CN101389949A - 雕刻宝石观察器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种雕刻宝石观察器，其用于观察宝石的平坦、光滑的表面，该表面以微米级或纳米级蚀刻有诸如辨识号的铭刻物。所述宝石被安装在一件珠宝上，或当被放置在观察器内或以其他方式被观察器接纳时可以保持尚未安装的状态。光源把光束对准涂覆有反射增强涂层的放大透镜。所述透镜沿着包含所述铭刻物的宝石的表面的入射路径反射所述光束。光滑平坦的宝石表面沿向放大透镜返回的路径光谱地反射所述光束，这产生了展示铭刻物的可见的光图像。铭刻物显示为光图像的暗的或无光的区域。

Description

雕刻宝石观察器

发明技术领域

本发明涉及一种用于观察具有蚀刻到其表面中的辨识号的宝石的设备。

发明背景

本申请要求2005年11月12日提交的美国临时申请No.60/735,339、2006年3月17日提交的美国临时申请No.60/783,635以及2006年9月25日提交的美国临时申请No.60/847,040的优先权。

只要抛光的宝石和钻石已经被认为是独特的、有价值的，那么标识它们就一直是工业和消费者优先考虑的事。许多宝石即使是仔细察看也看起来很相似。但是，不管它们多么相似，这些相似宝石的价值可能有很大不同。长期以来，一直是通过用显微镜来标定隐藏在钻石晶体或宝石中的瑕疵的位置和尺寸，以来辨识和区分具有相似尺寸和特征的钻石和宝石。可惜的是，这些标记用肉眼通常是看不见的，并且在大多数情况下，有可用来核对这些标记以正确地识别钻石的显微镜是不实际的。制造者、经销商、贸易商以及消费者难于将一颗宝石与其它的区分开。结果是可能混淆具有相当大不同经济价值的宝石，更不必说感情价值。当注意到错误时，可能太晚了因而无法确定在哪里发生了错误。因此，追查宝石和更正错误会是艰巨或者几乎是不可能的事情。

但是，因为多种原因在多方之间转移宝石。经销商或零售商可能将宝石交给另一个经销商或零售商，以便他们能够在不同的商店或不同的地点将宝石展示给潜在的客户或多个客户。当宝石安装在珠宝中时，以及甚至在出售后修理该珠宝时，也发生转移。由于消费者缺乏识别其珠宝中宝石的知识和设备，所以易受伤害。另外，没有经济而快捷的方式来识别和确认从一方返回的宝石与给到该方的宝石是相同的。结果，在整个分销、零售和销售后市场渠道中，公司和个人必须信任经销他们宝石的其他方。这种对信任的要求会使将其钻石或宝石借给他人的人非常焦虑。对信任的要求留下了宝石被无意中与其它宝石混淆、或者甚至被以欺骗手段交换成较低价值的其它宝石的机会。

最近十年通常的做法是以永久方式给钻石和其它宝石作标记。这包括用激光或聚焦离子束刻上的标记和序列号。例如，通常的作标记的方法是在钻石的切割边缘上以微米级刻上铭刻物。切割边缘被加上标记以避免有损于钻石的天然美感。切割边缘在安装在一件珠宝中后通常是不可见的。这种雕刻用在珠宝店和钻石商那里普遍使用的标准的10X小型放大透镜就可看得见。虽然这种类型的标记在宝石的分销或零售期间是有用的，但是切割边缘铭刻物给安装后的珠宝带来了问题，因为铭刻物一旦被安装在珠宝中，通常就看不见它了。

最近由Norsam Technologies of Portland，Oregon开发了一种给抛光的钻石作标记的新的革命性的方法，并将之授权给以前称作De Beers的Diamond Trading Company(DTC)。采用这种方法，通过聚焦离子束将微小的或纳米级的铭刻物蚀刻在钻石的切平面上。这种铭刻物的尺寸如此之小以致用肉眼看不到它。即使是熟练的珠宝商使用由珠宝商使用的普通的10X小型放大透镜也几乎不可能看到这种铭刻物，因为很难找到合适的视角，并且放大倍数也不够。形成辨识号的单个字符(即，字母和/或数字)的高度大约为300到500微米。铭刻物被蚀刻的深度大约为20到80纳米。钻石和其它宝石半透明的性质加大了观察蚀刻物的难度，这种半透明的性质允许光线既透过宝石中由铭刻物形成的粗糙区域也透过其周围的光滑的切平面。DTC和其它公司已经开发了采用高倍65X放大倍数摄像机和电子显示屏的观察系统来观察微小的铭刻物。可惜的是，这些系统昂贵、笨重并且复杂以致难于使用，这减弱了铭刻物的价值，因为大多数零售店和消费者没有必要的设备，所以就不能看见该铭刻物。

