoLuminescence), 라만(Raman) 분석과 같은 감정 방법은 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드를 구분하기 위해 활용되는데 그쳤으며, 다이아몬드의 평가 및 감정을 통한 등급화에는 이르지 못하였다.

관련하여, 보석의 등급 평가가 가능한 감정 방법으로서, 전통적인 평가 방법과 달리 자동화된 평가에 대한 시도가 있었으나, 자동화된 유사 기술인 3D 모폴로지 기반 기술은 구현을 위해 상당히 고가의 장비를 요구하며 큰 연산량을 요구하는 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 제 10-1798078 호 ("투과도를 이용한 다이아몬드 감별 장치 및 방법", 서울시립대학교 산학협력단)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 회절 분석 원리를 이용하여 보석 절단면 간의 각도를 측정하도록 함으로써 적은 비용의 설비와 간단한 연산만으로도 보석의 측정 대상 면들 간의 각도를 측정하여 보석 커팅에 대한 정량적 및 수치적 평가를 가능하도록 하는 범용 보석 커팅 감별 방법을 제공하는 것이다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 회절 분석 원리를 이용하여 보석 절단면 간의 각도를 측정하도록 함으로써 적은 비용의 설비와 간단한 연산만으로도 보석의 측정 대상 면들 간의 각도를 측정하여 보석 커팅에 대한 정량적 및 수치적 평가를 가능하도록 하는 범용 보석 커팅 감별 장치를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 방법은, 보석 샘플 지지부에 커팅된 보석 샘플을 마운팅하는 단계; 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔을 조사하는 단계; 및 상기 레이저 빔이 상기 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 보석 샘플 지지부는, 세타 회전축, 2 세타 회전축, 카이 회전축 및 파이 회전축을 포함하는 4 개의 회전 축을 구비한 4 축 회전 장치일 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 세타 회전축 및 2 세타 회전축은, 서로 동일한 축을 기준으로 회전하도록 구성되고, 상기 카이 회전축은, 상기 세타 회전축과 직교하고, 상기 파이 회전축은, 상기 세타 회전축 및 상기 카이 회전축의 교점을 통과하고, 상기 카이 회전축과 직교하도록 구성될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 2 세타 회전축에 따라 회전하는 2 세타 회전체에 상기 레이저 빔을 감지하는 빔 센서가 장착될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 2 세타 회전축에 따른 2 세타 회전은, 상기 세타 회전축, 상기 카이 회전축 및 상기 파이 회전축의 회전에 독립적으로 수행될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 카이 회전축에 따른 카이 회전은, 상기 세타 회전축의 회전에 종속적으로 수행될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 파이 회전축에 따른 파이 회전은, 상기 세타 회전축 및 상기 카이 회전축의 회전에 종속적으로 수행될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 레이저 빔을 조사하는 단계는, 상기 세타 회전축, 2 세타 회전축, 카이 회전축 및 파이 회전축이 교차하는 회전 중심 (Rotation Center, RC) 을 지나가고, 상기 2 세타 회전축에 직교하도록 상기 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 레이저 빔은, 가시 광선일 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 빔 센서에 의해 최대 강도의 빔이 감지되는 2 세타 회전에서의 위치가 영점으로 설정되도록 구성될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 레이저 빔을 조사하는 단계는, 상기 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선의 중심에 상기 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 레이저 빔을 조사하는 단계는, 상기 회전 중심 (Rotation Center, RC) 에 상기 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 보석 샘플을 마운팅하는 단계는, 상기 2 세타 회전축에 센서 면이 수직한 제 1 카메라; 또는 상기 2 세타 회전축 및 상기 레이저 빔에 센서 면이 평행한 제 2 카메라 중 적어도 하나를 기반으로 상기 회전 중심에 상기 제 1 면과 제 2 면의 경계선의 중심이 위치하도록 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 측정하는 단계는, 상기 빔 센서를 기반으로 상기 제 1 면에 따른 제 1 회절 성분의 각도를 측정하는 단계; 상기 빔 센서를 기반으로 상기 제 2 면에 따른 제 2 회절 성분의 각도를 측정하는 단계; 및 상기 제 1 회절 성분의 각도 및 제 2 회절 성분의 각도를 기반으로 상기 각도 차를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 측정하는 단계는, 하기의 수학식을 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 산출하도록 구성될 수 있다.

면간 각도 = 180 - 0.5 * (각도 차)

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치는, 커팅된 보석 샘플을 마운팅하는 보석 샘플 지지부; 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔을 조사하도록 구성된 광원; 및 상기 레이저 빔이 상기 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하는 제어부를 포함할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는, 컴퓨터의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행되었을 때, 상기 프로세서로 하여금, 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔이 조사되도록 제어하고; 그리고 상기 레이저 빔이 상기 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하도록 구성될 수 있다.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 방법 및 장치에 따르면, 회절 분석 원리를 이용하여 보석 절단면 간의 각도를 측정하도록 함으로써 적은 비용의 설비와 간단한 연산만으로도 보석의 측정 대상 면들 간의 각도를 측정하여 보석 커팅에 대한 정량적 및 수치적 평가를 가능하도록 할 수 있다.

