TWI709742B - 用於寶石的螢光分級之設備與方法 - Google Patents

用於寶石的螢光分級之設備與方法 Download PDF

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Abstract

本文提供一種用於評估一寶石之一螢光特性之設備。該設備包括：一不透光平台，用於支撐一待評估寶石；一或多個光源，用以提供均勻UV照明及非UV照明；一影像捕獲組件；及一遠心透鏡，其經定位以將該經照明寶石之螢光影像提供至該影像捕獲組件。亦提供基於使用此一設備所收集之影像的螢光分析的方法。

Description

用於寶石的螢光分級之設備與方法 [相關申請案之交叉參考]
本申請案主張2015年3月30日申請且題為「APPARATUS AND METHOD FOR FLUORESCENCE GRADING OF GEMSTONES」之美國專利申請案第14/673,780號之優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。
本文中所揭示之設備及方法大體上係關於寶石(特定言之切割寶石)之螢光分級。特定言之，設備及方法係關於具有不規則或花式形狀之切割寶石之螢光分級。本文中所揭示之設備及方法進一步係關於基於色彩分量分析之數位影像處理。
鑽石及其他寶石通常由多個經訓練及技術擅長者基於鑽石及其他寶石之視覺外觀而被分析及分級。例如，鑽石分析之基礎包括四個C(色彩、澄清度、切割及克拉重量)之分析，其等之兩者(色彩及澄清度)傳統上由人工檢測評定。寶石亦經評估用於非尋常視覺性質。例如，某些寶石在UV照明下產生螢光發射，此螢光之外延及分佈亦用以分級此等寶石。如同色彩及澄清度分級，螢光分級先前基於人類視覺感知而經重要地評估。分析及分級需要基於視覺比較之判斷之練習、看法之形成及得出精細區別之能力。
檢測及分析之一程序通常耗時，涉及由各經訓練及技術擅長者之檢測、量測及檢查之多個回合。該程序亦涉及品質控制且可包含各種非破壞性測試來識別可影響一樣品之品質之處理、填料或其他缺陷。最後，該程序包含該鑽石與用作相對於鑽石色彩及螢光之一歷史標準之一參考集鑽石比色石之密集視覺比較。
已產生儀器來改良效率且容許在缺乏經訓練及技術擅長者之情況下之寶石分析。例如，對Geurtz等人之美國專利案第7,102,742號揭示一寶石螢光量測裝置，其包含一紫外(「UV」)發射腔室、一UV輻射源、及一光儀表總成。該UV輻射源包含一上發光二極體(「LED」)及一下LED，其等自一受測試寶石上方及下方兩者輻射該寶石。然而，當前儀器不可提供一致及可再生螢光等級至花式形狀切割石頭；其等經分類為階梯切割、心形、卵形、橢圓形、梨形、三角形、公主形切割或除圓形亮型切割(RBC)外之任何其他切割之此等寶石。另外，當前儀器不可提供色相資訊且一操作者必須手動地輸入螢光之色彩。此導致不正確分級，因為由人眼不容易看見弱螢光之色彩。
需要設備及方法，其等可提供與由經訓練及技術擅長者提供之評估及分級一致並準確之寶石評估及分級(例如螢光分級)。
在一態樣中，本文提供一種用於評估一寶石之一螢光特性之設備。該設備包括一不透光平台，其中該平台具有經構形以支撐一待評估寶石之一表面；一光源，其經成形以至少部分圍封該平台，其中該光源大約相同於該平台表面之位準或低於該平台表面且經設計以提供均勻紫外(UV)輻射至該平台上之該寶石；一影像捕獲組件，其中使該影像捕獲組件以相對於支撐該寶石之該平台表面之一預定角度定位，且其中該影像捕獲組件及該平台經構形以相對於彼此旋轉；及一遠心透鏡，其經定位以將該經照明寶石之一影像提供至該影像捕獲組件。
在一態樣中，本文提供一種用於評估一寶石之一色彩特性之設備。該設備包括：一不透光平台，其中該平台具有經構形以支撐一待評估寶石之一表面；在該平台之該表面上方之一光源，其中該光源經設計以提供均勻紫外(UV)輻射至該平台上之該寶石；一影像捕獲組件，其中使該影像捕獲組件以相對於支撐該寶石之該平台表面之一預定角度定位，且其中該影像捕獲組件及該平台經構形以相對於彼此旋轉；及一遠心透鏡，其經定位以將該經照明寶石之一影像提供至該影像捕獲組件。
在一些實施例中，該設備進一步包括一準直透鏡，其中該準直透鏡及該光源經耦合以提供均勻UV照明至該平台上之該寶石。
在一些實施例中，該設備進一步包括一光學漫射器，其中該光學漫射器及該光源經耦合以提供均勻UV照明至該平台上之該寶石。
在一些實施例中，該設備進一步包括一準直透鏡及一光學漫射器，其中該準直透鏡、光學漫射器及該光源經耦合以提供均勻UV照明至該平台上之該寶石。
在一些實施例中，該設備進一步包括一反射器裝置，其具有至少部分球形的且包括一反射性材料之一內部表面。該反射器裝置至少部分覆蓋該光源及該平台表面，且引導來自該光源之UV輻射朝向定位於該平台表面上之該寶石。在一些實施例中，該反射器裝置之該內部表面具有一半球形形狀。
在一些實施例中，該設備進一步包括一電腦可讀媒體，其用於儲存由該影像捕獲組件收集之該等影像。
在一些實施例中，該設備進一步包括一介面，其在該光源與該平台表面之間用於調整該UV輻射之該輸出強度。
在一些實施例中，該設備進一步包括一UV濾光器，其在該影像捕獲組件與該遠心透鏡之間用以消除全部UV成分。
在一些實施例中，由該光源提供之該UV輻射包括轉移輻射、直接UV輻射、及其等之一組合。
在一些實施例中，該光源進一步提供均勻非UV照明至該寶石。
在一些實施例中，該遠心透鏡係一物體空間遠心透鏡或一雙遠心透鏡。
在一些實施例中，該平台經構形以繞一旋轉軸旋轉，該旋轉軸垂直於其中該寶石經定位之該平台之側。
在一些實施例中，該平台經構形以繞該旋轉軸旋轉360度。
在一些實施例中，該平台係一平坦圓形平台，且其中該旋轉軸穿過該圓形平台之中心。
在一些實施例中，該平台表面包括一UV反射性材料。
在一些實施例中，該平台表面包括一漫射UV反射性材料。
在一些實施例中，該平台表面包括一白色漫反射性材料。
在一些實施例中，該光源經構形為圍繞該平台表面之一環形燈。在一些實施例中，該光源包括複數個發光LED。在一些實施例中，該等LED發射365奈米或385奈米之螢光。
在一些實施例中，該等LED與一帶通濾光器耦合。在一些實施例中，該帶通濾光器經設定為在365奈米或385奈米。
在一些實施例中，該等LED經構形為圍繞該平台表面之一環形燈。
在一些實施例中，該光源包括一近似日光光源及複數個發光LED。在一些實施例中，該等LED與一帶通濾光器耦合。在一些實施例中，該帶通濾光器經設定為在365奈米或385奈米。
在一些實施例中，該影像捕獲組件與該平台表面之間的該預定角度係在近似零度與近似45度之間。在一些實施例中，該影像捕獲組件與該平台表面之間的該預定角度係在近似10度與近似35度之間。
在一些實施例中，該影像捕獲組件選自由一色彩相機、一CCD相機、及一或多個CMOS感測器組成之群組。
在一些實施例中，該影像捕獲組件捕獲由UV輻射照明之該寶石之複數個色彩影像，各影像包括該寶石之一全影像。
在一些實施例中，該影像捕獲組件捕獲該經照明寶石之複數個色彩影像，其中當該影像捕獲組件與該平台表面在一不同相對旋轉位置處時取得各影像，且其中各影像包括該寶石之一全影像。
在一些實施例中，該複數個色彩影像包括4個或4個以上色彩影像、5個或5個以上色彩影像、10個或10個以上色彩影像、15個或15個以上色彩影像、20個或20個以上色彩影像、或800個或800個以上色彩影像，且其中各影像在一唯一影像角度處取得且包括複數個像素。
在一些實施例中，該螢光特性係一螢光強度位準、一螢光色彩、或其等之一組合。
在一態樣中，本文提供一種評估一樣本寶石之一螢光特性之方法。例如，該方法包括該等步驟(i)基於自複數個影像中之一影像而判定之一輪廓遮罩而判定複數個螢光影像中之一螢光影像之一螢光遮罩及基於該螢光影像而判定一明顯螢光區域；(ii)量化該複數個螢光影像之該螢光影像中之該螢光遮罩中之各像素中之個別色彩分量，藉此將個別色彩分量之值轉換成表示各像素之該色彩特性之一或多個參數；(iii)判定該複數個螢光影像之全部影像中之該經界定區域中之全部像素之該一或多個參數之各者之一平均值；及(iv)基於該複數個螢光影像之全部影像中之該經界定區域中之全部像素之該一或多個參數之該等平均值而計算一樣本寶石之一第一螢光記分。
此處，該複數個影像之各影像包括由非UV光源照明之該樣本寶石之一全影像。該複數個螢光影像之各影像包括由均勻UV光源照明之該樣本寶石之一全影像。另外，該影像及該螢光影像在除該照明光 源外之相同條件下經捕獲。
在一些實施例中，該方法進一步包括一步驟(v)基於該複數個螢光影像之全部影像之該等輪廓遮罩中之像素而計算一樣本寶石之一第二螢光記分。
在一些實施例中，該方法進一步包括一步驟(vi)藉由比較該第一螢光記分或該第二螢光記分與先前經判定之一或多個控制螢光寶石之對應螢光記分之值而評估該樣本寶石之該螢光特性。
在一些實施例中，該第一螢光記分反映該螢光之該色彩且其中該第二螢光記分反映該強度。
在一些實施例中，該方法進一步包括一步驟：使用在唯一不同影像旋轉角度處同時維持一恆定影像視角之一影像捕獲組件而收集該樣本寶石之該複數個影像。
在一些實施例中，該方法進一步包括一步驟：使用在唯一不同影像旋轉角度處同時維持一恆定影像視角之一影像捕獲組件而收集該樣本寶石之該複數個螢光影像。此處，在該複數個螢光影像中之各螢光影像對應於該複數個影像中之一影像且兩者均在相同影像旋轉角度及影像視角下經捕獲。
在一些實施例中，該方法進一步包括一步驟：判定該複數個螢光影像中之各螢光影像之一螢光遮罩。
在一些實施例中，該方法進一步包括一步驟：量化該複數個螢光影像之各螢光影像中之該螢光遮罩中之各像素中之個別色彩分量。
在一些實施例中，該方法進一步包括該等步驟：使用在該唯一不同影像旋轉角度處同時維持該恆定影像視角之該影像捕獲組件而收集該樣本寶石之新的複數個螢光影像，其中在該複數個螢光影像經收集之該時間與在該新的複數個螢光影像經收集之該時間之間存在一時間間隙；基於該新的複數個螢光影像藉由應用步驟(i)至步驟(vi)而賦 予一新的螢光等級；及基於該時間間隙而比較該螢光等級及該新的螢光等級。
在一些實施例中，該時間間隙係在2分鐘與5小時之間。
熟習此項技術者將理解，在適用的情況下可結合設備或方法之任何態樣而使用本文中所描述之任何實施例。
10‧‧‧寶石評定組件
20‧‧‧光源
30‧‧‧遠心透鏡
40‧‧‧影像捕獲組件
50‧‧‧底部呈現組件
60‧‧‧頂部反射器組件
70‧‧‧元件/光學連接器模組
100‧‧‧設備
510‧‧‧圓形白色反射性平台
520‧‧‧樣本寶石
530‧‧‧環形燈
540‧‧‧點
610‧‧‧元件/斜坡/彎曲表面
620‧‧‧開口
630‧‧‧反射性表面
710‧‧‧平坦表面
720‧‧‧彎曲內部表面
730‧‧‧開口
800‧‧‧電腦單元
810‧‧‧中央處理單元
812‧‧‧電源
814‧‧‧匯流排
816‧‧‧通信電路
820‧‧‧使用者介面
822‧‧‧顯示器
824‧‧‧輸入裝置
826‧‧‧非揮發性儲存控制器
828‧‧‧可選非揮發性儲存件
830‧‧‧記憶體
832‧‧‧操作系統
834‧‧‧檔案系統
836‧‧‧應用模組
838‧‧‧資料處理應用
840‧‧‧內容管理工具
842‧‧‧系統管理及監測工具
846‧‧‧網路應用
848‧‧‧計算及分析工具
850‧‧‧系統調整工具
852‧‧‧資料庫或資料模組
854‧‧‧資料庫
856‧‧‧影像資料庫
858‧‧‧經處理影像資料庫
860‧‧‧參考寶石資料庫
862‧‧‧可選部件密碼資料組
864‧‧‧寶石資料
910‧‧‧步驟
920‧‧‧步驟
930‧‧‧步驟
940‧‧‧步驟
950‧‧‧步驟
960‧‧‧步驟
962‧‧‧步驟
964‧‧‧步驟
970‧‧‧步驟
980‧‧‧步驟
9000‧‧‧步驟
9010‧‧‧步驟
9020‧‧‧步驟
9030‧‧‧步驟
9040‧‧‧步驟
9050‧‧‧步驟
9060‧‧‧步驟
熟習此項技術者將理解，下列所描述之圖式僅為繪示性目的。該等圖式不意欲以任何方式限制本教導之範疇。
圖1描繪包含一光學單元及一寶石評定單元之一寶石光學評估系統之一例示性實施例。
圖2A描繪在一閉合構形中之一寶石光學評估系統之一例示性示意性實施例(光源未經展示)。
圖2B描繪在一敞開構形中之一寶石光學評估系統之一例示性示意性實施例(光源未經展示)。
圖3描繪具有圍繞環形燈照明之一樣本平台之一例示性實施例。
圖4描繪繪示影像視角及影像旋轉角度之一例示性示意圖。
圖5A描繪具有內部反射性表面之一頂部反射器之一例示性實施例。
圖5B描繪具有內部反射性表面之一頂部反射器之一例示性實施例。
圖5C描繪具有內部反射性表面之一頂部反射器之一例示性實施例。
圖5D描繪具有內部反射性表面之一頂部反射器之一例示性實施例。
