原石スパークル解析
原石の画像を取得し、前記画像の定量的な解析を行い、原石の特性の尺度を得るシステムである。当該システムは、原石を観測位置に支持するサポート構造を有する。照射構造は、原石を照射するように配置される。照射構造は、観測位置に向かうように配向された、複数の指向性光源を有し、サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを、相互に対して回転可能であり、原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の指向性光源によって照射され、回転軸は、原石の選定されたファセットに対して垂直である。回転位置の各々での原石の画像を取得するため、原石に向かって画像化装置が配向され、この画像化装置は、回転軸に平行なまたは前記回転軸に一致する画像化軸を有する。個々の光源からの個々のファセットによる反射に対応する画像において、スパークル領域を同定し、該スパークル領域の特性に基づいて、原石の定量的尺度を提供する画像プロセッサが提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原石を視認し解析する機器および方法に関する。特に、本発明は、これに限られるものではないが、原石の表面に刻印されたマークを視認し、原石内の閃輝光（play of light）を定量化する機器および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原石、特に宝石の美しさまたは魅力は、石と光がどのように相互作用するかに直接関係すると考えられる。この相互作用は、「閃輝光」として知られており、石によって表示されるブリリアンス（輝き）、きらめき(fire)、および閃光（scintillation）のような特性として取り込まれる。ブリリアンスは、石によって観者に反射される光の強度およびコントラストに関係し、きらめきは、石によって反射される分散光の量に関係し、閃光は、石が光源に対して移動した際の、観者に視認される光フラッシュの出現に関係する。
【０００３】
近年、原石に、ブランドマーク、識別番号、および／または原石に関する他の情報を伝達するためのマークを刻印することが普及している。マークは、例えば、国際公開第WO98／52774号に記載の方法など、各種方法を用いて、原石に設置することができる。また、マークは、これらが原石の価値または外観を損なわないように設置される。これは、原石のテーブルのようなファセットに、マークが設置されることを意味する。そのようなマークは、通常、最大約0.05μmの深さで、原石に刻印される。
【０００４】
ユーザが閃輝光を形成する特性および刻印されたマークを示す原石の画像データを取得でき、さらに何らかの方法で、これらの特性の定量的な測定を行うことができる、信頼性のある機器を提供することが有意である。
【０００５】
現在、多くの利用可能なビューアー（viewer）がある。これらは、原石の閃輝光を視認するために使用することができる。そのようなビューアーの一例は、国際公開第WO2001／14854号に示されている。また、別のビューアーを使用して、原石の刻印マークを視認することも可能である。そのような装置は、国際公開第WO99／34197号に記載されている。この文献では、原石およびマークの拡大画像を視認する手段が提供されるものの、原石の閃輝光を視認する手段は、提供されない。欧州特許第EP1319942号には、別のビューアーが示されている。このビューアーは、閃輝光とマークの両方を表示することができる。しかしながら、閃輝光とマークを表示するための正確な照明条件を提供することの困難性のため、これらの異なる特性を視認する際には、原石を、ビューアーのある部分から別の部分に動かす必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第WO99／34197号
【特許文献２】欧州特許第EP1319942号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ブリリアンス、きらめき、および閃光の特性を表示するためには、変化する照明条件が必要となることは、良く知られている。例えば、散乱光のレベルは、ある照明条件下では、大きくきらめく原石の反射白色光の高レベルによって、目立たなくなる。変化する照明条件は、制御された照明環境下で、6つの異なる角度から照射された際に、ダイヤモンドのクラウンを通って反射する光を測定するBrillianceScope（登録商標）分析器に使用されるような、可動式の環状照明によって提供される。また、特に、原石のきらめきおよび閃光を表示するときには、多数のLEDによって形成されるような、複数の指向性の光源を使用することが有意であることが示されている。欧州特許第EP1319942号には、回転可能な高対称性照明パターンを用いて、原石の閃輝光を定める機器が示されており、そのパターンの強度を制御して、照明を変化させることができる。この対称照明システムは、原石の対称性を助長する。しかしながら、高対称性でカットされた原石は、良好な閃輝光に対する良好な予見性を提供するものの、対称性の度合いの劣る原石においても、等しく良好な閃輝光が得られることが知られている。
【０００８】
同様に、米国特許第7315356号には、原石のきらめきを画像化する機器が提供されており、対称な照明パターンによって、変化に富む照明が提供される。高対称性照明パターンを使用した場合、大多数の原石において、閃輝光の視感に対する適切な手段が提供されないことが認められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、全般に、原石の画像を取得し、画像の定量的な解析を実行し、原石の特性の尺度を得るシステムに関する。特に、本発明は、1または2以上の複数の指向性光源を用いて、複数の回転位置において原石を照射するシステムに関する。拡散光源が使用されても良い。原石のファセット（通常はテーブルファセット）は、回転軸に対して垂直であっても良い。軸光源は、光を回転軸に沿って誘導するように配置される。画像化装置は、原石に向かって配向され、画像化軸が回転軸と一致する。
【００１０】
1または2以上の指向性光源、軸光源、および／または拡散光源によって原石が照射された際、回転位置の範囲で画像が得られても良い。これらの画像の解析は、個々の光源からの反射に対応する画像において、ブライトパッチ（bright patch）（「スパークル」（sparkles））を同定するステップを含んでも良い。スパークルの数、寸法、輝度、形状、分布、コントラスト、対称性、および／または回転位置に関するバリエーションを用いて、原石の特性が定められても良い。光源の分布に関する知見を用いて、原石の特性を定めるように、画像内容が補完される。
【００１１】
本発明の一態様では、原石の画像を取得し、前記画像の定量的な解析を行い、前記原石の特性の尺度（measure）を得るシステムが提供される。このシステムは、前記原石を観測位置に支持するサポート構造を有する。原石を照射するように、照射構造が配置される。照射構造は、前記観測位置に向かうように配向された、半径方向に分配された複数の指向性光源を有し、前記サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを、相互に対して回転可能であり、前記原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の指向性光源によって照射され、前記回転軸は、前記原石の選定されたファセットに対して、実質的に垂直である。画像化装置は、前記回転位置の各々での前記原石の画像を取得するため、前記原石に向かって配向され、前記回転軸に平行なまたは前記回転軸に一致する画像化軸を有する。個々の光源からの前記原石による反射に対応する前記画像において、スパークル領域を同定し、前記スパークル領域の特性に基づいて、前記原石の定量的尺度を提供する画像プロセッサが提供される。スパークル領域は、原石の個々のファセットによる、個々の光源からの反射に対応する。
【００１２】
前記複数の光源は、前記回転軸に対する一連の個別の傾斜角、および前記回転軸の周囲に選定された極角で配置され、前記画像化システムは、回転対称性を有さなくても良い。各光源は、連続的な傾斜角で、一定量、必要な場合137.5゜だけ、極角が前進しても良い。
【００１３】
前記画像の解析は、前記原石の前記尺度を定める際に、前記スパークル領域の数、寸法、輝度、形状、分布、コントラスト、対称性、および／または前記スパークル領域の回転位置によるバリエーションを用いても良い。
【００１４】
前記照射構造は、前記画像化軸に沿って、前記原石に向かって指向性光を誘導するように配置された軸光源および／または拡散光源を有しても良い。
【００１５】
当該システムは、原石が指向性光源、軸光源、および／または拡散光源の1または2以上によって照射された際、回転位置の範囲で、画像を取得するように構成されても良い。当該システムは、異なる回転位置で、前記軸光源のみにより照射された前記原石の第1のシーケンスの画像、ならびに／または異なる回転位置で、前記拡散光源のみにより照射された前記原石の第2のシーケンスの画像、ならびに／または異なる回転位置で、前記指向性光源の各々および／もしくは全てによって照射された、前記原石の第3のシーケンスの画像を取得するように構成されても良い。
【００１６】
前記第1のシーケンスの画像は、例えば、45゜毎の別個の角度におけるいくつかの画像（例えば8枚）を有しても良い。第3のシーケンスは、全ての前記指向性光源によって照射された前記原石の数百枚の画像、および／または前記指向性光源の各々によって個々に照射された数百枚の画像を含んでも良い。
【００１７】
前記画像プロセッサは、前記取得画像（必要な場合、第1のシーケンスにおける画像のみ）のいくつかまたは全てから、前記選定されたファセットを同定し、前記回転の中心を同定し、全ての画像を回転し共通の中心に登録するように構成されても良い。
【００１８】
前記画像プロセッサは、第3のシーケンスの各画像が個別の領域にセグメント化され、ある領域から画像化装置に光が反射された際に、該領域をスパークル領域としてラベル化するように構成されても良い。ある画像にスパークル領域が同定された際に、他の全ての画像において、順次スパークル領域の検索がなされても良い。
【００１９】
当該システムは、各スパークル領域の、以下の1または2以上の特徴の測定結果を記録し、前記石の定量的解析に，前記測定結果を使用するように構成されても良い：
前記スパークル領域のサイズ；
前記スパークル領域の形状の少なくとも一つの特性；
前記石の中心に対する前記スパークル領域の配向；
画像に前記スパークル領域を出現させる前記指向性光源の前記極角および／または傾斜角の範囲；
前記スパークル領域に存在する色の範囲；
前記スパークル領域における最も明るいRGB照射値；
前記スパークル領域にわたる照射の均一性；
前記スパークル領域が一般的テンプレートと整合する範囲。
【００２０】
当該システムは、以下の1または2以上の特徴の測定結果を記録し、前記測定結果を前記石の定量的解析に利用するように構成されても良い：
閾値サイズを超えるスパークル領域の全数；
前記スパークル領域の平均サイズ；
前記スパークル領域のサイズの分散（variance）；
スパークル領域を有する石の割合；
前記スパークル領域の平均輝度；
全ての前記スパークル領域で構成されるパターンの対称性；
スパークル領域の照射傾斜角と、対応する対称に配置されたスパークル領域の間の関係、
前記石のコントラストの度合い；
前記石の照射の変化による、スパークル領域のパターン変化の速度；および
閾値を超える色の範囲を示すスパークル領域の割合。
【００２１】
当該システムは、前記軸光源によって照射された前記原石の1または2以上の画像から、前記原石の選択されたファセット上のマークの画像を取得するように構成されても良い。
【００２２】
前記原石の前記画像のいくつかが組み合わされ、前記原石の閃輝光（play of light）を示すビデオが形成されても良い。
【００２３】
本発明の別の態様では、原石の閃輝光を示すビデオを形成するシステムが提供される。当該システムは、観測位置に前記原石を支持するサポート構造を有する。前記観測位置に向かって配向された複数の指向性光源を有する照明システムが、前記原石を照射するように配置される。前記支持構造は、前記サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを相互に対して回転可能であり、前記原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の前記指向性光源によって照射され、前記指向性光源は、前記回転軸に対して、ある傾斜角および極角の範囲で配置される。画像化装置は、前記回転位置の各々において、前記原石の画像を取得するため、前記原石に向かって配向される。前記画像化装置は、前記回転軸に平行なまたは前記回転軸と一致する画像化軸を有する。前記画像のいくつかまたは全てを選定し、前記画像を組み合わせてビデオにする画像プロセッサが構成される。前記画像プロセッサは、個々の光源からの前記原石による反射に対応する、適正に定められたスパークル領域を有するビデオ画像を選定するように構成されても良い。
【００２４】
当該システムは、さらに、ニア（near）−軸光源の空間的に分配された配列を有し、該配列は、画像化軸に沿って、またはほぼ画像化軸に沿って、光を配向するように構成され、前記画像化軸に対して垂直な、前記石の前記選定されたファセットの位置合わせが支援されても良い。
【００２５】
前記ニア−光軸光源の配列は、独立にまたは同時に動作可能であり、1または2以上のニア−光軸光源から前記画像化装置に入る正反射が同定され、前記画像化軸の垂線からの前記選定されたファセットの傾斜は、前記光源の画像化軸からの角度オフセットから定められ、これにより前記正反射が検出されても良い。
【００２６】
当該システムは、前記画像化装置において、前記光源からの正反射が収集されるまで、順次、前記配列における各光源を作動するように構成されても良い。
【００２７】
前記配列における隣接する光源の間の角度間隔は、前記画像化装置の開口によって定められる角度間隔と同等かより小さくても良い。
【００２８】
本発明の別の態様では、マークを視認するため、原石を位置合わせする機器が提供される。当該機器は、画像化軸に沿って、前記原石のファセットに向かって光を誘導するための、独立して作動可能な指向性光源の配列を有する。画像化軸に沿って前記原石を視認するための視認手段（例えばカメラ）が提供される。前記光源の作動を制御する制御手段であって、最初、全ての前記光源を同時に活性化し、その後、前記光源を連続的に活性化する制御手段が提供される。調節手段が提供され、全ての前記光源が同時に活性化されている場合、前記光源の少なくとも一つにより放射された光の、前記ファセットからの正反射が前記視認手段で観測されるまで、前記原石の位置が調節される。前記制御手段は、さらに、前記ファセットから、前記光源の一つによって放射された光の正反射が前記視認手段で観測された際、前記光源の連続的な活性化を停止するように構成され、これにより、マークが観測される。
【００２９】
どの光源が前記視認手段に正反射された光を提供したかに関する知見により、ダイヤモンドの位置の調整が可能となり、これにより、前記配列の中心光源によって放射された光が、前記視認手段に正反射されるようになる。
【００３０】
前記原石を前記視認手段および光源の配列に対する配置位置に維持する、前記石用のサポート手段が提供され、どの光源によって、正反射された光が前記視認手段に入るのかが同定されても良い。
【００３１】
さらに、前記ファセットの画像を解析し、前記視認手段で正反射が観察されたときを自動的に同定するように構成されたプロセッサを構成しても良い。
【００３２】
本発明の別の態様では、原石の定量的尺度を得るための方法が提供される。当該方法は、前記原石の選択されたファセットに対して実質的に垂直な回転軸に対して各種傾斜角および極角で配置された、複数の指向性光源で前記原石に照射するステップを有する。前記原石および複数の指向性光源は、複数の回転位置で、回転軸の周りに相互に対して回転される。視認軸に沿って、各回転位置で前記原石の画像が取得される。1または2以上の前記画像において、スパークル領域が定められ、前記スパークル領域は、個々の光源からの前記原石のファセットによる反射に対応する。前記スパークル領域の測定可能な特性に基づいて、前記原石の定量的尺度が計算される。
【００３３】
本発明の別の態様では、原石のファセット上のマークを視認する方法が提供される。当該方法は、画像化軸に沿って前記ファセットを視認するステップと、全ての指向性光源の空間分布配列を用いて、前記ファセットに同時に照射するステップと、を有する。前記ファセットから、前記光源の少なくとも一つにより放射される光の正反射が画像化軸上に観測されるまで、前記原石の位置が調節される（必要な場合）。次に、前記ファセットからの、現在活性化されている光源によって放射される光の正反射が、前記画像化軸上に観測されるようになるまで、前記ファセットは、順次、前記光源の各々を用いて照射される。次に、現在活性化されている光源によって照射されたマークが、視認される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】原石の画像を取得するための機器の概略図である。
【図２】LED配列を含み、位置合わせを支援する図1に類似の機器の概略図である。
【図３】原石を位置合わせする別の配置の概略図である。
【図４】指向性光源の配置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、一例としての本発明のいくつかの好適実施例について説明する。
【００３６】
（一般配置）
図1には、原石の画像を得るための機器100の概略図を示す。機器の構造は、ベース101およびサポート部材102により構成され、サポート部材は、ベース101に対して略垂直である。サポート部材102には、リニアスライド103が可動式に取り付けられ、このリニアスライドは、サポート部材102に沿って移動することができる。リニアスライド103によって、回転テーブル104が支持される。
【００３７】
任意で、回転テーブル104の表面は、ベース101と平行であり、通常の作動の際には、ベース101は、原石のカウンタのような、実質的に水平な表面に配置される。従って、本願において、水平および垂直という用語は、ベース101の底面に対して平行および垂直な方向を意味する。
【００３８】
サポート102には、カメラのようなレンズ組立体106を有する画像化装置105が取り付けられ、この装置は、サポート部材102に対して平行となるように、画像化軸107に沿って、回転テーブル104に向かって配向される。従って、リニアスライド103により、回転テーブル104は、画像化軸107に沿って、画像化装置105に向かって、または画像化装置105から遠ざかるように移動することができる。画像化軸107は、回転テーブル104の回転軸に対して略平行である。
【００３９】
レンズ組立体106は、複数の屈折素子を有し、内側への機械的動きが提供され、回転テーブル104に上に配置された対象と画像化装置105の間の倍率を変え、焦点を調節することができる。そのようなレンズは、ズームレンズまたは可変焦点レンズとして、良く知られている。画像化装置105およびレンズ106は、補助クローズアップレンズ素子と組み合わされたソニーブロックカメラのような、単一のモジュールであっても良い。これとは別に、またはこれに加えて、画像化装置105には、許容可能な画質の画像を形成するのに必要な画像素子（画素）よりも多くの画素が提供されても良い。この場合、デジタルズームとして良く知られている技術が使用できる。
【００４０】
また、機器には、照射構造110が提供される。この照射構造は、2組の照明素子を組み合わせて構成されても良い。ある組には、複数の指向性素子が提供され、別の組には、拡散バックグラウンドが提供されても良い。いかなる従来の光源を使用しても良い。ある実施例では、白色発光ダイオード（LED）のような白色光源が使用される。
【００４１】
図1に示すように、照射構造108は、通常、画像化軸107の周囲の平坦ディスクの形態を有し、一組の指向性LED109と、拡散器111の上部に配置された一組のバックグラウンドLED110とを有する。拡散器111は、バックグラウンドLED110から伝播する光を散乱し、回転テーブル104上に配置された対象に、拡散照明を提供する。各指向性LED109の前方の拡散器111の孔（または透明絞り）112によって、各指向性LED109の中心からの指向性のある照射が、回転テーブル104上の対象に到達する。
【００４２】
また、照射構造は、追加の指向性LED130、リレーレンズ131、およびビームスプリッタ132を有する。リレーレンズ131は、必要な場合、ほぼ単一の倍率で、追加の指向性LED130の投射画像133を形成する。
【００４３】
ビームスプリッタ132により、この画像の一部は、画像化軸107に沿って投射され、画像133は、実際に拡散器111の中心にある場合、実際の光源LED130によって占められた空間位置を占めるようになる。これにより、指向性の光を、画像化軸に沿って、回転テーブル上の対象に向かって誘導することが可能となるとともに、画像化軸107に対して垂直な表面により、画像化軸に沿って、レンズ106および画像化装置105に逆向きに反射させることができる。画像化装置に逆反射し得るこの指向性の光を提供する、他の配置も想定される。軸光源画像133は、それがレンズ106の入射瞳にあるように配置される必要がある。
【００４４】
使用の際には、宝石ダイヤモンドのような原石113が、原石サポート114に支持され、回転テーブル104の画像化軸107上に配置される。次に、レンズ106により、画像化装置105に、ダイヤモンド113の画像が形成される。原石113は、回転テーブル104の回転によって回転され、リニアスライド103を用いて、レンズ106に向かってまたはこれから遠ざかるように動かされる。回転するダイヤモンド1の画像は、画像化装置105により取得され、これは、スクリーン115に表示され、および／またはストレージ媒体117と関連する処理装置116に送信されてても良い。これにより、ユーザは、原石113が回転すると、原石113の拡大図を見ることができるようになり、大きな効果でダイヤモンドにおける閃輝光が示される。画像は、以降の使用のため、ストレージ媒体117に保管される。
【００４５】
原石113は、通常、ラウンドブリリアントカットダイヤモンドのような研磨ダイヤモンドであるが、他のダイヤモンドカット（または他の原石）を視認しても良いことは明らかである。原石は、通常、主要な平坦ファセットを有し、これは、最上部表面のテーブルファセットとして知られている。このファセットは、できる限り水平に近くなるように配向される必要がある。実際には、テーブルファセットに対する法線は、鉛直方向（または画像化軸107）に対してできる限り0゜に近くする必要がある。
【００４６】