보다 구체적으로, 다이아몬드와 같은 보석류에 대한 커팅/절단면 간의 각도를 자동으로 측정할 수 있고, 다이아몬드 커팅의 정량적 및 수치적 평가가 가능하다. 커팅의 정확도는 예를 들어 ±0.05°이내와 같이, 상당히 정확한 범위 내에서 커팅/절단면 간의 각도를 자동으로 측정할 수 있다.

따라서, 종래의 정성적 다이아몬드 컷 평가 지표를 정량화하는 것이 가능하고, 객관적 및 수치적인 다이아몬드 컷 평가가 가능하다. 이를 통해 쥬얼리 셀러의고객 신뢰도 향상이 가능하며, 고객 신뢰도 향상에 기한 판매량 증대의 효과를 기대할 수 있다. 또한, 다이아몬드 보증서 관련 분쟁을 미연에 방지하고 해결하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치는 종래의 3D 모폴로지 등을 이용한 설비와 달리, 데스크탑 사이즈 정도의 간소화된 장치 크기를 가질 수 있으며, 측정 자동화와 물리 법칙을 이용하여 데이터 처리를 간소화할 수 있다. 산란 실험 관련 빔 얼라인 기술을 활용하는 것에 의해 훨씬 간소화된 데이터 처리 및 향상된 측정 정확도를 가질 수 있어, 비용 측면의 이점을 가질 수 있으며 비전문가를 수월하게 활용할 수 있는 장점이 있다.

도 1 은 다이아몬드의 이상적인 모델의 형태 및 평가 항목을 설명한다.
도 2 는 종래 기술에 따라 육안으로 보석 면 간 각도를 분간하기 위한 도구를 나타낸다.
도 3 은 단결정 회절 장치의 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별의 절차를 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치의 예시적 형태를 나타낸다.
도 6 은 레이저 빔의 입사에 따른 회절 성분의 형태를 나타낸다.
도 7 은 회절 성분 간의 각도 차이를 기반으로 하는 커팅면 간의 각도 측정의 개념도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 방법의 흐름도이다.
도 9 는 도 8 의 면 간 각도 측정 단계의 상세 흐름도이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치에 대한 예시적인 구현 형태를 나타낸다.
도 12 는 도 11 의 보석 커팅 감별 장치에 대한 사면도이다.
도 13 은 보석 샘플에 대한 면간 각도의 측정 결과를 포함한 보석 샘플 촬영도의 예시도이다.
도 14 는 보석 샘플에 대한 면간 각도 측정 결과에 대한 그래프이다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 방법이 수행될 수 있는 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

전술한 바와 같이, 대표적으로 다이아몬드와 같은 보석은 다양한 평가 기준에 의해 평가되어 등급화되고 가치가 결정될 수 있다. 실제로, 다이아몬드를 비롯한 보석은 소정의 감정 기관에 의해 그 품질에 대해 평가를 받도록 되어 있으며, 감정서의 내용으로 해당 보석의 가치가 결정되고 있다. 미국의 GIA (Gemological Institute of America) 가 전통 및 공신력 측면에 있어서 가장 큰 영향력을 행사하고 있으며, GIA 는 다이아몬드의 평가 기준으로서 4C 의 기준을 창설한 바 있다.

보석 감정의 평가 기준인 4C 는 색상 (Color), 클래리티 (Clarity), 캐럿 중량 (Carat Weight) 및 커팅 (Cut) 을 포함한다. 색상 (Color) 에 대해 GIA 는 칼라 등급을 D (완전 무색) 에서 Z (옅은 옐로우 또는 브라운) 으로 구분하고 있다. 완전한 무색의 다이아몬드는 매우 희귀하며, 쥬얼리로 사용되는 대부분의 다이아몬드들은 옅은 옐로우 또는 브라운 색조를 가진다. 칼라 등급은 기준석과 비교하여 결정되며, 알파벳 문자 등급은 칼라 범위를 나타낼 수 있다. 일부 다이아몬드들은 자외선에 노출되면서 가시광선을 방출하며, 이를 형광(Fluorescence) 이라 지칭하고 이에 대해서도 일부 비중을 두는 경우가 있다.

