RU2781397C1 - System for determining the optical characteristics of a precious stone - Google Patents

System for determining the optical characteristics of a precious stone Download PDF

Info

Publication number
RU2781397C1
RU2781397C1 RU2021128314A RU2021128314A RU2781397C1 RU 2781397 C1 RU2781397 C1 RU 2781397C1 RU 2021128314 A RU2021128314 A RU 2021128314A RU 2021128314 A RU2021128314 A RU 2021128314A RU 2781397 C1 RU2781397 C1 RU 2781397C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spheres
optical imaging
diamond
optical
sphere
Prior art date
Application number
RU2021128314A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ка Винг ЧЭН
Кун Чанг ХУИ
Original Assignee
Голдвэй Текнолоджи Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Голдвэй Текнолоджи Лимитед filed Critical Голдвэй Текнолоджи Лимитед
Application granted granted Critical
Publication of RU2781397C1 publication Critical patent/RU2781397C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: testing.
SUBSTANCE: invention relates to a system for inspecting precious stones and determining the optical characteristics of precious stones. Claimed system for inspecting and determining the optical characteristics of precious stones comprises the following: a first and a second integrating spheres, wherein the integrating spheres are in optical communication with each other and have a dividing section located between the spheres; a first light source engaged with the first sphere and lighting the inside of the first sphere, and a second light source engaged with the second sphere and lighting the inside of the second sphere; at least one apparatus for obtaining an optical image in communication with the inside of one of the spheres for obtaining an optical image of the precious stone located in the area between the spheres; a transparent platform for supporting the precious stone between the two integrating spheres; a control module in communication with the apparatus for obtaining an optical image for controlling the process of obtaining optical images of diamonds, wherein said optical image of the precious stone is processed by a processor in order to determine one or multiple optical characteristics of the precious stone; a mechanical lever controlled by the control module for delivering the precious stone from outside of the integrating spheres to the platform so as to support the precious stone between the two integrating spheres; and a mobile door located on the dividing section, configured to open to allow movement of the precious stone to and from the support platform by a mechanical lever.
EFFECT: provided system for inspecting a precious stone and determining the optical properties of a precious stone, namely, system for determining the category of colour and purity of a precious stone, in particular, of a diamond.
20 cl, 9 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится к системе для просмотра драгоценных камней и определения оптических характеристик драгоценных камней. Более конкретно, настоящее изобретение предлагает систему для определения оптических характеристик бриллианта.The present invention relates to a system for viewing gemstones and determining the optical characteristics of gemstones. More specifically, the present invention provides a system for determining the optical characteristics of a diamond.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Драгоценные камни, особенно бриллианты, являются ключевыми компонентами, используемыми в предметах роскоши, в частности, в ювелирных изделиях, и могут иметь очень высокую стоимость. Стоимость бриллианта зависит от нескольких физических свойств бриллианта.Gemstones, especially diamonds, are key ingredients used in luxury goods, particularly jewelry, and can be very valuable. The value of a diamond depends on several physical properties of the diamond.

Существует четыре общепринятых стандарта, используемых для оценки качества бриллианта, как правило, известные как 4C, а именно: чистота, цвет, огранка и вес в каратах.There are four generally accepted standards used to rate the quality of a diamond, commonly known as the 4Cs, namely clarity, color, cut and carat weight.

Категория цветаColor category

Для бриллианта, за исключением цвета бриллианта, который может иметь определённый или фантазийный цвет, стоимость бриллианта сильно зависит от того, что известно как его бесцветность. Чем бесцветнее бриллиант, тем она выше.For a diamond, with the exception of the color of a diamond, which can be a specific or fancy color, the value of a diamond is highly dependent on what is known as its colorlessness. The more colorless the diamond, the higher it is.

Например, Американский геммологический институт (GIA) имеет шкалу цвета от D до Z, для которой степень D обозначает бриллиант, который является полностью бесцветным, и варьируется до степени Z, которая обозначает бриллиант, имеющий значительное количество нежелательного цвета.For example, the American Gemological Institute (GIA) has a D to Z color scale, for which the D grade denotes a diamond that is completely colorless, and varies up to the Z grade, which denotes a diamond that has a significant amount of unwanted color.

Фиг. 9a иллюстрирует цветовую шкалу Американского геммологического института (GIA), по которой применяют цветовую градацию, со степенями, показанными от бесцветных до светлых.Fig. 9a illustrates the Gemological Institute of America (GIA) color chart on which color grading is applied, with degrees shown from colorless to light.

Хотя визуальное распознавание человеком различного цвета бриллианта не является особенно чувствительным, в частности в отношении бриллиантов аналогичных категорий, лишь незначительное изменение цвета может существенно влиять на стоимость бриллианта.While human visual recognition of the different colors of a diamond is not particularly sensitive, particularly for diamonds of similar grades, only a slight change in color can significantly affect the value of a diamond.

Несколько факторов вносят вклад в цвет бриллианта, причём наиболее распространенным и важным фактором являются примеси внутри бриллианта. Примеси могут легко внедряться во время процесса образования алмазов. Азот является наиболее распространенной примесью, обнаруживаемой в природных бриллиантах, которая производит нежелательный желтый цвет. Чем выше содержание азота в бриллианте, тем глубже цвет и, следовательно, ниже категория цвета камня. Бор также может влиять на цвет бриллианта, но является менее распространенным. Бриллианты с примесью бора имеют светло-голубой цвет. Есть и другие примеси, также влияющие на цвет бриллианта, но они редки.Several factors contribute to the color of a diamond, with the most common and important factor being impurities within the diamond. Impurities can easily be introduced during the diamond formation process. Nitrogen is the most common impurity found in natural diamonds that produces an unwanted yellow color. The higher the nitrogen content of a diamond, the deeper the color and therefore the lower the color category of the stone. Boron can also affect the color of a diamond, but is less common. Boron diamonds are light blue in color. There are other impurities that also affect the color of a diamond, but they are rare.

Помимо примесей, дефекты вакансий внутри бриллианта также вносят вклад в цвет бриллианта. Существуют различные формы вакансий, такие как изолированная вакансия, комплекс мультивакансий и вакансия, объединенная с примесями и т.д.In addition to impurities, vacancy defects within the diamond also contribute to the color of the diamond. There are various forms of vacancies, such as an isolated vacancy, a complex of multivacancies, and a vacancy combined with impurities, etc.

В некоторых бриллиантах из-за условий давления окружающей среды во время процесса образования глубоко в земле, атомы углерода могут не образовывать идеальные тетраэдрические структуры, и тетраэдрические структуры могут деформироваться. Такие остатки деформации кристалла в природном бриллианте могут также вызывать изменения цвета. Для оценки цвета бриллианта наиболее принятым отраслевым стандартом и практикой определения цвета бриллианта являются подготовленные человеческие глаза.In some diamonds, due to the environmental pressure conditions during the formation process deep in the earth, the carbon atoms may not form perfect tetrahedral structures, and the tetrahedral structures may deform. Such crystal deformation residues in a natural diamond can also cause discoloration. For diamond color assessment, the most accepted industry standard and practice for diamond color determination is trained human eyes.

Используя GIA в качестве примера, персонал по определению категории цвета подготавливают в течение нескольких месяцев, используя стандартные образцовые камни из набора образцовых камней с различными цветовыми категориями. Кроме того, во время процесса определения категории цвета оцениваемый бриллиант сравнивают в непосредственной близости с образцовыми камнями в управляемой среде.Using the GIA as an example, color grading personnel are trained over several months using standard reference stones from a set of reference stones with different color categories. In addition, during the color grading process, the graded diamond is compared in close proximity to reference stones in a controlled environment.

Управляемая среда представляет собой стандартный световой короб с белой плиткой для размещения позади образцовых камней и бриллианта для исследования в качестве фона. В этой стандартизированной среде можно определять категорию цвета бриллианта путем отнесения его к образцовому камню ближайшего цвета.The controlled environment is a standard light box with white tiles to place behind the reference stones and a diamond for examination as a background. In this standardized environment, it is possible to categorize a diamond's color by assigning it to a reference stone of the closest color.

Бриллиант, как правило, просматривают снизу под углом около 45 градусов к павильону, причём сортировщик цвета смотрит в основном в направлении к площадке бриллианта.The diamond is typically viewed from below at an angle of about 45 degrees to the pavilion, with the color sorter generally looking in the direction of the diamond seat.

