TWI783420B - 擷取並分析關於多個樣本寶石之光譜計資料之方法及用於記錄多個寶石樣本之光譜計讀數之系統 - Google Patents

Abstract

本發明之系統及方法可用於自動化擷取並分析一載台上之多個樣本寶石之光譜計資料，包含：映射樣本之數位相機影像資料；將一拉曼探針應用於在該載台上經受評估之一第一樣本寶石；自該探針接收該樣本寶石之光譜計資料；使用該影像資料使該載台自動移動至一第二樣本；及分析其他樣本。

Description

擷取並分析關於多個樣本寶石之光譜計資料之方法及用於記錄多個寶石樣本之光譜計讀數之系統

技術領域包含用於自動化對準用於分析一鑽石或其他寶石、使用光譜學分析寶石及/或分析數位影像之儀器的系統及方法。

拉曼/光致發光及吸收光譜學係用於寶石鑑定及篩選之工具。舉例而言，系統及方法可用於自天然鑽石中篩選出實驗室人造鑽石及鑽石模擬物而且鑑定一寶石中之礦物之類型。

不幸地，光譜學量測需要準確樣本對準以使所測試樣本與光學器件之聚焦光點重疊。未能達成準確對準可導致弱信號位準或甚至接收到來自一件給定珠寶上之相鄰樣本之信號。而且，此對準可由於使用一強大雷射功率及自拋光寶石反射之雷射射束而係困難的。使事情更加複雜的係，足夠強大以產生拉曼/光致發光信號之雷射遠超出眼睛安全之曝露極限，因此整個量測系統及樣本可經封圍以便滿足恰當人類安全要求。傳統上，此等人類使用者依賴於將樣本與一雷射安全護目鏡視覺上對準且使用所接收信號作為將樣本前後對準之一參考直至最大化信號為止。此限制減慢對準程序且消除自動化篩選效率。

一替代方法係將光譜學系統耦合至一光學顯微鏡中。具有 一機動化載台之習用基於顯微鏡之拉曼及吸收光譜學可用於在一全封閉環境中進行樣本對準，然而，一光學顯微鏡具有相對小視域。舉例而言，一低放大率4X物鏡可僅具有2mm水平視域，其可甚至小於所測試樣本。當量測多個樣本時，此一小視域可挶限一使用者之目視。另外，珠寶鑑定不需要顯微鏡由提供之高空間解析度(<10μm)。每一樣本可僅需要一個或小量良好對準之量測。因此，使用一顯微鏡未提供寶石篩選之優勢。色彩在此等系統中亦未得到評估。

需要一種允許既準確又能夠在多個測試情景之諸多不同情況中使用之高效測試的自動化系統。

系統及方法在此處可用於提供一種用以使分析工具針對一個或多個寶石自動對準以在一可容易再現配置中分析寶石且產生可靠結果的方法。

用於擷取並分析關於多個樣本寶石之光譜計資料之系統及方法可包含：使用具有一處理器及記憶體且與一數位相機、一拉曼探針及經組態以使一載台移動之至少一個載台馬達進行通信的一電腦藉由分析該數位相機所拍攝的該載台上之一第一樣本之一所擷取數位影像而判定該第一樣本寶石針對該數位相機及該拉曼探針是否焦點對準。在某些實例中，另外或另一選擇係，該至少一個載台馬達能夠使該載台在一X、Y及Z方向上移動，且使該載台旋轉。在某些實例中，該拉曼探針安裝於自該相機之視線量測之一成角度組態中以保持在該數位相機之視域以外，若該樣本未焦點對準，則該電腦藉由將使Z載台移動之指令發送至該馬達而使該相機聚焦於該樣本上，若該樣本焦點對準，則使用該數位相機擷取該載台之一 像素化影像；使用該像素資訊在X、Y平面中映射包含第一樣本之多個樣本；該電腦判定該載台上之多個樣本之該等所擷取數位影像像素與距離之間的關係；由該等載台馬達引導該載台之移動以將一第一樣本定位在該拉曼探針下方；及針對該第一樣本記錄該拉曼探針之一光譜計信號。

另外或另一選擇係，某些實例進一步包含：使用該第一樣本之該等數位影像像素判定該第一樣本之一色調、亮度及色度值；基於該等對應色調、亮度及色度所判定值而判定該第一樣本之自D至Z之一色彩等級。另外或另一選擇係，某些實例進一步包含使用該第一樣本之該等數位影像像素藉由比較每一樣本中之像素數目與一距離校準而判定該第一樣本之一大小值。

另外或另一選擇係，某些實例進一步包含：藉由比較該像素化影像之該第一樣本中之像素數目與一距離校準而判定該第一樣本之一大小；基於該第一樣本之拉曼光譜而判定該第一樣本之一礦物類型；使用密度及礦物類型之一表格而用該礦物類型判定該第一樣本之一密度；使用該第一樣本之該所判定大小判定該第一樣本之一體積；及藉由使該所判定密度乘以該所判定體積而判定該第一樣本之一重量。

另外或另一選擇係，在此處用於擷取並分析關於多個樣本寶石之光譜計資料之系統及方法可包含：由具有一處理器及記憶體之一電腦進行以下操作，該電腦與一數位相機、拉曼探針及載台馬達進行通信，該電腦判定該載台上之一樣本針對該數位相機及該拉曼探針是否焦點對準，若未焦點對準，則進行校準，在某些實例中校準包含：藉由使用回波調整該載台之Z位置以達成一最高信號回波而進行Z維度對準；使用一所擷取影像之清晰度使該數位相機聚焦至一平面；使用一已知距離指南在數 位影像像素與實際距離之間進行一像素轉距離轉換(pixel-to-distance conversion)；及分析一所擷取影像以定位一拉曼探針雷射光點；若校準並非必要的，或在校準之後，擷取該載台上之樣本之一經聚焦像素化影像；使用該像素資訊在X、Y平面中定位個別樣本；使用該像素轉距離轉換及該雷射光點資訊計算將該拉曼探針雷射光點放置於一第一選定樣本位置上所需的該載台之移動；將用於使該載台移動以將該第一選定樣本定位在該拉曼探針下方且使該第一選定樣本與該拉曼探針雷射光點重疊之命令發送至該等載台馬達；基於該數位相機所擷取的該第一選定樣本之一像素化影像而判定該第一選定樣本是否由該相機焦點對準以由該探針進行分析；若該第一選定樣本之該像素化影像經判定為未焦點對準，則將使載台Z位置移動之命令發送至該等載台馬達；判定該第一選定樣本之該像素化影像焦點對準，且由一光譜計針對該第一選定樣本記錄一拉曼探針光譜計信號。

在某些實例中，另外或另一選擇係，在針對該第一選定樣本記錄該光譜計信號之後，將用於使該載台移動以使用所映射座標及像素轉距離轉換定位一第二選定樣本之命令發送至該等載台馬達。某些實例包含：基於該數位相機所擷取之一像素化影像而判定該選定第二樣本針對該相機及該探針是否焦點對準；若該第二選定樣本之該像素化影像經判定為未焦點對準，則將使載台Z位置移動之命令發送至該載台馬達；判定該第二選定樣本焦點對準，且由一光譜計針對該第二選定樣本記錄一拉曼探針光譜計信號。

某些實例包含致使顯示該第一樣本及該第二樣本之該光譜計信號之一結果。而且，某些實例包含判定該第一選定樣本之該像素化影 像焦點對準，且由一第二光譜計針對該第一選定樣本記錄一第二拉曼探針光譜計信號，而且在某些實例中，另外或另一選擇係，該第二拉曼探針安裝於自該相機至該載台之一視線所量測之一成角度組態中，其中該拉曼探針及該第二拉曼探針各自組態有不同解析度之光譜計，且其中該拉曼探針及該第二拉曼探針各自組態有不同波長之雷射。某些實例包含致使顯示該第一光譜計及該第二光譜計之該光譜計信號之一結果。而且在某些實例中，另外或另一選擇係，該拉曼探針以一成角度組態安裝在該數位相機之一視域以外。而且在某些實例中，另外或另一選擇係，該判定該第一選定樣本是否由該相機焦點對準以由該探針進行分析包含將使該載台移動直至該拉曼探針針對一Z維度傳回一最高信號回波為止之指令發送至該載台馬達。在某些實例中，該拉曼探針以一成角度組態安裝在該數位相機之該視域以外。