클래리티 (Clarity) 에 대해 GIA 는 플로리스 (Flawless) 에서 I3 까지 11개의 범위로 등급을 구분하고 있다. 보석에 클래리티 특징 (인클루젼과 블레미쉬) 이 상대적으로 없는 정도를 나타내며, 인클루젼은 다이아몬드에 완전히 내포되어 있거나 표면으로부터 내부까지 연장된 것이고, 블레미쉬는 다이아몬드의 표면에만 한정되어 있는 특징을 나타낸다. 플로리스[Flawless] 는 숙련된 등급자가 10배 확대하에서 관찰했을 때, 어떤 인클루젼이나 블레미쉬도 보이지 않는 등급을 나타낸다. 인터널리 플로리스 [IF] 는 인클루젼을 없고 미세한 블레미쉬만이 보이는 것을 나나탠다. 매우 매우 약간 내포된 [VVS1, VVS2] 는 매우 찾기 어려운 미세한 인클루젼을 포함하고, 매우 약간 내포된 [VS1, VS2] 은 다소 찾아보기 쉬운 아주 작은 인클루젼을 포함하는 정도를 나나탠다. 약간 내포된 [SI1, SI2] 은 찾아보기 쉬운 눈에 띄는 인클루젼을 포함하고, 내포된 [I1, I2, I3] 은 확실한 인클루젼을 포함하는 등급을 나타낸다.

캐럿 중량 (Carat Weight) 은 다이아몬드의 중량을 나타낸다. 즉, 다이아몬드의 중량은 캐럿으로 표시되는데 1캐럿은 0.2그램(g) 을 나타낸다.

마지막으로, 커팅 (Cut) 에 대해, GIA 는 컷트 등급을 Excellent 에서 Poor 까지로 구분하며, D~Z 칼라 범위의 표준 라운드 브릴리언트 다이아몬드 대한 컷트 등급을 제공한다. 다이아몬드는 빛의 표면에 부딪히는 경로, 광의 투과 정도, 반사 형태와 같이 복합적 요소에 의해 품질이 결정된다. 브라이트니스(Brightness) 는 다이아몬드의 표면과 내부로부터 반사되는 모든 백광의 조화를 나타내고, 파이어 (Fire) 는 다이아몬드에서 빛이 불꽃처럼 타오르는 듯한 현상을 나타낸다. 씬틸레이션(Scintillation) 은 다이아몬드, 광원 또는 관찰자가 움직일 때 나타나는 섬광을 나타낸다. 도 1 은 다이아몬드의 이상적인 모델의 형태 및 평가 항목을 설명한다. 도 1 에 도시된 바와 같이 수학적으로 이상적인 다이아몬드 모델에 대한 연구가 이미 진행되고 있고, 다이아몬드의 각 부분에 대해 테이블, 크라운, 파빌리온과 같은 명칭을 부여하고 각 부분의 이상적인 각도 및 비율, 일관성 등을 기준으로 평가가 이루어질 수 있다.

이와 같이 다이아몬드와 같은 보석류의 감정을 위해서는 특정 평가 기준이 주로 활용되고 있으나, 근래 유럽, 인도, 중국 등 각 지역별로 GIA 이외의 다른 감정 기관 또는 독자적 감정 기준에 대한 주장이 대두하고 있다.

더욱이, 인조 다이아몬드 생산 기술 개발로 수 캐럿대의 다이아몬드도 합성되기 시작하였고, 채굴 기술과 탐색 기술의 향상으로 인해 천연 다이아몬드 원석의 발굴 량 역시 증가세를 보이고 있다. 따라서, 천연 및 인조 다이아몬드의 생산 및 시장은 크게 증가될 것으로 예상되나, 다이아몬드의 평가 기준은 추상적 / 주관적/ 비 정량적이라는 비판을 받고 있다. 또한, 다이아몬드 시장은 평가 및 가격 결정 과정이 폐쇄적이라는 특징이 있다.

즉, 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드 양 측면에서 모두 보석 생산 및 유통량은 계속하여 증대가 예상되고 있음에도, 다이아몬드의 평가 및 감정 절차에 대해서는, 폐쇄적인 감정 및 유통 과정에 대해 지속적으로 논쟁이 있어 왔으며 자체적인 평가 기술 보유에 대한 필요성이 대두되고 있다. 종래의 전통적 평가방법은 숙련자를 요구하며 그럼에도 불구하고 반복 재현 및 공정성에 대한 논란이 있어 왔다. 도 2 는 종래 기술에 따라 육안으로 보석 면 간 각도를 분간하기 위한 도구를 나타낸다. 도 2 에 도시된 바와 같이 종래 원시적 도구들을 이용한 평가는 평가자의 전문성을 크게 요하며, 그럼에도 불구하고 비 정량적이고 반복 재현이나 공정성 측면에서 문제가 될 수 있다. 근래의 다이아몬드와 같은 보석류의 셀러들은 자체적으로 간편히 평가 가능한 다이아몬드 평가 도구를 보유하고자 하는 니즈를 보이고 있다.

관련하여, 보석의 등급 평가가 가능한 감정 방법으로서, 전통적인 평가 방법과 달리 자동화된 평가에 대한 시도가 있으나, 자동화된 유사 기술인 3D 모폴로지 기반 기술은 구현을 위해 상당히 고가의 장비를 요구하며 큰 연산량을 요구하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회절 분석 원리를 이용하여 보석 절단면 간의 각도를 측정하도록 함으로써 적은 비용의 설비와 간단한 연산만으로도 보석의 측정 대상 면들 간의 각도를 측정하여 보석 커팅에 대한 정량적 및 수치적 평가를 가능하도록 할 수 있다. 도 3 은 단결정 회절 장치의 예시도이며, 본 발명의 실시예들에 따르면, 도 3 에 예시된 바와 같은 회절 분석의 일부 특징을 이용함으로써 보다 간편하게 정량적인 보석 커팅 평가를 가능하게 할 수 있다.

