TWI654424B - 提升寶石鑑定效率的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種提升寶石鑑定效率的方法，其依序包含下列步驟：一般觀察：一寶石鑑定者以目視方式初步篩選判斷藍寶石或紅寶石的外觀；儀器檢測：經過一六標準差方式及圖表分析篩選一折射儀及一顯微鏡進行鑑定分析藍寶石或紅寶石的特性及種類；數據判讀：折射儀與顯微鏡對應藍寶石或紅寶石產生一鑑定數據，而寶石鑑定者依據鑑定數據進行分析判讀一寶石準確率，且寶石準確率平均為85%以上；以及確定身分：寶石鑑定者依據寶石準確率明確判斷藍寶石或紅寶石的種類；藉此，本發明運用精簡儀器可準確地及快速地鑑定出寶石的身分及種類。

Description

提升寶石鑑定效率的方法

本發明為一種寶石鑑定的方法，尤指一種運用折射儀與顯微鏡準確鑑定寶石的提升寶石鑑定效率的方法。

寶石鑑定是非常專業的科學領域，鑑定者不僅需要具備珠寶相關專業知識，更需要豐富的實務操作經驗，在寶石鑑定過程中，除了豐富的經驗與專業知識外，最重要的因素在於寶石鑑定儀器的選用與操作流程。

而傳統的寶石鑑定程序主要分為一般觀察、儀器檢測、數據判讀及確定身分。其中，在一般觀察步驟中，主要利用目視方式判斷寶石體色及外觀進行初步篩檢；接著，儀器檢測步驟，係利用複數種光電儀器對初步篩檢的寶石進行檢測，而傳統用來鑑定寶石的光電儀器包含有折射儀、偏光鏡、分光鏡、二色鏡、導熱儀、10倍放大鏡、顯微鏡及濾色鏡等分別檢測寶石的特性；數據判讀步驟，則根據上述光電儀器所檢測出的數據判斷及分析寶石的種類；確定身分步驟，寶石鑑定專家依據數據判讀步驟的判斷結果，並結合自身的專業知識及實務經驗，最後確認寶石身分。

然而，傳統的寶石鑑定程序在儀器檢測步驟中需要花費高成本購買複數種昂貴的光電儀器，而且當寶石經過每個光電儀器檢測時，進而需要花費大量時間。

再者，部分光電儀器具有環境上的使用限制，藉以若要到其他國家或者礦採寶石的地區鑑定寶石時，因而無法立即齊備所有每個光電儀器，進而影響判斷寶石的鑑定結果。

有鑑於此，如何設計一種簡化寶石的鑑定流程以及應用較少的光電儀器種類組合進行檢測，也能達到準確鑑定寶石身分的效果，有待相關業者解決之。

為解決習知運用多種儀器進行鑑定寶石的缺失，本發明提供一種提升寶石鑑定效率的方法，其運用六標準差方式實驗篩選出折射儀及顯微鏡，且透過折射儀及顯微鏡的組合可有效準確鑑定出寶石的種類及身分。

本發明之一項實施例提供一種提升寶石鑑定效率的方法，其依序包含下列步驟：一般觀察：一寶石鑑定者以目視方式初步篩選判斷一寶石外觀，而寶石選自於由藍寶石或紅寶石其中一種；儀器檢測：經過一六標準差方式及圖表分析篩選獲得一折射儀及一顯微鏡，於六標準差方式中發現折射儀得以對寶石進行分析複數種寶石特性，且針對寶石的折射率具有高程度的鑑定分析能力，而顯微鏡則為對寶石的內容物進行放大分析，藉以透過折射儀與顯微鏡之組合進行鑑定分析寶石的特性及種類；數據判讀：折射儀與顯微鏡對應寶石產生一鑑定數據，寶石鑑定者依據鑑定數據進行分析判讀一寶石準確率，且寶石準確率平均為85%以上；以及確定身分：寶石鑑定者依據寶石準確率明確判斷寶石的種類。

藉此，本發明藉由六標準差方式實驗篩選獲得折射儀及顯微鏡的組合，且透過折射儀及顯微鏡的組合可準確且快速鑑定分析出紅寶石及藍寶石的效果，而且，還具有大幅降低購買的成本以及便利攜帶的功效。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於列舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，事先敘明。

