CN104508530B - 用于个人通信设备的雕刻宝石观察器 - Google Patents

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Abstract

一种用于个人通信设备的宝石观察器，其用于观察已经被微观或纳米蚀刻、雕刻或浮雕有诸如标识号的图像或刻印的宝石表面。观察器被安装成利用个人通信设备的相机和LED光源。观察器将来自光源的光指引为沿着入射到含有刻印的宝石的表面的路径的光束。宝石沿着向回朝向放大透镜并穿过放大透镜光束射到个人通信设备的相机镜头的路径光谱地反射光束，从而提高相机镜头的放大特性以生成展示个人通信设备显示屏上的刻印的可视光图像。

Description

用于个人通信设备的雕刻宝石观察器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年5月25日提交的序列号为61/652,072的美国临时专利申请的权益。该申请中公开的所有信息在此通过引用全部并入本文。
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图像或辨识号的宝石的装置。
背景技术
已知的是，使用聚焦离子束在钻石的台面上蚀刻微观的或纳米级的刻印。刻印的尺寸如此之小以致肉眼看不见。使用普通10X放大镜即使由熟练的宝石商也几乎不可能读取刻印，因为很难实现合适的视角并且放大倍数也不够。可包括诸如辨识号的单个字符(即，字母和/或数字)的雕刻的图像常规地具有约300微米到1200微米范围的长度。刻印通常被蚀刻到约10纳米到80纳米的深度。钻石和其它宝石的半透明特性加重了观察刻印的难度，该半透明特性允许光穿过由雕刻工艺形成的离子抛光区域和宝石的周围表面(例如，台面，其上侧刻面)两者。
观察刻印的常规方法是采用高倍65X放大透镜和具有电子显示屏的相机来观察微观刻印。这种系统昂贵、笨重并且很难使用，其降低了刻印的价值，因为大多数零售商和消费者不具有这样的设备，并因此不能看到或利用刻印。
通过引用全部并入本文并且由与本发明相同的发明人发明的并由相同的受让人拥有的7,468,786号和8,035,807号美国专利公开了一种低成本并且高效率的观察器(其在下文中称为雕刻宝石观察器(engraved gemstone viewer))，这种观察器利用了以使得产生与镜子的光谱光反射非常相似的光谱光反射的方式照射抛光钻石表面的概念。这种雕刻宝石观察器虽然有效，但对可能需要在任何时刻观察雕刻品的个人而言缺乏便利性，并且此外，缺乏对图像进行记忆以用于以后回忆、比较分析或对包含在图像中的信息的远程通信的方式。
发明内容
本发明旨在提供解决这些和其它问题的解决方案并对上述结构和方法进行改进。
本发明的实施例主要包括以下方面：
1)一种与电子通信设备一起使用的设备，用于观察宝石以展示雕刻、浮雕或蚀刻到宝石的表面中的诸如图像或辨识号的标记或刻印，所述电子通信设备具有相机镜头。
2)根据1)所述的设备，还包括：
基部；
观察器主体，其连接到所述基部或与所述基部一体形成；
放大透镜，其连接到所述观察器主体；以及
聚焦玻璃，其连接到所述观察器主体，其中所述放大透镜定位在所述聚焦玻璃与所述相机镜头之间；
所述聚焦玻璃以及所述放大透镜通过所述观察器主体以相距彼此的足够的距离被保持住，使得当宝石的表面靠着所述聚焦玻璃放置时，所述相机镜头通过所述放大透镜被恰当地聚焦到宝石的表面。
3)根据2)所述的设备，其中，所述放大透镜大致与所述相机镜头同轴对齐但不接触所述相机镜头地连接到所述基部。
4)根据3)所述的设备，其中，所述电子通信设备包括光源，并且其中所述基部具有开口，以允许来自所述光源的光穿过朝向所述聚焦玻璃定向的通道的无阻碍光束路径。
5)根据4)所述的设备，其中所述聚焦玻璃被定向成使得与所述聚焦玻璃接触的宝石将处于自所述光源指向宝石的光束路径中，并将沿着向回到所述放大透镜并穿过所述放大透镜到所述相机镜头的路径反射光束。
6)根据5)所述的设备，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持环保持在合适位置上，该可移除的保持环允许所述聚焦玻璃被移除和安装。
7)根据6)所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的大约5度到大约25度的角度被保持。