（位置合わせ）
テーブルファセットの法線ができる限り鉛直方向に近づくようにするため、個々にまたは相互に組み合わせて、多くの異なる方法が使用されても良い。まず、英国特許第0911989.2号に示されているようなレベリング機器が使用されても良い。英国特許第0911989.2号に示されている方法は、垂直に配向されたノズルに、原石を配置するステップと、ノズルの下での流体圧力を高め、原石がノズルの直上の、空気クッションの上部に支持されるようにするステップと、その後、流体圧力を低下させて、原石を徐々にノズル内に戻すステップとを有する。これが制御された方法で行われると、テーブルファセットが、最終的にレベル化され、またはほぼレベル化されることが認められている。また、その後、例えばゴニオメータ（図示されていない）を用いて微調整を実施して、プロセスを完遂させても良い。
【００４７】
ディスプレイに表示されるダイヤモンドの画像は、テーブルファセットの法線が画像化軸107に対して平行であることを確認することを支援する。特に、原石113は、「中心照射源133」として機能する指向性LED130によって照射されても良い。原石がこのLEDによって照射されると、テーブルが完全に位置合わせされている場合、光は、反射し、レンズ106に向かって誘導される。テーブルにマークが刻印されている場合、このマークは、そのような位置合わせにおいて、明確に視認される。また、「完全な」位置合わせを示す逆反射は、画像化装置105によって取得されスクリーン115に表示された画像における光の明るいスポットから確認される。
【００４８】
原石113が完全に位置合わせされていないものの、完全な位置合わせからのオフセットが小さい場合、指向性LED130からの正反射は、やはり、レンズ組立体106の絞りを通って通過するため、オペレータは、画像化装置によって取得された画像から、正確な位置合わせのためにはどのように配向を変更する必要があるかを把握することができる。オフセットが十分に大きく、正反射が画像化装置105内を通過しない場合、調節は、推測となる。従って、初期位置合わせがあまり正確ではない場合には、オペレータは、位置合わせにおいて誤差を正すことが難しくなる。これは、特に、マウントされた石、または石が複雑な形状を有する場合に問題となる。英国特許0911989.2号に記載の初期のレベル化技術は、そのような石には適さない。
【００４９】
この位置合わせの問題は、指向性光源130の角度寸法の増加により抑制することができる。例えば、直径が5倍増加すると、検出は、25倍容易になる。しかしながら、テーブルのコントラスト、およびそれに刻印されているマークは、正反射の存在に依存し、光源がより拡散性になると、このコントラスト機構は、消失する。より具体的には、コントラストを感知するため、原石での光源によって定められる立体角は、レンズ組立体106の絞りによって定められる値と同等、またはこれより小さくする必要がある。
【００５０】
この問題の一つの解決法は、各々が指向性光を提供する、複数のより小さな素子からなる、大きな光源を提供することである。次に、少なくとも一つの光源からの光が、画像化装置105に反射される機会が増え、または少なくともより大きくなる。光源は、最初、反射を把握するため、一緒に照射されても良い。その後、個々に活性化され、位置合わせの微調整が支援され、または正反射を発生させるコントラストを提供する光源が同定される。この方法は、原石のマークを視認する際、および以下に示すような、一連の画像を取得する前に、原石を位置合わせする際にも有益である。
【００５１】
図2には、概して図1と同等の機器を示す。ただし、この図では、一つの指向性光源LED130の代わりに、例えば、5×5のLED230の配列が提供され、これらは、光源の間に隙間が存在しないように、十分に接近して配置される。光源間の角度空間は、レンズ組立体106の絞りによって定められるものと同等、またはこれよりも小さい。次に、以下のように、位置合わせプロセスが行われる：
まず、オペレータは、全ての光源を照射させる（例えばボタンを押すことにより）。画像化装置105により、原石113のリアルタイム画像が記録され、スクリーン115に表示される。
【００５２】
オペレータは、石113を位置合わせし、反射がスクリーンに映るようにする。これは、光源配列230の大きな領域のため、単一の点光源しか存在しない場合に比べて容易に行い得る。
【００５３】
ある別の方法では、次に、オペレータは、例えば、0.1または0.5または1秒の間、光源を一つずつ点灯し、整列画像が認められる際に、スクリーンを観察する。あるいは、配列230において、各光源からの画像を、処理装置116が解析し、どの画像が直接正反射に対応するかを判断する（どの場合に、画像が1秒1回よりも高頻度で通過するか）。
【００５４】
次に、オペレータにより、停止シーケンスが生じ、マークが顕示される。あるいは、処理装置116は、画像から、マークが照射されたタイミングを同定する。このステップは、自動で行われる。別の実施例では、マークの時折の明確な視認により、十分なコントラストが提供される場合、光の変更シーケンスを停止させる必要はない。
【００５５】
また、位置合わせを改善するための微調節は、手動で実施されても良い。特に、配列230内のどの光源が、画像化装置105に正反射される光を放射しているかが既知のとき、ダイヤモンドの位置合わせに対して、いかなる調整が必要かを計算することが簡単になり、テーブルファセットを画像化軸107に対して垂直にすることが確実に行える。
【００５６】
次に、必要な場合、オペレータは、位置合わせ手順自体を繰り返すことなく、顧客のような他のパーティに対して、刻銘を示す。これには、機器の移動が必要となる。従って、光源の原石と視認手段との間の相対的な配置が変化することを避けるため、原石用の適当なサポート手段は、機器の必須要素となることが理解される。
【００５７】
この位置合わせ方法は、図2に示した機器以外の機器にも使用できることは、明らかである。そのような機器は、方向のより広い範囲にわたって照射を提供し、初期の位置合わせが容易化され、その後、常に、照射される方向の範囲が低減され、マークの明確な視認が提供されても良い。前述の5×5配列には、いかなる適当な数の指向性光源の数が含まれても良く、これは、LEDである必要はない。また、画像化装置105と一軸ではないLED配列を提供することにより、同様の効果が得られる：マークを見るために必要なことは、正反射だけである。
【００５８】
従って、図3に示すような配置も、正反射を用いたマークの表示に適している。この配置では、指向性光源330の配列およびカメラ305は、名目軸307のいずれかの側に、等角度で提供され、この名目軸307は、原石113のテーブルファセット313に対して垂直である。カメラ305において正反射が得られる場合、マークは視認できる。ここでも、処理装置316は、光源330およびカメラ305の動作を制御し、スクリーン315に画像が表示される。
【００５９】
あるいは、視認手段は、可能な場合、拡大レンズ等により支援された人の目であっても良い。次に、各パーティは、位置合わせプロセスを繰り返し行う。この場合、原石用のサポート手段は、提供する必要はない。
【００６０】
別の方法を利用しても良い。例えば、図2、3のLED配列230、330の効果は、例えば、高速でのミラー走査を用いた、反射性表面（LED配列の代わり）にわたる光ビームの走査によって得られても良く、この場合、延伸された領域が照射されるようになる。初期位置合わせがなされる。次に、ビームが同じパターンではあるものの、よりゆっくりと走査され、一つの光スポットのみが存在するようにされる。オペレータは、マークが明確に認められた際に、走査を停止する。
【００６１】
（制御およびフィードバック）
再度図1および2を参照すると、作動の際には、処理装置130のような適当な制御手段、および適当なドライバ回路（図示されていない）によって、各指向性LED109の独立した制御ができることが有意である。各LED109の輝度は、それぞれに流れる電流を制御することにより、あるいはパルス幅変調の技術により、調整可能である。また、バックグラウンドLED110は、全ての拡散LEDに共通する同様の制御チャネルを有する。
【００６２】
一つの処理装置116のみが示されているが、いかなる数の処理装置を使用しても良いことは明らかである。各々は、画像を保管するストレージ媒体117および／またはソフトウェアが保管されたメモリ（図示されていない）を含んでも良く、あるいはこれと連携しても良い。
【００６３】
また、制御手段は、リニアスライド103および回転テーブル104の動きを制御し、原石113とレンズ106の相対的な位置を変化しても良い。リニアスライドの動きは、焦点の調整に使用されても良い。
【００６４】
また、制御手段は、画像化装置105およびレンズ106の作動に対する制御を行っても良い。これに限られるものではないが、これらの制御は、レンズ106の絞り停止、各個々の画像の取得に必要な画像化装置105の暴露時間およびゲイン、カラーバランス、コントラスト、輝度、ならびに画像化装置105に提供される画像鮮明化を含む。レンズ106には、焦点調節が提供されても良く、これは、画像化装置106により、または制御手段により、自動で制御される。
【００６５】
画像化装置が画像を形成することを確実にするため、信号が光レベルに正比例し、定量測定が容易となるように注意が払われる。画像は、例えば、.bmpおよび.jpgのようなフォーマットで取得され、マイクロプロセッサと直接連携するハードディスク、またはネットワークに保管される。
【００６６】
画像化装置105によって生成された画像データは、機器のハウジング（図示されていない）と一体化されたフラットパネルビデオモニタのようなスクリーン115に表示される。例えば、原石113の画像は、原石113の購買を考える顧客とセールスマンにより、同時に視認される。画像化装置105によって取得された一連の画像は、ビデオとしてスクリーン115に示されても良い。
【００６７】
魅力的な画像シーケンスまたはセールスにおいて有意なビデオを取得するため、あるフィードバックによって、制御手段が適当な調整を行うことが有益である。最も単純な形態では、セールスマンが画像の評価、および様々な制御のための調整を行うことにより、フィードバックを提供する。
【００６８】
しかしながら、フィードバックは、機器内で提供されることが好ましい。一旦開始刺激が供給されると、機器は、さらなる介入を要さずに、所定の動きを実行する。機器は、フレーム取り込み器によってコンピュータメモリ（図示されていない）内に画像フレームを収集することにより、またはデジタルビデオ信号を生成する画像化装置を直接使用することにより、画像化装置105によって生じた画像データを解析する。画像は、データ解析および処理手段により、解析され改変されても良い。表示画像は、オリジナルの画像データであっても、データ処理手段（図示されていない）によって収集され改変されたものであっても良い。
【００６９】
例えば、これに限られるものではないが、データ処理手段は、画像を別個の赤、緑、および青のチャネルに分割し、各チャネルのヒストグラムを計算しても良い。ヒストグラムを用いて、各チャネルに見られる光レベルの範囲を判定しても良い。これらのヒストグラムは、ターゲット値と比較され、例えば、指向性LED109または拡散性LED110のいずれかを用いた照明レベルの調節に使用しても良い。また、データ処理を用いて、原石113によって占められた画像の領域を判定しても良い。画像サイズが、例えば十分に小さい場合、制御手段は、レンズ106のズーム設定を調節し、より大きな倍率が提供されても良い。
【００７０】
（照射）
指向性LED109、バックグラウンドLED110、および拡散器111のジュアル配置は、原石における閃輝光の表示および解析を支援する。指向性LED109、130は、原石113を照射する「点光源」として機能する。これらの点光源から画像化装置105に反射した光は、原石113の画像に、閃光として認められ、原石に「スパークル」（sparkle）が認められる。また、指向性LED109からの光は、機器から反射され、直接観者の方に向かい、観者は、原石113を、スクリーン115の画像において、および直接「目の辺り」にして視認する。
【００７１】
指向性LED109によってのみ、原石113が照射されると、これは、時折、数点の光スポットを有する一般的な暗い画像として見える。バックグラウンドLED110および拡散器111は、原石113の全体を照射する拡散光を提供し、これは、スクリーン115に表示される画像において、より明るく認められる。2つの光効果の組み合わせの結果、原石113のより魅力的な画像が得られる。
【００７２】
拡散器111における孔112の直径は、指向性LED109の光源の見かけの位置に効果をもたらすことが理解される。これらの孔は、指向性LEDの直径よりも小さく、この場合、光源は、実際の位置よりも、孔に配置されているように見える。指向性LED109と原石113の間に、別の光学素子が提供されても良い。これらの素子の一つの効果は、指向性LED光源の見かけの位置がさらに変化することである。
【００７３】
代替例では、指向性LED109は、レンズを有さない表面マウントタイプであっても良い。これにより、単純な照射器の製造が可能となる。また、バックグラウンドLED110は、指向性LED109に使用されるものと同じ表面マウントLEDであり、これらは全て一つの回路基盤に取り付けられる。
【００７４】
別の代替例では、各孔112の上に、最上部に湾曲表面が生じるように、一重項（singlet）レンズが取り付けられ、このレンズは、LED源109の中心光線（すなわち原石113の中心に照射される光線）が垂直入射に近い状態で、上部表面に合致するように配置され、これにより原石113に歪みのないビームが投射される。
【００７５】
図4には、拡散器111の下側の、ある想定し得る配置を概略的に示す。図には、拡散器111の開口112を介して視認されるLED109によって表される指向性光源も示されている。図の中心の円401は、ディスクの中心の孔を表し、この穴を介して、レンズ106から光が通過し、ビームスプリッタ等の導入をせずには、光源LEDを直接配置することができない領域が定められる。
【００７６】
一連の入れ子状の、ほぼ円形の曲線402は、一連の個々に増加する傾斜角140の軌跡を表す。傾斜角140は、図1に示すように、画像化軸107と、LED109から原石113のテーブルファセットまで移動する光線との間のなす角度である。開口112（およびLED109）は、最小寸法を有し、完全な点光源として機能しないことに留意する必要がある。
【００７７】
この配置では、一つのLED109が円402上に配置され、各々別個に、傾斜角104が増加することがわかる。LED109は、各一連のLED109が約137.51゜だけ、位相的（極角としても知られている）に前進するように配置され、この角度は、広く黄金角と称されている。この角度は、螺生葉序（spiral phyllotaxis）のような、自然成長形態において認められる角度であり、これにより、一連の光源LED109は、軸の周囲に合理的に均一に配置される一方、ダイヤモンドの光学的な対称性を強調し得る照明配置に、四つ折り、八つ折りのような、単純な対称性が存在しないようになる。いかなる数の指向性LED109が存在しても良いが、通常、この数は、10〜40の範囲である。16、23、および30の指向性LED119を有する実施例が試されている。同様に、バックグラウンドLEDは、約10から約40の間の数で配置されても良い。
【００７８】
光学機器の当業者には、反射の観察の尺度には、光源LED109の開口とレンズ106の光学的絞りの両方の重畳が適切に考慮されることが理解される。ただし、実際には、この基本的な処理には、本発明による機器の組み立てに対して十分な指標が提供される、主要なまたは主光線の照射のみが考慮される。
【００７９】
指向性光源LED109の開口の配置に黄金角を使用することは、バランス化された自然の照明の形成には有効であるものの、他の配置も可能であることが理解される。機器は、指向性光源LEDのいかなる配置で組み立てられても良い。例えば、各一連のリングに対して、ランダムまたは任意の位相（phase）を採用しても良い。
【００８０】
（画像の順序づけ（sequencing）および解析）
前述のように、指向性光源LEDは、137.51゜の前進角度で空間配置に設定される。この配置は、見かけ上ランダムで、ほぼ均一に分布された一組の光源を提供するが、既知の基本構造を有する。通常、各指向性光源は、垂直軸107に対する傾斜角140、および垂直軸の回りの回転を表す極角を有する。極角の起点は任意であるが、機器に対して定められても良い。
【００８１】
原石113の初期の位置は、極角の起点を定める。原石113がランダムに配置された場合、この位置は任意である。ある方法では、原石113は、原石113のテーブルの刻印が所定の方法で整列されるように配置される。ある代替例では、刻印は、例えば、画像がスクリーン115に表示された際に、いかなる文字も水平方向に認められるように、自然に整列される。
【００８２】
ここで、回転ステージ104は、原石113と所与の光源109の間に、相対的な動きを導入することが理解される。この際には、光源の原石113に対する極角が変化することが考慮されても良い。すなわち、小さな回転（例えば1回転の1／200または1.8゜）により、極軸の周りの各光源の小さな動きが提供される。
【００８３】
しかしながら、光源109の位置の絶対変化は、傾斜角140にも依存する。従って、垂直軸107に近い光源109は、事実上、ほとんど移動しないが、垂直軸から遠い光源は、大きな動きを示す。（これは、星の見かけの動きに似ている。（北半球の）北極星は、静止しているが、他の星は、大きな直径の円で、その周囲を動いているように見える。）
また、らせん照射器の角度傾斜にほぼ対応する角度を介して、極角が急回転する効果を考慮することも重要である。この場合、これは、137.51゜または200ステップのステッパモータの約76ステップである。原石113から光源109を見たとき、見かけの効果は、極角の大きな変化ではなく、傾斜角140の小さな変化で、各光源を動かすことである。光源の傾斜角度の移動が原石の外観に及ぼす効果は、隣接する光源に対応する画像を、極角のこれらの大きなステップと比較することにより把握されることは明らかである。代替実施例において、光源が、傾斜角の均一な増加を提供するように配置される場合、既知の一定角度を介した光源の移動の効果が得られる。
【００８４】
全ての指向性光源は、これらが白色拡散器を照射する際に、標準的な信号レベルを形成するように、較正される必要がある。（これは、通常よりも長い暴露時間を必要とする。）次に、原石の画像において、全ての画素が飽和しないように、暴露時間が短くされ、これにより、光レベルの正確な測定を行うことが可能になる。ある代替実施例では、ビデオ作製のため、暴露時間を長くして、より明るくより実際的な画像を生成しても良い。
【００８５】
3つの一連の画像が取得されても良い（ただし、以下に示すように、画像は、必ずしも順番に記録される必要はないことは明らかである）。
【００８６】
第1のシーケンスでは、「軸の」LED130、133のみが照射され、原石113のテーブルファセットの鮮明な画像が提供される。回転テーブルがそれぞれの間に回転されると、いくつかの画像（例えば4〜20の範囲）が、記録され保管される。例えば、極角の角度増分0、45、90、135、180、225、270、および315゜に対応する8つの画像が記録されても良い。以下に示す目的のため、これらは、軸（A）画像として記載される。8つの画像が取得されると、これらは、画像A0乃至A7に符号付けされても良い。
【００８７】
第2のシーケンスでは、バックグラウンド照射110のみが活性化され、第1のシーケンスで使用した角度と同じ角度で画像が取得される。8つの画像を使用する場合、これらは、B0乃至B7で符号付けされても良い。これらは、バックグラウンド（B）画像として記載されても良い。（実際、これらの2つのシーケンスは、ステージの一回転の間に記録され、照明が変更される。最終回転ステップは、360℃まで極角が移行し、これは、元に戻ったことと等価である。）
第3のシーケンスでは、全ての指向性光源LED109（軸のLED130を除く）が照射され、原石は、一連のより小さな角度を介して回転される。この結果、数百のオーダの一組の画像が得られる。ある実施例では、1.8゜の増分に対応する、全部で201の画像が収集される。これらは、S0乃至S200にラベル付けされ、スパークル（S）観測画像として記載されても良い。
【００８８】
代替実施例では、より多くの（数千の）画像の組が収集される。スパークル観測画像シーケンスに使用される角度位置の各々に対して、指向性光源LED109の各々に対する画像が順次記録される。スパークル観測画像用に、30の指向性光源LED109、201の角度位置が存在する場合、これは、最大組において、6030の画像となる。これらは、R0-1...R0-30乃至R200-1... R200-30でラベル化され、リサーチ画像として記載されても良い。如何なる所与のスパークル（S）画像も、基本的に、対応する30のリサーチ（R）画像の組み合わせであることが理解される。これは、時間を消費する方法であり、製造環境で使用される機器としては望ましくない。この方法の一つの利点は、同様の結果（すなわちSデータ）を与えるデータがより短い時間で取得されることである。
【００８９】
これにより、画像収集段階が完了する。次に、石は、機器から取り外され、後に、解析およびビデオ形成が行われる。しかしながら、すぐに解析が行われても良いことは明らかである。リサーチ画像を参照することは任意であるが、ある環境では、特定のリサーチ画像を参照することが望ましい。この場合、必要に応じて、別の単一のリサーチ画像を収集することが可能となる。
【００９０】
画像データのいくつかの解析が実施され、ビデオが形成されても良い。
【００９１】
（定量的および一般的観察）
ある代替例では、観測は、定性的な性質および主観的な評価であっても良く、これは、画像データの適用性の幅広い範囲の説明に役立つ。
【００９２】
例えば、個々のA画像が観測されても良い。そのような画像において、タブレットファセットの刻印の鮮明な画像が観測され、画像が（観者によって、主観的に）魅力的であると判断される。
【００９３】
同様に、個々のB画像が観測されても良い。これらの画像のいくつかは、原石の光分布および原石内のパターンの一般配置を示し、このパターンが魅力的であると解される。ある原石では、画像B1乃至B7は、拡散照明における僅かの不均一性によって生じる、B0（僅かな回転以外）と比較されるいくつかのマイナーバリエーションと同一のパターンを示す。バックグラウンド画像は、多くの領域に分割されることが考慮され、これらの領域は、以降、個々のスパークルと称される。従って、本願の目的のため、スパークルは、ダイヤモンドの接続領域として定められ、この領域の全ての部分は、外部照射刺激と同様の態様で挙動する。
【００９４】