請參閱圖1所示，本發明提供一種提升寶石鑑定效率的方法，其依序包含下列步驟：

一般觀察S1：一寶石鑑定者經由實務經驗及專業知識，以目視方式初步篩選判斷一寶石外觀，於實際初步判斷時，寶石鑑定者會轉動寶石，觀察判斷寶石的多色性，且利用手部及實務經驗初步估計寶石的重量範圍，接著，再藉由簡便檢測儀器測量寶石的硬度、顏色亮度及透明度，本發明實施例中，寶石選自於由藍寶石或紅寶石其中一種。

「硬度」：寶石的硬度代表受到外力(刮傷、劃傷、磨傷)受損的耐受性，其中，硬度高的寶石會磨傷硬度較低的寶石。藉以寶石硬度決定寶石的耐久性，當寶石硬度越高，則越不容易在日常中受損。

「顏色亮度」：寶石顏色亮度人為地分出亮色、中等、暗色三級。而寶石的顏色亮度藉由標準鑑定步驟進行估計，其步驟如下：

1.以寶石擦布清潔寶石表面。

2.將寶石置於灰槽內，再移置鑑定燈座或其它燈源下，與寶石保持12到18吋的觀察距離，並透過不同角度觀察評估寶石顏色亮度。

顏色亮度的評定準則包含如下：

「亮色」：寶石的明亮區域均勻分佈，且無分散的暗域。

「中等」：寶石的外觀上有些零散分佈的暗域。

「暗色」：寶石只有少數區域明亮，且暗域有時由桌面延伸至周圍的冠部刻面，腰上刻面可能很暗且分散。

「透明度」：於實際鑑定未知寶石的透明度係運用放大鏡及聚光筆形電筒進行鑑定分析，並對照寶石鑒定表，進而判斷分類寶石為透明或不透明。

儀器檢測S2：經過一六標準差方式及圖表分析篩選獲得一折射儀及一顯微鏡，並藉以透過折射儀與顯微鏡之組合進行鑑定分析寶石的特性及種類。

「六標準差(Six Sigma)」：六標準差是一個被產業界廣泛使用的品質改善方法與流程，而本發明運用六標準差對寶石鑑定儀器程序及機台數量進行改善。六標準差的主要流程為DMAIC五步驟，其分別表示為：定義( Define)、量測( Measure)、分析( Analyze)、改善( Improve)、控制( Control)。

請參酌配合圖2所示，本發明於實際計算標準差時，會假設製程向左偏移1.5 σ(向右偏移之原理亦同)，其中，於X軸座標各符號代表為： μ=平均數， σ=標準差， m=規格中心， LSL=產品規格下限， USL=產品規格上限，超出規格之產品即為不良品(或不合格品)，而且，本發明標準差與其對應良率公式設定為 p _k =Φ( k-1.5)，(Φ( k-1.5)代表標準常態機率)。藉以利用上述公式，對應計算出一倍標準差至六倍標準差之機率值。

舉例來說，每一個標準差代表一個製程或產品的品質水準，並對應一個製程或產品的良率(或合格率)。例如：六標準差(6 σ)品質水準代表某一個製程或產品良率達到99.99966%，即每1百萬次(或個)僅出現3.4次(或個)缺陷或不良品(即不良率=100%-99.99966%=0.00034%)。

定義：本發明之定義步驟係用於探討傳統鑑定寶石方式所需改善的問題。寶石鑑定者依據傳統運用多種寶石鑑定儀器進行分析寶石，進一步探討出所會面臨的缺失，例如，1.透過多種寶石鑑定儀器進行鑑定分析，相對會花費大量成本以及較長的分析時間；2.多種寶石鑑定儀器在攜帶上過於麻煩。因此，寶石鑑定者對應上述的問題，進一步對各種寶石鑑定儀器進行了解特性及分析，經過銳意發現，部分寶石鑑定儀器針對寶石鑑定分析時，所提供的數據具有重複性的問題。

而且，經過調查發現，多數寶石鑑定者認為，在不考慮寶石鑑定儀器的購買成本及鑑定時間的限制下，使用越多的寶石鑑定儀器，有助於提升鑑定寶石的準確率，但是，使用過多儀器亦可能造成誤判風險，因此，調查結果與上述探討的問題具有同樣見解。

