TWI794686B - 透明載台上之寶石的螢光成像 - Google Patents

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Abstract

本發明之系統及方法可用於設置諸如放置於一平坦載台上之一鑽石之一寶石的螢光影像擷取。一些實例利用發送光及藉由使10 nm至400 nm之間的紫外(UV)光傳遞至寶石及透過一二向色分束器擷取激發螢光影像用於分析來自寶石之台面側擷取影像之一設置。在一些實例中，截止波長係300 nm。二向色分束器配置允許攝影機重複聚焦於載台與寶石之相同界面上以便於使用且無需針對不同樣本移動、改變或調整設備。

Description

透明載台上之寶石的螢光成像
技術領域包含利用螢光影像擷取來分析定位於一載台上之一鑽石或其他寶石。
寶石需要一系統性及易於複製之分析方法。當前技術依靠使照明瞄準至一鑽石或石亭中。此方法需要使照明源繁複瞄準一寶石之一部分，此可取決於寶石大小及形狀而不同。歸因於瞄準約束及參數，方法不易於複製或重複。此外，使用此方法，需要額外硬體使成像或照明源瞄準、調整或聚焦於一寶石上。此係因為難以自動聚焦於一寶石上。拋光寶石刻面難以自動聚焦，因為表面缺乏攝影機及軟體分析及聚焦之可界定及可識別特徵。
其他實例系統利用在依一特定角度定位受評估之寶石時需要且在成像時固持寶石之寶石托座。
其他實例系統利用需要無法經組態至一緊湊單元中之擴展組件之組件。
本發明之系統及方法使用允許一使用者使用寶石間最小調整放置及分析一寶石之一易於複製設置來提供此技術問題之技術解決方案。
本發明之系統及方法可用於提供一種以最小化目標寶石之間的調整且產生可靠結果之一易於複製配置分析諸如一鑽石之一寶石，具體而言，螢光影像之方法。
在一些實例中，替代地或另外，擷取及分析一樣本寶石之螢光影像之系統及方法包含：產生一螢光激發光束；導引該螢光激發光束通過一濾光器而至一二向色分束器，其中該二向色分束器經組態以反射該螢光激發光束之波長且使來自該樣本寶石之激發螢光之波長通過；在具有一電腦處理器及一記憶體之一攝影機處接收來自台面側向下靜置於一藍寶石載台上之該樣本寶石之一激發螢光影像，其中該激發螢光影像已通過該二向色分束器；由該攝影機電腦數位化該樣本寶石之該接收螢光影像；及由該攝影機電腦將該樣本寶石台面之該數位化影像發送至一電腦資料儲存器。在一些實例中，替代地或另外，進一步包括由具有一處理器及一記憶體之一後端電腦比較一第二數位化影像與該儲存數位化影像及判定一識別匹配。在一些實例中，替代地或另外，進一步包括由具有一處理器及一記憶體之一後端電腦分析該儲存數位化影像以判定該樣本寶石係一天然或合成鑽石。在一些實例中，替代地或另外，該導引經濾光光束具有200 nm至250 nm之間的一波長。在一些實例中，替代地或另外，該導引經濾光光束具有約224 nm之一波長。在一些實例中，替代地或另外，一螢光光束由一Xe閃光燈產生。在一些實例中，替代地或另外，來自台面側向下靜置於一藍寶石載台上之該樣本寶石之該激發螢光影像具有400 nm至700 nm之間的一波長。在一些實例中，替代地或另外，比較該第二數位化影像與該儲存數位化影像及判定一識別匹配係比較該等全數位化影像中之一像素子集。在一些實例中，替代地或另外，來自台面側向下靜置於一藍寶石載台上之該樣本寶石之該激發螢光影像亦在接收於該攝影機處之前且在通過該二向色分束器之後自一反射鏡反射。在一些實例中，替代地或另外，該二向色分束器經組態以反射小於300 nm之波長且使大於300 nm之波長通過。在一些實例中，替代地或另外，透過其過濾該螢光激發光束之該濾光器包含一偏振敏感濾光器。
本發明之系統及方法可包含：分析一樣本寶石之螢光影像，其包含：一光產生器，其用於產生能够在一寶石中激發螢光之一光束；一二向色分束器，其經組態以反射來自該光產生器之波長且使來自該樣本寶石之螢光激發之波長通過，其中一透鏡及一濾光器經組態以聚焦及過濾瞄準該二向色分束器之來自該光產生器之該光束；一平坦載台，其能够透射紫外光及可見光兩者，該平坦載台經組態以支撐該樣本寶石之一台面且接收來自該二向色分束器之反射光束；一攝影機，其經組態以聚焦於該樣本寶石台面與該平坦載台之一界面上且透過該二向色分束器接收來自該樣本寶石台面之激發螢光影像且產生該樣本寶石台面之一數位化影像。在一些實例中，替代地或另外，由該光產生器產生之該光束具有200 nm至250 nm之間的一波長。在一些實例中，替代地或另外，由該光產生器產生之該光束具有約224 nm之一波長。在一些進一步實例中，一電腦系統與該攝影機通信，其中該電腦系統經組態以接收及儲存該樣本寶石台面之該數位化影像。在一些實例中，該電腦系統經進一步組態以基於該數位化影像來判定該樣本寶石台面係天然或合成的。