従って、ダイヤモンドの全体の外観は、観者がダイヤモンドを見たときに視認されるパターンに対応するスパークルの一般配置と同様に、ダイヤモンドを一連のスパークルまで分解し、各領域の挙動を考慮することにより解析される。
【００９５】
バックグラウンド画像のみに基づいて、この解析を行うことは、繁雑な作業であり、各スパークルの境界を把握する容易な方法は存在しないことに留意する必要がある。
【００９６】
大部分のS画像は、かなり暗いものの、回転が行われると、B画像におけるある個々のスパークルに対応する、いくつかの明るいパッチを含むようになる。S画像は、通常、約10乃至30の別個の領域を有するため、個々のスパークルは、より容易に判断することができ、その後、B画像にマップ化され、石のスパークルのマップが形成される。本願の目的のため、スパークルの観察は、S画像における特定のスパークルの観察の一例である。通常、各スパークルは、一組のスパークル観測を有し、各観測は、例えば、これに限られるものではないが、赤緑青平均レベルのような、多くの特性を有する。
【００９７】
R画像の評価は、S画像と同様の結果を示すが、通常、画像当たり、1または2以上のスパークル観測（もしあれば）のみを有する：ある場合は、全く存在しない。これらの画像から、S画像から場合と同様の情報が取得されるが、この情報は、関連スパークルに対する特定の光源のある追加の割り当てを有する。
【００９８】
RおよびS画像の場合、スパークル観測は、スポットライト、シャンデリア、または枝付き燭台等のような多くの局部的光源が備えられた環境にダイヤモンドが配置された際に、ダイヤモンド内で見られる「閃光」または「スパークル」または「フラッシュ」に対応する。ダイヤモンドの魅力の一部は、「閃輝光」であり、これは、ダイヤモンド、観者、または光が相互に対して移動した際に生じる。
【００９９】
また、観測される色は、「きらめき」または色の分散として知られる、ダイヤモンドの魅力的な特性に対応し、これは、波長による屈折率の変化によって生じる、傾斜表面での光の屈折角の変化である。
【０１００】
（定量的解析）
これに限られるものではないが、前述の洞察に基づく解析を可能にする一つの可能性は、ダイヤモンドをスパークルの寄せ集めからなるものとして把握し、各スパークルの特性を定めることである。以下、前述のような、8つのAおよびB画像と201のS画像との組に基づいて検討する。
【０１０１】
（回転中心の判定）
画像の左下のコーナーに対して、画像（x，y）座標システムが設定される。
【０１０２】
8つの軸画像A0〜A7の各々に対して、画像から、他の迷走反射を除去することにより、テーブルファセットが分離される。テーブルの輪郭が得られ、またはテーブルのコーナーの座標が見出される。テーブルの重心が見出される。
【０１０３】
8つの重心の平均から、回転中心が定められる。残りの動きは、石の中心と回転中心の間のオフセットの結果となる。これは、8つの値の重量平均により求められ、重量値は、極角の正弦波および余弦波に対応する（フーリエ解析の適用）。
【０１０４】
（画像記録）
いったん回転中心が判断されると、回転に対する変換を計算することが可能となり、画像の中心を通るように、共通の中心に対して各画像が記録される。従って、全ての画像は、再マップ化され、極角が除去され、石は、画像シーケンスにおいて、静止しているように見える。各画像は、操作が容易となるよう、コンピュータメモリに保持される。
【０１０５】
（スパークルの同定およびスパークルの観測）
各S画像は、個々のスパークルに対応する多くの別個の領域にセグメント化される。第1のスパークル観測画像（S0）から始まり、単一のスパークルが同定され、ラベル化される。同じスパークルが見えるかどうかについて、全ての他の画像がチェックされる。一般に、シーケンスが隣接する画像同士に対応が見られ、これらは、光源の勾配におけるジャンプに対応する約76フレームだけ離れている。スパークルアウトラインの最良の評価結果は、記録され、各画像に適用され、バックグラウンド画像の複製に記載される。
【０１０６】
各スパークル観測のため、平均赤、緑、青値（RGB値）が、スパークル内でのこれらの変動の測定結果とともに記録され、例えば四分位間範囲または標準的なずれが記録される。
【０１０７】
処理の完了後には、バックグラウンド画像の全ての照射領域が同定されているが、いくつか視認できない暗い領域がある場合がある。これらは、光が戻らない領域に対応し、通常、ダイヤモンドの全体の外観に悪影響を及ぼす。しかしながら、これらの領域の範囲は、機器に提供される、140の傾斜角度範囲に依存する。ある実施例では、0゜から40゜の範囲が提供されるが、上限レベルの45゜、50゜、55゜、または60゜、または90゜まで広がっても良い。ただし、これは、煩雑な機器の構成につながる。代わりに、拡散照明は、より大きな傾斜角度まで広がっても良く、指向性LED109は、スパークル観察が集中する低傾斜領域に制限されても良い。
【０１０８】
（単一スパークルの解析）
これに限られるものではないが、単一スパークルに対して、以下の特徴が計算されても良い。
・その寸法（mm単位で較正される画素内での絶対値、または石の領域の百分率としてのサイズ）
・長さおよび厚さのような、形状の他の特性、または形状の均一性
・その配向（石の中心に対して。例えば車輪のスポークのように外側に向かっている？）
・観測される極角および／または傾斜角の範囲。これらは、石が動かされた際に、石の外観がいかに迅速に変化するかに対応する
・石の「きらめき」の尺度に対応する、スパークルに認められる色の範囲
・観測組における最も高輝度のRGB値
・スパークルにわたる照射の均一性（研磨品質およびインクルージョンの存在に関係する）
・それが照射される光源の傾斜角度。これらは、R画像が使用される場合、直接把握されるが、S画像データからも評価することができる。極角の広い幅にわたって、スパークルが認められる場合、これは、低傾斜の光源に由来する。いくつかのフレームのみが認められる場合、これは、大きな傾斜角から生じる。光源に関する別の推定は、多くのファセットに対して、特に、良く知られた「矢印パターン」を構成する主要ファセットに対して、光源は、通常の画像において、ファセットと同様の極角を有し、または全く逆であるという認識により定められる
・スパークルは、一般的なテンプレートにより分類される。例えば、これは、矢印ファセットを形成しても良い。一般的なテンプレートは、原石の一般的なカット、例えばブリリアント、プリンセス、およびハート形状と整合するように、選定されても良い。
【０１０９】
（石の全体的な特性）
これに限られるものではないが、以下の特徴が計算されても良い。
・スパークルの総数（またはある閾値サイズを超えるスパークル）
・スパークルの平均サイズ、絶対値、または石のサイズに対する相対値
・スパークルサイズの分散、または変動
・スパークルを示す石の割合
・スパークルの平均輝度
・スパークルパターンの対称性。これは、光学的対称性を示す石にとって重要である
・一つのスパークルの照射角度と、対称的に配置されたスパークルの角度の間の関係。例えば、矢印パターンの幹部または先端に対応する、8つのスパークル
・石のコントラスの度合い。これには、隣接するスパークルが同時に照射されるか、別の時間で照射されるかが考慮される。
・石または光源が移動した際に、全体的なスパークルパターンがどの程度迅速に変化するか
・石の全体的なきらめき、または例えば、所与のきらめき度を示すスパークルの割合。
【０１１０】
（ビデオの形成）
ある代替例では、前述のように、単に石を機器内に配置し、光の選定の際に、回転の動きを設定し、ビデオのフレームに対応する一連の画像を採取することにより、リアルタイムでビデオアが形成される。
【０１１１】
あるいは、ビデオは、収集されたデータ、すなわちA、B、およびS画像シーケンスを用いて形成されても良い。適当な開始点は、回転中心および極角用に収集された画像であるが、これは、必ずしも必要ではない。
【０１１２】
ある実施例では、ストーリボードが定められる。これは、必要なビデオのフレーム毎の一般的な記載である。例えば、各フレームの極角、ズームレベル（またはフレーム内画像の所望のサイズ）、ならびに指向性（S画像）、バックグラウンド（B画像）、および必要な場合、刻印を明示するための軸照射（A0画像）の間の照明のバランスである。コントラストまたは輝度調節のような、他の効果が特定されても良い。画像が、元来解析用に収集された場合、これらの画像は、不鮮明である傾向があり、このため、コントラストの強調、および強調表示の追加が行われても良い。チルト、音楽ストック映像など、他の素材を導入しても良い。
【０１１３】
一度ストーリボードが定められると、これは、多くの画像組に適用され、同じ仕様で異なる石のビデオが形成されることが理解される。また、ストーリボードを変更し、保管されたデータから、新しい仕様で、新たなビデオを再形成することも可能である。
【０１１４】
ビデオには、しばしば、自然な方法で照明のバリエーションを導入するため、石を回転させる必要があるが、同様の方法で、石を静止した状態で、照明が移動するビデオを形成することは、十分に可能である。
【０１１５】
ビデオは、一連のフレームを製造し、その後、これらを相互に並べることにより形成される。また、これは、しばしば、ビデオコードによって大きく圧縮される。
【０１１６】
ビデオ用の個々のフレームを形成するため、ストーリボードから仕様が提供される。これは、各フレームの極角を定める。フレームが収集シーケンスに正確に整合しない場合、この極角は、収集シーケンスにおけるものと対応しない。例えば、必要な極角が0.9゜である場合を考える。示されたデータ組は、0゜で収集されたフレームS0および1.8゜で収集されたフレームS1を有する。従って、中間フレームが必要となる。これは、内挿処理によって取得され得る。2つのフレームS0およびS1は、必要な角度0.9゜まで回転される。これらは、いずれも正確な位置でのダイヤモンドを示すが、いずれも、これらが0.9゜の位置にあることを正確に示してはいない。しかしながら、2つのフレーム間の直線内挿により、中間フレームの極めて良好な予測が得られる。この場合、直線内挿は、各位置での画素強度のそのような単純な平均となる。B画像の状況も同様である。B0は、0゜で収集され、B1は、45゜で収集される。この場合、B1ではなくB0画像を使用して、0.9゜までの回転後、内挿が行われる。同様のことは、A画像においても適用することができる。ただし、これらは通常内挿されない。
【０１１７】
いったん3つの内挿画像が生成されると、これらは、単純な計算および他の調節により混合され、最終フレームが形成される。
【０１１８】
ビデオフレームは、多くの別個の素子を組み合わせることにより構成されるが、得られる画像は、原石を、ストーリボードに示された照明条件下で視認した際に、原石がどのように見えるかを正確に表すことが理解される。従って、ビデオフレーム、さらには完全なビデオは、現実的で合理的であり、あるいは、例えば、ビデオフレームを形成するため、同じ特性を有するダイヤモンドのレイトラックシミュレーションの実施によって得られるようなものよりは、少なくとも現実的で合理的である。そのようなシミュレーションでは、研磨品質および石内の光散乱性のような因子の効果が見逃される。
【０１１９】
ビデオは、いかなる目的に使用されても良い。ある代替例では、ビデオは、ダイヤモンドを購入する顧客に提供されても良い。例えば、顧客は、本願で示されたものと同様の照明配置を有する機器で表示される原石を、宝石店で既に視認しても良い。従って、ビデオは、思い出、記念、形見等として機能し、購入価値の向上に利用されても良い。
【０１２０】
（実施例）
図1による実験機器を構成した。ベース101は、アルミニウム合金板で構成され、サポート部材102および他の部品は、アルミニウム合金の押出材、ブラケット等で構成される。
【０１２１】
リニアスライド103は、20mmの移動距離を有し、ステッパモータにより給電されるリニアアクチュエータ、およびIBM社パーソナルコンピュータ（PC）からのRS232インターフェースを介して制御されるマイクロステップドライバモジュールにより駆動される。
【０１２２】
回転テーブルは、同様の制御手段を有する真空アシスト取り付けレベル化機器を有する。モータは、中空シャフトを有し、回転スイベルコネクタを介した、英国特許第0911989.2号に記載の真空ノズルへの真空パイプの輸送が容易となる。
【０１２３】
拡散器111は、透明な3mmの厚さのMacrolonポリカーボネートシートから製作され、約300mm四方の寸法を有する。3M社スプレーマウント接着剤を用いて、ドローイングフィルムの2枚のシートを板の下側に取り付けることにより、拡散効果が得られる。この複合板は、ドリル処理され、約5mmの直径の複数の孔が形成され、各穴は、その軸が回転テーブル104の中心に向かって誘導されるように傾斜している。回転テーブル104は、拡散器の120mm下方にある。5mmの直径の16の指向性白色LED109（Marl model 110147-01BC）が、20゜の視角で提供され、これは、図2に示す螺旋パターンにより配置され、拡散器板の孔内に直接取り付けられる。
【０１２４】
拡散器の上方約40mmの位置のアルミニウム合金板上の、直径110mmの円形パターンに、別の12のバックグラウンドLED110（Luxeon lumiled model LXHL-MWEC）が取り付けられる。
【０１２５】
ビームスプリッタ132およびLED源130は、機器の視角軸107の下方に光ビームが投射されるように提供される。
【０１２６】
指向性光源LED109および軸LED130は、Labjack社（Lakeview、コロラド州、米国）によるUSBインターフェースカードモデルU3-LVを介して、各個々の指向性LEDが0から20mAの間の電流で駆動されるようにする専用インターフェースおよびPCによって制御される。同様に、バックグラウンドLEDが制御され、これらは、0から350ｍAの間の制御電流により駆動されるように、直列に配線される。
【０１２７】
別の配置では、バックグラウンドLED110は、指向性光源LED109に使用されるものと同様の、表面マウントLEDであっても良く、これらは、全て一つの回路基盤上に取り付けられる。この代替実施例では、23の指向性LEDが提供され、別の実施例では、30の指向性光源LEDが使用される。
【０１２８】
ある実施例では、LEDは、機器の（垂直）軸と、ダイヤモンドの中心から光源（すなわち拡散器の位置）に向かって引かれた線との間の傾斜角が、各光源に対して均一に増加するように配置される。
【０１２９】
カメラ105は、AVT Marlinカラーカメラである。これは、「ファイヤーワイヤ」インターフェースを介して、コンピュータに画像情報を送信する。ある実施例では、カメラは、プログラム化され、800×800画素を有する画像を送信するが、別のフォーマットを使用しても良い。カメラは、所望の特性を有し、検出器素子の物理的な空間は、「正方形」画素を提供する直交する垂直方向および水平方向に対応する。これにより、後続の形状的変換が容易になる。ただし、非正方形画素を有する画像化手段を用いて、適当な関係が提供されても良いことが理解される。
【０１３０】
カメラは、ゲイン、露出時間のようなパラメータの制御が可能なPCにより制御される。信号が光レベルに正比例する画像を形成するカメラにより、定量的な測定が単純化されるように、注意が払われる。画像は、収集され、例えば、.bmpおよび.jpgフォーマットで、PC内のまたはネットワーク上のハードディスクに保管される。.jpgフォーマットでは、無視できる画質の劣化内で、貯蔵要求（しばしば100：1）の大きな抑制が提供される。画像は、PCのモニタ上、またはネットワーク上の他のものに表示される。
【０１３１】
カメラには、レンズ組立体が提供され、この組立体は、一組の二重レンズと、虹彩絞りとを有する環状機構を有し、約1／2の倍率が提供される。このレンズは、カメラのセンサに、対象の良好な画質を形成する。ある代替例では、虹彩は、8mmの直径に設定される。120mmの作動距離のため、これは、0.033の対象空間開口数を提供する。この所与の対象点からの光線は、これらが約2゜のハーフ角で円錐に投射された際に検出される。
【０１３２】
機器は、800×800画素画像のビニエット（vignetting）を有しない、約7.5mm×7.5mmのフィールドビューを提供し、これは、1カラットまでのダイヤモンドのラウンドブリリアントに対して、十分に大きい。より大きなフィールドビューも可能である。代替実施例では、より多くの画素を有するカメラが提供され、より大きなフィールドビューおよび／または高い解像度が提供される。
【０１３３】
軸光源の位置（テーブルファセットの照射に使用される）は、それがレンズの入射瞳に見えるように配置される。実際には、この整合は、計算ではなく経験的に行われ、回転テーブルの回転により、テーブルにわたるいかなる明らかな動きもない状態で、原石ダイヤモンドのテーブルファセットからの正反射が、均一に照射されるように見えるまで、カメラモジュールと拡散器／レンズ組立体の相対位置が調整される。機器は、迷走光源を排除するため、密閉される。
【０１３４】
別の実施例では、PCに、バーコードリーダまたはRFタグリーダが提供され、記録データを、データベース上の特定のダイヤモンドに関連付けることができるが、これらの詳細は、キーボードによって手動で入力しても良い。
【０１３５】
全ての指向性光源は、白色拡散器を照射した際に、それらが標準的な信号レベルを生成するように較正される（これには、通常の露出時間よりも長いことが要求される）。次に、露出時間が短くされ、ダイヤモンド画像において、いかなる画素も飽和せず、光レベルの正確な測定が行われる。代替実施例では、ビデオ形成用の、より明るくより実際的な画像を形成するため、露出時間が長くなる。
【０１３６】
本機器を使用することにより、以下の方法を用いて、「Forevermark」ロゴおよびシリアル番号が刻印された0.67カラットのラウンドブリリアントダイヤモンドの魅力が解析され、ビデオが提供される。
【０１３７】
全ての光源は、スイッチオンにされ、適当な暴露時間が選定される。これは、通常、較正プロセスの一つである。
【０１３８】
石の詳細が記録される。
【０１３９】
ダイヤモンドは、清浄化され、ホルダに配置される。英国特許第GB0911989.2号に記載の方法を用いて、ダイヤモンドがレベル化される。英国特許第GB0911989.2号に記載のようなゴニオメータを用いて微調整が行われ、テーブルは、軸LEDにより均一に照射される。最終チェックとして、手動により回転ステージが回転され、照射は、一定に維持される。
【０１４０】
リニアアクチュエータを用いて、手動で焦点が設定され、刻印の最大限魅力的なビューが取得される。全ての石に対して、焦点が定まる十分な焦点深さがある。あるいは、2つの焦点位置が定められ、概して、一つはマーク用であり、一つは石用である。
【０１４１】
ダイヤモンドの初期の極角は、刻印が正しく配向されるように設定される。このビューは、測定の起点を定めるとともに、ビデオにおいて刻印を明示する際に使用される画像に対応する。刻印、特にシリアル番号の画像は、ビデオの重要な部分であるため、この初期のビューが正確に配列され、ビデオ生成の際、後続の回転による画像のいかなる劣化の導入も回避されることは有意である。
【０１４２】
代替実施例では、任意の初期位置は、不特定であり、または前述の方法を自動で実施することにより見出される。
【０１４３】
前述の方法を用いて、3つのシーケンスの画像が取得される。第1のシーケンスでは、軸LEDのみが照射され、テーブルファセットの鮮明な画像が提供される（ほぼ八角形）。極角の0、45、90、135、180、225、270、および315゜の角度増分に対応する、8つの軸（A）画像が記録され、JPG画像として保管される。これらは、画像A0乃至A7に符号付けされる。
【０１４４】
第2のシーケンスでは、バックグラウンド照射のみが提供され、第1のシーケンスに使用されるものと同じ角度で、8つのバックグラウンド（B）画像が提供される。これらは、B0乃至B7に符号付けされる。これらの2つのシーケンスは、ステージの1回転の間に記録され、照明が変更される。
【０１４５】
第3のシーケンスでは、全ての指向性光源LED（軸LEDを除く）が照射され、全部で201のスパークル観測画像が収集される。これは、1.8゜の増分に対応する。これらは、S0乃至S200にラベル化される。
【０１４６】
また、多くの組の画像（6030）が収集される。スパークル観測画像シーケンスに使用される各角度位置において、30の指向性光源LEDの各々に対して、リサーチ（R）画像が記録される。これらは、R0-1…R0-30乃至R200-1…R200-30までラベル化される。前述のように、所与のS画像は、基本的に、対応する30R画像の組み合わせである。
【０１４７】
画像の処理は、前述の通りである。定性的な観測が行われる。例えば、画像A0が観測される。刻印の（客観的に）鮮明な画像が観察され、魅力が見出される（多くの観者によって主観的に）。
【０１４８】
画像B0が観察される。この画像は、ダイヤモンドの光分布およびダイヤモンド内のパターンの一般的な配置を示し、このパターンは、魅力的に見える。画像B1乃至B7の別の評価では、B0（僅かの回転以外）と比較して、拡散照明における僅かの不均一性によって生じるマイナー変化を含む同一のパターンが示される。バックグラウンド画像は、多くの領域に分離され、前述のように、スパークルと称される（前述のように、スパークルは、ダイヤモンドの接続領域として定められ、この領域の全ての部分は、外部照射刺激に対して、同様の態様で挙動する）。
【０１４９】
画像S1−S200の評価では、全般に、各画像はかなり暗く示されるものの、一旦回転が可能になると、いくつかの明るいパッチが含まれ、これは、B画像におけるある個々のスパークルに対応する。S画像は、通常、約10、20、または30の別個の領域を有するため、個々のスパークルは、より容易に同定され、その後、B領域にマップ化され、石のスパークルのマップが形成されることは明らかである。
【０１５０】
R画像の評価は、S画像と同様の結果を示すが、通常、画像当たり、1または2以上のスパークルが観測される。ある場合には、スパークルは全く観測されない。これらの画像から、S画像の場合と同じ情報が取得されるが、関係するスパークルに対する特定の光源の追加の割り当てを有する。
【０１５１】
前述のような、画像の定量的な解析が行われる。
【０１５２】
また、画像からビデオが形成されても良い。ビデオは、20秒の期間を有し、30／秒のフレームレートで形成され、全部で600フレームが必要となる。石は、1回転し、刻印マークは、A0フレームが消失するまでの最後の5秒で明確となる。倍率は、シーケンスとともに連続的に増大し、刻印にズームする印象が生じる。
【０１５３】
いったんフレームが形成されると、標準的なコーデックを用いて、フォーマットの範囲でビデオが生成され、公開のため、コンピュータおよび携帯装置の範囲で支払い可能となる。
【０１５４】