보다 구체적으로, 다이아몬드와 같은 보석류에 대한 커팅/절단면 간의 각도를 자동으로 측정할 수 있고, 다이아몬드 커팅의 정량적 및 수치적 평가가 가능하다. 커팅의 정확도는 예를 들어 ±0.05°이내와 같이, 상당히 정확한 범위 내에서 커팅/절단면 간의 각도를 자동으로 측정할 수 있다.

따라서, 종래의 정성적 다이아몬드 컷 평가 지표를 정량화하는 것이 가능하고, 객관적 및 수치적인 다이아몬드 컷 평가가 가능하다. 이를 통해 쥬얼리 셀러의고객 신뢰도 향상이 가능하며, 고객 신뢰도 향상에 기한 판매량 증대의 효과를 기대할 수 있다. 또한, 다이아몬드 보증서 관련 분쟁을 미연에 방지하고 해결하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치는 종래의 3D 모폴로지 등을 이용한 설비와 달리, 데스크탑 사이즈 정도의 간소화된 장치 크기를 가질 수 있으며, 측정 자동화와 물리 법칙을 이용하여 데이터 처리를 간소화할 수 있다. 산란 실험 관련 빔 얼라인 기술을 활용하는 것에 의해 훨씬 간소화된 데이터 처리 및 향상된 측정 정확도를 가질 수 있어, 비용 측면의 이점을 가질 수 있으며 비전문가를 수월하게 활용할 수 있는 장점이 있다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별의 절차를 나타낸다. 이하, 도 4 를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보석 커팅 감별 프로세스에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보석 커팅 감별 프로세스는 4 축 회절 장치 구성 (단계 110), 레이저 빔 정렬 (단계 120), 샘플 정렬 (단계 130), 빔 조사 및 반사 (단계 140) 또는 측정 및 분석 (단계 150) 중 적어도 하나 이상의 절차를 거쳐 진행될 수 있다. 이와 같은 단계를 통해 다이아몬드와 같은 커팅 가공이 수행된 보석류의 커팅면 간의 각도를 측정할 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 보석 커팅 감별을 위해, 4 축 회절 장치를 구성 (단계 110) 할 수 있다. 일 측면에 따르면, 예를 들어 도 3 에 예시된 바와 같은 회절 분석에도 사용될 수 있는 4 축 회절 장치의 일부 특징을 이용할 수 있다. 관련하여, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치의 예시적 형태를 나타낸다. 이하, 4 축 회전 장치는 '보석 샘플 지지부'로도 지칭될 수 있다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치는, 보석 샘플 지지부를 구비할 수 있다. 보석 샘플 지지부는, 세타 회전축 (410), 2 세타 회전축 (420), 카이 회전축 (430) 및 파이 회전축 (440) 을 포함하는 4 개의 회전 축을 구비한 4 축 회전 장치일 수 있다.

여기서, 세타 회전축 (410) 및 2 세타 회전축 (420) 은, 서로 동일한 축을 기준으로 회전하도록 구성될 수 있다. 즉, 세타 회전과 2 세타 회전은 동일한 회전축 을 기준으로 하되, 세타 회전과 2 세타 회전은 서로 독립적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 세타 회전축 (410) 을 기준으로 세타 회전체 (411) 가 회전할 수 있으며, 이와는 독립적으로 2 세타 회전체 (421) 가 세타 회전축 (410) 과 동일한 2 세타 회전축 (420) 을 기준으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.

카이 회전축 (430) 은, 세타 회전축 (410) 과 직교하도록 구성될 수 있다. 카이 회전체 (431) 가 카이 회전축 (430) 을 기준으로 회전하도록 구성될 수 있다. 여기서, 카이 회전축 (430) 과 세타 회전축 (410) 의 두 직선으로 인해 하나의 평면이 생성될 수 있다.

파이 회전축 (440) 은, 세타 회전축 (410) 및 카이 회전축 (430) 의 교점을 통과하도록 구성될 수 있다. 일 측면에 따르면, 파이 회전축 (440) 은 카이 회전축 (430) 및 세타 회전축 (410) 과 직교하면서 카이 회전축 (430) 과 세타 회전축 (410) 들로 형성되는 평면 위에 놓이도록 구성될 수 있다.