再者，每位寶石鑑定者均認為，在寶石鑑定儀器的購買成本及鑑定時間的考量下，鑑定寶石儀器的種類與數量具有改善及精簡的必要性。

量測：本發明之量測步驟係用於計算寶石鑑定的鑑定無效率所造成的損失。「鑑定無效率」意指類似於機會成本的概念，舉例來說，若使用1~2種寶石鑑定儀器即可確認寶石身分，卻用了更多種儀器提供的數據進行判讀，相對不僅浪費時間，而且還會增加鑑定成本(儀器成本及攜帶不便成本)，對於鑑定經驗不足的寶石鑑定者而言，重複的判讀數據甚至容易造成誤判，反而不利寶石正確身分的判定，因此產生「鑑定無效率」的損失。

於本發明中「鑑定無效率的損失」係指在相同的鑑定準確率假設下，傳統寶石鑑定流程所需使用的鑑定儀器種類與精簡流程所需使用的鑑定儀器種類之間的差異。

其中，鑑定無效率的損失計算公式如下 TL= ， TL：代表所有鑑定無效率所造成的總損失， L _i ：代表第 i次儀器鑑定無效率所造成的損失， N：代表所有寶石鑑定無效率的總次數。

分析：本發明之分析步驟係針對傳統多種寶石鑑定儀器進一步分析及研究。本發明係先對鑑定無效率的因素統整成特性要因圖進行分析，寶石鑑定者經過討論後，人員(Men)、寶石鑑定儀器(Machine)、時間(Time)及其他層面中都會影響提升鑑定無效率。

進一步說明，人員(Men)的層面中包含寶石鑑定者的專業知識、操作儀器技巧、儀器操作經驗及判讀儀器所提供之數據，會隨之影響寶石判讀。

寶石鑑定儀器(Machine)的層面中包含是否正確組合使用儀器種類、儀器損壞及機器老舊，進而導致寶石鑑定產生誤差。

時間(Time)的層面中則包含使用儀器的種類、受訓練的時間及分析判讀數據，可能會產生寶石產生的成本。

其它的層面中可能包含新的合成方法、新的處理方法、新礦區及新礦物均可能造成寶石鑑定無效率。

而寶石鑑定者針對上述特性要因圖認為可由寶石鑑定儀器中是否正確組合使用儀器種類之要點進行改善降低鑑定無效率，需從多種寶石鑑定儀器精密篩選組合，並同時達到維持原本的鑑定準確率。

因此，寶石鑑定者將各種寶石鑑定儀器進行研討，並利用品質機能展開(Quality Function Deployment)矩陣圖表統整各種寶石鑑定儀器所對應鑑定分析寶石的寶石特性及功效，且進一步以專業知識及實務經驗對各寶石鑑定儀器進行評估一鑑定分數。

而本發明實施例中，寶石鑑定儀器包含折射儀、偏光鏡、分光鏡、二色鏡、導熱儀、10倍放大鏡、顯微鏡、濾色鏡及比重套件，並針對寶石特性及功能進行比對分析，如下表所示。 表一、各種寶石鑑定儀器與其相對應功能相關性之統計表<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td><b>儀器名稱</b></td><td><b>功能與特性</b></td><td> </td></tr><tr><td> 折射率(X1) </td><td> 雙折射率差(X2) </td><td> 光性正負(X3) </td><td> 單雙軸性(X4) </td><td> 單雙折射(X5) </td><td> 干涉圖(X6) </td><td> 吸收光譜(X7) </td><td> 多色性(X8) </td><td> 導熱性(X9) </td><td> 內含物(X10) </td><td> 染色與否(X11) </td><td> 比重(X12) </td><td> 分數 </td></tr><tr><td> 折射儀(M1) </td><td> ◎ </td><td> △ </td><td> △ </td><td> △ </td><td> △ </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> 13 </td></tr><tr><td> 偏光鏡(M2) </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> △ </td><td> △ </td><td> △ </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 分光鏡(M3) </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> ◎ </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> 9 </td></tr><tr><td> 二色鏡(M4) </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> △ </td><td> △ </td><td> </td><td> </td><td> △ </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 導熱儀(M5) </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> ○ </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 10倍放大鏡(M6) </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> ◎ </td><td> </td><td> </td><td> 9 </td></tr><tr><td> 顯微鏡(M7) </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> ◎ </td><td> </td><td> </td><td> 9 </td></tr><tr><td> 濾色鏡(M8) </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> △ </td><td> </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 比重套件(M9) </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> △ </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 各種儀器所測出之寶石特性程度：◎高：9分；○中：3分；△低：1分；( )空格：0分 說明：1.◎為無可取代之數據且具指標意義。 　　　2.○有時雖可被其他數據取代，但具指標意義。 　　　3.△被其他數據取代性高，指標意義性較低。 </td></tr></TBODY></TABLE>