106:寶石/樣本寶石/樣本/寶石樣本/目標寶石

108:載台/寶石載台/工作台

110:探針/拉曼探針/光致發光探針/成角度探針

111:安裝

112:激發雷射傳輸線路/纖維芯直徑

113:雷射

114:雷射輻射/光源

115:相機/相機配置/相機設置/相機系統

116:收集線路

117:光譜計

119:鏡頭/成像鏡頭

128:發光二極體/發光二極體側面板/發光二極體面板

132:視域/影像視線/視線

140:角度/樞轉角度

150:馬達/伺服馬達/步進馬達

152:旋轉

160:頂部反射器/反射器

161:底部反射器/反射器

162:孔

166:維度/方向

202:信號強度/光致發光強度

204:垂直Z位置/以毫米為單位之Z位置

210:甜蜜點/最高信號強度

220:弱信號

302:樣本載台/載台/真實世界載台

304:影像/像素化影像資料

306:射束光點/雷射光點/雷射射束

310:X

312:Y

360:樣本

362:樣本

364:樣本

366:樣本

368:樣本

369:樣本

460:樣本

462:樣本

464:樣本

466:樣本

468:樣本

469:樣本

502:步驟

504:步驟

506:步驟

508:步驟

510:步驟

512:步驟

514:步驟

516:步驟

518:步驟

520:步驟

522:步驟

524:步驟

526:步驟

528:步驟

606:樣本/寶石

608:寶石載台/載台

610:第一拉曼探針/拉曼探針/光致發光探針/光譜學拉曼探針

611:步進馬達

612:纖維線路

613:雷射/雷射產生器

614:可接受信號

615:相機/相機配置

616:纖維線路

617:光譜計

619:鏡頭/成像鏡頭

632:相機視野

640:角度

650:伺服馬達/步進馬達

652:旋轉

666:位置

690:第二拉曼探針/拉曼探針/光致發光探針

691:步進馬達

692:纖維線路

693:雷射/雷射產生器

694:角度

696:纖維線路

697:光譜計

702:樣本石頭/石頭/樣本

710:工作台/預定二維區

720:二維區/預定圖案/圖案

730:三維模型資料集或結果/三維圖表

802:電腦/區域電腦

810:無線傳輸

812:有線連接

820:網際網路

830:後端伺服器電腦/後端運算系統/網路連接電腦資源/電腦伺服器

832:資料儲存器

900:運算裝置/電腦

910:CPU/處理器

912:匯流排或其他通信

914:使用者介面

916:輸入裝置

918:顯示裝置

920:網路介面

922:記憶體

924:周邊裝置

926:載台馬達

928:相機設備

929:光譜計

932:作業系統

934:網路通信模組

936:指令

938:應用程式

940:用以將影像數位化之應用程式

942:用以處理影像像素之應用程式

958:資料儲存器

960:資料表

962:異動日誌

964:樣本資料

970:樣本位置資料

為獲得對本申請案中所闡述之實施例之一更佳理解，應連同附圖來參考下文之實施方式，在該等附圖中相似元件符號貫穿各圖係指對應部件。

圖1係根據本文中所闡述之特定態樣之一實例性分析系統之一圖解說明；圖2係展示根據本文中所闡述之特定態樣之垂直預對準實例之一實例性圖表；圖3係展示根據本文中所闡述之特定態樣之水平預對準實例之一實例性圖表；圖4展示根據本文中所闡述之特定態樣之實例性波長及計數 圖表；圖5A及圖5B係展示可使用本文中所闡述之系統採用之方法步驟之樣本之一實例性流程圖；圖6係根據本文中所闡述之特定態樣之一實例性分析系統之一圖解說明；圖7係根據本文中所闡述之特定態樣之一實例性三維圖表外推；圖8係根據本文中所闡述之特定態樣之一實例性網路連接系統之一圖解說明；及圖9係根據本文中所闡述之特定態樣之一實例性電腦系統之一圖解說明。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2020年3月27日提出申請之第63/001,064號美國臨時申請案之優先權，該美國臨時申請案之全部內容據此以引用方式併入本文中。

現將詳細參考實施例，該等實施例之實例在隨附圖式中加以圖解說明。在以下詳細說明中，陳述眾多特定細節以提供對本文中呈現之標的物之一充分理解。但熟習此項技術者將明瞭，可在不具有此等特定細節之情況下實踐標的物。此外，本文中所闡述之特定實施例以實例方式來提供且不應用於限制特定實施例之範疇。在其他例項中，熟知資料結構、定時協定、軟體操作、程序步驟及組件未加以詳細闡述以便不會不必要地模糊本文中之實施例之態樣。

概述

系統及方法在此處可用於將一個或多個光譜學探針與配置有自動化馬達之一載台上之一雙倍或多倍放大率成像系統預對準。由於此對準可基於成像系統以及一影像處理演算法，因此整個系統可經封圍以滿足任一種類之人類雷射安全要求且亦提供用於自動化對準樣本寶石以達成準確且迅速分析之一解決方案。

使用拉曼光譜學係用於鑑定諸如寶石之材料之一有效方法。舉例而言，一個應用可係自價值較小之硬玉中辨認軟玉，儘管肉眼可能無法辨認此兩者。此分析亦可幫助辨認其中礦物經加熱、化學更改、染色或打蠟之玉石，仿玉石(亦即，其他礦物一起)及經處理玉石兩者。首先，可藉由使用一拉曼探針將一雷射信號施加至一石頭且然後用一光譜計記錄經反射信號來分析石頭。舉例而言，一光譜學圖表中之Si-O-Si對稱拉伸特徵可位於材料中之稍微不同位置處，軟玉中675cm-1及硬玉中高於695cm-1。基於拉曼光譜學曲線圖峰值位置，軟玉特徵可包含：162*、179、223、368*、394*、415*、675、930、1031及1058cm^-1(*弱特徵)，且硬玉特徵可包含：205、377、436、695、993及1039cm^-1。此等係使用一高解析度光譜學<20cm^-1之拉曼探針分析得出之不同結果，當使用532nm作為雷射波長且光譜解析度：<0.3nm時等於0.5nm。此等峰值可需要~0.3nm光譜解析度且等於~10cm^-1才能進行解析。且更進一步地，在某些實例中，當兩種材料硬玉及軟玉可共存於同一寶石中時石頭之一映射可係有用的。

一般而言，可比較此等所記錄結果與各種石頭及石頭變化形式之已知光譜計記錄以找到一匹配以用於鑑定目的。可使用拉曼光譜學 以類似方式鑑定除玉石以外之其他寶石。

但應用此一系統限於手動應用拉曼探針直至此處所闡述之系統及方法為止。本文中所闡述之系統及方法可用於分析多個大小及形狀之寶石，包含安裝於珠寶或可能難以以其他方式來分析之其他座架中之彼等寶石。在某些實例中，在一件經安裝珠寶及經遮蓋之其他部分中可僅看到寶石之若干部分。系統因此可係通用的，此乃因其可廢除自一座架取出一寶石以便恰當地分析該寶石之要求。此節省時間、金錢、潛在損壞及無需移除地在一安裝狀況中同時在一普通狀態中分析多個寶石之努力。此外，樣本在探針下方之載台上之自動化移動可保護人類免受雷射曝光。

如本文中所闡述之系統配置可包含用以量測樣本之一個或多個長焦距光譜學探針。光譜學探針可係一或多個拉曼及/或光致發光探針。在某些實例中，另外或另一選擇係，可同時使用多個探針。在具有多於一個探針之實例中，每一探針可包含不同雷射波長或可利用一吸收光譜學探針。

在某些實例中，另外或另一選擇係，相機可經安裝使得視域向下至其中定位有樣本之載台上，此乃因相機可用於擷取用於定位載台及/或拉曼探針之影像以搜集資料。由於相機定位成一視線對著樣本及載台，因此任何探針可定位成偏離相機視線。在某些實例中，另外或另一選擇係，探針可係傾斜的，使得僅小量探針出現在相機視線中或相機視線中未出現探針。在某些實例中，另外或另一選擇係，探針可經定位使得其陰影可未出現在相機視線中。此可經配置，即使拉曼探針之焦點將與相機之聚焦平面重疊-在某些實例中藉由使如圖1及圖6中所展示之探針傾斜。以此一方式，探針可以自相機至載台之一視線而量測之一角度來安裝，以允 許一相機安裝為觀看樣本載台及分析中之寶石。相機影像可用於確認一載台上之樣本定位，且在探針進行分析之同時觀看樣本。

另外或另一選擇係，使樣本載台進行自動化移動以確保探針之恰當對準可使用本文中所闡述之系統及方法來組態。

實例性對準及映射

系統及方法在此處可用於區域化一寶石樣本之位置且計算水平及垂直方向上之實際距離，需要經移動以便將樣本對準至光譜學探針以用於量測。成像系統可包含執行兩個主要功能之一個或多個相機：區域化水平平面上之樣本位置及確認樣本之垂直位置與光譜學探針之焦點重疊。

第一功能可利用具有足以覆蓋所有樣本之視域之一廣角成像鏡頭。在某些實例中，另外或另一選擇係，視域可設定為30mm×25mm，其可係足夠寬廣的以覆蓋一典型載台上之大多數樣本。篩選/掃描應用之一個實例性視域可至少覆蓋大約20mm視域，其在使用一2/3英吋圖框大小相機時係<0.45X放大率。

此一實例性成像系統可跨越整個視域具有低影像失真或不具有影像失真。可使用一載台測微計計算成像系統中之像素大小與影像平面中之實際距離之間的一轉換因子。該載台測微計可係類似於一直尺之具有測微計圖案之一塊玻璃，其可用於成像系統校準。

第二功能可利用具有短焦距之一成像鏡頭，其對微小垂直移動敏感。在此等實例中，具有高放大率加上高光圈數之一鏡頭可適合用於此功能。成像系統可係具有不同放大率之一個相機或多個相機。

一電腦系統可使用自寬視域相機收集之影像來計算水平移 動以將所測試樣本與光譜學探針對準。在此等實例中，水平移動參數可發送至機動化平移載台以使樣本移動以用於對準。在初始水平對準之後，該電腦系統可使用來自短焦距相機之影像來計算垂直軸線移動以使所測試樣本與光譜學探針之焦平面重疊。垂直對準程序可類似於習用自動對焦功能，其中成像系統跨越垂直方向進行掃描且擷取多個影像以計算一經聚焦垂直位置。一自動對焦演算法可使用來自寶石之切口或表面特徵來確認聚焦。然後可使平移載台針對樣本移動至焦點對準垂直位置。可能在垂直定位之後可利用另一水平對準或前後水平及垂直對準。在某些實例中，另外或另一選擇係，可使用一個相機而非兩個相機。

一旦對準，光譜學探針便可藉由使用光譜計收集拉曼及/或光致發光光譜而量測所測試樣本。可針對每一個別樣本重複自對準至量測之程序。基於來自光譜學探針之結果，使用者或電腦演算法分析光譜以針對寶石篩選及鑑定做出決策。在某些實例中，另外或另一選擇係，此可包含圖表分析及與其他寶石樣本之已知圖表進行匹配。

在某些實例中，另外或另一選擇係，多個拉曼光譜學探針可整合至一個系統中以在不同雷射激發波長下及/或以相同設置使用不同視域量測樣本。

硬體設置實例

圖1展示可用來採用本文中所闡述之方法之設備之一實例性硬體設置。若圖1中所展示，相機115之視域132可允許將探針110對準於配置在載台108中/上之寶石106上。在某些實例中，另外或另一選擇係，相機115可包含一鏡頭119。在某些實例中，另外或另一選擇係，如上文所論述，相機115鏡頭119可係一成像鏡頭，舉例而言但不限於一固定放 大率成像鏡頭、微距鏡頭(用於較少失真)、遠心鏡頭(用於長工作距離)、可手動或機動化調整放大率成像鏡頭(用於改變視域)。成像鏡頭119亦可包含手動或機動化聚焦，諸如但不限於一數位單鏡頭反光相機(DSLR)。

操作者可在固持器中或在不具有固持器之情況下將任一數目個樣本寶石106簡單地放置於載台108上以用於分析，且然後使工作台或載台108及/或探針110移動以分析可配置於載台108上或中之寶石106。圖1中之配置可允許多個樣本之自動化對準且為操作者大大簡化程序，否則操作者將必須裝載一新寶石106以用於一次分析一個，且針對每一不同石頭樣本手動地將探針110對準。