일 측면에 따르면, 카이 회전축 (430) 에 따른 카이 회전은, 세타 회전축 (410) 의 회전에 종속적으로 수행될 수 있다. 또한, 파이 회전축 (440) 에 따른 파이 회전은, 세타 회전축 (410) 및 카이 회전축 (430) 의 회전에 종속적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 세타 회전을 위한 모터 위에 카이 회전을 위한 모터가 배치되고, 그 위에 파이 회전을 위한 모터가 배치될 수 있다. 즉, 세타 회전에 의해 카이 및 파이 회전을 위한 구성은 함께 회전되고, 카이 회전에 의해 파이 회전을 위한 구성이 함께 회전되도록 구성될 수 있다. 따라서, 파이 회전은 카이 및 세타 회전에 종속되고, 카이 회전은 세타 회전에 종속되도록 구성될 수 있다.

앞서 살핀 바와 같이, 2 세타 회전축 (420) 에 따른 2 세타 회전은, 세타 회전축 (410), 카이 회전축 (430) 및 파이 회전축 (440) 의 회전에 독립적으로 수행될 수 있다. 즉, 2 세타 회전은 나머지 세 회전과 독립되도록 구성될 수 있다. 일 측면에 따르면, 2 세타 회전축 (420) 에 따라 회전하는 2 세타 회전체 (421) 에 레이저 빔을 감지하는 빔 센서 (423-1) 가 장착될 수 있다.

4 축 회절 장치의 4 개의 회전축에 대해서는 회전 중심 (Rotation Center, RC) 의 정렬이 수행될 수 있다. 회전 중심은 4 개의 회전축이 교차하는 한 가상의 점을 의미할 수 있으며, 회전 중심의 정렬은 실제로 4 개의 회전축이 한 가상의 점에서 교차하도록 4축 회절 장치의 각 회전축을 정렬하는 것을 나타낼 수 있다. 회전 중심의 정렬을 통해 4 축 회절 장치의 구성을 완료할 수 있다. 4 축 회절 장치는 종래 회절 분석기의 고니오메터를 이용하는 것일 수 있다.

다시 도 4 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보석 커팅 감별을 위한 레이저 빔의 정렬 (단계 120) 이 수행될 수 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보석 커팅 감별을 위한 장치는 레이저 빔 (481) 을 방출하는 광원 (480) 을 포함할 수 있다. 여기서, 광원에서 방출되는 레이저 빔 (481) 이 회전 중심을 지나가고, 2 세타 회전축 (420) 에 직교하게 하는 것을 레이저 빔 정렬이라고 지칭할 수 있다. 보다 구체적으로, 일 측면에 따르면, 광원 (480) 은 광원 (480) 에서 방출되는 레이저 빔이 세타 회전축 (410), 2 세타 회전축 (420), 카이 회전축 (430) 및 파이 회전축 (440) 이 교차하는 회전 중심 (Rotation Center, RC) (490) 을 지나가고, 2 세타 회전축 (420) 에 직교하도록 배치될 수 있다. 일 측면에 따르면, 레이저 빔의 단면은 원형일 수 있고, 이와 같은 원의 중심이 회전 중심과 일치하게 할 수 있다. 다른 실시예들에 따른 경우, 레이저 빔의 단면의 중점이 회전 중심과 일치하게 할 수 있다.

일 측면에 따르면, 빔 센서 (423-1, 423-2) 에 의해 최대 강도의 빔이 감지되는 2 세타 회전에서의 위치 (423-1) 가 영점으로 설정되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 빔 센서는 2 세타 회전체 (421) 에 설치되어 2 세타 회전을 수행하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 제 1 위치 (423-1) 또는 제 2 위치 (423-2) 를 포함하는 2 세타 회전 범위 내에서 이동할 수 있다. 이러한 이동 범위 내에서 2 세타 회전을 수행해가면서, 빔 센서가 최댓값을 기록한 위치 (예를 들어 423-1) 를 2 세타의 0 으로 지정할 수 있다.

일 측면에 따르면, 레이저 빔은, 가시 광선일 수 있다. 빔 센서는 가시 광선을 감지하는 센서일 수 있다. 다른 측면에 따르면, 레이저 빔은 다양한 파장을 가질 수 있고, 빔 센서는 대응되는 레이저를 감지할 수 있도록 구성된다. 다른 측면에 따르면, 레이저 빔이나 빔 센서와 같은 명칭에 불구하고, 회절 분석기와 같이 X-ray 또는 중성자가 조사되고 이를 감지하는 것과 같이, 회절을 발생시키고 이를 감지할 수 있는 방출기 및 감지기 역시 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

다시 도 4 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보석 커팅 감별을 위한 보석 샘플의 정렬 (단계 130) 이 수행될 수 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보석 커팅 감별을 위한 장치는 제 1 카메라 (460) 또는 제 2 카메라 (470) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 샘플 정렬은 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선의 중심에 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수 있다. 또한, 회전 중심 (Rotation Center, RC) 에 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수 있다. 구체적으로는, 샘플의 한 면과 다른 면이 교차하는 선분의 중점이 레이저 빔의 중심, 곧 회전 중심이 되도록 샘플을 정렬할 수 있다.