在一些實例中，替代地或另外，該電腦系統經進一步組態以比較該樣本寶石台面之該數位化影像與其他寶石台面之儲存數位化影像且基於該等影像中之比較像素來判定一識別匹配。在一些進一步實例中，一反射鏡經組態於該攝影機與該二向色分束器之間，該反射鏡經組態以將該等激發螢光影像反射至該攝影機中。在一些實例中，替代地或另外，該二向色分束器經組態以反射小於300 nm之波長且使大於300 nm之波長通過。在一些進一步實例中，一偏振敏感濾光器經組態以過濾來自該光產生器之該光束。在一些實例中，替代地或另外，該樣本寶石由一光吸收材料背襯以减少反射。在一些實例中，替代地或另外，該電腦可用於分析用於色彩變動及邊界色彩偵測之該數位化影像以識別一合成過度生長。
相關申請案之交叉參考 本申請案主張2019年11月26日申請之美國臨時申請案第62/940,871號之優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。
現將詳細參考其實例繪示於附圖中之實施例。在以下詳細描述中，闡述諸多具體細節以提供本文中所呈現之標的之一充分理解。但一般技術者將明白，可在無此等具體細節之情況下實踐標的。此外，本文中所描述之特定實施例僅供例示且不應用於限制特定實施例之範疇。在其他例項中，未詳細描述熟知資料結構、時序協定、軟體操作、程序及組件以免不必要地模糊本文中實施例之態樣。
概述
本發明之系統及方法可用於設置諸如放置於一平坦載台上之一鑽石之一寶石的螢光影像擷取。一些實例利用發送光及藉由使10 nm至400 nm之間的紫外(UV)光傳遞至寶石及透過一二向色分束器擷取激發螢光影像用於分析來自寶石之台面側擷取影像之一設置。在一些實例中，替代地或另外，二向色分束器之截止波長係300 nm。二向色分束器配置允許攝影機反復聚焦於載台與寶石之相同界面上以便於使用且無需針對不同樣本移動、改變或調整設備。
實例方法步骤
圖1描繪詳述本文中所描述之系統及方法可如何擷取激發寶石螢光影像用於分析之實例的一實例流程圖。如圖1中所展示，第一實例步驟係110：將樣本寶石放置於能够將透射UV至可見光之一載台上。載台應能够透射激發光源及螢光影像之波長，如下文將描述。在一些實例中，替代地或另外，UV透射載台由藍寶石製成。在一些實例中，替代地或另外，UV透射載台由石英製成。在一些實例中，替代地或另外，寶石可台面側向下放置於載台上。(參閱用於展示一切割寶石台面378之一實例之圖3之說明。)
作為一切割寶石之最大平坦部分，台面可為一寶石放置於一平坦表面(諸如載台)上之最容易及最穩定部分。此配置中無需除載台之外的托座或支撐架。所有不同大小寶石可設定於相同位置中，無需調整且無需由一使用者準備。載台係平坦的且寶石台面係平坦的，藉此允許一使用者容易地交換及移動樣本、重複程序而無任何未對準或錯誤聚焦風險。此一配置產生其中寶石台面在相同時間依相同方式與載台界接之一界面，每次執行一分析。
應注意，寶石「台面」在本文中用於描述寶石可透過其靜置於諸如一載台之另一平坦表面上之寶石之一平坦及穩定部分。然而，在一些實例中，替代地或另外，一寶石可依使得可使用另一平坦部分之一方式切割。因此，在此描述中，術語「台面」不意在限制，而是可為考量及分析中之一寶石之任何平坦部分。
接著120：由一光源產生一光。在一些實例中，替代地或另外，光源可為氙閃光燈、氘燈或224.3 nm HeAg雷射或能够產生小於225 nm波長之任何其他種類之雷射或光源。在一些實例中，替代地或另外，光源首先經發送通過一透鏡而集中光束點。在一些實例中，替代地或另外，光經發送通過一深UV濾光器。在一些實例中，替代地或另外，可使用一額外偏振敏感(偏振器與波板之組合)濾光器。當光離開光源/透鏡/濾光器而發送向一二向色分束器時，其波長可小於224 nm。二向色分束器經組態以反射某一波長帶之光且使一不同波長帶之光通過。在一些實例中，替代地或另外，二向色分束器可反射10 nm至400 nm之間波長之光。小於224 nm之此光自二向色分束器反射向定位於載台上之寶石台面。
接著130：光束照射坐於藍寶石載台上之寶石台面且激發400 nm至700 nm之間的螢光。來自寶石之螢光影像透過載台回傳向二向色分束器。
接著140：定位二向色分束器以使來自寶石之激發螢光影像通過。由於激發螢光之波長介於400 nm至700 nm之間，因此其能够通過二向色分束器而非如來自原始產生深UV光之深UV光般反射。此激發螢光影像可視情況自一反射鏡反射向諸如一攝影機之一成像系統。