在實例中，多個組件部分可包含至一個總體單元中。此單元可包含一相機配置115、一安裝式拉曼探針110及具有伴隨馬達150之一寶石載台108以及用以對一操作者使用者(未圖示)屏蔽雷射光之一封蓋。在某些實例中，另外或另一選擇係，馬達150可係伺服及/或步進馬達、伺服馬達、AC伺服馬達、AC感應馬達、壓電馬達、音圈馬達及/或致動器或者能夠使載台在X、Y及/或Z維度166上移動及/或圍繞一個或多個軸線旋轉152之任何其他種類之電動或其他馬達。在某些實例中，另外或另一選擇係，可藉由可移動及/或可調整及/或機動化安裝托架及接頭將此等組件部分中之每一者安裝至一總體系統框架(未展示)。以此一方式，每一組件部分(相機115、拉曼探針110、載台108等)之X、Y及Z 166位置及傾斜角可獨立於彼此而移動及/或視需要旋轉以對準、聚焦及/或以其他方式分析樣本106。在某些實例中，另外或另一選擇係，此等馬達可與運算系統進行通信以形成一回饋環路以用於相機之自動對焦、樣本之間的移動及使用影像分析之自動化分析。

在此等實例中，此等組件部分(拉曼探針110、光譜計117、雷射113、相機115、工作台108、馬達150)中之每一者可與諸如在圖9中闡述(但未在圖1中展示)之一或若干電腦系統進行通信。以此方式，一單個系統可裝納在分析如本文中所闡述之寶石106中可係有用之相機、拉曼探針及可移動載台。

相機115可擷取可由一運算裝置處理之影像資料，該運算裝置亦與載台108上之馬達進行通信以調整如本文中所闡述之樣本之X、Y及/或Z位置中之對準。此影像擷取資訊可發送至運算系統(未展示)以用於分析，如本文中所闡述。此外，可利用此影像資料以使用馬達150對工作台108之Z移動來聚焦影像，且將樣本106移動為在如所闡述之X及Y方向上與探針110對準。

在某些實例中，另外或另一選擇係，載台108能夠使用平移步進馬達及/或伺服馬達移動，使得探針110係固定的。在某些實例中，另外或另一選擇係，相機115可聚焦於載台108及/或樣本106上以確保所擷取影像係清晰的。此配置可允許系統預對準至一焦平面且探針110然後可經定位使得載台108上之每個事物焦點對準，如本文中所闡述。

用於量測寶石106之感測器可係一拉曼及/或光致發光探針110。在圖1之實例中，拉曼探針110包含纖維線路，該等纖維線路包含與一雷射113進行通信之激發雷射傳輸線路112及用於光譜計117之收集線路116兩者。探針110可發射用於激發一寶石106之雷射輻射114，如本文中所闡述。在某些實例中，另外或另一選擇係，光源114可在可見光、近紅外線或近紫外線範圍中。每一波長具有其自身之用途。舉例而言，一405nm拉曼/光致發光探針對於鑽石篩選可係適當的，而一532nm或785nm拉 曼探針可用於彩色寶石鑑定。亦可包含或利用其他常用波長，舉例而言，445、488、514.5、633、639、660、690、730、808、830、852、975及/或980nm。在具有多個拉曼探針之實例中，每一拉曼探針將利用其自身之雷射及光譜計。

由於相機115之配置，因此探針110可妨礙相機115之影像視線132。在某些實例中，另外或另一選擇係，探針110可以一角度140來安裝111，在角度140下，拉曼探針110仍可影響樣本106且作為回應而接收一足夠強大信號，但留在相機115以外。在此等實例中，拉曼探針110與相機115至載台108及寶石樣本106之視線132之角度140可允許拉曼探針110不在相機115所拍攝之任何影像中經擷取但仍分析寶石106。在某些實例中，另外或另一選擇係，可以此一方式減小探針110之一陰影區。此外，此配置可自一直下角僅稍微減小信號位準且仍係足夠強大以用於分析，如所闡述。

在某些實例中，另外或另一選擇係，此一拉曼探針110可設定於使伺服及/或步進馬達旋轉之一萬向接頭、一鉸鏈、一可旋轉軸線或者其他可移動配置上111以允許包含角度140之此位置之定位及移動。在某些實例中，另外或另一選擇係，一人類操作者可相對於一目標寶石106放置/操縱探針110。在某些實例中，另外或另一選擇係，與一運算系統進行通信之一馬達可經安裝111，使得一樞轉馬達可自動地及/或回應於使用一電腦程式及/或回應於一人類操作者發送指令遠端地或者以自動化及/或手動調整之一組合來調整角度140。此一角度可設定為15度與30度之間的角度且在某些實例中，另外或另一選擇係，向下且朝向樣本區20度，自垂直Z軸量測。拉曼探針110之選定樞轉角度140可取決於相機之觀看角度、 焦距及探針之維度。可調整拉曼探針110之選定角度140，如本文中所闡述。

在某些實例中，另外或另一選擇係，伺服及/或步進馬達可針對載台108及/或探針110座架調整拉曼探針110相對於載台108及/或樣本106之X、Y及/或Z距離。在某些實例中，另外或另一選擇係，與馬達150進行通信之一電腦系統可做出此等調整及/或111，如本文中所闡述。在某些實例中，另外或另一選擇係，與相機進行通信以用於資料分析之此等馬達可使用探針110及工作台108之影像分析及位置提供一回饋環路，如圖2及圖5中更詳細地闡述。

此相機115然後可以數位方式擷取寶石106之影像以用於對準，如本文中所闡述。此一影像可包含表示寶石影像之像素化資料，如本文中所闡述。相機115可包含電腦組件且亦可與如本文中所闡述之其他電腦組件進行通信以用於處理像素化數位影像，用於保存、儲存、發送或者以其他方式對準或操縱寶石工作台之像素化數位影像。

在某些實例中，另外或另一選擇係，相機配置115可係可調整的以調整焦距，其可係固定的，或可移除的。在某些實例中，另外或另一選擇係，裝配有及/或以其他方式包含發光二極體(LED)128之一光源(諸如面板)可環繞、部分地環繞載台108、接近載台108或在載台108附近以便輔助照射寶石106且輔助相機115進行影像擷取以用於對準。

在此等實例中，載台108上之光照環境可幫助強調寶石樣本106之任何色彩差異。均質漫射白光可幫助減少所擷取影像中之寶石內側之任何暗區。如此，另外或另一選擇係，實例在此處包含裝配有及/或包含LED 128及選用頂部反射器160及/或底部反射器161之側面板之不同組 態，如本文中所闡述。此一反射器可係由一光反射材料(諸如但不限於諸如鋁、鋼、銅、鉻、鎳及/或任一其他金屬組合之金屬)製成及/或塗佈有該光反射材料之任一數目個面板。在此等實例中，玻璃鏡可用作反射器。可使用經組態以反射光(諸如來自LED側面板128之光)之反射材料之任一組合。此等照射配置可允許對樣本106之儘可能精確之色彩量測。

在某些實例中，一漫射器可放置在LED面板128前面以使光漫射。在某些實例中，一個、兩個、三個及/或四個LED面板128可用於照射載台108及樣本106。儘管圖1中未繪示，但在某些實例中，此等LED面板128可在兩面、三面或四面環繞載台108。

在某些實例中，LED面板128之大小可係200mm寬度×100mm高度。在某些實例中，LED面板128之大小可係150至250mm寬度×50至150mm高度。可使用任一大小組合之面板。

在某些實例中，一反射器160可定位在161載台108上面及/或下面。在其中一反射器160定位在載台108上面之實例中，可在反射器中形成一孔162、開口及/或孔隙以便使相機115觀看載台108及樣本106。在此等實例中，反射器160、161可由任何光反射材料製成且可經定位使得來自LED面板128之光朝向載台108及樣本106經反射。在某些實例中，LED 128之面板而非反射器161、160可定位於載台108及樣本106上面及/或下面。LED之面板及/或反射器之任一組合可用於照射載台108及樣本106。在此等實例中，具有四面LED面板及一頂部與底部反射器之一光照環境可最小化暗區且強調樣本中之色彩差異。

在其中LED 128之面板在四面環繞載台108藉此形成一盒之實例中，拉曼探針110可經定位為伸入此盒以分析樣本106。

在某些實例中，另外或另一選擇係，可利用具有多個視域之多個相機以更佳地將樣本106對準於載台108上。在某些實例中，另外或另一選擇係，可使用具有不同視域之多個相機。舉例而言，一分束器可用於允許多個相機共用載台之一單個視域132。舉例而言，在一雙相機系統中，一分束器可經設計以分裂一信號，因此每一相機可觀看相同區。在某些實例中，另外或另一選擇係，該分束器可取決於應用以及信號之亮度及信號波長而係一50/50或80/20。

應注意，LED燈之實例僅係一實例且不意欲以任何方式係限制性的。任一數目個燈配置可用於提供對載台及樣本之照射，，單獨地或組合地LED僅僅係一項實例，諸如鹵素、螢光、白熾及/或任何其他種類或類型。

垂直預對準實例

如可用於在水平X及Y方向上對準樣本，垂直預對準亦可目的在於獲得樣本之可接受聚焦以用於樣本之恰當對準以及分析量測，其中樣本載台在一可接受垂直Z維度上。為了判定什麼係一樣本之一可接受垂直Z維度，可進行觀察，且該等觀察然後用於在Z方向上定位載台，舉例而言，待分析之樣本之部分與探針及相機之間的一相對距離或Z距離。

在某些實例中，另外或另一選擇係，樣本可放置於一載台上，該等樣本在彼載台上面具有不同相對高度。在某些實例中，另外或另一選擇係，多個樣本之高度可係相對相同的。此可導致相機及探針在此等不同樣本上之焦距不同。在某些實例中，另外或另一選擇係，可為每一樣本找到相機及/或拉曼探針之一初始校準基本位置。在此等實例中，可找到載台之一Z位置以提供樣本之一聚焦視圖及探針之一聚焦讀數。

舉例而言，載台可移動至一新樣本且由於彼樣本在載台上之相對高度，相機與最後一樣本之距離可導致新樣本之一視圖離焦。在此等情況中，系統可將離焦影像解釋為對重新定位載台之一觸發且藉此使相機聚焦並允許探針進行一恰當量測。此一移動可基於如圖2中所論述之信號回波強度。在本文中所闡述之實例中，通常使載台移動以便使相機及/或探針聚焦以用於對準及樣本搜集。在某些實例中，另外或另一選擇係，然而，可使相機移動及/或可使探針移動以使系統聚焦。闡述樣本載台移動之實例不意欲係限制性的，且可利用具有伺服及/或步進馬達之其他可移動座架。