本发明意欲解决这些和其它问题。

本发明的简要描述

本发明涉及一种雕刻宝石观察器(engraved gemstone viewer)，其用于观察宝石的平坦、光滑的表面，该表面已激光蚀刻有诸如辨识号的铭刻物。宝石被安装在一件珠宝上，或者当被放置在观察器内或以其他方式被观察器接纳时，其可以保持未安装的状态。光源把光束对准涂覆有反射增强涂层的放大透镜。透镜沿入射到包含铭刻物的宝石表面的路径来反射光束。光滑平坦的宝石表面沿朝放大透镜返回的路径光谱地反射光束，这产生了展示铭刻物的可见的光图像。铭刻物显示为光图像中较暗或光明显减少的区域。

本宝石观察器的一个优点是通过由观察器显示的光图像所展示的微小的铭刻物的清晰度。光图像清楚地展示了在宝石表面上形成蚀刻的辨识号的不连续的字符。观察器使用放大图像的简单的放大透镜，不使用复杂而昂贵的电子装置，比如摄像机和数字处理器。

本宝石观察器的另一个优点是图像用人眼可见。光源是产生实质上单向光束的发光二极管(LED)。光源不是会伤害眼睛的激光。

本宝石观察器的进一步的优点是它可以采用礼品盒或显示盒的形式。观察器体积小并使用相对低廉的部件。观察器由光源，例如白色LED发光体从内部照亮。观察器的内部涂覆有吸光涂层，例如黑漆。

本发明的其它方面和优点通过参考说明书、权利要求和附图将变得显而易见。

附图的简要说明

图1是显示雕刻宝石观察器的实施方式的透视图，其上部壳的一部分被去除以显示宝石夹持组件和光源。

图2是观察器的截面侧视图，显示了持有钻石戒指的宝石夹持组件，该钻石戒指由对焦组件定位，使得每个单向LED发光体发出的光束沿一路径从LED发光体向上传播到透镜，由透镜反射并向下到钻石的切平面上，接着由钻石反射并向上通过该透镜到达人的眼睛。

图3是持有未安装的钻石并显示光路的观察器的第二截面侧视图。

图4是雕刻宝石观察器的分解视图。

图5是由宝石观察器产生的光图像的放大视图，其中单向光束的有效直径填充装在观察器内的宝石的切平面，且其中光图像显示了在灰色到亮白的范围中的光束的强度，其是由宝石的切平面光谱反射的光束的部分，且其中光图像将形成刻到宝石切平面中的辨识号的明显的字符展示为由缺少光而产生的黑暗区域。

图6是宝石观察器的透视图，且上部壳被移除以获得通往观察器内部和钻石夹持组件的入口。

图7是宝石观察器的透视图，上部壳被移除，且夹持组件从下部壳取出以固定由夹持组件持有的钻石戒指。

图8A是雕刻宝石观察器的第二实施方式的侧平面图，其具有半球构型以及单个放大透镜。

图8B是第二实施方式的改进形式的侧平面图，其具有发光二极管光，该发光二极管被定位在宝石切平面的上方，并被定向成将其光束直接对准到宝石切平面上。

图9是雕刻宝石观察器的第三实施方式的侧平面图，其具有半月形构型、具有两个放大透镜的观测设备以及在观测设备末端的玻璃板。

图10是雕刻宝石观察器的第四实施方式的侧平面图，其具有圆锥形外壳和单个透镜，且钻石戒指被夹持在观察器内，并手对焦以获得光束的镜像，该镜像将辨识号显示为因没有光而暗的字符。

图11是第四实施方式的改进形式的侧平面图，其显示圆锥形外壳在其下端具有玻璃片，且钻石的切平面被紧压着玻璃以帮助使观察器对焦来获得切平面和辨识号的镜像。

优选实施方式描述

尽管本发明可以接受许多不同形式的实施方式，但是附图和说明书详细显示和描述了本发明的若干优选实施方式。应理解，附图和说明书应被认为是本发明原理的例证。它们并不意欲将本发明的宽泛的方面限于所示的实施方式。