Применяют повторную подготовку сортировщиков цвета с тем, чтобы разные сортировщики могли воспроизводить одинаковые результаты оценки с тем, чтобы обеспечивать однородность и согласованность между персоналом по определению категории цвета. Хотя такой процесс определения категории цвета широко используют и в соответствии с этими строгими процедурами определения категории цвета, надежность и повторяемость методологии определения категории цвета все еще подвержены несоответствиям, и такие несоответствия могут приводить к неправильному определению категории, что может отрицательно влиять на стоимость бриллианта.Re-training of color sorters is applied so that different sorters can reproduce the same evaluation results in order to ensure uniformity and consistency between personnel in determining the color category. Although this color grading process is widely used and in accordance with these strict color grading procedures, the reliability and repeatability of the color grading methodology is still subject to inconsistencies, and such inconsistencies can lead to incorrect grading, which can adversely affect the value of a diamond.

Шкала чистотыpurity scale

Например, Американский геммологический институт (GIA) имеет шкалу чистоты, как показано на фиг. 9b.For example, the Gemological Institute of America (GIA) has a purity scale as shown in FIG. 9b.

Для оценки чистоты бриллианта необходимо определять количество, размер и положение дефектов внутри камня.To assess the clarity of a diamond, it is necessary to determine the number, size and position of defects within the stone.

От условий образования алмаза под землей до прикладных процессов, выполняемых человеком на бриллианте, могут образовываться различные дефекты.From the conditions of diamond formation underground to the applied processes performed by a person on a diamond, various defects can form.

Внутри тела бриллианта могут быть примеси, пустоты и трещины, которые считаются внутренними дефектами. На поверхности бриллианта могут быть недополированные неровности и царапины, которые считаются внешними дефектами.Inside the body of a diamond, there may be impurities, voids and cracks, which are considered internal defects. On the surface of a diamond, there may be underpolished bumps and scratches, which are considered external defects.

Эти внутренние и внешние характеристики также важны в отношении бриллианта, так как они могут быть одной из уникальных идентификационных меток или «родимых пятен», которые могут использоваться для идентификации бриллианта.These internal and external characteristics are also important in relation to a diamond, as they may be one of the unique identification marks or "birthmarks" that can be used to identify a diamond.

В настоящее время наиболее принятая практика определения чистоты бриллианта является подготовленными человеческими глазами при 10-кратном увеличении микроскопа. Геммологов подготавливают в течение нескольких месяцев по стандартным образцам с различными типами дефектов с тем, чтобы камень, при оценке разными людьми, воспроизводил один и тот же результат оценки.Currently, the most accepted practice for determining the clarity of a diamond is with trained human eyes at 10x microscope magnification. Gemologists are trained over several months on standard samples with various types of defects so that the stone, when evaluated by different people, reproduces the same evaluation result.

Однако даже при стандартизованных процедурах подготовки и оценки, повторяемость не может быть гарантирована из-за неизбежного субъективного суждения человека.However, even with standardized training and evaluation procedures, repeatability cannot be guaranteed due to inevitable human subjective judgment.

Оценка одного и того же бриллианта одним и тем же человеком в разное время может также приводить к тому, что к одному и тому же бриллианту будут применены разные категории чистоты. Из-за усталости человеческого зрения могут быть приняты разные суждения об одном и том же бриллианте до и после оценки многих разных камней.The evaluation of the same diamond by the same person at different times may also result in different clarity grades being applied to the same diamond. Due to the fatigue of human vision, different judgments can be made about the same diamond before and after the evaluation of many different stones.

Поэтому даже подготовленные и опытные профессиональные геммологи все еще испытывают трудности с обеспечением повторяемости при оценке чистоты.Therefore, even trained and experienced professional gemologists still have difficulty ensuring repeatability in grading clarity.

Задача изобретенияThe task of the invention

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении системы для просмотра драгоценного камня и определения оптических свойств драгоценного камня, и более точнее, системы, полезной для определения категории цвета и чистоты драгоценного камня, в частности бриллианта, которая преодолевает или по меньшей мере частично устраняет по меньшей мере некоторые недостатки, связанные с предыдущим уровнем техники.It is an object of the present invention to provide a system for viewing a gemstone and determining the optical properties of a gemstone, and more specifically, a system useful for categorizing the color and clarity of a gemstone, in particular a diamond, that overcomes or at least partially eliminates at least some disadvantages associated with the prior art.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Система для просмотра и определения оптических характеристик драгоценных камней, причём указанная система включает в себя первую и вторую интегрирующие сферы, где каждая интегрирующая сфера находится в оптическом сообщении друг с другом и имеет разделительный участок, расположенный между ними, первый источник света, сцепленный с первой сферой, и для обеспечения света во внутреннюю часть первой сферы, и второй источник света, сцепленный со второй сферой, и для обеспечения света во внутреннюю часть второй сферы; по меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения в сообщении с внутренней частью одной из сфер для получения оптического изображения драгоценного камня, расположенного в области между сферами; прозрачную платформу для поддержки драгоценного камня между двумя интегрирующими сферами; и модуль управления в сообщении с устройством получения оптического изображения для управления получением оптических изображений драгоценных камней, в которой указанное оптическое изображение драгоценного камня обрабатывают процессором для определения одной или нескольких оптических характеристик драгоценного камня.A system for viewing and determining the optical characteristics of gemstones, said system including first and second integrating spheres, where each integrating sphere is in optical communication with each other and has a separating section located between them, the first light source coupled to the first sphere and for providing light to the inside of the first sphere, and a second light source coupled to the second sphere, and for providing light to the inside of the second sphere; at least one optical imaging device in communication with the inside of one of the spheres to obtain an optical image of a gem located in the region between the spheres; a transparent platform to support the gem between two integrating spheres; and a control module in communication with the optical imaging device for controlling optical imaging of gemstones, wherein said optical image of the gemstone is processed by the processor to determine one or more optical characteristics of the gemstone.

Внутренние части интегрирующих сфер покрыты диффузионным отражающим покрытием, чтобы световые лучи, падающие на любую точку внутренней поверхности, были многократными рассеивающими отражениями распределены равномерно по всем остальным точкам, а влияния исходного направления источников света были минимизированы.The internal parts of the integrating spheres are coated with a diffuse reflective coating so that the light rays incident on any point of the inner surface are distributed evenly over all other points by multiple scattering reflections, and the influences of the original direction of the light sources are minimized.

Система может дополнительно включать в себя механический рычаг, управляемый модулем управления, для доставки драгоценного камня извне интегрирующих сфер к платформе для поддержки драгоценного камня между двумя интегрирующими сферами.The system may further include a mechanical arm controlled by the control module for delivering a gem from outside the integrating spheres to a gem support platform between the two integrating spheres.

Механические рычаги позволяют перемещение в вертикальном направлении для захвата и отпускания драгоценного камня, и вращение вокруг оси для перемещения драгоценного камня из одного положения в другое.The mechanical arms allow vertical movement to grab and release the gem, and rotation around the axis to move the gem from one position to another.

Система может дополнительно включать в себя подвижную дверь, расположенную на разделительном участке, которая выполнена с возможностью открываться, чтобы позволять драгоценному камню перемещаться к опорной платформе и от нее механическим рычагом.The system may further include a movable door located on the separating portion that is configured to open to allow the gemstone to be moved to and from the support platform by a mechanical lever.

Система может включать в себя одно из множества устройств получения оптического изображение в сообщении с внутренней частью по меньшей мере одной из сфер.The system may include one of a variety of optical imaging devices in communication with the interior of at least one of the spheres.

Система может включать в себя первое устройство получения оптического изображения в сообщении с внутренней частью первой сферы на полюсе сферы.The system may include a first optical imaging device in communication with the interior of the first sphere at the pole of the sphere.

Система может включать в себя дополнительное устройство получения оптического изображения в сообщении с внутренней частью второй сферы на полюсе сферы.The system may include an additional optical imaging device in communication with the interior of the second sphere at the pole of the sphere.

Система может включать в себя одно или несколько устройств получения оптического изображения для получения бокового изображения драгоценного камня, причём одно или несколько устройств получения оптического изображения получает указанное боковое изображение драгоценного камня через отверстие, проходящее через разделительный участок.The system may include one or more optical imaging devices for acquiring a lateral gemstone image, wherein the one or more optical imaging devices acquire said lateral gemstone image through an opening extending through the separating portion.

