專利名稱:鉆石刻磨圖案設(shè)計及其觀察方法
發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種裝飾鉆石的刻磨圖案設(shè)計，尤其涉及一種鉆石的新式刻磨圖案設(shè)計，使觀看鉆石的人感覺它更美麗。
現(xiàn)有技術(shù)為了通過刻磨來提供用于裝飾品中的閃耀鉆石，目前已經(jīng)獲得了利用圓形多面型切割的具有58個面的為了裝飾用的鉆石以及使用該鉆石的珍寶。
在評估鉆石中所用的四個標準(一般通稱為4C)是以下幾項克拉(重量單位)；顏色；刻磨(比例、對稱性和拋光)；以及透明度(內(nèi)含物的性質(zhì)和數(shù)量)。
注意到重量是以克拉表示的，被稱過重量的鉆石傳統(tǒng)上是以大小來評估的。顏色取決于未加工的寶石礦石；無色和透明的礦石是稀有的且價值很高。美國的寶石協(xié)會(GIA)給無色和透明的鉆石分配了D、E和F等級，并且黃色的(即使是輕微的)鉆石則為等級K甚至更低?？棠D案設(shè)計給寶石帶來了光彩和閃爍。相對透明度是由未加工的寶石礦石的固有雜質(zhì)和/或瑕疵造成的。
由于顏色和透明度是寶石礦石所固有的，因此唯一容許技巧的因素就是決定光彩和閃爍的刻磨圖案設(shè)計。因而，關(guān)于尋求能夠提高這些屬性的刻磨圖案設(shè)計的研究還在繼續(xù)。
數(shù)學(xué)家Tolkowsky提出了GIA系統(tǒng)現(xiàn)在公知的刻磨圖案設(shè)計以增加鉆石的光彩。根據(jù)GIA系統(tǒng)的理想的磨痕是具有40.75度的下斜部角、34.50度的冠部角和相應(yīng)于環(huán)帶直徑的53％的臺面直徑。雖然應(yīng)該根據(jù)磨痕對美觀程度的影響來對其進行評估，但在從未加工鉆石礦石的出產(chǎn)來確定裝飾鉆石的刻磨圖案設(shè)計這方面具有更大的重要性。
通過發(fā)明者為了增加鉆石的光彩而對裝飾鉆石的刻磨圖案設(shè)計的研究，發(fā)明者提出了一種刻磨圖案設(shè)計，當從鉆石的臺面上觀察圓形多面型切割(brilliantcut，鉆石切割)鉆石時，它允許對通過冠面進入鉆石并從冠面?zhèn)鞒龅墓狻⑼ㄟ^臺面進入鉆石并從冠面?zhèn)鞒龅墓庖约巴ㄟ^冠面進入鉆石并從臺面?zhèn)鞒龅墓膺M行同時觀察。為了實現(xiàn)該特征，在該刻磨圖案設(shè)計中，下斜部角(以下由p表示)的范圍從45度到37.5度，而冠部角(以下由c表示)的度數(shù)在滿足于下面公式的范圍內(nèi)-3.5×p+163.6≥c≥-3.8333×p+174.232該刻磨圖案設(shè)計已經(jīng)作為美國專利申請S.N.09/879,750(2001年6月12日申請)申請為專利。下斜部角(p)和冠部角(c)的中心值分別為38.5度和27.92度。
鉆石的光彩是觀察者對于從外部進入鉆石后在鉆石里反射的光的感覺的結(jié)果。鉆石的光彩程度是由鉆石反射的光的數(shù)量決定的。光的數(shù)量通常被評估作為反射光的物理量。
但是，人對光彩的感覺的結(jié)果并不僅僅取決于反射光的物理量。為了讓鉆石使觀察者感覺它美麗，在心理物理學(xué)的意義上，鉆石必須反射大量的可感覺到的光。
當觀察裝飾鉆石時，會感覺到通過鉆石的臺面或冠面所傳出的光。如果通過鉆石的臺面或冠面所傳出的光的數(shù)量很大，則鉆石被評估為閃耀的。
另一方面，由于加工方面的原因，以圓形多面型切割方式所切割的鉆石在冠部與下斜部之間的邊界外圍上具有稱作環(huán)帶的柱面或多邊棱面。通常，將環(huán)帶的高度(以下由h表示)最小化。目前還沒有關(guān)于環(huán)帶高度與反射光數(shù)量之間的關(guān)系的研究。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種裝飾鉆石，當從臺面或冠面上觀察它時能夠感覺到非常耀眼，且它具有能展現(xiàn)大量反射光線圖案的刻磨圖案設(shè)計。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有已增加的可感覺的視覺反射光線的裝飾鉆石的刻磨圖案設(shè)計。
本發(fā)明還有一目的就是提供一種對多面型切割成上述樣式的鉆石進行合適觀察的方法。
本發(fā)明已經(jīng)基于由本發(fā)明的發(fā)明者在上述專利申請中作為專利所提交的刻磨圖案設(shè)計而使有關(guān)增加可感覺的視覺反射光線的研究結(jié)果得以實現(xiàn)。
也就是說，根據(jù)本發(fā)明的裝飾鉆石具有這樣一種刻磨圖案設(shè)計當從鉆石的右上部的位置處即朝著臺面的方向觀察時，鉆石會展現(xiàn)出它最美麗的方面。為了在研究中評估從鉆石反射的反射光線以獲得這種設(shè)計，“可感覺的視覺反射光線”的概念被介紹成觀察鉆石的人所感覺到的光線，并且利用這個概念來評估刻磨圖案設(shè)計。進一步，當朝著臺面的方向觀察以評估鉆石時，就通過利用除了被觀察鉆石的人所阻擋的入射光線以外的、入射光線相對應(yīng)的反射光線來評價出反射光線(特指“有效的、可感覺的視覺反射光線”)。本發(fā)明提供了一種刻磨圖案設(shè)計以及適于這種實際觀察的觀察方法。該評估完全不同于傳統(tǒng)所用的評估方法，其中鉆石被作為簡單的反射物，而從鉆石傳出的光線被評估為光學(xué)物理的反射光線。
根據(jù)本發(fā)明，提供大量可感覺的視覺反射光線的裝飾鉆石的圓形多面型切割圖案設(shè)計包括具有由上外圍環(huán)繞的上水平截面以及平行于上水平截面且由下外圍環(huán)繞的的下水平截面的、為圓形或多邊形的環(huán)帶；位于環(huán)帶的上水平截面之上的向上形成的多邊截棱錐形的冠部，該冠部具有一個位于所述多邊截棱錐形的頂部的規(guī)則八邊形臺面、8個斜面、8個星面和16上環(huán)面；和位于環(huán)帶的下水平截面之下的向下形成的多邊截棱錐形的下斜部，該下斜部具有8個斜主面和16個下環(huán)面，其中中心軸為從下斜部多棱錐形的中線頂點貫穿到臺面中心的直線；第一平面是每個從中心軸貫穿到臺面的各8個頂點的面；而第二平面是每個從中心軸貫穿并將兩個相鄰的第一平面之間的角度分成兩個相等的角度的面，其中各個斜面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫?，對頂之一是臺面的一個頂點，而另一個是環(huán)帶的上外圍與經(jīng)過臺面頂點的第一平面的交點，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第二平面上并與相鄰的斜面的頂點一致；每個星面都是三角形，其底部與臺面的一個邊相一致，且頂點與兩個相鄰斜面的相應(yīng)頂點相一致，這兩個斜面每一個都具有經(jīng)過該底部的兩端的邊；每個上環(huán)面都是三角形，其一個邊與斜面的一個邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的上外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的第二平面穿過環(huán)帶的上外圍處；各個斜主面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫?，對頂之一是第一和第二平面中的一個與環(huán)帶的下外圍的交點，而另一個在下斜部多棱錐形的中心頂點處，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的、第一和第二平面中的另一個上，每個斜主面都有一個邊與相鄰的斜主面的一邊相一致，且其兩個頂點與相鄰的斜主面的兩個頂點相一致；以及每個下環(huán)面都是三角形，其一邊與一個斜主面的邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的下外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的、第一和第二平面中的另一個穿過環(huán)帶的下外圍處，其中環(huán)帶的上、下水平截面之間的環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.026至0.3倍，環(huán)帶的斜主面與下水平截面之間的下斜部角(p)的范圍是37.5度到41度，且環(huán)帶的斜面與上水平截面之間的冠部角(c)在滿足于下面公式的范圍內(nèi)c＞-2.8667×p+134.233，和p＜1/4×{(sin-1(1/n)+sin-1(1/n·sinc))×180/π+180-2c}，其中n鉆石的折射率，π圓周率，p下斜部角的度數(shù)，和c冠部角的度數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的裝飾鉆石的環(huán)帶高度(h)最好為環(huán)帶半徑(環(huán)帶直徑的一半)的0.030至0.15倍。根據(jù)本發(fā)明的鉆石的臺面直徑理想地為環(huán)帶直徑的0.45至0.60倍。
