CN113474640A - 便携式高分辨率宝石成像系统 - Google Patents

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CN113474640A CN202080016019.9A CN202080016019A CN113474640A CN 113474640 A CN113474640 A CN 113474640A CN 202080016019 A CN202080016019 A CN 202080016019A CN 113474640 A CN113474640 A CN 113474640A
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B·R·佩阿尔
E·马吉亚考莫
T·皮库诺
J·里格曼
D·N·E·迪尔兰伯格
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Abstract

本发明提供了用于对宝石(310)成像的系统(300)、方法和计算机程序产品。所述系统(300)包括：具有被配置成用于固持物体(310)的平台(308)的载物台(302)；被配置以照明所述物体(310)的光源(312)；被配置以至少部分地封闭所述物体(310)的外壳(314)，其中所述外壳(314)被配置以定位移动设备(318)使得所述移动设备(318)的相机镜头与所述物体(310)对准。

Description

便携式高分辨率宝石成像系统
技术领域
本发明总体上涉及一种用于使用现有的相机使能移动设备制作低成本显微镜的方法、系统和计算机程序产品。更具体地，本发明涉及用于便携式高分辨率宝石(gem)成像系统的方法、系统和计算机程序产品。
背景技术
当前世界上存在大量智能电话用户。这些智能电话中的许多智能电话被提供有高计算能力、视频流能力、高质量图像捕获能力和其他处理能力。这为开发基于这些能力的应用程序(尤其是用于感测和成像应用程序)提供了前所未有的机会。
钻石是本文考虑的宝石(宝石)的非限制性实例。存在许多用于商业应用的用于评估和表征钻石和宝石质量和价值的钻石成像系统。然而，低成本的基于蜂窝电话的便携式成像系统对于宝石的商业分级是相当罕见的并且高度不足的。
发明内容
说明性实施例提供了一种方法、系统和计算机程序产品。宝石成像系统的实施例包括具有平台的载物台，所述平台被配置成固持物体。在一实施例中，所述系统还包含被配置以照明所述物体的光源。在实施例中，所述系统还包含被配置以至少部分地封闭所述物体的外壳，其中所述外壳被配置以定位移动设备，使得所述移动设备的相机镜头与所述物体对准。
在实施例中，该系统包括被配置为可移除地耦合到移动设备的微透镜适配器。在实施例中，该系统包括定位在外壳的孔径中的微透镜。在实施例中，微透镜是球透镜、半球形透镜、双曲线透镜或非球面透镜之一。在实施例中，该系统包括被配置成支持该移动设备的第二平台。
在实施例中，第二平台可相对于载物台移动。在实施例中，该系统包括联接到该外壳上的一个臂。在实施例中，臂被配置为相对于载物台移动外壳。在实施例中，载物台可以10至100微米的增量移动。
在实施例中，外壳包括相对于平台定向的光反射器，使得来自光源的光从光反射器反射到物体上。在实施例中，光源是耦接到外壳的照明面板。
在实施例中，该系统包括机动机构以在至少一个方向上移动平台以改变宝石相对于移动设备的位置。在一实施例中，平台被配置成将物体保持在微透镜的焦点平面处。
实施例包括计算机可用程序产品。计算机可用程序产品包括一个或多个计算机可读存储设备，以及存储在一个或多个存储设备中的至少一个上的程序指令。
实施例包括计算机系统。该计算机系统包括一个或多个处理器、一个或多个计算机可读存储器和一个或多个计算机可读存储设备，以及存储在该一个或多个存储设备中的至少一个上的用于由该一个或多个处理器中的至少一个经由该一个或多个存储器中的至少一个执行的程序指令。
附图说明
在所附权利要求中阐述了本发明的某些新颖特征特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考说明性实施例的以下详细说明，将最好地理解本发明本身以及使用的优选模式、其进一步的目的和优点，在附
图中：
图1描绘了可以实现说明性实施例的数据处理系统的网络的框图；
图2描绘了可以实现说明性实施例的数据处理系统的框图；
图3描绘了根据说明性实施例的宝石成像系统的示例配置；
图4描绘了根据说明性实施例的拱形反射器的示例配置；
图5描绘了根据说明性实施例的另一个宝石成像系统的示例配置；
图6A描绘了根据说明性实施例的另一个宝石成像系统的示例配置；
图6B描绘了根据说明性实施例的另一个宝石成像系统的示例配置；
图7描绘了根据说明性实施例的宝石成像系统的外壳的示例配置。
具体实施方式
宝石分级是高度手动的过程，取决于技术人员的技能、经验水平、对宝石生产区域和技术的熟悉度、以及许多其他变量。因此，宝石的分级由于分级过程中的人类依赖性变化通常是不均匀且不可靠的。虽然分级标准已经由全世界的宝石分级实验室开发和实施，但是即使使用标准，分级过程仍然非常依赖于人。例如，每年生产的宝石中只有一小部分穿过那些实验室，并且选择甚至更小部分用于根据标准分级，并非所有标准在每种情况下都由人类检查员一致地应用，宝石的自然变化使得分级变成高度主观的，而不管标准，或在基于标准的分级中的这些和其他困难的一些组合如何。在宝石制造和质量保证技术中存在对可靠、高速且均匀的宝石分级系统的需要。