請參閱表1所示，折射儀可對寶石進行分析複數種寶石特性，而折射儀分析的寶石特性包含折射率、雙折射率差、光性正負、單雙軸性及單雙折射，其中，由於折射儀針對寶石的折射率具有高程度之鑑定分析能力，因此折射儀對應折射率的鑑定分數為9分，而且折射儀對應折射率之鑑定分數較高於雙折射率差、光性正負、單雙軸性及單雙折射；而分光鏡則是針對寶石的吸收光譜具有明顯的較高鑑定分析能力，10倍放大鏡與顯微鏡則作為放大分析作用，因此，10倍放大鏡與顯微鏡針對寶石的內容物具有明顯的較高鑑定分析能力，而且，折射儀所加總的鑑定分數相對較高於其他寶石鑑定儀器。

而且由上表得知，某些儀器所提供寶石特性的檢測數據具重複性，且相互間取代性高，無重複驗證之必要。例如：若由折射儀(M1)讀出折射率(X1)、雙折射率差(X2)，則無需再進行偏光鏡(M2)中單雙折射(X5)之判讀。即當使用折射儀(M1)判斷出寶石的單雙折射時，就不需再使用偏光鏡(M2)來判斷寶石的單雙折射，可簡化寶石鑑定儀器之種類。據此，本研究以折射儀、分光鏡、10倍放大鏡與顯微鏡任兩種寶石鑑定儀器的組合，作為精簡寶石鑑定程序之優先考量組合。

經過銳意分析如下：

（1）對經驗豐富的寶石鑑定者而言，藉由折射儀之使用得知寶石的折射率，藉由分光鏡能觀察寶石的吸收光譜，因此使用折射儀或分光鏡僅能初步判斷出寶石的身份，卻無法判斷寶石為天然寶石或合成寶石，因此折射儀與分光鏡無法作為鑑定寶石的組合。

（2）10倍放大鏡或顯微鏡的放大功能，主要用來放大觀察寶石的成分，作為判斷寶石是否為天然寶石或合成寶石。而且，因10倍放大鏡與顯微鏡屬於具有同質性功能的儀器，在考量個人之喜好與攜帶之方便性，除非少數的內含物須使用高倍數進行觀察，否則實務上只需選擇其一即可。因此，顯微鏡與10倍放大鏡無法作為鑑定寶石的組合。

（3）而分光鏡主要功能是觀察寶石的吸收光譜，由於寶石本身存在某些差異，導致診斷性的吸收光譜會有無法完整呈現的缺失，在鑑定分析時容易造成失誤。因此，顯微鏡與分光鏡或10倍放大鏡與分光鏡無法作為鑑定寶石的組合。

基於以上分析結果獲得，進一步縮減為折射儀與顯微鏡或折射儀與10倍放大鏡二種儀器組合。

改善：進一步驗證折射儀與顯微鏡或折射儀與10倍放大鏡之二組儀器組合，與傳統寶石鑑定儀器進行專家實驗法，用於比對彼此間鑑定結果的差異。

控制：為了本發明持續達到「提升寶石鑑定效率」目的，因而制定標準化作業程序(Standard Operation Process, SOP)，作為日後業界管制寶石鑑定品質(或準確率)及效率之參考。

數據判讀S3：折射儀與顯微鏡對應寶石產生一鑑定數據，寶石鑑定者依據鑑定數據進行分析判讀一寶石準確率，且本發明的寶石準確率平均為85%以上，其中，本發明係運用專家實驗法進行分析寶石的準確率。

專家實驗法的步驟如下：

(1)由從事珠寶教學及鑑定的8位寶石鑑定者分別針對寶石進行鑑定實驗及確認寶石身分，但，由於寶石成本昂貴且收集不易，本發明所鑑定的寶石分別為紅色寶石與藍色寶石，各有10顆。

(2)8位寶石鑑定者分別對每組寶石進行兩種實驗，其中一種為利用M1(折射儀)及M7(顯微鏡)兩種寶石鑑定儀器之組合，另一種為運用傳統多種寶石鑑定儀器進行鑑定分析每組寶石，因而每組寶石共獲得16個的實驗數據。