根據(jù)本發(fā)明，裝飾鉆石的觀察方法包括下列步驟提供包括圓形或多邊形的環(huán)帶、冠部和下斜部的圓形多面型切割的裝飾鉆石，該環(huán)帶具有由上外圍環(huán)繞的上水平截面以及平行于上水平截面且由下外圍環(huán)繞的下水平截面，該冠部是在環(huán)帶的上水平截面之上向上形成的多邊截棱錐形，并具有一個位于所述多邊截棱錐形的頂部的規(guī)則八邊形臺面、8個斜面、8個星面和16上環(huán)面，且該下斜部是在環(huán)帶的下水平截面之下向下形成的多邊截棱錐形，并具有8個斜主面和16個下環(huán)面，其中中心軸為從下斜部多棱錐形的中線頂點貫穿到臺面中心的直線；第一平面是每個從中心軸貫穿到臺面的各8個頂點的面；而第二平面是每個從中心軸貫穿并將兩個相鄰的第一平面之間的角度分成兩個相等的角度的面，其中各個斜面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫?，對頂之一是臺面的一個頂點，而另一個是環(huán)帶的上外圍與經(jīng)過臺面頂點的第一平面的交點，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第二平面上并與相鄰的斜面的頂點一致；每個星面都是三角形，其底部與臺面的一個邊相一致，且頂點與兩個相鄰斜面的相應(yīng)頂點相一致，這兩個斜面每一個都具有經(jīng)過該底部的兩端的邊；每個上環(huán)面都是三角形，其一個邊與斜面的一個邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的上外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的第二平面穿過環(huán)帶的上外圍處；各個斜主面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫?，對頂之一是第一和第二平面中的一個與環(huán)帶的下外圍的交點，而另一個在下斜部多棱錐形的中心頂點處，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的、第一和第二平面中的另一個上，每個斜主面都有一個邊與相鄰的斜主面的一邊相一致，且其兩個頂點與相鄰的斜主面的兩個頂點相一致；以及每個下環(huán)面都是三角形，其一邊與一個斜主面的邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的下外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的、第一和第二平面中的另一個穿過環(huán)帶的下外圍處，其中環(huán)帶的上、下水平截面之間的環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.026至0.3倍，環(huán)帶的斜主面與下水平截面之間的下斜部角(p)的范圍是37.5度到41度，且環(huán)帶的斜面與上水平截面之間的冠部角(c)在滿足下面公式的范圍內(nèi)c＞-2.8667×p+134.233，和p＜1/4×{(sin-1(1/n)+sin-1(1/n·sine))×180/π+180-2c}，其中n鉆石的折射率，π圓周率，p下斜部角的度數(shù)，和c冠部角的度數(shù)。
以及在鉆石的臺面上方觀察通過臺面和冠面進入鉆石的、并以與位于臺面中心的垂直線之間的角度小于20度的視線從臺面和冠面?zhèn)鞒龅墓?，冠面包括斜面、星面和冠環(huán)面。
在本發(fā)明的觀察方法中，最好從臺面上方觀察通過臺面和冠面(相對于位于臺面中心的垂直線成10度至50度的角度)進入鉆石的、并從臺面和冠面?zhèn)鞒龅墓狻?br>在該觀察方法中，光，更優(yōu)選地以與鉆石臺面中心的垂直線成20度至45度的角度進入鉆石。
在本發(fā)明的觀察方法中，優(yōu)選地，鉆石的環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.030至0.15倍。而且，理想地，鉆石的臺面直徑為環(huán)帶直徑的0.45至0.60倍。
本發(fā)明的裝飾鉆石的刻磨圖案設(shè)計適用于圓形多面型切割，它通常包括基本為圓形或多邊形的環(huán)帶，環(huán)帶具有由上外圍環(huán)繞的上水平截面，以及由下外圍環(huán)繞的、平行于上水平截面的下水平截面；在環(huán)帶的上水平截面之上的、向上形成的、幾乎為多邊截棱錐的冠部，該冠部具有位于多邊截棱錐頂部的規(guī)則八邊形臺面、8個斜面、8個星面和16個上環(huán)面；以及在環(huán)帶的下水平截面之下的、向下形成的、幾乎為多棱錐的下斜部，該下斜部具有8個斜主面和16個下環(huán)面。
在該圓形多面型切割中，規(guī)定中心軸為從下斜部多棱錐的中線頂點貫穿到臺面中心的直線；第一平面是從中心軸貫穿到臺面的8個頂點中的每一個頂點的面；而第二平面是從中心軸貫穿并將兩個相鄰的第一平面之間的夾角分成兩個相等的角度的面。利用該定義，在圓形多面型切割的冠部上的各個面可以表示如下各個斜面是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫婊蝻L箏形面，對頂之一是臺面的一個頂點而另一個是環(huán)帶的上外圍與經(jīng)過臺面頂點的第一平面的交點。該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第二平面上并與相鄰的斜面的頂點一致。每個星面都是三角形，其底部與臺面的一邊相一致，且其頂點與兩個相鄰斜面的相應(yīng)頂點相一致，而這兩個斜面每一個都具有經(jīng)過該底部兩端的邊。每個上環(huán)面都是三角形，其一邊與斜面的一個邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的上外圍，且其頂點位于經(jīng)過該邊另一端的第二平面穿過環(huán)帶的上外圍處。
普通的圓形多面型切割的下斜部的各個面可以表示如下各個斜主面是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫婊蝻L箏形面，對頂之一是第一平面與環(huán)帶下外圍的交點而另一個在下斜部多棱錐的中心頂點處。該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第二平面上。每個斜主面都有一個邊與相鄰斜主面的一邊相一致，且都有兩個頂點與相鄰的斜主面的兩個頂點相一致。每個下環(huán)面都是三角形，其一邊與一個斜主面的邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的下外圍，且其頂點位于經(jīng)過該邊另一端的第二平面穿過環(huán)帶的下外圍處。
本發(fā)明可以適用于改進的圓形多面型切割，其中，將普通的圓形多面型切割的冠部和下斜部之一繞中心軸旋轉(zhuǎn)22.5度。當改進的圓形多面型切割中的冠部固定在普通的圓形多面型切割中時，改進的圓形多面型切割的下斜部上的各面可以表示如下各個斜主面是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫婊蝻L箏形面，對頂之一是第二平面與環(huán)帶下外圍的交點而另一個在下斜部多棱錐的中心頂點處。該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第一平面上。每個斜主面都有一個邊與相鄰斜主面的一邊相一致，且都有兩個頂點與相鄰的斜主面的兩個頂點相一致。每個下環(huán)面都是三角形，其一邊與一個斜主面的邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的下外圍，且其頂點位于經(jīng)過該邊另一端的第一平面穿過環(huán)帶的下外圍處。



圖1A、1B和1C分別是具有根據(jù)本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的裝飾鉆石的頂視圖、側(cè)視圖和底視圖；圖2是圖1中的裝飾鉆石沿zx平面的截面圖；圖3是顯示從每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石中傳出的物理反射光線的總量相對于視線角度的圖表；圖4是顯示從每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的多個面上傳出的物理反射光線量相對于視線角度的圖表；圖5是顯示從每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石中傳出的可感覺的視覺反射光線總量相對于視線角度的圖表；圖6是顯示從每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的多個面上傳出的物理反射光線量相對于視線角度的圖表；圖7是顯示從每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石中傳出的總的反射光線圖案數(shù)量相對于視線角度的圖表；圖8是顯示從每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的多個面上傳出的反射光線圖案數(shù)量相對于視線角度的圖表；
圖9是顯示從每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石中傳出的每一圖案的反射光線量相對于視線角度的圖表；圖10是顯示每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石在視線角度為0度時的圖案頻率相對于入射角(z軸)的直方圖；圖11是顯示每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石在視線角度為10度時的圖案頻率相對于入射角(z軸)的直方圖；圖12是顯示每一個本發(fā)明的鉆石和傳統(tǒng)鉆石在視線角度為20度時的圖案頻率相對于入射角(z軸)的直方圖；圖13是顯示每一個本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石在視線角度為27.92度時的圖案頻率相對于入射角(z軸)的直方圖；圖14是顯示在視線角度分別為0、10和20度時的可感覺的視覺反射光線量相對于環(huán)帶高度(h)的圖表；圖15A、15B、15C和15D每個都是顯示從裝飾鉆石中傳播出來的反射光線所沿的光路在z軸方向上的圖表，圖15A、15B和15C顯示了本發(fā)明的鉆石中的光路與冠部角的不同值之間的關(guān)系，圖15D顯示的是傳統(tǒng)鉆石的情況；圖16是顯示當分別以0、10和20度的視線角度觀察本發(fā)明的鉆石時，環(huán)帶入射光線的數(shù)量相對于環(huán)帶高度(h)的圖表；圖17是本發(fā)明的鉆石的環(huán)帶(外表面)的放大的側(cè)視圖；圖18是顯示當環(huán)帶高度(h)從0.026變化至0.15時，從本發(fā)明鉆石中傳出的可感覺的視覺反射光線量相對于下斜部角(p)的圖表；圖19是顯示從本發(fā)明的鉆石(下斜部角(p)38、38.5、39和39.5度)中傳出的可感覺的視覺反射光線總量相對于冠部角(c)的圖表；圖20是顯示從本發(fā)明的鉆石(下斜部角(p)38、38.5、39和39.5度)中傳出的反射光線圖案的總量相對于冠部角(c)的圖表；圖21是顯示從本發(fā)明的鉆石(下斜部角(p)37.5、38、38.5、39、39.5、40和41度)中傳出的、有效的可感覺的視覺反射光線量相對于冠部角(c)的圖表；圖22是顯示出提高了有效的可感覺的視覺反射光線量的下斜部角(p)和冠部角(c)的范圍區(qū)域；圖23是顯示當臺面直徑(Del)為0.45、0.5和0.55時，從本發(fā)明的鉆石中傳出的可感覺的視覺反射光線總量相對于冠部角(c)的圖表；圖24是顯示當臺面直徑(Del)為0.45、0.