各个实施例包括用于实现高分辨率图像捕获的移动设备的微透镜适配器。在多个具体实施例中，微透镜适配器包括使用具有例如15x或更大的高放大倍数(用于比较，人类毛发宽度是100微米)的移动设备能够进行微米尺寸(毫百万米)物体的图像捕捉的微透镜。各种实施例提供了宽范围的图像捕获和处理应用，诸如跟踪流体内的微珠运动、钻石缺陷映射和成像、使细菌和其他细胞生物成像以及伪造商品检测和保护。
目前可获得的具有1-微米或更好分辨率的显微镜通常是定制设备，其花费数千美元并且难以从一个观察位点移动或重新定位到另一个观察位点，因为它们是相当庞大的。说明性实施例认识到，目前可用的工具或解决方案不提供零售商处的便携式宝石成像系统。说明性实施例认识到，目前可用的工具或解决方案没有解决这些需要/问题或者为这些需要/问题提供足够的解决方案。用于描述本发明的说明性实施例一般通过提供用于移动设备的微透镜适配器来处理和解决上述问题和其他相关问题。
实施例包括一种方法，该方法可被配置成产生具有微米光学分辨率和从15x和更高的放大率的许多微透镜配置。实现类似的光学分辨率目前需要在市场上花费大约15，000美元的显微镜。此外，相对于目前可获得的高分辨率显微镜，一个实施例的整个设置对于现场应用是相当紧凑的并且容易便携的。
在具体实施例中，微透镜适配器的微透镜可以区分其他透镜适配器不能实现的尺寸为1微米(1百万分之一米)的微粒子。在一个或多个实施例中，微透镜适配器包括在外壳的孔径中具有球透镜的外壳(本文中可互换地称为主体)，并且所述外壳被配置成耦合到移动设备以将所述移动设备的相机的镜头定位成与所述球镜头和要被成像的物体对准。在具体实施方式中，球透镜具有0.5至几毫米(毫米)范围内的短焦距并且由玻璃构成。在实施例中，微透镜适配器被构造、形成或机械加工以在特定位置处容纳球透镜以将球透镜保持在适当位置。在一个或多个实施例中，微透镜适配器包括开口，来自物体的光通过该开口进入球透镜以在球透镜的后侧上形成图像。所述微透镜适配器还包括外表面上的凹部，所述凹部的尺寸适于接纳具有穿过其中的孔径孔的插入件。在一个具体实施例中，该凹陷和插入件具有矩形形状。在特定实施例中，孔径孔具有0.9mm的直径，用作实现1微米的光学分辨率以及限制光学成像中的球面像差和其他像差两者的孔径。在一或多个实施例中，孔径孔与移动设备的相机的镜头对准以允许以最小图像失真通过孔径孔从球透镜俘获物体的一或多个图像。
在具体实施例中，微透镜适配器的微透镜可以区分其他透镜适配器不能实现的尺寸为1微米(1百万分之一米)的微粒子。在一个或多个实施例中，微透镜适配器包括在外壳的孔径中具有非球面透镜的外壳(本文中可互换地称为主体)，并且所述外壳被配置为耦合到移动设备以将所述移动设备的相机的镜头定位成与所述非球面镜头和待成像的物体对准。在具体实施方式中，非球面透镜具有在5至30mm(毫米)范围内的短焦距和在10至25mm范围内的直径并且由玻璃或塑料构成。在实施例中，微透镜适配器被构造、形成或机械加工以在特定位置处容纳非球面透镜以将其保持在适当位置。在一个或多个实施例中，微透镜适配器包括开口，来自物体的光通过该开口进入非球面透镜以在非球面透镜的后侧上形成图像。所述微透镜适配器还包括外表面上的凹部，所述凹部的尺寸适于接纳具有穿过其中的孔径孔的插入件。在一个具体实施例中，该凹陷和插入件具有圆形形状。在特定实施例中，孔径孔具有8mm的直径，充当孔径以限制形成图像的光线锥以限制光学成像中的球面像差和其他像差。它还有助于调整或获得成像下的物体的所希望的景深。在一个或多个实施例中，孔径孔与移动设备的相机的镜头对准以允许以最小的图像失真通过孔径孔从非球面镜头捕获物体的一个或多个图像。
例如在公开的PCT申请WO 2018/215823中描述了微透镜适配器的合适形式。
实施例用移动设备通过本文描述的透镜设备(例如，宽视场透镜)创建宝石(例如，钻石)的图像。该实施例捕获宝石的一个或多个桌面图像。实施例记录宝石的不同Z区段。该实施例创建成像宝石的Z合成图像以产生透过整个半宝石的视图。
另一个实施例使用本文描述的图像中的一个或多个来唯一地标识正在例如由相当大的客户交易给零售商的宝石。一个实施方式提供专门的人工智能(AI)技术，以利用利用本文中描述的宝石成像器记录的图像识别宝石，图像在交易之前或同时记录。由于由一个或多个实施例形成的低成本系统的可用性，宝石零售商可提供验证服务--验证消费者为交易或某种其他服务带来的宝石。钻石和宝石可以在销售点处成像并且添加到数据库中。当顾客想要在稍后的时间点向零售商转售或验证来源时，存储在原始卖方的数据库中的宝石图像可与实施例所提供的AI算法一起使用。在一个实施例中，AI算法被优化用于宝石识别或验证操作。
对iPhone、蜂窝电话、移动电话、智能电话、或其变体的任何引用是对具有适合于放置在服装口袋中的形状因子的便携式计算设备的引用。这样的便携式设备可以但不必包括进行电话通信的能力。
对LED(发光二极管)照明、照明器、光源或其某种变体的任何引用仅被描绘并且旨在作为非限制性实例。在说明性实施例的范围内可以使用具有相当的形状因数和照明量的任何光源。