圖6A描繪用於鏈接一寶石評定單元與一光學單元之一連接器模組之一例示性實施例。
圖6B描繪用於鏈接一寶石評定單元與一光學單元之一連接器模組之一例示性實施例。
圖6C描繪用於鏈接一寶石評定單元與一光學單元之一連接器模組之一例示性實施例。
圖7A描繪一例示性實施例，其展示由近似日光光源照明之一RBC鑽石。
圖7B描繪一例示性實施例，其展示在應用一輪廓遮罩之後由近似日光光源照明之一RBC鑽石之一影像。
圖7C描繪一例示性實施例，其展示一輪廓遮罩之提取。
圖7D描繪一例示性實施例，其展示一明顯螢光區域之提取。
圖7E描繪一例示性實施例，其展示一輪廓遮罩之提取。
圖7F描繪一例示性實施例，其展示一明顯螢光區域之提取。
圖8描繪一電腦系統之一例示性組織。
圖9A描繪用於一資料收集及分析之一例示性程序。
圖9B描繪用於一資料收集及分析之一例示性程序。
圖9C描繪用於一資料收集及分析之一例示性程序。
圖10描繪在規則照明及UV照明下取得之例示性影像。
圖11描繪一例示性實施例，其繪示螢光發射中之不同強度。
圖12描繪一例示性實施例，其繪示非均質螢光發射。
圖13描繪一例示性實施例，其繪示在具有不同形狀之寶石中之螢光發射。
圖14描繪一例示性實施例，其繪示在不同色彩中之螢光發射。
圖15描繪一例示性實施例，其繪示在不同色彩中之螢光發射。
除非另有指示，否則根據相關技術之一般技術者之習知使用而理解術語。為圖解說明目的，鑽石用作代表性寶石。熟習此項技術者 將理解，本文中所揭示之設備、系統及方法適用於一經UV曝露能夠發射螢光之全部類型之寶石。用於基於類似設備之螢光分級之系統及方法揭示於題為「APPARATUS AND METHOD FOR ASSESSING OPTICAL QUEALITY OF GEMSTONES」且與本案同時申請之美國專利申請案第XX/XXX,XXX號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
如先前技術中所提及，當前自動儀器不能提供某些寶石(諸如具有不規則或花式形狀之寶石)之螢光性質之準確、完整及一致評估。解釋此失效之一個原因係一寶石之螢光強度顯著地受諸多因數影響，諸如寶石相對於偵測器之定向、寶石之位置、及寶石之大小。另外，即使一些寶石係規則圓形亮型切割(RBC)，該等寶石亦展現非均質螢光分佈且當前儀器仍不可提供可再生螢光等級用於此等石頭。
為克服現有問題，如本文中所揭示之一經改良螢光分級儀器具有如下列特性：(1)提供一致及可再生螢光等級至自其等大小及形狀無限制之寶石；(2)提供一致及可再生螢光色彩；(3)使用容易及快速操作提供一致及可再生螢光等級(例如，操作者無需使石頭放置於相同位置中)。
在一態樣中，本文提供用於寶石(諸如切割鑽石)之螢光評估之一經改良螢光分級設備。該設備適用於分級寶石(諸如切割鑽石)，包含具有不規則形狀、大小、色彩及螢光分佈之寶石。一例示性設備100繪示於圖1中，其包含(但不限於)(例如)一寶石評定組件10、具有一UV濾光器之一光源20、一遠心透鏡30、及一影像捕獲組件40。
基於功能性，本文中所揭示之一設備之該等組件可被劃分成兩個主要單元：一寶石呈現單元及一光學單元。該寶石呈現單元提供均勻照明至受分析寶石且該光學單元捕獲經呈現寶石之影像。
另外且未描繪於圖1中，一例示性設備進一步包括一電腦處理單 元，其用於分析由該影像捕獲組件收集之資訊。
如圖1中所繪示，一例示性寶石呈現單元繼而包括至少兩個部分：寶石評定組件10及一光源20。該寶石評定組件係一寶石經呈現之處所。如圖2A及圖2B中所描繪，該寶石評定組件具有一閉合構形及一敞開構形。此處，為清楚地繪示不同構形，在圖2A及圖2B中省略光源20。在該閉合構形(例如，參見圖2A)中，一受分析寶石經完全隱藏且自一觀察者不可見。在一些實施例中，為避免由環境光或其他光引起之不一致性，寶石評定組件係自其排除環境光或其他光之隔離及閉合系統。該寶石評定組件及該光學單元依一互補方式接合，使得自一樣本寶石容納於其內之一經隱藏樣本腔室排除環境光或其他光。雖然螢光光源未描繪於圖2A及圖2B中，然而熟習此項技術者將理解需要此光源用於寶石之螢光分級。
在該閉合構形下，由該光學單元接收並捕獲關於該受分析寶石之影像資訊，該光學單元包括一遠心透鏡30及一影像捕獲裝置40(例如一相機)。
在該敞開構形(例如參見圖2B)中，不收集任何影像資訊。代替地，使該受分析寶石曝露至一觀察者。在該敞開構形中，揭露該寶石呈現單元具有兩個部分：一底部呈現組件50及一頂部反射器組件60。在一些實施例中，如圖2B中所繪示，使該頂部反射器組件安裝於可移動側軌上。當使該頂部反射器在此等軌道上移動遠離該光學單元時，底部呈現組件50經曝露。如圖2B中所展示，頂部反射器組件60之開口之形狀及設計與該光學單元之該光學連接器模組(例如圖2B中之元件70)之形狀及設計互補。在一些實施例中，該光學連接器模組係遠心透鏡30附接至其之一透鏡蓋。
一例示性底部呈現組件50繪示於圖3中。一圓形白色反射性平台510用作使一樣本寶石520放置於其上之基座。使一同心圓環燈530放 置於該圓形平台外部，使得使該平台完全圍封於環形燈530內。
平台510(亦被稱為一載物台或樣本載物台)對本文中所揭示之系統係重要的。重要的是，其提供支撐至受分析之一寶石。在一些實施例中，該平台之該頂部表面係水平的且平坦的。另外，其用作一載物台用於遠心透鏡30及影像捕獲裝置40之資料收集及隨後分析。為達成資料一致性，使遠心透鏡30以相對於平台510之該頂部表面之一第一預定角度定位。在一些實施例中，使影像捕獲裝置40以相對於平台510之該頂部表面之一第二預定角度定位。在一些實施例中，該第一預定角度及該第二預定角度係相同的且其已經最佳化用於資料收集。在一些實施例中，該第一預定角度及該第二預定角度係不同的，但各已經最佳化用於資料收集。該第一預定角度及該第二預定角度可被稱為影像視角或相機視角。
平台510之該頂部表面與該光學單元(例如，遠心透鏡30及相機40)之相對構形之一例示性圖解說明係描繪於圖4中。此處，使包含遠心透鏡30及影像捕獲裝置40兩者之該光學單元以相對於該平台表面之一預定角度(α)定位。
在一些實施例中，該圓形反射性平台係可旋轉的。例如，使該平台安裝於一轉子上或與一轉子連接在一起。在較佳實施例中，使一受分析寶石放置於該平台表面之中心處，如圖3中所繪示。接著，使該平台相對於該光學單元旋轉，使得由該影像捕獲裝置收集在不同角度處之該寶石之影像。
在一些實施例中，使該平台表面繞一旋轉軸旋轉，該旋轉軸穿過該圓形平台表面之啟始之中心且垂直於該平台表面；例如，參見圖4中所描繪之軸Zz。
在一些實施例中，使該平台相對於該光學單元以經設定角變化旋轉。該等角變化之量值判定資料收集之程度；例如，多少影像將為 該寶石之收集。例如，若使該平台以12度之一角變化旋轉，則一全旋轉將允許收集該寶石之30個影像。可以任何值設定該角變化以促進資料收集及分析。例如，使該平台以0.5度或更小、1度或更小、1.5度或更小、2度或更小、3度或更小、4度或更小、5度或更小、6度或更小、7度或更小、8度或更小、9度或更小、10度或更小、12度或更小、15度或更小、18度或更小、20度或更小、24度或更小、30度或更小、45度或更小、60度或更小、90度或更小、120度或更小、150度或更小、或180度或更小之一角變化處旋轉。將理解，可以任何數目設定該角旋轉變化。亦將理解，可使該平台旋轉任何值之一總旋轉角度，不受限於一360度全旋轉。在一些實施例中，資料(例如色彩影像)係針對小於一360度全旋轉之一旋轉之收集。在一些實施例中，資料(例如色彩影像)係針對多於一360度全旋轉之一旋轉之收集。
在一些實施例中，該平台或其之一部分(例如該頂部表面)使用一反射性表面塗佈來達成反射性。在一些實施例中，該平台或其之一部分(例如該頂部表面)包括一反射性材料。在一些實施例中，該平台或其之一部分(例如該頂部表面)由一反射性材料組成。在一些實施例中，該反射性材料係一白色反射性材料。在一些實施例中，該反射性材料係一TeflonTM材料。在一些實施例中，該反射性材料包含(但不限於)聚四氟乙烯(PTFE)、SpectralonTM、硫酸鋇、金、氧化鎂、或其等之組合。
較佳地，該可旋轉平台係圓形的且大於任何待分析樣本寶石之大小。在一些實施例中，該平台係水平的且當其在旋轉時保持水平。
在一些實施例中，該平台之高度係固定的。在一些實施例中，手動地或經由一電腦程式之控制而調整該平台之高度。較佳地，可藉由經由由該電腦單元運行之一電腦程式之控制而上升或下降該平台。
在一些實施例中，該平台係平坦的。在一些實施例中，使該寶 石樣本定位於其上之中心區域係平坦的且該平台上之更周邊區域係不平坦的。該整個平台採用一平坦圓頂狀結構之確認。
在一些實施例中，可調整該平台與該照明源之間的相對位置。例如，可使該照明源移動靠近或遠離該平台。
一平台可由任何剛性且非透明材料(諸如金屬、木頭、黑色玻璃、塑膠或其他剛性聚合材料)組成。在一些實施例中，該平台及/或圍繞該平台之區域使用非反射性或低反射性材料塗佈。
最廣義而言，一光源20包含(但不限於)用於產生光之源、一或多個濾光器、用於傳導該經產生光之元件、及發射該經產生光作為UV照明之一組件(例如一圓環燈)。在圖3中所描繪之實施例中，一圓環燈530提供UV照明至該樣本寶石。如本文中所揭示，用於產生光之源有時被稱為光源。熟習此項技術者將理解，該照明組件亦係該光源之一部分。
在一些實施例中，該光產生源與該最終照明組件分離，例如，其與一外部圓環燈連接在一起(例如由光傳輸纜線)以提供照明源。在此等實施例中，在該照明源達到該圓環燈之前或之後應用一短通濾光器及帶通濾光器用於UV光選擇。因而，由該圓環燈最終提供之照明具有一經界定紫外特徵；例如，具有在該UV範圍內之一或多個波長。此等波長可為來自400奈米至10奈米、400奈米至385奈米、385奈米至350奈米、350奈米至300奈米、300奈米至250奈米、250奈米至200奈米、200奈米至150奈米、150奈米至100奈米、100奈米至50奈米、或50奈米至10奈米之一範圍之任何波長。
在一態樣中，如本文中所揭示之一光產生源能夠產生螢光激發(例如在365奈米處)。在另一態樣中，如本文中所揭示之一光產生源提供光照明用於寶石輪廓識別。藉由使用特殊光源及不同類型之光源之組合而達成此雙功能性。
在一些實施例中，使用能夠發射UV及白光兩者之一可調諧光源。例如，此可調諧光源包括一或多個LED。有利地，此光源可用於輪廓識別及螢光量測兩者。例如，一內建機構可用以允許一使用者在兩個操作模式之間切換。在一些實施例中，該光源(例如發射UVLED)發射在一所要波長處(例如在365奈米處)之UV照明。例如，發射在一單一波長(例如365奈米或385奈米)處之UV光之UV LED係可用的(例如來自Hamamatsu公司)。在一些實施例中，該光源(例如發射UV LED)發射在一範圍處之UV照明且藉由應用經設定為(例如)365奈米處之一UV通濾光器而發射一所要波長。
在此等實施例中，該可調諧光源提供均勻頂部照明或均勻底部照明。針對頂部照明，不存在對該光源之形狀及大小的限制。例如，該光源可為圓形的、部分圓形的，或完全非圓形(例如，橢圓、正方形或三角形)。亦不存在對自該寶石樣本之距離的限制。例如，使該可調諧光源附接至頂部反射元件60之反射性內部表面(例如圖2B)。可使用光源之一組合；包含(但不限於)一或多個UV LED；具有一光學漫射器之一或多個UV LED；具有一準直透鏡之一或多個UV LED；或具有一準直透鏡及一光學漫射器之一或多個UV LED。熟習此項技術者將理解，可提供均勻照明之光源與光學元件的任何組合將適合用作如本文中所揭示之一設備中的光源。
針對底部照明，該光源宜係與樣本平台50之形狀相容之一圓環燈(例如圖2B)。此處，可產生UV照明之元件經配置成一圓形或接近圓形形狀。例如，發射在一單一波長(例如365奈米或385奈米)處之UV光之UV LED係可用的(例如來自Hamamatsu公司)。在一些實施例中，已使該環形燈嵌入於一或多個UV LED內。
在一些實施例中，使用一個以上光源。該等光源之至少一者係一UV光源(諸如一或多個發射UV LED)。該等光源之至少另一者係一 白色光源。可使用任何合適的白色光源，包含(但不限於)一螢光燈、一鹵素燈、一Xe燈、一鎢燈、一金屬鹵化物燈、一雷射誘導白光(LDLS)，或其等之組合。
許多組合可被使用於此等實施例中。例如，可使用兩個環形燈：一者提供均勻UV照明且一者提供均勻近似日光光照明。在此組合中，在一些實施例中，該等光源兩者提供底部照明。在一些實施例中，該環形燈之一者提供底部照明，同時另一者提供頂部照明。
在另一例示性組合中，該光源包括一環形LED光源及一白色光源。在一些實施例中，該環形UV LED係用以提供底部照明，且該白色光源提供頂部照明。