샘플 정렬을 수행함에 있어서는, 제 1 카메라 (460) 또는 제 2 카메라 (470) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 카메라 (460) 는 2 세타 회전축에 센서 면이 수직하게 배치될 수 있다. 제 2 카메라 (470) 는 2 세타 회전축 및 레이저 빔에 센서 면이 평행하게 배치될 수 있다. 제 1 카메라 (460) 및 제 2 카메라 (470) 중 적어도 하나를 기반으로, 회전 중심에 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선의 중심이 위치하도록 측정 대삭 보석의 위치를 조정할 수 있다. 즉, 제 1 카메라 및 제 2 카메라 중 적어도 하나를 이용하여 샘플이 회전 중심으로부터 얼마나 떨어져 있는지 인지하고 정렬을 진행할 수 있다.

다시 도 4 를 참조하면, 모든 정렬이 완료되면 빔 조사 및 반사 (단계 140) 를 수행할 수 있다. 광원 (480) 을 작동시켜 레이저 빔 (481) 이 측정 대상 보석에 조사되도록 하고, 측정 대상 보석으로부터 반사되도록 할 수 있다.

이후, 측정 및 분석 (단계 150) 을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 레이저 빔 (481) 이 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하도록 할 수 있다. 관련하여, 도 6 은 레이저 빔의 입사에 따른 회절 성분의 형태를 나타내고, 도 7 은 회절 성분 간의 각도 차이를 기반으로 하는 커팅면 간의 각도 측정의 개념도이다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 광원 (480) 으로부터의 레이저 빔 (481) 은 입사광으로서 측정 대상 보석의 제 1 면 (510) 과 제 2 면 (520) 의 경계에 입사될 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 1 면 (510) 과 제 2 면 (520) 중 어느 하나에 의한 제 1 회절 성분 (483) 과 다른 하나에 의한 제 2 회절 성분 (485) 간의 각도 차를 이용하여, 측정 대상인 보석의 제 1 면 (510) 과 제 2 면 (520) 사이의 각도 (530) 를 측정하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 보다 구체적으로, 빔 센서를 기반으로 제 1 면에 따른 제 1 회절 성분 (483) 의 각도를 측정하고, 빔 센서를 기반으로 제 2 면에 따른 제 2 회절 성분 (485) 의 각도를 측정하여, 제 1 회절 성분의 각도 및 제 2 회절 성분의 각도를 기반으로 제 1 면 (510) 및 제 2 면 (520) 사이의 각도 (530) 를 결정할 수 있다.

일 측면에 따르면, 하기의 수학식을 기반으로 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 산출하도록 구성될 수 있다.

면간 각도 = 180 - 0.5 * (제 1 회절 성분과 제 2 회절 성분의 각도 차)

도 7 은 회절 성분 간의 각도 차이를 기반으로 하는 커팅면 간의 각도 측정의 개념도이다. 도 7 에 보다 구체적으로 도시된 바와 같이, 제 1 면과 2 면 사이의 각도 θ 는 제 1 회절 성분과 제 2 회절 성분 사이의 각도 차인 Δθ를 이용하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 제 1 면과 2 면 사이의 각도 θ 는 180 도 에서 제 1 회절 성분과 제 2 회절 성분 사이의 각도 차인 Δθ 에 1/2 를 곱한 값을 빼는 것에 의해서 계산될 수 있다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 방법의 흐름도이다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 방법은, 보석 샘플 지지부에 커팅된 보석 샘플을 마운팅 (단계 810) 할 수 있다. 예를 들어, 보석 샘플 지지부는, 세타 회전축, 2 세타 회전축, 카이 회전축 및 파이 회전축을 포함하는 4 개의 회전 축을 구비한 4 축 회전 장치일 수 있다. 여기서, 세타 회전축 및 2 세타 회전축은, 서로 동일한 축을 기준으로 회전하도록 구성되고, 카이 회전축은 세타 회전축과 직교하고, 파이 회전축은 세타 회전축 및 카이 회전축의 교점을 통과하고, 카이 회전축과 직교하도록 구성될 수 있다.

앞서 살핀 바와 같이, 2 세타 회전축에 따른 2 세타 회전은, 세타 회전축, 카이 회전축 및 파이 회전축의 회전에 독립적으로 수행될 수 있고, 카이 회전축에 따른 카이 회전은, 세타 회전축의 회전에 종속적으로 수행될 수 있으며, 파이 회전축에 따른 파이 회전은, 세타 회전축 및 카이 회전축의 회전에 종속적으로 수행될 수 있다. 또한, 2 세타 회전축에 따라 회전하는 2 세타 회전체에 레이저 빔을 감지하는 빔 센서가 장착될 수 있다.

보석 샘플을 마운팅하는 것은, 2 세타 회전축에 센서 면이 수직한 제 1 카메라 또는 2 세타 회전축 및 레이저 빔에 센서 면이 평행한 제 2 카메라 중 적어도 하나를 기반으로 회전 중심에 상기 제 1 면과 제 2 면의 경계선의 중심이 위치하도록 조정하는 것을 포함할 수 있다.