圖2展示標繪信號強度202相對於垂直Z位置204的垂直預對準分析之一實例。在某些實例中，另外或另一選擇係，影像處理可需要大約0.25mm之準確度來恰當地擷取待用於分析之一影像。在某些實例中，另外或另一選擇係，聚焦深度應小於0.25mm。而且，由於某一相機成像可具有+/-1mm聚焦深度，因此可使用Z聚焦之一進一步放大。

圖2係展示根據本文中所闡述之特定態樣之垂直預對準實例(亦即，探針與一特點樣本之間的垂直距離)之一實例性圖表。圖2將光致發光強度(計數)202展示為Y軸，其中信號位準用作評估信號強度之參考。在X軸上展示探針相對於工作台之以毫米為單位之Z位置204。如自圖表可見，探針之Z位置會產生較強信號強度，舉例而言，在可稱為一甜蜜點210之位置處，在Z距離之一範圍內展示最高信號強度。同樣地，可在其他Z距離處偵測到弱信號220。在一系列Z距離內進行此一觀察可允許系統校準載台之一Z設定，此產生最強信號強度以進行分析。

在基於圖2中所闡述之方法而最終確定Z位置之後，相機位 置可經調整以使樣本之影像就聚焦而言儘可能清晰。電腦化影像分析可用於做出對像素化影像之此判定。此係為了使拉曼探針與相機之聚焦重疊。在此等實例中，相機影像之聚焦可用於評估拉曼探針之聚焦之品質。

舉例而言，藉由僅改變自探針至工作台之Z距離，可為一組樣本做出如此之一圖表。一旦觀察到最高信號強度210，便可在彼所觀察到之Z距離處或附近獲得樣本之其餘部分。另外或另一選擇係，在某些實例中，另外或另一選擇係，繼而可針對每一樣本獨立地分析一Z距離。

水平預對準實例

光譜學探針可與成像系統預對準以在樣本分析期間最小化時間及精力，且允許在樣本之間進行自動化移動以用於分析。在諸如圖1之配置中，探針110可係固定的，但載台108可由馬達150及/或人類操作者移動。對於自動化載台108移動實例，一載台108上之每一樣本可需要定位在探針110下方以用於一次一個地進行分析及信號搜集。此移動可利用相機115所擷取之影像資料來映射樣本。此外，在某些實例中，另外或另一選擇係，關於射束大小及/或中心之資訊可用於分析，且伺服及/或步進馬達150定大小以使工作台108之移動自動化以前進穿過樣本106且繼而分析每一樣本。圖3係展示根據本文中所闡述之特定態樣之俯視水平X、Y預對準實例之一實例性圖表。此一配置可允許系統在連續樣本處對準拉曼探針以用於光譜映射信號分析。

在圖3中，一樣本載台之一水平X與Y俯視圖經展示為302。如所闡述，載台302上之實際樣本與相機所拍攝之一影像304之間的一關係可用於使載台302移動以將不同樣本放在探針(圖1中之110)之射束光點306下方以用於分析。為了利用此一關係，運算系統可轉化真實世界載台 302與像素化影像資料304之間的距離。影像304可係數位的且由待相關以能夠藉由對其進行計數以找到載台302之實際距離及座標來使用的像素構成。此相關可包含藉由X 310及Y 312以將影像304中之每一像素轉換成一真實世界距離。在某些實例中，另外或另一選擇係，影像中之每一像素可係9.2μm。在某些實例中，另外或另一選擇係，每一像素可介於9μm與10μm之間。以此一方式，載台302及影像304之座標可彼此映射。其他轉換因子可包含相機鏡頭之放大率。在某些實例中，另外或另一選擇係，如上文所闡述，一載台測微計可係具有測微計圖案之一塊玻璃，及/或指示已知長度之一直尺可放在載台上，且獲得具有直尺之載台之一影像以使電腦系統分析影像以計算彼特定配置中構成直尺長度之像素數。舉例而言，在某些實例中，另外或另一選擇係，載台上之真實世界X.Y中之一1mm直尺可在相機所擷取之影像上轉化為110個像素之長度。藉由對橫跨指定已知長度之像素進行計數，可判定並使用一轉換因子，如本文中所闡述。

在判定影像像素關係之後，運算系統可映射載台302上之相機視域內之樣本。但為了執行一自動化聚焦及/或樣本前進，系統亦可利用由伺服及/或步進馬達(圖1中之150)移動之載台302與圖1中用於分析之探針110所產生並使用之一射束光點306大小之間的關係。在某些實例中，另外或另一選擇係，雷射光點306可係固定的，且載台經移動以將各個樣本定位在雷射下方以用於分析。且若轉換判定用於瞭解載台是否使特定數目個像素移動，則彼轉化為載台上之某一真實世界長度。此亦可允許系統在樣本之間移動從而以一自動化方式產生對每一樣本之分析。在某些實例中，另外或另一選擇係，一影像可經映射使得系統可用於在分析開始之前預選擇樣本之位置以進行分析，且然後一自動化程式可用於使載台移 動，如使用像素及所判定轉換來判定。

一實例性雷射射束306光點大小可介於50μm與100μm之間。在某些實例中，另外或另一選擇係，光點大小可取決於纖維芯直徑(圖1中之112)以及探針(圖1中之110)中之光學器件之焦距。在某些實例中，另外或另一選擇係，射束光點之直徑可介於0.1mm與0.2mm之間。在某些實例中，另外或另一選擇係，射束光點之直徑可介於0.05mm與2.5mm之間。在某些實例中，另外或另一選擇係，載台302上之伺服及/或步進馬達之步進解析度可低於10μm。在此等實例中，光點大小可主導解析度分析，此乃因可在射束光點306大小之同一距離內做出諸多馬達步進。

系統可使用載台304之經映射像素化影像資料及所判定射束光點306之大小及/或中心以及伺服及/或步進馬達遞增步長，然後使載台移動使得繼而分析載台302上之每一樣本。

分析實例

樣本載台302標記六個不同實例，其中在圖4中展示拉曼探針分析。一個實例性方法可使用此處所闡述之設置來篩選諸如鑽石之目標寶石以判定鑽石是否係合成的。此分析可用於偵測一天然鑽石上之鑽石過度生長且偵測到此過度生長存在於一合成鑽石上。在此等實例中，螢光光譜或螢光影像可用於偵測過度生長。此分析亦可包含所保存影像與所擷取影像之間的比較分析及/或亦比較所保存光譜與所擷取光譜。

六個樣本包含360、362、364、366、368及369，其可藉由在一影像中之其[像素座標]及在實際裝置中之(X-Y)載台位置座標兩者來量測，舉例而言：

360，a.樣本像素座標[147,326]X-Y(20.37,6.10)

362，b.樣本像素座標[170,1566]X-Y(20.16,17.51)

364，c.樣本像素座標[1083,1242]X-Y(11.76,14.53)

366，d.樣本像素座標[1219,794]X-Y(10.51,10.41)

368 e.樣本像素座標[2046,337]X-Y(2.90,6.20)

369 f.樣本像素座標[2320,1017]X-Y(0.38,12.46)

圖4展示用圖表繪製來自圖3中之樣本工作台之六個不同樣本之光致發光強度(計數×10⁴)對照以奈米(nm)為單位之波長吸收的光譜計曲線圖。以此一方式，各個樣本經分析，且與其在樣本載台上之位置相關，使得其可保存在系統中且經鑑定使得可針對各別樣本(圖4之六個樣本僅係說明性的且決非限制性的，在諸多實例中，分析每一樣本)儲存、發送、保存、比較、映射及/或以其他方式利用(使用電腦，諸如圖8及/或9中之彼等電腦)其各別分析結果。實例取決於圖表而繪製自400nm至900nm之波長吸收及自大致0至5×10⁴之計數。六個實例之光譜計結果係：

460 a.樣本係立方鋯

462 b.樣本係碳矽石

464 c.樣本係高壓且高溫(HPHT)實驗室人造鑽石

466 d.樣本係天然鑽石

468 e.樣本係天然鑽石

469 f.樣本係化學汽相沈積實驗室人造鑽石。

如可見，圖表繪示光致發光強度(計數×10⁴)對照以奈米(nm)為單位之波長吸收之不同模式，該等模式可用於鑑定未知且進行分析之一石頭。已知圖表可用於與一新樣本分析圖表進行比較以達成一匹配比 較及鑑定。

色彩分析實例

在某些實例中，可藉由分析所擷取的樣本寶石之影像而做出一色彩等級及/或判定。藉由分析樣本之像素，系統在此處可經程式化以判定各種特性之任一組合，諸如但不限於包含三個屬性之習用色彩空間：亮度、色度及色相。此可藉由系統對恰當照亮之樣本進行分析且轉換樣本之所擷取影像之紅色、綠色及藍色像素指派而完成。

舉例而言，參考圖3，若系統可分析三個不同樣本360、366、368，且擷取每一樣本之影像。由於影像係像素化數位影像，因此可分析在影像中所擷取之紅色、綠色及藍色色彩以判定諸如但不限於色度、亮度及色相之屬性。舉例而言，可將色相視為色彩感覺屬性，藉此將一色彩判斷為紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、紫色或在一閉環中考慮的介於此等顏色之毗鄰對之間的中間色。亦稱為色調之亮度可係藉以將一所感覺色彩判斷為等效於範圍為自黑色至白色之一系列灰色中之一者。亦稱作飽和度之色度可係用於指示色彩與相同亮度之一灰色之偏離程度的色彩屬性。

色彩分級量表係表1中所展示之D至Z：

依據色度、亮度及色相之此等所判定值，可指派色彩估計及/或等級，如下文在表2之實例中所展示：

在此等實例中，在影像內之像素可經受定量分析。舉例而言，可分析每一像素以量化特定像素中之所有色彩分量之值。可藉由一演算法判定色彩分量數，當首先擷取色彩影像時根據該演算法對像素進行編碼。在某些實施例中，將影像自其擷取色彩模式(例如，CMYK)轉換為一不同色彩模式(例如，RGB)。在針對每一像素中之每一色彩分量將值量化之後，可針對一給定影像中之每一色彩分量計算一平均值。可針對所有影像重複該程序以計算所有影像中之每一色彩分量之平均值。最終，可基於來自所有影像之資訊而針對每一色彩分量計算一最後平均值。

