CN107615137A - 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，其用于观察已形成有诸如识别码的图像或铭文的宝石表面。在一个实施方案中，观察器被安装成利用个人通信设备的相机和LED光源。观察器沿入射到含有铭文的宝石表面的路径引导来自光源的作为的光束的光。宝石沿向后朝向放大透镜的路径光谱地反射光束，使光束穿过放大透镜到达个人通信设备的相机透镜，由此增强相机透镜的放大特性，以在个人通信设备的观察屏上产生显示铭文的可观察的光图像。在另一个实施方案中，观察器与个人通信设备的前置相机对准，并且包括其自身的光源。
Description
发明背景
本发明涉及一种用于观察具有蚀刻到其表面中的图像或识别码的宝石的设备。
已知的是，利用包括等离子体蚀刻、离子束或激光在内的许多已知技术中的任何一种在钻石的台面(the table of the diamond)上蚀刻微观级或纳米级的铭文。铭文具有小至肉眼不可见的尺寸。即使是熟练的珠宝商使用常见的10X小型放大镜也几乎不可能读取铭文，因为难以实现合适的观察角度。可以包括独立字符(即字母和/或数字)的诸如识别码的雕刻图像通常具有约300至1200微米的长度。铭文通常被蚀刻至约10至80纳米的深度。钻石和其他宝石的半透明性质加重了观察铭文的难度，这种半透明性质允许光线穿过宝石的由雕刻过程形成的纳米级铭文抛光区域和周围表面(例如抛光的台面刻面)。
观察铭文的常规方法采用高(例如65X)放大倍数的透镜和具有电子显示屏的相机(camera)来观察微观级铭文。这类***是昂贵、笨重和使用复杂的，这降低了铭文的价值，因为大多数零售商和消费者无法使用这种仪器，并且因此不能看到或利用铭文。
美国专利第7,468,786号和第8,035,807号(其全部内容通过引用并入本文，由与本发明相同的发明人发明并且为相同受让人拥有)公开了较便宜且更有效的观察器(在下文中称作Engraved Gemstone Viewer(雕刻宝石观察器))，其利用以下构思，即，照亮经抛光的钻石的表面，使得产生与反射镜(mirror)的光谱光反射很像的光谱光反射。EngravedGemstone Viewer是有效的，但是缺乏在需要观察雕刻物的任何时候都被携带的便利性，而且还缺少记忆图像以供稍后回看、比较分析或远程通信包含在图像中的信息的方式。
本发明旨在提供这些和其他问题的解决方案以及对以上描述的结构和方法的改进。
发明概述
本发明提供一种用于与具有相机透镜的电子设备一起工作的宝石观察器。根据本发明，宝石观察器包括：基座，其具有集成光源和设置在底平面中的入口；一个或更多个反射镜；观察透镜；以及聚焦玻璃或其他光学透明的结构，其中观察器透镜位于光学透明的结构和相机透镜之间。光学透明的结构和观察器透镜被保持成彼此相距足够的距离，使得当宝石的表面抵靠光学透明的结构放置时，相机透镜通过观察器透镜合适地聚焦到宝石的表面。一个或更多个反射镜被布置成将离开宝石的表面的来自集成光源的光引导至相机透镜。
在一个变型中，基座可移除地固定到所述电子设备。可移除的保持环可以使光学透明的结构保持就位，并且光学透明的结构被定位成在其上接纳宝石。本发明还可以包括将宝石固定到光学透明的结构的宝石保持夹。本发明还可以包括与基座相关联的盖，其中观察器透镜连接到盖。集成光源可以由电池供电。一个或更多个反射镜可以附接到基座。盖可以与基座相关联，并且光学透明的结构连接到盖。
本发明的其他目的和优点将在下文中变得明显。
附图简述
图1是安装在 上的根据本发明的雕刻宝石观察器的透视顶视图。
图2是安装在 上的图1所示的雕刻宝石观察器的透视底视图。
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顶视平面图，示出了包括以虚线示出的个人通信设备的一部分，仅用于定位。
图5是沿图4的线5-5截取的图4所示的雕刻宝石观察器的侧视剖视图。
图6是安装在 上的图1所示的雕刻宝石观察器的底视平面图。
图7是沿图6的线7-7截取的图6所示的用于智能手机的雕刻宝石观察器的侧视剖视图。
图8是雕刻的宝石观察器的侧视图。
图9是沿图8的线9-9截取的图8所示的雕刻宝石观察器的侧视剖视图。