Система может включать в себя одно или несколько устройств получения оптического изображения для получения наклонного изображения драгоценного камня, причём одно или несколько устройств получения оптического изображения направлены к драгоценному камню и наклонены к оси, проходящей через полюсы сфер.The system may include one or more optical imaging devices for oblique imaging of the gemstone, wherein the one or more optical imaging devices are directed toward the gemstone and tilted to an axis passing through the poles of the spheres.

Одно или несколько устройств получения оптического изображения может быть направлено к драгоценному камню и наклонено под углом в диапазоне от 40 градусов до 50 градусов к оси, проходящей через полюсы сфер.One or more optical imaging devices may be directed towards the gem and tilted at an angle ranging from 40 degrees to 50 degrees to an axis passing through the poles of the spheres.

По меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения может быть расположено на расстоянии от драгоценного камня в диапазоне от 100 мм до 300 мм.At least one optical imaging device may be located at a distance from the gem in the range of 100 mm to 300 mm.

По меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения может быть расположено от драгоценного камня на расстоянии около 200 мм.At least one optical imaging device may be located at a distance of about 200 mm from the gemstone.

По меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения может быть расположено на расстоянии от драгоценного камня в диапазоне от 20 мм до 100 мм.At least one optical imaging device may be located at a distance from the gemstone in the range of 20 mm to 100 mm.

Источники света предпочтительно обеспечивают указанный заданный постоянный уровень света с цветовой температурой 6500 K.The light sources preferably provide the specified predetermined constant level of light with a color temperature of 6500 K.

Источник света может быть выбран из группы, включающей в себя светодиодный (светоизлучающий диод) источник света, источник света с ксеноновой лампой, и источник света с лампой накаливания, и источник света с флуоресцентной лампой, имитатор солнечного излучения или тому подобное.The light source may be selected from the group including an LED (light emitting diode) light source, a xenon lamp light source, and an incandescent lamp light source, and a fluorescent lamp light source, solar simulator or the like.

Платформа может быть выполнена с возможностью вращаться вокруг центральной оси, проходящей между полюсами сфер, и в пределах системы интегрирующих сфер, и обеспечивает вращение драгоценного камня вокруг центральной оси, чтобы множество оптических изображений драгоценного камня могло быть получено, по меньшей мере, одним из устройств получения оптического изображения.The platform may be rotatable about a central axis extending between the poles of the spheres and within the system of integrating spheres, and rotates the gem about the central axis so that a plurality of optical images of the gem can be acquired by at least one of the acquisition devices. optical image.

Устройство получения оптического изображения представляет собой цифровую камеру. Устройство получения оптического изображения может быть монохромным или полихромным.The optical imaging device is a digital camera. The optical imaging device may be monochrome or polychrome.

Система может обеспечивать определение цвета драгоценного камня, или может обеспечивать определение чистоты драгоценного камня.The system may provide a determination of the color of the gemstone, or may provide a determination of the clarity of the gemstone.

Предпочтительно, драгоценный камень представляет собой бриллиант.Preferably, the gemstone is a diamond.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Для получения более точного понимания вышеизложенного изобретения, более конкретное описание изобретения, кратко описанное выше, будет представлено со ссылкой на конкретные варианты его выполнения, которые проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Чертежи, представленные в данном документе, могут быть выполнены не в масштабе, а любая ссылка на размеры на чертежах или в последующем описании является конкретной для раскрытых вариантов выполнения.In order to obtain a more accurate understanding of the above invention, a more specific description of the invention, briefly described above, will be presented with reference to specific embodiments of its implementation, which are illustrated in the accompanying drawings. The drawings presented herein may not be drawn to scale, and any reference to dimensions in the drawings or in the following description is specific to the disclosed embodiments.

Фиг. 1a показывает схематичное представление системы согласно настоящему изобретению;Fig. 1a shows a schematic representation of the system according to the present invention;

Фигуры 1b-1d показывают схематичные представления системы с фиг. 1, где драгоценный камень, в этом примере - бриллиант, перемещается снаружи в систему интегрирующих сфер;Figures 1b-1d show schematic representations of the system of FIG. 1, where a gemstone, in this example a diamond, moves from the outside into a system of integrating spheres;

Фиг. 2 показывает схематичное представление вида сверху варианта выполнения настоящего изобретения;Fig. 2 shows a schematic plan view of an embodiment of the present invention;

Фиг. 3 показывает схематичное представление вида в сечении варианта выполнения системы интегрирующих сфер согласно настоящему изобретению;Fig. 3 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of an integrating sphere system according to the present invention;

Фиг. 4 показывает схематичное представление вида в сечении дополнительного варианта выполнения системы интегрирующих сфер согласно настоящему изобретению;Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of a further embodiment of an integrating sphere system according to the present invention;

Фиг. 5 показывает эталонное фотографическое представление разделительного участка в предпочтительном варианте выполнения согласно настоящему изобретению;Fig. 5 shows a reference photographic representation of a separating portion in a preferred embodiment according to the present invention;

Фиг. 6 показывает эталонное фотографическое представление устройства получения оптического изображения в предпочтительном варианте выполнения согласно настоящему изобретению;Fig. 6 shows a reference photographic representation of an optical imaging apparatus in a preferred embodiment according to the present invention;

Фиг. 7 показывает эталонное фотографическое представление узла механического рычага в предпочтительном варианте выполнения согласно настоящему изобретению;Fig. 7 shows a reference photographic representation of a mechanical arm assembly in a preferred embodiment according to the present invention;

Фиг. 8 показывает эталонное фотографическое представление в увеличенном масштабе вида когтевого участка механического рычага в предпочтительном варианте выполнения согласно настоящему изобретению; иFig. 8 shows an enlarged reference photographic representation of the claw portion of a mechanical arm in a preferred embodiment according to the present invention; and

Фиг. 9a показывает шкалу цвета Американского геммологического института (GIA), которую применяют для определения категории цвета, с категориями, показанными от бесцветной до светлой; фиг. 9b показывает, что Американский геммологический институт (GIA) имеет шкалу чистоты.Fig. 9a shows the Gemological Institute of America (GIA) color scale that is used to determine the color category, with categories shown from colorless to light; fig. 9b shows that the American Gemological Institute (GIA) has a purity scale.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Настоящие изобретатели выявили недостатки в методе, которым выполняют определение категории цвета и чистоты бриллиантов, и после идентификации проблем с известным уровнем техники, предложили систему, которая является более последовательной и надежной и преодолевает проблемы известного уровня техники.The present inventors have identified shortcomings in the method by which grading of color and clarity of diamonds is performed, and after identifying problems with the prior art, proposed a system that is more consistent and reliable and overcomes the problems of the prior art.

Ссылаясь на Фигуру 1a, где показано схематичное представление системы 100 в соответствии с настоящим изобретением, причём система 100 обеспечивает оптически управляемую среду для получения оптических изображений с целью определения оптических свойств драгоценного камня, например, определение категории цвета и чистоты бриллиантов.Referring to Figure 1a, which is a schematic representation of a system 100 in accordance with the present invention, the system 100 provides an optically driven environment for optical imaging to determine the optical properties of a gemstone, such as categorizing the color and clarity of diamonds.

Как показано на фиг. 1a, система 100 включает в себя две полые интегрирующие сферы 150 и 150a в оптическом сообщении друг с другом, примыкающие к разделительному участку 116 и разнесенные друг от друга разделительным участком 116. Источники 118 и 118a света расположены на каждой сфере для обеспечения заданного постоянного уровня света в пределах системы интегрирующих сфер.As shown in FIG. 1a, system 100 includes two hollow integrating spheres 150 and 150a in optical communication with each other, adjacent to separation region 116 and spaced apart by separation region 116. Light sources 118 and 118a are located on each sphere to provide a predetermined constant light level. within the system of integrating spheres.

Разделительный участок 116 имеет подходящий размер, чтобы обеспечивать область для доставки и удерживания драгоценного камня для получения изображения, и может иметь высоту, например, 100 мм, или около 50 мм, или менее, или более, в зависимости от устройства.The spacer portion 116 is suitably sized to provide a delivery and holding area for the imaging gem, and may be 100 mm high, or about 50 mm high, or less or more, depending on the device, for example.