对宽场透镜或其一些变体的引用仅被描绘并且旨在作为非限制性实例。在说明性实施例的范围内可使用形状因数允许其与本文涵盖的便携式装置结合使用且具有至少等于或宽于在商业移动电话上找到的透镜的视场的透镜。
在实施例的实现方式中，可以省略所描绘的外壳或适配器。机动化部件可被配置为可通过其他机构移动。反射器形状和材料可以被改变为不同于圆顶形状，例如，盒状、织物反射器等。取决于实现方式和具体使用环境，本文考虑的图像可以是黑白或彩色的。
对比较性词语或形容词(例如，紧/牢固、轻/强、小/大、快/慢、以及许多其他词语或形容词)的任何引用参考适用于由形容词限定的词语的相应阈值。该阈值应当被选择以避免与该项相关的不希望的影响。例如，“轻轻地按压”应当被解释为“在施加小于阈值力的力的同时按压，其中，阈值力可能不期望地使正被按压的物体变形或移位”。作为另一个示例，“紧密靠近(灯环)”应当被解释为“靠近(灯环)距被照亮物体的距离，其中，该距离大于阈值距离，其中，该阈值距离可能不期望地在被照亮的物体上投射阴影”。
参考附图并且具体地参见图1和2，这些图是可以在其中实现说明性实施例的数据处理环境的示例图。图1和2仅是示例并且不旨在断言或暗示关于其中可以实现不同实施例的环境的任何限制。特定实施例可基于以下描述对所描绘的环境做出许多修改。
图1描绘了可以实现说明性实施例的数据处理系统的网络的框图。数据处理环境100是其中可以实现说明性实施例的计算机网络。数据处理环境100包括网络102。网络102是用于在数据处理环境100内连接在一起的不同设备和计算机之间提供通信链路的介质。网络102可包括连接，诸如有线、无线通信链路或光纤电缆。
客户端或服务器仅是连接到网络102的某些数据处理系统的示例角色，并且不旨在排除这些数据处理系统的其他配置或角色。服务器104和服务器106与存储单元108一起耦合到网络102。软件应用程序可在数据处理环境100中的任何计算机上执行。客户端110、112和114也耦合到网络102。诸如服务器104或106或客户端110、112或114的数据处理系统可以包含数据并且可以具有在其上执行的软件应用程序或软件工具。
仅作为实例，并且不暗示对此类架构的任何限制，图1描绘了在实施例的示例实现方式中可用的某些部件。例如，服务器104和106以及客户端110、112、114仅作为示例被描绘为服务器和客户端，而不暗示对客户端-服务器架构的限制。作为另一示例，实施例可以如所示跨若干数据处理系统和数据网络分布，而另一实施例可以在说明性实施例的范围内在单个数据处理系统上实现。数据处理系统104、106、110、112和114还表示集群中的示例节点、分区和适于实现实施例的其他配置。
移动设备132为本文中所描述的移动设备的实例。例如，移动设备132可采取智能电话、平板计算机、膝上型计算机、固定或便携式形式的客户端110、可穿戴计算装置或任何其他合适装置的形式。被描述为在图1中的另一数据处理系统中执行的任何软件应用程序可被配置成以类似方式在移动设备132中执行。在图1中的另一数据处理系统中存储或产生的任何数据或信息可被配置成以类似方式在装置132中存储或产生。移动设备132包含成像应用程序134，其被配置以从移动设备132的相机俘获一个或一个以上图像或视频序列。移动设备132进一步耦合到宝石成像系统136以促进通过定位在宝石成像系统136内的微透镜捕获物体的一个或多个图像或视频序列。宝石成像系统136是本文描述的宝石成像系统的示例。
应用程序105实现本文描述的实施例。例如，应用程序105控制或指令制造设备(未示出)制造以本文描述的方式可用的微透镜适配器。
服务器104和106、存储单元108和客户端110、112和114以及设备132可以使用有线连接、无线通信协议或其他合适的数据连接性耦合到网络102。客户端110、112和114可以是例如个人计算机或网络计算机。
在所描绘的示例中，服务器104可以向客户端110、112和114提供数据，诸如启动文件、操作系统镜像和应用程序。本文示例中，客户端110、112和114可以是服务器104的客户端。客户端110、112、114或其某种组合可以包括它们自己的数据、启动文件、操作系统映像和应用程序。数据处理环境100可以包括附加的服务器、客户端和未示出的其他设备。
在所描绘的示例中，数据处理环境100可以是互联网。网络102可表示使用传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)和其他协议来彼此通信的网络和网关的集合。互联网的核心是主节点或主机计算机之间的数据通信链路的主干，包括路由数据和消息的数千个商业、政府、教育和其他计算机系统。当然，数据处理环境100还可以被实现为许多不同类型的网络，例如内联网、局域网(LAN)或广域网(WAN)。图1旨在作为实例，而不是作为不同说明性实施例的体系结构限制。