いくつかの閃光は、暗い状態から光（すなわち白）さらに暗い状態への変化が基本であるが、青から赤またはその逆のような、可視スペクトルを通じた変化が生じても良く、スペクトルの青色および黄色−赤色端での色が、最も明確である。これは、ダイヤモンドテーブルにおいて、きらめきとして知られている現象である。
【０１５５】
これに限られるものではないが、以下のような、他の多くの魅力的な効果が生じ得ることが認められる：
光の全体の強度を抑制し、各閃光において観測される「きらめき」量を増大するための、レンズ口径の減少（例えばｆ／8またはf／11）
刻印が現れた際に、ターンテーブルをゆっくり回転し、または停止させ、レンズの入射瞳にわたって光源が走査された際に、コントラスト効果の範囲を形成すること。
【０１５６】
適当な速度でLEDのオンオフを切り替えることにより、または異なる色を表示するLEDを使用することにより、閃光効果に外的動的効果を導入することも可能である。しかしながら、これらの効果は、恣意的で不自然であると解され得るため、含むとしても、極めて慎重に使用される。
【０１５７】
前述の実施例からの変更も、本発明の範囲に含まれることは明らかである。例えば、上部にダイヤモンドが配置される回転テーブルを参照して、システムについて説明した。ダイヤモンド自身が回転される場合の方が、より美的魅力のある結果になる傾向にあるものの、ダイヤモンドを物理的に回転する代わりに、照射構造および／またはカメラが、ダイヤモンドに対して回転されても良いことは明らかである。さらに別の代替例として、指向性LEDは、順番に活性化され、回転照射構造の効果が得られても良い。
【０１５８】
また、バックグラウンドLEDおよび拡散器の代わりに、追加の指向性LEDを使用することが可能であることは明らかである。ただし、これは、閃光とバックグラウンド照射の間のバランスに影響し、美的魅力が低下する可能性がある。
【０１５９】
指向性光源は、拡散器111における孔または透明開口112の後方に配置された、指向性光源LED109として記載されている。しかしながら、指向性光を提供する、いかなる適当な配置を使用しても良いことは明らかである。ある実施例では、指向性光は、平行化レンズの後方に配置されたLED（または他の適当な光源）によって提供されても良い。これらのレンズは、好ましくは、拡散器の上部表面に組み込まれ、または取り付けられる。レンズは、ダイヤモンドの中心を照射する光線が、垂直入射時にレンズの湾曲表面と合致するように配置されることが好ましい。
【０１６０】
また、機器は、ベースおよび略垂直なサポート部材を有するように示されている。しかしながら、実際に、ダイヤモンドと照射構造とカメラとの間で必要な回転が得られる限り、またカメラがダイヤモンド上に焦点化される限り、他の配置が利用可能であることは明らかである。実際、素子（視認スクリーンを含む）は、単一の自立式機器に組み込まれても良い。そのような機器は、大きな開口を有し、この開口を介して、ダイヤモンドが直接観測され、これにより、ダイヤモンドは、「実物」およびスクリーン上で、同時に視認される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原石を視認し解析する機器および方法に関する。特に、本発明は、これに限られるものではないが、原石の表面に刻印されたマークを視認し、原石内の閃輝光（play of light）を定量化する機器および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原石、特に宝石の美しさまたは魅力は、石と光がどのように相互作用するかに直接関係すると考えられる。この相互作用は、「閃輝光」として知られており、石によって表示されるブリリアンス（輝き）、きらめき(fire)、および閃光（scintillation）のような特性として取り込まれる。ブリリアンスは、石によって観者に反射される光の強度およびコントラストに関係し、きらめきは、石によって反射される分散光の量に関係し、閃光は、石が光源に対して移動した際の、観者に視認される光フラッシュの出現に関係する。
【０００３】
近年、原石に、ブランドマーク、識別番号、および／または原石に関する他の情報を伝達するためのマークを刻印することが普及している。マークは、例えば、国際公開第WO98／52774号に記載の方法など、各種方法を用いて、原石に設置することができる。また、マークは、これらが原石の価値または外観を損なわないように設置される。これは、原石のテーブルのようなファセットに、マークが設置されることを意味する。そのようなマークは、通常、最大約0.05μmの深さで、原石に刻印される。
【０００４】
ユーザが閃輝光を形成する特性および刻印されたマークを示す原石の画像データを取得でき、さらに何らかの方法で、これらの特性の定量的な測定を行うことができる、信頼性のある機器を提供することが有意である。
【０００５】
現在、多くの利用可能なビューアー（viewer）がある。これらは、原石の閃輝光を視認するために使用することができる。そのようなビューアーの一例は、国際公開第WO2001／14854号に示されている。また、別のビューアーを使用して、原石の刻印マークを視認することも可能である。そのような装置は、国際公開第WO99／34197号に記載されている。この文献では、原石およびマークの拡大画像を視認する手段が提供されるものの、原石の閃輝光を視認する手段は、提供されない。欧州特許第EP1319942号には、別のビューアーが示されている。このビューアーは、閃輝光とマークの両方を表示することができる。しかしながら、閃輝光とマークを表示するための正確な照明条件を提供することの困難性のため、これらの異なる特性を視認する際には、原石を、ビューアーのある部分から別の部分に動かす必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第WO99／34197号
【特許文献２】欧州特許第EP1319942号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ブリリアンス、きらめき、および閃光の特性を表示するためには、変化する照明条件が必要となることは、良く知られている。例えば、散乱光のレベルは、ある照明条件下では、大きくきらめく原石の反射白色光の高レベルによって、目立たなくなる。変化する照明条件は、制御された照明環境下で、6つの異なる角度から照射された際に、ダイヤモンドのクラウンを通って反射する光を測定するBrillianceScope（登録商標）分析器に使用されるような、可動式の環状照明によって提供される。また、特に、原石のきらめきおよび閃光を表示するときには、多数のLEDによって形成されるような、複数の指向性の光源を使用することが有意であることが示されている。欧州特許第EP1319942号には、回転可能な高対称性照明パターンを用いて、原石の閃輝光を定める機器が示されており、そのパターンの強度を制御して、照明を変化させることができる。この対称照明システムは、原石の対称性を助長する。しかしながら、高対称性でカットされた原石は、良好な閃輝光に対する良好な予見性を提供するものの、対称性の度合いの劣る原石においても、等しく良好な閃輝光が得られることが知られている。
【０００８】
同様に、米国特許第7315356号には、原石のきらめきを画像化する機器が提供されており、対称な照明パターンによって、変化に富む照明が提供される。高対称性照明パターンを使用した場合、大多数の原石において、閃輝光の視感に対する適切な手段が提供されないことが認められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、全般に、原石の画像を取得し、画像の定量的な解析を実行し、原石の特性の尺度を得るシステムに関する。特に、本発明は、1または2以上の複数の指向性光源を用いて、複数の回転位置において原石を照射するシステムに関する。拡散光源が使用されても良い。原石のファセット（通常はテーブルファセット）は、回転軸に対して垂直であっても良い。軸光源は、光を回転軸に沿って誘導するように配置される。画像化装置は、原石に向かって配向され、画像化軸が回転軸と一致する。
【００１０】
1または2以上の指向性光源、軸光源、および／または拡散光源によって原石が照射された際、回転位置の範囲で画像が得られても良い。これらの画像の解析は、個々の光源からの反射に対応する画像において、ブライトパッチ（bright patch）（「スパークル」（sparkles））を同定するステップを含んでも良い。スパークルの数、寸法、輝度、形状、分布、コントラスト、対称性、および／または回転位置に関するバリエーションを用いて、原石の特性が定められても良い。光源の分布に関する知見を用いて、原石の特性を定めるように、画像内容が補完される。
【００１１】
本発明の一態様では、原石の画像を取得し、前記画像の定量的な解析を行い、前記原石の特性の尺度（measure）を得るシステムが提供される。このシステムは、前記原石を観測位置に支持するサポート構造を有する。原石を照射するように、照射構造が配置される。照射構造は、前記観測位置に向かうように配向された、半径方向に分配された複数の指向性光源を有し、前記サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを、相互に対して回転可能であり、前記原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の指向性光源によって照射され、前記回転軸は、前記原石の選定されたファセットに対して、実質的に垂直である。画像化装置は、前記回転位置の各々での前記原石の画像を取得するため、前記原石に向かって配向され、前記回転軸に平行なまたは前記回転軸に一致する画像化軸を有する。個々の光源からの前記原石による反射に対応する前記画像において、スパークル領域を同定し、前記スパークル領域の特性に基づいて、前記原石の定量的尺度を提供する画像プロセッサが提供される。スパークル領域は、原石の個々のファセットによる、個々の光源からの反射に対応する。
【００１２】
前記複数の光源は、前記回転軸に対する一連の個別の傾斜角、および前記回転軸の周囲に選定された極角で配置され、前記画像化システムは、回転対称性を有さなくても良い。各光源は、連続的な傾斜角で、一定量、必要な場合137.5゜だけ、極角が前進しても良い。
【００１３】
前記画像の解析は、前記原石の前記尺度を定める際に、前記スパークル領域の数、寸法、輝度、形状、分布、コントラスト、対称性、および／または前記スパークル領域の回転位置によるバリエーションを用いても良い。
【００１４】
前記照射構造は、前記画像化軸に沿って、前記原石に向かって指向性光を誘導するように配置された軸光源および／または拡散光源を有しても良い。
【００１５】
当該システムは、原石が指向性光源、軸光源、および／または拡散光源の1または2以上によって照射された際、回転位置の範囲で、画像を取得するように構成されても良い。当該システムは、異なる回転位置で、前記軸光源のみにより照射された前記原石の第1のシーケンスの画像、ならびに／または異なる回転位置で、前記拡散光源のみにより照射された前記原石の第2のシーケンスの画像、ならびに／または異なる回転位置で、前記指向性光源の各々および／もしくは全てによって照射された、前記原石の第3のシーケンスの画像を取得するように構成されても良い。
【００１６】
前記第1のシーケンスの画像は、例えば、45゜毎の別個の角度におけるいくつかの画像（例えば8枚）を有しても良い。第3のシーケンスは、全ての前記指向性光源によって照射された前記原石の数百枚の画像、および／または前記指向性光源の各々によって個々に照射された数百枚の画像を含んでも良い。
【００１７】
前記画像プロセッサは、前記取得画像（必要な場合、第1のシーケンスにおける画像のみ）のいくつかまたは全てから、前記選定されたファセットを同定し、前記回転の中心を同定し、全ての画像を回転し共通の中心に登録するように構成されても良い。
【００１８】
前記画像プロセッサは、第3のシーケンスの各画像が個別の領域にセグメント化され、ある領域から画像化装置に光が反射された際に、該領域をスパークル領域としてラベル化するように構成されても良い。ある画像にスパークル領域が同定された際に、他の全ての画像において、順次スパークル領域の検索がなされても良い。
【００１９】
当該システムは、各スパークル領域の、以下の1または2以上の特徴の測定結果を記録し、前記石の定量的解析に，前記測定結果を使用するように構成されても良い：
前記スパークル領域のサイズ；
前記スパークル領域の形状の少なくとも一つの特性；
前記石の中心に対する前記スパークル領域の配向；
画像に前記スパークル領域を出現させる前記指向性光源の前記極角および／または傾斜角の範囲；
前記スパークル領域に存在する色の範囲；
前記スパークル領域における最も明るいRGB照射値；
前記スパークル領域にわたる照射の均一性；
前記スパークル領域が一般的テンプレートと整合する範囲。
【００２０】
当該システムは、以下の1または2以上の特徴の測定結果を記録し、前記測定結果を前記石の定量的解析に利用するように構成されても良い：
閾値サイズを超えるスパークル領域の全数；
前記スパークル領域の平均サイズ；
前記スパークル領域のサイズの分散（variance）；
スパークル領域を有する石の割合；
前記スパークル領域の平均輝度；
全ての前記スパークル領域で構成されるパターンの対称性；
スパークル領域の照射傾斜角と、対応する対称に配置されたスパークル領域の間の関係、
前記石のコントラストの度合い；
前記石の照射の変化による、スパークル領域のパターン変化の速度；および
閾値を超える色の範囲を示すスパークル領域の割合。
【００２１】
当該システムは、前記軸光源によって照射された前記原石の1または2以上の画像から、前記原石の選択されたファセット上のマークの画像を取得するように構成されても良い。
【００２２】
前記原石の前記画像のいくつかが組み合わされ、前記原石の閃輝光（play of light）を示すビデオが形成されても良い。
【００２３】
本発明の別の態様では、原石の閃輝光を示すビデオを形成するシステムが提供される。当該システムは、観測位置に前記原石を支持するサポート構造を有する。前記観測位置に向かって配向された複数の指向性光源を有する照明システムが、前記原石を照射するように配置される。前記支持構造は、前記サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを相互に対して回転可能であり、前記原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の前記指向性光源によって照射され、前記指向性光源は、前記回転軸に対して、ある傾斜角および極角の範囲で配置される。画像化装置は、前記回転位置の各々において、前記原石の画像を取得するため、前記原石に向かって配向される。前記画像化装置は、前記回転軸に平行なまたは前記回転軸と一致する画像化軸を有する。前記画像のいくつかまたは全てを選定し、前記画像を組み合わせてビデオにする画像プロセッサが構成される。前記画像プロセッサは、個々の光源からの前記原石による反射に対応する、適正に定められたスパークル領域を有するビデオ画像を選定するように構成されても良い。
【００２４】
当該システムは、さらに、ニア（near）−軸光源の空間的に分配された配列を有し、該配列は、画像化軸に沿って、またはほぼ画像化軸に沿って、光を配向するように構成され、前記画像化軸に対して垂直な、前記石の前記選定されたファセットの位置合わせが支援されても良い。
【００２５】
前記ニア−光軸光源の配列は、独立にまたは同時に動作可能であり、1または2以上のニア−光軸光源から前記画像化装置に入る正反射が同定され、前記画像化軸の垂線からの前記選定されたファセットの傾斜は、前記光源の画像化軸からの角度オフセットから定められ、これにより前記正反射が検出されても良い。
【００２６】
当該システムは、前記画像化装置において、前記光源からの正反射が収集されるまで、順次、前記配列における各光源を作動するように構成されても良い。
【００２７】
前記配列における隣接する光源の間の角度間隔は、前記画像化装置の開口によって定められる角度間隔と同等かより小さくても良い。
【００２８】
本発明の別の態様では、マークを視認するため、原石を位置合わせする機器が提供される。当該機器は、画像化軸に沿って、前記原石のファセットに向かって光を誘導するための、独立して作動可能な指向性光源の配列を有する。画像化軸に沿って前記原石を視認するための視認手段（例えばカメラ）が提供される。前記光源の作動を制御する制御手段であって、最初、全ての前記光源を同時に活性化し、その後、前記光源を連続的に活性化する制御手段が提供される。調節手段が提供され、全ての前記光源が同時に活性化されている場合、前記光源の少なくとも一つにより放射された光の、前記ファセットからの正反射が前記視認手段で観測されるまで、前記原石の位置が調節される。前記制御手段は、さらに、前記ファセットから、前記光源の一つによって放射された光の正反射が前記視認手段で観測された際、前記光源の連続的な活性化を停止するように構成され、これにより、マークが観測される。
【００２９】
どの光源が前記視認手段に正反射された光を提供したかに関する知見により、ダイヤモンドの位置の調整が可能となり、これにより、前記配列の中心光源によって放射された光が、前記視認手段に正反射されるようになる。
【００３０】
前記原石を前記視認手段および光源の配列に対する配置位置に維持する、前記石用のサポート手段が提供され、どの光源によって、正反射された光が前記視認手段に入るのかが同定されても良い。
【００３１】
さらに、前記ファセットの画像を解析し、前記視認手段で正反射が観察されたときを自動的に同定するように構成されたプロセッサを構成しても良い。
【００３２】
本発明の別の態様では、原石の定量的尺度を得るための方法が提供される。当該方法は、前記原石の選択されたファセットに対して実質的に垂直な回転軸に対して各種傾斜角および極角で配置された、複数の指向性光源で前記原石に照射するステップを有する。前記原石および複数の指向性光源は、複数の回転位置で、回転軸の周りに相互に対して回転される。視認軸に沿って、各回転位置で前記原石の画像が取得される。1または2以上の前記画像において、スパークル領域が定められ、前記スパークル領域は、個々の光源からの前記原石のファセットによる反射に対応する。前記スパークル領域の測定可能な特性に基づいて、前記原石の定量的尺度が計算される。
【００３３】
本発明の別の態様では、原石のファセット上のマークを視認する方法が提供される。当該方法は、画像化軸に沿って前記ファセットを視認するステップと、全ての指向性光源の空間分布配列を用いて、前記ファセットに同時に照射するステップと、を有する。前記ファセットから、前記光源の少なくとも一つにより放射される光の正反射が画像化軸上に観測されるまで、前記原石の位置が調節される（必要な場合）。次に、前記ファセットからの、現在活性化されている光源によって放射される光の正反射が、前記画像化軸上に観測されるようになるまで、前記ファセットは、順次、前記光源の各々を用いて照射される。次に、現在活性化されている光源によって照射されたマークが、視認される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】原石の画像を取得するための機器の概略図である。
【図２】LED配列を含み、位置合わせを支援する図1に類似の機器の概略図である。
【図３】原石を位置合わせする別の配置の概略図である。
【図４】指向性光源の配置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、一例としての本発明のいくつかの好適実施例について説明する。
【００３６】
（一般配置）
図1には、原石の画像を得るための機器100の概略図を示す。機器の構造は、ベース101およびサポート部材102により構成され、サポート部材は、ベース101に対して略垂直である。サポート部材102には、リニアスライド103が可動式に取り付けられ、このリニアスライドは、サポート部材102に沿って移動することができる。リニアスライド103によって、回転テーブル104が支持される。
【００３７】
任意で、回転テーブル104の表面は、ベース101と平行であり、通常の作動の際には、ベース101は、原石のカウンタのような、実質的に水平な表面に配置される。従って、本願において、水平および垂直という用語は、ベース101の底面に対して平行および垂直な方向を意味する。
【００３８】
サポート102には、カメラのようなレンズ組立体106を有する画像化装置105が取り付けられ、この装置は、サポート部材102に対して平行となるように、画像化軸107に沿って、回転テーブル104に向かって配向される。従って、リニアスライド103により、回転テーブル104は、画像化軸107に沿って、画像化装置105に向かって、または画像化装置105から遠ざかるように移動することができる。画像化軸107は、回転テーブル104の回転軸に対して略平行である。
【００３９】
レンズ組立体106は、複数の屈折素子を有し、内側への機械的動きが提供され、回転テーブル104に上に配置された対象と画像化装置105の間の倍率を変え、焦点を調節することができる。そのようなレンズは、ズームレンズまたは可変焦点レンズとして、良く知られている。画像化装置105およびレンズ106は、補助クローズアップレンズ素子と組み合わされたソニーブロックカメラのような、単一のモジュールであっても良い。これとは別に、またはこれに加えて、画像化装置105には、許容可能な画質の画像を形成するのに必要な画像素子（画素）よりも多くの画素が提供されても良い。この場合、デジタルズームとして良く知られている技術が使用できる。
【００４０】
また、機器には、照射構造110が提供される。この照射構造は、2組の照明素子を組み合わせて構成されても良い。ある組には、複数の指向性素子が提供され、別の組には、拡散バックグラウンドが提供されても良い。いかなる従来の光源を使用しても良い。ある実施例では、白色発光ダイオード（LED）のような白色光源が使用される。
【００４１】
図1に示すように、照射構造108は、通常、画像化軸107の周囲の平坦ディスクの形態を有し、一組の指向性LED109と、拡散器111の上部に配置された一組のバックグラウンドLED110とを有する。拡散器111は、バックグラウンドLED110から伝播する光を散乱し、回転テーブル104上に配置された対象に、拡散照明を提供する。各指向性LED109の前方の拡散器111の孔（または透明絞り）112によって、各指向性LED109の中心からの指向性のある照射が、回転テーブル104上の対象に到達する。
【００４２】
また、照射構造は、追加の指向性LED130、リレーレンズ131、およびビームスプリッタ132を有する。リレーレンズ131は、必要な場合、ほぼ単一の倍率で、追加の指向性LED130の投射画像133を形成する。
【００４３】