在另一例示性組合中，該光源包括一環形白色光源及一LED光源。在一些實施例中，該環形白色光源係用以提供底部照明，且該UV LED源提供頂部照明。
如所提及，該白色光源包括一近似日光光源。例示性近似日光光源包含(但不限於)具有一色彩平衡濾光器之一或多個鹵素燈、經配置於一環狀結構中之圍繞該平台表面之多個發光二極體、螢光燈、Xe燈、鎢燈、金屬鹵化物燈、雷射誘導白光(LDLS)，或其等之組合。在一些實施例中，一色彩平衡濾光器係用以產生日光等效光源。
在一些實施例中，於適用的情況下，該白色光源或該UV光源任一者可為一環形光。例如，針對一UV光源，可產生UV照明之元件被配置成一圓形或接近圓形形狀。例如，發射在一單一波長(例如365奈米或385奈米)處之UV光的UV發光二極體係可用的(例如來自Hamamatsu公司)。在一些實施例中，已使該環形燈嵌入於一或多個UV LED內。
在一些實施例中，纜線(諸如鵝頸管光導、可撓性光導，各含有一或多個分支)係用以使該環形燈連接至該光產生源。
該UV照明源可採用適用於一樣本寶石之光學分析的任何形狀及大小。例如，該照明源可為一點光、一圓形光、一環形光、一橢圓形光、一三角形光、一正方形光，或具有合適大小及形狀之任何其他光。在一些實施例中，該光照明源之形狀係環狀或圓形，具有大於一圓形平台之一直徑之一直徑。
該UV照明組件提供可在其下分析該樣本寶石之輸入光。有利地，在無光干擾或幾乎無光干擾(例如來自環境光或其他光)之一環境中，可使用高敏感度來分析可在UV照明下產生螢光之一寶石。此處，曝露於UV照明的結果係發射可見螢光。當排除來自UV照明之影響時(例如將一偵測器上之光濾光器或影像捕獲組件設定成僅可見光範圍)，使該發射螢光與一零背景(例如無螢光)比較。此處，該信號雜訊比由於該低的或接近零雜訊位準而係非常高的。
已經採用對該設備之設計之一模組化方法以提供實驗可撓性。在一些實施例中，該UV照明之強度可經調整以最佳化影像收集。
已經採用對該設備之設計之一模組化方法以提供實驗可撓性。在一些實施例中，該UV照明之強度可經調整以最佳化影像收集。
如圖2A及圖2B中所展示，可使一頂部反射器模組在使一樣本寶石定位於其中之區域上方移動。在圖2A中所展示之閉合構形中，該頂部反射器模組之該內部腔室用作一密封及隔離樣本腔室，其中在一受控環境中分析該樣本寶石。例如，自該腔室排除環境光或其他光。一使用者可調整該腔室內之光強度以最佳化資料收集。在一些實施例中，經收集資料包含自不同角度觀看之該寶石之色彩影像。
圖5A至圖5D繪示頂部反射器組件60之一例示性實施例。總的來說，該頂部反射器具有一外部形態，其類似於一短圓柱體之外部形態，除該圓柱體之一部分經雕除以形成一彎曲斜坡外(例如，參見圖5B及圖5D中之元件610)。使該斜坡之一部分移除以允許進入該反射 器組件之內部。例如，如圖5A至圖5D中所展示，使斜坡610之下部分移除來形成一開口620。在一些實施例中，開口620之頂部埠之設計係圓形的；例如，具有來自該光學單元之一透鏡適合通過其之一直徑。在一些實施例中，該直徑相同於該遠心透鏡之直徑以防止環境光或其他光進入該反射器之內部。在一些實施例中，該直徑稍微大於該遠心透鏡之直徑，使得需要一調適器模組來防止環境光或其他光進入該反射器之內部。
頂部反射器模組60之內部係反射性表面630。此內部反射性表面係至少部分半球形的。在一些實施例中，該內部反射性表面採用一形狀，其係具有一半徑R之一圓之漸伸線之部分。在較佳實施例中，使該圓定位於該平台表面之中心處且具有大於該等經分析寶石之大小之一直徑。基於下列方程式而描述該漸伸線表面之形狀：x=R(cosθ+θsinθ)
y=R(sinθ-θcosθ)，其中R係該圓之半徑且θ係弧度之一角參數。該漸伸線表面將反射光朝向該中心圓形區域，使得該經分析寶石之照明經最佳化。
在一些實施例中，反射性表面630或其之一部分包括一反射性材料。在一些實施例中，反射性表面630或其之一部分由一反射性材料組成。在一些實施例中，該反射性材料係一白色反射性材料。在一些實施例中，該反射性材料係一TeflonTM材料。在一些實施例中，該反射性材料包含(但不限於)聚四氟乙烯(PTFE)、SpectralonTM、硫酸鋇、金、氧化鎂、或其等之組合。額外反射性塗佈材料包含(但不限於)鋅鹽(硫化鋅)、二氧化鈦、二氧化矽、鎂鹽(氟化鎂、硫化鎂)。
在具有底部UV照明之一些實施例中(例如當使用UV LED之一環形燈時)，一或多個反射性材料用以反射UV照明朝向該寶石。在具有頂部照明之一些實施例中，不需要反射性材料。
如圖2B中所繪示，一光學連接器模組70使該寶石評定單元與該光學單元鏈接以容許由影像捕獲裝置40之資料收集，雖然同時防止環境光或其他光進入該寶石評定單元及干擾資料量測。
圖6A至圖6C提供一光學連接器模組之一例示性實施例之更加詳細圖解說明。在此情況下，該連接器係用於接收遠心透鏡30之一透鏡蓋。在與該遠心透鏡接觸之一側上，該透鏡蓋具有一平坦表面710。在接觸該反射器之相對側上，該透鏡蓋具有一彎曲表面720。在一些實施例中，彎曲表面720具有與該反射器上之彎曲表面610互補之一形狀。
另外，該連接器亦具有一開口730；參見圖6A、圖6B、及圖6C。在一些實施例中，開口730具有一構形，其容納該遠心透鏡同時防止來自環境光或其他光之干擾。例如，圖6A至圖6B中所描繪之開口730具有一圓柱形開口，其之大小係非均勻的。例如，在該接觸透鏡側上之該圓柱形開口之直徑小於在該接觸反射器側上之該圓柱形開口之直徑。
一透鏡蓋或其他光學連接器模組允許兩個不同功能組件之整合。其經設計使得沒有或幾乎非常少環境光或其他光進入該樣本腔室。在一些實施例中，額外元件(諸如一密封帶)可用以排除環境光或其他光。
該系統之另一主要功能組件係該等受分析寶石之資料穿過其之一光學單元。該光學單元提供一樣本腔室，其實現來自含有一樣本寶石之一區域之一可見光譜之收集，同時排除來自該腔室外部之光。光學量測係(諸如一影像)含有該樣本寶石之該區域之捕獲且可通過該等影像之詳細結構之分析來提供一些對先前具有異常分級結果之某些石頭之原因之見解。
本文中所揭示之例示性實施例包含(但不限於)該光學單元中之兩 個重要功能模組，一遠心透鏡30及一影像捕獲組件40(諸如一色彩相機)。熟習此項技術者將理解，額外組件可存在以促進資料收集。
一遠心透鏡用以使該經照明寶石之一影像提供至該影像捕獲組件。遠心係指一獨特光學性質，其中通過某一透鏡設計之該等主要射線(穿過該孔頂部之中心之傾斜射線)係準直的且平行於影像及/或物體空間中之光軸。一遠心透鏡係一複合透鏡，其在無限遠處具有其入射或出射光瞳。有利地，一遠心透鏡在工作距離之一範圍上提供恆定放大率(物體大小不改變)，事實上消除立體角度誤差。針對許多應用，此意謂物體移動不影響影像放大率，允許在測量應用中之高度精確量測。不可使用標準透鏡獲得此準確度及重複性位準。使一透鏡遠心最簡單的方法係使該孔停在該透鏡之焦點之一者處。
存在三種類型之遠心透鏡。無窮遠處之一入射光瞳使一透鏡係物體空間遠心。無窮遠處之一出射光瞳使該透鏡係影像空間遠心。若兩個光瞳均無窮遠，則該透鏡係雙遠心。
具有高景深之遠心透鏡用於本文中所揭示之系統中。在一些實施例中，所使用之一遠心透鏡係一物體空間遠心透鏡。在一些實施例中，一遠心透鏡係一雙遠心透鏡。在較佳實施例中，縮放應係固定的用於一給定寶石石頭之全部影像收集以進一步確保一致性。
有利地，本設備及系統不需要使該樣本寶石放置於該平台表面之中心處。另外，一遠心透鏡不區別該等樣本寶石之大小。相同遠心透鏡可用以收集一非常小寶石及一顯著較大寶石之影像。
該光學單元進一步包括一影像捕獲組件或一偵測器(諸如一數位相機)。為僅捕獲自該等寶石發射之螢光，應用一濾光器來排除來自UV照明之干擾。
在一些實施例中，影像捕獲組件40包括一或多個光電二極體陣列之一CCD(電荷耦合裝置)。在一些實施例中，影像捕獲組件40包括 一或多個CMOS(互補金屬氧化物半導體)影像感測器。在一些實施例中，影像捕獲組件40包括具有CMOS感測器之一或多個光電二極體陣列之一組合。在一些實施例中，影像捕獲組件40係一CCD數位相機，諸如一色彩數位相機。當分析來自不同螢光分級設備之影像時，若該等設備使用相同類型之偵測方法，則可獲得更一致結果；例如，全部CCD陣列，全部CMOS感測器，或兩種類型之相同組合。
針對更加準確分析結果，該等經收集數位影像之解析度限制係600像素×400像素或以上。在一些實施例中，針對各色彩分量，各像素具有一8位元值(例如0至255)。該數位相機之類比至數位轉換器(ADC)係8位元或以上以有效地處理嵌入於該等像素中之資訊而幾乎沒有或沒有影像品質之損失。在一些實施例中，根據影像捕獲組件之動態範圍，該ADC係10位元或以上。在一些實施例中，該ADC係在10位元與14位元之間。
在一些實施例中，一像素中之色彩分量包含(但不限於)紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)。在一些實施例中，一像素中之色彩分量包含(但不限於)藍綠色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)、及鍵(黑色或B)。在一些實施例中，一像素中之色彩分量包含(但不限於)紅色(R)、黃色(Y)及藍色(B)。
影像視角：如圖4中所描繪，使該光學單元之一影像捕獲裝置(或遠心透鏡30或兩者)以相對於該平台表面之一預定角(α，亦被稱為影像視角)定位。在一些實施例中，該影像視角係65度或更小、60度或更小、56度或更小、52度或更小、50度或更小、48度或更小、46度或更小、44度或更小、42度或更小、40度或更小、39度或更小、38度或更小、37度或更小、36度或更小、35度或更小、34度或更小、33度或更小、32度或更小、31度或更小、30度或更小、29度或更小、28度或更小、27度或更小、26度或更小、25度或更小、24度或更小、23度或 更小、22度或更小、21度或更小、20度或更小、19度或更小、18度或更小、17度或更小、16度或更小、15度或更小、14度或更小、13度或更小、12度或更小、11度或更小、或10度或更小。在一些實施例中，該影像視角係在約10度與約45度之間。為一致性，針對一給定寶石之該影像視角當收集影像時將保持恆定。
影像旋轉角度：亦如圖4中所繪示，可由一影像旋轉角度β描述在該成像捕獲組件與該平台上之一預界定位置(例如點540)之間的相對旋轉位置。例如，可使該影像捕獲組件與該平台表面相對於彼此旋轉，使得藉由連續影像之間的一經設定角變化而改變該影像旋轉角度。例如，兩個連續影像之間的角變化可為0.5度或更小、1度或更小、1.5度或更小、2度或更小、3度或更小、4度或更小、5度或更小、6度或更小、7度或更小、8度或更小、9度或更小、10度或更小、12度或更小、15度或更小、18度或更小、20度或更小、24度或更小、30度或更小、45度或更小、60度或更小、90度或更小、或180度或更小。將理解，可以任何數目設定該角旋轉變化。
亦將理解，可使該平台及該影像捕獲組件相對於彼此旋轉任何值之一總旋轉角度，不限於一360度全旋轉。在一些實施例中，資料(例如色彩影像)係小於一360度全旋轉之一旋轉之收集。在一些實施例中，資料(例如色彩影像)係多於一360度全旋轉之一旋轉之收集。
當收集相同樣本寶石之一組影像時，可改變角旋轉變化。例如，影像1與影像2之間的角差可為5度，但影像2與影像3之間的差可為10度。在較佳實施例中，連續影像之間的角差在相同樣本寶石之相同組影像內保持恆定。在一些實施例中，僅一組影像係一給定樣本寶石之收集。在一些實施例中，針對相同寶石收集多組影像，其中角差在各組內保持恆定但不同於彼此。例如，藉由針對連續影像改變該旋轉影像角度12度而收集一第一組影像，而藉由針對連續影像改變該旋 轉影像角度18度而收集一第二組影像。
針對一給定樣本寶石而收集之影像數目取決於該寶石之特性而改變。例示性特性包含(但不限於)形狀、切割、大小、色彩等等。
選擇性地收集來自含有該樣本寶石之該平台表面上之一區域之可見光譜。在一些實施例中，針對各寶石收集多個色彩影像。在一些實施例中，針對各寶石收集多個無色彩影像。色彩影像有利於判定(例如)一切割鑽石之色彩等級。
在一些實施例中，如將在下列章節中進一步討論，將處理由該CCD相機捕獲之影像以識別具有不同色彩或螢光強度之區域。此外，可在此等不同區域上使用來自該等相機像素之紅色信號、綠色信號及藍色信號而執行比色計算。在一些實施例中，此等計算將充分準確以給出一螢光等級。在一些實施例中，此等計算將充分準確以提供跨該鑽石之一色彩分佈及此等色彩計算之比較，其中自該經量測光譜獲得之比較可幫助識別可能給出異常結果之鑽石。