除了其他用途之外，数据处理环境100可以用于实现其中可以实现说明性实施例的客户端-服务器环境。客户端-服务器环境使得软件应用程序和数据能够跨网络分布，使得应用程序通过使用客户端数据处理系统和服务器数据处理系统之间的交互来起作用。数据处理环境100还可采用面向服务的架构，其中跨网络分布的可互操作软件组件可被一起封装为一致的业务应用程序。数据处理环境100还可以采取云的形式，并且采用服务递送的云计算模型以便能够方便，对可配置计算资源(例如，网络、网络带宽、服务器、处理、存储器、存储、应用程序、虚拟机和服务)的共享池的按需网络访问，所述可配置计算资源可以用最小的管理努力或与服务提供者的交互来快速配置和释放。
参见图2，该图描绘了可以实现说明性实施例的数据处理系统的框图。数据处理系统200是计算机的示例，例如图1中的服务器104和106，或客户端110、112和114，或另一类型的设备，其中实现过程的计算机可用程序代码或指令可以被定位以用于说明性实施例。
数据处理系统200还表示数据处理系统或其中的配置，诸如图1中的数据处理系统132，实现说明性实施例的处理的计算机可用程序代码或指令可以位于该数据处理系统132中。数据处理系统200仅作为实例被描述为计算机，而不限于此。其他设备(诸如图1中的设备132)形式的实现可诸如通过添加触摸界面来修改数据处理系统200，并且甚至从数据处理系统200中消除某些所描绘的组件，而不背离本文描述的数据处理系统200的操作和功能的一般描述。
在所描绘的示例中，数据处理系统200采用包括北桥和存储器控制器集线器(NB/MCH)202和南桥和输入/输出(I/O)控制器集线器(SB/ICH)204的集线器架构。处理单元206、主存储器208和图形处理器210耦合到北桥和存储器控制器集线器(NB/MCH)202。处理单元206可以包含一个或多个处理器并且可以使用一个或多个异构处理器系统来实现。处理单元206可以是多核处理器。在某些实现中，图形处理器210可以通过加速图形端口(AGP)耦合到NB/MCH202。
在所描绘的示例中，局域网(LAN)适配器212耦合到南桥和I/O控制器集线器(SB/ICH)204。音频适配器216、键盘和鼠标适配器220、调制解调器222、只读存储器(ROM)224、通用串行总线(USB)和其他端口232、以及PCI/PCIe设备234通过总线238耦合到南桥和I/O控制器集线器204。硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)226和CD-ROM230通过总线240耦接到南桥和I/O控制器集线器204。PCI/PCIe设备234可包括例如用于笔记本计算机的以太网适配器、附加卡和PC卡。PCI使用卡总线控制器，而PCIe不使用。ROM224可以是例如闪存二进制输入/输出系统(BIOS)。硬盘驱动器226和CD-ROM230可以使用例如集成驱动电子设备(IDE)、串行高级技术附件(SATA)接口或者诸如外部SATA(eSATA)和微型SATA(mSATA)的变体。超级I/O(SIO)设备236可以通过总线238耦合到南桥和I/O控制器集线器(SB/ICH)204。
诸如主存储器208、ROM224或闪存(未示出)的存储器是计算机可用存储设备的一些示例。硬盘驱动器或固态驱动器226、CD-ROM230和其他类似可用的设备是包括计算机可用存储介质的计算机可用存储设备的一些示例。
在处理单元206上运行操作系统。操作系统对图2中的数据处理系统200内的不同组件协调和提供控制。操作系统可以是用于任何类型的计算平台的商业上可获得的操作系统，包括但不限于服务器系统、个人计算机和移动设备。面向物体或其他类型的编程系统可以结合操作系统来操作，并且提供从在数据处理系统200上执行的程序或应用程序对操作系统的调用。
用于操作系统、面向对象的编程系统和应用程序或程序(诸如图1中的应用程序105)的指令，位于存储设备上，诸如以硬盘驱动器226上的代码226A的形式，并且可以被加载到一个或多个存储器(诸如主存储器208)中的至少一个，用于由处理单元206执行。说明性实施例的处理可以由处理单元206使用计算机实现的指令来执行，这些指令可以位于存储器中，例如，主存储器208、只读存储器224或者一个或多个外围设备中。
此外，在一种情况下，可以通过网络201A从远程系统201B下载代码226A，其中，类似的代码201C存储在存储设备201D上。在另一情况下，代码226A可通过网络201A下载到远程系统201B，其中下载的代码201C存储在存储设备201D上。
图1-2中的硬件可以取决于实现方式而变化。除了图1-2中描绘的硬件之外或代替图1-2中描绘的硬件，可以使用其他内部硬件或外围设备，诸如闪存、等效非易失性存储器或光盘驱动器等。此外，说明性实施例的处理可以应用于多处理器数据处理系统。
在一些说明性示例中，数据处理系统200可以是个人数字助理(PDA)，其通常配置有闪存以提供用于存储操作系统文件和/或用户生成的数据的非易失性存储器。总线系统可以包括一个或多个总线，例如系统总线、I/O总线和PCI总线。当然，总线系统可以使用任何类型的通信结构或架构来实现，该通信结构或架构提供附连到该结构或架构的不同组件或设备之间的数据传送。
通信单元可包括用于传输和接收数据的一个或多个设备，诸如调制解调器或网络适配器。存储器可以是例如主存储器208或高速缓存，诸如在北桥和存储器控制器集线器202中找到的高速缓存。处理单元可以包括一个或多个处理器或CPU。