Внутренняя часть интегрирующих сфер 150 и 150a покрыта диффузионным отражающим покрытием, чтобы световые лучи, падающие на любую точку внутренней поверхности, были, многократными рассеивающими отражениями, распределены равномерно по другим точкам, а влияния исходного направления источников 118 и 118a света были минимизированы.The inside of the integrating spheres 150 and 150a is coated with a diffuse reflective coating so that the light rays incident on any point of the inner surface are, by multiple scattering reflections, distributed evenly to other points, and the influences of the original direction of the light sources 118 and 118a are minimized.

Устройство 110 получения оптического изображения в системе интегрирующих сфер находится в сообщении с устройством 120 управления. Устройство 120 управления может управлять получением оптических изображений драгоценного камня, который изображен, например, в виде бриллианта 115, когда он расположен между интегрирующими сферами 150, 150a, как показано на фиг. 1c, и как ниже описано со ссылкой на Фигуру 1d.The device 110 for obtaining an optical image in the system of integrating spheres is in communication with the device 120 of the control. The control device 120 can control the acquisition of optical images of a gemstone, which is depicted as a diamond 115, for example, when positioned between the integrating spheres 150, 150a, as shown in FIG. 1c and as described below with reference to Figure 1d.

Изображение может быть получено с заданным углом и заданной стороной драгоценного камня, в зависимости от того, где расположено устройство 110 получения оптического изображения, которое показано в этом примере как расположенное ниже драгоценного камня и направленное наружу под углом к центральной оси бриллианта 115. Альтернативно, может быть более одного устройства 110 получения оптического изображения под разным углом выше, ниже, или и выше, и ниже бриллианта 115.An image can be acquired with a given angle and a given side of the gemstone, depending on where the optical imaging device 110 is located, which is shown in this example as positioned below the gemstone and directed outward at an angle to the central axis of the diamond 115. Alternatively, it may be more than one optical imaging device 110 at different angles above, below, or both above and below the diamond 115.

Полученные изображения могут быть дополнительно проанализированы для определения оптических свойств драгоценного камня, например категории цвета и чистоты бриллиантов.The resulting images can be further analyzed to determine the gem's optical properties, such as the color category and clarity of the diamonds.

Система 100 также может включать в себя, как показано на фиг. 1a-1d и фиг. 2, узел 130 механического рычага для перемещения драгоценного камня, такого как бриллиант 115, автоматически в интегрирующие сферы и из них, и устройство исполнительного механизма, такое как пневматическая система, для работы механического рычага 130a.System 100 may also include, as shown in FIG. 1a-1d and figs. 2, a mechanical lever assembly 130 for moving a gemstone such as a diamond 115 automatically to and from the integrating spheres, and an actuator device such as a pneumatic system for operating the mechanical lever 130a.

Ссылаясь на фиг. 1a, механический рычаг 130a выполнен с возможностью перемещаться в вертикальном направлении для захвата и отпускания бриллианта 115, а также выполнен с возможностью вращаться вокруг центральной оси 131 для перемещения бриллианта 115 из одного положения в другое.Referring to FIG. 1a, the mechanical arm 130a is movable in the vertical direction to grip and release the diamond 115, and is also rotatable about the central axis 131 to move the diamond 115 from one position to another.

Такая точность перемещения и положения механического рычага 130a управляется и определяется модулем 120 управления.Such movement and position accuracy of the mechanical arm 130a is controlled and determined by the control module 120 .

Для инициализации процесса получения изображения системы 100, требуется технический специалист или еще одно автоматизированное устройство для первого размещения бриллианта 115 на поверхности 140, которая расположена снаружи интегрирующих сфер 150 и 150a, как это очевидно с Фигуры 2, которая описана дополнительно ниже.To initiate the imaging process of the system 100, a technician or another automated device is required to first place the diamond 115 on the surface 140, which is located outside the integrating spheres 150 and 150a, as is evident from Figure 2, which is described further below.

Бриллиант 115, как правило, размещен площадкой вниз на поверхности 140, с павильоном, направленным вверх, хотя в других вариантах выполнения он может быть расположен в альтернативных ориентациях.The diamond 115 is typically placed face down on the surface 140, with the pavilion pointing upwards, although it may be placed in alternative orientations in other embodiments.

После размещения бриллианта 115 на поверхности 140, механический рычаг 130a затем вращают вокруг оси 131 до тех пор, пока когтевые участки 135 механического рычага 130a не окажутся прямо над бриллиантом 115. Затем бриллиант 115 готов быть захваченным когтевым участком 135 механического рычага 130a.After placing the diamond 115 on the surface 140, the mechanical arm 130a is then rotated about the axis 131 until the claw portions 135 of the mechanical arm 130a are directly above the diamond 115. The diamond 115 is then ready to be gripped by the claw portion 135 of the mechanical arm 130a.

Процесс захвата бриллианта 115 проиллюстрирован на фиг. 1b, где два когтя 135a и 135b механического рычага 130a перемещаются наружу друг от друга, опять же, что может быть пневматически управляемым, в то время как механический рычаг 130a опускается вниз для достижения того же горизонтального уровня, что и бриллиант 115 на поверхности 140.The diamond gripping process 115 is illustrated in FIG. 1b, where the two claws 135a and 135b of the mechanical arm 130a are moved outward from each other, again which may be pneumatically controlled, while the mechanical arm 130a is lowered to reach the same horizontal level as the diamond 115 on the surface 140.

Два когтя 135a и 135b затем с принуждением перемещают внутрь в направлении к бриллианту 115 для надежного закрепления бриллианта 115 в них, а механический рычаг 130 перемещается вертикально вверх, чтобы поднимать бриллиант 115 вертикально с поверхности 140.The two claws 135a and 135b are then forcibly moved inward towards the diamond 115 to secure the diamond 115 therein, and the mechanical arm 130 is moved vertically upwards to lift the diamond 115 vertically off the surface 140.

Когда бриллиант 115 захвачен механическим рычагом 130, то раздвижная дверь 119 скользит горизонтально в сторону системы интегрирующих сфер и раскрывает отверстие 124 в разделительном участке 116, через которое бриллианту 115 позволяют перемещаться в интегрирующие сферы 150 и 150a. Перемещением раздвижной двери 119 можно управлять модулем 120 управления, и, например, пневматическим исполнительным механизмом, или, альтернативно, вручную или посредством другой системы.When the diamond 115 is gripped by the mechanical arm 130, the sliding door 119 slides horizontally towards the integrating sphere system and opens an opening 124 in the separating portion 116 through which the diamond 115 is allowed to move into the integrating spheres 150 and 150a. The movement of the sliding door 119 can be controlled by the control module 120 and, for example, by a pneumatic actuator, or alternatively, manually or through another system.

Например, такое перемещение бриллианта 215 дополнительно показано в варианте выполнения с фиг. 2, в котором механический рычаг 230 вращают вокруг оси и перемещают бриллиант 215 из положения A на поверхности 240 до заданного положения B прямо над вращающейся платформой 217, в пределах системы интегрирующих сфер.For example, such movement of the diamond 215 is further shown in the embodiment of FIG. 2, in which the mechanical arm 230 is rotated about an axis and the diamond 215 is moved from position A on the surface 240 to a predetermined position B just above the rotating platform 217, within the system of integrating spheres.

Когти 235a и 235b механического рычага 230 затем перемещаются наружу друг от друга для отпускания бриллианта 215 в положение B на вращающуюся платформу 217, которая обычно является центром вращающейся платформы 217.The claws 235a and 235b of the mechanical arm 230 then move outward from each other to release the diamond 215 to position B onto the rotating platform 217, which is typically the center of the rotating platform 217.

Снова ссылаясь на фиг. 1a-1d, вращающаяся платформа 117 расположена в разделительном участке 116, где примыкают две интегрирующие сферы 150 и 150a.Referring again to FIG. 1a-1d, the rotating platform 117 is located in the separating portion 116 where two integrating spheres 150 and 150a adjoin.

Вращающаяся платформа 117 выполнена с возможностью вращаться вокруг центральной оси системы и, таким образом, бриллианта 115, и в пределах интегрирующих сфер 150 и 150a, чтобы множество оптических изображений различных видов бриллианта 115 могли быть получены устройством 110 получения оптического изображения, в некоторых вариантах выполнения.The rotating platform 117 is configured to rotate about the central axis of the system and thus the diamond 115, and within the integrating spheres 150 and 150a, so that multiple optical images of different types of diamond 115 can be obtained by the optical imaging device 110, in some embodiments.