最後150：可使用一成像系統來擷取激發螢光影像。在一些實例中，替代地或另外，成像系統係一光敏數位彩色攝影機。在一些實例中，替代地或另外，攝影機可為可用於增强圖案偵測之一單色攝影機。在一些實例中，替代地或另外，攝影機係一光敏彩色攝影機。在一些實例中，替代地或另外，在攝影機之前使用一透鏡來集中激發螢光影像之光束點。在一些實例中，一濾光器可用於反射鏡與成像透鏡之間。在此等實例中，濾光器可用於增强寶石螢光影像之對比圖案或特徵。在此等實例中，濾光器可為一長通濾光器、一帶通濾光器、一短通濾光器或一偏振敏感濾光器(偏振器與波板之組合)。可使用上述攝影機特徵及/或濾光器特徵之任何組合或排列。
在此一配置中，攝影機能夠聚焦於載台/寶石台面界面上以擷取螢光影像。在一些實例中，替代地或另外，當寶石台面靜置於載台上時，此焦點可為寶石台面。在一些實例中，替代地或另外，為幫助攝影機聚焦於載台之界面上，一精細印刷或微影圖案化板可放置於載台上，且攝影機可聚焦於精細圖案化板上。此一圖案化板可由諸如玻璃、塑膠或金屬之任何材料製成。此一板可包含板上之一符號、圖案或文字，其可為實體或反射光，使得攝影機配置可聚焦於板上而非嘗試聚焦於透明台面載台上。一旦設定攝影機焦點，則可移除板且接著可將此相同焦點用於分析中之寶石，無需針對諸多樣本進行任何反復調整。在此等實例中，螢光影像之視角可經配置使得其總是依相同角度，因為寶石台面靜置於載台之平坦表面上。在一些實例中，替代地或另外，此可為自影像光束至寶石台面之一垂直角度。
使用此配置，一操作者可易使用地高度重複此一方法，操作者僅需將寶石之最平坦部分(台面)放置於載台上。此允許界面上之一固定焦平面。操作者無需重新聚焦系統，因為各樣本總是使用寶石台面與載台之間的相同界面。
硬體設置實例
圖2A展示可用於採用圖1中或本文中別處所描述之方法之設備之一實例硬體設置。在實例圖2A中，一光源202經定位以發射一光束210。在一些實例中，替代地或另外，光源202係一氙(Xe)閃光燈。在一些實例中，替代地或另外，光源202係一雷射驅動光源(LDLS)。在一些實例中，替代地或另外，光源202可為一氘燈。在一些實例中，替代地或另外，光源202可為一224.3 nm HeAg雷射。可使用在此或別處所描述之光源之任何組合或排列。在一些實例中，替代地或另外，一透鏡204可鄰近光源202定位以將發射光聚焦成具有足够强度以滿足方法之照明目標之一聚焦光束。在一些實例中，替代地或另外，一濾光器205可鄰近光源202及透鏡204定位。在一些實例中，替代地或另外，此濾光器205可為僅允許深UV光通過之一深UV濾光器。在一些實例實施例中，透鏡及UV濾光器之後的光束210之波長小於224 nm。在一些實例中，替代地或另外，一選用額外濾光器可在濾光器205之後利用，在此等情況中，此額外濾光器207可為一偏振敏感濾光器。在一些實例中，替代地或另外，偏振濾光器207可為一偏振器與一波板之組合。此額外濾光器207可增强一寶石螢光影像中之圖案或特徵之對比度。
在一些實例中，替代地或另外，如所展示，自光源202發射之光束210瞄準一二向色分束器230。一二向色分束器230可用於反射某些光波長帶且允許其他光波長帶通過。在一些實例中，替代地或另外，二向色分束器230可反射波長小於300 nm之光且允許波長大於300 nm之光通過。在一些實例中，替代地或另外，激發波長介於10 nm至400 nm之間。
在圖2A之實例中，發射光束210自二向色分束器230反射向一載台208。載台208可為藍寶石或石英或透射紫外(UV)光及可見光兩者之任何其他材料且包含激發一寶石中之螢光之一光源與來自此寶石之螢光影像之間的範圍。載台208可為平坦的以允許將樣本寶石206放置於其上。在實例中，載台208係其上放置樣本或目標寶石206之表面。在一些實例中，替代地或另外，載台寶石206可台面側278向下放置於載台208上(參閱用於說明切割寶石部分及一台面378之圖3)。在一些實例中，替代地或另外，載台208可包含其中設定攝影機242視域之一預配置區域。在載台208上之此預配置區域中，可放置用於分析之樣本206以藉此被包含於攝影機242視域中。在一些實例中，替代地或另外，為便於一操作者使用，可明顯標記載台208上之此區域。例如，可在載台208上蝕刻、繪製或依其他方式標記攝影機242視域位於其內之一可見圓。
轉至圖3，其展示一實例寶石306之一般圖。寶石可切割成包含某些實例部分，如珠寶中很常見。例如，寶石306可包含一底尖370、一亭部372、一環帶374、一冠部376及一台面378。台面278可為寶石306可依一穩定方式靜置於其上之一平坦部分。在此台面378上，寶石可放置於載台(來自圖2A之208)上以由本文中所描述之照明及成像設置分析。
轉回至圖2A，發射光束210之焦點係載台208與寶石206台面278之間的界面。由於操作者可僅將一新樣本寶石206台面側278向下放置於載台208上用於分析，因此無論分析何種寶石206，此界面將總是焦點。圖2A中之配置不利用其他種類之托座、支撐架或可調支架用於樣本寶石206，因為其僅放置於載台208之平坦表面上。因此，操作者無需調整焦點、操縱任何成像系統、調整照明202或進行任何其他調整以分析一新樣本寶石。圖2A中之配置可允許在樣本之間快速及容易移動且大大簡化操作者之程序，否則操作者必須找到一新焦點且調整硬體來分析各不同寶石樣本。