使用彼資訊，可針對一影像中之一經界定區內之所有像素執行轉換程序以便計算一或多個參數之平均值。可針對該複數個色彩影像中之所有影像重複該等步驟。最終，可基於來自所有影像之資訊而針對每一色彩分量計算一或多個參數(例如，L*、a*及b*)之平均值。

接下來，可基於一或多個參數之值而計算一第一得分。舉例而言，在此處，該第一得分可係基於CIE色彩空間值(例如，L*、a*及b*)而計算之色度(C*)及色相(h)值；例如，基於以下方程式(圖10)：

在某些實施例中，可使用CIE所發佈之標準(例如，色彩匹 配函數及照明體隨波長而變之表)來分析色彩影像。具有一相關色溫6500K之標準日光照明體(D ₆₅)之一曲線圖。在此處可由函數H _D65(λ)表示此照明體。色彩匹配函數：

(λ),

(λ),

(λ)用於計算比色法參數。

在某些實施例中，色彩等級表示樣本寶石之主體色彩之色彩或色相特性。

接下來，量化一影像中之寶石之實體區(例如，由對應輪廓遮罩界定)內之每一像素中之個別色彩分量。在某些實施例中，每一像素分解成表示紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之三個值。在某些實施例中，每一像素分解成表示青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)及黑色(K)之三個值。在某些實施例中，將影像自其擷取色彩模式(例如，CMYK)轉換為一不同色彩模式(例如，RGB)，或反之亦然。個別色彩分量然後用於計算一或多個參數，舉例而言，CIE色彩空間值(例如，L*、a*及b*)。

接下來，計算在一個工作階段期間(例如，在相同照射條件下)針對一特定寶石所收集之所有影像之一或多個參數(例如，L*、a*及b*)，同時在相同設定下組態影像擷取組件(例如，一相機)。

對色彩特性(例如，L*、a*及b*)進行運算之一實例係如下。當鑽石係一透明材料時，透射光譜T(λ)與反射光譜R(λ)之總和用於計算三色刺激值，X、Y及Z：

。色度座標x及y然後定義為：

以其他方式稱作CIELAB色彩空間之CIE 1976色彩空間試圖達成一「感覺上均勻」色彩空間。如下依據三色刺激值計算其參數：亮度，

紅綠參數，

及黃藍參數，

，其中X _W 、Y _W 及Z _W 係對應於所選擇照明體(在此情形中係D65)之白點之三色刺激值。

飽和度或色度表達為：

且色相角表達為： h _ab =tan ^-1 (b*/a*)。

大小/重量分析實例

在某些實例中，可藉由分析所擷取的樣本之影像而做出一大小及/或重量判定。藉由分析擷取影像中之樣本之像素，系統在此處可經程式化以判定諸如但不限於樣本寶石之大小及樣本寶石之重量之各種特性之任一組合。

在此等實例中，一旦系統擷取一數位像素化影像，對影像及影像中之像素之一分析便可經分析、計數且與已知值進行比較以便判定諸如大小及/或重量之特徵。藉由使用一邊緣偵測軟體，可分析所擷取像素化影像以找到每一樣本寶石之邊緣。

舉例而言，在一個影像中，一旦鑑定出一樣本寶石之邊緣，系統便可跨越寶石工作台之直徑進行計數。此一影像可經校準至已知距離，使得影像可與已知大小值進行比較。藉由對像素進行計數，且除以已知經校準數，可判定一大小，舉例而言，129個像素=1mm。此一校準不受此特定實例限制且可取決於相機配置及影像分析而設定至任何像素與距離比。

另外或另一選擇係，系統及方法在此處可用於計算一樣本寶石之重量。在此等實例中，除用於判定大小之像素計數之外，亦可使用其他參數。舉例而言，光譜分析可用於判定寶石中之礦物類型，如所闡述。關於一所指派礦物類型，系統可判定樣本寶石之一密度。在此等實例中，一表可用於判定每一礦物類型之一密度。一旦判定樣本寶石之大小及密度兩者，系統便可使用一公式判定樣本之一重量。

可藉由使用用以估計體積之所量測直徑或寬度及長度以及方程式做出此一判定：重量=體積 * 密度

在此等實例中，可使用參考，舉例而言，一圓形形狀1ct.鑽石之直徑係大致6.5mm。

在一項實例中，一5mm直徑鑽石係大致0.46ct.，此乃因(5/6.5)^3=0.455

舉例而言，表3在下文展示五個不同實例性寶石之一實例性所估計重量：

載台實例

再轉向圖1，在某些實例中，另外或另一選擇係，上面放置有樣本寶石之工作台或載台108可組態有能夠使如本文中所闡述之載台108移動之馬達150或連同馬達150來組態。在此等實例中，載台108可能夠在三個方向或維度X、Y及Z 166上操縱及/或圍繞一個或多個軸線旋轉152。藉由使載台108在X及Y方向上移動，使用者及/或電腦可能夠將不同樣本寶石106操縱至相機115之視域以用於對準且操縱成角度探針110以用於分析。藉由僅使載台108移動而非一次一個地換出樣本，此可允許一次分析一大托盤、平台、樣本載台或其他寶石固持裝置。以此方式，可在一個工作階段中分析之樣本寶石106數目可增加且重新裝載新樣本之時間量減少，藉此使分析多個寶石106之程序更高效。

藉由使載台108在Z方向上移動，系統可能夠將相機115聚焦於當前在視域中之樣本寶石106上。若樣本寶石106之大小及形狀各自不同，則此Z方向聚焦可係有用的。

在某些實例中，另外或另一選擇係，一使用者可藉助開關及按鈕手動操作影響載台108之移動之馬達150。以此一方式，一使用者可能夠使一載台108裝載有樣本106且藉由使工作台在X及Y方向上移動而開始分析該等樣本。

在某些實例中，另外或另一選擇係，影響載台108之移動之馬達可與諸如圖9及/或圖8中所闡述之一電腦系統(未展示)進行通信。在此等實例中，電腦可程式化有載台108上之各種樣本寶石106之座標且能夠操縱馬達以使載台108與相機115及拉曼探針110協調地移動。以此方式，載台可能夠在拉曼探針110及相機115實行測試每一樣本寶石106所需要之雷射之後迅速地移動且然後移動至工作台108上之下一樣本。

在某些實例中，另外或另一選擇係，相機設置115可包含對像素化影像之電腦化分析且包含與工作台108之馬達進行通信。在此等實例中，一回饋環路可形成於X、Y及/或Z 166方向上之工作台108移動與相機115所擷取之資料之間。在此等實例中，電腦可基於對所形成的寶石106之影像及程式化至電腦中以藉由使工作台在Z方向上移動以達成經聚焦影像擷取來使影像聚焦之指令的分析而操縱工作台108。在某些實例中，另外或另一選擇係，人工智慧或機器學習可用於幫助使樣本在Z方向上聚焦。在此等實例中，可將多個實例饋送至系統，以訓練演算法，使得用於判定一樣本是否經聚焦之演算法可自該等實例學習且隨著時間推移而做出校正以在Z方向上聚焦從而獲得更佳經聚焦結果。在某些實例中，另外或另一選擇係，人工智慧及/或機器學習可用於幫助使樣本在XY位置中區域化。舉例而言，為了自像素化影像中定位多個樣本中之每一者且計算對應載台移動以使樣本在雷射光點下方移動以用於分析。可將資料饋送至演算法中以在影像中定位樣本以用於訓練系統自動地如此操作。

對載台108及相機系統115之此電腦化控制可改良效率，加速分析，且在一個工作階段中準確地分析多個樣本106。

程序步驟實例

圖5A及圖5B繪示可用於使用本文中所闡述之系統及方法進行影像輔助分析之實例性步驟之一實例性流程圖。在該程序中，第一步驟係使系統判定一樣本針對相機及探針是否焦點對準，若未焦點對準，則系統可需要校準502。若校準係不必要的，則系統可跳過校準步驟且以分析樣本(步驟510)來繼續進行。

但若系統係用以校準，則系統將藉由使用回波調整載台之Z位置以達成一最高信號回波(參見圖2)而進行Z維度對準且使用影像之所判定清晰度調整相機以聚焦於同一平面上504。在某些實例中，另外或另一選擇係，可使用相機影像與對影像之電腦分析之間的一自動聚焦回饋環路判定一影像之清晰度以找到清晰影像線、邊界線等。

校準之後接下來，系統可藉由使用具有已知大小之一物件來計算像素與實際距離之間的轉換因子而進行一像素轉距離轉換506。在此等實例中，具有已知距離之一直尺或柵格可放置在載台上之相機前面，因此相機可擷取直尺或柵格之一影像且然後系統可對屬已知距離之間的像素數目進行計數。以此一方式，系統然後可根據距離保持像素數以便指示載台馬達使樣本移動。

校準之後接下來，系統可分析一相機影像以定位雷射光點。此可藉由接通拉曼探針雷射且基於像素化影像而分析相機影像以定位雷射後位置之中心來完成508。在某些實例中，另外或另一選擇係，此可包含一影像分析演算法以定位明亮雷射光點，且判定像素化影像中之彼光點之一中心。若校準係必要的，則此等步驟將結束系統之校準。

一旦完成校準，或已經完成校準，便可將樣本放置於載台上以用於分析510。接下來，系統可擷取已由系統及相機聚焦於載台上之 樣本之一像素化影像512。接下來，運算系統可使用像素資訊(參見圖3)或藉由手動鑑定在X、Y平面中自動定位樣本，其中系統可允許一人用來選擇需要由系統分析之感興趣之樣本514。在手動鑑定中，系統可允許一人類使用者在一顯示器上選擇使用者希望已經分析之樣本上之位置。接下來，系統可使用像素轉距離轉換及雷射光點資訊計算將雷射光點放置於第一選定樣本位置上所需的載台之移動516。接下來，系統可使載台移動以將經映射樣本定位在探針下方以使其與雷射光點重疊518。如所闡釋，指示載台移動可包含去往一電動馬達(諸如但不限於步進馬達、伺服馬達、AC伺服馬達、AC感應馬達、壓電馬達、音圈馬達及/或致動器或能夠使載台移動之任何其他種類之電動或其他馬達)之電腦指令。