图10是安装在 上的根据本发明的雕刻宝石观察器的一个实施方案的透视图。
图11是安装在 上的根据本发明的对准垫圈的透视图。
图12是图10的雕刻宝石观察器的另一透视图。
图13是图10的雕刻宝石观察器的顶视图。
图14是大体沿图13的线14-14截取的图10的雕刻宝石观察器的剖视图。
图15是大体沿图10的线15-15截取的图10的雕刻宝石观察器的另一剖视图。
图16是图10的雕刻宝石观察器的示意图，示出了透镜和反射镜的方位。
图17是图10的雕刻宝石观察器的基座的透视图。
图18是图17的基座的顶视图。
图19是大体沿图18的线19-19截取的图18的基座的剖视图。
图20是观察器产生的光图像的放大图，示出了识别码。
优选实施方案的描述
本发明总体上涉及一种用于个人通信设备的雕刻宝石观察器10。在附图中，观察器10总体上以特别适合用于 的实施方案的形式被示出，但作为本发明主题的观察器适合用于具有集成的相机和光源(诸如LED灯，通常用于提供拍照照明或“闪光”功能)的任何智能电话、个人通信设备或个人生产力设备(personal productivitydevice)1。这种智能电话、个人通信设备或个人生产力设备还包括例如 或平板式电脑，诸如 根据本发明，观察器10具有基座12(在所示的实施方案中大体上被示出为大致正方形，但许多其他形状也同样好用)，以接纳个人通信设备1的角部，其中相机透镜和光源定位在个人通信设备的背面。在所示的实施方案中，基座12具有被两个毗连的侧平面18、20隔开的顶平面14和底平面16，所述基座优选地形成为单一体，但是也可以由部件(parts)形成并被组装起来。基座12在相对的两个毗连的侧上开口，从而容纳通过两个开口的侧被接纳的个人通信设备1的厚度。优选地，基座12的顶平面14、底平面16和两个侧平面18、20精确地间隔开，从而与个人通信设备1形成摩擦接触，由此将观察器10固定到个人通信设备，而不需要施加额外的压力或应用机械装置。在观察器10的替代实施方案中，基于仪器在个人通信设备中的定位，基座12可以具有不同的形状和尺寸，从而正确地定向设备以接纳不同型号的智能手机或个人通信设备，所述不同型号的智能手机或个人通信设备具有分别位于不同位置的相机透镜和光源。
在此实施方案中被示出为具有漏斗形形状的观察器主体22附接到底平面16或与底平面16一体形成，并且远离个人通信设备1突出。观察器体22是被设定尺寸成容纳放大透镜24的结构，该放大透镜24大体上处于底平面16的高度处，并且与个人通信设备1的相机透镜2或主体大体上同轴对准但不接触。底平面16是开口的，以允许不受阻碍的光路径穿过放大透镜24到达个人通信设备1的相机的透镜2。放大透镜24具有这样的标度(calibration)，其可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，相机本身的无协助的透镜可以实现这种放大。
如图6-9中更详细地示出的，观察器主体22的相反端(the opposite end)终止于大体上不平行于放大透镜的平面的平面，其中聚焦玻璃(focusing glass)26通过可移除的保持环28可移除地保持就位。通过观察器主体22，聚焦玻璃26和放大透镜24被保持成彼此相距正确的距离，使得个人通信设备1的相机通过观察器主体的顶部处的放大透镜适当地聚焦到宝石3(图5，诸如钻石)的表面，宝石3抵靠观察器主体底部处的聚焦玻璃的外表面放置。聚焦玻璃26的平面相对于放大透镜24的平面的最佳角度由放大透镜的焦距与光源4的位置的关系决定。在此实施方案中，该角度在约5度至25度之间，最优选为约13度至16度。
基座12的底平面16还具有通向通道30的开口29，以允许来自个人通信设备1的光源4的光的不受阻碍的路径朝向聚焦玻璃26穿过通道30。然后，如上所述，聚焦玻璃26以一定角度定向，使得与聚焦玻璃接触的钻石3将接收从光源4引导至钻石的光束路径，并且将该光束路径反射回放大透镜24并穿过放大透镜24到达个人通信设备1的相机透镜2。
在替代实施方案中，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向放大透镜，然后通向钻石3的表面，钻石3的表面又将光路径反射回放大透镜24并穿过放大透镜24到达个人通信设备的相机的透镜2。上文涉及的Engraved Gemstone Viewer专利中公开了这样定向的光束路径以及所需的角度。