在一些實施例中，基於自整個樣本寶石計算之色彩值而判定該螢光等級。在一些實施例中，基於自該樣本寶石之色彩區域計算之色彩值而判定該螢光等級。
可由偵測器陣列中之像素之數目及大小而判定一偵測器之解析度及容量。一般而言，該數位影像之空間解析度受像素大小限制。不幸的是，雖然減小像素大小改良空間解析度，但此係以信號雜訊比(SNR或信號/雜訊比)為代價。特定言之，當增加影像感測器像素大小或冷卻影像感測器時信號雜訊比經改良。同時，若影像感測器解析度保持相同，則該影像感測器之大小經增加。較高品質之偵測器(例如更佳數位相機)具有一大影像感測器及一相對較大像素大小用於良好影像品質。
在一些實施例中，本發明之一偵測器具有1平方微米或更小；2 平方微米或更小；3平方微米或更小；4平方微米或更小；5平方微米或更小；6平方微米或更小；7平方微米或更小；8平方微米或更小；9平方微米或更小；10平方微米或更小；20平方微米或更小；30平方微米或更小；40平方微米或更小；50平方微米或更小；60平方微米或更小；70平方微米或更小；80平方微米或更小；90平方微米或更小；100平方微米或更小；200平方微米或更小；300平方微米或更小；400平方微米或更小；500平方微米或更小；600平方微米或更小；700平方微米或更小；800平方微米或更小；900平方微米或更小；1000平方微米或更小；1100平方微米或更小；1200平方微米或更小；1300平方微米或更小；1400平方微米或更小；1500平方微米或更小；1600平方微米或更小；1700平方微米或更小；1800平方微米或更小；1900平方微米或更小；2000平方微米或更小；2100平方微米或更小；2200平方微米或更小；2300平方微米或更小；2400平方微米或更小；2500平方微米或更小；2600平方微米或更小；2700平方微米或更小；2800平方微米或更小；2900平方微米或更小；3000平方微米或更小；3100平方微米或更小；3200平方微米或更小；3300平方微米或更小；3400平方微米或更小；3500平方微米或更小；3600平方微米或更小；3700平方微米或更小；3800平方微米或更小；3900平方微米或更小；4000平方微米或更小；4100平方微米或更小；4200平方微米或更小；4300平方微米或更小；4400平方微米或更小；4500平方微米或更小；4600平方微米或更小；4700平方微米或更小；4800平方微米或更小；4900平方微米或更小；5000平方微米或更小；5100平方微米或更小；5200平方微米或更小；5300平方微米或更小；5400平方微米或更小；5500平方微米或更小；5600平方微米或更小；5700平方微米或更小；5800平方微米或更小；5900平方微米或更小；6000平方微米或更小；6500平方微米或更小；7000平方微米或更小；7500平方微米或更小；8000平方 微米或更小；8500平方微米或更小；9000平方微米或更小；或10000平方微米或更小之一像素大小。在一些實施例中，該像素大小大於10000平方微米，例如達20000平方微米、50000平方微米或100000平方微米。
在一些實施例中，至該偵測器之曝露時間可經調整以最佳化影像品質且以促進該寶石之一光學性質之一等級之判定，諸如色彩或螢光位準。在一些實施例中，螢光發射係相當弱的且因此需要長曝露時間用於評估螢光品質。例如，至一CCD偵測器之曝露時間可為0.1微秒(ms)或更長、0.2微秒或更長、0.5微秒或更長、0.8微秒或更長、1.0微秒或更長、1.5微秒或更長、2.0微秒或更長、2.5微秒或更長、3.0微秒或更長、3.5微秒或更長、4.0微秒或更長、4.5微秒或更長、5.0微秒或更長、5.5微秒或更長、6.0微秒或更長、6.5微秒或更長、7.0微秒或更長、7.5微秒或更長、8.0微秒或更長、8.5微秒或更長、9.0微秒或更長、9.5微秒或更長、10.0微秒或更長、15.0微秒或更長、20.0微秒或更長、25.0微秒或更長、30.0微秒或更長、35.0微秒或更長、40.0微秒或更長、45.0微秒或更長、50.0微秒或更長、55.0微秒或更長、60.0微秒或更長、65.0微秒或更長、70.0微秒或更長、75.0微秒或更長、80.0微秒或更長、85.0微秒或更長、90.0微秒或更長、95.0微秒或更長、100.0微秒或更長、105.0微秒或更長、110.0微秒或更長、115.0微秒或更長、120.0微秒或更長、125.0微秒或更長、130.0微秒或更長、135.0微秒或更長、140.0微秒或更長、145.0微秒或更長、150.0微秒或更長、175.0微秒或更長、200.0微秒或更長、225.0微秒或更長、250.0微秒或更長、275.0微秒或更長、300.0微秒或更長、325.0微秒或更長、350.0微秒或更長、375.0微秒或更長、400.0微秒或更長、425.0微秒或更長、450.0微秒或更長、475.0微秒或更長、500.0微秒或更長、550.0微秒或更長、600.0微秒或更長、650.0 微秒或更長、700.0微秒或更長、750.0微秒或更長、800.0微秒或更長、850.0微秒或更長、900.0微秒或更長、950.0微秒或更長、1秒或更長、1.1秒或更長、1.2秒或更長、1.3秒或更長、1.4秒或更長、1.5秒或更長、1.6秒或更長、1.7秒或更長、1.8秒或更長、1.9秒或更長、2秒或更長、2.5秒或更長、3秒或更長。應理解，曝露時間可相對於(例如)光源強度而改變。
在另一態樣中，本文中所揭示之方法及系統用以偵測或評定一樣本寶石之螢光性質隨時間之改變。例如，一寶石之螢光之色彩可隨著時間改變。同樣地，一寶石之螢光之強度可隨著時間改變。
在此等實施例中，多組或複數個影像(例如色彩影像)係在一段時間週期內之一寶石之收集。例如，使用本文中所揭示之系統，在多個影像角度上自動地收集各組影像。不存在對可隨時間收集多少組影像之限制，例如，可收集兩組或兩組以上影像；三組或三組以上影像；四組或四組以上影像；五組或五組以上影像；六組或六組以上影像；七組或七組以上影像；八組或八組以上影像；九組或九組以上影像；10組或10組以上影像；15組或15組以上影像；20組或20組以上影像；30組或30組以上影像；50組或50組以上影像；或100組或100組以上影像。
在一些實施例中，全部組影像係藉由應用相同系統構形之相同寶石之收集；例如，使用相同相機、相同影像角度、相同反射器、相同平台等等。
在多組影像中，兩個連續組影像分別用於從數分鐘至數小時或甚至幾天之一時間間隙，其取決於該石頭之色彩改變之性質。藉由色彩改變可如何快速地在樣本石頭中發生而判定該時間間隙之持續時間。不存在對該時間間隙可為多長或多短之限制。例如，該時間間隙可為兩分鐘或更短；五分鐘或更短；10分鐘或更短；20分鐘或更短； 30分鐘或更短；60分鐘或更短；2小時或更短；5小時或更短；12小時或更短；24小時或更短；2日或更短；5日或更短；或10日或更短。
在一些實施例中，針對各組影像完成計算以給該樣本寶石賦予一螢光等級。接著來自多組影像之螢光等級經比較以判定隨時間之螢光改變。
在另一態樣中，本文亦提供一資料分析單元，包含一硬體組件(例如電腦)及一軟體組件兩者。
該資料分析單元儲存、轉換、分析、及處理由該光學單元收集之該等影像。該電腦單元控制該系統之各種組件，例如該平台之旋轉及高度調整、該照明源之強度及曝露時間之調整。該電腦單元亦控制縮放、調整該光學單元與該寶石平台之相對位置。
圖8繪示一例示性電腦單元800。在一些實施例中，一電腦單元800包括一中央處理單元810、一電源812、一使用者介面820、通信電路816、一匯流排814、一非揮發性儲存控制器826、一可選非揮發性儲存件828、及一記憶體830。
記憶體830可包括揮發性及非揮發性儲存單元，例如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體及其類似者。在一些實施例中，記憶體830包括高速RAM用於儲存系統控制程式、資料、及應用程式，例如自非揮發性儲存件828加載之程式及資料。將瞭解，在任何給定時間，記憶體830中之該等模組或資料結構之任何者之全部或一部分事實上可經儲存於記憶體828中。
使用者介面820可包括一或多個輸入裝置824(例如鍵盤、小鍵盤、滑鼠、滾輪、及其類似者)及一顯示器822或其他輸出裝置。一網路介面卡或其他通信電路816可提供至任何有線或無線通信網路之連接。內部匯流排814提供電腦單元30之前述元件之互連。
在一些實施例中，電腦單元800之操作主要由操作系統828控 制，其由中央處理單元810執行。操作系統382可儲存於系統記憶體830中。除操作系統382外，系統記憶體830之一典型實施方案可包含用於控制進入由本發明使用之各種檔案及資料結構之一檔案系統834、一或多個應用模組836、及一或多個資料庫或資料模組852。
在根據本發明之一些實施例中，應用模組836可包括下文所描述及圖8中所繪示之下列模組之一或多者。
資料處理應用838：在根據本發明之一些實施例中，一資料處理應用838接收並處理在該光學單元與該資料分析單元之間共用之光學量測。在一些實施例中，資料處理應用838利用一演算法來判定該影像之部分，其對應於該樣本寶石且消除無關數位資料。在一些實施例中，資料處理應用838使該等數位影像之各像素轉換成個別色彩分量。
內容管理工具840：在一些實施例中，內容管理工具840用以使資料852之不同形式組織成多個資料庫854，例如一影像資料庫856、一經處理影像資料庫858、一參考寶石資料庫860、及一可選使用者密碼資料庫862。在根據本發明之一些實施例中，內容管理工具840用以搜尋並比較寄宿於電腦單元30上之該等資料庫之任何者。例如，在不同時間取得之該相同樣本寶石之影像可經組織成相同資料庫。另外，關於該樣本寶石之資訊可用以組織該影像資料。例如，相同切割之鑽石之影像可經組織至相同資料庫中。另外，該相同源之鑽石之影像可經組織至相同資料庫中。
儲存於電腦單元800上之該等資料庫包括任何形式之資料儲存系統，包含(但不限於)一平坦檔案、一關係資料庫(SQL)、及一在線分析處理(OLAP)資料庫(MDX及/或其等之變化形式)。在一些特定實施例中，該等資料庫係分層OLAP立方體。在一些實施例中，該等資料庫各具有一星形模式，其不經儲存為一立方體，但具有界定層級之尺 寸表。進一步言之，在一些實施例中，該等資料庫具有在下伏資料庫或資料庫模式中不明確地斷裂之層級(例如，尺寸表並不是層級式配置)。
在一些實施例中，內容管理工具840利用一聚集方法用於判定分級特性。
系統管理及監測工具842：在根據本發明之一些實施例中，系統管理及監測工具842管理並監測電腦單元30之全部應用及資料檔案。系統管理及監測工具842控制哪一使用者、伺服器、或裝置已進入電腦單元30。在一些實施例中，藉由限制資料自電腦單元800下載或上傳存取而達成安全管理及監測，使得該資料經保護免受惡意存取。在一些實施例中，系統管理及監測工具842使用一個以上安全量測以保護儲存於電腦單元30上之資料。在一些實施例中，可應用一隨機旋轉安全系統以保護儲存於遠端電腦單元30上之資料。
網路應用846：在一些實施例中，網路應用846使電腦單元800連接至網路且藉此連接至任何網路裝置。在一些實施例中，一網路應用846在其將資料轉移至其他應用模組(諸如資料處理應用838、內容管理工具840、及系統管理及監測工具842)之前接收來自中間閘道伺服器或一或多個遠端資料伺服器之資料。
計算及分析工具848：計算及分析工具848可應用任何可用方法或演算法來分析及處理自一樣本寶石收集之影像。
系統調整工具850：系統調整工具850控制並修改該系統之各種組件之構形。例如，系統調整工具850可在不同遮罩之間切換，改變一可調整遮罩之大小及形狀，調整縮放光學器件，設定並修改曝露時間等等。
資料模組852及資料庫854：在一些實施例中，儲存於電腦單元800上之該等資料結構之各者係一單一資料結構。在其他實施例中， 任何或全部此等資料結構可包括複數個資料結構(例如，資料庫、檔案及記錄)，其等可或可不全部儲存於電腦單元30上。一或多個資料模組852可包含任何數目之資料庫852，其等由內容管理工具840而經組織成不同結構(或其他形式之資料結構)。
除上文所識別模組外，各種資料庫854可儲存於電腦單元800或可由電腦單元800定址之一遠端資料伺服器上(例如，該電腦單元可發送資訊至其及/或自其擷取資訊之任何遠端資料伺服器)。例示性資料庫854包含(但不限於)影像資料庫856、經處理影像資料庫858、參考寶石資料庫860、可選部件密碼資料組862、及寶石資料864。