宝石5，例如钻石，具有平坦的或平面的上部表面。宝石5的上部表面或切平面6被抛光成光滑的。当从上面观察宝石5时，切平面6是中心定位的，并由向下成角度的刻面7围绕。刻面7向宝石5最宽的部分或切割边缘8倾斜。当如在图5中从上面观察时，宝石5的形状界定了其中心9。宝石5的中心9通常是其切平面6的中心。典型的宝石5的切平面6直径在大约2mm到12mm(毫米)范围内。为了避免混淆，切平面6的光滑表面被以微米级或纳米级蚀刻，以在切平面6中形成雕刻物或铭刻物10，如辨识号11。诸如戒指、项链、垂饰的珠宝件15通常啮合切割边缘8以固定宝石5。切平面6保持畅通无阻并易于观察。宝石5或珠宝件15制造商的名称、标识、广告语、或商标，或者消费者的个人信息和图片，也可被蚀刻到切平面6，用于识别和市场目的。虽然蚀刻过程和铭刻物10挫伤了切平面6原本光滑的表面，但是微米级或纳米级的蚀刻物的尺寸、性质使得铭刻物10、辨识号11、标记或广告语对于肉眼或未受协助的人眼来说实质上是不可见的，并且当通过其切平面6观察时不会减弱宝石5整体的美感、晶莹或闪烁。

本发明通常涉及一种雕刻宝石观察器，其在图1-4中通常显示为参考数字20。宝石观察器20具有球体形状的外壳21。壳21具有外表面22和内表面23。外表面22通常是光滑的，用于由人抓住并握紧。内表面23涂覆有光吸收涂层24，比如黑漆。壳21是中空的并界定了用于接纳、保持和封闭宝石5或珠宝件15的内部空间25。壳或球体21具有中心轴线27，并通常由两个半壳31和41形成。每个半壳31或41优选为整体模制的塑料件，其具有半球体形状。每个壳的壁厚大约是1/16。球体21的直径优选大约4-1/2英寸以容纳各种各样的珠宝件15。

下部壳31构造成接收和保持石头5或珠宝件15。壳31具有中心、圆形的开口32以及平面的外部边缘33。开口32接纳对焦组件，下面将讨论。下部壳31的内表面23具有向内凸出的环形凸缘34。环形凸缘34定位在中心开口32周围。一对相对的校准臂(alignment leg)35从环形凸缘34延伸并进一步进入到下部壳31的内部25中。校准臂35中的至少一个具有形成在其朝内表面中的线性沟槽或槽36。中心开口32、环形凸缘34以及校准臂35联合形成校准槽38，用于接收和保持对焦组件。下部壳31的底部成形为形成平面的凸缘39。平面的凸缘39具有平坦的底部或者外表面。

上部壳或圆顶41构造成接收并封闭宝石5或珠宝件15，并且可拆卸地固定到下部壳31。与下部壳31类似，上部壳具有中心的、圆形的开口42以及平面的外边缘43。中心开口或观察入口42与下部壳31的中心开口32直径地相对并且轴向对齐。两个开口32和42的中心都定位在观察器20的中心轴线27上，并界定观察器20的中心轴线27。每个半壳31和41的边缘成形为匹配地接收另一个半壳的边缘，以形成完整的球体21。上部壳41设计成扣合到下部壳31，并当被这样固定时允许其围绕下部壳旋转。上部壳包括4个向里延伸、等长度的安装臂45。两个壳都由硬塑材料制成以保持其形状，并且是不透明的以在使用中阻止周围的外部光进入球体21。

放大镜或透镜50由上部壳41的中心开口42接收。透镜50具有上凸面52和下凸面53。放大镜50是由玻璃或塑料制成的常规凸透镜。透镜50的直径大约20mm，光学放大倍数在14X到20X的范围中。当放大倍数为18X时，读取宝石5上铭刻物10的焦距约为0.6英寸。透镜50的中心位于观察器20的轴线27上。透镜50的周界填充中心开口42，并且由形成中心开口的壳41的边缘齐平地并匹配地接收。当半壳31和41结合在一起时，观察器20通常设计成防止环境光进入其内部25。虽然一些环境光可以通过观察透镜或目镜50进入，但是进入的光相对较少，并且考虑到内部光吸收涂层24，以及由观察器20的内部光源60发出的光量大得多，其影响可忽略。反射加强涂层55被应用到透镜50的整个下表面53。涂层55是通过真空沉积应用到透镜的常规的金属反射涂层。涂层55反射一部分光，并允许一部分光透过涂层和透镜50。反射涂层55具有大约50/50光束分离，或者大约50％反射和50％透射。透镜50不由光吸收涂层24覆盖。