5或0.55時，從本發(fā)明的鉆石中傳出的反射光線圖案的總量相對于冠部角(c)的圖表；圖25是顯示當臺面直徑(Del)為0.45、0.5或0.55時，從本發(fā)明的鉆石中傳出的、有效的可感覺的視覺反射光線量相對于冠部角(c)的圖表；圖26A、26B和26C分別是具有根據(jù)本發(fā)明改進的圓形多面型切割的裝飾鉆石的頂視圖、側(cè)視圖和底視圖；圖27是顯示從改進的圓形多面型切割鉆石(下斜部角(p)37.5、38、39、40和41度)中傳出的、有效的可感覺的視覺反射光線量相對于冠部角(c)的圖表；圖28是顯示從臺面直徑(Del)為0.5和0.55的、改進的圓形多面型切割鉆石中傳出的有效可感覺的視覺反射光線量的最大值相對于下斜部角(p)的圖表；圖29是顯示使從臺面直徑(Del)為0.5和0.55的、改進的圓形多面型切割鉆石中傳出的有效可感覺的視覺反射光線量最大化的下斜部角(p)與冠部角(c)之間的關(guān)系的圖表；圖30是顯示改進的多面型切割鉆石(臺面直徑(Del)0.55、星面末端距離(fx)0.75、下環(huán)面頂點距離(Gd)0.2、環(huán)帶高度(h)0.05、下斜部角(p)40°、冠部角(c)23°)在視線角度為0度時的圖案頻率相對于入射角(z軸)的直方圖；圖31是顯示從臺面直徑(Del)為0.5和0.55的、本發(fā)明所改進的圓形多面型切割鉆石中傳出的反射光線圖案的總量相對于冠部角(c)的圖表；圖32是顯示從臺面直徑(Del)為0.5和0.55的、本發(fā)明所改進的圓形多面型切割鉆石中傳出的可感覺的視覺反射光線的總量相對于冠部角(c)的圖表；圖33是顯示從臺面直徑(Del)為0.5和0.55的、本發(fā)明所改進的圓形多面型切割鉆石中傳出的有效可感覺的視覺反射光線量相對于冠部角(c)的圖表；圖34是顯示當從臺面上觀察具有本發(fā)明刻磨圖案設(shè)計的鉆石時，看到的反射光線圖案的實例圖表；
圖35是顯示當從臺面上觀察具有本發(fā)明所改進的刻磨圖案設(shè)計的鉆石時，看到的反射光線圖案的實例圖表；圖36是顯示當從臺面上觀察具有傳統(tǒng)刻磨圖案設(shè)計的鉆石時，看到的反射光線圖案的實例圖表；優(yōu)選實施例圓形多面型切割鉆石的結(jié)構(gòu)圖1中顯示了根據(jù)本發(fā)明的、鉆石1的刻磨圖案設(shè)計的外觀，圖2中顯示了該鉆石的斷面。圖1A是頂視圖、圖1B是側(cè)視圖、圖1C是底視圖。這里，頂是規(guī)則的八邊形臺面11，環(huán)帶12是位于冠部上的圓或多邊形，該冠面具有基本為多邊形的截棱錐，截棱錐具有構(gòu)成棱錐的頂面的臺面。環(huán)帶12下面是從環(huán)帶朝下形成的基本為多棱錐的下斜部。在下斜部的中心頂點是公知底面13的一部分。在冠部的周圍，通常有8個斜面14、形成在臺面周圍與斜面之間的8個星面15、以及形成在環(huán)帶12與斜面14之間的16個上環(huán)面16。在下斜部的周圍，通常形成有8個主面17，且在環(huán)帶與主面之間形成有16個下環(huán)面18。環(huán)帶12的外表面或面垂直于臺面。
通過臺面中心和下斜部多棱錐的中心頂點的直線被稱作中心軸(在以下描述中還被稱做z軸)；每個包含中心軸和臺面的規(guī)則八邊形頂點的平面被稱作第一平面；包含中心軸并將相鄰的兩個第一平面之間形成的角度二等分的平面為第二平面。
為了便于解釋，如圖1和2中所示，在鉆石中提供了坐標軸(右手參照系)。z軸垂直于臺面并通過臺面中心，其正向與從臺面向上的方向相對應(yīng)，且原點O設(shè)置于環(huán)帶的中心。在圖2中，由于y軸從原點O向后延伸所以它未被顯示出來。
第一平面是zx平面以及zx平面繞z軸旋轉(zhuǎn)了45°后所得到的平面。在圖1中第一平面由21指示。第二平面是將第一平面繞z軸旋轉(zhuǎn)22.5度后所得到的平面。在圖1中第二平面由22指示。
參照圖1A，每個斜面14都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫婊蝻L箏形平面，對頂之一與規(guī)則八邊形臺面11的其中一個頂點(例如圖1A中所示的頂點A)相一致，而對頂?shù)牧硪粋€是包含頂點A的第一平面21(例如zx平面)與環(huán)帶的上外圍相交的交點B。該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第二平面22上，且一個頂點C或D與相鄰的斜面14的各個頂點是共同的。各個星面15是由規(guī)則的八邊形臺面11的一邊AA′和與兩個相鄰的斜面14的公共頂點C相一致的一個頂點限定的三角形AA’C，兩個斜面分別具有與該邊的相對末端A、A’相一致的頂點。各個上環(huán)面16是由一個斜面14的其中的一個邊(例如CB)(在其一端與環(huán)帶12的上外圍相交)和包含該邊的另一端C的第二平面22與環(huán)帶12的上外圍相交的點E所限定的面。
參照圖1C，每個斜主面17都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫婊蝻L箏形平面，對頂之一與一個第一平面21(例如zx平面)和環(huán)帶12的下外圍相交的點F相一致，而另一個與下斜部多棱錐的中心頂點G相一致。該矩形平面還有另外兩個對頂H、I，每一個都位于相鄰的第二平面22上，且一個邊GH或GI以及一個頂點H或I與相鄰的斜主面17的各個頂點是共同的。各個下環(huán)面18是由一個斜主面17的其中的一個邊(例如FH)(在該邊的一端F與環(huán)帶12的下外圍相交)和包含該邊的另一端H的第二平面22與環(huán)帶12的下外圍相交的點J所限定的面。這里所做的描述不涉及底面頂點13。
每個斜面14介于一對相鄰的第二平面22之間，且每個斜主面17也介于一對相鄰的第二平面22之間。上環(huán)面16的每個相鄰對的公共邊CE和下環(huán)面18的相應(yīng)相鄰對的公共邊HJ在一個第二平面22上。在第一平面21的相應(yīng)相鄰對之間，介入了一個星面15、兩個具有公共邊CE的上環(huán)面16、以及兩個具有公共邊HJ的下環(huán)面18。其間介入有環(huán)帶12的這兩個上環(huán)面16和這兩個下環(huán)面18處于幾乎彼此相對的位置。
每個第一平面21都將相應(yīng)的斜面14與相應(yīng)的斜主面17二等分。因此，其間介入有環(huán)帶12的每個斜面14和相應(yīng)的斜主面17幾乎彼此相對。
在下面的描述中，鉆石每一部分的尺寸都用與環(huán)帶直徑或半徑的比率的單位來表示。環(huán)帶高度(h)是z軸方向上的環(huán)帶尺寸，它表示為與環(huán)帶半徑的比率。
如圖2中的截面圖所示，同一構(gòu)成部分分別由圖1中所示的相同的附圖標記指示。這里，由冠部的斜面14與環(huán)帶的水平截面(XY平面)所形成的角度(也就是冠部角)用c表示，而由下斜部的主面17與環(huán)帶的水平截面(XY平面)所形成的角度(也就是下斜部角)用p表示。在下面的描述中，冠部上的斜面、星面及上環(huán)面可以總稱為冠面，且下斜部中的主面及下環(huán)面稱為下斜面。
在圖1中，示出了環(huán)帶高度(h)、臺面直徑(Del)、距星面末端的距離(fx)、以及距下斜部分的各個下環(huán)面頂點的距離(Gd)。如圖1A所示，臺面直徑(Del)是從z軸到臺面11的規(guī)則八邊形頂點的距離的兩倍。到星面末端的距離(fx)用來表示從包含鉆石中心軸(z軸)的yz平面到冠部上的星面、斜面及上環(huán)面的交叉點的距離。該距離(fx)是zx平面上的、從z軸到星面末端的投影距離。到下斜部中所提供的每個下環(huán)面頂點的距離(Gd)代表zx平面上的從z軸到各個下斜部下環(huán)面的底面頂點181的距離，其值等于距中心軸(z軸)的距離乘以COS22.5°所得到的數(shù)值。
為了確定鉆石的大小，可以利用除了臺面直徑或尺寸(與環(huán)帶直徑的比率)之外的冠部高度、下斜部深度及總深度。當給出臺面直徑、下斜部角(p)及冠部角(c)時，就可以確定這些因素。因此，在本說明中將不再提及它們。
光路的研究過程下面步驟來研究光路以用于本說明。
(1)假定鉆石是以各45度對稱地圍繞著z軸，而且對于平面(例如zx平面)來說每45度扇面也是對稱的。向內(nèi)和向外的光路的起點被認為在半個該扇面的區(qū)域里，即22.5度區(qū)域里。例如，為了尋找以一定角度進入某一點處的光的終點(散射點)及光路，就要跟蹤從該22.5度區(qū)域的陣點進來的入射角。從對稱性就可以容易地估算出整個光路。
(2)為了記錄光路，每條光線都由具有起點坐標(Xi，Yi，Zi)和方向單位向量(l，m，n)的向量來描述，且鉆石的每個面由平面上已知坐標點(a，b，c)的向量和它對平面的標準單位向量(u，v，w)來描述。以這種方法切削的鉆石在45度區(qū)域內(nèi)，具有包括臺面、斜面或斜面、兩個上環(huán)面、星面、斜主面和兩個下環(huán)面等的全部8個面，以及當每次旋轉(zhuǎn)45度時還會有超過7組的這些面。
(3)通過向量計算，可以確定光路、散射角、散射點、反射和折射(光線和平面相交形成的角)。
于是，反射、折射和散射等這些點用這些線和平面的交點來計算(通用聯(lián)立方程來求解)。
線的方程式(x-Xi)/l＝(y-Yi)/m＝(z-Zi)/n平面的方程式u(x-a)+v(y-b)+w(z-c)＝0通過對這些聯(lián)立方程求解來計算出交叉點，而且對每個平面的交叉點進行連續(xù)一致的計算以獲得滿足條件的正確解答。
利用折射率和合成向量(由入射光和平面方向向量所構(gòu)成)來計算入射和折射光路的方向變化(方向變化后的向量)。盡管合成向量的形式不同，但對反射的計算也依據(jù)同樣的方法。方向變化后的光線由以這些交叉點為起點的線來表示。
用面標準向量與光線方向向量的標量積來計算平面與光線所形成的角，而且當該角小于臨界角時，散射就會取代折射，而當它大于時就會發(fā)生反射。對于反射的各種情況，當方向變化后光線與平面之間的交點會被重新計算出來，并且利用同樣的計算方法。
(4)這些光路的計算既適用于凝視線(從觀察側(cè)到光源的跡線)又適用于光線(從光源到觀察點)。于是依據(jù)同樣的原理來計算從散射側(cè)到光源的光路跡線以及從光源側(cè)到散射點的光路跡線。
(5)入射的白光在鉆石中的多重反射下被分離成光譜，且當它進入角度小于臨界角的面時紅色成分就從面上顯現(xiàn)出來，而藍色成分留在鉆石中。為了得到藍色成分，通過上述方法來計算光路。
可感覺的視覺反射光線的介紹在以下所述的研究中，按照下面所述的來測量可感覺的視覺(反射)光線量。