影像資料庫856用以在寶石被分析之前儲存寶石之影像。經處理影像資料庫858用以儲存經處理寶石影像。在一些實施例中，經處理影像資料庫858亦儲存自經處理影像轉換之資料。經轉換資料之實例包含(但不限於)一影像中之像素之個別色彩分量，表示一影像中之該等像素之色彩分佈之一二維或三維圖；一影像中之像素之經計算L *、C *、a或b值；一或多個影像之L *、C *、a或b值之平均。
參考寶石資料庫860：現有或已知參考之資料、或主寶石(例如，L *、C *、a或b值之等級值)儲存於參考寶石資料庫860中。在一些實施例中，已知參考或主寶石之資訊用作用於判定一未知寶石樣本之該等等級值或L *、C *、a或b值之標準。該光學品質(諸如色彩或螢光等級)已經判定用於已知參考或主寶石。例如，亮型切割之一樣本鑽石之光學量測用以計算L *、C *、a或b之一值，其接著與該相同切割之複數個已知參考或主鑽石之L *、C *、a或b之值相比較。該樣本鑽石之等級將藉由最緊密地匹配參考寶石而判定。在較佳實施例中，該等參考寶石具有相同於或類似於樣本寶石之大小或重量。
可選使用者密碼資料庫862：在一些實施例中，提供一可選密碼資料庫862。密碼及其他關於本系統之使用者之安全資訊可經產生且 儲存於該等使用者之密碼經儲存並管理於其中之電腦單元800上。在一些實施例中，給予使用者選擇安全設定之機會。
在一態樣中，本文提供用於系統校準、資料收集、資料處理及分析之方法。例如，寶石之色彩數位影像經獲得、經處理且經計算以演現一或多個值用於評估並分級切割寶石(諸如鑽石)之品質。
並非所有寶石一經UV曝露就發射螢光。即使針對一經UV曝露確實發射螢光之寶石，螢光位準亦非常不可能係均勻的，因為在一寶石內之螢光材料通常並非均勻分佈。進一步言之，一寶石之並非全部部分都可發射螢光。螢光分級之一重要態樣係精確地識別螢光在其內發射之區域且聚焦此等區域內之資料分析以改良準確度。
針對螢光分析，使用至少兩組測試資料。例如，針對在相同條件下(例如，在一設定影像視角及一設定影像旋轉角度下)之一給定樣本寶石，捕獲至少兩個影像：在規則非UV照明下(例如在一可見近似日光光源下)之一影像，及在UV照明下之另一影像(例如，一螢光或螢光影像，亦被稱為一UV影像)。在一些實施例中，在規則非UV照明下捕獲之該組影像用以外推輪廓遮罩。在一些實施例中，在UV照明下捕獲之該組影像用以外推螢光之區域(例如圖7C及圖7D)。相較之下，使用一組測試資料用於色彩分析。例如，一樣本寶石係在相同照明條件下(例如在一近似日光光源下)同時使用一遠心透鏡以相同影像視角同時以一設定時間間隔改變該影像旋轉角度而捕獲該樣本寶石之多個色彩影像。
圖7A及圖7B繪示一鑽石之影像，其中該背景白色色彩已經掩飾以突顯該鑽石之存在。如圖7B中所繪示，圍繞該鑽石之暗區域形成一輪廓遮罩。在一些實施例中，一輪廓遮罩對應於一樣本寶石之實體邊界或邊緣，如在一給定影像視角及一給定影像旋轉角度處所觀察到。因此，該輪廓遮罩之開口涵蓋在該給定影像視角及影像旋轉角度 處之該樣本寶石之一全影像或整個區域。如分析章節之方法中所繪示，此等輪廓遮罩可經界定用於各影像以隔離分析之區域且提取量測(諸如寬度及高度)。
圖7C描繪在輪廓提取之前(a)及輪廓提取之後(b)之受一可見光源照明之一寶石。如所繪示，該所得輪廓遮罩對應於在二維中之鑽石於特定影像捕獲條件下的實體大小。圖7D描繪在螢光提取之前(a)及螢光提取之後(b)之受一螢光影像中之一UV光源照明之一寶石。此處，重要的是，要理解，呈現為一螢光影像中之螢光的區域(即，該明顯螢光區域)在大小上可不同於(例如大於)能夠發射螢光之一寶石內之一區域，因為當螢光發射被捕獲於一影像中時，可自發射螢光之區域延伸。如(b)中所展示，事實上，該明顯螢光區域大於該鑽石自身之實體大小，歸因於螢光自一樣本平台反射。因此，該明顯螢光區域大大地大於該輪廓遮罩之開口，如在圖7C(b)與圖7D(b)之間的比較中所繪示。在一些實施例中，該輪廓遮罩係用以計算螢光強度；例如，如由根據照明國際委員會(CIE或國際照明委員會)之參數L表示。此處，該寶石之整個區域將經評估以準確地定量該寶石之總螢光發射位準。
一螢光遮罩係用以界定該寶石內之區域，該區域將受到進一步分析或計算。在圖7C及圖7D中所繪示之情況下，該明顯螢光區域大大地大於該寶石之實體尺寸(例如，如由一輪廓遮罩之開口表示)，其建議該明顯螢光區域包含不對應於一寶石之任何部分的區域。為消除不準確度，自進一步資料分析中移除超過該寶石之實體邊界的任何螢光。僅自一寶石之邊界內之螢光量測將受到進一步計算及分析，以提供自該寶石發射之螢光之評估。當螢光自該整個寶石發射且該明顯螢光區域覆蓋該整個寶石時，藉由重疊該明顯螢光區域來識別該螢光遮罩；例如，圖7D(b)，至該寶石之輪廓遮罩上；例如，圖7C(b)。將消除在該明顯螢光區域中的任何區域，其在由該輪廓遮罩界定之該等邊 界外部。該明顯螢光區域之該剩餘部分對應於該螢光遮罩。事實上，螢光遮罩係藉由圖7C(b)×圖7D(b)計算。你可以據此改變上文描述嗎？在上文描述下，不可覆蓋非均質強螢光鑽石。
在其他寶石中，一明顯螢光區域亦可小於該寶石之實體邊界，如由一輪廓遮罩界定且如圖7E及圖7F中所展示。圖7E繪示自(a)至(b)之一輪廓提取，其類似於圖7C之一輪廓提取。在圖7F中，自僅該寶石內之受限區域發射螢光。該等區域係小的，且斷開連接。在應用螢光提取之後，獲得一明顯螢光區域，如圖7F(b)中所指示。在此情況下，該明顯螢光區域亦含有經斷開連接較小區域的補片。該整個明顯螢光區域大大地小於圖7E中所展示之該輪廓遮罩。
在圖7E及圖7F中所繪示之情況下，該明顯螢光區域大大地小於該寶石之實體大小(例如如由一輪廓遮罩之開口表示)。另外，該明顯螢光區域中之螢光係非連續的，此意謂非發射區域已自該明顯螢光區域排除。為消除不準確度，在一些實施例中，具有匹配該較小明顯螢光區域之一開口之一螢光遮罩將被用以界定該寶石內之區域用於進一步分析。再次，藉由重疊該明顯螢光區域(例如，圖7F(b))至該寶石之輪廓遮罩上(例如，圖7E(b))來識別該螢光遮罩。將消除在該明顯螢光區域中由該輪廓遮罩界定之該等邊界外部的任何區域。該明顯螢光區域之該剩餘部分對應於該螢光遮罩。僅自該螢光遮罩之開口內的螢光量測將受到進一步計算及分析，以提供自該寶石發射之螢光的評估。
在一些實施例中，該螢光遮罩包括一連續開口；例如，參見圖7C之(b)。在一些實施例中，該螢光遮罩包括一非連續開口；例如，參見圖7F之(b)。在一些實施例中，該螢光遮罩之該總開口區域對應於該寶石之實體大小。在一些實施例中，該螢光遮罩之總開口區域大大地小於該寶石之實體大小。
基於本文中所揭示之設備及系統之一例示性程序係概述於圖9A 中。熟習此項技術者將理解，所提供之步驟係例示性的，且可以任何順序應用或以任何可行組合使用。
在步驟9000處，執行系統校準。例如，為具有可再生結果且抵消非UV光源之波動，調整一影像捕獲組件(諸如一色彩相機)之白平衡。在此步驟處，個別色彩分量(例如RGB)之像素增益經調整，使得該平台表面之背景影像變成白色。使用一裸平台表面完成背景調整；即，不使該樣本寶石定位於該平台表面上。較佳地，在該光源已穩定之後完成該背景調整。在一些實施例中，在收集一樣本寶石之影像之前在一短時間週期內完成該背景調整。在一些實施例中，在該光源已穩定之後且在寶石影像收集不久之前完成該背景調整。當頂部反射器模組60在閉合構形中時執行白背景調整。接著，打開該頂部反射器模組且一使用者可使一樣本寶石放置於該平台表面之中心處。此處應小心，使得該平台表面、該樣本腔室中及針對該光學單元之照明及其他條件及設定在該樣本寶石經放置之前及之後保持相同。
螢光量測由螢光材料(例如螢光體)當其接收來自UV照明之輸入能量時發射之可見光。一般而言，將理解該UV照明越強烈，該螢光材料將越強地發射可見光。
在一些實施例中，該輸入UV照明之強度經調整以最佳化螢光量測。例如，一功率計(例如自Thorlabs之PM160T熱感測器功率計)用以量測來自該UV光源之光強度。UV強度經調整為相同強度位準以提供可再生螢光量測結果。
在步驟9010處，以不同影像旋轉角度同時保持該影像視角恆定而捕獲一樣本寶石之色彩影像。在各影像旋轉角度處，至少兩個影像將為該寶石之捕獲：當該寶石由一非UV光源(例如一近似日光光源)照明時之一規則影像及當該寶石由一UV光源(例如經設定為在一預定強度處)照明之一螢光影像。
在較佳實施例中，連續色彩影像之間的角差遍及全部影像之收集保持恆定。本文中所揭示之任何構形(例如涉及影像視角及影像旋轉角度)可應用於該影像收集程序。例如，若設定該相機每秒拍30張照片且該樣本平台之一全旋轉花3秒，則在一全旋轉之後將收集90個影像。在一些實施例中，平台表面完成相對於該影像捕獲組件之至少一全旋轉。在一些實施例中，該旋轉小於一全旋轉。在一些實施例中，該旋轉多於一全旋轉；例如，1.2倍全旋轉或更小、1.5倍全旋轉或更小、1.8倍全旋轉或更小、2倍全旋轉或更小、5倍全旋轉或更小、或10倍全旋轉或更小。
在步驟9020處，提取一輪廓遮罩用於一經非UV照明影像。一般而言，一輪廓遮罩對應於由一樣本寶石佔據之實體區域，其由該樣本寶石之全影像表示。圖7A及圖7B繪示在應用一輪廓遮罩之前及之後之該相同鑽石之一影像之差異。如圖7B中所描繪，該輪廓遮罩突顯且清楚地界定該鑽石之邊緣，使得如同寬度及高度之參數可更加容易經量測。完成該輪廓遮罩提取程序用於針對一給定樣本寶石取得之全部經非UV照明影像。
存在許多用於邊緣偵測之方法，且其等之大多數可經分組成兩類：基於搜尋及基於零交越。該等基於搜尋方法藉由首先計算邊緣強度之一量測(通常一一階導數式(諸如梯度幅值))接著使用該邊緣之局部定向(通常梯度方向)之一經計算估計而搜尋該梯度幅值之局部方向性最大值而偵測邊緣。該等基於零交越方法搜尋自該影像計算之一二階導數式中之零交越以找到邊緣，通常Laplacian之零交越或一非線性微分式之零交越。
至今已知之邊緣偵測方法主要差異在於所應用之平滑濾波器之類型及計算邊緣強度之量測之方法。因為許多邊緣偵測方法依賴影像梯度之計算，所以其等在用於在x-方向及y-方向上計算梯度估計之類 型之濾波器中不同。
此處，可使用用於提取一輪廓遮罩之任何可適用方法，包含(例如)判定商業可用軟體產品(諸如PhotoshopTM等等)中之濾波器之一邊緣。另外，例如，可開發一樣本演算法，其中在具有匹配背景白色色彩之一色彩值之一影像中之任何連續區域(如先前所校準)經界定為黑色。因此，一連續黑色區域將形成具有一開口之對應於一樣本寶石之全影像之輪廓遮罩。
基於輪廓遮罩，針對對應於一樣本寶石之全影像之各開口區域，幾何參數之值(例如，如圖7B中所繪示之寶石之寬度及高度)經判定。輪廓遮罩用於該等幾何參數之更加準確或自動量測。本質上，基於各輪廓遮罩或更精確地各輪廓遮罩之開口而判定該等幾何參數。針對各影像取得該等量測。在此步驟之後，複數組量測值經判定用於該複數個色彩影像(或其等對應輪廓遮罩)，包含(例如)複數個寬度量測及複數個高度量測。
在步驟9030處，自在UV照明下捕獲之該相同樣本寶石之一影像而提取一明顯螢光區域。該明顯螢光區域由由能夠發射螢光之樣本寶石之部分之螢光發射之程度而界定。如圖7D及圖7F中所繪示，一明顯螢光區域可大於或小於該寶石之實體大小。特定言之，一明顯螢光區域可為非連續的，歸因於發射螢光之該等寶石之經斷開連接部分。
在步驟9040至步驟9060處，使一明顯螢光區域重疊於該對應輪廓遮罩之頂部上以識別一螢光遮罩。該重疊步驟之一重要態樣係識別該明顯螢光區域之部分，其落於一樣本寶石(如由一輪廓遮罩界定)之實體邊界外部。因為該螢光發射之此部分不對應於該樣本寶石內之任何實體區域，所以包含其於評估螢光中可能導致錯誤。因而，在一些實施例中，當在該樣本寶石之實體邊界外部存在任何螢光時，將在步驟9050中移除該樣本寶石之實體邊界外部之對應螢光。相較之下，在 其他實施例中，當在該樣本寶石之實體邊界外部不存在螢光時，可在步驟9060處直接計算一螢光遮罩，通常如該明顯螢光區域自身。
例如，在圖7D(a)中，螢光現在穿過該整個寶石，導致圖7D(b)中所描繪之一大的且連續的明顯螢光區域。在此情況下，一螢光遮罩係該輪廓遮罩及該明顯螢光區域之一複合物，其藉由移除超過該樣本寶石之實體邊界(即輪廓遮罩)之全部區域而獲得。藉由使該明顯螢光區域重疊於該輪廓遮罩上且接著移除超過該輪廓遮罩之實體邊界之任何螢光而識別一螢光遮罩。該螢光遮罩係該明顯螢光區域及該輪廓遮罩之交叉成分。在特定實例中，因為該明顯螢光區域係連續的且一輪廓遮罩總是連續，所以該所得螢光遮罩本質上係該輪廓遮罩，如步驟9050及步驟9060中所概述。圖7E及圖7F中所繪示之情況係有一點不同。此處，由該樣本寶石之經斷開連接部分發射螢光，導致一非連續明顯螢光區域，如圖7F(b)中所展示。再次，藉由使該明顯螢光區域重疊於該輪廓遮罩上且接著移除超過該輪廓遮罩之實體邊界之任何螢光而識別一螢光遮罩。在此特定實例中，在該樣本寶石之實體邊界(即輪廓遮罩)外部不存在螢光。該所得螢光遮罩對應於圖7F(b)中之明顯螢光區域，如步驟9050及步驟9060中所概述。