图1-2中所描绘的示例和上述示例并不意味着暗示架构限制。例如，除了采取移动或可穿戴设备的形式之外，数据处理系统200还可以是平板计算机、膝上型计算机或电话设备。
在计算机或数据处理系统被描述为虚拟机、虚拟设备或虚拟组件的情况下，虚拟机、虚拟设备或虚拟组件使用数据处理系统200中描绘的一些或所有组件的虚拟化表现来以数据处理系统200的方式操作。例如，在虚拟机、虚拟设备或虚拟组件中，处理单元206表现为主机数据处理系统中可用的全部或一些数量的硬件处理单元206的虚拟化实例，主存储器208表现为在主机数据处理系统中可用的主存储器208的全部或一些部分的虚拟化实例，并且磁盘226表现为在主机数据处理系统中可用的磁盘226的全部或一些部分的虚拟化实例。在这种情况下，主机数据处理系统由数据处理系统200表示。
图3描绘了根据说明性实施例的宝石成像系统300的示例配置。宝石成像系统300是本文描述的宝石成像系统136的示例。宝石成像系统搁置在表面324上。宝石成像系统300包括具有平台320的平台臂322，该平台320被配置成支持将移动设备318放置在平台臂322上。在多个具体实施例中，移动设备318被配置为相对于宝石载物台302可移动。例如，平台臂322可以相对于宝石载物台302调整移动设备318的高度。在多个具体实施例中，移动设备318被配置为相对于宝石载物台302旋转。例如，平台臂322可以围绕纵向轴线旋转。在实施例中，移动设备318被配置成用于通过平行于宝石载物台302的表面的平面旋转。移动设备318是本文所述的移动设备132的示例。
宝石成像系统300还包括圆顶形反射器314，该圆顶形反射器314被配置为放置在宝石载物台302上并且可相对于宝石载物台302移动。圆顶形反射器314包括在顶表面处的开口。圆顶形反射器314还包括微透镜适配器(未示出)，其包括与微透镜(未示出)对准的孔径。该孔径允许限制从下方照射样品的光的发散以获得更好的成像条件。在特定实施例中，圆顶形反射器314被配置成可从宝石载物台302移除。圆顶形反射器314包括可调节臂316。可调臂316被配置成相对于宝石载物台302移动圆顶形反射器314。例如，可调节臂316可被配置成相对于宝石载物台302调节圆顶形反射器314的高度。在特定实施例中，圆顶形反射器314被配置成相对于宝石载物台302旋转。例如，可调臂316可以被配置成围绕纵向轴线旋转。圆顶形反射器314被配置成用于反射光并且照亮宝石310的顶表面以便用宝石成像系统300捕获宝石310的图像。
宝石载物台302还包括定位在宝石载物台302的顶表面上的光源312。在特定实施例中，光源312包括安装在布线至电池或电源的印刷电路板中的现代LED芯片。宝石载物台302还包括宝石平台308。宝石平台308被配置成支撑将宝石310放置在宝石载物台302上。宝石平台308被配置成将宝石310定位在LED环形灯312上方。当圆顶形反射器314下降以搁置在宝石载物台302上时，圆顶形反射器314反射来自光源312的光以照亮宝石310。圆顶形反射器314将光从上方向下反射到宝石310上，从而照亮宝石310的顶表面。在实施例中，圆顶形反射器314是被配置成用于至少部分地封闭宝石310的外壳。宝石载物台302还包括机械台304、306。机械台304、306是机动的台并且控制宝石310的x-y位置。宝石载物台302还包括被配置为控制宝石310的z位置的马达(未示出)。宝石载物台302被配置成以10-100微米的增量可移动以便捕获宝石310的不同z位置图像。
图4描绘了根据说明性实施例的圆顶形反射器314的示例配置400。类似于图3的实施例，圆顶形反射器314还包括微透镜适配器402。微透镜适配器402可移除地耦合到圆顶形反射器314。微透镜适配器402包括与微透镜(未示出)对准的孔径。该孔径允许限制从下方照射样品的光的发散以获得更好的成像条件。微透镜适配器402被配置为可移除地耦合到移动设备，诸如图3中的移动设备318。
示例配置400还包括定位在宝石平台308上的宝石310下方的光源312。光源312被配置成引导光在宝石310上和/或向上朝向移动设备318的微透镜适配器402和相机透镜(未示出)照亮宝石310。在特定实施例中，光源312是发光二极管(LED)芯片光源404。在该实施例中，移动设备318被配置为通过微透镜适配器402捕获宝石310的静止图像和/或视频图像，使得宝石310的图像在被捕获时被放大。
图5描绘了根据说明性实施例的另一个宝石成像系统500的示例配置。宝石成像系统500是本文描述的宝石成像系统136的示例。宝石成像系统搁置在表面516上。宝石成像系统500包括具有平台512的平台臂514，该平台512被配置成支持移动设备510在平台臂514上的放置。在多个具体实施例中，移动设备510被配置为相对于宝石载物台502可移动。例如，平台臂514可以调整移动设备510相对于宝石载物台502的高度。在多个具体实施例中，移动设备510被配置为相对于宝石载物台502旋转。例如，平台臂514可以围绕纵向轴线旋转。在实施例中，移动设备510被配置成用于通过平行于宝石载物台502的表面的平面旋转。移动设备510为本文中所描述的移动设备132的实例。