作為涉及可感覺的視覺反射光線量的規(guī)律，F(xiàn)echner定律和Stevens定律(S.S.Stevens，“To Honor Fechner and Repeal His Law”，Science，Vol.133，80-86)是公知的。在Fechner定律中，可感覺的視覺光線量是物理光線量的對數(shù)。如果運用Stevens定律來測量從光源(假定為點光源)傳出的光，則可感覺的視覺光線量是物理光線量的平方根。盡管這些定律在數(shù)量上不同，但是從它們得出的結(jié)論的許多實例通常被認為是相同的和無誤差的。在以下所述的研究中，利用了一個評估鉆石的光彩程度的方法，它基于Stevens定律來獲得可感覺的視覺光線量，同時如果所獲得的光線是反射光線則利用所獲得的光線量作為可感覺的視覺反射光線量。
在以下所述的研究中，利用了這樣的步驟，其中可感覺的視覺反射光線量是物理反射光線量(對于鉆石的反射光線圖案其中的面積大于30網(wǎng)孔的圖案)的十分之一的值的平方根，并獲得對于全部圖案的、可感覺的視覺反射光線量的總和。
物理反射光線量是以這種方式獲得的，通過把鉆石半徑等分成100段來限定網(wǎng)孔，并得到對于每個網(wǎng)孔的光線密度。由于鉆石的半徑只有幾毫米，則網(wǎng)孔的面積就有幾百平方微米。通過考慮人眼的可視范圍，僅可以計算出對于30個或更多網(wǎng)眼的圖案的光線量。
當從朝著臺面的方向來觀察多面型切割鉆石時，每旋轉(zhuǎn)45度角它就展現(xiàn)出軸向?qū)ΨQ性，而且在每個45°范圍內(nèi)的22.5度旋轉(zhuǎn)角處它還展現(xiàn)出左右對稱性。因此，對每個片段(由包含中心軸(z軸)的22.5°階梯構(gòu)象體中的平面切分的)的光線量進行測量就足夠了。
也就是說，可感覺的視覺反射光線量是由以下等式計算出來的可感覺的視覺反射光線量＝∑{(對于每個片段中的30個或更多網(wǎng)眼的圖案的物理反射光線量/10}1/2，其中∑是一個片段中圖案的總和。
可感覺的視覺反射光線與物理反射光線之比較如圖2所示，通過沿著z軸朝著臺面的方向來觀察，可以檢測本發(fā)明圓形多面型切割鉆石和傳統(tǒng)圓形多面型切割鉆石的物理反射光線量、可感覺的視覺反射光線量、以及反射光線圖案的數(shù)目。通過將視線角傾斜0度到27.92度來進行觀察。在圖2中顯示了在zx平面中傾斜的視線角。通過在xy平面內(nèi)將視線繞z軸旋轉(zhuǎn)來進一步檢測反射光線量。但是，在本說明中省略了檢測的結(jié)果。下面描述鉆石樣品的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明鉆石中，下斜部角(p)是38.5度；冠部角(c)是27.92度；臺面直徑(Del)是0.55；星面末端距離(fx)是0.75；下環(huán)面的頂點距離(Gd)是0.2；以及環(huán)帶高度(h)是0.026。在傳統(tǒng)鉆石中，下斜部角(p)是40.75度；冠部角(c)是34.5度；臺面直徑(Del)是0.53；星面末端距離(fx)是0.7；下環(huán)面的頂點距離(Gd)是0.314；以及環(huán)帶高度(h)是0.02。圖3是顯示當視線角改變時從本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石傳出的物理反射光線總量的圖表。圖4是顯示當視線角改變時從本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的面?zhèn)鞒龅奈锢矸瓷涔饩€量的圖表。圖5是顯示當視線角改變時本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石傳出的可感覺的視覺反射光線總量的圖表。圖6是顯示當視線角改變時從本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的面上傳出的可感覺的視覺反射光線量的圖表。圖7是顯示當視線角改變時本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的反射光線圖案總數(shù)量的圖表。圖8是顯示當視線角改變時本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的反射光線圖案數(shù)量的圖表。圖9是顯示當視線角改變時本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的每個圖案的反射光線量的圖表。
如圖3中的圖表所示，當從臺面的右上方(當視線角為0時)處沿著z軸方向觀察鉆石時，從傳統(tǒng)圓形多面型切割鉆石傳出的物理反射光線總量略大于從本發(fā)明鉆石所傳出的。當圖2中所限定的視線角增加至大約25度時，如圖3中所示從本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石中傳出的物理反射光線量變得大約彼此相等。圖4的圖表顯示了從鉆石的環(huán)帶上的各面也就是臺面和冠面(斜面、上環(huán)面、星面)傳出的物理反射光線量。從傳統(tǒng)鉆石的斜面?zhèn)鞒龅奈锢矸瓷涔饩€量特別大。從本發(fā)明鉆石的斜面?zhèn)鞒龅奈锢矸瓷涔饩€量也很大，尤其是，從本發(fā)明鉆石的臺面?zhèn)鞒龅姆瓷涔饩€量大于從傳統(tǒng)鉆石的臺面所傳出的。
圖5和6顯示了當以同樣的方式觀察本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石時，從本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石傳出的可感覺的視覺反射光線的反射光線量之間的比較結(jié)果。圖5顯示了從面上傳出的可感覺的視覺反射光線總量。在視線角小于15度的觀察情況下，本發(fā)明的鉆石要比傳統(tǒng)鉆石明亮大約30％。當視線角在15到25度的范圍內(nèi)時，從本發(fā)明的鉆石和傳統(tǒng)鉆石中傳出的可感覺的視覺反射光線量就會彼此大約相等。從圖5和圖3的比較中可以明顯地看出，在物理反射光線量上，本發(fā)明鉆石要比傳統(tǒng)鉆石昏暗，但是在可感覺的視覺反射光線量上要比傳統(tǒng)鉆石明亮許多。這個比較結(jié)果顯示觀察者從本發(fā)明的鉆石看到的視覺光線量大于從傳統(tǒng)鉆石看到的，且本發(fā)明的鉆石可以使觀察者感覺到它比傳統(tǒng)鉆石更明亮。當視線角增加超過15度，從本發(fā)明的鉆石和傳統(tǒng)鉆石中傳出的可感覺的視覺反射光線量就會變得彼此大約相等。因此對于本發(fā)明的鉆石最好在臺面上沿著靠近z軸的方向觀察。如圖6所示，從斜面上傳出的可感覺的視覺反射光線量最大，從臺面上所傳出的為第二大，而從環(huán)面上所傳出的為第三。
圖7和8顯示了從本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石傳出的反射光線的反射圖案的數(shù)量之間的比較結(jié)果。圖7顯示了反射光線圖案的總數(shù)量，且圖8顯示了面上的反射光線圖案相對于視線角的數(shù)量。從圖7可以理解，本發(fā)明的鉆石的圖案數(shù)量比傳統(tǒng)鉆石的大60到70％。從圖8中可以明顯地看出斜面的圖案數(shù)量增加了。
圖9是繪制了每個反射光線圖案所獲得的反射光線量相對于視線角的圖表。在沿著靠近垂直于鉆石中心的臺面的線觀察的情況下(當視線角很小)，從本發(fā)明鉆石傳出的各個圖案的反射光線量小于傳統(tǒng)鉆石所傳出的。從該事實可以明顯地看出，當同時考慮圖7，本發(fā)明鉆石增加了更精細的圖案。但是，當視線角是15度或更大時，從本發(fā)明鉆石傳出的各個圖案的反射光線量實質(zhì)上與傳統(tǒng)鉆石所傳出的是相同的。
圖10、11、12和13是顯示當入射光線與z軸的入射角以10度逐步變化時所得到的圖案頻率相對于以視線角0、10、20和圖7所示的27.92度觀察鉆石時的直方圖，其中顯示了本發(fā)明鉆石和傳統(tǒng)鉆石的反射光線圖案的總數(shù)量。在這些直方圖中，10度范圍內(nèi)的角度以橫坐標指示，且橫坐標上指示的數(shù)值是該范圍內(nèi)的中值。例如，“5”表示從0到10度的范圍。在圖10中所示的以0度視線角觀察本發(fā)明的鉆石的結(jié)果中，合成圖案的最大部分與25(即在角度從20到30度的范圍內(nèi))指示的入射角入射鉆石的光線相對應(yīng)，且不存在圖案與以等于或大于50度的角度入射的光線相對應(yīng)。另一方面，在傳統(tǒng)鉆石的情況下，圖案在入射角從0到70的范圍上廣泛地分布。在圖11所示的視線角為10度的觀察結(jié)果中，本發(fā)明鉆石具有對于入射角從0到80度的分布的圖案。但是，絕大部分圖案是在入射光線的入射角從10到40度時形成的。在圖12所示的視線角為20度的觀察結(jié)果中，本發(fā)明鉆石的絕大部分圖案由入射角從10到50度的入射光線形成。在圖13所示的視線角為27.92度的觀察結(jié)果中，形成本發(fā)明的圖案的入射光線分布更廣泛，且該分布變得與傳統(tǒng)鉆石的情況相類似。
從上述本發(fā)明的鉆石與傳統(tǒng)鉆石的比較中，可以肯定地得出以下結(jié)論(a)在物理反射光線量上傳統(tǒng)鉆石在某些程度上勝過本發(fā)明鉆石，但本發(fā)明鉆石在可感覺的視覺反射光線量上優(yōu)于傳統(tǒng)鉆石。從斜面(斜面)傳出的可感覺的視覺反射光線量特別大。
(b)本發(fā)明鉆石比傳統(tǒng)鉆石具有更大量的反射光線圖案。并且，每個圖案的反射光線量小于傳統(tǒng)鉆石的。這意味著本發(fā)明鉆石具有更多數(shù)量的、更精細的圖案。
(c)當以20度的視線角觀察本發(fā)明的鉆石時，就會主要觀察到相對于z軸入射角為10到50度的入射光線形成的反射光線圖案。在視線角為10度的觀察情況下，反射光線圖案主要是由入射角為10到40度的入射光線形成的。由于相對于z軸以小角度入射的入射光線被鉆石前的觀察者所阻擋且沒有進入鉆石，所以通過相對于z軸的角度為20到45度入射的光線形成的反射光線量來評估鉆石，如下所述。
(d)當視線角為20度或更小，尤其是15度或更小時，上述特征是顯著的。也就是說，當從臺面的右上方處觀察的時候，可以認出這些特征。