將理解，若該經提取明顯螢光區域係非連續的但亦延伸超過該樣本寶石之實體邊界(即該輪廓遮罩)，則該所得螢光遮罩將為該明顯螢光區域，其中該輪廓遮罩之邊界外部之區域經排除(例如步驟9050及步驟9060)。再次，藉由重疊該明顯螢光區域而識別該螢光遮罩；例如，圖7C(b)，至該寶石之輪廓遮罩上；例如，圖7D(b)。將消除在該明顯螢光區域中之任何區域，其在由該輪廓遮罩界定之該等邊界外部。與該輪廓遮罩交叉之該明顯螢光區域之剩餘部分對應於該螢光遮罩。
在一些實施例中，該螢光遮罩對應於該整個寶石之20%或更少、 該整個寶石之25%或更少、該整個寶石之30%或更少、該整個寶石之35%或更少、該整個寶石之40%或更少、該整個寶石之45%或更少、該整個寶石之50%或更少、該整個寶石之55%或更少、該整個寶石之60%或更少、該整個寶石之65%或更少、該整個寶石之70%或更少、該整個寶石之75%或更少、該整個寶石之80%或更少、該整個寶石之85%或更少、該整個寶石之90%或更少、或該整個寶石之100%或更少。在一些實施例中，該螢光遮罩對應於該樣本寶石之整個實體區域。
為經改良精確度及一致性，僅該螢光遮罩內之像素將受計算及進一步分析(例如步驟900)。一例示性資料收集、計算及分析程序繪示於圖9B及圖9C中。
在步驟910處，在非UV照明下捕獲一樣本寶石之複數個影像。以不同影像旋轉角度同時該影像視角保持恆定而捕獲該等色彩影像。影響資料收集之考量全部係可用的。
在步驟920處，在UV照明下捕獲一樣本寶石之複數個螢光影像。以不同影像旋轉角度同時該影像視角保持恆定而捕獲該等色彩影像。影響資料收集之考量係全部可用的。術語「螢光影像(fluorescent image)」及「螢光影像(fluorescence image)」將互換地使用。
在步驟930處，一螢光遮罩應用於該複數個螢光影像中之各螢光影像。用於計算一螢光遮罩之例示性方法已繪示於圖9A中且先前已描述。
在步驟940處，該螢光遮罩內之像素受該等螢光影像之量化分析。例如，各像素可經分析以量化特定像素中之全部色彩分量之值。藉由演算法判定色彩分量數，當首先捕獲該色彩影像時根據該演算法而編碼該像素。在一些實施例中，該影像自其捕獲色彩模式(例如CMYK)轉換至一不同色彩模式(例如RGB)。在針對該螢光遮罩內之各 像素中之各色彩分量而量化值之後，可針對在一給定螢光影像中之各色彩分量而計算一平均值。可針對全部影像重複該程序以計算全部螢光影像中之各色彩分量之平均值。最終，可基於來自全部螢光影像之資訊而針對各色彩分量計算一最終平均值。
在步驟950處，執行該轉換程序用於在一影像中之一經界定區域內之全部像素以計算該一或多個參數之平均值。910至950之步驟可經重複用於該複數個色彩影像中之全部影像。最終，可基於來自全部影像之資訊而計算該一或多個參數(例如，L *、a *、及b *)之平均值用於各色彩分量。
在步驟960處，基於該一或多個參數之值而計算一第一螢光記分。例如，此處，該第一螢光記分可為色度(C*)及色相(h)值，其基於CIE色彩空間值(例如，L *、a *、及b *)而計算；例如基於下列方程式(圖10)：
Figure 105110135-A0202-12-0038-2
Figure 105110135-A0202-12-0038-3
在一些實施例中，使用由CIE公佈之標準來分析色彩影像(例如，作為波長之一函數之色彩匹配函數及照明體之表)。該標準日光照明體之一曲線具有6500K之一相關色彩溫度，D 65。此處，此照明體由函數H D65(λ)表示。該等色彩匹配函數：
Figure 105110135-A0202-12-0038-42
(λ)、
Figure 105110135-A0202-12-0038-43
(λ)、
Figure 105110135-A0202-12-0038-44
(λ)用以計算比色法參數。
在一些實施例中，該第一螢光記分表示由該樣本寶石發射之螢光之色彩或色相特性。
圖9C繼續繪示用於螢光等級分析之一例示性程序。在步驟962處，量化一螢光影像中之該寶石之實體區域內之各像素中之個別色彩分量(例如由對應輪廓遮罩界定)。在一些實施例中，使各像素分割成 表示色彩紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之三個值。在一些實施例中，使各像素分割成表示色彩青色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)及黑色(K)之三個值。在一些實施例中，該影像自其捕獲色彩模式(例如CMYK)轉換成一不同色彩模式(例如RGB)或反之亦然。接著，該等個別色彩分量用以計算一或多個參數，例如CIE色彩空間值(例如，L *、a *、及b *)。
在步驟964處，針對在一作業階段期間(例如，在相同照明條件下同時該影像捕獲組件(例如一相機)在相同設置下構形)之一特定寶石而收集之全部螢光影像而計算該一或多個參數(例如，L *、a *、及b *)。
在步驟970處，針對該相同寶石計算一第二螢光記分。在一些實施例中，該第二螢光記分表示該寶石之螢光強度。在一些實施例中，該第二螢光記分根據所取得之全部螢光影像而表示該寶石之平均螢光強度；例如，平均L *值。
在步驟980處，使該第一螢光記分及/或該第二螢光記分之值(例如，L *、C *、h *)與對應控制寶石之先前經判定標準值比較來賦予一螢光等級至該樣本寶石。使用相同或一類似程序獲得控制寶石之該先前經判定標準值。例如，一或多組樣本石頭(其等共用相同或類似色彩、比例或形狀特性且其等螢光分級值先前已經判定)用作該等控制寶石或分級標準。在一些實施例中，該螢光色彩係明顯的。在一些實施例中，該螢光色彩可能太弱而不能用於準確識別。在此等情況下，可使該樣本寶石之該第一螢光記分及/或該第二螢光記分與各具有一不同色彩之多組控制寶石比較。
計算色彩特性(例如，L *、C *、h *)之一實例係如下。因為鑽石係一透明材料，所以傳輸光譜T(λ)及反射光譜R(λ)之和用於三色值X、Y及Z之計算中：
Figure 105110135-A0202-12-0040-5
色度座標x及y接著經界定為：
Figure 105110135-A0202-12-0040-6
Figure 105110135-A0202-12-0040-7
達成一「感知上均勻」色彩空間之一嘗試係CIE 1976色彩空間，依其他方式已知為CIELAB色彩空間。其參數自三色值如下計算：光度，
Figure 105110135-A0202-12-0040-8
紅綠參數，
Figure 105110135-A0202-12-0040-9
及黃藍參數，
Figure 105110135-A0202-12-0040-10
，其中X W 、Y W 及Z W 係針對對應於該選定照明體之白點之三色值，在此情況下，係D65。
Figure 105110135-A0202-12-0040-11
Figure 105110135-A0202-12-0040-12
Figure 105110135-A0202-12-0040-13
該飽和度或色度經表達為：
Figure 105110135-A0202-12-0040-45
且該色相角經表達為：h ab =tan-1(b*/a*)。
源可用於影像/色彩轉換及變形。例如，寄宿於docs<dot>opencv<dot>org處之敞開CV項目可用以使RGB值轉換成CIE L、a、b值。另外，相同或類似資源允許RGB值與色相-飽和度-值(HSV)值之間、RGB值與色相-飽和度-亮度(HSL)值之間、RGB值與在Adams色差色彩空間中之CIE Lve值之間的轉換。
本發明可經實施為一電腦系統及/或一電腦程式產品，其包括嵌 入於一電腦可讀儲存媒體中之一電腦程式機構。進一步言之，本發明之該等方法之任何者可經實施於一或多個電腦或電腦系統中。進一步言之，本發明之該等方法之任何者可經實施於一或多個電腦程式產品中。本發明之一些實施例提供一電腦系統或一電腦程式產品，其編碼或具有用於執行本文中所揭示之方法之任何者或全部之指令。此等方法/指令可儲存於一CD-ROM、DVD、磁碟儲存產品或任何其他電腦可讀資料或程式儲存產品上。此等方法亦可嵌入於永久儲存件中，諸如ROM、一或多個可程式化晶片、或一或多個專用積體電路(ASIC)中。此等永久儲存件可經本地化於一伺服器、802.11存取點、802.11無線橋接器/站、重覆器、路由器、行動電話或其他電子裝置中。編碼於該電腦程式產品中之此等方法亦可經由網際網路或依其他方式而電子地分佈，藉由一電腦資料信號(軟體模組嵌入於其中)數位地或在一載波上之傳輸。
本發明之一些實施例提供一電腦系統或一電腦程式產品，其含有如本文中所揭示之程式模組之任何者或全部。此等程式模組可儲存於一CD-ROM、DVD、磁碟儲存產品或任何其他電腦可讀資料或程式儲存產品上。該等程式模組亦可嵌入於永久儲存件中，諸如ROM、一或多個可程式化晶片、或一或多個專用積體電路(ASIC)中。此等永久儲存件可經本地化於一伺服器、802.11存取點、802.11無線橋接器/站、重覆器、路由器、行動電話、或其他電子裝置中。嵌入於該電腦程式產品中之該等軟體模組亦可經由網際網路或依其他方式而電子地分佈，藉由一電腦資料信號(軟體模組嵌入於其中)數位地或在一載波上之傳輸。
在詳細描述本發明之後，將明白，在不背離隨附申請專利範圍中界定之本發明之範疇之情況下修改、變動及等效實施例係可行的。此外，應瞭解，本揭示內容中之全部實例作為非限制性實例而提供。
實例
提供下列非限制性實例以進一步繪示本文中所揭示之本發明之實施例。熟習此項技術者應瞭解，下列實例中所揭示之技術表示已經發現在本發明之實踐中很好地起作用之方法且因此可經考量以針對其實踐構成模式之實例。然而，熟習此項技術者應可根據本揭示內容瞭解，在不背離本發明之精神及範疇之情況下，在所揭示之特定實施例中可做許多改變且仍可獲得一相同或類似結果。
實例1 針對規則石頭之螢光分級
圖10展示在近似日光光源(頂部3個影像)及在UV照明(底部3個影像)兩者下取得之一樣本寶石之影像。在UV照明下，在該寶石內發射不同強度之螢光之部分係明顯的。
實例2 在參考石頭中之螢光發射位準之確認
在此實例中，具有不同螢光發射強度之4個參考石頭受分析。使影像視角設定於32度處。一點灰GS3-U3-28S5C相機用以捕獲在規則照明及UV照明下之影像。此處，由UV LED結合一帶通濾光器及準直透鏡提供頂部UV照明。
圖11繪示在除C值外，L值及h值兩者(尤其L值)與在該等參考石頭中觀察到之螢光發射之強度相關。
實例3 具有非均質螢光分佈之寶石
圖12中之影像展示具有非均質螢光分佈之一寶石。在不同影像旋轉角度處(0度、120度及240度)，觀察螢光發射之不同位準。當個別地評定各影像時，所得L值、C值、H值建議螢光強度之不同機械分級。然而，當藉由使來自全部影像之效果平均化而計算L值、C值、H 值時，機械分級記分及視覺檢測分級記分變成恆定。
實例4 具有藍色螢光之花式形狀石頭
圖13描繪具有花式形狀但全部具有藍色螢光之寶石。此處，使影像視角設定於32度處。灰點公司(Point Grey)之GS3-U3-28S5C相機可用以捕獲在規則照明及UV照明下之影像。此處，提供頂部UV照明。
該等石頭具有不同形狀及大小。在應用本文中所揭示之分析之後，針對各石頭之所得機械螢光分級記分相同於由人類視覺檢測提供之螢光分級記分。此處，該等石頭發射不同位準之藍色螢光。
實例5 具有不同螢光色彩之寶石
圖14描繪發射不同螢光色彩之兩個寶石：在左側之一者發射綠色螢光而在右側之一者發射黃色螢光。此處，使影像視角設定於32度處。一點灰GS3-U3-28S5C相機用以捕獲在規則照明及UV照明下之影像。此處，提供頂部UV照明。
再次，在應用本文中所揭示之分析之後，針對各石頭之所得機械螢光分級記分相同於由人類視覺檢測提供之螢光分級記分。此處，該等石頭發射不同螢光色彩。
實例6 具有不同大小及螢光色彩之寶石
圖15描繪發射不同螢光色彩之兩個寶石：在左側之一者發射黃色螢光而在右側之一者發射橘色螢光。此處，使影像視角設定於20度處。一點灰GS3-U3-28S5C相機用以捕獲在規則照明及UV照明下之影像。此處，提供頂部UV照明。
在應用本文中所揭示之分析之後，針對各石頭之所得機械螢光 分級記分相同於由人類視覺檢測提供之螢光分級記分。此處，該兩個樣本石頭具有徹底不同大小：一者幾乎係另一者之三倍大。另外，該等石頭發射不同螢光色彩。