8)根据7)所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的大约13度到大约16度的角度被保持。
9)一种与电子通信设备一起使用的设备，用于观察宝石以展示雕刻、浮雕或蚀刻到宝石的表面中的诸如图像或辨识号的标记或刻印，所述电子通信设备具有相机镜头，所述设备包括：
基部；
观察器主体，其连接到所述基部或与所述基部一体形成；
放大透镜，其连接到所述观察器主体；以及
聚焦玻璃，其连接到所述观察器主体，其中所述放大透镜定位在所述聚焦玻璃与所述相机镜头之间；
所述聚焦玻璃以及所述放大透镜通过所述观察器主体以相距彼此的足够的距离被保持住，使得当宝石的表面靠着所述聚焦玻璃放置时，所述相机镜头通过所述放大透镜被恰当地聚焦到宝石的表面。
10)根据9)所述的设备，其中，所述放大透镜大致与所述相机镜头同轴对齐但不接触所述相机镜头地连接到所述基部。
11)根据10)所述的设备，还包括光源，并且其中所述基部具有开口，以允许来自所述光源的光穿过朝向所述聚焦玻璃定向的通道的无阻碍光束路径。
12)根据11)所述的设备，其中所述聚焦玻璃被定向成使得与所述聚焦玻璃接触的宝石将处于自所述光源指向宝石的光束路径中，并将沿着向回到所述放大透镜并穿过所述放大透镜到所述相机镜头的路径反射光束。
13)根据12)所述的设备，其中，所述基部包括通过两个邻接的侧平面彼此隔开的顶平面和底平面，并且其中所述顶平面、所述底平面和所述两个侧平面被精确地间隔开，以与所述电子通信设备接触，使得主要通过摩擦将所述基部固定到所述电子通信设备而无需施加额外的压力或无需机械装置。
14)根据13)所述的设备，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持环保持在合适位置上，该可移除的保持环允许所述聚焦玻璃被移除和安装。
15)根据14)所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的大约5度到大约25度的角度被保持。
16)根据15)所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的大约13度到大约16度的角度被保持。
17)一种与电子通信设备一起使用的设备，用于观察宝石以展示雕刻、浮雕或蚀刻到宝石的表面中的诸如图像或辨识号的标记或刻印，所述电子通信设备具有相机镜头和光源，所述设备包括：
基部，其包括通过两个邻接的侧平面彼此隔开的顶平面和底平面；
观察器主体，其连接到所述基部或与所述基部一体形成；
放大透镜，其连接到所述观察器主体；以及
聚焦玻璃，其连接到所述观察器主体，其中所述放大透镜定位在所述聚焦玻璃与所述相机镜头之间；
所述聚焦玻璃以及所述放大透镜通过所述观察器主体以相距彼此的足够的距离被保持住，使得当宝石的表面靠着所述聚焦玻璃放置时，所述相机镜头通过所述放大透镜被恰当地聚焦到宝石的表面。
18)根据17)所述的设备，其中，所述底平面具有开口，以允许来自所述光源的光穿过朝向所述聚焦玻璃定向的通道的无阻碍光束路径。
19)根据18)所述的设备，其中，所述顶平面、所述底平面和两个侧平面被精确地间隔开，以与所述电子通信设备进行接触，使得主要通过摩擦将所述基部固定到所述电子通信设备而无需施加额外的压力或无需机械装置。
20)根据19)所述的设备，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持环保持在合适位置上，该可移除的保持环允许所述聚焦玻璃被移除和安装。
21)根据20)所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的大约5度到大约25度的角度被保持。