環(huán)帶高度與可感覺的視覺反射光線的依賴關(guān)系環(huán)帶高度(h)與可感覺的視覺反射光線量之間的關(guān)系已經(jīng)檢測過了。通過相對于從0.025到0.3的不同的環(huán)帶高度(h)值而沿著臺面上的z軸方向觀察，從而測量出了從下斜部角(p)為38.5度和冠部角(c)為27.92度的多面型切割鉆石傳出的可感覺的視覺反射光線量。圖14的圖表顯示了該測量結(jié)果。在圖14中，橫坐標代表相對于環(huán)帶半徑的環(huán)帶高度(h)?？v坐標代表可感覺的視覺反射光線量。在圖14中，用實線繪出的曲線表示沿著z軸的觀察結(jié)果，用虛線繪出的曲線表示相對于z軸成10度的角度(以下特指“視線角”)觀察的結(jié)果，用點劃線繪出的曲線表示相對于z軸成20度的角度(20度的視線角)觀察的結(jié)果。在圖表的左下角標著“傳統(tǒng)的0°”、“傳統(tǒng)的10°”、“傳統(tǒng)的20°”的點分別表示當沿著z軸觀察鉆石時，當相對于z軸成10度的角度觀察鉆石時，當相對于z軸成20度的角度觀察鉆石時從傳統(tǒng)多面型切割鉆石(下斜部角(p)為40.75度、冠部角(c)為34.5度、及環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.02)傳出的可感覺的視覺反射光線量。
從圖14可以明顯地看出，從具有根據(jù)本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的鉆石傳出的可感覺的視覺反射光線量比從具有傳統(tǒng)刻磨圖案設(shè)計的鉆石所傳出的要大很多。而且，在具有本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的鉆石中，如果環(huán)帶高度(h)增加則可感覺的視覺反射光線量增加。當視線角為0度時展現(xiàn)出的可感覺的視覺反射光線量最大。可感覺的視覺反射光線量隨著視線傾斜角的增加而減少。甚至當視線角為20度時，從具有本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的鉆石傳出的可感覺的視覺反射光線量也要大于從具有傳統(tǒng)圖案的鉆石所傳出的。當視線角為0度時，可感覺的視覺反射光線量在h為0.2時最大，且如果高度變大它就會稍微減少。但是，當視線角為0度時的可感覺的視覺反射光線量在h為0.3時甚至要大于當視線角為10度時的。從這些結(jié)果可以理解，為了增加可感覺的視覺反射光線量，增加環(huán)帶高度(h)是有效的。當環(huán)帶高度(h)不大于0.3時，可感覺的視覺反射光線量大。
圖15顯示了當沿著鉆石的z軸方向觀察到反射光線時，通過鉆石的臺面?zhèn)鞒龅墓饩€所沿的光路。圖15A顯示了沿著下斜部角(p)為38.5度、冠部角(c)為27.92度的圓形多面型切割鉆石的z軸方向傳出的光線所沿的光路。通過臺面?zhèn)鞒龅墓饩€是已通過冠面進入的光線。通過靠近臺面外圍的部分傳出的光線是已通過靠近環(huán)帶的冠面的部分進入的光線。而且，已通過環(huán)帶表面或面進入的光線從靠近該臺面外圍的部分傳出。
圖16是繪制在沿著z軸方向傳出的反射光線中的通過環(huán)帶表面或面進入的光線的比例的圖表。如果環(huán)帶半徑被分成100等分，則在環(huán)帶的截面(垂直于z軸的截面)上形成有大約31000個網(wǎng)孔。假定從每個網(wǎng)孔傳出一條光線，則圖16的縱坐標以與光線相對應(yīng)的單位顯示了通過環(huán)帶表面或面進入的入射光線的數(shù)量。圖16中的橫坐標表示環(huán)帶高度(h)與環(huán)帶半徑的比率。
圖16顯示了當環(huán)帶高度(h)從0.026變到0.2以及視線角作為參數(shù)時，通過環(huán)帶表面或面進入的入射光線的數(shù)量。無論視線角為多少，當環(huán)帶高度(h)增加時，通過環(huán)帶表面或面進入的光線量也增加。當視線角為0度時，從環(huán)帶的入射光線的數(shù)量小。但是，當視線角為10度時，通過環(huán)帶高度為0.15的臺面或面會進入976條光線，而且該光線的數(shù)量為光線總量的大約3％。當視線角為20度時，通過環(huán)帶高度為0.15的臺面或面會進入1734條光線，而且該光線的數(shù)量為光線總量的大約5.5％。
如上所述，在臺面外圍的附近可以觀察到通過環(huán)帶表面或面進入的大多數(shù)光線。但是在大多數(shù)情況下，甚至裝飾鉆石的環(huán)帶部分都要嵌入底座。置于底座內(nèi)的鉆石的環(huán)帶表面或面被該底座所覆蓋。因此通過環(huán)帶表面或面進入的光線減少了，從而越接近外圍的臺面的部分變得越昏暗。如果鉆石的環(huán)帶高度增加，則通過環(huán)帶表面或面進入的光線比例就增加。在該情況下，如果鉆石置于底座內(nèi)從而阻礙了通過環(huán)帶表面或面進入的光線，則存在于臺面外圍附近的昏暗部分就會變得更大。優(yōu)選地，所有的光線中通過環(huán)帶表面或面進入的光線比例設(shè)為5％或更小。更優(yōu)選地，該比例設(shè)為3％或更小。觀察鉆石并不總是從臺面的右上方，還可以沿著稍微傾斜的線。如果當環(huán)帶高度(h)為0.15或更低的鉆石置于底座內(nèi)且由于該底座對光的阻擋該鉆石變得更暗的情況下，色澤減少大約5％就是可容忍的，那么觀察時鉆石的傾斜角度(也就是視線角)可以設(shè)置為小于大約20度的值。如果容忍限度為3％，則傾斜角度可以設(shè)置為等于或小于10度的值。
下面將檢測環(huán)帶高度(h)的下限。冠部的每個上環(huán)面16與環(huán)帶表面12相交，從而存在與環(huán)帶表面共同的圓弧。上環(huán)面16的圓弧是向下方向的凸面。下斜部的每個下環(huán)面18與環(huán)帶表面12相交，從而存在與環(huán)帶表面12共同的圓弧。下環(huán)面18的圓弧是向上方向的凸面，且與環(huán)帶表面上的上環(huán)面16的圓弧相對。圖17是顯示上環(huán)面16的圓弧以及彼此相對的下環(huán)面18的圓弧的狀態(tài)的環(huán)帶表面部分的放大示意圖。當環(huán)帶高度(h)減少時，上環(huán)面16的圓弧和下環(huán)面18的圓弧進入彼此相交的狀態(tài)，且環(huán)帶外圍因此被切削而變得不同于圓形或多邊形。如果當上環(huán)面的圓弧與下環(huán)面的圓弧開始彼此接觸時環(huán)帶高度(h)就是“最小環(huán)帶高度”，則最小環(huán)帶高度由下斜部角(p)和冠部角(c)來確定，如表1所示。但是，當環(huán)帶高度(h)與環(huán)帶半徑的比率等于或大于0.026時，由上環(huán)面和下環(huán)面的兩個圓弧形成的交線(稍微交叉的)就小到可以忽視該相交。從該表可以理解，環(huán)帶高度(h)與環(huán)帶半徑的比率最好為0.030或更大。
因此，環(huán)帶高度(h)與環(huán)帶半徑的比率為0.026至0.3，并且更優(yōu)選為0.030至0.15。
表1


環(huán)帶高度(h)與下斜部角(p)之間的關(guān)系已經(jīng)檢測過了。通過將環(huán)帶高度(h)與環(huán)帶半徑的比率設(shè)為0.026、0.05、0.10及0.15并且將下斜部角(p)從38.25度增加至39.5度來進行研究。當從臺面上的位置觀察每個鉆石時，就能測量出相對于0、10和20度的視線角的、可感覺的視覺反射光線量。圖18顯示了該測量結(jié)果。從圖18可以理解，如果環(huán)帶高度(h)增加則可感覺的視覺反射光線量就會增加，并且如果下斜部角(p)增加則可感覺的視覺反射光線量就趨向于減少。但是，隨著視線角從0度增加到10度并從10度增加到20度，該趨向就減少。同時從該結(jié)果可以理解，當以小于20度的視線角觀察鉆石時，就可以識別出具有本發(fā)明圓形多面型切割的鉆石的特征。
下斜部角和冠部角在可感覺的視覺反射光線中的依賴關(guān)系當下斜部角(p)和冠部角(c)變化時，對可感覺的視覺反射光線量作了研究。當隨著下斜部角(p)和冠部角(c)改變而觀察到沿著z軸方向的反射光線時，通過檢測鉆石中光路的變化來做預(yù)先研究。圖15示意性地顯示了所檢測的光路。
如圖15中所示，通過臺面的右半邊向上延伸的粗實線表示通過左冠面進入的，在鉆石中反射的，并通過臺面的右半邊傳出的光線所沿的光路存在的范圍。具有類似光路的光線存在于兩條粗實線所示的光路之間。通過右冠面向上延伸的粗虛線表示通過左冠面進入的，在鉆石中反射的，并通過右冠面?zhèn)鞒龅墓饩€所沿的光路存在的范圍。具有類似光路的光線存在于兩條粗虛線所示的光路之間。同時，通過右冠面向上延伸的細實線表示從臺面的左端進入的，在鉆石中反射的，并通過右冠面?zhèn)鞒龅墓饩€所沿的光路存在的范圍。具有類似光路的光線存在于兩條細實線所示的光路之間。在圖15D中，由于通過冠面進入的并通過冠面?zhèn)鞒龅墓饩€量小，因此沒有由粗虛線所示的光路。
圖15A顯示了當在臺面上沿著z軸的方向觀察下斜部角(p)為38.5度和冠部角(c)為27.92度的圓形多面型切割鉆石時的光路。沿著z軸通過右手邊臺面?zhèn)鞒龅姆瓷涔饩€是已通過左冠面進入的光線。沿著z軸通過右冠面靠近環(huán)帶的部分傳出的反射光線是已通過左冠面的中心部分進入的光線。同時，沿著z軸通過右冠面靠近臺外圍的部分傳出的反射光線是已通過左冠面靠近左手邊臺面外圍的部分進入的光線。
圖15B顯示了在冠部角(c)增加了3度而被設(shè)為30.92度但同時具有相同的38.5度的下斜部角(p)的鉆石中傳播的反射光線所沿的光路。沿著z軸通過右冠面靠近環(huán)帶的部分傳出的反射光線是已通過左冠面的中心部分進入的光線，即，那些沿著圖15A中所示的光路傳播的光線。但是在該鉆石中，入射角度增加了。而且，入射光線的面積減少了。由于這個原因就認為反射光線的強度減少了。如果冠部角(c)進一步增加，即使未圖示，當冠部角(c)為31.395度時入射角度也會進一步增加且達到臨界狀態(tài)，并且光線不通過冠面進入及從冠面?zhèn)鞒觥?br> 圖15C顯示了冠部角(c)相反減少了2度而被設(shè)為25.92度但同時具有相同的38.5度的下斜部角(p)的鉆石中傳播的反射光線所沿的光路。沿著z軸通過右手邊臺面?zhèn)鞒龅姆瓷涔饩€是已通過左手邊冠面進入的光線。但是，通過臺面的中心區(qū)域傳出的光線丟失掉了且相應(yīng)部分變得較暗。
為了比較，圖15D顯示了下斜部角(p)為40.75度而冠部角(c)為34.5度的、具有傳統(tǒng)刻磨圖案設(shè)計的鉆石中傳播的反射光線所沿的光路。通過右手邊臺面?zhèn)鞒龅姆瓷涔饩€是已從左手邊臺面外圍附近與左手邊冠面位置之間的部分進入的光線。通過右手邊冠面?zhèn)鞒龅姆瓷涔饩€是已通過在臺面中心附近的左手邊臺面的部分進入的光線。