宝石成像系统500还包括外壳508，该外壳508被配置成放置在宝石载物台502上并且可相对于宝石载物台502移动。在实施例中，外壳508至少部分地封闭宝石。外壳508包括在顶表面处的开口。外壳508还包括微透镜适配器(未示出)，其包括与微透镜(未示出)对准的孔径。该孔径允许限制从下方照射样品的光的发散以获得更好的成像条件。在特定实施例中，外壳508被配置成可从宝石载物台502移除。在具体实施例中，外壳508被配置成反射光并且照亮宝石的顶表面以用宝石成像系统500捕获宝石的图像。
宝石载物台502还包括机械台504、506。机械台504、506是机动的台并且控制宝石的x-y位置。宝石载物台502还包括被配置成用于控制宝石的z位置的马达(未示出)。宝石载物台502被配置成以10-100微米的增量可移动以捕获宝石的不同z位置图像。
图6A和6B描绘了根据说明性实施例的宝石成像系统500的示例配置。宝石载物台502还包括宝石平台602。宝石平台602被配置成用于支持将宝石604放置在宝石载物台502上。
图7描绘了根据说明性实施例的外壳508的示例配置700。类似于图5的实施例，外壳508还包括微透镜适配器702。微透镜适配器702可移除地耦合到外壳508。微透镜适配器702包括与微透镜(未示出)对准的孔径。该孔径允许限制从下方照射样品的光的发散以获得更好的成像条件。微透镜适配器702被配置为可移除地耦合到移动设备，诸如图5中的移动设备510。
示例配置700还包括定位在宝石平台602上的宝石604下方的光源704。光源704被配置成引导光在宝石604上和/或向上朝向移动设备510的微透镜适配器702和相机透镜(未示出)照亮宝石604。在特定实施例中，光源704耦合到外壳508。在特定实施例中，光源704是耦接到外壳508的发光二极管(LED)侧板。在特定实施例中，光源704是发光二极管(LED)芯片光源706。在该实施例中，移动设备510被配置为通过微透镜适配器702捕获宝石604的静态图像和/或视频图像，使得宝石310的图像在被捕获时被放大。
本文中所描述的微透镜适配器136的各个实施例可用于其中期望物体的放大成像的多个应用程序中。示例应用程序包括但不限于成像缺陷和钻石和其他宝石的绘图，药品或其他包识别和伪造防护、艺术作品和/或制造部件中的微观特征的识别，生物细胞成像和计数、皮肤组织成像、检测水污染物、毒素、和/或分子的大团聚体，检测植物叶片形状和类型。
实施例可以被实现为软件应用程序，以控制、引导或指示制造机器或设备，以产生用于无处不在的移动设备(诸如装备有相机的蜂窝电话)的微透镜适配器。实施实施例的应用程序或其一个或多个部件可以被配置为现有制造系统的修改-即，该制造系统中的本地应用程序，作为在通过局域网(LAN)与现有制造系统通信的数据处理系统中执行的应用程序-即，LAN上的本地应用程序，作为在通过广域网(WAN)与现有制造系统通信的数据处理系统中执行的应用程序-即，WAN上的远程应用程序，作为以其他方式与现有制造系统结合操作的单独应用程序，独立应用程序或者其某种组合。
另一个实施例是微透镜适配器本身。另一个实施例包括使用根据实施例的微透镜适配器的观察配置。另一实施例包括使用微透镜适配器的观测配置，根据实施例该微透镜适配器已经使用软件应用程序来制造。
本文所描述的用于移动设备的微透镜适配器的构造或使用方式在当前可用的方法中不可用。本文所描述的实施例的方法，当被实现为在设备或数据处理系统上执行时，包括该设备或数据处理系统在制造和/或使用用于各种移动设备的低成本和便携式微透镜适配器的功能的实质性进步。
仅作为实例，关于某些类型的材料、形状、方向、实验、用途、配置、移动设备、透镜结构、照明源、观测标本、装置、数据处理系统、环境、组件和应用程序描述说明性实施例。这些和其他类似产物的任何特定表现不旨在限制本发明。可以在说明性实施例的范围内选择这些和其他类似产物的任何合适的表现。
此外，可以针对任何类型的数据、数据源或通过数据网络对数据源的访问来实现说明性实施例。在本发明的范围内，任何类型的数据存储设备可以在本地在数据处理系统处或通过数据网络向本发明的实施例提供数据。在使用移动设备描述实施例的情况下，在说明性实施例的范围内，适合于与移动设备一起使用的任何类型的数据存储装置可在本地在移动设备处或经由数据网络将数据提供到此实施例。
使用特定代码、设计、架构、协议、布局、示意图和工具仅作为示例来描述说明性实施例，并且不限于说明性实施例。此外，为了描述的清楚起见，在一些实例中仅使用特定软件、工具和数据处理环境作为实例来描述说明性实施例。说明性实施例可以结合其他可比较的或类似用途的结构、系统、应用程序或架构来使用。例如，在本发明的范围内，其他类似的移动设备、结构、系统、应用程序或其架构可以结合本发明的这样的实施例来使用。说明性实施例可在硬件、软件或其组合中实施。
本公开中的实例仅用于描述的清楚性，并且不限于说明性实施例。从本公开中可以想到附加的数据、操作、动作、任务、活动和操纵，并且这些附加的数据、操作、动作、任务、活动和操纵被构想在说明性实施例的范围内。
本文列出的任何优点仅是示例并且不旨在限制说明性实施例。另外的或不同的优点可以通过特定的说明性实施例来实现。此外，特定说明性实施例可具有上文列出的优点中的一些、全部或没有优点。