本发明关于一种雕刻宝石观察器，其用于观察已经被蚀刻有诸如品牌标志或辨识号的图像的宝石表面，作为附接到具有集成的相机的包括但不限于平板电脑或智能手机(或或例如Samsung Android设备)的现代个人通信设备的附属装置。平板或智能手机的相机以及其固有的数字成像和计算功能从而插在先前的EngravedGemstone Viewer(雕刻宝石观察器)的放大透镜和观察雕刻品的个人之间。当被观察者接收时，宝石可安装在一件珠宝上或可以保持未安装。个人通信设备的集成光源(通常为LED，当使用相机时其用作闪光照相光源，但是也具有其它应用)被捕获并作为光束指向可涂覆有反射增强涂层的放大透镜，或者可选择地作为指向雕刻钻石的表面的光束。若指向透镜，则透镜沿着入射到含有刻印的宝石表面的路径反射光束。如果指向钻石本身，则路径是同样地入射到宝石的表面。在任一结构中，宝石表面沿返回到放大透镜的路径向回反射光束，进而产生个人通信设备的相机镜头可观察的光束的镜面反射，并因此在个人通信设备上的数字显示器上实时可见。光离开宝石表面的这种反射将雕刻的图像或刻印展示为反射光中的差别，在雕刻的区域中它或者更亮(反射)或者更暗(漫射)。进而，刻印作为较暗和较亮平面、线和阴影的组合展现在光谱反射光的区域中。
用于个人通信设备的宝石观察器的一个优点是附接设备的尺寸小。尺寸小使储存和携带方便，使得附接件同个人通信设备本身一样普遍存在。方便性使观察器更实用，并更可能在将钻石暂时提供给第三方的情况下(诸如在首饰商店以进行修复)使用。
用于个人通信设备的宝石观察器的另一个优点是，对观察器进行校准以正确定位雕刻品的反射图像，以用于最佳观察，而无需对观察器进行任何聚焦、对准或其他调节。然而，使用者能够使用个人通信设备中固有的普通相机特征来调节和操纵观察屏上的数字图像。例如，使用者可提高屏幕上的尺寸以更好地观察，或者使用者可以拍摄图像的数码相片。
用于个人通信设备的宝石观察器的另一个优点是它是使用简单放大透镜的便宜的装置，该放大透镜与个人通信设备的集成透镜(其本身不是足够强大)相结合将图像放大到正确程度以使得图像可见。这使得能够使用复杂和昂贵的电子技术，如相机/摄像软件和数字处理软件，其内置在个人通信设备中但否则过于昂贵难而不用于单独的宝石观察器应用。
用于个人通信设备的宝石观察器的另一个优点是设备的简单性允许其以大量配置被便宜地生产以用于大范围的个人通信设备，每个配置具有不同设置的相机镜头和光源。
用于个人通信设备的宝石观察器的另一个优点是，通过便捷地移除聚焦玻璃件，它也可以作为技术上增强的具有LED灯的“珠宝商放大镜”设备(低倍放大镜)，并且还允许个人通信设备相机技术给予宝石观察器以用于观察雕刻图像的相同的优点。
用于智能手机的宝石观察器的另一个优点是，用聚焦玻璃(focusing glass)代替玻璃表面来以适当的焦距(距离放大透镜的“对焦”距离)正确地对准宝石，使使用者能够快速将宝石焦点对准地保持住，同时利用个人通信设备观察器作为技术上增强的“珠宝商放大镜”。
本发明的其它目的和优点将在下文变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的安装在上的雕刻宝石观察器的上侧透视图。
图2是图1所示的安装在上的雕刻宝石观察器的底侧透视图。
图3是图1所示的雕刻宝石观察器的分解透视图。
图4是图1所示的雕刻宝石观察器的放大俯视图，仅用于定位目的而示出所包括的个人通信设备的一部分，用虚线显示。
图5是图4所示的雕刻宝石观察器的沿着图4的线5-5截取的侧视剖视图。
图6是安装在上的图1所示的雕刻宝石观察器的仰视图。
图7是图6所示的用于智能手机的雕刻宝石观察器的沿着图6的线7-7截取的侧视剖视图。
图8是雕刻宝石观察器的侧视图。
图9是图8所示的雕刻宝石观察器的沿着图8的线9-9截取的侧视剖视图。
具体实施方式
本发明一般涉及一种用于个人通信设备的雕刻宝石观察器10。观察器10一般在附图中以特别适合于的实施方案的形式示出，尽管本发明的主题——观察器适合于具有集成相机和诸如LED灯的光源以提供摄影照明或“闪光”能力的任何智能手机、个人通信设备或个人生产力设备1。这种智能手机、个人通信设备或个人生产力设备也可包括例如或诸如的平板电脑。根据本发明，观察器10具有基部12(在所示实施方案中一般以大致正方形的形状示出，但许多其它形状也将功能等同)，以接收个人通信设备1的角落，在该角落中相机镜头和光源定位在个人通信设备的背侧上。在所示实施方案中，基部12具有由两个邻接侧平面18、20隔开的顶平面14和底平面16，基部12优选一体形成，但也可由零件形成并被组装。基部12在相对的两个邻接侧上是开放的，以便适应通过两个开放侧所接收的个人通信设备1的厚度。优选地，将基部12的顶平面14、底平面16和两个侧平面18、20精确地间隔开，以与个人通信设备1进行摩擦接触，从而把观察器10固定到个人通信设备，而无需施加额外的压力或机械装置。在观察器10的可选择的实施方案中，基部12可具有不同的形状和尺寸，以便正确地定向该设备，以接纳不同型号的智能手机或个人通信设备，其中基于装置在个人通信设备中的定位，相机镜头和光源分别在不同的位置。