다시 도 8 을 참조하면, 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔을 조사 (단계 820) 할 수 있다. 여기서, 레이저 빔은 세타 회전축, 2 세타 회전축, 카이 회전축 및 파이 회전축이 교차하는 회전 중심 (Rotation Center, RC) 을 지나가고, 상기 2 세타 회전축에 직교하도록 조사될 수 있다. 빔 센서에 의해 최대 강도의 빔이 감지되는 2 세타 회전에서의 위치가 영점으로 설정되도록 구성될 수 있다. 한편, 레이저 빔은 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선의 중심에 조사될 수 있다. 또한, 회전 중심 (Rotation Center, RC) 에 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수 있다.

다시 도 8 을 참조하면, 레이저 빔이 상기 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정 (단계830) 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 9 에 도시된 바와 같이, 빔 센서를 기반으로 제 1 면에 따른 제 1 회절 성분의 각도를 측정 (단계 831) 하고, 빔 센서를 기반으로 제 2 면에 따른 제 2 회절 성분의 각도를 측정 (단계 833) 하며, 제 1 회절 성분의 각도 및 제 2 회절 성분의 각도를 기반으로 각도 차를 결정 (단계 835) 하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 같은 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 측정 대상인 보석의 커팅면인 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정할 수 있다. 일 측면에 따르면, 하기의 수학식을 기반으로 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 산출하도록 구성될 수 있다.

면간 각도 = 180 - 0.5 * (각도 차)

본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 방법의 개별적인 절차는 전술한 본 발명의 보석 커팅 감별 절차인 4 축 회절 장치 구성 (단계 110), 레이저 빔 정렬 (단계 120), 샘플 정렬 (단계 130), 빔 조사 및 반사 (단계 140) 또는 측정 및 분석 (단계 150) 중 적어도 하나와 관련하여 설명된 기술적 특징들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치 (1000) 는 보석 샘플 지지부 (1100), 광원 (1200), 카메라 (1300), 빔 센서 (1400) 및 제어부 (1500) 를 포함할 수 있다.

보석 샘플 지지부 (1100) 는 커팅된 보석 샘플을 마운팅할 수 있고, 광원 (1200) 은 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수 있다. 제어부 (1500) 는 레이저 빔이 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하도록 구성될 수 있다. 제어부 (1500) 는 예를 들어 컴퓨팅 디바이스에 의해 구현될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치의 개별적인 구성 및 기술적 특징은 전술한 본 발명의 보석 커팅 감별 절차인 4 축 회절 장치 구성 (단계 110), 레이저 빔 정렬 (단계 120), 샘플 정렬 (단계 130), 빔 조사 및 반사 (단계 140) 또는 측정 및 분석 (단계 150) 중 적어도 하나와 관련하여 설명된 기술적 특징들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치에 대한 예시적인 구현 형태를 나타내고, 도 12 는 도 11 의 보석 커팅 감별 장치에 대한 사면도이다. 도 11 및 도 12 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 장치에 따르면, 쥬얼리 셀러가 처해있는 환경과 유사한 환경에서 작동 및 각도 측정이 가능하다. 보다 구체적으로, 도 13 은 보석 샘플에 대한 면간 각도의 측정 결과를 포함한 보석 샘플 촬영도의 예시도이고, 도 14 는 보석 샘플에 대한 면간 각도 측정 결과에 대한 그래프이다. 도 13 내지 도 14 에 도시된 바와 같이 실제 측정 대상 보석의 커팅면 간의 각도에 대한 측정이 가능하다.

도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 범용 보석 커팅 감별 방법이 수행될 수 있는 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다. 도 15 를 참조하면, 컴퓨팅 시스템 (800) 은 플래시 스토리지 (810) , 프로세서 (820), RAM (830), 입출력 장치 (840) 및 전원 장치 (850) 를 포함할 수 있다. 또한, 플래시 스토리지 (810) 는 메모리 장치 (811) 및 메모리 컨트롤러 (812) 를 포함할 수 있다. 한편, 도 8에는 도시되지 않았지만, 컴퓨팅 시스템 (800) 은 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 전자 기기들과 통신할 수 있는 포트 (port) 들을 더 포함할 수 있다.

컴퓨팅 시스템 (800) 은 퍼스널 컴퓨터로 구현되거나, 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA (personal digital assistant) 및 카메라 등과 같은 휴대용 전자 장치로 구현될 수 있다.

프로세서 (820) 는 특정 계산들 또는 태스크 (task) 들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서 (820) 는 마이크로프로세서 (micro-processor), 중앙 처리 장치 (Central Processing Unit, CPU)일 수 있다. 프로세서 (820) 는 어드레스 버스 (address bus), 제어 버스 (control bus) 및 데이터 버스 (data bus) 등과 같은 버스 (860) 를 통하여 RAM (830), 입출력 장치 (840) 및 플래시 스토리지 (810) 와 통신을 수행할 수 있다. 플래시 스토리지 (810) 는 도 5 내지 7에 도시된 실시예들의 플래시 스토리지를 이용하여 구현될 수 있다.