图12-19示出根据本发明的宝石观察器150的又一实施方案。与依靠电子通信设备1提供的光源的上述实施方案不同，典型的平板电脑152上的前置相机不包括光源。为了克服这个限制，宝石观察器150包括内部光源，以提供相机拍摄宝石3的可用的照片所需的照明。当然，在不脱离本发明的情况下，本实施方案可以与自身不具有光源的任何相机一起使用。
宝石观察器150包括具有光源156的基座154，集成光源156由电池158供电并且由开关160控制。基座154还包括入口162，当安装在平板电脑上时，入口162允许前置相机观察宝石观察器150的内部。基座还包括一个或更多个反射镜164，反射镜引导来自集成光源156的光穿过宝石3，然后到达相机。如图15所示，集成光源156包括灯166和灯壳168。灯壳168包括朝向反射镜164中的一个引导聚焦光束170的开口169。
图16示出了反射镜164的一个实施方案，其将光束170从水平路径引导至宝石3，并最终引导至竖直路径，以允许相机151或者使用者的肉眼观察被放大且照亮的宝石。如图所示，光束170接触与水平方向成第一角度设置的第一反射镜164'。这里所确定的角度对于本实施方案是优选的，但是在不脱离本发明的情况下，可以使用致使光束传送到宝石3、透镜174并最终传送到与相机透镜或者使用者的肉眼对准的正确定向的任何角度。图16所示的实施方案示出了，第一角度优选为57.5°的角度，这使得光束具有相对于宝石的25°的入射角。在光束170离开宝石之后，它在接触第二反射镜164″之前穿过透镜174，第二反射镜164″与光路径成约63.6°的角度设置。最后，光束170反射离开第二反射镜164″并且接触第三反射镜164″′，第三反射镜164″′相对于反射离开第二反射镜之后的光路径成51.1°的角度设置。
在所示的实施方案中，宝石观察器150与平板电脑152上的前置相机151对准。如图所示，宝石观察器150利用对准垫圈153与前置相机对准。对准垫圈153可移除地附连到平板电脑152，使得前置相机151在垫圈内居中。对准垫圈153可以通过粘合剂或任何其他合适的方式可移除地附连到平板电脑152。宝石观察器150包括对准凹槽155，该对准凹槽155与对准垫圈153对准，以将入口162沿轴向对准到前置相机151。通过简单地手动地将入口162对准到前置相机151，宝石观察器150在没有对准垫圈153的情况下也可工作。
此实施方案的另外的优点之一是，除了能够与本身不具有光源的电子通信设备的前置相机151一起使用之外，宝石观察器150还可以为向入口162中看的使用者的肉眼所使用。这使得使用者不再需要携带具有相机的便携式电子设备。在任一情况下，宝石观察器150允许前置相机151或使用者的肉眼读取宝石3上铭文202(参见图20)，否则的话所述铭文是肉眼不可见的。
如13所示，盖172可移除地附接到基座154。盖172提供封闭并保护集成光源156和反射镜164的封闭件。额外地，如图15所示，盖包括透镜174和聚焦玻璃176，聚集玻璃176实际上是任何类型的光学透明的结构(optically clear structure)。与前述实施方案中相同，聚焦玻璃176和透镜174被定位成允许平板电脑152的前置相机聚焦在放置在聚焦玻璃上的宝石上。
所示的实施方案还包括将戒指或未镶嵌的宝石3固定到聚焦玻璃176的宝石保持夹178。如图所示，宝石保持夹178可移除地附接到盖172，其允许不同尺寸的戒指和宝石放置在宝石保持夹和聚焦玻璃176之间。为了固定未镶嵌的宝石3，宝石保持夹178包括用于容纳钻石底面的凹槽180。当然，在不脱离本发明的情况下，可以形成用以容纳其他宝石形状的替代的凹槽。
虽然本发明易于具有许多不同形式的实施方案，但是附图仅示出了并且说明书仅描述了本发明的优选实施方案中的一些。应当理解，附图和说明书应该被认为是本发明的原理的示例。它们并不旨在将本发明的宽方面限制于所示的实施方案。该限制功能由所附权利要求执行。
Claims (20)
1.一种宝石观察器，用于与具有相机透镜的电子设备一起使用，所述宝石观察器包括：
基座，其具有集成光源和设置在底平面中的入口；