在该实施方案中示出具有漏斗形状的观察器主体22被附接到底平面16或与底平面16一体形成，并远离个人通信设备1突出。观察器主体22是可调节尺寸以容纳一般在底平面16的水平面上并且一般与个人通信设备1的相机或主体的镜头2同轴对齐但不接触的放大透镜24的结构。底平面16是开放的，以允许光经过放大透镜24到个人通信设备1的相机的镜头2的无障碍路径。放大透镜24是这样的校准(calibration)以便在视觉上放大个人通信设备1的相机的视野内的物体，在此之外，其以其它方式通过相机本身的独立透镜是可能的。
如在图6-9中更详细地所示，观察器主体22的相对端在一般不与放大透镜的平面平行的平面处终止，其中由可移除的保持环28将聚焦玻璃26可移除地保持在合适的位置上。由观察器主体22将聚焦玻璃26和放大透镜24以彼此恰当的距离保持住，使得个人通信设备1的相机通过在观察器主体顶部处的放大透镜恰当地聚焦到靠着在观察器主体底部处的聚焦玻璃的外表面放置的诸如钻石的宝石3的表面(图5)。聚焦玻璃26的平面相比较于放大透镜24的平面的最佳角度由放大透镜相对于光源4的位置的焦距确定。在该实施方案中，角度将在大约5度和25度之间，并且最优选大约13度到16度。
基部12的底平面16也具有通向通道30的开口29，以允许来自个人通信设备1的光源4的光穿过朝向聚焦玻璃26定向的通道30的无障碍路径。如上所述，然后，聚焦玻璃26以一定的角度被定向，使得与聚焦玻璃进行接触的钻石3将接收从光源4指向钻石3的光束路径，并向回反射到放大透镜24并穿过放大透镜24到个人通信设备1的相机镜头2的光束路径。
在可选择的实施方案中，光源4的路径可以朝向放大透镜定向，使得来自光源的光的路径通往放大透镜，并且然后通往钻石3的表面，钻石3的表面反过来将光路径向回反射到放大透镜24并穿过放大透镜24到个人通信设备的相机的镜头2。如上提到的，光束的这种定向路径以及所需要的角度在以上引用的Engraved Gemstone Viewer(雕刻宝石观察器)专利中公开。
虽然本发明容许有许多不同形式的实施方案，但是附图示出了并且说明书描述了本发明的优选实施方案中的仅一些。应当理解，附图和说明书应被认为是本发明的原理的示例。它们并不旨在将本发明的广泛方面限制到所示实施方案。该功能留在下面的权利要求中。

Claims (23)

1.一种与电子通信设备一起使用的设备，用于观察宝石以展示雕刻、浮雕或蚀刻到宝石的表面中的标记或刻印，所述电子通信设备具有相机镜头，所述设备包括：
基部；
观察器主体，其连接到所述基部或与所述基部一体形成；
放大透镜，其连接到所述观察器主体；以及
聚焦玻璃，其连接到所述观察器主体，其中所述放大透镜定位在所述聚焦玻璃与所述相机镜头之间；
所述聚焦玻璃以及所述放大透镜通过所述观察器主体以相距彼此的足够的距离被保持住，使得当宝石的表面靠着所述聚焦玻璃放置时，所述相机镜头通过所述放大透镜被聚焦到宝石的表面。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述标记或刻印包括图像或辨识号。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述放大透镜与所述相机镜头同轴对齐但不接触所述相机镜头地连接到所述基部。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述电子通信设备包括光源，并且其中所述基部具有开口，以允许来自所述光源的光穿过朝向所述聚焦玻璃定向的通道的无阻碍光束路径。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述聚焦玻璃被定向成使得与所述聚焦玻璃接触的宝石将处于自所述光源指向宝石的光束路径中，并将沿着向回到所述放大透镜并穿过所述放大透镜到所述相机镜头的路径反射光束。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持环保持在合适位置上，该可移除的保持环允许所述聚焦玻璃被移除和安装。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的5度到25度的角度被保持。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的13度到16度的角度被保持。