接下來，系統可基於相機所擷取之一影像而判定選定樣本針對相機及探針是否焦點對準520。接下來，若系統判定影像未焦點對準，則系統可調整載台之上下或Z位置以聚焦樣本且使樣本與最小雷射光點之雷射焦點重疊522。接下來，一旦判定樣本焦點對準，系統便可藉由光譜計針對樣本記錄拉曼探針信號524。在針對樣本擷取光譜計資料之後，系統可使用所映射座標及像素轉距離轉換使載台移動至下一樣本526。最後，一旦已針對給定任務擷取了量測值，系統便可致使顯示樣本或所有樣本之結果528(參見圖4)。在某些實例中，另外或另一選擇係，系統可返回至第一步驟以判定下一樣本針對相機及探針是否焦點對準，若未焦點對準，則校準502以如所闡述之步驟繼續。

以此一方式，系統可使用所擷取影像資料、電腦分析及方法步驟自動地處理對載台上之一單個樣本及/或一組樣本之拉曼分析而不需要人類互動或輸入，或者使用很少人類互動或輸入。

多個拉曼探針實例

在某些實例中，另外或另一選擇係，可在圖6中所展示之設置(其中兩個拉曼探針各自利用不同雷射波長進行分析)中但以其他方式在與圖1類似之一設置中使用多個拉曼探針。

在某些實例中，另外或另一選擇係，可出於一特定目的(包含與多個探針互補之目的)而調諧、配置或以其他方式構建多個拉曼探針以及伴隨雷射及光譜計。所產生的雷射之波長以及探針以及分析資料之光譜計之解析度可係為可用於不同目的、不同樣本等之不同參數。以此一方式，可藉助用於不同目的(諸如較低解析度及較寬觀看範圍區)之多個探針修改、調諧或判定觀看範圍及解析度兩者，其中另一探針具有較高解析度及較小觀看範圍區。

舉例而言，使用一第一設置(405nm雷射、400至900nm波長範圍、1.2nm解析度及一寬光譜範圍)藉助多個拉曼探針之拉曼光譜學可用於鑽石篩選。另一第二設置可利用：532nm雷射、532至670nm範圍、0.22nm解析度及高解析度，此可用於寶石鑑定。

拉曼特徵可出現在200cm^-1與1500cm^-1之間，其可僅覆蓋41nm之範圍但需要高解析度光譜計。某些礦物由於較低解析度及螢光背景而無法由一寬範圍405nm拉曼/PL系統鑑定。

2000個像素之光譜計相依解析度可用於覆蓋一區範圍。鑽石篩選之一實例使用400至900nm=500nm範圍，因此每一像素係0.3nm且在拉曼光譜中之此等0.3nm產生一70比例，但10或5之一比例可用於鑑定小特徵，從而需要較高解析度。或者在某些實例中，另外或另一選擇係，一樣本之一特定區域可需要使用比一寬光譜範圍高之一解析度進行 分析。在此等實例中，兩個探針設置可使較低解析度/較高範圍與較高解析度/較低範圍彼此互補。

另一因素可係不同探針及/或雷射可利用不同波長。可在特定波長下更佳地鑑定某些礦物。舉例而言，若想要量測藍寶石之拉曼光譜，則使用785nm來避免螢光且使用一較高解析度可更佳。另一實例可係405nm以用於在低解析度但較大範圍之情況下進行鑽石分析。

在某些實例中，另外或另一選擇係，此兩個拉曼探針可聚焦於樣本上之稍微不同點上且因此各自產生其自身之圖表(參見圖4)。在某些實例中，另外或另一選擇係，多個拉曼探針可係時間同步的，使得每一拉曼探針可發射其自身之雷射射束且在不同時間擷取光譜計資料以避免干擾。在某些實例中，另外或另一選擇係，可不具有干擾且兩個探針可各自同時分析同一樣本之稍微不同部分。

在圖6中，展示可用以採用本文中關於多個探針所闡述之方法之設備之一實例性硬體設置。在實例中，多個組件部分可包含至一個整體單元中。此單元可包含各自位於經成角度以避開相機615之視線及/或步進馬達611、691的其自身之可樞轉座架上之一相機配置615、一第一拉曼探針610、一第二拉曼探針690，其各自具有去往一雷射613、693之對應纖維線路612、692及去往一光譜計617、697之一纖維線路616、696。亦繪示一寶石載台608以及用以對一操作者使用者(未圖示)屏蔽雷射光之一封蓋。在某些實例中，另外或另一選擇係，可藉由可移動及/或可調整安裝托架、接頭及/或馬達將此等組件部分中之每一者安裝至總體系統框架(未展示)。以此一方式，每一組件部分(相機615、拉曼探針610、690、載台608等)之X、Y及Z 666位置可獨立於彼此而移動及/或視需要旋轉以對 樣本606進行對準、聚焦及/或以其他方式激發及影像擷取。在某些實例中，另外或另一選擇係，此等馬達可與運算系統進行通信以形成用於相機之自動聚焦之一回饋環路，且將每一連續樣本定位在探針下方以用於分析。

用於量測寶石606之感測器可係各自與一光譜計617、697進行通信之拉曼/光致發光探針610、690。相機615可擷取可由亦與伺服及/或步進馬達650進行通信之一運算裝置處理之影像資料，伺服及/或步進馬達650位於載台608中、上或周圍以調整在X、Y及/或Z位置中之對準及/或圍繞如本文中所闡述之樣本之一或多個軸線之旋轉652。

在某些實例中，另外或另一選擇係，相機615鏡頭619可係一成像鏡頭，舉例而言但不限於一固定放大率成像鏡頭、微距鏡頭(用於較少失真)、遠心鏡頭(用於長工作距離)、手動或機動化可調整放大率成像鏡頭(用於改變視域)。成像鏡頭619亦可包含手動或機動化聚焦，諸如但不限於一數位單鏡頭反光相機(DSLR)。

正像在圖1之實例中一樣，相機配置615之聚焦可連同拉曼探針610、690來使用以維持光譜學拉曼探針610、690之工作距離。除了圖6之配置之一優點，多個拉曼探針610、690可各自與不同雷射及/或雷射產生器613、693及/或自身之光譜計617、697進行通信，使得可使用一個設置配置對樣本606進行不同分析。由於每一拉曼探針610、690可經成角度而不妨礙相機615，但仍接收一可接受信號614回波(return)以由其自身之光譜計617、697分析，因此此多個探針配置可使得使用多個波長進行更準確分析且藉此在快速連續時間內對樣本606進行多個測試。另外，每一拉曼探針610、690可設定為相對於樣本606及相機視野632處於其自身 之角度640、694，使得個別拉曼探針610、690可基於其雷射613、693波長而最佳地分析樣本606。

區域映射實例

在其他實例中，系統及方法在此處可用於採取一石頭上之一個樣本以進行儲存、比較及以其他方式分析。但在某些實例中，在此處利用用以自光譜計搜集關於一個樣本石頭之多個讀數以更嚴密地分析彼石頭之系統及方法可係有利的。以此一方式，系統可掃描且區域地映射一個別樣本石頭之一區且使用遞增掃描位置資料及光譜計資料來產生彼給定區上之結果之一個三維曲線圖。此對於一個石頭內具有多個特性之樣本及/或對於可應得到比僅一個讀數多之詳細審查的更有價值樣本可係有益的。

在具有來自一石頭之一個區之讀數之實例中，可使用對一石頭之光譜計分析產生圖表(諸如圖4中所展示之彼等圖表)。但在其中獲得一個石頭之多個X、Y水平點(諸如覆蓋一個二維表面之彼等)上之讀數之實例中，系統及方法在此處可產生一個三維圖表。此一個三維圖表可繪示涵蓋一給定二維區之光譜計資料，諸如一寶石之一表。

圖7僅展示此一實例，其中一樣本石頭702在其工作台710上具有一給定區，其中系統可在表面上方進行掃描以獲得結果。舉例而言，樣本石頭上之區可係5×5平方mm且系統可經程式化而以一圖案掃描彼區，從而獲得每預定增量之讀數，諸如但不限於一掃描圖案(諸如一柵格、列、行或其他圖案)中之每100μm。藉由掃描二維區，系統可形成涵蓋二維區720(諸如圖7之石頭702之5mm×5mm區)之一個三維圖表。在此等實例中，每預定距離(諸如但不限於跨越預定圖案720之每100μm)進行並記錄一個光譜計量測值。系統可追蹤二維區內之位置，其中獲得每一 讀數，且讀數結果及資料可合併以形成具有三個維度X、Y及波長作為一3-D模型資料集或結果730之一圖表。以此一方式，可使探針在一整個預定二維區710上方以一圖案720進行掃略或掃描以形成此三維圖表730，三維圖表730可經分析、比較且用於以比僅對石頭702上之一個光點進行取樣更精細之一位準判定關於樣本702之資訊。

在某些實例中，另外或另一選擇係，人工智慧或機器學習可用於幫助區域映射。在此等實例中，遞增載台移動及/或影像聚焦之多個實例可饋送至系統，以訓練演算法，使得演算法用於判定一樣本是否經聚焦，且可自實例學習並隨著時間之推移做出校正以獲得更佳區域映射結果。

網路實例

系統及方法在此處可利用如圖8中所展示之一網路連接運算配置。在圖8中，一電腦802可用於處理來自光譜計(圖1中之142)之資料，相機之所擷取影像之像素資料，將指令發送至載台馬達且接收指令，或發送且接收其他資料，諸如樣本位置、石頭之鑑定資訊、時間及日期等。用於此等步驟之電腦802可係任一數目個種類之電腦，諸如包含於光譜計及/或相機本身中之彼等電腦，及/或與光譜計及/或相機電腦組件進行通信之另一電腦配置，包含但不限於一膝上型電腦、桌上型電腦、平板電腦、平板手機、智慧型電話或用於處理並傳輸數位化資料之任何其他種類之裝置。在圖9中闡述更多實例。