일 실시예에 따라, 프로세서 (820) 는 주변 구성요소 상호연결 (Peripheral Component Interconnect, PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다.

RAM (830) 는 컴퓨팅 시스템 (800) 의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 디램 (DRAM), 모바일 디램, 에스램 (SRAM), 피램 (PRAM), 에프램 (FRAM), 엠램 (MRAM), 알램 (RRAM) 을 포함하는 임의의 유형의 랜덤 액세스 메모리가 RAM (830)으로 이용될 수 있다.

입출력 장치 (840) 는 키보드, 키패드, 마우스 등과 같은 입력 수단 및 프린터, 디스플레이 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 전원 장치 (850) 는 컴퓨팅 시스템 (800) 의 동작에 필요한 동작 전압을 공급할 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.

지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가되어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.

전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (17)

1. 보석 샘플 지지부에 커팅된 보석 샘플을 마운팅하는 단계;
   측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔을 조사하는 단계; 및
   상기 레이저 빔이 상기 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하는 단계를 포함하는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보석 샘플 지지부는,
   세타 회전축, 2 세타 회전축, 카이 회전축 및 파이 회전축을 포함하는 4 개의 회전 축을 구비한 4 축 회전 장치인, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 세타 회전축 및 2 세타 회전축은, 서로 동일한 축을 기준으로 회전하도록 구성되고,
   상기 카이 회전축은, 상기 세타 회전축과 직교하고,
   상기 파이 회전축은, 상기 세타 회전축 및 상기 카이 회전축의 교점을 통과하고, 상기 카이 회전축과 직교하는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 2 세타 회전축에 따라 회전하는 2 세타 회전체에 상기 레이저 빔을 감지하는 빔 센서가 장착되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 2 세타 회전축에 따른 2 세타 회전은,
   상기 세타 회전축, 상기 카이 회전축 및 상기 파이 회전축의 회전에 독립적으로 수행되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 카이 회전축에 따른 카이 회전은,
   상기 세타 회전축의 회전에 종속적으로 수행되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 파이 회전축에 따른 파이 회전은,
   상기 세타 회전축 및 상기 카이 회전축의 회전에 종속적으로 수행되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 레이저 빔을 조사하는 단계는,
   상기 세타 회전축, 2 세타 회전축, 카이 회전축 및 파이 회전축이 교차하는 회전 중심 (Rotation Center, RC) 을 지나가고, 상기 2 세타 회전축에 직교하도록 상기 레이저 빔을 조사하도록 구성되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 레이저 빔은, 가시 광선인, 범용 보석 커팅 감별 방법.
   
10. 제 4 항에 있어서,
    상기 빔 센서에 의해 최대 강도의 빔이 감지되는 2 세타 회전에서의 위치가 영점으로 설정되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 조사하는 단계는,
    상기 측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선의 중심에 상기 레이저 빔을 조사하도록 구성되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
    
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 조사하는 단계는,
    상기 회전 중심 (Rotation Center, RC) 에 상기 레이저 빔을 조사하도록 구성되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
    
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 보석 샘플을 마운팅하는 단계는,
    상기 2 세타 회전축에 센서 면이 수직한 제 1 카메라; 또는
    상기 2 세타 회전축 및 상기 레이저 빔에 센서 면이 평행한 제 2 카메라 중 적어도 하나를 기반으로 상기 회전 중심에 상기 제 1 면과 제 2 면의 경계선의 중심이 위치하도록 조정하는 단계를 더 포함하는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
    
14. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는,
    상기 빔 센서를 기반으로 상기 제 1 면에 따른 제 1 회절 성분의 각도를 측정하는 단계;
    상기 빔 센서를 기반으로 상기 제 2 면에 따른 제 2 회절 성분의 각도를 측정하는 단계; 및
    상기 제 1 회절 성분의 각도 및 제 2 회절 성분의 각도를 기반으로 상기 각도 차를 결정하는 단계를 포함하는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
    
15. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는,
    하기의 수학식을 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 산출하도록 구성되는, 범용 보석 커팅 감별 방법.
    
    면간 각도 = 180 - 0.5 * (각도 차)
    
16. 커팅된 보석 샘플을 마운팅하는 보석 샘플 지지부;
    측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔을 조사하도록 구성된 광원; 및
    상기 레이저 빔이 상기 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하는 제어부를 포함하는, 범용 보석 커팅 감별 장치.
    
17. 컴퓨터의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행되었을 때, 상기 프로세서로 하여금,
    측정 대상 보석의 제 1 면과 제 2 면의 경계선에 레이저 빔이 조사되도록 제어하고; 그리고
    상기 레이저 빔이 상기 경계선으로부터 회절된 제 1 회절 성분 및 제 2 회절 성분의 각도 차를 기반으로 상기 제 1 면과 제 2 면 사이의 각도를 측정하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
    

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