一个或更多个反射镜；
观察器透镜；
光学透明的结构，所述观察器透镜定位在所述光学透明的结构和所述相机透镜之间；
所述光学透明的结构和所述观察器透镜被保持成彼此相距足够的距离，使得当宝石的表面抵靠所述光学透明的结构放置时，所述相机透镜通过所述观察器透镜合适地聚焦到宝石的表面；并且
多于一个反射镜被布置成将离开宝石的表面的来自所述集成光源的光引导至所述相机透镜。
2.根据权利要求1所述的宝石观察器，其中，所述基座可移除地固定到所述电子设备。
3.根据权利要求1所述的宝石观察器，还包括用于使所述光学透明的结构保持就位的可移除保持环，所述光学透明的结构被定位成将宝石接纳在所述光学透明的结构上。
4.根据权利要求1所述的宝石观察器，还包括用于将宝石固定到所述光学透明的结构的宝石保持夹。
5.根据权利要求1所述的宝石观察器，还包括与所述基座相关联的盖，其中，所述观察器透镜连接到所述盖。
6.根据权利要求1所述的宝石观察器，其中，所述集成光源由电池供电。
7.根据权利要求1所述的宝石观察器，其中所述一个或更多个反射镜附接到所述基座。
8.根据权利要求1所述的宝石观察器，还包括与所述基座相关联的盖，其中，所述光学透明的结构连接到所述盖。
9.一种宝石观察器，用于与具有相机透镜的电子设备一起使用，所述宝石观察器包括：
基座，其具有由电池供电的集成光源，所述基座具有设置在底平面中的入口；
连接到所述基座的一个或更多个反射镜；
聚焦玻璃，和位于所述聚焦玻璃和所述相机透镜之间的观察器透镜；
所述聚焦玻璃和所述观察器透镜被保持成彼此相距足够的距离，使得当宝石的表面抵靠所述聚焦玻璃放置时，所述相机透镜通过所述观察器透镜合适地聚焦到宝石的表面；并且
多于一个反射镜被布置成将离开宝石的表面的来自所述集成光源的光引导至所述相机透镜。
10.根据权利要求9所述的宝石观察器，其中，所述基座可移除地固定到所述电子设备。
11.根据权利要求9所述的宝石观察器，还包括用于将所述聚焦玻璃保持就位的可移除保持环，所述聚焦玻璃被定位成将宝石接纳在所述聚焦玻璃上。
12.根据权利要求9所述的宝石观察器，还包括与所述基座相关联的盖，所述观察器透镜和所述聚焦玻璃连接到所述盖，并且通过所述盖被保持成彼此相距足够的距离，使得当宝石的表面抵靠所述聚焦玻璃放置时，所述相机透镜通过所述观察器透镜合适地聚焦到宝石的表面。
13.根据权利要求12所述的宝石观察器，其中，所述盖还包括用于将宝石固定到所述聚焦玻璃的宝石保持夹。
14.一种宝石观察器，用于与具有相机的电子设备一起使用，所述相机具有相机透镜，所述宝石观察器包括：
基座，其具有设置在底平面中的入口；
光源，其位于所述基座内；
位于所述基座内的一个或更多个反射镜；
盖，其能够配合在所述基座上；
观察器透镜，其被安装在所述观察器内；
聚焦玻璃，其连接到所述盖，当所述盖在所述基座上就位时，所述观察器透镜位于所述聚焦玻璃和所述相机透镜之间；
所述聚焦玻璃和所述观察器透镜被保持成彼此相距足够的距离，使得当宝石的表面抵靠所述聚焦玻璃放置时，所述相机透镜通过所述观察器透镜合适地聚焦到宝石的表面；并且
所述一个或更多个反射镜被布置成将从宝石光谱地反射的来自所述光源的光引导至所述相机透镜。
15.根据权利要求14所述的宝石观察器，其中，所述基座可移除地固定到所述电子设备。
16.根据权利要求14所述的宝石观察器，还包括用于使所述聚焦玻璃保持就位的可移除保持环。
17.根据权利要求14所述的宝石观察器，其中，所述盖还包括用于将宝石固定到所述聚焦玻璃的宝石保持夹。
18.根据权利要求14所述的宝石观察器，其中，所述观察器透镜连接到所述盖。
19.根据权利要求14所述的宝石观察器，其中，所述光源由电池供电。
20.根据权利要求14所述的宝石观察器，其中，所述一个或更多个反射镜被安装到所述基座。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004279733A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Scalar Corp | 拡大撮像用ユニット |
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