Вращающаяся платформа 117 является оптически прозрачной, чтобы она оптически не блокировала световые лучи с любой стороны платформы 117.The rotating platform 117 is optically transparent so that it does not optically block light rays from either side of the platform 117.

Управление перемещением вращающейся платформы 117 может быть выполнено модулем 120 управления.The movement control of the turntable 117 can be performed by the control module 120 .

Это автоматическое перемещение бриллианта 115 механическим рычагом 130a, позволяет бриллианту 115 всегда размещаться точно в заданном положении на вращающейся платформе 117, и таким образом обеспечивать наиболее желаемые условия освещения бриллианта 115, когда оптические изображения получают для просмотра и определения их категории.This automatic movement of the diamond 115 by the mechanical arm 130a allows the diamond 115 to always be placed exactly in position on the rotating platform 117, and thus provide the most desirable lighting conditions for the diamond 115 when optical images are taken for viewing and categorization.

Дополнительно, поскольку механическим рычагом 130a механически управляют устройством 120 управления, без вовлечённых в это человеческих факторов, то несоосность или неправильное положение бриллианта, и положение бриллианта 115 на вращающейся платформе 117 всегда согласованы и имеют высокую повторяемость, и, таким образом, обеспечивают управляемую среду для исследования различных бриллиантов.Additionally, since the mechanical arm 130a is mechanically controlled by the control device 120 without human factors involved, the misalignment or misposition of the diamond and the position of the diamond 115 on the rotating platform 117 are always consistent and highly repeatable, and thus provide a controlled environment for research on various diamonds.

Из-за визуальной природы оптических свойств чистоты и цвета, оценку чистоты чистота и цвет бриллианта должны выполнять в управляемой среде. Компьютеризированная система 100 обеспечивает одинаковые и постоянные условия освещения и фон для каждого бриллианта.Due to the visual nature of the optical properties of clarity and color, the clarity and color evaluation of a diamond must be performed in a controlled environment. The computerized system 100 provides the same and constant lighting conditions and background for each diamond.

Ссылаясь теперь на фиг. 1c, показан бриллиант 115, размещенный точно на вращающейся платформе 117 в пределах системы интегрирующих сфер. Механический рычаг 130a затем поднимается и вращается вокруг центральной оси 131 для перемещения из интегрирующих сфер 150 и 150a, через отверстие 124.Referring now to FIG. 1c shows a diamond 115 placed precisely on a rotating platform 117 within a system of integrating spheres. The mechanical arm 130a then rises and rotates about the central axis 131 to move from the integrating spheres 150 and 150a, through the opening 124.

Когда механический рычаг 130a перемещается из интегрирующих сфер 150 и 150a, раздвижная дверь 119 скользит горизонтально к системе интегрирующих сфер и закрывает отверстие 124, чтобы отверстие 124 было покрыто раздвижной дверью 119 снова, как проиллюстрировано на фиг. 1d, образуя там замкнутую систему, готовую для процесса получения изображения бриллианта 115.When the mechanical arm 130a is moved from the integrating spheres 150 and 150a, the sliding door 119 slides horizontally to the integrating sphere system and closes the opening 124 so that the opening 124 is covered by the sliding door 119 again, as illustrated in FIG. 1d, forming a closed system there, ready for the imaging process of diamond 115.

Ссылаясь теперь на фиг. 3, показан вид в сечении системы 300 в одном из вариантов выполнения настоящего изобретения.Referring now to FIG. 3 shows a sectional view of a system 300 in one embodiment of the present invention.

Как показано на фиг. 3, система 300 включает в себя две интегрирующие сферы 350 и 350a, примыкающие к разделительному участку 316, и разнесенные друг от друга разделительным участком 316.As shown in FIG. 3, system 300 includes two integrating spheres 350 and 350a adjacent to separation region 316 and separated from each other by separation region 316.

Устройство 310 получения оптического изображения в системе интегрирующих сфер находится в сообщении с устройством 320 управления. Устройство 320 управления управляет получением оптических изображений бриллианта, наклоненного под углом, например, 45 градусов по отношению к центральной вертикальной оси бриллианта 315.The optical imaging device 310 in the system of integrating spheres is in communication with the control device 320 . The controller 320 controls optical imaging of a diamond tilted at an angle, such as 45 degrees, with respect to the central vertical axis of the diamond 315.

Полученные изображения будут дополнительно проанализированы для определения оптических свойств драгоценного камня, например категории цвета и чистоты бриллианта 315.The resulting images will be further analyzed to determine the optical properties of the gemstone, such as the color and clarity category of the 315 diamond.

Устройства 310 получения оптического изображения могут быть расположены на расстоянии около 200 мм от бриллианта 315, или менее, или более, в зависимости от требований системы и конкретных целых чисел и характеристик, используемых для формирования системы 300.The optical imaging devices 310 may be located at a distance of about 200 mm from the diamond 315, or less, or more, depending on the requirements of the system and the specific integers and characteristics used to form the system 300.

Система 300 включает в себя два источника 318 и 318a света, обеспечивающих заданный постоянный уровень света с цветовой температурой 6500K в пределах каждой интегрирующей сферы 350 и 350a. Источник света выбирают из группы, включающей в себя светодиодный (светоизлучающий диод) источник света, источник света с ксеноновой лампой, и источник света с лампой накаливания, и источник света с флуоресцентной лампой, имитатор солнечного излучения или тому подобное, чтобы обеспечивать заданный постоянный уровень света в пределах сфер 350 и 350a с цветовой температурой 6500 K.System 300 includes two light sources 318 and 318a providing a predetermined constant level of light with a color temperature of 6500K within each integrating sphere 350 and 350a. The light source is selected from the group including an LED (light emitting diode) light source, a xenon lamp light source, and an incandescent lamp light source, and a fluorescent lamp light source, a solar simulator, or the like, to provide a predetermined constant light level. within spheres 350 and 350a with a color temperature of 6500 K.

Аналогично, два источника 118 и 118a света с Фигур 1a-1d, также обеспечивают заданный постоянный уровень света и могут иметь цветовую температуру 6500 K в пределах каждой интегрирующей сферы 150 и 150a. Источник света может быть выбран из группы, включающей в себя светодиодный (светоизлучающий диод) источник света, источник света с ксеноновой лампой, и источник света с лампой накаливания, и источник света с флуоресцентной лампой, имитатор солнечного излучения или тому подобное, чтобы обеспечивать заданный постоянный уровень света в пределах сфер 150 и 150a с цветовой температурой 6500 K.Similarly, the two light sources 118 and 118a of Figures 1a-1d also provide a predetermined constant level of light and may have a color temperature of 6500 K within each integrating sphere 150 and 150a. The light source may be selected from the group including an LED (light emitting diode) light source, a xenon lamp light source, and an incandescent lamp light source, and a fluorescent lamp light source, a solar simulator, or the like, to provide a predetermined constant light level within spheres 150 and 150a with a color temperature of 6500 K.

Снова ссылаясь на фиг. 3, система 300 дополнительно включает в себя вращающуюся платформу 317, выполненную с возможностью вращения вокруг центральной оси бриллианта 315 и в пределах интегрирующих сфер 350 и 350a, причём вращающаяся платформа 317 обеспечивает вращение бриллианта вокруг центральной оси, чтобы множество оптических изображений бриллианта 315 могло быть получено устройством 310 получения оптического изображения.Referring again to FIG. 3, the system 300 further includes a rotatable platform 317 rotatable about the central axis of the diamond 315 and within the integrating spheres 350 and 350a, the rotatable platform 317 causing the diamond to rotate about the central axis so that multiple optical images of the diamond 315 can be obtained. an optical imaging device 310 .

Теперь, ссылаясь на фиг. 4, показано схематичное представление еще одного варианта выполнения системы 400 в соответствии с настоящим изобретением.Now, referring to FIG. 4 shows a schematic representation of yet another embodiment of a system 400 in accordance with the present invention.