由此，在说明性实施例中，提供了用于移动设备和其他相关特征、功能或操作的微透镜适配器的计算机实现的方法、系统或装置和计算机程序产品。在关于一种类型的设备描述实施例或其一部分的情况下，计算机实施的方法、系统或设备、计算机程序产品或其一部分被适配或配置为与该类型的设备的合适且可比较的表现一起使用。
虽然用某些结构来描述某些步骤和过程，但应理解的是，这些步骤和/或过程可以适配于在说明性实施例的范围内本文所描述的结构的许多变化。虽然使用和描述了某些材料，但是应当理解，在说明性实施例的范围内可以使用替代材料或不同但功能上等效的材料来代替本文描述的材料。虽然已经在某些步骤使用了某些方法，但是应当理解，可以在所描述的步骤省略、添加或修改方法，以便从说明性实施例的范围内的结构实现功能上类似的结果。虽然某些操作被描述为“步骤”，但是若干操作可以组合在一起以形成本文描述的过程中的单个步骤。虽然已经参照装置或部件的示例取向将某些方向称为“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“在上方”、或“在下方”，应当理解，设备或组件可以被重新定向，使得顶部和底部变为，如方向可以为，左/右或右/左，或底部和顶部、或前/后或后/前、和其他变型。
在实施例被描述为在应用程序中实现的情况下，在说明性实施例的范围内设想了在软件即服务(SaaS)模型中的应用程序的传递。在SaaS模型中，通过在云基础结构中执行应用程序来向用户提供实现实施例的应用的能力。用户可通过瘦客户端接口(诸如web浏览器(例如，基于web的电子邮件))或其他轻量级客户端应用程序)使用各种客户端设备来访问应用程序。用户不管理或控制包括网络、服务器、操作系统或云基础设施的存储的底层云基础设施。在一些情况下，用户甚至可以不管理或控制SaaS应用程序的能力。在一些其他情况下，应用程序的SaaS实现可允许有限的用户专用应用程序配置设置的可能例外。
本发明可以是任何可能的技术细节集成水平的系统、方法和/或计算机程序产品。所述计算机程序产品可包含上面具有计算机可读程序指令的计算机可读存储媒体(或媒体)，所述计算机可读程序指令用于致使处理器执行本发明的各方面。
计算机可读存储介质可以是可以保留和存储指令以供指令执行设备使用的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述各项的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体例子的非穷举列表包括以下：便携式计算机盘，硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)，静态随机存取存储器(SRAM)、便携式致密盘只读存储器(CD-ROM)，数字通用盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备(诸如穿孔卡片或具有记录在其上的指令的凹槽中的凸起结构)，以及上述的任意合适的组合。如本文中所使用的计算机可读存储介质不应被解释为瞬态信号本身，诸如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或通过导线传输的电信号。
本文中所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备或经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令，指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据，集成电路的配置数据，或以一种或多种编程语言的任何组合编写的源代码或目标代码，包括面向对象的Smalltalk、C++等编程语言，以及过程式编程语言，例如“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可完全在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行、作为独立软件包执行、部分在用户的计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形中，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。在一些实施例中，电子电路(包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA))可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来执行计算机可读程序指令以使电子电路个性化，以便执行本发明的方面。
本文中参考根据本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或框图描述本发明的方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令来实现。