上部壳或圆顶41装有观察器20的内部光源60。光源60由具有四个发光二极管(LED)发光体62的电路板61形成。如图2和图3所示，每个LED发光体62从其顶端发出白光作为通常单向的光束65，类似于手电筒，其中光或光子的大部分在一段有用的距离上与光束的路径保持大致平行。每个LED发光体62的顶端直径大约是5mm，并且发出该直径大小的光束65，且当其远离源62传播时，光束直径略微发散。每个实质上单向的发光体62以大约3.7伏特工作，最大光强大约是4400毫坎德拉，并且产生具有大约10度发散锥体的光束65。发光体62优选地为由Lite-On，Inc.，ofMilpitas，California制造并以型号LTL33BCWK5AT销售的类型的常规的LED发光体。光束65的发散锥体在光束从透镜50的凸面53反射后增加到大于10度，这将在下面讨论。虽然发光体62被描述为白光，但是应理解，其可以是特定的颜色或被以某种方式过滤，而不偏离本发明的宽泛的方面。

LED发光体62通过电路板61与电池66电相通。电路板61包括运动开关或重力开关67以及定时电路68。当运动开关67感测到上部壳41的物理运动时，其激活光源60。定时电路68在期望时间段后关闭光源60。常规的LED发光体62、电池66、开光67和定时器68由电路板61电地、配合地连接。通常平面的电路板61通过定位柱45和紧固件如螺丝通常垂直于壳41的轴线27安装。电路板61具有直径大约为1-3/4英寸的圆形、中心的开口69。开口65的中心定位在观察器20的中心轴线27上，使得开口69通常平行并对准放大透镜50。LED发光体62关于中心开口69等距离地间隔开。如图2和图3中所示，每个发光体62被定向成将其顶端对着透镜50，使其发出的光束对准透镜。

在图1-4中所示的球形观察器实施方式中，每个发光体62的顶端被定位成距离观察器20的中心轴线27大约3/4英寸，并且光束65的中心线离该中心线照到透镜表面53的点大约是1/2英寸。但是，应理解，这些尺寸可以改变，而不偏离本发明的宽泛的方面。此外，虽然观察器20显示为具有四个LED发光体62，但应理解，观察器可具有单个光源。尽管如下所述，使用具有多个发光体62的观察器有助于操作者发现并将一个光束65定位在宝石切平面6上使得能够在沿观察器20的中心轴线27的焦点处看见镜像，但应理解，只需要单个发光体62就能产生如图5中由操作者看见的镜像。多发光体62观察器20的不利之处在于其往往降低由镜像展示的蚀刻物10或辨识号11的清晰度。

上部壳41包括电路板覆盖物70。覆盖物70具有弯曲的外部部分72，外部部分72成形为使其外部表面齐平地啮合并紧贴上部壳41的内表面23。覆盖物70还形成直接位于电路板61下表面的下方并紧贴该下表面的通常线性的壁74。覆盖物70具有圆形的中心开口75，开口75具有与电路板61的开口69相同的半径，且轴向对齐并配准开口69。LED发光体62发出的光由放大透镜50反射穿过开口69和75。电路板61及其覆盖物70将由上部壳41形成的内部25分割成上部发光室78和下部钻石室79。在此实施方式中，LED发光体62被定向成使得在光束65由放大透镜50反射之前，光束65不直接穿过中心开口69和75并进到钻石室79中。与壳31和41的内表面23以及球体20的其它的内部部件类似，电路板61及其覆盖物70优选地涂覆有光吸收材料24，如黑漆。