Система 400 также включает в себя две интегрирующих сферы 450 и 450a, примыкающие к разделительному участку 416, и разнесенные друг от друга разделительным участком 416. Источники 418 и 418a света расположены на каждой сфере для обеспечения заданного постоянного уровня света в пределах системы интегрирующих сфер, и обеспечивают заданный постоянный уровень света с цветовой температурой 6500 K в пределах каждой интегрирующей сферы 350 и 350a. Источник света выбирают из группы, включающей в себя светодиодный (светоизлучающий диод) источник света, источник света с ксеноновой лампой, и источник света с лампой накаливания, и источник света с флуоресцентной лампой, имитатор солнечного излучения или тому подобное, чтобы обеспечивать заданный постоянный уровень света в пределах сфер 450 и 450a с цветовой температурой 6500 K.System 400 also includes two integrating spheres 450 and 450a adjacent to separation region 416 and spaced apart by separation region 416. Light sources 418 and 418a are located on each sphere to provide a predetermined constant level of light within the system of integrating spheres, and provide a predetermined constant level of light with a color temperature of 6500 K within each integrating sphere 350 and 350a. The light source is selected from the group including an LED (light emitting diode) light source, a xenon lamp light source, and an incandescent lamp light source, and a fluorescent lamp light source, a solar simulator, or the like, to provide a predetermined constant light level. within spheres 450 and 450a with a color temperature of 6500 K.

Источники 450 и 450a света могут быть управляемыми модулем 420 управления.The light sources 450 and 450a may be controlled by the control module 420.

Система 400 дополнительно включает в себя множество устройств 410, 410a и 410b получения оптического изображения, причём одни устройства 410a получения оптического изображения расположены перпендикулярно к вращающейся платформе 417, с возможностью перемещения в вертикальном направлении, чтобы изменять расстояние между бриллиантом 415 и устройствами 410a получения оптического изображения.The system 400 further includes a plurality of optical imaging devices 410, 410a, and 410b, wherein one optical imaging devices 410a are perpendicular to the rotating platform 417, movable in the vertical direction to change the distance between the diamond 415 and the optical imaging devices 410a .

В этом варианте выполнения имеются также устройства 410b получения оптического изображения, расположенные перпендикулярно к центральной оси бриллианта, и выполненные с возможностью перемещаться в горизонтальном направлении, чтобы изменять расстояние между бриллиантом 415 и устройством 410b получения оптического изображения.In this embodiment, there are also optical imaging devices 410b arranged perpendicular to the central axis of the diamond and movable in a horizontal direction to change the distance between the diamond 415 and the optical imaging device 410b.

Как будет понятно, устройство 410b получения оптического изображения, хотя и обеспечено в виде пары на противоположных сторонах сфер 450, 450a, может быть единственным устройством на одной стороне.As will be appreciated, the optical imaging device 410b, although provided as a pair on opposite sides of the spheres 450, 450a, may be the only device on one side.

Множеством устройств 410, 410a и 410b получения оптического изображения управляют модулем 420 управления, который позволяет получать множество оптических изображений бриллианта 415 под разными углами для определения категории цвета и чистоты бриллиантов, а также выше и ниже бриллианта 415.A plurality of optical imaging devices 410, 410a, and 410b control a control module 420 that can acquire a plurality of optical images of the diamond 415 from different angles to determine the color category and clarity of the diamonds, as well as above and below the diamond 415.

Высота бриллианта 415 может быть определена оптическим изображением, полученным через дополнительное устройство 410b получения оптического изображения, расположенное перпендикулярно центральной оси бриллианта.The height of the diamond 415 can be determined by an optical image obtained through an additional optical imaging device 410b located perpendicular to the central axis of the diamond.

При получении изображения выше или ниже бриллианта 415, наблюдаемую глубину фокуса Dapparent для фокусировки корректируют согласно формуле:When obtaining an image above or below the 415 diamond, the observed Dapparent focus depth is corrected for focusing according to the formula:

D_apparent=D_real/n_diamondD_apparent=D_real/n_diamond

где ndiamond ≈ 2,42where ndiamond ≈ 2.42

С учётом высоты бриллианта, выведенной из изображения вида сбоку, множество изображений с разными глубинами фокуса бриллианта может быть захвачено перпендикулярно площадке для обнаружения дефектов.Given the height of the diamond inferred from the side view image, multiple images with different depths of focus of the diamond can be captured perpendicular to the site for flaw detection.

Это может быть выполнено делением высоты на соответствующие глубины фокуса. Однако, поскольку изображение вида сбоку захватывают в воздухе, а изображения, перпендикулярные площадке, должны быть захвачены в бриллианте, разница в показателях преломления в воздухе (nair ≈ 1) и в бриллианте (ndiamond ≈ 2,42) будет влиять на определение глубин фокуса. Если аппроксимация угла падения светового луча мала относительно изображений, захватываемых перпендикулярно к площадке, то наблюдаемая глубина Dapparent для фокусировки может быть скорректирована следующим образом:This can be done by dividing the height by the corresponding focus depths. However, since the side view image is captured in the air, and images perpendicular to the ground must be captured in the diamond, the difference in refractive indices in air (nair ≈ 1) and diamond (ndiamond ≈ 2.42) will affect the determination of depths of focus. If the approximation of the angle of incidence of the light beam is small relative to images captured perpendicular to the site, then the observed depth Dapparent for focusing can be corrected as follows:

D_apparent=D_real/n_diamondD_apparent=D_real/n_diamond

вместо настоящей глубины Dreal.instead of the real depth of Dreal.

Ссылаясь на Фигуру 5, показано фотографическое представление разделительного участка 516, где две интегрирующих сферы примыкают и разнесены друг от друга, аналогично тому, как обсуждалось выше со ссылкой на Фигуры 1a-1d и как таковое, может быть немедленно реализовано в системы настоящего изобретения.Referring to Figure 5, there is shown a photographic representation of a separating portion 516 where two integrating spheres are adjacent and spaced apart, in a manner similar to that discussed above with reference to Figures 1a-1d and as such can be immediately implemented in the systems of the present invention.

Раздвижную дверь 519 открывают в сторону, раскрывая отверстие 524 в разделительном участке 516, что позволяет бриллианту перемещаться в систему интегрирующих сфер и из нее, аналогично тому, как описано выше со ссылкой на фиг. 1a-1d.Sliding door 519 is opened to the side to reveal opening 524 in spacer portion 516 to allow the diamond to move in and out of the integrating sphere system in a manner similar to that described above with reference to FIG. 1a-1d.

В пределах разделительного участка 516 интегрирующих сфер, показана прозрачная вращающаяся платформа 517, которая позволяет размещать бриллиант во время процесса получения изображения. Изображения бриллианта получают устройством 510 получения оптического изображения, которое может быть цифровой камерой, и размещено перпендикулярно к прозрачной платформе 517.Within the separating integrating sphere portion 516, a transparent rotating platform 517 is shown which allows the diamond to be placed during the imaging process. The diamond images are taken by an optical imaging device 510, which may be a digital camera, and placed perpendicular to the transparent platform 517.

Устройство 510 получения оптического изображения расположено на соответствующем расстоянии от бриллианта, например, от около 20 мм до 60 мм от бриллианта, и является подвижным в вертикальном направлении, чтобы изменять расстояние от бриллианта.The optical imaging device 510 is located at an appropriate distance from the diamond, for example, about 20 mm to 60 mm from the diamond, and is movable in the vertical direction to change the distance from the diamond.

Прозрачную платформу 517 вращают шкалой 521 снаружи системы интегрирующих сфер, которая может быть управляемой внешним устройством управления, чтобы изображения различных видов бриллианта могли быть получены устройством 510 получения изображения.The transparent platform 517 is rotated by the scale 521 outside of the integrating sphere system, which can be controlled by an external control device, so that images of different types of diamond can be obtained by the imaging device 510.

Теперь, ссылаясь на фиг. 6, показано фотографическое представление устройства 610 получения изображения бокового вида, которое расположено перпендикуляно центральной оси бриллианта на вращающейся платформе в пределах разделительного участка.Now, referring to FIG. 6, a photographic representation of the side view imaging device 610 is shown, which is positioned perpendicular to the central axis of the diamond on a rotating platform within the separating area.

Устройство 610 получения оптического изображения расположено снаружи системы интегрирующих сфер, на соответствующем расстоянии от бриллианта.The optical imaging device 610 is located outside the system of integrating spheres, at an appropriate distance from the diamond.