再轉向圖8，可在替代或除了一區域電腦之一後端系統上分析來自任一電腦802之針對像素化影像所擷取之資料、石頭樣本鑑定資訊、位置及/或光譜計資料。在此等實例中，資料可傳輸至一後端電腦830 及相關聯資料儲存器832以用於保存、分析、計算、比較或其他操縱。在某些實例中，另外或另一選擇係，資料傳輸可係藉由藉助相關聯路由器及集線器之一蜂巢式或Wi-Fi傳輸進行之無線傳輸810。在某些實例中，另外或另一選擇係，傳輸可係透過一有線連接812。在某些實例中，另外或另一選擇係，傳輸可係透過諸如網際網路820之一網路到達後端伺服器電腦830及相關聯資料儲存器832。在後端伺服器電腦830及相關聯資料儲存器832處，像素化影像資料、樣本鑑定、樣本位置、時間、日期及/或光譜計資料可經儲存、分析、與先前所儲存光譜計資料進行比較以用於匹配、鑑定及/或任何其他種類之資料分析。在某些實例中，另外或另一選擇係，可在電腦802處完成資料儲存、分析及/或處理，此涉及原始影像擷取及/或光譜計收集。在某些實例中，另外或另一選擇係，可在區域電腦802與一後端運算系統830之間共用資料儲存、分析及/或處理。在此等實例中，與可以其他方式在區域電腦802處獲得的相比，網路連接電腦資源830可允許利用更多資料處理功率。以此一方式，資料處理及/或儲存可卸載至可獲得之運算資源。在某些實例中，另外或另一選擇係，網路連接電腦資源830可係一雲端或分佈式基礎結構中之虛擬機器。在某些實例中，另外或另一選擇係，一雲端基礎結構可跨越多個實體或虛擬電腦資源散佈網路連接電腦資源830。一單個電腦伺服器830之實例不意欲係限制性的且僅係可由本文中所闡述之系統及方法利用之一運算資源之一項實例。在某些實例中，另外或另一選擇係，人工智慧及/或機器學習可用於分析來自樣本之光譜計資料及/或使成像相機聚焦以供與載台移動一起使用。此等系統可採用資料集來訓練演算法以幫助產生對樣本之分析、對經聚焦樣本之鑑定、載台移動等的愈來愈好之結果。

實例性電腦裝置

圖9展示可在本文中所闡述之系統及方法中使用之一實例性運算裝置900。在實例性電腦900中，一CPU或處理器910藉由一匯流排或其他通信912與一使用者介面914進行通信。該使用者介面包含一實例性輸入裝置916，諸如一鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、按鈕、操縱桿或其他使用者輸入裝置。使用者介面914亦包含一顯示裝置918，諸如一螢幕。圖9中所展示之運算裝置900亦包含與CPU 910及其他組件進行通信之一網路介面920。網路介面920可允許運算裝置900與其他電腦、資料庫、網路、使用者裝置或任何其他具運算能力之裝置通信。在某些實例中，另外或另一選擇係，通信方法可係透過WIFI、蜂巢式裝置、低功耗藍芽、有線通信或任何其他種類之通信。在某些實例中，另外或另一選擇係，實例性運算裝置900包含亦與處理器910進行通信之周邊裝置924。在某些實例中，另外或另一選擇係，周邊裝置包含載台馬達926，諸如用於使載台移動以進行樣本分析之電動伺服及/或步進馬達。在某些實例中，周邊裝置924可包含相機設備928及/或光譜計929。在某一實例性運算裝置900中，一記憶體922與處理器910進行通信。在某些實例中，另外或另一選擇係，此記憶體922可包含用以執行軟體之指令，諸如一作業系統932、網路通信模組934、其他指令936、應用程式938、用以將影像數位化之應用程式940、用以處理影像像素之應用程式942、資料儲存器958、諸如資料表之資料960、異動日誌962、樣本資料964、樣本位置資料970或任何其他種類之資料。

結論

如本文中所揭示，與本發明實施例一致之特徵可經由電腦 硬體及/或韌體實施。舉例而言，可以包含(舉例而言)一資料處理器(諸如一電腦，其亦包含一資料庫、數位電子電路系統、韌體、軟體、電腦網路、伺服器或其等各項之組合)之各種形式體現本文中所揭示之系統及方法。此外，雖然所揭示實施方案中之某些實施方案闡述特定硬體組件，但可藉助硬體、軟體及/或韌體之任一組合實施與本文中之創新一致之系統及方法。此外，可在各種環境中實施本文中之創新之上述特徵以及其他態樣及原理。此等環境及相關應用可經特殊建構以用於根據實施例執行各種例程、程序及/或操作或其可包含由程式碼選擇性啟動或重新組態以提供必要功能性之一電腦或運算平台。本文中所揭示之程序並非與任何特定電腦、網路、架構、環境或其他設備固有地相關，且可由硬體、軟體及/或韌體之一適合組合實施。舉例而言，各種機器可與根據實施例之教示撰寫之程式一起使用，或建構一專業設備或系統以執行所需方法及技術可係更方便的。

本文中所闡述之方法及系統之態樣(諸如邏輯)可實施為程式化至各種電路系統中之任一者中之功能性，該等電路系統包含可程式化邏輯裝置(「PLD」)，諸如場可程式化閘陣列(「FPGA」)、可程式化陣列邏輯(「PAL」)裝置、電可程式化邏輯與記憶體裝置及標準基於單元之裝置以及特殊應用積體電路。用於實施態樣之某些其他可能性包含：記憶體裝置、具有記憶體(諸如EEPROM)之微控制器、嵌入式微處理器、韌體、軟體等。此外，態樣可體現於具有基於軟體之電路仿真、離散邏輯(順序的及組合的)、定製裝置、模糊(神經)邏輯、量子裝置及以上裝置類型中之任一者之混合體的微處理器中。可在各種組件類型中提供基本裝置技術，例如，如互補金屬氧化物半導體(「CMOS」)之金屬氧化物半導體場 效電晶體(「MOSFET」)技術、如發射極耦合邏輯(「ECL」)之雙極技術、聚合物技術(例如，矽共軛聚合物及金屬共軛聚合物-金屬結構)、混合類比與數位等等。

亦應注意，本文中所揭示之各種邏輯及/或功能可使用硬體、韌體及/或體現於各種機器可讀或電腦可讀媒體中之資料及/或指令之任一數目個組合依據其行為、暫存器傳送、邏輯組件及/或其他特性來啟用。其中可體現此等經格式化資料及/或指令之電腦可讀媒體包含但不限於呈各種形式之非揮發性儲存媒體(例如，光學、磁性或半導體儲存媒體)及可用於透過無線、光學或有線傳訊媒體或其任一組合來傳送此等經格式化資料及/或指令之載波。藉由載波傳送此等經格式化資料及/或指令之實例包含但不限於在網際網路及/或其他電腦網路上經由一或多個資料傳送協定(例如，HTTP、FTP、SMTP等等)進行傳送(上傳、下載、電子郵件等)。

除非上下文另外明確要求，否則在說明及申請專利範圍通篇中，措詞「包括(comprise/comprising)」及諸如此類應解釋為在與一排他性或窮盡性意義相反之一包含性意義上；亦即，在「包含但不限於」之一意義上。使用單數或複數之措辭亦分別包含複數或單數。另外，措辭「在本文中」、「在下文中」、「上面」、「下面」及類似含義之措辭將此申請案稱為一整體且並非係指此申請案之任何特定部分。當參考兩個或兩個以上項目之一清單使用措詞「或」時，彼措詞涵蓋該措詞之以下解釋中之全部：該清單中之項目中之任一者、該清單中之項目之全部及該清單中之項目之任何組合。

儘管本文已具體闡述說明之特定目前較佳實施方案，但熟 習說明所涉及之技術者將瞭解，可在不背離實施例之精神及範疇之情況下對本文中所展示並闡述之各個實施方案做出變化及修改。因此，實施例意欲僅受限於適用法規所要求之程度。

可以方法及用於實踐彼等方法之設備之形式體現本發明實施例。本發明實施例亦可以體現為諸如軟碟、CD-ROM、硬碟機或任何其他機器可讀儲存媒體之有形媒體中之程式碼之形式來體現，其中當程式碼載入至諸如一電腦之一機器中並由該機器執行時，該機器變為用於實踐實施例之一設備。本發明實施例亦可呈程式碼之形式，舉例而言，是否儲存於一儲存媒體中，載入至一機器中及/或由一機器執行，或經由某一傳輸媒體(諸如經由電佈線或纜線、透過光纖或經由電磁輻射)傳輸，其中，當程式碼載入至諸如一電腦之一機器中且由該機器執行時，該機器成為用於實踐實施例之一設備。當在一處理器上實施時，程式碼分段與處理器組合以提供以與特定邏輯電路類似之方式操作之一唯一裝置。

軟體儲存於可採取諸多形式(包含但不限於一有形儲存媒體、一載波媒體或實體傳輸媒體)之一機器可讀媒體中。非揮發性儲存媒體包含(舉例而言)光碟或磁碟，諸如任何電腦等等中之儲存裝置中之任一者。揮發性儲存媒體包含動態記憶體，諸如此一電腦平台之主要記憶體。有形傳輸媒體包含同軸電纜；銅導線及光纖，包含在一電腦系統內包括一匯流排之導線。載波傳輸媒體可採取電信號或電磁信號或者聲波或光波(例如在射頻(RF)及紅外(IR)資料通信期間產生之彼等)的形式。因此，電腦可讀媒體之常見形式包含(舉例而言)：磁碟(例如，硬磁碟、軟磁碟、軟性磁碟)或任何其他磁性媒體、一CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光學媒體、任何其他實體儲存媒體、一RAM、一PROM及EPROM、 一FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片、輸送資料或指令之一載波、輸送此一載波之電纜或鏈路或者一電腦可自其讀取程式碼及/或資料之任何其他媒體。此等形式之電腦可讀媒體中之多者可參與將一或多個指令之一或多個序列載送至一處理器以供執行。

出於闡釋之目的，已參考特定實施例闡述了前述說明。然而，以上說明性論述並不意欲為窮盡性的或將實施例限制於所揭示之精確形式。鑒於以上教示，諸多修改及變化係可能的。選擇並闡述實施例以便最佳地闡釋實施例之原理及其實際應用，以藉此使得其他熟習此項技術者能夠最佳地利用具有可適用於所涵蓋之特定用途之各種修改之各種實施例。

106:寶石/樣本寶石/樣本/寶石樣本/目標寶石

108:載台/寶石載台/工作台

110:探針/拉曼探針/光致發光探針/成角度探針

111:安裝

112:激發雷射傳輸線路/纖維芯直徑

113:雷射

114:雷射輻射/光源

115:相機/相機配置/相機設置/相機系統

116:收集線路

117:光譜計

119:鏡頭/成像鏡頭

128:發光二極體/發光二極體側面板/發光二極體面板

132:視域/影像視線/視線

140:角度/樞轉角度

150:馬達/伺服馬達/步進馬達

152:旋轉

160:頂部反射器/反射器

161:底部反射器/反射器

162:孔

166:維度/方向

Claims (27)

