説明

ダイヤモンド検査装置

【課題】指輪やネックレスに加工された状態のダイヤモンドを台座などから外すことなく直接検査できる検査装置を提供する。
【解決手段】試料ホルダー1は、試料2の特定の表面aが入射光に対して垂直あるいはその近傍になるように試料2の台座26を保持し、ステージ4に載置される。干渉計を備えたFTIR5で発生する赤外光が試料2に入射し、試料2の内部で全反射して前記試料2の特定の表面aより出射する。この出射した赤外光を半導体検出器8で検出しデータ処理し、赤外スペクトルを得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、試料に赤外光を照射して透過又は反射してくる赤外光のスペクトルを測定することにより試料の分析を行う赤外分光分析装置に関し、特にはダイヤモンドを測定・検査するためのダイヤモンド検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
指輪やネックレスなどの装飾品に用いられるダイヤモンドは、天然物や人工物、放射線処理あるいは高温高圧によって着色された処理石などがあり、それらの検査・分類に赤外分光分析が用いられている。従来、指輪やネックレスに加工される前の石の状態のダイヤモンドを透過法あるいは拡散反射法により測定している(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
【0003】
指輪やネックレスに加工された状態のダイヤモンドは、金属製の台座に固定されており、この台座が赤外光を透過しないため、透過法による測定はできない。また、前記台座などが機構的に妨害して検査装置の測定位置に設定できないため、拡散反射法あるいは透過法いずれの方法においても測定困難である。したがって、測定を可能にするためには、前記台座からダイヤモンドを取り外す必要があるが、コストなどの問題があり現実的には測定困難である。
【特許文献1】特表平9−508970号公報
【特許文献2】特表平10−505160号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
指輪やネックレスに加工された状態のダイヤモンドを検査する場合は、台座から外す必要があり、手数を増すとともに、熟練を要し、さらに長時間を要した。
【課題を解決するための手段】
【0005】
赤外光をダイヤモンドの特定の表面に照射し、照射後反射して出射した反射赤外光を検出器に導入してダイヤモンドの検査を行うダイヤモンド検査装置であって、前記特定の表面との挟角が45度の2個の傾斜面が形成されたダイヤモンドと、赤外光が特定の表面に所定方向から入射するよう前記ダイヤモンドを保持する保持手段と、前記両傾斜面で順次全反射し特定の表面から出射した赤外光を検出する検出器を備える。また、ダイヤモンドの特定の表面に対して赤外光を垂直方向に入射するとともに赤外光が前記ダイヤモンド内で全反射して前記特定の表面から垂直方向に出射するよう前記ダイヤモンドを保持し、この出射光を検出器に導いて前記検出器の信号より赤外スペクトルを得るようにする。したがって、ダイヤモンドを台座などから外すことなく、赤外光による検査ができる。
【発明の効果】
【0006】
ダイヤモンドと、それを保持する台座などで構成される指輪やネックレスの検査にあたり、ダイヤモンドをそれが保持されている台座などから外すことなく直接検査できる検査装置の提供が可能となる。したがって、ダイヤモンドを台座などから外すための熟練と、時間と、手数が不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
可視光により試料の設置状態や、入射光が試料内部で全反射して試料表面から出射することを確認できるモニターを備える。
【実施例】
【0008】
以下、本発明の実施例であるダイヤモンド検査装置を図1から図3を参照して説明する。図1は、本発明のダイヤモンド検査装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、試料とその入射光および出射光を示す模式図である。図3は、測定結果の一例を示すグラフである。
【0009】
図1に示すように本発明のダイヤモンド検査装置は、試料2をその特定の表面が照射光に対して垂直あるいはその近傍になるように保持する試料ホルダー1と、試料ホルダー1を載置するステージ4と、赤外光を発生する干渉計を備えたFTIR5と、カセグレン鏡からなる対物鏡3と、試料2上の測定領域を決めるための絞り(可変アパーチャ)6と、可視画像を得るときに使用する可視光光源7と、赤外線を検出する半導体検出器8と、可視画像を撮像するCCDカメラ9と、パソコンなどからなり本装置の制御をする制御部10と、可視画像などを表示する表示装置11などから構成される。
【0010】
試料2は指輪であり、図2に示すように特定の表面aを上面とするダイヤモンド25と、面b、c側に取り付けられる台座26から構成され、複雑な形状をしている。試料ホルダー1は、前記特定の表面aを入射光側にして前記台座26を保持し、ステージ4に載置される。