在此所描述之系統中使用一二向色分束器之一優點在於整個系統可比不使用此一配置時更緊湊。使用二向色分束器允許傳入光束210到達寶石台面278及來自寶石台面278之激發影像220通過相同組件部分230，其最小化此一配置在一實驗台上佔用之空間量。此外，配置易於由操作者使用，操作者可比一擴展系統更容易地操控、攜帶、操縱及/或重新配置一緊湊系統。
繼續圖2A，一旦發射光束210穿過載台208且與寶石台面278界接，則其自寶石206台面278激發一螢光影像。接著，該影像向下通過220載台材料208而返回至二向色分束器230。二向色分束器230可具有在不同方向上偏振之光之不同吸收係數且可用於使一小範圍波長之光選擇性通過，同時反射其他光。例如，此激發螢光之波長可介於400 nm至700 nm之間。由於來自寶石206台面278之激發螢光具有一特定波長(400 nm至700 nm之間)，因此其可通過二向色分束器230而非如原始深UV光束210般反射。此允許寶石台面278激發光束220繼續至一選用反射鏡232，其中激發光束220可再次反射向一攝影機242之一透鏡240。攝影機透鏡240可幫助使激發光220之光束點變窄以改善分析。攝影機242可為一光敏彩色攝影機。在一些實例實施例中，一額外濾光器241可放置於攝影機242之透鏡240之前。在此等實例中，額外濾光器241可增强一寶石螢光影像之圖案或特徵之對比度。額外濾光器241可為一長通濾光器、一帶通濾光器、一短通濾光器及一偏振敏感(一偏振器與波板之組合)濾光器之任何者或組合。
接著，此攝影機242可數位地擷取寶石206之發射螢光影像用於分析，如本文中所描述。此一影像可包含表示寶石螢光影像之像素化資料，如本文中所描述。攝影機242可包含電腦組件且亦可與本文中所描述之其他電腦組件通信以處理像素化數位影像以保存、儲存、發送或依其他方式分析或操控寶石台面之像素化數位影像。
實例影像擷取設置
圖2A展示其中影像載台可放置於具有會干擾影像擷取之一背景之一物理環境中之一實例。此物理環境可能過亮，具有錯誤色彩或無法提供一影像擷取之最佳背景之其他物理特性。為幫助補救此且提供一較佳影像擷取背景，可將一吸收材料250放置於諸如一鑽石之目標寶石206背面以提高鑽石之生長圖案之對比度以增强成像。吸收材料250可呈黑色，吸收材料可由油灰、黏土、聚合物、可模製塑膠、可模製發泡體、膠水、黏著劑及/或其他材料製成。在一些實例中，替代地或另外，若吸收材料已不具有不透明品質，則其可與黑漆混合。在一些實例中，替代地或另外，黑漆可為石墨漆。在一些實例中，替代地或另外，此材料可施加於亭部(參閱圖3中之372)或寶石之背面而無氣隙。替代地或另外，此一材料可放置於樣本寶石206上或樣本寶石206後面而非一氣泡、背幕、陰影、冠層或其他配置上之台面278上以允許取得已减少反射之樣本寶石台面之影像，其會模糊寶石生長圖案之影像。此配置可允許比無背景吸收材料250取得之影像分析及比較更佳之影像分析及比較，且接著可在分析之後移除材料。
圖2B展示利用圖2A中之一材料250來幫助减少寶石之影像擷取中之反射之結果之攝影實例。此材料可施加於一寶石以藉由鑽石與黑色材料之間的阻擋空氣來减少反射以使寶石中之既有圖案更清晰。在圖2B中，無圖2A中之施加材料250之一樣本寶石之影像280、282在影像中展示比使用圖2A中施加於樣本寶石之材料250取得之影像290、292更多之反射。可看出，具有施加材料之影像290、292中之反射展示更少很多反射，且所展示之反射不明顯或突出。此可允許較佳分析寶石及內部特徵。
在一些實例中，可製成一共焦配置，其中一空間針孔可經配置於一板中以阻擋不是來自寶石台面之螢光信號。此等配置可降低影像亮度，但可用於某些實例中。
應用實例
可使用本文圖2A中所描述之設置來採用各種方法以實現不同目標。一實例方法可使用在此所描述之設置來篩選諸如鑽石之目標寶石以判定鑽石是否為合成的。本文中所描述之設置可用於分析擷取數位化像素化螢光影像。此分析可用於偵測一天然鑽石上之鑽石過度生長及偵測一合成鑽石上缺少此過度生長。在此等實例中，螢光影像之色彩可用於偵測過度生長。例如，生長於一實驗室中之一鑽石層可產生一紅色螢光而非來自一天然鑽石之藍色。再者，此一層可阻擋天然鑽石部分之生長圖案。電腦演算法可用於影像之此像素分析。此分析亦可包含保存影像與擷取影像之間的比較分析。