上文所描述之各種方法及技術提供若干方式來執行本發明。當然，將理解，可並不一定根據本文中所描述之任何特定實施例來達成所描述之全部目標或優點。因此，例如，熟習此項技術者將識別，在並不一定達成如可在本文中教示或建議之其他目的或優點的情況下，可依達成或最佳化如本文中所教示之一優點或群組之優點之一方式而執行該等方法。本文中提及各種有利及不利替代。將理解，一些較佳實施例特定包含一個、另一或若干有利特徵，而其他者特定地排除一個、另一或若干不利特徵，而其他者特定地減輕由一個、另一或若干有利特徵之包含之一目前不利特徵。
此外，熟習技術者將識別來自不同實施例之各種特徵之應用。類似地，可由一般技術者混合且匹配上文所討論之各種元件、特徵及步驟以及各此元件、特徵或步驟之其他已知等效物來執行根據本文中所描述之原理之方法。在各種元件、特徵及步驟中，將在各種實施例中特定地包含一些元件、特徵及步驟且特定地排除其他者。
雖然已在某些實施例及實例之背景下揭示本發明，但熟習此項技術者將理解，本發明之實施例延伸超過特定揭示實施例至其他替代實施例及/或其等之使用及修改及等效物。
已在本發明之實施例中揭示許多變化形式及替代元件。熟習此項技術者將明白進一步變化形式及替代元件。
在一些實施例中，應理解用以描述且主張本發明之某些實施例之表示組分、諸如分子量之性質、反應條件等等之量的數值為在一些例項中由術語「約」修飾。據此，在一些實施例中，述於所寫入描述及隨附申請專利範圍中之數字參數為可隨一特定實施例企圖獲得之所 要特性變化之近似值。在一些實施例中，應鑒於所報告之有效數字及藉由應用一般湊整技術而解釋數值參數。雖然闡述本發明之一些實施例之廣泛範疇之數值範圍及參數為近似值，但已儘可能精確地報告特定實例中所闡述之數值。本發明之一些實施例中呈現之數值可含有必定由在其等各自測試量測中發現之標準偏差所致之某些誤差。
在一些實施例中，在描述本發明之一特定實施例之上下文中(尤其在下列某些申請專利範圍之上下文中)所用的術語「一」及「一個」及「該」及類似參考可解釋為覆蓋單數及複數兩者。文中敘述之數值範圍僅意欲用作對落於該範圍內之各單獨值的各別引用的一快捷方法。除非文中另有說明，否則各個別值如同其在本文中個別地敘述一樣併入至本說明書中。除非文中另外指示或與內文明顯矛盾，否則可以任何適宜順序執行文中所述之全部方法。文中相對於某些實施例而提供的任何及全部實例或示例性語言(例如「諸如」)的使用係僅意欲更充分地闡述本發明且不限制原本主張之本發明之範圍。本說明書中之語言不應被理解為表示為實施本發明所必需之任何非主張要素。
本文中所揭示之本發明之替代元件或實施例之分組不應解釋為限制。各群組部件可被稱為且個別地主張或與本文中發現之該群組之其他部件或其他元件組合。為方便及/或專利性目的，一群組之一或多個部件可包含於一群組中或自一群組刪除。當任何此等包含或刪除發生時，說明書在本文中被認為含有如所修改之群組因此填滿隨附申請專利範圍中所使用之全部遮罩群組之寫入描述。
本文中描述本發明之較佳實施例，包含發明者已知之用於執行本發明之最佳模式。在閱讀上述描述後，一般技術者將明白對彼等較佳實施例之變化形式。預期，熟習技術者可視情況利用此等變化形式，且可依除本文中所特定描述外之其他方式而實踐本發明。據此，本發明之許多實施例包含為適用法律容許之本發明隨附申請專利範圍 中所列舉標的之所有修改及等效物。此外，除非另外於本文中指明或者上下文內容明顯矛盾，否則本發明涵蓋其所有可能變化形式中之上述要素之任何組合。
此外，已遍及本說明書對專利及所出版公開案做各種參考。上文所述參考及所出版公開案之各者之全部以引用的方式併入本文中。
最後，將理解，本文中所揭示之本發明之實施例繪示本發明之原理。可經利用之其他修改可在本發明之範疇內。因此，藉由實例但非限制，可根據本文中之教示利用本發明之替代構形。據此，本發明之實施例不受限於精確地如所展示及所描述之彼等。

Claims (31)

  1. 一種用於評估一寶石之一螢光特性之設備，其包括：一不透光平台，其中該平台具有經構形(configured to)以支撐一待評估寶石之一平坦圓形表面；其中該平台經構形以經設定的角度變化繞一旋轉軸旋轉，且高度可調整；一圓環形可調諧(tunable)光源，其經成形以環繞該平台，其中該圓環形光源的高度相對於該平台係可調整的；一相機，其中使該相機以相對於支撐該寶石之該平台表面之一預定角度定位，且其中該相機及該平台經構形以相對於彼此旋轉；及一遠心透鏡，其經定位以將該經照明寶石之一影像提供至該相機；一半球形反射器裝置，其包括一反射性材料，其中該反射器裝置至少部分覆蓋該光源及該平台表面，且引導來自該光源之紫外(UV)輻射朝向經定位於該平台表面上之該寶石。
  2. 如請求項1之設備，其中該光源進一步提供均勻非UV照明至該寶石。
  3. 如請求項1之設備，其中該遠心透鏡係一物體空間遠心透鏡或一雙遠心透鏡。
  4. 如請求項1之設備，其中該平台經構形以繞一旋轉軸旋轉，該旋轉軸係垂直於其中該寶石經定位之該平台之側。
  5. 如請求項4之設備，其中該平台經構形以繞該旋轉軸旋轉360度。
  6. 如請求項4之設備，其中該平台係一平坦圓形平台，且其中該旋 轉軸穿過該圓形平台之中心。
  7. 如請求項1之設備，其中該平台表面包括一UV反射性材料。
  8. 如請求項1之設備，其中該平台表面包括一漫射UV反射性材料。
  9. 如請求項1之設備，其中該平台表面包括一白色漫反射性材料。
  10. 如請求項1之設備，其中該光源經構形為圍繞該平台表面之一環形燈。
  11. 如請求項1之設備，其中該光源包括複數個發光LED。
  12. 如請求項11之設備，其中該等LED發射365奈米或385奈米之螢光。
  13. 如請求項11之設備，其中該等LED係與一帶通濾光器耦合。
  14. 如請求項13之設備，其中該帶通濾光器經設定為在365奈米或385奈米。
  15. 如請求項14之設備，其中該等LED經構形為圍繞該平台表面之一環形燈。
  16. 如請求項1之設備，其中該光源包括一近似日光光源及複數個發光LED。
  17. 如請求項16之設備，其中該等LED係與一帶通濾光器耦合。
  18. 如請求項17之設備，其中該帶通濾光器經設定為在365奈米或385奈米。
  19. 如請求項1之設備，其中該相機與該平台表面之間之該預定角度係在近似零度與近似45度之間。
  20. 如請求項1之設備，其中該相機與該平台表面之間之該預定角度係在近似10度與近似35度之間。
  21. 如請求項1之設備，其中該相機係選自由一色彩相機、一CCD相機，及一或多個CMOS感測器組成之群組。
  22. 如請求項1之設備，其中該相機捕獲由UV輻射照明之該寶石的複 數個色彩影像，各影像包括該寶石之一全影像。
  23. 如請求項1之設備，其中該相機捕獲該經照明寶石之複數個色彩影像，其中當該影像捕獲組件與該平台表面係在一不同相對旋轉位置處時，取得各影像，且其中各影像包括該寶石之一全影像。
  24. 如請求項23之設備，其中該複數個色彩影像包括4個或4個以上色彩影像，且其中各影像係在一唯一影像角度處取得，且包括複數個像素。
  25. 如請求項1之設備，進一步包括：一電腦可讀媒體，用於儲存由該相機收集之該等影像。
  26. 如請求項1之設備，其中該螢光特性係一螢光強度位準、一螢光色彩，或其等之一組合。
  27. 如請求項1之設備，進一步包括：一介面，其係在該光源與該平台表面之間，用於調整該UV輻射之該輸出強度。
  28. 如請求項1之設備，進一步包括：一UV濾光器，其係在該相機與該遠心透鏡之間，用以消除全部UV成分。
  29. 一種用於評估一寶石之一色彩特性之設備，其包括：一不透光平台，其中該平台具有經構形以支撐一待評估寶石之一表面；其中該平台經構形以經設定的角度變化繞一旋轉軸旋轉，且高度可調整；在該平台之該表面上方之一圓環形可調諧(tunable)光源，其中該圓環形光源的高度經設計可相對於該平台調整，且提供均勻紫外(UV)輻射至該平台上之該寶石； 其中該可調諧光源可以發出多種波長的光；一相機，其中使該相機以相對於支撐該寶石之該平台表面之一預定角度定位，且其中該相機及該平台經構形以相對於彼此旋轉；一遠心透鏡，其經定位以將該經照明寶石之一影像提供至該相機；及一準直透鏡，其中該準直透鏡與該光源經耦合以提供均勻UV照明至該平台上之該寶石。
  30. 如請求項29之設備，進一步包括：一光學漫射器，其中該光學漫射器與該光源經耦合以提供均勻UV照明至該平台上之該寶石。
  31. 如請求項29之設備，進一步包括：一光學漫射器，其中該準直透鏡、光學漫射器與該光源經耦合以提供均勻UV照明至該平台上之該寶石。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11815465B2 (en) 2019-03-08 2023-11-14 Gemological Institute Of America, Inc. (Gia) Portable high-resolution gem imaging system
US11892405B2 (en) 2015-03-30 2024-02-06 Gemological Institute Of America, Inc. (Gia) Apparatus and method for fluorescence grading of gemstones

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9993931B1 (en) 2016-11-23 2018-06-12 Personal Care Marketing And Research, Inc. Razor docking and pivot
CA3046787A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 Gemological Institute Of America, Inc. (Gia) Device and method for screening gemstones
JP2018163027A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 東芝ライテック株式会社 検知装置
WO2020016874A1 (en) * 2018-07-15 2020-01-23 Sarine Technologies Ltd System and method for evaluating and determining color in gemstones
EP3931553A4 (en) * 2019-03-01 2022-05-04 Goldway Technology Limited SYSTEM FOR DETERMINING THE OPTICAL PROPERTIES OF A GEMSTONE
GB2603099A (en) * 2019-03-29 2022-08-03 Chelsea Tech Ltd Tracer Composition
RU2719611C1 (ru) * 2019-04-23 2020-04-21 Общество с ограниченной ответственностью "Микролазер" (ООО "Микролазер") Оптически проницаемая метка для маркировки драгоценных камней
CN112381833A (zh) * 2019-07-29 2021-02-19 金展科技有限公司 用于钻石的颜色分级的工艺和系统
CN114364970A (zh) * 2019-08-05 2022-04-15 金展科技有限公司 用于钻石认证的系统和工艺
US11395714B2 (en) 2019-11-11 2022-07-26 Dermlite Llc Medical illuminator with variable polarization
EP4045899A4 (en) 2019-11-26 2023-11-29 Gemological Institute of America, Inc. (GIA) FLUORESCENCE IMAGING OF PRECIOUS STONE ON TRANSPARENT PLATINUM
CN116075713A (zh) * 2020-06-10 2023-05-05 美国杰莫洛吉克尔研究所有限公司 用于宝石筛选的发光成像
RU2739143C1 (ru) * 2020-07-15 2020-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "Алмазинтех АйАйЭс" Способ для идентификации алмазов и бриллиантов и устройство для его осуществления