Устройство 610 получения изображения бокового вида соединено с разделительным участком 616 системы интегрирующих сфер непрозрачной трубой, которая продолжается через разделительный участок 616, что позволяет устройству 610 получения изображения лишь захватывать изображение бриллианта, расположенного в пределах системы интегрирующих сфер, и не подвергается оптическому воздействию внешней окружающей среды.The side view imaging device 610 is connected to the dividing section 616 of the integrating sphere system by an opaque tube that extends through the dividing section 616, which allows the imaging device 610 to only capture an image of a diamond located within the integrating sphere system and is not optically influenced by the external environment. .

Фиг. 7 показывает фотографическое представление примера механического рычага 730, применимого для использования в системе настоящего изобретения, расположенного около аналогичного горизонтального уровня разделительного участка 716 системы интегрирующих сфер.Fig. 7 shows a photographic representation of an example of a mechanical arm 730 applicable for use in the system of the present invention, located near a similar horizontal level of the dividing section 716 of the system of integrating spheres.

Механический рычаг 730 позволяет перемещать бриллиант автоматически в интегрирующие сферы и из них. Механический рычаг 730 выполнен с возможностью перемещаться в вертикальном направлении для захвата и отпускания бриллианта, и вращения вокруг центральной оси для перемещения бриллианта из одного положения в другое.The 730 mechanical lever allows the diamond to move automatically in and out of the integrating spheres. The mechanical arm 730 is movable in a vertical direction to grip and release the diamond, and rotate around a central axis to move the diamond from one position to another.

Когда бриллиант размещен на поверхности 740, когтевой участок 735 механического рычага 730 захватывает бриллиант с поверхности 740, который затем вращает и перемещает бриллиант в разделительный участок 730 интегрирующих сфер, аналогично тому, как описано выше со ссылкой на фиг. 1a-1d.When the diamond is placed on the surface 740, the claw portion 735 of the mechanical arm 730 picks up the diamond from the surface 740, which then rotates and moves the diamond into the integrating sphere separating portion 730, in a manner similar to that described above with reference to FIG. 1a-1d.

Раздвижную дверь 719 закрывают, когда нет перемещения бриллиантов в систему интегрирующих сфер и из нее. Это защищает внутреннюю часть интегрирующих сфер и обеспечивает оптически замкнутую систему для получения изображения бриллиантов.Sliding door 719 is closed when there is no movement of diamonds in and out of the integrating sphere system. This protects the interior of the integrating spheres and provides an optically closed system for imaging diamonds.

Фиг. 8 показывает фотографическое представление в увеличенном масштабе вида механического рычага 830, который состоит из двух когтей 835a и 835b для захвата и закрепления бриллианта в них.Fig. 8 shows an enlarged photographic representation of a mechanical arm 830 which consists of two claws 835a and 835b for gripping and securing the diamond therein.

Поскольку металл относительно более мягкий, чем бриллиант, то во время контакта друг с другом, существует вероятность того, что металлические примеси прилипнут к поверхности бриллианта, что может загрязнять или даже создавать царапины на нем.Since the metal is relatively softer than a diamond, during contact with each other, there is a possibility that metal impurities will adhere to the surface of the diamond, which can contaminate or even create scratches on it.

Крайне нежелательно для драгоценных камней, таких как бриллианты, быть поцарапанными или загрязненными во время процесса оценки категории. Любые дефекты, нанесенные на бриллиант, могут обесценить бриллиант и вызвать большие экономические потери.It is highly undesirable for gemstones, such as diamonds, to be scratched or contaminated during the grading process. Any flaws inflicted on a diamond can devalue the diamond and cause great economic loss.

Для предотвращения прилипания любых металлических примесей на поверхность бриллианта во время процесса захвата металлическими когтями 835a и 835b, покрытие 821 наносят на поверхность металлического когтевого участка 835 механического рычага 830, особенно на поверхность, где когти непосредственно контактируют с бриллиантом.To prevent any metallic impurities from adhering to the surface of the diamond during the gripping process of the metal claws 835a and 835b, the coating 821 is applied to the surface of the metal claw portion 835 of the mechanical arm 830, especially the surface where the claws are in direct contact with the diamond.

На фиг. 8 может быть показано, что поверхность когтевого участка 835 выглядит светлее по цвету, что относится к покрытию на нем для защиты любых бриллиантов, контактирующих с когтями, от загрязнения.In FIG. 8, it can be shown that the surface of the claw portion 835 appears lighter in color, which refers to the coating on it to protect any diamonds in contact with the claws from contamination.

Покрытие может быть металлическим оксидным слоем, кварцем или тому подобным, что предотвращает прилипание металлических примесей когтей к поверхности бриллианта во время процедуры захвата.The coating may be a metal oxide layer, quartz, or the like, which prevents metal impurities from the claws from adhering to the surface of the diamond during the gripping procedure.

Компьютеризированная система в соответствии с настоящим изобретением является предпочтительной по сравнению с известным уровнем техники за счет удаления проблемы усталости зрения, а наличие алгоритма для анализа цвета и дефектов может обеспечивать хорошую альтернативу с высокой воспроизводимостью, и позволяет процессору определять оптические свойства драгоценного камня, например бриллианта, такие как цвет и чистота, используя электронные изображения бриллианта, полученные системой.The computerized system according to the present invention is advantageous over the prior art by removing the problem of eye fatigue, and having an algorithm for analyzing color and imperfections can provide a good alternative with high reproducibility, and allows the processor to determine the optical properties of a gemstone, such as a diamond, such as color and clarity using the system's electronic images of the diamond.

Это также может уменьшать стоимость и время изготовления набора образцовых камней, и подготовку профессионального геммолога. Это также может уменьшать время подготовки профессионального геммолога.It can also reduce the cost and time of making a set of reference stones and training a professional gemologist. It can also reduce the preparation time for a professional gemologist.

Система интегрирующих сфер помогает выполнять эту роль, поскольку интенсивностью света, спектром и однородностью можно хорошо управлять и повторять.The system of integrating spheres helps to fulfill this role as light intensity, spectrum and uniformity can be well controlled and repeated.

Система интегрирующих сфер может играть эту роль, поскольку интенсивностью света, спектром и однородностью можно хорошо управлять и повторять. Система может служить для оценки чистоты и цвета бриллианта.A system of integrating spheres can play this role because light intensity, spectrum and uniformity can be well controlled and repeated. The system can serve to evaluate the clarity and color of a diamond.

Claims (28)