圖4展示使用本發明之系統及方法取得之影像之實例。第一影像410展示一天然鑽石上之合成生長之一實例。此合成生長可為化學汽相沈積(CVD)、實驗室生長或任何其他種類之合成鑽石生長於一天然鑽石之頂部上以使鑽石變大、重量增加、色彩改變、形狀改變或依其他方式提高寶石價值，若未偵測到合成過度生長。如影像410中可見，寶石在經受本文中所描述之系統及方法時不展示完全藍色。相反地，合成過度生長呈現為紅色或類似色彩而非藍色，但一基本天然鑽石確實呈現藍色。另外，在一些實例中，邊界可被偵測為具有由實驗室添加之過度生長之一寶石中之色彩線。此等邊界線可表現為色彩變化、變動或圖4中410所展示之色彩線。任何其他種類之色彩不一致、變動、異常或一邊界處之變化可出現於包含實驗室過度生長之一寶石中，若其經受本文中所描述之系統及/或方法。天然藍色及合成紅色之實例並非限制。
寶石之合成過度生長之分析可由包含電腦演算法之影像分析完成。在一些實例中，人工智慧、機器學習及/或神經網路可在自系統取得之像素化影像上訓練以偵測寶石影像中之色彩異常、變動及/或邊界。藉由向此等演算法提供多個實例及調整演算法以輔助此等偵測，可採用經調適演算法來偵測新影像中之合成過度生長。
圖4亦展示經受本文中所描述之系統及/或方法之一天然鑽石420。此一天然鑽石420包含歸屬於天然寶石之一色彩呈現(諸如在此之鑽石藍色)，無指示實驗室過度生長之任何色彩變動。另外，另一實例方法可利用本文中所描述之系統及方法來分析一擷取、數位及/或像素化影像中之一天然鑽石之生長圖案。此等實例影像擷取可保存於一資料庫中用於寶石之稍後比較及識別。與一指紋分析及比較無不同，可分析一寶石台面之一擷取影像之像素且使其與用於一匹配判定之一組參考影像比較。此一判定可使用目標寶石之台面之螢光影像之一保存像素化數位影像來完成，且藉由使用一運算系統來比較擷取影像之一預定區域中之像素與先前儲存或保存之一組參考像素化影像。使用比較運算演算法，可判定一像素化參考組影像與擷取像素化影像之間的一匹配以判定目標寶石先前是否已被識別及成像。在一些實例中，替代地或另外，未像素化影像，且參考影像與擷取影像之一疊對可用於比較步驟。
天然生成寶石中之此等生長圖案之比較可由包含電腦演算法之影像分析完成。在一些實例中，人工智慧、機器學習及/或神經網路可在自系統取得之像素化影像上訓練以偵測生長圖案且比較一新影像與已成像寶石之儲存影像。藉由向此等演算法提供多個實例及調整演算法以輔助匹配，可採用經調適演算法來匹配新影像。依此一方式，一新寶石可與一先前分析及保存之寶石影像匹配以判定一匹配。此一匹配可允許一分級或評價服務辨識已在不同時間不止一次提交之一寶石。在一些實例中，即使在拋光或切割之後，一寶石亦可由其天然生長圖案識別，因為該等圖案位於內部。
另一識別實例可為測繪及比較一寶石之切割特徵。切割特徵可包含寶石之任何部分上之一刻面切割，且在一些實例中，替代地或另外，其中兩個此等刻面特徵交切。此一實例可用於替代本文中所描述之其他識別方法或與該等其他識別方法結合使用。在此等實例中，刻面接面之間的邊界可被成像、儲存及用於比較。在一些實例中，此等刻面接面可稱為交切。在一些實例中，替代地或另外，可依一類似方式使用一(若干)刻面接面之一反射圖案來成像、儲存及與先前儲存影像比較。
網路實例
圖5中展示網路運算配置之一實例。在圖5中，用於處理來自攝影機(圖2A中之242)之影像之電腦502可產生包含擷取螢光影像之像素資料之資料。電腦502可為任何數目種類之電腦(諸如包含於攝影機本身中之電腦)及/或與攝影機電腦組件通信之另一電腦配置(其包含(但不限於)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及傳輸數位化資料之任何其他種類之裝置)。圖5中描述更多實例。
轉回至圖5，自無論哪種電腦502擷取用於像素化影像之資料可傳輸至一後端電腦530及相關聯資料儲存器532用於保存及分析。在一些實例中，替代地或另外，傳輸可為藉由具有相關聯路由器及集線器之一蜂巢式或WiFi傳輸之無線510。在一些實例中，替代地或另外，傳輸可透過一有線連接512。在一些實例中，替代地或另外，傳輸可透過至後端伺服器電腦530及相關聯資料儲存器532之諸如網際網路520之一網路。在後端伺服器電腦530及相關聯資料儲存器532處，像素化影像資料可被儲存、分析、與用於匹配之先前儲存影像資料比較或進行任何其他種類之影像資料分析。在一些實例中，替代地或另外，影像資料之儲存、分析及/或處理可在涉及原始影像擷取之電腦502中完成。在一些實例中，替代地或另外，資料儲存、分析及/或處理可分配於本端電腦502與一後端運算系統530之間。網路電腦資源530可允許利用比本端電腦502中原本可用之資料處理能力更多之資料處理能力。依此一方式，影像資料之處理及/或儲存可卸載至可用之運算資源。在一些實例中，替代地或另外，網路電腦資源530可為一雲端基礎設施中之虛擬機。在一些實例中，替代地或另外，網路電腦資源530可由一雲端基礎設施散佈於多個電腦資源中。一單一電腦伺服器530之實例不意在限制，而是僅為可由本文中所描述之系統及方法利用之一運算資源之一實例。