ビームスプリッタ132により、この画像の一部は、画像化軸107に沿って投射され、画像133は、実際に拡散器111の中心にある場合、実際の光源LED130によって占められた空間位置を占めるようになる。これにより、指向性の光を、画像化軸に沿って、回転テーブル上の対象に向かって誘導することが可能となるとともに、画像化軸107に対して垂直な表面により、画像化軸に沿って、レンズ106および画像化装置105に逆向きに反射させることができる。画像化装置に逆反射し得るこの指向性の光を提供する、他の配置も想定される。軸光源画像133は、それがレンズ106の入射瞳にあるように配置される必要がある。
【００４４】
使用の際には、宝石ダイヤモンドのような原石113が、原石サポート114に支持され、回転テーブル104の画像化軸107上に配置される。次に、レンズ106により、画像化装置105に、ダイヤモンド113の画像が形成される。原石113は、回転テーブル104の回転によって回転され、リニアスライド103を用いて、レンズ106に向かってまたはこれから遠ざかるように動かされる。回転するダイヤモンド1の画像は、画像化装置105により取得され、これは、スクリーン115に表示され、および／またはストレージ媒体117と関連する処理装置116に送信されてても良い。これにより、ユーザは、原石113が回転すると、原石113の拡大図を見ることができるようになり、大きな効果でダイヤモンドにおける閃輝光が示される。画像は、以降の使用のため、ストレージ媒体117に保管される。
【００４５】
原石113は、通常、ラウンドブリリアントカットダイヤモンドのような研磨ダイヤモンドであるが、他のダイヤモンドカット（または他の原石）を視認しても良いことは明らかである。原石は、通常、主要な平坦ファセットを有し、これは、最上部表面のテーブルファセットとして知られている。このファセットは、できる限り水平に近くなるように配向される必要がある。実際には、テーブルファセットに対する法線は、鉛直方向（または画像化軸107）に対してできる限り0゜に近くする必要がある。
【００４６】
（位置合わせ）
テーブルファセットの法線ができる限り鉛直方向に近づくようにするため、個々にまたは相互に組み合わせて、多くの異なる方法が使用されても良い。まず、英国特許第0911989.2号に示されているようなレベリング機器が使用されても良い。英国特許第0911989.2号に示されている方法は、垂直に配向されたノズルに、原石を配置するステップと、ノズルの下での流体圧力を高め、原石がノズルの直上の、空気クッションの上部に支持されるようにするステップと、その後、流体圧力を低下させて、原石を徐々にノズル内に戻すステップとを有する。これが制御された方法で行われると、テーブルファセットが、最終的にレベル化され、またはほぼレベル化されることが認められている。また、その後、例えばゴニオメータ（図示されていない）を用いて微調整を実施して、プロセスを完遂させても良い。
【００４７】
ディスプレイに表示されるダイヤモンドの画像は、テーブルファセットの法線が画像化軸107に対して平行であることを確認することを支援する。特に、原石113は、「中心照射源133」として機能する指向性LED130によって照射されても良い。原石がこのLEDによって照射されると、テーブルが完全に位置合わせされている場合、光は、反射し、レンズ106に向かって誘導される。テーブルにマークが刻印されている場合、このマークは、そのような位置合わせにおいて、明確に視認される。また、「完全な」位置合わせを示す逆反射は、画像化装置105によって取得されスクリーン115に表示された画像における光の明るいスポットから確認される。
【００４８】
原石113が完全に位置合わせされていないものの、完全な位置合わせからのオフセットが小さい場合、指向性LED130からの正反射は、やはり、レンズ組立体106の絞りを通って通過するため、オペレータは、画像化装置によって取得された画像から、正確な位置合わせのためにはどのように配向を変更する必要があるかを把握することができる。オフセットが十分に大きく、正反射が画像化装置105内を通過しない場合、調節は、推測となる。従って、初期位置合わせがあまり正確ではない場合には、オペレータは、位置合わせにおいて誤差を正すことが難しくなる。これは、特に、マウントされた石、または石が複雑な形状を有する場合に問題となる。英国特許0911989.2号に記載の初期のレベル化技術は、そのような石には適さない。
【００４９】
この位置合わせの問題は、指向性光源130の角度寸法の増加により抑制することができる。例えば、直径が5倍増加すると、検出は、25倍容易になる。しかしながら、テーブルのコントラスト、およびそれに刻印されているマークは、正反射の存在に依存し、光源がより拡散性になると、このコントラスト機構は、消失する。より具体的には、コントラストを感知するため、原石での光源によって定められる立体角は、レンズ組立体106の絞りによって定められる値と同等、またはこれより小さくする必要がある。
【００５０】
この問題の一つの解決法は、各々が指向性光を提供する、複数のより小さな素子からなる、大きな光源を提供することである。次に、少なくとも一つの光源からの光が、画像化装置105に反射される機会が増え、または少なくともより大きくなる。光源は、最初、反射を把握するため、一緒に照射されても良い。その後、個々に活性化され、位置合わせの微調整が支援され、または正反射を発生させるコントラストを提供する光源が同定される。この方法は、原石のマークを視認する際、および以下に示すような、一連の画像を取得する前に、原石を位置合わせする際にも有益である。
【００５１】
図2には、概して図1と同等の機器を示す。ただし、この図では、一つの指向性光源LED130の代わりに、例えば、5×5のLED230の配列が提供され、これらは、光源の間に隙間が存在しないように、十分に接近して配置される。光源間の角度空間は、レンズ組立体106の絞りによって定められるものと同等、またはこれよりも小さい。次に、以下のように、位置合わせプロセスが行われる：
まず、オペレータは、全ての光源を照射させる（例えばボタンを押すことにより）。画像化装置105により、原石113のリアルタイム画像が記録され、スクリーン115に表示される。
【００５２】
オペレータは、石113を位置合わせし、反射がスクリーンに映るようにする。これは、光源配列230の大きな領域のため、単一の点光源しか存在しない場合に比べて容易に行い得る。
【００５３】
ある別の方法では、次に、オペレータは、例えば、0.1または0.5または1秒の間、光源を一つずつ点灯し、整列画像が認められる際に、スクリーンを観察する。あるいは、配列230において、各光源からの画像を、処理装置116が解析し、どの画像が直接正反射に対応するかを判断する（どの場合に、画像が1秒1回よりも高頻度で通過するか）。
【００５４】
次に、オペレータにより、停止シーケンスが生じ、マークが顕示される。あるいは、処理装置116は、画像から、マークが照射されたタイミングを同定する。このステップは、自動で行われる。別の実施例では、マークの時折の明確な視認により、十分なコントラストが提供される場合、光の変更シーケンスを停止させる必要はない。
【００５５】
また、位置合わせを改善するための微調節は、手動で実施されても良い。特に、配列230内のどの光源が、画像化装置105に正反射される光を放射しているかが既知のとき、ダイヤモンドの位置合わせに対して、いかなる調整が必要かを計算することが簡単になり、テーブルファセットを画像化軸107に対して垂直にすることが確実に行える。
【００５６】
次に、必要な場合、オペレータは、位置合わせ手順自体を繰り返すことなく、顧客のような他のパーティに対して、刻銘を示す。これには、機器の移動が必要となる。従って、光源の原石と視認手段との間の相対的な配置が変化することを避けるため、原石用の適当なサポート手段は、機器の必須要素となることが理解される。
【００５７】
この位置合わせ方法は、図2に示した機器以外の機器にも使用できることは、明らかである。そのような機器は、方向のより広い範囲にわたって照射を提供し、初期の位置合わせが容易化され、その後、常に、照射される方向の範囲が低減され、マークの明確な視認が提供されても良い。前述の5×5配列には、いかなる適当な数の指向性光源の数が含まれても良く、これは、LEDである必要はない。また、画像化装置105と一軸ではないLED配列を提供することにより、同様の効果が得られる：マークを見るために必要なことは、正反射だけである。
【００５８】
従って、図3に示すような配置も、正反射を用いたマークの表示に適している。この配置では、指向性光源330の配列およびカメラ305は、名目軸307のいずれかの側に、等角度で提供され、この名目軸307は、原石113のテーブルファセット313に対して垂直である。カメラ305において正反射が得られる場合、マークは視認できる。ここでも、処理装置316は、光源330およびカメラ305の動作を制御し、スクリーン315に画像が表示される。
【００５９】
あるいは、視認手段は、可能な場合、拡大レンズ等により支援された人の目であっても良い。次に、各パーティは、位置合わせプロセスを繰り返し行う。この場合、原石用のサポート手段は、提供する必要はない。
【００６０】
別の方法を利用しても良い。例えば、図2、3のLED配列230、330の効果は、例えば、高速でのミラー走査を用いた、反射性表面（LED配列の代わり）にわたる光ビームの走査によって得られても良く、この場合、延伸された領域が照射されるようになる。初期位置合わせがなされる。次に、ビームが同じパターンではあるものの、よりゆっくりと走査され、一つの光スポットのみが存在するようにされる。オペレータは、マークが明確に認められた際に、走査を停止する。
【００６１】
（制御およびフィードバック）
再度図1および2を参照すると、作動の際には、処理装置130のような適当な制御手段、および適当なドライバ回路（図示されていない）によって、各指向性LED109の独立した制御ができることが有意である。各LED109の輝度は、それぞれに流れる電流を制御することにより、あるいはパルス幅変調の技術により、調整可能である。また、バックグラウンドLED110は、全ての拡散LEDに共通する同様の制御チャネルを有する。
【００６２】
一つの処理装置116のみが示されているが、いかなる数の処理装置を使用しても良いことは明らかである。各々は、画像を保管するストレージ媒体117および／またはソフトウェアが保管されたメモリ（図示されていない）を含んでも良く、あるいはこれと連携しても良い。
【００６３】
また、制御手段は、リニアスライド103および回転テーブル104の動きを制御し、原石113とレンズ106の相対的な位置を変化しても良い。リニアスライドの動きは、焦点の調整に使用されても良い。
【００６４】
また、制御手段は、画像化装置105およびレンズ106の作動に対する制御を行っても良い。これに限られるものではないが、これらの制御は、レンズ106の絞り停止、各個々の画像の取得に必要な画像化装置105の暴露時間およびゲイン、カラーバランス、コントラスト、輝度、ならびに画像化装置105に提供される画像鮮明化を含む。レンズ106には、焦点調節が提供されても良く、これは、画像化装置106により、または制御手段により、自動で制御される。
【００６５】
画像化装置が画像を形成することを確実にするため、信号が光レベルに正比例し、定量測定が容易となるように注意が払われる。画像は、例えば、.bmpおよび.jpgのようなフォーマットで取得され、マイクロプロセッサと直接連携するハードディスク、またはネットワークに保管される。
【００６６】
画像化装置105によって生成された画像データは、機器のハウジング（図示されていない）と一体化されたフラットパネルビデオモニタのようなスクリーン115に表示される。例えば、原石113の画像は、原石113の購買を考える顧客とセールスマンにより、同時に視認される。画像化装置105によって取得された一連の画像は、ビデオとしてスクリーン115に示されても良い。
【００６７】
魅力的な画像シーケンスまたはセールスにおいて有意なビデオを取得するため、あるフィードバックによって、制御手段が適当な調整を行うことが有益である。最も単純な形態では、セールスマンが画像の評価、および様々な制御のための調整を行うことにより、フィードバックを提供する。
【００６８】
しかしながら、フィードバックは、機器内で提供されることが好ましい。一旦開始刺激が供給されると、機器は、さらなる介入を要さずに、所定の動きを実行する。機器は、フレーム取り込み器によってコンピュータメモリ（図示されていない）内に画像フレームを収集することにより、またはデジタルビデオ信号を生成する画像化装置を直接使用することにより、画像化装置105によって生じた画像データを解析する。画像は、データ解析および処理手段により、解析され改変されても良い。表示画像は、オリジナルの画像データであっても、データ処理手段（図示されていない）によって収集され改変されたものであっても良い。
【００６９】
例えば、これに限られるものではないが、データ処理手段は、画像を別個の赤、緑、および青のチャネルに分割し、各チャネルのヒストグラムを計算しても良い。ヒストグラムを用いて、各チャネルに見られる光レベルの範囲を判定しても良い。これらのヒストグラムは、ターゲット値と比較され、例えば、指向性LED109または拡散性LED110のいずれかを用いた照明レベルの調節に使用しても良い。また、データ処理を用いて、原石113によって占められた画像の領域を判定しても良い。画像サイズが、例えば十分に小さい場合、制御手段は、レンズ106のズーム設定を調節し、より大きな倍率が提供されても良い。
【００７０】
（照射）
指向性LED109、バックグラウンドLED110、および拡散器111のジュアル配置は、原石における閃輝光の表示および解析を支援する。指向性LED109、130は、原石113を照射する「点光源」として機能する。これらの点光源から画像化装置105に反射した光は、原石113の画像に、閃光として認められ、原石に「スパークル」（sparkle）が認められる。また、指向性LED109からの光は、機器から反射され、直接観者の方に向かい、観者は、原石113を、スクリーン115の画像において、および直接「目の辺り」にして視認する。
【００７１】
指向性LED109によってのみ、原石113が照射されると、これは、時折、数点の光スポットを有する一般的な暗い画像として見える。バックグラウンドLED110および拡散器111は、原石113の全体を照射する拡散光を提供し、これは、スクリーン115に表示される画像において、より明るく認められる。2つの光効果の組み合わせの結果、原石113のより魅力的な画像が得られる。
【００７２】
拡散器111における孔112の直径は、指向性LED109の光源の見かけの位置に効果をもたらすことが理解される。これらの孔は、指向性LEDの直径よりも小さく、この場合、光源は、実際の位置よりも、孔に配置されているように見える。指向性LED109と原石113の間に、別の光学素子が提供されても良い。これらの素子の一つの効果は、指向性LED光源の見かけの位置がさらに変化することである。
【００７３】
代替例では、指向性LED109は、レンズを有さない表面マウントタイプであっても良い。これにより、単純な照射器の製造が可能となる。また、バックグラウンドLED110は、指向性LED109に使用されるものと同じ表面マウントLEDであり、これらは全て一つの回路基盤に取り付けられる。
【００７４】
別の代替例では、各孔112の上に、最上部に湾曲表面が生じるように、一重項（singlet）レンズが取り付けられ、このレンズは、LED源109の中心光線（すなわち原石113の中心に照射される光線）が垂直入射に近い状態で、上部表面に合致するように配置され、これにより原石113に歪みのないビームが投射される。
【００７５】
図4には、拡散器111の下側の、ある想定し得る配置を概略的に示す。図には、拡散器111の開口112を介して視認されるLED109によって表される指向性光源も示されている。図の中心の円401は、ディスクの中心の孔を表し、この穴を介して、レンズ106から光が通過し、ビームスプリッタ等の導入をせずには、光源LEDを直接配置することができない領域が定められる。
【００７６】
一連の入れ子状の、ほぼ円形の曲線402は、一連の個々に増加する傾斜角140の軌跡を表す。傾斜角140は、図1に示すように、画像化軸107と、LED109から原石113のテーブルファセットまで移動する光線との間のなす角度である。開口112（およびLED109）は、最小寸法を有し、完全な点光源として機能しないことに留意する必要がある。
【００７７】
この配置では、一つのLED109が円402上に配置され、各々別個に、傾斜角104が増加することがわかる。LED109は、各一連のLED109が約137.51゜だけ、位相的（極角としても知られている）に前進するように配置され、この角度は、広く黄金角と称されている。この角度は、螺生葉序（spiral phyllotaxis）のような、自然成長形態において認められる角度であり、これにより、一連の光源LED109は、軸の周囲に合理的に均一に配置される一方、ダイヤモンドの光学的な対称性を強調し得る照明配置に、四つ折り、八つ折りのような、単純な対称性が存在しないようになる。いかなる数の指向性LED109が存在しても良いが、通常、この数は、10〜40の範囲である。16、23、および30の指向性LED119を有する実施例が試されている。同様に、バックグラウンドLEDは、約10から約40の間の数で配置されても良い。
【００７８】
光学機器の当業者には、反射の観察の尺度には、光源LED109の開口とレンズ106の光学的絞りの両方の重畳が適切に考慮されることが理解される。ただし、実際には、この基本的な処理には、本発明による機器の組み立てに対して十分な指標が提供される、主要なまたは主光線の照射のみが考慮される。
【００７９】
指向性光源LED109の開口の配置に黄金角を使用することは、バランス化された自然の照明の形成には有効であるものの、他の配置も可能であることが理解される。機器は、指向性光源LEDのいかなる配置で組み立てられても良い。例えば、各一連のリングに対して、ランダムまたは任意の位相（phase）を採用しても良い。
【００８０】
（画像の順序づけ（sequencing）および解析）
前述のように、指向性光源LEDは、137.51゜の前進角度で空間配置に設定される。この配置は、見かけ上ランダムで、ほぼ均一に分布された一組の光源を提供するが、既知の基本構造を有する。通常、各指向性光源は、垂直軸107に対する傾斜角140、および垂直軸の回りの回転を表す極角を有する。極角の起点は任意であるが、機器に対して定められても良い。
【００８１】
原石113の初期の位置は、極角の起点を定める。原石113がランダムに配置された場合、この位置は任意である。ある方法では、原石113は、原石113のテーブルの刻印が所定の方法で整列されるように配置される。ある代替例では、刻印は、例えば、画像がスクリーン115に表示された際に、いかなる文字も水平方向に認められるように、自然に整列される。
【００８２】
ここで、回転ステージ104は、原石113と所与の光源109の間に、相対的な動きを導入することが理解される。この際には、光源の原石113に対する極角が変化することが考慮されても良い。すなわち、小さな回転（例えば1回転の1／200または1.8゜）により、極軸の周りの各光源の小さな動きが提供される。
【００８３】
しかしながら、光源109の位置の絶対変化は、傾斜角140にも依存する。従って、垂直軸107に近い光源109は、事実上、ほとんど移動しないが、垂直軸から遠い光源は、大きな動きを示す。（これは、星の見かけの動きに似ている。（北半球の）北極星は、静止しているが、他の星は、大きな直径の円で、その周囲を動いているように見える。）
また、らせん照射器の角度傾斜にほぼ対応する角度を介して、極角が急回転する効果を考慮することも重要である。この場合、これは、137.51゜または200ステップのステッパモータの約76ステップである。原石113から光源109を見たとき、見かけの効果は、極角の大きな変化ではなく、傾斜角140の小さな変化で、各光源を動かすことである。光源の傾斜角度の移動が原石の外観に及ぼす効果は、隣接する光源に対応する画像を、極角のこれらの大きなステップと比較することにより把握されることは明らかである。代替実施例において、光源が、傾斜角の均一な増加を提供するように配置される場合、既知の一定角度を介した光源の移動の効果が得られる。
【００８４】
全ての指向性光源は、これらが白色拡散器を照射する際に、標準的な信号レベルを形成するように、較正される必要がある。（これは、通常よりも長い暴露時間を必要とする。）次に、原石の画像において、全ての画素が飽和しないように、暴露時間が短くされ、これにより、光レベルの正確な測定を行うことが可能になる。ある代替実施例では、ビデオ作製のため、暴露時間を長くして、より明るくより実際的な画像を生成しても良い。
【００８５】
3つの一連の画像が取得されても良い（ただし、以下に示すように、画像は、必ずしも順番に記録される必要はないことは明らかである）。
【００８６】
第1のシーケンスでは、「軸の」LED130、133のみが照射され、原石113のテーブルファセットの鮮明な画像が提供される。回転テーブルがそれぞれの間に回転されると、いくつかの画像（例えば4〜20の範囲）が、記録され保管される。例えば、極角の角度増分0、45、90、135、180、225、270、および315゜に対応する8つの画像が記録されても良い。以下に示す目的のため、これらは、軸（A）画像として記載される。8つの画像が取得されると、これらは、画像A0乃至A7に符号付けされても良い。
【００８７】
第2のシーケンスでは、バックグラウンド照射110のみが活性化され、第1のシーケンスで使用した角度と同じ角度で画像が取得される。8つの画像を使用する場合、これらは、B0乃至B7で符号付けされても良い。これらは、バックグラウンド（B）画像として記載されても良い。（実際、これらの2つのシーケンスは、ステージの一回転の間に記録され、照明が変更される。最終回転ステップは、360℃まで極角が移行し、これは、元に戻ったことと等価である。）
第3のシーケンスでは、全ての指向性光源LED109（軸のLED130を除く）が照射され、原石は、一連のより小さな角度を介して回転される。この結果、数百のオーダの一組の画像が得られる。ある実施例では、1.8゜の増分に対応する、全部で201の画像が収集される。これらは、S0乃至S200にラベル付けされ、スパークル（S）観測画像として記載されても良い。
【００８８】
代替実施例では、より多くの（数千の）画像の組が収集される。スパークル観測画像シーケンスに使用される角度位置の各々に対して、指向性光源LED109の各々に対する画像が順次記録される。スパークル観測画像用に、30の指向性光源LED109、201の角度位置が存在する場合、これは、最大組において、6030の画像となる。これらは、R0-1...R0-30乃至R200-1... R200-30でラベル化され、リサーチ画像として記載されても良い。如何なる所与のスパークル（S）画像も、基本的に、対応する30のリサーチ（R）画像の組み合わせであることが理解される。これは、時間を消費する方法であり、製造環境で使用される機器としては望ましくない。この方法の一つの利点は、同様の結果（すなわちSデータ）を与えるデータがより短い時間で取得されることである。