(3)為求實驗的正確性，上述二種實驗時間需間隔約1.5個月，其目的在於降低寶石鑑定者對每組寶石的記憶性，進而減少實驗誤差。

實驗結果的準確率如下表所示 表二、使用儀器種類之準確率<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 樣本編號 </td><td> 紅色寶石 </td><td> 藍色寶石 </td></tr><tr><td> 兩種儀器 </td><td> 多種儀器 </td><td> 兩種儀器 </td><td> 多種儀器 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 60% </td><td> 85.70% </td><td> 100% </td><td> 85.70% </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 60% </td><td> 85.70% </td><td> 100% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 80% </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 100% </td><td> 85.70% </td><td> 100% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 80% </td><td> 42.90% </td><td> 80% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 100% </td><td> 85.70% </td><td> 100% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td><td> 100% </td></tr><tr><td> 平均 </td><td> 88% </td><td> 88.57% </td><td> 98% </td><td> 98.57% </td></tr></TBODY></TABLE>

結果如表二所示，藉由折射儀與顯微鏡之組合對寶石進行鑑定分析，紅寶石的準確率平均為88%，而藍寶石的寶石準確率平均為98%，且兩組寶石之總準確率為93%(=88%+98%)；相對地，傳統多種寶石鑑定儀器的分析結果發現，紅寶石的準確率平均為88.57%，而藍寶石的寶石準確率平均為98.57%，而總準確率為93.57%(=88.57%+98.57%)。藉以，兩者分析結果的寶石準確率相差0.57%。

確定身分S4：寶石鑑定者依據寶石準確率明確判斷寶石的種類，而且，根據無母數統計檢定結果顯示，兩種鑑定方式或流程之準確率並無顯著差異(p＞0.05)。因此，經實驗數據驗證，紅寶石、藍寶石只需使用折射儀與顯微鏡進行鑑定，且寶石準確率平均可達到85%；藉此，透過本發明篩選出折射儀與顯微鏡的組合，即可準確鑑定出紅寶石及藍寶石的效果。

綜上所述，本發明具有以下優點：

1.本發明藉由六標準差方式實驗篩選獲得折射儀及顯微鏡的組合，且透過折射儀及顯微鏡的組合可準確且快速鑑定分析出紅寶石及藍寶石的效果。

2.本發明透過折射儀及顯微鏡鑑定寶石，可大幅降低購買的成本以及具有便利攜帶的效果，而且運用精簡的寶石鑑定儀器可減少寶石鑑定無效率的產生，進而提升鑑定寶石準確率。

對於所屬技術領域之人許多改良及變化明顯地不脫離本發明之範疇和精神。說明書及實施例僅為例示性，本發明之真實範疇及精神將於以下申請專利範圍指出。

S1‧‧‧一般觀察

S2‧‧‧儀器檢測

S3‧‧‧數據判讀

S4‧‧‧確定身分

圖1係為本發明之步驟流程圖。 圖2係為本發明之標準差示意圖。

Claims (2)

1. 一種提升寶石鑑定效率的方法，其依序包含下列步驟：一般觀察：一寶石鑑定者以目視方式初步篩選判斷一寶石外觀，而該寶石選自於由藍寶石或紅寶石其中一種；儀器檢測：經過一六標準差方式及圖表分析篩選獲得一折射儀及一顯微鏡，於該六標準差方式中發現該折射儀得以對該寶石進行分析複數種寶石特性，該等寶石特性包含折射率、雙折射率差、光性正負、單雙軸性及單雙折射，其中，該六標準差方式將該折射儀對應該等寶石特性的鑑定程度分別評估一鑑定分數，而該折射儀針對該寶石折射率之鑑定分數較高於雙折射率差、光性正負、單雙軸性及單雙折射，俾使該折射儀的折射率具有高程度的鑑定分析能力，而該顯微鏡則為對該寶石的內容物進行放大分析，藉以透過該折射儀與該顯微鏡之組合進行鑑定分析該寶石的特性及種類；數據判讀：該折射儀與該顯微鏡對應該寶石產生一鑑定數據，該寶石鑑定者依據該鑑定數據進行分析判讀一寶石準確率，且該寶石準確率平均為85%以上；以及確定身分：該寶石鑑定者依據該寶石準確率明確判斷該寶石的種類。
2. 如請求項1所述之提升寶石鑑定效率的方法，其中，於該數據判讀步驟中，於該寶石為紅寶石時，藉由該折射儀與該顯微鏡之組合對該寶石進行鑑定分析，且獲得該寶石準確率平均為88%；於該寶石為藍寶石時，藉由該折射儀與該顯微鏡之組合對該寶石進行鑑定分析，且獲得該寶石準確率平均為98%。