雕刻宝石观察器20适于并被设置成接收宝石安装夹持组件80，在图4、6和7中最佳地显示。夹持组件80包括带有中心开口的下部安装支架或板81。支架81具有大致平坦的上部表面，且两个向上突出的柱82接近一端定位。支架81的另一端具有推动板82a。支架81装有一对夹具83和93。下部夹具83滑动地安装到支架81的上表面。夹具83具有一对有中心开口的水平滑杆84。每个滑杆84具有拉长槽。滑杆84的一端具有推动板84a。滑杆84的另一端包括具有上部夹持部分86的向上延伸的U形夹持臂85。上部夹具93具有下部板94，下部板94具有适于锁定地接收柱82的槽。夹具93包括具有上部夹持部分86的向上延伸的U形夹持臂95。臂85和95的上部夹持部分86和96被配置成夹持单个如图3中所示的未安装的宝石5，或夹持如图2中的珠宝件15，如戒指。一组两个弹簧97将夹持组件80偏压到如图6中的闭合位置98中。每个弹簧97的一端固定到下部夹具83，且每个弹簧的一端固定到上部夹具93。通过将推动板82a和84a挤到一起，夹持组件80移动到其如图2、3和7中的打开位置99。

宝石观察器20包括对焦组件100，其被最佳显示在图2-4中。对焦组件100由下部壳31的中心开口32和校准槽38接收。组件100包括对焦轮101，其通常是平坦的，具有中心毂和远离球体21延伸的外部肋形边缘以易于夹紧。毂具有与壳31的平面凸缘39的下表面成齐平的、可旋转的接合的平坦的中心上部表面。轮101可螺纹地并刚性地固定到对焦螺杆或杆105。杆105与观察器20的中心轴线27共轴对齐。杆105可螺纹地并可旋转地接收可调节的对焦螺母111。螺母111具有较薄的上部部分112和较厚的下部部分113以界定具有多个凹进处115的水平突出部分114。

可调节的对焦组件100包括平台或托架121。托架121包括下部连接板122，连接板122具有向下突出的锁定螺柱122a，锁定螺柱122a匹配地被接收到螺母111中的凹进处115中以将螺母固定到托架。平台121包括外部环状的凸缘123，凸缘123的直径足够大使得其啮合下部壳31的校准臂35。外部凸缘123包括防旋转的键123a，其滑动地接收在一个校准臂35的线性槽36中。键123a键控啮合到槽36中，防止平台121和螺母111旋转，使得调节轮101和杆105的旋转不使螺母111或托架121旋转。相反，对焦螺母111和托架121沿调节杆105，或者换句话说沿与观察器20的中心轴线27共轴的行进的线性路径向上或向下线性地移动。托架121包括内部凸缘124，其界定用于贴合地接收螺母111的上部部分112的中心开口。平台121也包括具有平坦的上表面或平台128的外部框架127，用于齐平地接收和支撑宝石安装组件80的安装板181的下表面。外部框架127包括四个间隔的角柱129，来贴合地接收安装板81的侧面，以当夹持组件80被固定到对焦组件100时将夹持组件80保持在合适位置。如上所述，夹持组件80和对焦组件100优选地涂覆有光吸收材料24，如黑漆。

如图3所示，平台128与垂直于中心轴线27的方向倾斜或成约5度(5°)角。当放置在平台128上时，夹持组件80也以相同的角度倾斜，使得宝石5的切平面6也倾斜相同的角度，以便成角度地朝向所选择的入射光束65的方向。夹持组件80定位在平台128上，使得宝石5的切平面6保持与观察器20的中心轴线27对齐。虽然平台128和宝石切平面6显示为是倾斜的，以有助于在沿观察器20的中心轴线27的焦点149处产生镜像150，但应理解，本发明的广泛的方面也适用于将宝石切平面6定位成垂直于观察器的中心轴线的观察器。

如图2和3中所示，光由LED发光体或多个发光体62发出，使得每个光束65沿朝放大透镜50的路径传播。每个光束65照到透镜50的下凸面53的一部分上，并被反射以沿着朝向或入射到由夹持组件80固定的宝石5的切平面6的路径142向下传播。假定透镜表面53是高度抛光和光滑的，并且具有反射加强涂层55，光束65以类似镜面反射的方式由透镜表面53反射，尽管凸面53微小的弯曲造成光束65或其发散锥体额外的分散。但是，沿着入射路径142传播的大部分反射光仍然保持了包括实质上单向光的大体上明确的光束形状。假定宝石5的切平面6非常平，并且是高度抛光和光滑的，则光束65以镜面反射的方式从上面照到切平面6上，使得当反射的单向光束65沿镜像反射路径143传播时其完整性得以保持。