【００８９】
これにより、画像収集段階が完了する。次に、石は、機器から取り外され、後に、解析およびビデオ形成が行われる。しかしながら、すぐに解析が行われても良いことは明らかである。リサーチ画像を参照することは任意であるが、ある環境では、特定のリサーチ画像を参照することが望ましい。この場合、必要に応じて、別の単一のリサーチ画像を収集することが可能となる。
【００９０】
画像データのいくつかの解析が実施され、ビデオが形成されても良い。
【００９１】
（定量的および一般的観察）
ある代替例では、観測は、定性的な性質および主観的な評価であっても良く、これは、画像データの適用性の幅広い範囲の説明に役立つ。
【００９２】
例えば、個々のA画像が観測されても良い。そのような画像において、タブレットファセットの刻印の鮮明な画像が観測され、画像が（観者によって、主観的に）魅力的であると判断される。
【００９３】
同様に、個々のB画像が観測されても良い。これらの画像のいくつかは、原石の光分布および原石内のパターンの一般配置を示し、このパターンが魅力的であると解される。ある原石では、画像B1乃至B7は、拡散照明における僅かの不均一性によって生じる、B0（僅かな回転以外）と比較されるいくつかのマイナーバリエーションと同一のパターンを示す。バックグラウンド画像は、多くの領域に分割されることが考慮され、これらの領域は、以降、個々のスパークルと称される。従って、本願の目的のため、スパークルは、ダイヤモンドの接続領域として定められ、この領域の全ての部分は、外部照射刺激と同様の態様で挙動する。
【００９４】
従って、ダイヤモンドの全体の外観は、観者がダイヤモンドを見たときに視認されるパターンに対応するスパークルの一般配置と同様に、ダイヤモンドを一連のスパークルまで分解し、各領域の挙動を考慮することにより解析される。
【００９５】
バックグラウンド画像のみに基づいて、この解析を行うことは、繁雑な作業であり、各スパークルの境界を把握する容易な方法は存在しないことに留意する必要がある。
【００９６】
大部分のS画像は、かなり暗いものの、回転が行われると、B画像におけるある個々のスパークルに対応する、いくつかの明るいパッチを含むようになる。S画像は、通常、約10乃至30の別個の領域を有するため、個々のスパークルは、より容易に判断することができ、その後、B画像にマップ化され、石のスパークルのマップが形成される。本願の目的のため、スパークルの観察は、S画像における特定のスパークルの観察の一例である。通常、各スパークルは、一組のスパークル観測を有し、各観測は、例えば、これに限られるものではないが、赤緑青平均レベルのような、多くの特性を有する。
【００９７】
R画像の評価は、S画像と同様の結果を示すが、通常、画像当たり、1または2以上のスパークル観測（もしあれば）のみを有する：ある場合は、全く存在しない。これらの画像から、S画像から場合と同様の情報が取得されるが、この情報は、関連スパークルに対する特定の光源のある追加の割り当てを有する。
【００９８】
RおよびS画像の場合、スパークル観測は、スポットライト、シャンデリア、または枝付き燭台等のような多くの局部的光源が備えられた環境にダイヤモンドが配置された際に、ダイヤモンド内で見られる「閃光」または「スパークル」または「フラッシュ」に対応する。ダイヤモンドの魅力の一部は、「閃輝光」であり、これは、ダイヤモンド、観者、または光が相互に対して移動した際に生じる。
【００９９】
また、観測される色は、「きらめき」または色の分散として知られる、ダイヤモンドの魅力的な特性に対応し、これは、波長による屈折率の変化によって生じる、傾斜表面での光の屈折角の変化である。
【０１００】
（定量的解析）
これに限られるものではないが、前述の洞察に基づく解析を可能にする一つの可能性は、ダイヤモンドをスパークルの寄せ集めからなるものとして把握し、各スパークルの特性を定めることである。以下、前述のような、8つのAおよびB画像と201のS画像との組に基づいて検討する。
【０１０１】
（回転中心の判定）
画像の左下のコーナーに対して、画像（x，y）座標システムが設定される。
【０１０２】
8つの軸画像A0〜A7の各々に対して、画像から、他の迷走反射を除去することにより、テーブルファセットが分離される。テーブルの輪郭が得られ、またはテーブルのコーナーの座標が見出される。テーブルの重心が見出される。
【０１０３】
8つの重心の平均から、回転中心が定められる。残りの動きは、石の中心と回転中心の間のオフセットの結果となる。これは、8つの値の重量平均により求められ、重量値は、極角の正弦波および余弦波に対応する（フーリエ解析の適用）。
【０１０４】
（画像記録）
いったん回転中心が判断されると、回転に対する変換を計算することが可能となり、画像の中心を通るように、共通の中心に対して各画像が記録される。従って、全ての画像は、再マップ化され、極角が除去され、石は、画像シーケンスにおいて、静止しているように見える。各画像は、操作が容易となるよう、コンピュータメモリに保持される。
【０１０５】
（スパークルの同定およびスパークルの観測）
各S画像は、個々のスパークルに対応する多くの別個の領域にセグメント化される。第1のスパークル観測画像（S0）から始まり、単一のスパークルが同定され、ラベル化される。同じスパークルが見えるかどうかについて、全ての他の画像がチェックされる。一般に、シーケンスが隣接する画像同士に対応が見られ、これらは、光源の勾配におけるジャンプに対応する約76フレームだけ離れている。スパークルアウトラインの最良の評価結果は、記録され、各画像に適用され、バックグラウンド画像の複製に記載される。
【０１０６】
各スパークル観測のため、平均赤、緑、青値（RGB値）が、スパークル内でのこれらの変動の測定結果とともに記録され、例えば四分位間範囲または標準的なずれが記録される。
【０１０７】
処理の完了後には、バックグラウンド画像の全ての照射領域が同定されているが、いくつか視認できない暗い領域がある場合がある。これらは、光が戻らない領域に対応し、通常、ダイヤモンドの全体の外観に悪影響を及ぼす。しかしながら、これらの領域の範囲は、機器に提供される、140の傾斜角度範囲に依存する。ある実施例では、0゜から40゜の範囲が提供されるが、上限レベルの45゜、50゜、55゜、または60゜、または90゜まで広がっても良い。ただし、これは、煩雑な機器の構成につながる。代わりに、拡散照明は、より大きな傾斜角度まで広がっても良く、指向性LED109は、スパークル観察が集中する低傾斜領域に制限されても良い。
【０１０８】
（単一スパークルの解析）
これに限られるものではないが、単一スパークルに対して、以下の特徴が計算されても良い。
・その寸法（mm単位で較正される画素内での絶対値、または石の領域の百分率としてのサイズ）
・長さおよび厚さのような、形状の他の特性、または形状の均一性
・その配向（石の中心に対して。例えば車輪のスポークのように外側に向かっている？）
・観測される極角および／または傾斜角の範囲。これらは、石が動かされた際に、石の外観がいかに迅速に変化するかに対応する
・石の「きらめき」の尺度に対応する、スパークルに認められる色の範囲
・観測組における最も高輝度のRGB値
・スパークルにわたる照射の均一性（研磨品質およびインクルージョンの存在に関係する）
・それが照射される光源の傾斜角度。これらは、R画像が使用される場合、直接把握されるが、S画像データからも評価することができる。極角の広い幅にわたって、スパークルが認められる場合、これは、低傾斜の光源に由来する。いくつかのフレームのみが認められる場合、これは、大きな傾斜角から生じる。光源に関する別の推定は、多くのファセットに対して、特に、良く知られた「矢印パターン」を構成する主要ファセットに対して、光源は、通常の画像において、ファセットと同様の極角を有し、または全く逆であるという認識により定められる
・スパークルは、一般的なテンプレートにより分類される。例えば、これは、矢印ファセットを形成しても良い。一般的なテンプレートは、原石の一般的なカット、例えばブリリアント、プリンセス、およびハート形状と整合するように、選定されても良い。
【０１０９】
（石の全体的な特性）
これに限られるものではないが、以下の特徴が計算されても良い。
・スパークルの総数（またはある閾値サイズを超えるスパークル）
・スパークルの平均サイズ、絶対値、または石のサイズに対する相対値
・スパークルサイズの分散、または変動
・スパークルを示す石の割合
・スパークルの平均輝度
・スパークルパターンの対称性。これは、光学的対称性を示す石にとって重要である
・一つのスパークルの照射角度と、対称的に配置されたスパークルの角度の間の関係。例えば、矢印パターンの幹部または先端に対応する、8つのスパークル
・石のコントラスの度合い。これには、隣接するスパークルが同時に照射されるか、別の時間で照射されるかが考慮される。
・石または光源が移動した際に、全体的なスパークルパターンがどの程度迅速に変化するか
・石の全体的なきらめき、または例えば、所与のきらめき度を示すスパークルの割合。
【０１１０】
（ビデオの形成）
ある代替例では、前述のように、単に石を機器内に配置し、光の選定の際に、回転の動きを設定し、ビデオのフレームに対応する一連の画像を採取することにより、リアルタイムでビデオアが形成される。
【０１１１】
あるいは、ビデオは、収集されたデータ、すなわちA、B、およびS画像シーケンスを用いて形成されても良い。適当な開始点は、回転中心および極角用に収集された画像であるが、これは、必ずしも必要ではない。
【０１１２】
ある実施例では、ストーリボードが定められる。これは、必要なビデオのフレーム毎の一般的な記載である。例えば、各フレームの極角、ズームレベル（またはフレーム内画像の所望のサイズ）、ならびに指向性（S画像）、バックグラウンド（B画像）、および必要な場合、刻印を明示するための軸照射（A0画像）の間の照明のバランスである。コントラストまたは輝度調節のような、他の効果が特定されても良い。画像が、元来解析用に収集された場合、これらの画像は、不鮮明である傾向があり、このため、コントラストの強調、および強調表示の追加が行われても良い。チルト、音楽ストック映像など、他の素材を導入しても良い。
【０１１３】
一度ストーリボードが定められると、これは、多くの画像組に適用され、同じ仕様で異なる石のビデオが形成されることが理解される。また、ストーリボードを変更し、保管されたデータから、新しい仕様で、新たなビデオを再形成することも可能である。
【０１１４】
ビデオには、しばしば、自然な方法で照明のバリエーションを導入するため、石を回転させる必要があるが、同様の方法で、石を静止した状態で、照明が移動するビデオを形成することは、十分に可能である。
【０１１５】
ビデオは、一連のフレームを製造し、その後、これらを相互に並べることにより形成される。また、これは、しばしば、ビデオコードによって大きく圧縮される。
【０１１６】
ビデオ用の個々のフレームを形成するため、ストーリボードから仕様が提供される。これは、各フレームの極角を定める。フレームが収集シーケンスに正確に整合しない場合、この極角は、収集シーケンスにおけるものと対応しない。例えば、必要な極角が0.9゜である場合を考える。示されたデータ組は、0゜で収集されたフレームS0および1.8゜で収集されたフレームS1を有する。従って、中間フレームが必要となる。これは、内挿処理によって取得され得る。2つのフレームS0およびS1は、必要な角度0.9゜まで回転される。これらは、いずれも正確な位置でのダイヤモンドを示すが、いずれも、これらが0.9゜の位置にあることを正確に示してはいない。しかしながら、2つのフレーム間の直線内挿により、中間フレームの極めて良好な予測が得られる。この場合、直線内挿は、各位置での画素強度のそのような単純な平均となる。B画像の状況も同様である。B0は、0゜で収集され、B1は、45゜で収集される。この場合、B1ではなくB0画像を使用して、0.9゜までの回転後、内挿が行われる。同様のことは、A画像においても適用することができる。ただし、これらは通常内挿されない。
【０１１７】
いったん3つの内挿画像が生成されると、これらは、単純な計算および他の調節により混合され、最終フレームが形成される。
【０１１８】
ビデオフレームは、多くの別個の素子を組み合わせることにより構成されるが、得られる画像は、原石を、ストーリボードに示された照明条件下で視認した際に、原石がどのように見えるかを正確に表すことが理解される。従って、ビデオフレーム、さらには完全なビデオは、現実的で合理的であり、あるいは、例えば、ビデオフレームを形成するため、同じ特性を有するダイヤモンドのレイトラックシミュレーションの実施によって得られるようなものよりは、少なくとも現実的で合理的である。そのようなシミュレーションでは、研磨品質および石内の光散乱性のような因子の効果が見逃される。
【０１１９】
ビデオは、いかなる目的に使用されても良い。ある代替例では、ビデオは、ダイヤモンドを購入する顧客に提供されても良い。例えば、顧客は、本願で示されたものと同様の照明配置を有する機器で表示される原石を、宝石店で既に視認しても良い。従って、ビデオは、思い出、記念、形見等として機能し、購入価値の向上に利用されても良い。
【０１２０】
（実施例）
図1による実験機器を構成した。ベース101は、アルミニウム合金板で構成され、サポート部材102および他の部品は、アルミニウム合金の押出材、ブラケット等で構成される。
【０１２１】
リニアスライド103は、20mmの移動距離を有し、ステッパモータにより給電されるリニアアクチュエータ、およびIBM社パーソナルコンピュータ（PC）からのRS232インターフェースを介して制御されるマイクロステップドライバモジュールにより駆動される。
【０１２２】
回転テーブルは、同様の制御手段を有する真空アシスト取り付けレベル化機器を有する。モータは、中空シャフトを有し、回転スイベルコネクタを介した、英国特許第0911989.2号に記載の真空ノズルへの真空パイプの輸送が容易となる。
【０１２３】
拡散器111は、透明な3mmの厚さのMacrolonポリカーボネートシートから製作され、約300mm四方の寸法を有する。3M社スプレーマウント接着剤を用いて、ドローイングフィルムの2枚のシートを板の下側に取り付けることにより、拡散効果が得られる。この複合板は、ドリル処理され、約5mmの直径の複数の孔が形成され、各穴は、その軸が回転テーブル104の中心に向かって誘導されるように傾斜している。回転テーブル104は、拡散器の120mm下方にある。5mmの直径の16の指向性白色LED109（Marl model 110147-01BC）が、20゜の視角で提供され、これは、図2に示す螺旋パターンにより配置され、拡散器板の孔内に直接取り付けられる。
【０１２４】
拡散器の上方約40mmの位置のアルミニウム合金板上の、直径110mmの円形パターンに、別の12のバックグラウンドLED110（Luxeon lumiled model LXHL-MWEC）が取り付けられる。
【０１２５】
ビームスプリッタ132およびLED源130は、機器の視角軸107の下方に光ビームが投射されるように提供される。
【０１２６】
指向性光源LED109および軸LED130は、Labjack社（Lakeview、コロラド州、米国）によるUSBインターフェースカードモデルU3-LVを介して、各個々の指向性LEDが0から20mAの間の電流で駆動されるようにする専用インターフェースおよびPCによって制御される。同様に、バックグラウンドLEDが制御され、これらは、0から350ｍAの間の制御電流により駆動されるように、直列に配線される。
【０１２７】
別の配置では、バックグラウンドLED110は、指向性光源LED109に使用されるものと同様の、表面マウントLEDであっても良く、これらは、全て一つの回路基盤上に取り付けられる。この代替実施例では、23の指向性LEDが提供され、別の実施例では、30の指向性光源LEDが使用される。
【０１２８】
ある実施例では、LEDは、機器の（垂直）軸と、ダイヤモンドの中心から光源（すなわち拡散器の位置）に向かって引かれた線との間の傾斜角が、各光源に対して均一に増加するように配置される。
【０１２９】
カメラ105は、AVT Marlinカラーカメラである。これは、「ファイヤーワイヤ」インターフェースを介して、コンピュータに画像情報を送信する。ある実施例では、カメラは、プログラム化され、800×800画素を有する画像を送信するが、別のフォーマットを使用しても良い。カメラは、所望の特性を有し、検出器素子の物理的な空間は、「正方形」画素を提供する直交する垂直方向および水平方向に対応する。これにより、後続の形状的変換が容易になる。ただし、非正方形画素を有する画像化手段を用いて、適当な関係が提供されても良いことが理解される。
【０１３０】
カメラは、ゲイン、露出時間のようなパラメータの制御が可能なPCにより制御される。信号が光レベルに正比例する画像を形成するカメラにより、定量的な測定が単純化されるように、注意が払われる。画像は、収集され、例えば、.bmpおよび.jpgフォーマットで、PC内のまたはネットワーク上のハードディスクに保管される。.jpgフォーマットでは、無視できる画質の劣化内で、貯蔵要求（しばしば100：1）の大きな抑制が提供される。画像は、PCのモニタ上、またはネットワーク上の他のものに表示される。
【０１３１】
カメラには、レンズ組立体が提供され、この組立体は、一組の二重レンズと、虹彩絞りとを有する環状機構を有し、約1／2の倍率が提供される。このレンズは、カメラのセンサに、対象の良好な画質を形成する。ある代替例では、虹彩は、8mmの直径に設定される。120mmの作動距離のため、これは、0.033の対象空間開口数を提供する。この所与の対象点からの光線は、これらが約2゜のハーフ角で円錐に投射された際に検出される。
【０１３２】
機器は、800×800画素画像のビニエット（vignetting）を有しない、約7.5mm×7.5mmのフィールドビューを提供し、これは、1カラットまでのダイヤモンドのラウンドブリリアントに対して、十分に大きい。より大きなフィールドビューも可能である。代替実施例では、より多くの画素を有するカメラが提供され、より大きなフィールドビューおよび／または高い解像度が提供される。
【０１３３】
軸光源の位置（テーブルファセットの照射に使用される）は、それがレンズの入射瞳に見えるように配置される。実際には、この整合は、計算ではなく経験的に行われ、回転テーブルの回転により、テーブルにわたるいかなる明らかな動きもない状態で、原石ダイヤモンドのテーブルファセットからの正反射が、均一に照射されるように見えるまで、カメラモジュールと拡散器／レンズ組立体の相対位置が調整される。機器は、迷走光源を排除するため、密閉される。
【０１３４】
別の実施例では、PCに、バーコードリーダまたはRFタグリーダが提供され、記録データを、データベース上の特定のダイヤモンドに関連付けることができるが、これらの詳細は、キーボードによって手動で入力しても良い。
【０１３５】
全ての指向性光源は、白色拡散器を照射した際に、それらが標準的な信号レベルを生成するように較正される（これには、通常の露出時間よりも長いことが要求される）。次に、露出時間が短くされ、ダイヤモンド画像において、いかなる画素も飽和せず、光レベルの正確な測定が行われる。代替実施例では、ビデオ形成用の、より明るくより実際的な画像を形成するため、露出時間が長くなる。
【０１３６】
本機器を使用することにより、以下の方法を用いて、「Forevermark」ロゴおよびシリアル番号が刻印された0.67カラットのラウンドブリリアントダイヤモンドの魅力が解析され、ビデオが提供される。
【０１３７】
全ての光源は、スイッチオンにされ、適当な暴露時間が選定される。これは、通常、較正プロセスの一つである。
【０１３８】
石の詳細が記録される。
【０１３９】
ダイヤモンドは、清浄化され、ホルダに配置される。英国特許第GB0911989.2号に記載の方法を用いて、ダイヤモンドがレベル化される。英国特許第GB0911989.2号に記載のようなゴニオメータを用いて微調整が行われ、テーブルは、軸LEDにより均一に照射される。最終チェックとして、手動により回転ステージが回転され、照射は、一定に維持される。
【０１４０】
リニアアクチュエータを用いて、手動で焦点が設定され、刻印の最大限魅力的なビューが取得される。全ての石に対して、焦点が定まる十分な焦点深さがある。あるいは、2つの焦点位置が定められ、概して、一つはマーク用であり、一つは石用である。
【０１４１】
ダイヤモンドの初期の極角は、刻印が正しく配向されるように設定される。このビューは、測定の起点を定めるとともに、ビデオにおいて刻印を明示する際に使用される画像に対応する。刻印、特にシリアル番号の画像は、ビデオの重要な部分であるため、この初期のビューが正確に配列され、ビデオ生成の際、後続の回転による画像のいかなる劣化の導入も回避されることは有意である。
【０１４２】
代替実施例では、任意の初期位置は、不特定であり、または前述の方法を自動で実施することにより見出される。
【０１４３】
前述の方法を用いて、3つのシーケンスの画像が取得される。第1のシーケンスでは、軸LEDのみが照射され、テーブルファセットの鮮明な画像が提供される（ほぼ八角形）。極角の0、45、90、135、180、225、270、および315゜の角度増分に対応する、8つの軸（A）画像が記録され、JPG画像として保管される。これらは、画像A0乃至A7に符号付けされる。
【０１４４】
第2のシーケンスでは、バックグラウンド照射のみが提供され、第1のシーケンスに使用されるものと同じ角度で、8つのバックグラウンド（B）画像が提供される。これらは、B0乃至B7に符号付けされる。これらの2つのシーケンスは、ステージの1回転の間に記録され、照明が変更される。
【０１４５】
第3のシーケンスでは、全ての指向性光源LED（軸LEDを除く）が照射され、全部で201のスパークル観測画像が収集される。これは、1.8゜の増分に対応する。これらは、S0乃至S200にラベル化される。
【０１４６】
また、多くの組の画像（6030）が収集される。スパークル観測画像シーケンスに使用される各角度位置において、30の指向性光源LEDの各々に対して、リサーチ（R）画像が記録される。これらは、R0-1…R0-30乃至R200-1…R200-30までラベル化される。前述のように、所与のS画像は、基本的に、対応する30R画像の組み合わせである。
【０１４７】
画像の処理は、前述の通りである。定性的な観測が行われる。例えば、画像A0が観測される。刻印の（客観的に）鮮明な画像が観察され、魅力が見出される（多くの観者によって主観的に）。
【０１４８】
画像B0が観察される。この画像は、ダイヤモンドの光分布およびダイヤモンド内のパターンの一般的な配置を示し、このパターンは、魅力的に見える。画像B1乃至B7の別の評価では、B0（僅かの回転以外）と比較して、拡散照明における僅かの不均一性によって生じるマイナー変化を含む同一のパターンが示される。バックグラウンド画像は、多くの領域に分離され、前述のように、スパークルと称される（前述のように、スパークルは、ダイヤモンドの接続領域として定められ、この領域の全ての部分は、外部照射刺激に対して、同様の態様で挙動する）。
【０１４９】
画像S1−S200の評価では、全般に、各画像はかなり暗く示されるものの、一旦回転が可能になると、いくつかの明るいパッチが含まれ、これは、B画像におけるある個々のスパークルに対応する。S画像は、通常、約10、20、または30の別個の領域を有するため、個々のスパークルは、より容易に同定され、その後、B領域にマップ化され、石のスパークルのマップが形成されることは明らかである。
【０１５０】
R画像の評価は、S画像と同様の結果を示すが、通常、画像当たり、1または2以上のスパークルが観測される。ある場合には、スパークルは全く観測されない。これらの画像から、S画像の場合と同じ情報が取得されるが、関係するスパークルに対する特定の光源の追加の割り当てを有する。
【０１５１】
前述のような、画像の定量的な解析が行われる。
【０１５２】
また、画像からビデオが形成されても良い。ビデオは、20秒の期間を有し、30／秒のフレームレートで形成され、全部で600フレームが必要となる。石は、1回転し、刻印マークは、A0フレームが消失するまでの最後の5秒で明確となる。倍率は、シーケンスとともに連続的に増大し、刻印にズームする印象が生じる。
【０１５３】
いったんフレームが形成されると、標準的なコーデックを用いて、フォーマットの範囲でビデオが生成され、公開のため、コンピュータおよび携帯装置の範囲で支払い可能となる。
【０１５４】
いくつかの閃光は、暗い状態から光（すなわち白）さらに暗い状態への変化が基本であるが、青から赤またはその逆のような、可視スペクトルを通じた変化が生じても良く、スペクトルの青色および黄色−赤色端での色が、最も明確である。これは、ダイヤモンドテーブルにおいて、きらめきとして知られている現象である。
【０１５５】
これに限られるものではないが、以下のような、他の多くの魅力的な効果が生じ得ることが認められる：
光の全体の強度を抑制し、各閃光において観測される「きらめき」量を増大するための、レンズ口径の減少（例えばｆ／8またはf／11）
刻印が現れた際に、ターンテーブルをゆっくり回転し、または停止させ、レンズの入射瞳にわたって光源が走査された際に、コントラスト効果の範囲を形成すること。
【０１５６】
適当な速度でLEDのオンオフを切り替えることにより、または異なる色を表示するLEDを使用することにより、閃光効果に外的動的効果を導入することも可能である。しかしながら、これらの効果は、恣意的で不自然であると解され得るため、含むとしても、極めて慎重に使用される。
【０１５７】
前述の実施例からの変更も、本発明の範囲に含まれることは明らかである。例えば、上部にダイヤモンドが配置される回転テーブルを参照して、システムについて説明した。ダイヤモンド自身が回転される場合の方が、より美的魅力のある結果になる傾向にあるものの、ダイヤモンドを物理的に回転する代わりに、照射構造および／またはカメラが、ダイヤモンドに対して回転されても良いことは明らかである。さらに別の代替例として、指向性LEDは、順番に活性化され、回転照射構造の効果が得られても良い。
【０１５８】
また、バックグラウンドLEDおよび拡散器の代わりに、追加の指向性LEDを使用することが可能であることは明らかである。ただし、これは、閃光とバックグラウンド照射の間のバランスに影響し、美的魅力が低下する可能性がある。
【０１５９】
指向性光源は、拡散器111における孔または透明開口112の後方に配置された、指向性光源LED109として記載されている。しかしながら、指向性光を提供する、いかなる適当な配置を使用しても良いことは明らかである。ある実施例では、指向性光は、平行化レンズの後方に配置されたLED（または他の適当な光源）によって提供されても良い。これらのレンズは、好ましくは、拡散器の上部表面に組み込まれ、または取り付けられる。レンズは、ダイヤモンドの中心を照射する光線が、垂直入射時にレンズの湾曲表面と合致するように配置されることが好ましい。
【０１６０】
また、機器は、ベースおよび略垂直なサポート部材を有するように示されている。しかしながら、実際に、ダイヤモンドと照射構造とカメラとの間で必要な回転が得られる限り、またカメラがダイヤモンド上に焦点化される限り、他の配置が利用可能であることは明らかである。実際、素子（視認スクリーンを含む）は、単一の自立式機器に組み込まれても良い。そのような機器は、大きな開口を有し、この開口を介して、ダイヤモンドが直接観測され、これにより、ダイヤモンドは、「実物」およびスクリーン上で、同時に視認される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原石の画像を取得し、前記画像の定量的な解析を行い、前記原石の特性の尺度（measure）を得るシステムであって、
前記原石を観測位置に支持するサポート構造と、
前記原石を照射するように配置された照射システムであって、前記照射構造は、前記観測位置に向かうように配向された、複数の指向性光源を有し、前記サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを、相互に対して回転可能であり、前記原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の指向性光源によって照射され、前記指向性光源は、前記回転軸に対してある傾斜角および極角の範囲で配置される、照射システムと、
前記回転位置の各々での前記原石の画像を取得するため、前記原石に向かって配向された画像化装置であって、前記回転軸に平行なまたは前記回転軸に一致する画像化軸を有する画像化装置と、
個々の光源からの前記原石による反射に対応する前記画像において、スパークル領域を同定し、前記スパークル領域の特性に基づいて、前記原石の定量的尺度を提供する画像プロセッサと、
を有するシステム。
【請求項２】
前記複数の光源は、前記回転軸に対する一連の個別の傾斜角、および前記回転軸の周囲に選定された極角で配置され、前記画像化システムは、回転対称性を有しないことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
各光源は、連続的な傾斜角で、一定量だけ極角が前進することを特徴とする請求項2に記載のシステム。
【請求項４】
前記一定量は、約137.5゜であることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
【請求項５】
前記回転軸は、前記原石の選定されたファセットに対して垂直であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項６】
前記スパークル領域は、個々の光源からの前記原石の個々のファセットによる反射に対応することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項７】
前記画像の解析は、前記原石の前記尺度を定める際に、前記スパークル領域の数、寸法、輝度、形状、分布、コントラスト、対称性、および／または前記スパークル領域の回転位置によるバリエーションを用いることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項８】
前記照射構造は、拡散光源を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項９】
前記照射構造は、前記画像化軸に沿って、前記原石に向かって指向性光を誘導するように配置された軸光源を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１０】
前記指向性光源、軸光源、および／または拡散光源の1または2以上によって、前記原石が照射された際に、回転位置の範囲において、複数の画像が取得されるように構成されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１１】
異なる回転位置において前記軸光源のみによって照射された、前記原石の第1のシーケンスの画像、ならびに／または異なる回転位置において前記拡散光源のみによって照射された、前記原石の第2のシーケンスの画像、ならびに／または異なる回転位置において前記指向性光源の各々および／もしくは全てによって照射された、前記原石の第3のシーケンスの画像を取得するように構成されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１２】
前記第1のシーケンスの画像は、4枚から20枚までの多数の画像を含み、特に8枚が好ましいことを特徴とする請求項11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第3のシーケンスの画像は、全ての前記指向性光源によって同時に照射された前記原石の画像を100枚から500枚、好ましくは201枚有し、および／または
各々が前記指向性光源の場合、前記光源のみによって照射された前記原石の画像を100枚から500枚、好ましくは201枚有することを特徴とする請求項11または12に記載のシステム。
【請求項１４】
前記画像プロセッサは、前記取得画像のいくつかから、前記選定されたファセットを同定し、前記回転の中心を同定し回転し、全ての画像を共通の中心に登録するように構成されることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１５】
前記画像プロセッサは、前記第1のシーケンスにおける前記画像から、前記選定されたファセット、および前記回転中心を同定するように構成されることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記画像プロセッサは、前記第3のシーケンスの各画像が個別の領域に分割されるように構成され、
領域は、該領域から前記画像化装置に光が反射された際、スパークル領域としてラベル化されることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１７】
前記画像プロセッサは、さらに、ある画像にスパークル領域が同定された際に、他の全ての画像において、順次スパークル領域の検索がなされるように構成されることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
【請求項１８】
各スパークル領域の、1または2以上の以下の特徴の測定結果を記録し、前記石の定量的解析に，前記測定結果を使用するように構成されることを特徴とする請求項16または17に記載のシステム：
前記スパークル領域のサイズ；
前記スパークル領域の形状の少なくとも一つの特性；
前記石の中心に対する前記スパークル領域の配向；
前記スパークル領域を画像に出現させる前記指向性光源の前記極角および／または傾斜角の範囲；
前記スパークル領域に存在する色の範囲；
前記スパークル領域における最も明るいRGB照射値；
前記スパークル領域にわたる照射の均一性；
前記スパークル領域が一般的テンプレートと整合する範囲。
【請求項１９】
1または2以上の以下の特徴の測定結果を記録し、前記測定結果を前記石の定量的解析に利用するように構成されることを特徴とする請求項16、17、または18のいずれか一つに記載のシステム：
閾値サイズを超えるスパークル領域の全数；
前記スパークル領域の平均サイズ；
前記スパークル領域のサイズの分散（variance）；
スパークル領域を有する石の割合；
前記スパークル領域の平均輝度；
全ての前記スパークル領域で構成されるパターンの対称性；
スパークル領域の照射傾斜角と、対応する対称に配置されたスパークル領域の間の関係、
前記石のコントラストの度合い；
前記石の照射の変化による、スパークル領域のパターン変化の速度；および
閾値を超える色の範囲を示すスパークル領域の割合。
【請求項２０】
前記軸光源によって照射された前記原石の1または2以上の画像から、前記原石の選択されたファセット上のマークの画像を取得するように構成されることを特徴とする請求項1乃至19のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２１】
さらに、前記原石の前記画像のいくつかを組み合わせて、前記原石の閃輝光（play of light）を示すビデオを形成するように構成されることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２２】
原石の閃輝光を示すビデオを形成するシステムであって、
観測位置に前記原石を支持するサポート構造と、
前記原石を照射するように配置された照射システムであって、前記照射構造は、前記観測位置に向かって配向された複数の指向性光源を有し、前記サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを相互に対して回転可能であり、前記原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の前記指向性光源によって照射され、前記指向性光源は、前記回転軸に対して、ある傾斜角および極角の範囲で配置される、照射システムと、
前記回転位置の各々において、前記原石の画像を取得するため、前記原石に向かって配向された画像化装置であって、前記回転軸に平行なまたは前記回転軸と一致する画像化軸を有する画像化装置と、
前記画像のいくつかまたは全てを選定し、前記画像を組み合わせてビデオにする画像プロセッサと、
を有するシステム。
【請求項２３】
前記画像プロセッサは、個々の光源からの前記原石による反射に対応する、適正に定められたスパークル領域を有するビデオ画像を選定するように構成されることを特徴とする請求項22に記載のシステム。
【請求項２４】
さらに、ニア（near）−軸光源の空間的に分配された配列を有し、該配列は、画像化軸に沿って、またはほぼ画像化軸に沿って、光を配向するように構成され、前記画像化軸に対して垂直な、前記石の前記選定されたファセットの位置合わせが支援されることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２５】
前記ニア−光軸光源の配列は、独立にまたは同時に動作可能であり、
1または2以上のニア−光軸光源から前記画像化装置に入る正反射が同定され、
前記画像化軸の垂線からの前記選定されたファセットの傾斜は、前記光源の画像化軸からの角度オフセットから定められ、これにより前記正反射が検出されることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
【請求項２６】
前記画像化装置において、前記光源からの正反射が収集されるまで、順次、前記配列における各光源を作動するように構成されることを特徴とする請求項25に記載のシステム。
【請求項２７】
前記配列における隣接する光源の間の角度間隔は、前記画像化装置の開口によって定められる角度間隔と同等かより小さいことを特徴とする請求項24乃至26のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２８】
原石のファセット上のマークを視認するための機器であって、
前記原石のファセットに向かって光を誘導するための、独立して作動可能な指向性光源の配列と、
画像化軸に沿って前記原石を視認するための視認手段と、
前記光源の作動を制御する制御手段であって、最初、全ての前記光源を同時に活性化し、その後、前記光源を連続的に活性化する制御手段と、
全ての前記光源が同時に活性化されている場合、前記光源の少なくとも一つにより放射された光の、前記ファセットからの正反射が前記視認手段で観測されるまで、前記原石の位置を調節する調節手段と、
を有する機器。
【請求項２９】
前記制御手段は、さらに、前記視認手段において、前記ファセットから、前記光源の一つによって放射された光の正反射が観測された際、前記光源の連続的な活性化を停止するように構成され、これにより、マークが観測されることを特徴とする請求項28に記載の機器。
【請求項３０】
どの光源が前記視認手段に正反射された光を提供したかに関する知見により、ダイヤモンドの位置の調整が可能となり、これにより、前記配列の中心光源によって放射された光が、前記視認手段に正反射されることを特徴とする請求項28または29に記載の機器。
【請求項３１】
前記視認手段は、前記ファセットの画像を取得する画像化装置、および前記画像を表示するスクリーンを含むことを特徴とする請求項29または30に記載の機器。
【請求項３２】
さらに、前記画像化軸上に配置されたビームスプリッタを有し、
前記光源の配列は、前記ファセットに向かう前記視認手段の前記画像化軸にほぼ沿った反射のため、前記ビームスプリッタに向かって光を放射するように配置されることを特徴とする請求項29、30、または31に記載の機器。
【請求項３３】
さらに、前記原石を前記視認手段に対する配置位置に維持する、サポート手段と、
光源の配列と、
を有し、
どの光源によって、前記視認手段に正反射された光が入るのかが同定されることを特徴とする請求項29乃至32のいずれか一つに記載の機器。
【請求項３４】
さらに、前記ファセットの画像を解析し、前記視認手段で正反射が観察されたときを自動的に同定するように構成されたプロセッサを有することを特徴とする請求項29乃至33のいずれか一つに記載の機器。
【請求項３５】
前記配列における隣接する光源同士の間の前記角度間隔は、視認手段の開口によって定められる角度間隔よりも小さく、またはこれと同等であることを特徴とする請求項29乃至34のいずれか一つに記載の機器。
【請求項３６】
原石の定量的尺度を得るための方法であって、
前記原石の選択されたファセットに対して実質的に垂直な回転軸に対して各種傾斜角および極角で配置された、複数の指向性光源で前記原石に照射するステップと、
複数の回転位置で、回転軸の周りに、前記原石および複数の指向性光源を相互に対して回転させるステップと、
視認軸に沿って、各回転位置で前記原石の画像を得るステップと、
1または2以上の前記画像において、スパークル領域を同定するステップであって、前記スパークル領域は、個々の光源からの前記原石のファセットによる反射に対応するステップと、
前記スパークル領域の測定可能な特性に基づいて、前記原石の定量的尺度を計算するステップと、
を有する方法。
【請求項３７】
前記複数の光源は、前記回転軸に対する一連の個別の傾斜角、および前記回転軸の周囲に選定された極角で配置され、前記画像化システムは、回転対称性を有しないことを特徴とする請求項36に記載の方法。
【請求項３８】
前記定量的尺度は、前記スパークル領域の数、寸法、輝度、形状、分布、コントラスト、対称性、および／または前記スパークル領域の回転位置による変化を用いて計算されることを特徴とする請求項36または37に記載の方法。
【請求項３９】
さらに、前記画像化軸に沿って、前記原石に向かって指向性光を誘導するように構成された、拡散および／または軸光源を前記画像に照射するステップを有し、さらに
前記指向性光源、軸光源、および／または拡散光源の1または2以上によって、前記原石が照射された際に、回転位置の範囲で、画像を取得するステップを有することを特徴とする請求項36、37または38に記載の方法。
【請求項４０】
さらに、前記指向性光源の1または2以上によって、前記原石が照射された際、得られた画像を個別の領域にセグメント化するステップと、
光が前記領域から画像化装置に反射された際に、領域をスパークル領域としてラベル化するステップと、
を有することを特徴とする請求項36乃至39のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４１】
さらに、ある画像にスパークル領域が見出された際、他の全ての画像において、スパークル領域を検索するステップを有することを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項４２】
さらに、各スパークル領域の以下の特徴の1以上を使用するステップ、および
前記石の定量的尺度を定める際に、前記測定結果を使用するステップ
有することを特徴とする請求項40または41に記載の方法：
前記スパークル領域のサイズ；
前記スパークル領域の形状の少なくとも一つの特性；
前記石の中心に対する前記スパークル領域の配向；
画像に前記スパークル領域を出現させる、前記指向性光源の極角および／または傾斜角の範囲；
前記スパークル領域に存在する色の範囲；
前記スパークル領域における最も明るいRGB照射値；
前記スパークル領域にわたる照射の均一性；
前記スパークル領域が一般的点プレートと整合する範囲。
【請求項４３】
さらに、以下の特徴の1以上を測定し、前記石の定量的尺度を定める際に前記測定結果を使用するステップを有することを特徴とする請求項40、41または42に記載の方法：
閾値サイズを超えるスパークル領域の全数；
前記スパークル領域の平均サイズ；
前記スパークル領域のサイズの分散（variance）；
スパークル領域を有する前記石の割合；
前記スパークル領域の平均輝度；
全てのスパークル領域で構成されるパターンの対称性；
スパークル領域の照射傾斜角と、対応する対称に配置されたスパークル領域の間の関係；
前記石のコントラストの度合い；
前記石の照射の変化による、スパークル領域のパターンの変化の速度；および
閾値を超える色の範囲を示すスパークル領域の割合。
【請求項４４】
さらに、前記軸光源によって照射された前記原石の1または2以上の画像から、前記原石の選択されたファセット上のマークの画像を取得するステップを有することを特徴とする請求項36乃至42のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４５】
さらに、前記原石の前記画像のいくつかを組み合わせて、前記原石の閃輝光を示すビデオを形成するステップを有することを特徴とする請求項36乃至44のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４６】
さらに、ニア（near）−軸光源の空間分布配列により、画像化軸に沿って、または画像化軸にほぼ沿って誘導される光で、前記原石を照射するステップと、
前記照射を用いて、前記石の選択されたファセットを、画像化軸に対して垂直に整列させるステップと、
を有することを特徴とする請求項36乃至45のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４７】
さらに、
前記配列の全ての光源を用いて、前記ファセットに同時に照射するステップと、
前記画像化装置により、前記光源の少なくとも一つによって放射される光の、前記選定されたファセットからの正反射の画像が取得されるまで、前記原石の位置を調節するステップと、
前記画像化装置により、現在活性化されている光源によって放射される光の前記ファセットからの正反射の画像が取得されるまで、前記配列において、各光源を用いて、順次、前記選定されたファセットに照射するステップと、
前記正反射の画像を形成するため、前記光源の前記画像化軸からの角度オフセットを同定するステップと、
前記角度オフセットから、前記画像化軸に対する垂線からの、選定されたファセットの傾斜を計算するステップと、
前記傾斜を正すため、前記原石の位置をさらに調節するステップと、
を有することを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項４８】
原石のファセット上のマークを視認する方法であって、
画像化軸に沿って前記ファセットを視認するステップと、
全ての指向性光源の空間分布配列を用いて、前記ファセットに同時に照射するステップと、
前記ファセットから、前記光源の少なくとも一つにより放射される光の正反射が画像化軸上に観測されない場合、画像化軸上にそのような正反射が観測されるまで、前記原石の位置を調節するステップと、
前記ファセットからの、現在活性化されている光源によって放射される光の正反射が、前記画像化軸上に観測されるようになるまで、前記光源の各々を用いて、順次、前記ファセットに照射するステップと、
前記現在の活性化光源によって照射された前記マークを視認するステップと、
を有する方法。
【請求項４９】
さらに、前記原石の位置は、前記配列の中心光源が、前記画像化軸に沿って正反射するように調整され、さらなる調整の量は、前記正反射が最初に同定された前記光源の中心光源からの距離によって定められることを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項５０】
前記画像化軸上には、カメラが配置され、前記ファセットの画像が取得され、前記画像は、スクリーンに表示されることを特徴とする請求項48または49に記載の方法。
【請求項１】
原石の画像を取得し、前記画像の定量的な解析を行い、前記原石の特性の尺度（measure）を得るシステムであって、
前記原石を観測位置に支持するサポート構造と、
前記原石を照射するように配置された照射システムであって、前記照射構造は、前記観測位置に向かうように配向された、複数の指向性光源を有し、前記サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを、相互に対して回転可能であり、前記原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の指向性光源によって照射され、前記指向性光源は、前記回転軸に対してある傾斜角および極角の範囲で配置される、照射システムと、
前記回転位置の各々での前記原石の画像を取得するため、前記原石に向かって配向された画像化装置であって、前記回転軸に平行なまたは前記回転軸に一致する画像化軸を有する画像化装置と、
個々の光源からの前記原石による反射に対応する前記画像において、スパークル領域を同定し、前記スパークル領域の特性に基づいて、前記原石の定量的尺度を提供する画像プロセッサと、
を有するシステム。
【請求項２】
前記複数の光源は、前記回転軸に対する一連の個別の傾斜角、および前記回転軸の周囲に選定された極角で配置され、前記画像化システムは、回転対称性を有しないことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
各光源は、連続的な傾斜角で、一定量だけ極角が前進することを特徴とする請求項2に記載のシステム。
【請求項４】
前記一定量は、約137.5゜であることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
【請求項５】
前記回転軸は、前記原石の選定されたファセットに対して垂直であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項６】
前記スパークル領域は、個々の光源からの前記原石の個々のファセットによる反射に対応することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項７】
前記画像の解析は、前記原石の前記尺度を定める際に、前記スパークル領域の数、寸法、輝度、形状、分布、コントラスト、対称性、および／または前記スパークル領域の回転位置によるバリエーションを用いることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項８】
前記照射構造は、拡散光源を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項９】
前記照射構造は、前記画像化軸に沿って、前記原石に向かって指向性光を誘導するように配置された軸光源を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１０】
前記指向性光源、軸光源、および／または拡散光源の1または2以上によって、前記原石が照射された際に、回転位置の範囲において、複数の画像が取得されるように構成されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１１】
異なる回転位置において前記軸光源のみによって照射された、前記原石の第1のシーケンスの画像、ならびに／または異なる回転位置において前記拡散光源のみによって照射された、前記原石の第2のシーケンスの画像、ならびに／または異なる回転位置において前記指向性光源の各々および／もしくは全てによって照射された、前記原石の第3のシーケンスの画像を取得するように構成されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１２】
前記第1のシーケンスの画像は、4枚から20枚までの多数の画像を含み、特に8枚が好ましいことを特徴とする請求項11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第3のシーケンスの画像は、全ての前記指向性光源によって同時に照射された前記原石の画像を100枚から500枚、好ましくは201枚有し、および／または
各々が前記指向性光源の場合、前記光源のみによって照射された前記原石の画像を100枚から500枚、好ましくは201枚有することを特徴とする請求項11または12に記載のシステム。
【請求項１４】
前記画像プロセッサは、前記取得画像のいくつかから、前記選定されたファセットを同定し、前記回転の中心を同定し回転し、全ての画像を共通の中心に登録するように構成されることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１５】
前記画像プロセッサは、前記第1のシーケンスにおける前記画像から、前記選定されたファセット、および前記回転中心を同定するように構成されることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記画像プロセッサは、前記第3のシーケンスの各画像が個別の領域に分割されるように構成され、
領域は、該領域から前記画像化装置に光が反射された際、スパークル領域としてラベル化されることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１７】
前記画像プロセッサは、さらに、ある画像にスパークル領域が同定された際に、他の全ての画像において、順次スパークル領域の検索がなされるように構成されることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
【請求項１８】
各スパークル領域の、1または2以上の以下の特徴の測定結果を記録し、前記石の定量的解析に，前記測定結果を使用するように構成されることを特徴とする請求項16または17に記載のシステム：
前記スパークル領域のサイズ；
前記スパークル領域の形状の少なくとも一つの特性；
前記石の中心に対する前記スパークル領域の配向；
前記スパークル領域を画像に出現させる前記指向性光源の前記極角および／または傾斜角の範囲；
前記スパークル領域に存在する色の範囲；
前記スパークル領域における最も明るいRGB照射値；
前記スパークル領域にわたる照射の均一性；
前記スパークル領域が一般的テンプレートと整合する範囲。
【請求項１９】
1または2以上の以下の特徴の測定結果を記録し、前記測定結果を前記石の定量的解析に利用するように構成されることを特徴とする請求項16、17、または18のいずれか一つに記載のシステム：
閾値サイズを超えるスパークル領域の全数；
前記スパークル領域の平均サイズ；
前記スパークル領域のサイズの分散（variance）；
スパークル領域を有する石の割合；
前記スパークル領域の平均輝度；
全ての前記スパークル領域で構成されるパターンの対称性；
スパークル領域の照射傾斜角と、対応する対称に配置されたスパークル領域の間の関係、
前記石のコントラストの度合い；
前記石の照射の変化による、スパークル領域のパターン変化の速度；および
閾値を超える色の範囲を示すスパークル領域の割合。
【請求項２０】
前記軸光源によって照射された前記原石の1または2以上の画像から、前記原石の選択されたファセット上のマークの画像を取得するように構成されることを特徴とする請求項1乃至19のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２１】
さらに、前記原石の前記画像のいくつかを組み合わせて、前記原石の閃輝光（play of light）を示すビデオを形成するように構成されることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２２】
原石の閃輝光を示すビデオを形成するシステムであって、
観測位置に前記原石を支持するサポート構造と、
前記原石を照射するように配置された照射システムであって、前記照射構造は、前記観測位置に向かって配向された複数の指向性光源を有し、前記サポート構造および照射システムは、回転軸の周りを相互に対して回転可能であり、前記原石は、複数の回転位置の各々において、1または2以上の前記指向性光源によって照射され、前記指向性光源は、前記回転軸に対して、ある傾斜角および極角の範囲で配置される、照射システムと、
前記回転位置の各々において、前記原石の画像を取得するため、前記原石に向かって配向された画像化装置であって、前記回転軸に平行なまたは前記回転軸と一致する画像化軸を有する画像化装置と、
前記画像のいくつかまたは全てを選定し、前記画像を組み合わせてビデオにする画像プロセッサと、
を有するシステム。
【請求項２３】
前記画像プロセッサは、個々の光源からの前記原石による反射に対応する、適正に定められたスパークル領域を有するビデオ画像を選定するように構成されることを特徴とする請求項22に記載のシステム。
【請求項２４】
さらに、ニア（near）−軸光源の空間的に分配された配列を有し、該配列は、画像化軸に沿って、またはほぼ画像化軸に沿って、光を配向するように構成され、前記画像化軸に対して垂直な、前記石の前記選定されたファセットの位置合わせが支援されることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２５】
前記ニア−光軸光源の配列は、独立にまたは同時に動作可能であり、
1または2以上のニア−光軸光源から前記画像化装置に入る正反射が同定され、
前記画像化軸の垂線からの前記選定されたファセットの傾斜は、前記光源の画像化軸からの角度オフセットから定められ、これにより前記正反射が検出されることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
【請求項２６】
前記画像化装置において、前記光源からの正反射が収集されるまで、順次、前記配列における各光源を作動するように構成されることを特徴とする請求項25に記載のシステム。
【請求項２７】
前記配列における隣接する光源の間の角度間隔は、前記画像化装置の開口によって定められる角度間隔と同等かより小さいことを特徴とする請求項24乃至26のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２８】
原石のファセット上のマークを視認するための機器であって、
前記原石のファセットに向かって光を誘導するための、独立して作動可能な指向性光源の配列と、
画像化軸に沿って前記原石を視認するための視認手段と、
前記光源の作動を制御する制御手段であって、最初、全ての前記光源を同時に活性化し、その後、前記光源を連続的に活性化する制御手段と、
全ての前記光源が同時に活性化されている場合、前記光源の少なくとも一つにより放射された光の、前記ファセットからの正反射が前記視認手段で観測されるまで、前記原石の位置を調節する調節手段と、
を有する機器。
【請求項２９】
前記制御手段は、さらに、前記視認手段において、前記ファセットから、前記光源の一つによって放射された光の正反射が観測された際、前記光源の連続的な活性化を停止するように構成され、これにより、マークが観測されることを特徴とする請求項28に記載の機器。
【請求項３０】
どの光源が前記視認手段に正反射された光を提供したかに関する知見により、ダイヤモンドの位置の調整が可能となり、これにより、前記配列の中心光源によって放射された光が、前記視認手段に正反射されることを特徴とする請求項28または29に記載の機器。
【請求項３１】
前記視認手段は、前記ファセットの画像を取得する画像化装置、および前記画像を表示するスクリーンを含むことを特徴とする請求項29または30に記載の機器。
【請求項３２】
さらに、前記画像化軸上に配置されたビームスプリッタを有し、
前記光源の配列は、前記ファセットに向かう前記視認手段の前記画像化軸にほぼ沿った反射のため、前記ビームスプリッタに向かって光を放射するように配置されることを特徴とする請求項29、30、または31に記載の機器。
【請求項３３】
さらに、前記原石を前記視認手段に対する配置位置に維持する、サポート手段と、
光源の配列と、
を有し、
どの光源によって、前記視認手段に正反射された光が入るのかが同定されることを特徴とする請求項29乃至32のいずれか一つに記載の機器。
【請求項３４】
さらに、前記ファセットの画像を解析し、前記視認手段で正反射が観察されたときを自動的に同定するように構成されたプロセッサを有することを特徴とする請求項29乃至33のいずれか一つに記載の機器。
【請求項３５】
前記配列における隣接する光源同士の間の前記角度間隔は、視認手段の開口によって定められる角度間隔よりも小さく、またはこれと同等であることを特徴とする請求項29乃至34のいずれか一つに記載の機器。
【請求項３６】
原石の定量的尺度を得るための方法であって、
前記原石の選択されたファセットに対して実質的に垂直な回転軸に対して各種傾斜角および極角で配置された、複数の指向性光源で前記原石に照射するステップと、
複数の回転位置で、回転軸の周りに、前記原石および複数の指向性光源を相互に対して回転させるステップと、
視認軸に沿って、各回転位置で前記原石の画像を得るステップと、
1または2以上の前記画像において、スパークル領域を同定するステップであって、前記スパークル領域は、個々の光源からの前記原石のファセットによる反射に対応するステップと、
前記スパークル領域の測定可能な特性に基づいて、前記原石の定量的尺度を計算するステップと、
を有する方法。
【請求項３７】
前記複数の光源は、前記回転軸に対する一連の個別の傾斜角、および前記回転軸の周囲に選定された極角で配置され、前記画像化システムは、回転対称性を有しないことを特徴とする請求項36に記載の方法。
【請求項３８】
前記定量的尺度は、前記スパークル領域の数、寸法、輝度、形状、分布、コントラスト、対称性、および／または前記スパークル領域の回転位置による変化を用いて計算されることを特徴とする請求項36または37に記載の方法。
【請求項３９】
さらに、前記画像化軸に沿って、前記原石に向かって指向性光を誘導するように構成された、拡散および／または軸光源を前記画像に照射するステップを有し、さらに
前記指向性光源、軸光源、および／または拡散光源の1または2以上によって、前記原石が照射された際に、回転位置の範囲で、画像を取得するステップを有することを特徴とする請求項36、37または38に記載の方法。
【請求項４０】
さらに、前記指向性光源の1または2以上によって、前記原石が照射された際、得られた画像を個別の領域にセグメント化するステップと、
光が前記領域から画像化装置に反射された際に、領域をスパークル領域としてラベル化するステップと、
を有することを特徴とする請求項36乃至39のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４１】
さらに、ある画像にスパークル領域が見出された際、他の全ての画像において、スパークル領域を検索するステップを有することを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項４２】
さらに、各スパークル領域の以下の特徴の1以上を使用するステップ、および
前記石の定量的尺度を定める際に、前記測定結果を使用するステップ
有することを特徴とする請求項40または41に記載の方法：
前記スパークル領域のサイズ；
前記スパークル領域の形状の少なくとも一つの特性；
前記石の中心に対する前記スパークル領域の配向；
画像に前記スパークル領域を出現させる、前記指向性光源の極角および／または傾斜角の範囲；
前記スパークル領域に存在する色の範囲；
前記スパークル領域における最も明るいRGB照射値；
前記スパークル領域にわたる照射の均一性；
前記スパークル領域が一般的点プレートと整合する範囲。
【請求項４３】
さらに、以下の特徴の1以上を測定し、前記石の定量的尺度を定める際に前記測定結果を使用するステップを有することを特徴とする請求項40、41または42に記載の方法：
閾値サイズを超えるスパークル領域の全数；
前記スパークル領域の平均サイズ；
前記スパークル領域のサイズの分散（variance）；
スパークル領域を有する前記石の割合；
前記スパークル領域の平均輝度；
全てのスパークル領域で構成されるパターンの対称性；
スパークル領域の照射傾斜角と、対応する対称に配置されたスパークル領域の間の関係；
前記石のコントラストの度合い；
前記石の照射の変化による、スパークル領域のパターンの変化の速度；および
閾値を超える色の範囲を示すスパークル領域の割合。
【請求項４４】
さらに、前記軸光源によって照射された前記原石の1または2以上の画像から、前記原石の選択されたファセット上のマークの画像を取得するステップを有することを特徴とする請求項36乃至42のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４５】
さらに、前記原石の前記画像のいくつかを組み合わせて、前記原石の閃輝光を示すビデオを形成するステップを有することを特徴とする請求項36乃至44のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４６】
さらに、ニア（near）−軸光源の空間分布配列により、画像化軸に沿って、または画像化軸にほぼ沿って誘導される光で、前記原石を照射するステップと、
前記照射を用いて、前記石の選択されたファセットを、画像化軸に対して垂直に整列させるステップと、
を有することを特徴とする請求項36乃至45のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４７】
さらに、
前記配列の全ての光源を用いて、前記ファセットに同時に照射するステップと、
前記画像化装置により、前記光源の少なくとも一つによって放射される光の、前記選定されたファセットからの正反射の画像が取得されるまで、前記原石の位置を調節するステップと、
前記画像化装置により、現在活性化されている光源によって放射される光の前記ファセットからの正反射の画像が取得されるまで、前記配列において、各光源を用いて、順次、前記選定されたファセットに照射するステップと、
前記正反射の画像を形成するため、前記光源の前記画像化軸からの角度オフセットを同定するステップと、
前記角度オフセットから、前記画像化軸に対する垂線からの、選定されたファセットの傾斜を計算するステップと、
前記傾斜を正すため、前記原石の位置をさらに調節するステップと、
を有することを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項４８】
原石のファセット上のマークを視認する方法であって、
画像化軸に沿って前記ファセットを視認するステップと、
全ての指向性光源の空間分布配列を用いて、前記ファセットに同時に照射するステップと、
前記ファセットから、前記光源の少なくとも一つにより放射される光の正反射が画像化軸上に観測されない場合、画像化軸上にそのような正反射が観測されるまで、前記原石の位置を調節するステップと、
前記ファセットからの、現在活性化されている光源によって放射される光の正反射が、前記画像化軸上に観測されるようになるまで、前記光源の各々を用いて、順次、前記ファセットに照射するステップと、
前記現在の活性化光源によって照射された前記マークを視認するステップと、
を有する方法。
【請求項４９】
さらに、前記原石の位置は、前記配列の中心光源が、前記画像化軸に沿って正反射するように調整され、さらなる調整の量は、前記正反射が最初に同定された前記光源の中心光源からの距離によって定められることを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項５０】
前記画像化軸上には、カメラが配置され、前記ファセットの画像が取得され、前記画像は、スクリーンに表示されることを特徴とする請求項48または49に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１３−５１８２７４（Ｐ２０１３−５１８２７４Ａ）
【公表日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５０５１５（Ｐ２０１２−５５０５１５）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１１／０５０１２２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９２４９３
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（５１２１１６３４３）デ ビアーズ センテナリー アーゲー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１１／０５０１２２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９２４９３
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（５１２１１６３４３）デ ビアーズ センテナリー アーゲー (2)
【Ｆターム（参考）】
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