1. 一種擷取並分析關於多個樣本寶石之光譜計資料之方法，該方法包括：由具有一處理器及記憶體的一電腦，與一數位相機、一拉曼探針及經組態以使一載台移動之至少一個載台馬達進行通信，藉由分析該數位相機所拍攝的該載台上之一第一樣本寶石之一所擷取數位影像而判定該第一樣本針對該數位相機及該拉曼探針是否焦點對準，其中該至少一個載台馬達能夠使該載台在一X、Y及Z方向上移動且使該載台旋轉，且其中該拉曼探針安裝於自該相機與該載台之間的一視線量測之一成角度組態中；若該第一樣本未焦點對準，則該電腦藉由將使Z載台移動之指令發送至該馬達而使該相機聚焦於該第一樣本上；若該第一樣本焦點對準，則使用該數位相機擷取包含第一樣本及多個樣本的該載台之一像素化影像；使用該像素化影像在X、Y平面中映射包含該第一樣本之該多個樣本；該電腦判定該像素化影像中之像素與該載台上之該多個樣本之距離之間的關係；由該等載台馬達引導該載台之移動以將該第一樣本定位在該拉曼探針下方；及 針對該第一樣本記錄該拉曼探針之一光譜計信號，其中引導該載台之移動包含由該電腦判定該拉曼探針之一雷射光點位置與該等載台馬達可移動之增量之間的關係。
2. 如請求項1之方法，其進一步包括，使用該第一樣本之該像素化影像判定該第一樣本之一色調、亮度及色度值；基於該等對應色調、亮度及色度所判定值而判定該第一樣本之自D至Z之一色彩等級。
3. 如請求項1之方法，其進一步包括，使用該第一樣本之該像素化影像藉由比較每一樣本中之像素數目與一距離校準而判定該第一樣本之一大小值。
4. 如請求項1之方法，其進一步包括，藉由比較該像素化影像之該第一樣本中之像素數目與一距離校準而判定該第一樣本之一大小；基於該第一樣本之拉曼光譜而判定該第一樣本之一礦物類型；使用密度及礦物類型之一表格而用該礦物類型判定該第一樣本之一密度；使用該第一樣本之該所判定大小判定該第一樣本之一體積；及藉由使該所判定密度乘以該所判定體積而判定該第一樣本之一重量。
5. 如請求項1之方法，其進一步包括，針對該第一樣本記錄一第二拉曼探針之一第二信號分析，其中該第二拉曼探針安裝於自該相機與該載台之間的一視線量測之一成角度組態中，其中該拉曼探針及該第二拉曼探針各自組態有不同波長之雷射。
6. 如請求項1之方法，其進一步包括：引導該載台之移動，以將一第二樣本定位在該拉曼探針下方；及針對該第二樣本記錄一第二拉曼探針之一第二信號分析，其中該第二拉曼探針安裝於自該相機與該載台之間的一視線量測之一成角度組態中，其中該拉曼探針及該第二拉曼探針各自組態有不同解析度之光譜計。
7. 如請求項6之方法，其中在該第二樣本位於該拉曼探針下方之後，藉由分析該數位相機所拍攝的該載台上之該第二樣本寶石之一所擷取影像而判定該樣本針對該數位相機及該拉曼探針是否焦點對準；且若該第二樣本焦點對準，則針對該第二樣本記錄該拉曼探針之一信號分析。
8. 如請求項1之方法，其進一步包括：藉由具有一處理器及一記憶體之一後端電腦比較該拉曼探針對該第一樣本寶石之所接收信號分析與已知寶石資料；及判定該拉曼探針之該所接收信號分析與該已知寶石資料之一匹配。
9. 如請求項1之方法，其進一步包括致使顯示該第一樣本之該光譜計信 號之一結果。
10. 如請求項1之方法，其進一步包括：在針對該第一樣本記錄該拉曼探針之一信號分析之後，由該等載台馬達引導該載台移動至在該拉曼探針下方之該第一樣本上之一第二位置；針對該第一樣本記錄該拉曼探針之一第二信號分析；及在該第一樣本之一預定區內記錄對該第一樣本之額外信號分析。
11. 如請求項10之方法，其進一步包括，致使將針對該第一樣本在該預定區內記錄之該額外信號分析之一結果顯示為一個三維曲線圖。
12. 一種擷取並分析關於多個樣本寶石之光譜計資料之方法，該方法包括：由具有一處理器及記憶體之一電腦進行以下操作，該電腦與一數位相機、拉曼探針及載台馬達進行通信，該電腦判定該載台上之一第一樣本針對該數位相機及該拉曼探針是否焦點對準，若未焦點對準，則進行校準，其中校準包含，藉由使用回波調整該載台之一Z位置以達成一最高信號回波而進行Z維度對準，使用一所擷取影像之清晰度使該數位相機聚焦至一平面，使用一已知距離指南在數位影像像素與實際距離之間進行一像 素轉距離轉換(pixel-to-distance conversion)，及分析該所擷取影像以定位一拉曼探針雷射光點；若校準並非必要的，或在校準之後，擷取該載台上之該第一樣本之一經聚焦像素化影像；使用該經聚焦像素化影像在X、Y平面中定位額外樣本；使用該像素轉距離轉換及該雷射光點計算將該拉曼探針雷射光點放置於該第一樣本及其對應位置上所需的該載台之一移動；將用於使該載台移動以將該第一樣本定位在該拉曼探針下方且使該第一樣本與該拉曼探針雷射光點重疊之命令發送至該等載台馬達；基於該數位相機所擷取的該第一樣本之一第二像素化影像而判定該第一樣本是否由該相機焦點對準以由該探針進行分析；若該第一樣本之該第二像素化影像經判定為未焦點對準，則將用於使該載台Z位置移動之命令發送至該等載台馬達；判定該第一樣本之一第三像素化影像是否焦點對準，且由一光譜計針對該第一樣本記錄一第一樣本拉曼探針光譜計信號，其中將用於使該載台移動之命令發送至該等載台馬達包含：由該電腦判定該拉曼探針之一雷射光點位置與該等載台馬達可移動之增量之間的關係。
13. 如請求項12之方法，其進一步包括：在針對該第一樣本記錄該光譜計信號之後，將用於使該載台移動以使用所映射座標及像素轉距離轉換定位一第二樣本之命令發送至該等載台馬達。
14. 如請求項13之方法，其進一步包括，基於該數位相機所擷取之一第四像素化影像而判定該第二樣本針對該相機及該探針是否焦點對準；若該第二樣本之該第四像素化影像經判定為未焦點對準，則將用於使該載台Z位置移動之命令發送至該載台馬達；判定該第二樣本焦點對準，且由一光譜計針對該第二樣本記錄一第二樣本拉曼探針光譜計信號。
15. 如請求項14之方法，其進一步包括，致使顯示該第一樣本及該第二樣本之該光譜計信號之一結果。
16. 如請求項12之方法，其進一步包括判定該第一樣本之一第五像素化影像是否焦點對準，且由一第二光譜計針對該第一樣本記錄一第二拉曼探針光譜計信號，其中第二拉曼探針安裝於自該相機與該載台之間的一視線量測之一成角度組態中，其中該拉曼探針及該第二拉曼探針各自組態有不同解析度之光譜計，且其中該拉曼探針及該第二拉曼探針各自組態有不同波長之雷射。
17. 如請求項16之方法，其進一步包括，致使顯示第一光譜計及該第二光譜計之該光譜計信號之一結果。
18. 如請求項12之方法，其中該拉曼探針安裝於自該相機與該載台之間 的一視線量測之一成角度組態中。
19. 如請求項12之方法，其中該判定該第一樣本是否由該相機焦點對準以由該探針進行分析包含：將使該載台移動直至該拉曼探針針對一Z維度傳回一最高信號回波為止之指令發送至該載台馬達。
20. 如請求項12之方法，其進一步包括，使用該第一樣本之該等數位影像像素判定該第一樣本之一色調、亮度及色度值；基於該等對應色調、亮度及色度所判定值而判定該第一樣本之自D至Z之一色彩等級。
21. 如請求項12之方法，其進一步包括，使用該第一樣本之該等數位影像像素藉由比較每一樣本中之像素數目與一距離校準而判定該第一樣本之一大小值。
22. 如請求項12之方法，其進一步包括，藉由比較該像素化影像之該第一樣本中之像素數目與一距離校準而判定該第一樣本之一大小；基於該第一樣本之拉曼光譜而判定該第一樣本之一礦物類型；使用密度及礦物類型之一表格而用該礦物類型判定該第一樣本之一密度；使用該第一樣本之該所判定大小判定該第一樣本之一體積；及 藉由使該所判定密度乘以該所判定體積而判定該第一樣本之一重量。
23. 一種用於記錄多個寶石樣本之光譜計讀數之系統，該系統包括，具有一處理器及一記憶體之一電腦，其與一數位相機、經組態以使一載台移動之至少一個載台馬達、具有一雷射及一光譜計之一拉曼探針進行通信，其中該載台經組態以接納多個寶石以由該光譜計分析，其中該數位相機係在一視域覆蓋可接納該多個寶石之該載台之至少一部分之情況下安裝，且其中該拉曼探針係以自該相機與該載台之間的一視線量測之一角度來安裝且瞄準該載台之至少一部分，其中該電腦進一步經組態以判定該拉曼探針之一雷射光點位置與該至少一個載台馬達可移動之增量之間的關係。
24. 如請求項23之系統，其中該至少一個載台馬達經組態以回應於來自已分析來自該數位相機之像素化數位影像以鑑定該載台上之該多個寶石之位置之該電腦的指令而使該載台移動，使得來自該拉曼探針之一雷射連續地定位於該載台上之該多個寶石中之每一者上，以用於分析。
25. 如請求項23之系統，其進一步包括環繞該載台之四個面板，每一面板包含經配置以照射該載台之發光二極體(LED)，其中該等LED經組態以發射白光。
26. 如請求項27之系統，其進一步包括配置在該載台上面之一第一反射器及配置在該載台下面之一第二反射器。
27. 如請求項25之系統，其中LED之該四個面板中之每一者包含一漫射器。

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