【0011】
試料2の位置合わせと焦点合わせは次のように可視観察で行う。可視光光源7から出た可視光はハーフミラー21で折り曲げられ、対物鏡3で集光され、試料2に照射される。試料2からの出射光(反射光)は対物鏡3を通過し、CCDカメラ9で試料2の画像として撮像され、制御部10を介して表示装置11に表示される。操作者は、表示装置11を観察しながらステージ4を移動操作して試料2の画像位置を設定し、面b、cの下方先端部に焦点を合わせる。
【0012】
試料2の測定は次のように行われる。可視光光源7を消灯し、FTIR5の干渉計で生成した赤外光はハーフミラー22で折り曲げられ対物鏡3で集光され試料2における特定の表面aに照射される。試料2内に入射した赤外光のうち面b、cで全反射したものは特定の表面aからの出射光(反射光)となり、対物鏡3で拡大され、ミラー20で折り曲げられ、半導体検出器8で検出される。半導体検出器8の出力信号は、フーリエ変換され、図3に示す試料2の赤外スペクトルが得られる。図3で、横軸は波数(1/cm)で縦軸は透過率(%T)である。図1からわかるように、ハーフミラー21は可視観察時のみ、ミラー20とハーフミラー22はスペクトル測定時のみ光路に挿入されるように切り替わる。
【0013】
本発明は以上の構成であるから、指輪やネックレスに加工された状態のダイヤモンド25を台座26などから外すことなく直接検査できるダイヤモンド検査装置の提供が可能となる。したがって、ダイヤモンド25を台座26などから外すための熟練や、時間と手数が不要となる。
【0014】
図1と図2に示す実施例では、試料2は指輪用にカットされたダイヤモンド25とその台座26で構成されているが、棒状など他の形にカットされたダイヤモンドでも、赤外光を入射させる上部平面と全反射する下部斜面を有し前記上部平面より全反射光が出射する形状であれば、本発明は適用可能であり、装置は図示例に限定されない。
【0015】
また、図1に示す実施例のうち対物鏡3と、絞り(可変アパーチャ)6と、可視光光源7と、CCDカメラ9と、ミラー20と、ハーフミラー21、22を削除し、代わりにFTIR5と試料2の間に照射光(入射光)用光ファイバーを配設して試料2における特定の表面aを照射し、試料2と半導体検出器8の間に反射光(出射光)用光ファイバーを配設して試料2内に入射した赤外光のうち面b、cで全反射し特定の表面aから出射する赤外光を半導体検出器8に導入する構成でも本発明は適用可能である。本発明はこれら変形例を包含する。
【産業上の利用可能性】
【0016】
本発明は、試料に赤外光を照射して透過又は反射してくる赤外光のスペクトルを測定することにより試料の分析を行う赤外分光分析装置に関し、特にはダイヤモンドを測定・検査するためのダイヤモンド検査装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明のダイヤモンド検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】試料とその入射光および出射光を示す模式図である。
【図3】測定結果の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【0018】
1 試料ホルダー
2 試料
3 対物鏡
4 ステージ
5 FTIR
6 絞り(可変アパーチャ)
7 可視光光源
8 半導体検出器
9 CCDカメラ
10 制御部
11 表示装置
20 ミラー
21 ハーフミラー
22 ハーフミラー
25 ダイヤモンド
26 台座
a 特定の表面
b 面
c 面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
赤外光をダイヤモンドの特定の表面に照射し、照射後反射して出射した反射赤外光を検出器に導入してダイヤモンドの検査を行うダイヤモンド検査装置であって、前記特定の表面との挟角が45度の2個の傾斜面が形成されたダイヤモンドと、赤外光が特定の表面に所定方向から入射するよう前記ダイヤモンドを保持する保持手段と、前記両傾斜面で順次全反射し特定の表面から出射した赤外光を検出する検出器を備えたことを特徴とするダイヤモンド検査装置。
【請求項2】
ダイヤモンドの特定の表面に対して赤外光を垂直方向に入射するとともに赤外光が前記ダイヤモンド内で全反射して前記特定の表面から垂直方向に出射するよう前記ダイヤモンドを保持し、この出射光を検出器に導いて前記検出器の信号より赤外スペクトルを得るようにしたことを特徴とするダイヤモンドの検査方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−2703(P2009−2703A)
【公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−161799(P2007−161799)
【出願日】平成19年6月19日(2007.6.19)
【出願人】(000001993)株式会社島津製作所 (3,708)
【Fターム(参考)】