9.一种与电子通信设备一起使用的设备，用于观察宝石以展示雕刻、浮雕或蚀刻到宝石的表面中的标记或刻印，所述电子通信设备具有相机镜头，所述设备包括：
基部；
观察器主体，其连接到所述基部或与所述基部一体形成；
放大透镜，其连接到所述观察器主体；以及
聚焦玻璃，其连接到所述观察器主体，其中所述放大透镜定位在所述聚焦玻璃与所述相机镜头之间；
所述聚焦玻璃以及所述放大透镜通过所述观察器主体以相距彼此的足够的距离被保持住，使得当宝石的表面靠着所述聚焦玻璃放置时，所述相机镜头通过所述放大透镜被聚焦到宝石的表面。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述标记或刻印包括图像或辨识号。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其中，所述放大透镜与所述相机镜头同轴对齐但不接触所述相机镜头地连接到所述基部。
12.根据权利要求11所述的设备，还包括光源，并且其中所述基部具有开口，以允许来自所述光源的光穿过朝向所述聚焦玻璃定向的通道的无阻碍光束路径。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述聚焦玻璃被定向成使得与所述聚焦玻璃接触的宝石将处于自所述光源指向宝石的光束路径中，并将沿着向回到所述放大透镜并穿过所述放大透镜到所述相机镜头的路径反射光束。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述基部包括通过两个邻接的侧平面彼此隔开的顶平面和底平面，并且其中所述顶平面、所述底平面和所述两个邻接的侧平面被精确地间隔开，以与所述电子通信设备接触，使得主要通过摩擦将所述基部固定到所述电子通信设备而无需施加额外的压力或无需机械装置。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持环保持在合适位置上，该可移除的保持环允许所述聚焦玻璃被移除和安装。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的5度到25度的角度被保持。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的13度到16度的角度被保持。
18.一种与电子通信设备一起使用的设备，用于观察宝石以展示雕刻、浮雕或蚀刻到宝石的表面中的标记或刻印，所述电子通信设备具有相机镜头和光源，所述设备包括：
基部，其包括通过两个邻接的侧平面彼此隔开的顶平面和底平面；
观察器主体，其连接到所述基部或与所述基部一体形成；
放大透镜，其连接到所述观察器主体；以及
聚焦玻璃，其连接到所述观察器主体，其中所述放大透镜定位在所述聚焦玻璃与所述相机镜头之间；
所述聚焦玻璃以及所述放大透镜通过所述观察器主体以相距彼此的足够的距离被保持住，使得当宝石的表面靠着所述聚焦玻璃放置时，所述相机镜头通过所述放大透镜被聚焦到宝石的表面。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述标记或刻印包括图像或辨识号。
20.根据权利要求18或19所述的设备，其中，所述底平面具有开口，以允许来自所述光源的光穿过朝向所述聚焦玻璃定向的通道的无阻碍光束路径。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述顶平面、所述底平面和两个邻接的侧平面被精确地间隔开，以与所述电子通信设备进行接触，使得主要通过摩擦将所述基部固定到所述电子通信设备而无需施加额外的压力或无需机械装置。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持环保持在合适位置上，该可移除的保持环允许所述聚焦玻璃被移除和安装。
23.根据权利要求22所述的设备，其中，所述聚焦玻璃以相对于所述放大透镜的5度到25度的角度被保持。
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