切平面6的蚀刻区域或铭刻物10以漫射反射的方式反射光束65。光束65沿照到宝石5上铭刻物10上的入射路径142传输的部分被以漫射或散射方式自路径143反射开。光束65被漫反射的部分不沿与光束65被镜面反射部分的相同的路径143传播。因此，光束65的漫反射部分没有对准透镜50，并且被覆盖在球体21内部表面的光吸收涂层24所吸收。光束65的镜面反射部分被反射为沿向透镜50返回的路径143向上传播。虽然当光束65照到宝石切平面6并由宝石切平面6反射时，其总直径大于5mm，但是光束用于通过镜面反射产生光谱反射光图像150的有效或有用的直径被认为大约为5到6mm。

沿镜面反射路径143传播的反射光束65被透镜50聚集，并被沿向焦点149传播的聚焦路径144集中以便观察。焦点149位于与透镜50轴向对齐的地方，并在透镜50上方大约二到三英寸的距离。当通过观察器20在其焦点149观察宝石5时，观察器显示包括如图5中的白亮区域152的光图像150。当照到宝石5的切平面6的单向的光束65大到足以覆盖切平面的整个表面时，光图像150以具有有角的周界153的清楚的图案显示光亮区域152，周界153显示了被观察的宝石切平面6的有角的周界。光亮区域152由光源60的光谱反射光形成。光亮区域152包括暗区域155，其包含代表刻到宝石5的切平面6中的铭刻物10或辨识号11的单个字符或不连续的组件区域156。由铭刻物10造成对切平面6的原本平坦、光滑的表面的破获，扰乱了由铭刻物反射的光，使得那部分光不沿着路径143或144向焦点149传播。因此，在焦点149所看到的光图像150的铭刻物部分10显示为光亮区域152中由于没有光形成的暗的字符156。

宝石5的切平面6定位在内部焦点148处，使得在外部焦点149的光图像150产生形成铭刻物10的辨识号11的字符154的不连续的图像。透镜50和发光体62的几何构型和方位，以及形成铭刻物10或辨识号11的字符154的尺寸，决定了内部焦点位置148的定位。在此实施方式中，焦点位置148距离透镜大约1/2到3/4英寸，但在其它实施方式中可以不同，而不偏离本发明的宽泛的方面。通过转动对焦轮101、对焦螺母111和托架121，沿着与观察器20的中心轴线27共轴的行进的线性路径移动夹持组件80和宝石5，使得宝石靠近或远离透镜50移动，并进到期望的焦点位置148中。

图8A显示了雕刻宝石观察器200的第二实施方式。观察器200具有单个半壳结构，其包括平坦的基部231和上部壳或圆顶241。基部231具有平坦、水平的上表面233以接收并固定地安装宝石5。基部231也装有光源60。观察器200设计成在使用时放置在平坦的支撑表面上以便稳定。为了这个目的，基部231的底部是平坦的。宝石5被放置在沿观察器200的中心轴线27定位的中心槽口235中。中心槽口235被成形成定位宝石5使其切平面6与基部231的表面223基本平行。为了聚焦观察，上部壳241的中心部分凹进，以使透镜50更靠近宝石5。光源60类似于观察器20的光源，包括电路板、电池、运动开关和中心开口。

发光体262是常规的多向白炽灯泡，但是也可以是单向的发光体62。发光体262关于宝石5均匀地间隔开，并且低于切平面6定位，使其发出的光不直接照在切平面上。观察器200的内部包括光吸收涂层24。透镜50为与球体形状观察器20相同的通常类型，并且包括反射加强涂层55。本实施方式的改进形式显示在图8B中。在此形式中，宝石5从与观察器200的中心轴线27直线对齐处倾斜或成角度，使得其切平面6面向固定到上部壳241的上部部分的LED发光体62。发光体62高于宝石5的切平面6定位，并且其单向光束直接对准宝石切平面6。

光路141-144与上述基本相同，展示宝石5的切平面6上的铭刻物10的光源60的光谱反射光图像150以基本相同的方式产生。透镜50固定到上部壳241，且透镜50的中心在观察器200上的中心轴27上。但是，透镜50安装在成角度的位置，使得其光轴与中心轴线27成角度。上部壳或圆顶241关于基部231旋转以帮助使宝石5的切平面6到达焦点位置148并使光图像150以及铭刻物10的字符对好焦距。