WO2022026429A1 (en) * 2020-07-27 2022-02-03 Gemological Institute Of America, Inc. (Gia) Light emitting diode arrangements for gemstone evaluation
CN112513621B (zh) * 2020-08-18 2023-09-05 香港应用科技研究院有限公司 视觉检测宝石的装置和方法
EP4285103A1 (en) 2021-02-01 2023-12-06 Sarine Technologies Ltd. System and method for characterizing gemstones using fluorescence

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07239303A (ja) * 1993-04-19 1995-09-12 Olympus Optical Co Ltd 宝石鑑定装置及びその方法
TW433463U (en) * 1995-07-24 2001-05-01 Gersan Ets Examining a diamond
US6473164B1 (en) * 2000-02-16 2002-10-29 Gemological Institute Of America, Inc. Systems, apparatuses and methods for diamond color measurement and analysis
US6980283B1 (en) * 1997-12-18 2005-12-27 Imagestatistics, Inc. Method and associated apparatus for the standardized grading of gemstones

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL92133A (en) * 1989-10-27 1993-01-31 Uri Neta Haifa And Aharon Yifr Method and apparatus for identifying gemstones, particularly diamonds
JPH07333158A (ja) 1994-06-08 1995-12-22 Kinsaku Yamashita ダイヤモンド等の宝石の観察または撮影用器具および輝度測定用器具並びに撮影用器具を用いた宝石の撮影方法
GB9418049D0 (en) * 1994-09-07 1994-10-26 Gersan Ets Examining a diamond
US5615005A (en) * 1995-01-23 1997-03-25 Ugts, Inc. Gemstone evaluation system
US5835205A (en) * 1996-02-12 1998-11-10 C3, Inc. Optical testing system for distinguishing a silicon carbide gemstone from a diamond
US6020954A (en) * 1997-12-18 2000-02-01 Imagestatistics, Inc. Method and associated apparatus for the standardized grading of gemstones
US6348964B1 (en) 1999-08-25 2002-02-19 Randall M. Wagner Viewer for gemstones
US6509559B1 (en) * 2000-06-20 2003-01-21 Ppt Vision, Inc. Binary optical grating and method for generating a moire pattern for 3D imaging
AT410602B (de) * 2001-12-12 2003-06-25 Swarovski & Co Verfahren zur vermessung der oberfläche eines geschliffenen schmucksteines
US6786733B2 (en) * 2002-10-15 2004-09-07 Overseas Diamonds Inc. Computer-implemented method of and system for teaching an untrained observer to evaluate a gemstone
US7102742B2 (en) 2004-01-12 2006-09-05 Gemological Institute Of America, Inc. Fluorescence measuring device for gemstones
US7436498B2 (en) * 2005-06-08 2008-10-14 Sarin Technologies Ltd. Apparatus for determining the shape of a gemstone
EP1969353A1 (en) * 2005-12-12 2008-09-17 Platform Development&Investment Ltd. Assessment of diamond color
JP2009117991A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Fujifilm Corp 画像変換装置および画像変換プログラム
GB2462121A (en) 2008-07-25 2010-01-27 Diamond Trading Company Ltd Gemstone Viewer
JP5103314B2 (ja) 2008-07-28 2012-12-19 株式会社日立製作所 画像信号処理装置、画像信号処理方法、および映像表示装置
US8805110B2 (en) * 2008-08-19 2014-08-12 Digimarc Corporation Methods and systems for content processing
EP2335055A1 (en) * 2008-10-09 2011-06-22 Opal Producers Australia Limited Modified apparatus and method for assessment, evaluation and grading of gemstones
US9151717B2 (en) * 2009-03-11 2015-10-06 Sarine Color Technologies Ltd. Methods and systems of imaging cut stones
RU2421710C2 (ru) * 2009-09-17 2011-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Алмазинтех-консультации и инжиниринг" Способ идентификации необработанных алмазов, бриллиантов и других драгоценных камней
JP6058395B2 (ja) * 2009-10-02 2017-01-11 ブランシェット・ロックフェラー・ニューロサイエンスィズ・インスティテュート アルツハイマー病の診断のための繊維芽細胞成長パターン
EP2529204B1 (en) 2010-01-26 2019-04-03 De Beers UK Ltd Gemstone sparkle analysis
JP5320536B2 (ja) 2011-08-09 2013-10-23 明 小嶋 ダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法
US20130208085A1 (en) * 2011-09-29 2013-08-15 Electronic Commodities Exchange Systems and Methods for Generating Video Imagery for a Jewelry Item
US9746422B2 (en) * 2012-07-05 2017-08-29 Gemological Appraisal Association, Inc. Gemstone registration and recovery system, and systems for evaluating the light performance of a gemstone and capturing forensic characteristics of a gemstone
US10024790B2 (en) * 2012-10-05 2018-07-17 Seagate Technology Llc Imaging a transparent article
GB201219519D0 (en) * 2012-10-30 2012-12-12 Beers Centenary De Ag Measuring parameters of particulate material
GB201421837D0 (en) * 2014-12-09 2015-01-21 Reishig Peter A method of generating a fingerprint for a gemstone using X-ray imaging
WO2016127064A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Rgv Group Llc Systems and methods for gemstone identification
US10107757B2 (en) 2015-03-30 2018-10-23 Gemological Institute Of America Inc. (Gia) Apparatus and method for fluorescence grading of gemstones

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07239303A (ja) * 1993-04-19 1995-09-12 Olympus Optical Co Ltd 宝石鑑定装置及びその方法
TW433463U (en) * 1995-07-24 2001-05-01 Gersan Ets Examining a diamond
US6980283B1 (en) * 1997-12-18 2005-12-27 Imagestatistics, Inc. Method and associated apparatus for the standardized grading of gemstones
US6473164B1 (en) * 2000-02-16 2002-10-29 Gemological Institute Of America, Inc. Systems, apparatuses and methods for diamond color measurement and analysis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11892405B2 (en) 2015-03-30 2024-02-06 Gemological Institute Of America, Inc. (Gia) Apparatus and method for fluorescence grading of gemstones
US11815465B2 (en) 2019-03-08 2023-11-14 Gemological Institute Of America, Inc. (Gia) Portable high-resolution gem imaging system

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