这些计算机可读程序指令可被提供给通用计算机的处理器、专用计算机或其他可编程数据处理装置，以产生机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令，创建用于实现在流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令还可存储在可指导计算机、可编程数据处理装置、和/或以特定方式起作用的其他设备的计算机可读存储介质中，使得具有存储在其中的指令的计算机可读存储介质包括制品，该制品包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各方面的指令。
计算机可读程序指令还可加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，或使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的不同实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。对此，流程图或框图中的每个方框可以代表模块、段或指令的一部分，其包括用于实现规定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施例中，框中所标注的功能可以不以图中所标注的次序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行。还将注意的是，框图和/或流程图中的每个框、以及框图和/或流程图中的框的组合可以由基于专用硬件的系统来实现，所述基于专用硬件的系统执行指定的功能或动作或执行专用硬件与计算机指令的组合。

Claims (20)

1.一种宝石成像系统，包括：
具有平台的载物台，所述平台被配置成用于固持物体；
光源，其被配置以照明所述物体；以及
外壳，其被配置以至少部分包围所述物体，其中所述外壳被配置以定位移动设备使得所述移动设备的相机镜头与所述物体对准。
2.如权利要求1所述的系统，还包括微透镜适配器，所述微透镜适配器被配置成可移除地耦合到所述移动设备，其中所述微透镜适配器包括微透镜，所述微透镜被定位在所述外壳的孔径中。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述微透镜是钟形透镜、半球形透镜、双曲线透镜、或非球面透镜之一。
4.如权利要求1所述的系统，还包括第二平台，所述第二平台被配置成用于支撑所述移动设备。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述第二平台相对于所述载物台可移动。
6.如权利要求1所述的系统，还包括联接到所述外壳上的一个臂。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述臂被配置为相对于所述载物台移动所述外壳。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述载物台以10至100微米的增量可移动。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述外壳包括相对于所述平台定向的光反射器，使得来自所述光源的光从所述光反射器反射到所述物体上。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述光源是耦接至所述外壳的照明面板。
11.如权利要求1所述的系统，
机动机构，所述机动机构用于在至少一个方向上移动所述平台以改变所述宝石相对于所述移动设备的位置。
12.如权利要求1所述的系统，其中，所述平台被配置成将所述物体保持在微透镜的焦点平面处。
13.一种方法，包括：
指示制造设备制造具有平台的载物台，使得所述平台被配置成固持物体并且包括被配置成照亮所述物体的光源以及被配置成至少部分地封闭所述物体的外壳，其中所述外壳被配置以定位移动设备，使得所述移动设备的相机镜头与所述物体对准。
14.如权利要求1所述的方法，还包括：
指示所述制造装置制造被配置为可移除地耦合到所述移动设备的微透镜适配器，其中所述微透镜适配器包括微透镜，所述微透镜被定位在所述外壳的孔径中。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述微透镜是钟形透镜、半球形透镜、双曲线透镜或非球面透镜之一。
16.如权利要求1所述的方法，还包括：
指示所述制造装置制造被配置以支撑所述移动设备的第二平台。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述第二平台相对于所述载物台可移动。
18.如权利要求13所述的方法，还包括：
指示所述制造装置制造耦接到所述外壳的臂。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述臂构被配置成使所述外壳相对于所述载物台移动。
20.一种计算机可用程序产品，包括一个或多个计算机可读存储设备，以及存储在所述一个或多个存储设备中的至少一个上的程序指令，所存储的程序指令包括：
用于致使制造设备制造具有平台的载物台的程序指令，使得所述平台被配置以固持物体且包含被配置以照明所述物体的光源和被配置以至少部分地封闭所述物体的外壳，其中所述外壳被配置以定位移动设备，使得所述移动设备的相机镜头与所述物体对准。
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