图9显示了雕刻宝石观察器300的第三实施方式。此观察器300包括显微镜装置350。观察器300具有单个半壳结构，其包括与观察器200的基部类似的平坦的基部231以及装有显微镜装置350的改进的上部壳或圆顶241。基部231具有用于固定地安装宝石5和固定光源60的上表面223。观察器200的里面包括光吸收涂层24。

与观察器200类似，宝石5被放置在沿着观察器300的中心轴线27定位的中心槽口235中。中心槽口235成形为将宝石5的切平面6定位成与基部231的表面223基本平行。光源60与观察器20的光源类似，包括电路板、电池和中心开口。发光体262是常规的多向白炽灯泡，不是单向的。发光体262关于宝石5均匀间隔开，并低于切平面6定位，使其发出的光不直接照到切平面上。光路141-144与观察器20和200的类似，但由于两个透镜351和352而包括另外的路径345。展示宝石5的切平面6上的铭刻物10的光源60的光谱反射图像150基本相同。

显微镜装置350具有由管353保持的间隔开的两个透镜351和352。透镜351和352具有与球体形状观察器20中的透镜50相同的通常类型。透镜351和352之间的距离是可调节的，以使宝石上的铭刻物10对好焦距。在其下表面具有反射加强涂层55的玻璃板355固定到装置350的下端。显微镜350的该端穿过观察器300的入口42，使得玻璃板355定位在观察器内部。显微镜装置350的中心线沿观察器300的中心轴线27定位，其光轴与观察器的中心轴线27共轴对齐。显微镜装置350可相对于宝石5旋转。显微镜装置350刚性地固定到上部壳341。壳241和显微镜装置350可相对于基部231旋转。这帮助使宝石5的切平面6到达焦点位置148，并使图像150和铭刻物152对好焦距。

图10和11中显示了雕刻宝石观察器400的手持式实施方式。观察器400具有锥形壳结构，其包括具有两端的锥形壳441。锥形壳441形成观察器400的内部室25。光源460固定到壳441的内表面。光源60与观察器20的光源有些类似，包括被成形为齐平地固定到壳441内表面的锥形电路板，装有电池，并连接到手动按钮开关。透镜50固定到锥形壳441的上端。透镜50具有与球体形状的观察器20相同的常规类型，并包括反射加强涂层55。观察器200里面包括光吸收涂层24。宝石5或珠宝件15被接收到锥形壳41形成的内部室25中。

图11显示了容器400的改进的实施方式。观察器400的这个形式包括固定到锥形壳441的与透镜相反一端的玻璃板454。观察器400通过将宝石5的切平面6贴在玻璃板454的外表面来接纳宝石5。在两个形式中，当宝石5的中心9定位在朝发光体62略微偏离中心轴线27中心时，观察器400可以更好地工作。这种偏离引导图像150通过透镜150的中心。内部光源60优选为球形观察器20中的类型的常规的单向LED发光体62。光源60可以是关于锥形壳441内部均匀间隔开的若干个LED发光体。发光体62以类似于球形观察器20的方式定向。用于产生展示宝石5的切平面6上的铭刻物的光源60的光谱反射图像150的光路141-144与上述大致相同。用手移动宝石5以帮助宝石5的切平面6进到焦点位置148，并使图像150和铭刻物10或辨识号11对好焦距。

尽管已经参考若干个实施方式描述了本发明，但本领域的技术人员应理解，可以做出各种改变并可替代等价物，而不偏离本发明的宽泛的方面。

Claims (17)

1.一种雕刻宝石观察器，其用于观察具有平坦、光滑的表面的宝石，以视觉地展示被雕刻或蚀刻到原本平坦、光滑的表面里的铭刻物，例如辨识号，所述铭刻物的尺寸小得以致对于肉眼是不可见的，所述雕刻宝石观察器包括：

不透明的容器，其具有外壳、观察入口、内表面和内部室，所述内表面涂覆有光吸收材料，且当宝石被所述容器配合地接收时，所述容器适合于实质上防止周围的外部光照到宝石的平坦、光滑的表面上；