1. Система для просмотра и определения оптических характеристик драгоценных камней, содержащая:1. A system for viewing and determining the optical characteristics of precious stones, containing: первую и вторую интегрирующие сферы, причём каждая интегрирующая сфера находится в оптическом сообщении друг с другом и имеет разделительный участок, расположенный между ними,the first and second integrating spheres, each integrating sphere being in optical communication with each other and having a separating section located between them, первый источник света, сцепленный с первой сферой и обеспечивающий свет во внутренней части первой сферы, и второй источник света, сцепленный со второй сферой и обеспечивающий свет во внутренней части второй сферы;a first light source coupled to the first sphere and providing light to the inside of the first sphere, and a second light source coupled to the second sphere and providing light to the inside of the second sphere; по меньшей мере одно устройство получения оптического изображения в сообщении с внутренней частью одной из сфер для получения оптического изображения драгоценного камня, расположенного в области между сферами;at least one optical imaging device in communication with the interior of one of the spheres to obtain an optical image of a gem located in the region between the spheres; прозрачную платформу для поддержки драгоценного камня между двумя интегрирующими сферами;a transparent platform to support the gem between two integrating spheres; модуль управления в сообщении с устройством получения оптического изображения, для управления получением оптических изображений бриллиантов;a control module in communication with the optical imaging device for controlling optical imaging of the diamonds; причём указанное оптическое изображение драгоценного камня обрабатывают процессором для определения одной или нескольких оптических характеристик драгоценного камня;wherein said optical image of the gemstone is processed by a processor to determine one or more optical characteristics of the gemstone; управляемый модулем управления механический рычаг для доставки драгоценного камня извне интегрирующих сфер к платформе с целью поддержки драгоценного камня между двумя интегрирующими сферами; иa control module controlled mechanical arm for delivering a gem from outside the integrating spheres to the platform to support the gem between the two integrating spheres; and подвижную дверь, расположенную на разделительном участке, которая выполнена с возможностью открываться, чтобы позволять драгоценному камню перемещаться к опорной платформе и от нее механическим рычагом.a movable door located on the separating section, which is configured to be opened to allow the precious stone to move to and from the support platform by a mechanical lever. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя часть интегрирующих сфер покрыта диффузионным отражающим покрытием, чтобы световые лучи, падающие на любую точку внутренней поверхности, были многократными рассеивающими отражениями, распределены равномерно по всем остальным точкам, а влияния исходного направления источников света были минимизированы.2. The system according to claim 1, characterized in that the inner part of the integrating spheres is covered with a diffusion reflective coating so that the light rays incident on any point of the inner surface are multiple scattering reflections, distributed evenly over all other points, and the influence of the original direction of the light sources have been minimized. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что указанный механический рычаг позволяет перемещение в вертикальном направлении для захвата и отпускания драгоценного камня и вращение вокруг оси для перемещения драгоценного камня из одного положения в другое.3. The system according to claim 1, characterized in that said mechanical lever allows movement in the vertical direction to capture and release the gemstone and rotation around the axis to move the gemstone from one position to another. 4. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что содержит множество устройств получения оптических изображений в сообщении с внутренней частью, по меньшей мере, одной из сфер.4. The system according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that it contains a plurality of optical imaging devices in communication with the interior of at least one of the spheres. 5. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит первое устройство получения оптического изображения в сообщении с внутренней частью первой сферы на полюсе сферы.5. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a first optical imaging device in communication with the interior of the first sphere at the pole of the sphere. 6. Система по п. 4, отличающаяся тем, что содержит дополнительное устройство получения оптического изображения в сообщении с внутренней частью второй сферы на полюсе сферы.6. The system according to claim 4, characterized in that it contains an additional device for obtaining an optical image in communication with the inside of the second sphere at the pole of the sphere. 7. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит одно или несколько устройств получения оптического изображения для получения бокового изображения драгоценного камня, причём одно или несколько устройств получения оптического изображения получает указанное боковое изображение драгоценного камня через отверстие, проходящее через разделительный участок.7. The system according to any of the preceding claims, characterized in that it contains one or more optical imaging devices for obtaining a side image of a precious stone, and one or more optical imaging devices receive the specified side image of the gem through an opening passing through the separating section. 8. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержит одно или несколько устройств получения оптического изображения для получения наклонного изображения драгоценного камня, причём одно или несколько устройств получения оптического изображения направлены к драгоценному камню и наклонены к оси, проходящей через полюсы сфер.8. The system according to any of the preceding claims, characterized in that it contains one or more optical imaging devices for obtaining an oblique image of a precious stone, wherein one or more optical imaging devices are directed towards the precious stone and inclined to an axis passing through the poles of the spheres. 9. Система по п. 7, отличающаяся тем, что указанное одно или несколько устройств получения оптического изображения направлено к драгоценному камню и наклонено под углом в диапазоне от 40 до 50° к оси, проходящей через полюсы сфер.9. The system according to claim 7, characterized in that said one or more optical imaging devices are directed towards the precious stone and inclined at an angle in the range of 40 to 50° to an axis passing through the poles of the spheres. 10. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения расположено на расстоянии в диапазоне от 100 до 300 мм от драгоценного камня.10. The system according to any of the preceding claims, characterized in that at least one optical imaging device is located at a distance in the range from 100 to 300 mm from the gemstone. 11. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения расположено на расстоянии около 200 мм от драгоценного камня.11. The system according to any of the preceding claims, characterized in that at least one optical imaging device is located at a distance of about 200 mm from the gemstone. 12. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения расположено на расстоянии в диапазоне от 20 до 100 мм от драгоценного камня.12. The system according to any of the preceding claims, characterized in that at least one optical imaging device is located at a distance in the range from 20 to 100 mm from the gemstone. 13. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что источники света обеспечивают заданный постоянный уровень света с цветовой температурой 6500 K.13. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the light sources provide a predetermined constant level of light with a color temperature of 6500 K. 14. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что источник света выбран из группы, включающей в себя светодиодный (светоизлучающий диод) источник света, источник света с ксеноновой лампой и источник света с лампой накаливания, и источник света с флуоресцентной лампой, имитатор солнечного излучения или тому подобное.14. The system according to any one of the preceding claims, characterized in that the light source is selected from the group consisting of an LED (light emitting diode) light source, a xenon lamp light source and an incandescent lamp light source, and a fluorescent lamp light source, simulator solar radiation or the like. 15. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что платформа выполнена с возможностью вращаться вокруг центральной оси, проходящей между полюсом сфер и в пределах системы интегрирующих сфер, и обеспечивает вращение драгоценного камня вокруг центральной оси, чтобы множество оптических изображений драгоценного камня могло быть получено по меньшей мере одним из устройств получения оптического изображения.15. The system according to any one of the preceding claims, characterized in that the platform is rotatable about a central axis extending between the pole of the spheres and within the system of integrating spheres, and rotates the gem about the central axis so that a plurality of optical images of the gem can be obtained by at least one of the optical imaging devices. 16. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения представляет собой цифровую камеру.16. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one optical imaging device is a digital camera. 17. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство получения оптического изображения является монохромным или полихромным.17. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one optical imaging device is monochrome or polychrome. 18. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что обеспечивает определение цвета драгоценного камня.18. The system according to any of the preceding claims, characterized in that it provides determination of the color of the gemstone. 19. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что обеспечивает определение чистоты драгоценного камня.19. The system according to any of the preceding claims, characterized in that it provides a determination of the purity of the gemstone. 20. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что драгоценный камень представляет собой бриллиант.20. The system according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the gemstone is a diamond.
RU2021128314A 2019-03-01 2020-02-28 System for determining the optical characteristics of a precious stone RU2781397C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HK19120292.8 2019-03-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2781397C1 true RU2781397C1 (en) 2022-10-11

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070153256A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Yan Liu Method and system for color grading of gemstones
US20120179290A1 (en) * 2009-09-22 2012-07-12 Chung Fai Lo Diamond sorting system
US8878145B1 (en) * 2012-07-27 2014-11-04 Yan Liu Apparatus and method for fluorescence spectral and color measurements of diamonds, gemstones and the like
US20150316411A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 Kla-Tencor Corporation Method and System for Intrinsic LED Heating for Measurement
US20160199985A1 (en) * 2015-01-08 2016-07-14 Design & Assembly Concepts, Inc. System and method for automated affixing of decorative objects to a surface

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070153256A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Yan Liu Method and system for color grading of gemstones
US20120179290A1 (en) * 2009-09-22 2012-07-12 Chung Fai Lo Diamond sorting system
US8878145B1 (en) * 2012-07-27 2014-11-04 Yan Liu Apparatus and method for fluorescence spectral and color measurements of diamonds, gemstones and the like
US20150316411A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 Kla-Tencor Corporation Method and System for Intrinsic LED Heating for Measurement
US20160199985A1 (en) * 2015-01-08 2016-07-14 Design & Assembly Concepts, Inc. System and method for automated affixing of decorative objects to a surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11467101B2 (en) System for ascertaining optical characteristics of gemstone
US11835466B2 (en) Diamond clarity measurement process and system
EP2140251B1 (en) Apparatus and methods for assessment, evaluation and grading of gemstones
US5633504A (en) Inspection of optical components
IL288218B1 (en) Apparatus and method for fluorescence grading of gemstones
CN210037637U (en) Color grading system for diamonds
EP3771903B1 (en) A process and system for diamond clarity measurement
EP1158293A2 (en) Examining a diamond
US6256091B1 (en) Transparent substrate mounting platform, transparent substrate scratch inspection device, transparent substrate bevelling inspection method and device, and transparent substrate inspection method
EP3612820B1 (en) Improved method for analysing a gemstone
RU2781397C1 (en) System for determining the optical characteristics of a precious stone
GB2036360A (en) The assessment of colour in diamonds and other gems
RU2784694C1 (en) Method and system for determining the purity of a diamond
JPH05126761A (en) Empty-bottle separating apparatus
KR20020020211A (en) Crack Inspect Method and Crack Inspect Apparatus
RU2746674C1 (en) Method for visual-optical surface control
RU2786504C1 (en) Method and system for determining the color group of diamonds
US20240085342A1 (en) Glass inspection
GB2096793A (en) Visually examining a gem stone
WO2021018174A1 (en) A process and system for colour grading for diamonds
DE10059469A1 (en) Recognizing crystal flaws in silicon single crystals comprises irradiating surface of single crystal shell and recognizing arrangement of silicon non-metal compound crystal from scattered light