從圖15可以想象出，具有根據(jù)本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的鉆石的冠面，也就是斜面的狀態(tài)會很明亮地閃耀。但是，在具有根據(jù)本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的鉆石中，如圖15B所示如果冠部角(c)增加了，冠面，也就是斜面就會變得較暗。如果冠部角設(shè)為這樣的值即入射角等于或大于相應(yīng)于臨界狀態(tài)的值，則從斜面?zhèn)鞒龅墓饩€就會非常弱。因此必須將冠部角(c)維持在相應(yīng)于臨界狀態(tài)的值以下。由于當下斜部角p＝1/4×{(sin-1(1/n)+sin-1(1/n·sinc))×180/π+180-2c}(其中n是鉆石的折射率、π是圓周率、及下斜部角(p)和冠部角(c)都由度(°)來表示)時入射角達到臨界狀態(tài)，則每個冠部角(c)和下斜部角(p)必須在滿足這樣的范圍內(nèi)p＜1/4×{(sin-1(1/n)+sin-1(1/n·sinc))×180/π+180-2c}為了檢測下斜部角(p)和冠部角(c)的有效范圍，通過將下斜部角(p)設(shè)為38、38.5、39和39.5度，并相對于下斜部角(p)的各值將冠部角(c)在25.3和34.3度之間、23.42和42度之間、21.5和30.5度之間或19.5和29.5度之間變動，來檢測沿著z軸觀察時可感覺的視覺反射光線量以及圖案的數(shù)量。圖19和20顯示了當下斜部角(p)作為參數(shù)時，相對于根據(jù)所有通過冠面(包括環(huán)帶表面)和臺面進入的入射光線的反射光線，可感覺的視覺反射光線總量和冠部角(c)之間的關(guān)系以及圖案總量和冠部角(c)之間的關(guān)系。各個下斜部角和冠部角在上述范圍內(nèi)的每塊鉆石的可感覺的視覺反射光線量都大于588，而具有傳統(tǒng)刻磨圖案設(shè)計的鉆石(下斜部角(p)40.75度；冠部角(c)34.5度)的可感覺的視覺反射光線量為507。因此，從本發(fā)明中的每塊鉆石傳出的可感覺的視覺反射光線量都大于從傳統(tǒng)鉆石所傳出的。而且，對于任何下斜部角和冠部角，本發(fā)明中的每塊鉆石的圖案數(shù)量都大于具有傳統(tǒng)刻磨圖案設(shè)計的鉆石為192的圖案數(shù)量。
介紹有效可感覺的視覺反射光線當觀察者以朝向臺面的方向觀察鉆石時，從正好位于觀察者背后的位置傳出的光線對于該觀察者來說是封鎖的，并不進入鉆石。而且，如上面參照圖10和11所述，從z軸以等于或大于45度的角度入射鉆石的光線對反射光線圖案的形成，也就是鉆石的光彩不具有有效影響。當從臺面上的位置(沿著z軸的方向)觀察鉆石時，與z軸的角度范圍以20到45度來通過鉆石的冠面和臺面進入的光線所形成的可感覺的視覺反射光線量對鉆石的光彩具有有效影響。因此，以這種方式所獲得的可感覺的視覺反射光線量將稱為有效可感覺的視覺反射光線量。
圖21顯示了通過相對于下斜部角(p)的不同值37.5、38、38.5、39、39.5、40和41度來改變冠部角(c)，從而檢測有效可感覺的視覺反射光線量的結(jié)果。具有傳統(tǒng)刻磨圖案設(shè)計的鉆石的、有效的可感覺的視覺反射光線量大約為250。當下斜部角(p)為37.5度時，通過將冠部角(c)設(shè)為31度從而得到有效可感覺的視覺反射光線的最大量。通過在27到34度的范圍內(nèi)設(shè)置冠部角(c)，可以獲得大約300或更大的有效可感覺的視覺反射光線量。當下斜部角(p)為38度時，通過將冠部角(c)設(shè)為28.3度從而得到有效可感覺的視覺反射光線的最大量。假如這樣，甚至當冠部角(c)設(shè)為25.3度時，也可以獲得320或更大的有效可感覺的視覺反射光線量。但是，如果冠部角(c)增加至31.3度時，有效可感覺的視覺反射光線量就會變得相當小。這可能是因為當如上面參照圖15B所述冠部角(c)為大約32.6度時，通過冠面進入而通過冠面突現(xiàn)反射光線的入射光線就達到了臨界狀態(tài)。在某種情況下，隨著冠部角的進一步增加，有效可感覺的視覺反射光線量會暫時增加。但是，在該情況下，當冠部角進一步增加時，有效可感覺的視覺反射光線量就會減少。當冠部角(c)為34.3度時，有效可感覺的視覺反射光線量為211。在該狀態(tài)下，本發(fā)明鉆石的光澤變得比傳統(tǒng)鉆石的低。
當下斜部角(p)為38.5度時，通過將冠部角(c)設(shè)為27.92度從而得到有效可感覺的視覺反射光線的最大量。隨著冠部角(c)從該值進一步增加，當冠部角(c)為30.92度時反射光線量就減少并達到最小值。這可能是因為，當冠部角(c)為大約31.4度時，冠面上入射光線的入射角度就達到了臨界狀態(tài)。當冠部角(c)變得小于27.92度時，反射光線量也減少。當冠部角等于或小于25度時，有效可感覺的視覺反射光線量大約為300。當冠部角(c)等于或大于23度時，本發(fā)明鉆石的有效可感覺的視覺反射光線量就大于傳統(tǒng)鉆石的。
當下斜部角(p)為39度時，通過將冠部角(c)設(shè)為26度從而得到有效可感覺的視覺反射光線的最大量。隨著冠部角(c)從該值進一步增加，有效可感覺的視覺反射光線量就減少。當冠部角(c)為30.5度時，有效可感覺的視覺反射光線量大約為300。由此推理，當冠部角(c)為大約30.2度時，冠面上入射光線的入射角度就達到了臨界狀態(tài)。相反，隨著冠部角從26度減少，有效可感覺的視覺反射光線量會變得更小。當冠部角(c)為23度時，有效可感覺的視覺反射光線量大約為300。當冠部角(c)小于該值時，有效可感覺的視覺反射光線量會進一步減少。當冠部角(c)等于或大于22.5度時，本發(fā)明鉆石的有效可感覺的視覺反射光線量就大于傳統(tǒng)鉆石的。
當下斜部角(p)為39.5度時，有效可感覺的視覺反射光線量一般就會減少。當冠部角(c)在25度附近時，有效可感覺的視覺反射光線量最大但其值大約為380。隨著冠部角(c)從該值進一步增加，反射光線量就減少。而且，隨著冠部角(c)從該值減少，反射光線量也就減少。當冠部角(c)為大約20度時，本發(fā)明鉆石的有效可感覺的視覺反射光線量就小于傳統(tǒng)鉆石的。因此，為了將反射光線量設(shè)為與250(即傳統(tǒng)鉆石的反射光線量)比較有充分余量的270或更大，就必須將冠部角設(shè)為21度或更大。但是，對于有效可感覺的視覺反射光線量來說，當下斜部角(p)為40度時的基本等于當下斜部角(p)為39.5度時的，并且，與其最大值相應(yīng)的冠部角(c)小于當下斜部角(p)為39.5度時的。因此，如果冠部角(c)稍微減少，甚至當下斜部角(p)為40度時也可以觀察到基于大量有效可感覺的視覺反射光線的較高的光澤。而且，當下斜部角(p)為41度時，即使當冠部角減少了，有效可感覺的視覺反射光線量也不會有顯著減少。于是，可以理解，如果下斜部角(p)不大于41度，就能夠獲得最佳效果。
相反，當下斜部角(p)小于37.5度時，從斜面(斜面)的上部(即靠近臺部外圍的部分)進入的光線，就會通過底面附近的部分從鉆石背面泄漏。沿著z軸從鉆石臺部上的位置觀察時，斜面或星面的上部可能會變得更暗。因此，下斜部角(p)就必須為37.5度或更大。
從有效可感覺的視覺反射光線量的觀點看，必須在下斜部角(p)為38度時將冠部角(c)設(shè)為25.3度或更大，而在下斜部角(p)為39.5度時將冠部角(c)設(shè)為21度或更大。根據(jù)有效可感覺的視覺反射光線量最嚴格的要求，當下斜部角(p)為38度時就連接到與25.3度冠部角(c)相應(yīng)的點以及當下斜部角(p)為39.5度時就連接到與21度冠部角(c)相應(yīng)的點的直線是c＝-2.8667×p+134.233。圖22的圖表中一起繪制了大于該等式的直線的冠部角c、限定了使入射角保持在低于臨界狀態(tài)的條件的關(guān)系表達式p＜1/4×{(sin-1(1/n)+sin-1(1/n·sinc))×180/π+180-2c}、以及要求將下斜部角(p)設(shè)為37.5到41度的條件。當下斜部角(p)和冠部角(c)位于由圖22中所示的四條直線圍繞的范圍內(nèi)時，有效可感覺的視覺反射光線量足夠大，并就可以獲得高度明亮的鉆石。
臺面直徑與有效可感覺的視覺反射光線之間的關(guān)系臺面直徑(Del)對有效可感覺的視覺反射光線量的影響已經(jīng)檢測過了。對于下斜部角(p)設(shè)為38.5度的且臺面直徑(Del)與環(huán)帶直徑的比率設(shè)為0.45、0.5和0.55的鉆石來說，當把冠部角(c)從24.92變到30.92度時，就會獲得可感覺的視覺反射光線總量、反射圖案的總量以及有效可感覺的視覺反射光線量。圖23、24和25顯示了所得到的值。當臺面直徑與環(huán)帶直徑的比率為0.5或0.55時，可感覺的視覺反射光線總量、反射圖案的總量以及有效可感覺的視覺光線量等的各值都要大于臺面直徑為0.45的鉆石的相應(yīng)值。臺面直徑與環(huán)帶直徑的比率必須為0.45或更大。在臺面直徑設(shè)為0.5的和0.55的鉆石之間的比較中，將臺面直徑設(shè)為0.55的可感覺的視覺反射光線總量及有效可感覺的視覺反射光線量的各值都基本沒有增加。不利地，如果臺面直徑從0.5變到0.55，則反射圖案的數(shù)量傾向于減少。由此認為臺面直徑限制為0.60是優(yōu)選的。在具有根據(jù)本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的鉆石中，斜面的光澤高于臺面的光澤。從增加斜面大小的觀點來看，臺面直徑的限度達到相當小的值是更可取的。
改進的圓形多面型切割的實施例已經(jīng)相對于普通圓形多面型切割而描述過了根據(jù)本發(fā)明的裝飾鉆石的刻磨圖案設(shè)計。在普通圓形多面型切割中，上環(huán)面16和兩個下環(huán)面18它們中間介入了環(huán)帶12并彼此相對，斜面14和斜主面17也以同樣的方式彼此相對，正如圖1和2所示。在具有普通圓形多面型切割的鉆石中，進入到斜面14且擊到斜主面17(同樣由其反射)的光線又擊到斜主面17的相反面(同樣由其反射)，并通過斜面14或臺面11離開。
