[发明专利]用于宝石的评定、估价、分级的改进装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于宝石(包括无机宝石和有机宝石)及矿石(例如猫眼石、珍珠、钻石以及矿物标本)评定、估价和分级的装置和方法。特别地，本发明涉及一种用于这些宝石和矿石的、包括硬件和软件的数字分析器。

尽管下文对本发明的背景技术和优选实施方式是参考猫眼石及其他有色宝石的评定、估价和分级来进行介绍的，但是显然对于所属领域的技术人员来说所描述的本发明不限于此，而是涵盖所有宝石和矿石的更宽泛的范围。为了便于理解，说明书中，术语″宝石″将用来表示落入本发明保护范围内的所有宝石和矿石。

本发明还涉及用于评定、估价和分级某些同时具有多面和/或凸圆形面的宝石(例如猫眼石、钻石、蓝宝石、红宝石、翡翠、绿柱石和翠绿宝石)的装置和方法。方便起见，在说明书中这类宝石将被称作″有色宝石″。

背景技术

当前的猫眼石评定和估价是非常主观的，因为其是基于人的综合观测因素而得出的，例如为猫眼石移动时的色彩闪烁、整体色调、颜色、亮度和形状打分。澳大利亚贡献了全世界95％的猫眼石，这个事实既是个福音也是个困扰。海外买家往往没有受过评定猫眼石价值的训练(导致难以在买方和卖方之间进行谈判)，他们也不能用足够简洁、客观的术语来给卖方描述所需要的特殊类型的猫眼石，来让其提供的合适的猫眼石。

目前的猫眼石评定和估价的本质给猫眼石矿主和买家之间的谈判带来困难并使交易被严重扭曲。

在给猫眼石的价值评定等级时存在许多关键特性，例如：

·闪烁的颜色(色彩)和面积

·亮度

·主体色调

·样式

·形状

·其他特征

对于猫眼石整体宝石价值的相对重要性来说，颜色结合主体色调占40％比重，随后是亮度和样式，大约各占30％，其余特征比重不大。对于通过人来观察进行客观评价，颜色似乎是最困难的，然后是亮度，亮度更易于人工评定和量化，样式也类似，有28种主要类型。颜色对于人为观察者来说难以评定主要是由于以下原因：

(1)各种颜色随观察角度不同(即俯仰、滚转和横摆)而变化。所有方向都要结合在颜色判断中去考虑，由于人的感知和主观记忆的局限性以及视觉的变化性导致这很困难。

(2)离开现场就难以根据标准色卡来精确确定明暗，因为观察条件非常易变。使这个问题更为复杂的是，猫眼石及其他宝石的合成或人工复制品技术越来越高，在某些情况下(例如，钻石)，非常难于检测是天然宝石还是合成的。检验宝石的真实性是另外一个问题，其可以通过采用客观的自动化分析方法来解决。

美国专利US6239867(下文被称作该专利)公开了一种方法，提供了为钻石评定等级的客观的自动分析方法和图像获取装置。尽管该专利还声称可以使用该方法和装置来给猫眼石及其他宝石评定等级，但是该方法实际上不适于用在猫眼石和其他宝石上，甚至是钻石。该专利公开的方法和图像获取装置不允许宝石在图像获取期间进行俯仰、滚转和横移运动，以显示该宝石的″变彩效应″，而宝石平台也是不可倾斜的。该专利也没有公开在给宝石各特性评定等级前，对宝石的全部小面分别进行颜色、亮度、主体色调及其他特征的评定，而其中许多对于猫眼石尤为重要。相反，该专利公开了一种给钻石一小块区域取样的方法，通过将一架相机按照可控弧度移动并将总照明数据平均到该区域来进行该钻石的颜色评定。这样有限的取样不适合于猫眼石，因为取样不会显示猫眼石所有部分的″变彩效应″、主体色调和亮度。特别地，该专利声称宝石色泽分析是通过获得腰棱和顶面翻光面所定出的图像像素区的彩色图像的平均红色、绿色和蓝色值来进行的，并且对小区域的颜色取样可以获得可估测的精确的颜色读数。这种工艺不适合于猫眼石评定，因为猫眼石的全部外观都需要颜色评定。

此外，该专利公开的图像获取装置滤掉了在宝石和照相机之间的光线，并认为这对于颜色的分析是至关重要的。该装置还或者在宝石与其所放置的玻璃板之间使用高粘性浸油，或者浸没宝石，以去除反光并帮助光线透射过宝石，从而用来检测裂纹或杂色。该专利公开的图像获取装置和方法的这些特征并不适用于猫眼石，也很难适合于其他的宝石。宝石的亮丽颜色完全依赖于其与光线的作用。宝石评定所取决的因素包括颜色、色型变化、透明度、光泽和亮度、色散和“火花”。

有色宝石被划分成根据其原子结构、表达该原子结构的几何形状、和该结构与物理性能之间的关系来确定的晶系。

各晶系具有确定的光性特征。可以是：-

·单折射-(各向同性)其中折射光线以恒定新速率在单个新方向上行进