實例電腦裝置
圖6展示可用於本文中所描述之系統及方法中之一實例運算裝置600。在實例電腦600中，一CPU或處理器610藉由一匯流排或其他通信612來與一使用者介面614通信。使用者介面包含一實例輸入裝置616，諸如鍵盤、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614亦包含諸如一螢幕之一顯示裝置618。圖6中所展示之運算裝置600亦包含與CPU 610及其他組件通信之一網路介面620。網路介面620可允許運算裝置600與其他電腦、資料庫、網路、使用者裝置或任何其他具有運算能力之裝置通信。在一些實例中，替代地或另外，通信方法可透過WiFi、蜂巢式、低功耗藍牙、有線通信或任何其他種類之通信。在一些實例中，替代地或另外，實例運算裝置600包含亦與處理器610通信之周邊設備624。在一些實例中，替代地或另外，周邊設備包含用於通信之天線626。在一些實例中，周邊設備624可包含攝影機設備628。在一些實例運算裝置600中，一記憶體622與處理器610通信。在一些實例中，替代地或另外，此記憶體622可包含用於執行軟體之指令，諸如作業系統632、網路通信模組634、其他指令636、應用程式638、用於數位化影像之應用程式640、用於處理影像像素之應用程式642、資料儲存器658、諸如資料表660、交易日誌662、樣本資料664、加密資料670或任何其他種類之資料之資料。
結論
如本文中所揭示，根據本發明實施例之特徵可經由電腦硬體、軟體及/或韌體來實施。例如，本文中所揭示之系統及方法可體現為各種形式，其包含(例如)資料處理器(諸如亦包含一資料庫之一電腦)、數位電子電路系統、韌體、軟體、電腦網路、伺服器或其等之組合。此外，儘管一些所揭示之實施方案描述特定硬體組件，但根據本發明之系統及方法可使用硬體、軟體及/或韌體之任何組合來實施。此外，上述特徵及本發明之其他態樣及原理可實施於各種環境中。此等環境及相關應用可經特別建構以執行根據實施例之各種常式、程序及/或操作或其可包含由程式碼選擇性啟動或重組態以提供所需功能之一通用電腦或運算平台。本文中所揭示之程序與任何特定電腦、網路、架構、環境或其他設備無內在關聯，而是可由硬體、軟體及/或韌體之一適合組合實施。例如，各種通用機器可與根據實施例之教示所編寫之程式一起使用，或可更方便地建構一專用設備或系統來執行所需方法及技術。
本文中所描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之任何者中之功能，其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、電可程式化邏輯及記憶體裝置及基於標準單元之裝置以及專用積體電路。實施態樣之一些其他可能包含記憶體裝置、具有記憶體(諸如EEPROM)之微控制器、嵌入式微處理器、韌體、軟體等等。此外，態樣可體現為微處理器，其具有基於軟體之電路仿真、離散邏輯(循序及組合)、客製裝置、模糊(神經)邏輯、量子裝置及上述裝置類型之任何者之混合。基本裝置技術可依各種組件類型提供，例如金屬氧化物半導體場效電晶體(「MOSFET」)技術(如互補金屬氧化物半導體(「CMOS」))、雙極性技術(如射極耦合邏輯(「ECL」))、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)、混合類比及數位等等。
亦應注意，本文中所揭示之各種邏輯及/或功能可根據其行為、暫存器轉移、邏輯組件及/或其他特性使用硬體、韌體之任何數目個組合及/或作為體現於各種機器可讀或電腦可讀媒體中之資料及/或指令啟用。其中可體現此等格式化資料及/或指令之電腦可讀媒體包含(但不限於)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、光學或有線傳信媒體或其等之任何組合傳送此等格式化資料及/或指令之載波。藉由載波傳送此等格式化資料及/或指令之實例包含(但不限於)經由一或多個資料傳送協定(例如HTTP、FTP、SMTP等等)在網際網路及/或其他電腦網路上傳送(上載、下載、電子郵件等等)。
除非內文另有明確要求，否則在[實施方式]及申請專利範圍中，用語「包括」及其類似者應被解釋為包含意義而非排他或窮舉意義，即，「包含(但不限於)」意義。使用單數或複數之用語亦分別包含複數或單數。此外，用語「本文中」、「下文中」、「上文」、「下文」及類似含義用語係指整個本申请案而非本申请案之任何特定部分。當參考兩個或更多個項目之一列表使用用語「或」時，該用語涵蓋用語之以下所有解譯：列表中之任何項目、列表中之所有項目及列表中之項目之任何組合。
儘管本文中已特別描述[實施方式]之某些目前較佳實施方案，但[實施方式]所屬領域之熟習技術者將明白，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及描述之各種實施方案進行變動及修改。因此，實施例意欲僅受限於適用法規所要求之範圍。
本發明實施例可體現為方法及用於實踐該等方法之設備形式。本發明實施例亦可體現為體現於有形媒體(諸如軟磁、CD-ROM、硬碟或任何其他機器可讀儲存媒體)中之程式碼形式，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，機器變成用於實踐實施例之一設備。本發明實施例亦可呈程式碼形式，例如，無論儲存於一儲存媒體中、載入至一機器中及/或由一機器執行或在一些傳輸媒體上(諸如在電線或電纜上)、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，機器變成用於實踐實施例之一設備。當實施於一通用處理器上時，程式碼段與處理器組合以提供類似於特定邏輯電路般操作之一唯一裝置。
軟體儲存於可採取諸多形式之一機器可讀媒體中，其包含(但不限於)一有形儲存媒體、一載波媒體或實體傳輸媒體。例如，非揮發性儲存媒體包含光碟或磁碟，諸如任何電腦中之任何儲存裝置或其類似者。揮發性儲存媒體包含動態記憶體，諸如此一電腦平台之主記憶體。有形傳輸媒體包含：同軸電纜；銅線及光纖，其包含構成一電腦系統內之一匯流排之導線。載波傳輸媒體可採取電或電磁信號或聲波或光波形式，諸如在射頻(RF)及紅外(IR)資料通信裝置產生之聲波或光波。因此，電腦可讀媒體之常見形式包含(例如)：磁碟(例如硬碟、軟碟、撓性磁碟)或任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光學媒體、任何其他實體儲存媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片、傳輸資料或指令之載波、傳輸此一載波之電纜或鏈路、或一電腦可自其讀取程式碼及/或資料之任何其他媒體。諸多此等形式之電腦可讀媒體可涉及將一或多個指令之一或多個序列載送至一處理器用於執行。
為了說明，以上描述已參考特定實施例描述。然而，以上繪示性討論不意欲具窮舉性或將實施例限制於所揭示之精確形式。可鑑於上文教示來進行諸多修改及變動。實施例經選擇及描述以最佳解釋實施例之原理及其實際應用以藉此使其他熟習技術者能够根據所考量之特定用途來最佳利用各種實施例及各種修改。
110:將樣本寶石台面側向下放置於一藍寶石或其他UV透射載台上 120:透射一深UV光且使其自一二向色分束器反射 130:光自載台與樣本之間的界面反射以藉此激發螢光影像 140:定位二向色分束器以使激發螢光影像通過 150:使用聚焦於載台與寶石台面之間的界面上之一攝影機來擷取激發螢光影像 202:光源/照明 204:透鏡 205:濾光器 206:寶石/樣本 207:額外濾光器 208:載台 210:光束 220:激發影像 230:二向色分束器 232:反射鏡 240:攝影機透鏡 241:額外濾光器 242:攝影機 250:吸收材料 278:台面側/寶石台面 280:樣本寶石之影像 282:樣本寶石之影像 290:影像 292:影像 306:寶石 370:底尖 372:亭部 374:環帶 376:冠部 378:台面 410:第一影像 420:天然鑽石 502:電腦 510:無線 512:有線連接 520:網際網路 530:後端伺服器電腦/後端運算系統/網路電腦資源/電腦伺服器 532:資料儲存器 600:運算裝置/電腦 610:CPU/處理器 612:匯流排/其他通信 614:使用者介面 616:輸入裝置 618:顯示裝置 620:網路介面 622:記憶體 624:周邊設備 626:天線 628:攝影機設備 632:作業系統 634:網路通信模組 636:其他指令 638:應用程式 640:用於數位化影像之應用程式 642:用於處理影像像素之應用程式 658:資料儲存器 660:資料表 662:交易日誌 664:樣本資料 670:加密資料
為較佳理解本申请案中所描述之實施例，應參考結合附圖之以下詳細描述，其中相同元件符號係指所有圖中之對應部分。
圖1係根據本文中所描述之某些態樣之一實例流程圖之一說明圖；
圖2A係根據本文中所描述之某些態樣之一實例分析系統之一說明圖；
圖2B係根據本文中所描述之某些態樣取得之影像之攝影實例；
圖3係根據本文中所描述之某些態樣之一實例寶石之一說明圖；
圖4係根據本文中所描述之某些態樣取得之影像之攝影實例；
圖5係根據本文中所描述之某些態樣之一實例網路系統之一說明圖；及
圖6係根據本文中所描述之某些態樣之一實例電腦系統之一說明圖。
110:將樣本寶石台面側向下放置於一藍寶石或其他UV透射載台上
120:透射一深UV光且使其自一二向色分束器反射
130:光自載台與樣本之間的界面反射以藉此激發螢光影像
140:定位二向色分束器以使激發螢光影像通過
150:使用聚焦於載台與寶石台面之間的界面上之一攝影機來擷取激發螢光影像

Claims (22)

  1. 一種擷取及分析一樣本寶石之螢光影像之方法，該方法包括：產生一源光束；導引該源光束通過一濾光器及一二向色分束器至該樣本寶石，其中該二向色分束器設置於來自該樣本寶石之一螢光激發光束之一傳輸路徑且經組態以反射該源光束之波長且使該樣本寶石之該螢光激發光束之波長通過；在具有一電腦處理器及一記憶體之一攝影機處接收來自台面側向下靜置於一藍寶石載台上之該樣本寶石之一激發螢光影像，其中該激發螢光影像已通過該二向色分束器；由該攝影機電腦數位化該樣本寶石之該接收螢光影像；及由該攝影機電腦將該樣本寶石台面之該數位化影像發送至一電腦資料儲存器。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括由具有一處理器及一記憶體之一後端電腦比較一第二數位化影像與該儲存數位化影像及判定一識別匹配。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包括由具有一處理器及一記憶體之一後端電腦分析該儲存數位化影像以判定該樣本寶石係一天然或合成鑽石。
  4. 如請求項1之方法，其中該導引經濾光光束具有200nm至250nm之間的一波長。
  5. 如請求項1之方法，其中該導引經濾光光束具有約224nm之一波長。
  6. 如請求項1之方法，其中一螢光光束由一氙閃光燈產生。
  7. 如請求項1之方法，其中來自台面側向下靜置於一藍寶石載台上之該樣本寶石之該激發螢光影像具有400nm至700nm之間的一波長。
  8. 如請求項2之方法，其中比較該第二數位化影像與該儲存數位化影像及判定一識別匹配係比較該等全數位化影像中之一像素子集。
  9. 如請求項1之方法，其中來自台面側向下靜置於一藍寶石載台上之該樣本寶石之該激發螢光影像亦在接收於該攝影機處之前且在通過該二向色分束器之後自一反射鏡反射。
  10. 如請求項1之方法，其中該二向色分束器經組態以反射小於300nm之波長且使大於300nm之波長通過。
  11. 如請求項1之方法，其中透過其過濾該源光束之該濾光器包含一偏振敏感濾光器。
  12. 如請求項1之方法，其中該樣本寶石由一光吸收材料背襯以減少反射。
  13. 如請求項1之方法，其進一步包括由具有一處理器及一記憶體之一後端電腦分析用於色彩變動及邊界色彩偵測之該數位化影像以識別一合成過度生長。
  14. 一種用於分析一樣本寶石之螢光影像之系統，該系統包括：一光產生器，其用於產生一光束，該光束能够從一寶石中激發出一螢光激發光束；一二向色分束器，其設置於該螢光激發光束之一傳輸路徑且經組態以反射來自該光產生器之波長且使該螢光激發光束之波長通過，其中一透鏡及一濾光器經組態以聚焦及過濾瞄準該二向色分束器之來自該光產生器之該光束；一平坦載台，其能够透射紫外光及可見光兩者，該平坦載台經組態以支撐該樣本寶石之一台面且接收來自該二向色分束器之反射光束；一攝影機，其經組態以聚焦於該樣本寶石台面與該平坦載台之一界面上且透過該二向色分束器接收來自該樣本寶石台面之激發螢光影像且產生該樣本寶石台面之一數位化影像。
  15. 如請求項14之系統，其中由該光產生器產生之該光束具有200nm至250nm之間的一波長。
  16. 如請求項14之系統，其中由該光產生器產生之該光束具有約224nm之一波長。
  17. 如請求項14之系統，其進一步包括與該攝影機通信之一電腦系統，其中該電腦系統經組態以接收及儲存該樣本寶石台面之該數位化影像。
  18. 如請求項17之系統，其中該電腦系統經進一步組態以基於該數位化影像來判定該樣本寶石台面係天然或合成的。
  19. 如請求項17之系統，其中該電腦系統經進一步組態以比較該樣本寶石台面之該數位化影像與其他寶石台面之儲存數位化影像且基於該等影像中之比較像素來判定一識別匹配。
  20. 如請求項14之系統，其進一步包括經組態於該攝影機與該二向色分束器之間的一反射鏡，該反射鏡經組態以將該等激發螢光影像反射至該攝影機中。
  21. 如請求項14之系統，其中該二向色分束器經組態以反射小於300nm之波長且使大於300nm之波長通過。
  22. 如請求項14之系統，其進一步包括經組態以過濾來自該光產生器之該光束之一偏振敏感濾光器。
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