本發(fā)明的裝飾鉆石的刻磨圖案設(shè)計可以運用到改進的圓形多面型切割中，例如圖26所示。此改進的圓形多面型切割是這樣形成的將圖1中所示的普通圓形多面型切割的冠部或下斜部繞z軸旋轉(zhuǎn)22.5度。圖26顯示了具有從圖1中所示的刻花改進而來的圓形多面型切割的鉆石1’，其中圖26A是頂視圖、圖26B是側(cè)視圖、及圖26C是底視圖。
具備改進的圓形多面型切割的鉆石1’有與具備普通圓形多面型切割的鉆石1那部分的相對應(yīng)部分。也就是說，鉆石1’具有基本為圓形或多邊形的環(huán)帶12；在環(huán)帶12之上向上形成的、幾乎為多邊截棱錐的冠部；形成了多邊截棱錐的頂面的規(guī)則八邊形臺面11；以及在環(huán)帶之下向下形成的、幾乎為多棱錐的下斜部。
參照圖26，顯示了具有改進的圓形多面型切割的鉆石1’，穿過臺面中心和下斜部多棱錐的中心頂點的直線將被稱為中心軸(z軸)；包含中心軸和臺面的規(guī)則八邊形的頂點的各個平面將被稱為第一平面21；穿過中心軸并將相鄰的兩個第一平面21之間形成的角度二等分的平面將被稱為第二平面22，參見圖1中所示。
具有改進的圓形多面型切割的鉆石的冠部與圖1中所示的普通圓形多面型切割鉆石的相同，且它具有8個斜面14、8個星面15、及16個上環(huán)面16。而且，下斜部具有8個斜主面17’及16個下環(huán)面18’。
每個斜面14都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫婊蝻L箏形面，對頂之一與規(guī)則八邊形臺面11的其中一個頂點(例如圖26A中所示的頂點A)相一致，而另一個對頂是含有頂點A的第一平面21(例如zx平面)與環(huán)帶12的上外圍相交而得交點B。該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第二平面22上，且一個頂點C或D與相鄰的斜面14的各個頂點是公共的。各個星面15都是由規(guī)則的八邊形臺面11的一邊AA′和與兩個相鄰的斜面14的公共頂點C相一致的一個頂點所定義的三角形AA’C，兩個斜面分別具有與該邊的相對末端A和A’相一致的頂點。各個上環(huán)面16都是由一個斜面14的其中的一個邊(例如CB)(在一端與環(huán)帶12的上外圍相交)和包含該邊的另一端C的第二平面22與環(huán)帶12的上外圍相交的點E所定義的三角形。
參照圖26C，每個斜主面17’都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫婊蝻L箏形平面，對頂之一與一個第二平面22和環(huán)帶12的下外圍相交的點F’相一致，而另一個對頂與下斜部多棱錐的中心頂點G相一致。該矩形平面還有另外兩個對頂H’和I’，每一個都位于相鄰的第一平面21上，且一個邊GH’或GI’以及一個頂點H’或I’與相鄰的斜主面17’的各個頂點是公共的。各個下環(huán)面18’都是由一個斜主面17’的其中的一個邊(例如F’H’)(在該邊的一端與環(huán)帶12的下外圍相交)和包含該邊的另一端H’的第一平面21與環(huán)帶12的下外圍相交的點J’限定的面。這里所做的描述不涉及底面頂點13。
在具有改進的圓形多面型切割的鉆石1’中，上環(huán)面16和下環(huán)面18’位于上部和下部位置，中間介入有環(huán)帶12，彼此相對，如圖26所示。但是，由于旋轉(zhuǎn)了22.5度，下環(huán)面18’就處在了與斜面14相應(yīng)的位置，而斜主面17’不處在與斜面14相應(yīng)的位置。因此，從一個斜面14進入的光線被下環(huán)面18’反射，且反射光線擊在下環(huán)面18’的反面，并同樣由其反射，并通過冠部的斜面14或通過臺面11離開。
圖27顯示了通過相對于下斜部角p的不同值37.5、38、39、40和41度而改變冠部角，從而對具有改進的圓形多面型切割的鉆石1’傳出的有效可感覺的視覺反射光線量所進行測量的結(jié)果。從圖27可以理解，下斜部角(p)和冠部角(c)位于圖22所示的四條直線圍繞的范圍內(nèi)的、改進的圓形多面型切割鉆石(當下斜部角(p)為37.5度時冠部角(c)為26.7到33.8度，當下斜部角(p)為38度時冠部角(c)為25.3到32.6度，當下斜部角(p)為39度時冠部角(c)為22.6到30.2度，當下斜部角(p)為40度時冠部角(c)為19.5到27.7度，當下斜部角(p)為41度時冠部角(c)為16.7到25.3度)的有效可感覺的視覺反射光線量要大于具有傳統(tǒng)刻磨圖案設(shè)計的鉆石的有效可感覺的視覺反射光線量(大約250)。圖28顯示了有效可感覺的視覺反射光線最大值相對于下斜部角(p)的值的圖。在圖28中，還繪出了臺面直徑(Del)為0.5、星面末端距離(fx)為0.7、下環(huán)面頂點距離(Gd)為0.2、以及環(huán)帶高度(h)為0.05的具有改進圖案的圓形多面型切割鉆石的有效可感覺的視覺反射光線量的最大值。從圖27和28可以理解，當改進的圓形多面型切割的鉆石處于根據(jù)本發(fā)明的下斜部角范圍和冠部角范圍內(nèi)時，具有有利的、大量的有效可感覺的視覺反射光線。還可以理解，即使當臺面直徑和星面末端距離稍微改變時，光線量也基本不改變。
圖29顯示了具有最大化有效可感覺的視覺反射光線量的圖案設(shè)計的、改進的圓形多面型切割鉆石，在臺面直徑(Del)為0.5、星面末端距離(fx)為0.7、下環(huán)面頂點距離(Gd)為0.2、以及環(huán)帶高度(h)為0.05的情況下的、以及在臺面直徑(Del)為0.55、星面末端距離(fx)為0.75、下環(huán)面頂點距離(Gd)為0.2、以及環(huán)帶高度(h)為0.05的情況下的下斜部角(p)和冠部角(c)。可以理解，即使當臺面直徑(Del)從0.55變到0.5時，對于相同的下斜部角(p)和冠部角(c)，也可以保持有效可感覺的視覺反射光線量的最大值。
圖30顯示了當沿z軸方向從鉆石的右上方(0度視線角)觀察根據(jù)本發(fā)明的改進的圓形多面型切割鉆石(臺面直徑(Del)0.55、星面末端距離(fx)0.75、下環(huán)面頂點距離(Gd)0.2、環(huán)帶高度(h)0.05、下斜部角(p)40°、冠部角(c)23°)時，當入射光線與z軸的入射角以10°逐步變化時所獲得的反射光線圖案的頻率?；旧蠜]有從以等于或大于60度的大入射角的入射的光線合成的圖案，并且許多出現(xiàn)的圖案與處于10到50度或20到45度的范圍內(nèi)的入射角相對應(yīng)。一個峰值相應(yīng)于等于或小于10度的入射角而出現(xiàn)。但是，以該入射角方向進入的光線從觀察者的背面?zhèn)鞒?，且基本上它們沒有組成圖案。
圖31、32和33顯示了相對于冠部角(c)的不同值，對根據(jù)本發(fā)明的臺面直徑(Del)為0.5(fx0.7、Gd0.2、h0.05、p40°)的圓形多面型切割鉆石以及根據(jù)本發(fā)明的臺面直徑(Del)為0.55(fx0.75、Gd0.2、h0.05、p40°)的圓形多面型切割鉆石的圖案總量、可感覺的視覺反射光線總量、及有效可感覺的視覺反射光線量所進行測量的結(jié)果。這些圖表分別與普通圓形多面型切割鉆石的圖24、23和25相對應(yīng)，且這些圖表中所顯示的值與圖24、23和25中顯示的值的順序相同。從上述可以理解，本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計還可以運用到改進的圓形多面型切割。
觀察鉆石從上面所述可以明顯地看出，當觀察以根據(jù)本發(fā)明的圓形多面型切割的方式切削的裝飾鉆石時，如果從臺面上的位置相對于鉆石臺面的垂直方向(z軸)成小于20度的角度觀察通過臺面和冠面進入并通過臺面和冠面?zhèn)鞒龅墓饩€時，鉆石的特征就能被最好地感覺出來。通過鉆石的臺面和冠面進入的入射光線在0到90度的角度范圍內(nèi)分布可能足夠了。入射光線在10到50度的角度范圍內(nèi)分布更好，而在20到45度的角度范圍內(nèi)分布是尤其優(yōu)選的。
由于上述已經(jīng)描述了人眼觀察的情況，而對于人，還可以通過利用數(shù)字式照相機對鉆石的反射光線圖案成像或在CRT等上成像或利用CCD照相機獲得的信號來觀察鉆石。
通過在相同的條件下對根據(jù)本發(fā)明的圓形多面型切割鉆石和傳統(tǒng)的圓形多面型切割鉆石所進行觀察和比較，可以抓住本發(fā)明鉆石的特征，例如，相對于垂直于臺面的線成20到45度的角度均勻入射在臺面和冠面上的光線照射鉆石，且以小于20度的視線角從臺面上同時觀察鉆石這樣的條件下。在相同的條件下，且在相同的視野范圍內(nèi)，通過具有雙物體透鏡的顯微鏡也可以觀察兩種鉆石。而且，在利用數(shù)字式照相機的相同的條件下，通過照相也可以比較兩種鉆石。
如上所述，具有根據(jù)本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的鉆石有大量的可感覺的視覺反射光線，并且它比傳統(tǒng)鉆石看起來明亮。而且，本發(fā)明鉆石比傳統(tǒng)鉆石具有更大量的反射光線圖案。當視線角小于20度，尤其是小于15度時，這些特征是顯著的。每塊圖1中所示的圓形多面型切割鉆石1和圖26中所示的改進的圓形多面型切割鉆石1’都具有這些特征。但是，當觀察者觀察并比較鉆石1和鉆石1’時，觀察者可以識別出其間的輕微差別并且還可以被裝飾鉆石的新穎性所打動。
圖34、35和36是當從上面觀察本發(fā)明的鉆石1、改進的圓形多面型切割鉆石1’以及傳統(tǒng)鉆石時，所看到的反射光線圖案的放大圖。在圖34中所示的鉆石1的反射光線圖案中，在臺面和斜面內(nèi)可以清楚地看到斜主面的輪廓線。相反，在圖35中所示的鉆石1’的反射光線圖案中，斜主面出現(xiàn)在臺面和星面內(nèi)，但在靠近臺面外圍的地方，多重反射圖案疊加在斜主面的輪廓線上。在該處，斜主面的輪廓線不清楚。因此，在鉆石1的反射光線圖案中，輪廓線能清楚地看到，且每個圖案元素都給出了強烈而“酷”的印象—就象一塊玻璃。相反，在改進的鉆石1’的反射光線圖案中，每個圖案元素的末端看起來就好象是彎曲的，且給出了柔軟的印象。而且，由于多重反射圖案疊加在改進的鉆石1’的反射光線圖案中，該疊加的反射光線圖案就具有深度或三維外觀。在圖34至36中所示的反射光線圖案的比較中，還可以觀察到其他特征。但是，它們給觀察者留下了不同特征的印象。因此，在該說明書中不再對它們進行描述。
在與鉆石1的比較中，鉆石1’趨向于維持光線量，從而即使當相對于z軸以增加的視角觀察鉆石1’時光線量也不會過分小。