放大透镜，其具有焦点，所述放大透镜在所述观察入口上被定向为当宝石被所述容器配合地接收时允许观察所述宝石的平坦、光滑的表面；

光源，其发出光，所述光被定向为沿向所述宝石的所述平坦、光滑的表面的入射路径传播通过所述容器的所述内部室，所述光由所述平坦、光滑的表面光谱反射以产生光谱反射光，所述入射路径以及所述宝石的所述平坦、光滑的表面被定位并被定向以引导所述光谱反射光沿光谱反射路径通过所述放大透镜传播并到达焦点，且沿所述入射路径传播的所述光的一部分由所述铭刻物漫反射，并且远离所述光谱反射路径传播，以及

其中所述光谱反射光产生光图像，所述光图像将所述铭刻物展示为所述图像中缺少光的部分，所述图像和所述铭刻物在所述放大透镜的所述焦点处是看得见的。

2.如权利要求1所述的雕刻宝石观察器，其中所述光源定位在所述容器的所述室内，所述光被引导为沿朝具有反射涂层的透明表面的初始路径传播，所述透明表面以及所述反射涂层被定位和定向成使所述光反射成沿所述入射路径传播。

3.如权利要求2所述的雕刻宝石观察器，其中所述外壳形成所述观察入口，所述反射表面为所述放大透镜，且所述放大透镜由所述外壳牢固地、齐平地接收以填充所述观察入口，且所述容器被构造成当宝石被安装在珠宝件上时配合地接收所述宝石，且其中所述铭刻物为辨识号。

4.如权利要求3所述的雕刻宝石观察器，其中所述容器具有宝石入口，且宝石通过插入所述宝石穿过所述宝石入口并进入到所述室中而由所述容器接收。

5.如权利要求3所述的雕刻宝石观察器，其中所述不透明的容器具有由平玻璃板覆盖的宝石入口，且其中宝石通过将所述宝石的所述平坦、光滑的表面齐平地压在所述玻璃板上而由所述容器配合地接收。

6.如权利要求2所述的雕刻宝石观察器，其中所述容器包括配合的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分构造成选择性地分开，以在所述室中插入宝石并配合地接收宝石，所述第一部分和第二部分进一步构造成选择性地结合在一起，以实质上环绕宝石并阻止周围的外部光进入所述室，且所述雕刻宝石观察器包括定位在所述容器内的宝石支撑机构，所述宝石支撑机构具有适于在固定位置中啮合并支撑宝石的表面。

7.如权利要求6所述的雕刻宝石观察器，其中所述第一容器部分和第二容器部分是上部分和下部分，且所述宝石支撑机构是由所述下部分形成的槽口，所述上部分形成所述观察入口，且所述上部分可关于所述下部分旋转，以使所述光图像和所述铭刻物对焦。

8.如权利要求7所述的雕刻宝石观察器，其中所述观察入口接收显微镜装置，所述显微镜装置包括所述放大透镜和第二间隔开的放大透镜，所述透明表面是定位在所述显微镜装置的一端并设置在所述容器的所述室内的玻璃板。

9.如权利要求6所述的雕刻宝石观察器，其中所述第一容器部分和第二容器部分是上部分和下部分，所述放大透镜由所述上部分牢固地、齐平地接收以填充所述观察入口，且用于支撑宝石的所述机构包括可拆装的夹持组件，所述夹持组件具有适于啮合并保持所述宝石的夹持部分。

10.如权利要求9所述的雕刻宝石观察器，其中所述下部分包括对焦组件，所述对焦组件适于选择性地沿朝向所述放大透镜的线性路径移动宝石，以将所述图像和所述铭刻物对焦。

11.如权利要求10所述的雕刻宝石观察器，其中所述容器具有中心轴线，且所述对焦组件和所述夹持组件构造成将宝石的切平面倾斜成不与所述中心轴线垂直。

12.如权利要求11所述的雕刻宝石观察器，其中所述宝石被安装到珠宝件，所述容器被构造成并适于配合地接收所述珠宝件，且所述夹持组件适于夹持所述珠宝件。

13.如权利要求2所述的雕刻宝石观察器，其中由所述光源产生的所述光是光束。

14.如权利要求13所述的雕刻宝石观察器，其中所述光源是LED发光体，且所述光束是实质上单向的光束。

15.如权利要求11所述的雕刻宝石观察器，其中平坦、光滑的表面是宝石的切平面，且当所述单向的光束照到宝石的切平面上时，所述单向的光束的有效半径为约5到6mm。

16.如权利要求15所述的雕刻宝石观察器，其中所述光源包括多个发光体。

17.如权利要求1所述的雕刻宝石观察器，其中所述宝石是半透明的。

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