如上面詳細所述，當從靠近垂直于臺面的線處觀察時，具有根據(jù)本發(fā)明的刻磨圖案設(shè)計的裝飾圓形多面型切割鉆石看起來比傳統(tǒng)鉆石更明亮。產(chǎn)生出了更大量的、精細的反射光線圖案。而且由于該原因，可以觀察到從本發(fā)明的鉆石所傳出的更高光澤。而且，因為反射光線圖案主要是由以10到50度的角度(尤其是以20到45度的角度)入射的光線來形成的，因此，在鉆石前的觀察者可以觀察到反射光線圖案而不會阻擋入射光線。
權(quán)利要求
1.一種在裝飾鉆石的圓形多面型切割設(shè)計中的刻磨圖案設(shè)計，提供許多可感覺的視覺反射，包括具有由上外圍環(huán)繞的上水平截面以及平行于上水平截面且由下外圍環(huán)繞的的下水平截面的、為圓形或多邊形的環(huán)帶；位于環(huán)帶的上水平截面之上的、向上形成的多邊截棱錐形的冠部，該冠部具有一個位于所述多邊截棱錐形的頂部的規(guī)則八邊形臺面、8個斜面、8個星面和16上環(huán)面；和位于環(huán)帶的下水平截面之下的向下形成的多邊截棱錐形的下斜部，該下斜部具有8個斜主面和16個下環(huán)面，其中中心軸為從下斜部多棱錐形的中線頂點貫穿到臺面中心的直線；第一平面是每個從中心軸貫穿到臺面的各8個頂點的面；而第二平面是每個從中心軸貫穿并將兩個相鄰的第一平面之間的角度分成兩個相等的角度的面，其中各個斜面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫妫瑢斨皇桥_面的一個頂點，而另一個是環(huán)帶的上外圍與經(jīng)過臺面頂點的第一平面的交點，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第二平面上并與相鄰的斜面的頂點一致；每個星面都是三角形，其底部與臺面的一個邊相一致，且頂點與兩個相鄰斜面的相應(yīng)頂點相一致，這兩個斜面每一個都具有經(jīng)過該底部的兩端的邊；每個上環(huán)面都是三角形，其一個邊與斜面的一個邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的上外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的第二平面穿過環(huán)帶的上外圍處；各個斜主面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫?，對頂之一是第一和第二平面中的一個與環(huán)帶的下外圍的交點，而另一個在下斜部多棱錐形的中心頂點處，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的、第一和第二平面中的另一個上，每個斜主面都有一個邊與相鄰的斜主面的一邊相一致，且其兩個頂點與相鄰的斜主面的兩個頂點相一致；以及每個下環(huán)面都是三角形，其一邊與一個斜主面的邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的下外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的、第一和第二平面中的另一個穿過環(huán)帶的下外圍處，其中環(huán)帶的上、下水平截面之間的環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.026至0.3倍，環(huán)帶的斜主面與下水平截面之間的下斜部角(p)的范圍是37.5度到41度，且環(huán)帶的斜面與上水平截面之間的冠部角(c)在滿足下面公式的范圍內(nèi)c＞-2.8667×p+134.233，和p＜1/4×{(sin-1(1/n)+sin-1(1/n·sinc))×180/π+180-2c}，其中n鉆石的折射率，π圓周率，p下斜部角的度數(shù)，和c冠部角的度數(shù)。
2.如權(quán)利要求
1所述的提供許多可感覺的視覺反射的刻磨圖案設(shè)計，其中環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.030至0.15倍。
3.如權(quán)利要求
1所述的提供許多可感覺的視覺反射的刻磨圖案設(shè)計，其中臺面直徑為環(huán)帶直徑的0.45至0.60倍。
4.如權(quán)利要求
2所述的提供許多可感覺的視覺反射的刻磨圖案設(shè)計，其中臺面直徑為環(huán)帶直徑的0.45至0.60倍。
5.如權(quán)利要求
1所述的提供許多可感覺的視覺反射的刻磨圖案設(shè)計，其中各個斜主面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫?，對頂之一是第二平面與環(huán)帶的下外圍的交點而另一個在下斜部多棱錐形的中心頂點處，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第一平面上，每個斜主面都有一個邊與相鄰的斜主面的一邊相一致，且其兩個頂點與相鄰的斜主面的兩個頂點相一致；以及每個下環(huán)面都是三角形，其一邊與一個斜主面的邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的下外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的第一平面穿過環(huán)帶的下外圍處。
6.如權(quán)利要求
5所述的提供許多可感覺的視覺反射的刻磨圖案設(shè)計，其中環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.030至0.15倍。
7.如權(quán)利要求
5所述的提供許多可感覺的視覺反射的刻磨圖案設(shè)計，其中臺面直徑為環(huán)帶直徑的0.45至0.60倍。
8.如權(quán)利要求
6所述的提供許多可感覺的視覺反射的刻磨圖案設(shè)計，其中臺面直徑為環(huán)帶直徑的0.45至0.60倍。
9.一種觀察裝飾鉆石的方法，包括下列步驟提供了包括圓形或多邊形的環(huán)帶、冠部和下斜部的圓形多面型切割的裝飾鉆石，該環(huán)帶具有由上外圍環(huán)繞的上水平截面以及平行于上水平截面且由下外圍環(huán)繞的下水平截面，該冠部是在環(huán)帶的上水平截面之上向上形成的多邊截棱錐形，并具有一個位于所述多邊截棱錐形的頂部的規(guī)則八邊形臺面、8個冠主面、8個星面和16上環(huán)面，且該下斜部是在環(huán)帶的下水平截面之下向下形成的多邊截棱錐形，并具有8個斜主面和16個下環(huán)面，其中中心軸為從下斜部多棱錐形的中線頂點貫穿到臺面中心的直線；第一平面是每個從中心軸貫穿到臺面的各8個頂點的面；而第二平面是每個從中心軸貫穿并將兩個相鄰的第一平面之間的角度分成兩個相等的角度的面，其中各個斜面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫?，對頂之一是臺面的一個頂點，而另一個是環(huán)帶的上外圍與經(jīng)過臺面頂點的第一平面的交點，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的第二平面上并與相鄰的斜面的頂點一致；每個星面都是三角形，其底部與臺面的一個邊相一致，且頂點與兩個相鄰斜面的相應(yīng)頂點相一致，這兩個斜面每一個都具有經(jīng)過該底部的兩端的邊；每個上環(huán)面都是三角形，其一個邊與斜面的一個邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的上外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的第二平面穿過環(huán)帶的上外圍處；各個斜主面都是具有兩個對頂?shù)木匦纹矫妫瑢斨皇堑谝缓偷诙矫嬷械囊粋€與環(huán)帶的下外圍的交點，而另一個在下斜部多棱錐形的中心頂點處，該矩形平面還有另外兩個對頂，每一個都位于相鄰的、第一和第二平面中的另一個上，每個斜主面都有一個邊與相鄰的斜主面的一邊相一致，且其兩個頂點與相鄰的斜主面的兩個頂點相一致；以及每個下環(huán)面都是三角形，其一邊與一個斜主面的邊相一致并在該邊一端穿過環(huán)帶的下外圍，且其一個頂點位于經(jīng)過該邊另一端的、第一和第二平面中的另一個穿過環(huán)帶的下外圍處，其中，環(huán)帶的上、下水平截面之間的環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.026至0.3倍，環(huán)帶的斜主面與下水平截面之間的下斜部角(p)的范圍是37.5度到41度，且環(huán)帶的斜面與上水平截面之間的冠部角(c)在滿足下面公式的范圍內(nèi)c＞-2.8667×p+134.233，和p＜1/4×{(sin-1(1/n)+sin-1(1/n·sinc))×180/π+180-2c}，其中n鉆石的折射率，π圓周率，p下斜部角的度數(shù)，和c冠部角的度數(shù)，以及在鉆石的臺面上方來觀察通過臺面和冠面進入鉆石的、并以與位于臺面中心的垂直線之間的角度小于20度的視線從臺面和冠面?zhèn)鞒龅墓?，該冠面包括斜面、星面和冠環(huán)面。
10.如權(quán)利要求
9所述的觀察方法，其中進入鉆石的光與位于臺面中心的垂直線成10度至50度的角度。
11.如權(quán)利要求
10所述的觀察方法，其中進入鉆石的光與位于臺面中心的垂直線成20度至45度的角度。
12.如權(quán)利要求
9所述的觀察方法，其中鉆石的環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.030至0.15倍。
13.如權(quán)利要求
9所述的觀察方法，其中鉆石的臺面直徑為環(huán)帶直徑的0.45至0.60倍。
專利摘要
公開了能使觀察者感覺到更美麗的裝飾鉆石的一種刻磨圖案設(shè)計以及觀察方法。該刻磨圖案設(shè)計為球形多面型切割，它包括環(huán)帶、環(huán)帶上的冠部及環(huán)帶下的下斜部。環(huán)帶高度(h)為環(huán)帶半徑的0.026至0.3倍，斜主面的下斜部角(p)的范圍是37.5度至41度，冠主面的冠部角(c)在滿足下面公式的范圍內(nèi)c＞-2.8667×p+134.233，和p＜1/4×{(sin
文檔編號A44C17/00GKCN1250129SQ03110714
公開日2006年4月12日 申請日期2003年2月19日
發(fā)明者川淵良范, 松村保 申請人:株式會社微笑智能導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan