本發(fā)明涉及向具有天然存在的磷光體的寶石提供高能、聚焦的紫外輻射從而以醒目并耀眼的方式展示寶石的熒光的裝置。

背景技術(shù)：

多年來(lái)珠寶商和寶石學(xué)家已知某些寶石(例如，鉆石)中存在磷光體。就鉆石來(lái)說(shuō)，磷光體可以以氮、氫和硼的雜質(zhì)原子的形式出現(xiàn)。這些磷光體在自然光條件下大部分不可檢測(cè)。然而，在紫外光下，磷光體可在橙色、藍(lán)色、黃色或綠色的色調(diào)(shades)中發(fā)熒光。熒光指在被暴露到uv輻射源時(shí)，物質(zhì)通過(guò)吸收的uv輻射而發(fā)光的性質(zhì)。美國(guó)寶石學(xué)院已經(jīng)估計(jì)鉆石中的約25％到35％具有一定程度的熒光。

如圖1，包含不同濃度磷光體的鉆石在自然光(a)中實(shí)際上不能彼此區(qū)分，但是在暴露于紫外輻射(b)時(shí)卻不同地發(fā)熒光。熒光顯現(xiàn)為直接從寶石發(fā)出流明。

當(dāng)以高濃度出現(xiàn)時(shí)，這些磷光體的存在已經(jīng)與有缺陷或低品質(zhì)石頭關(guān)聯(lián)。因此，熒光已經(jīng)被珠寶商和寶石學(xué)家用作分級(jí)和描述性工具。紫外檢查光一般在遮擋了外部光的實(shí)驗(yàn)室條件下使用。這樣的紫外光一般不在存在消費(fèi)者時(shí)或在一般具有明亮的環(huán)境照明的店鋪場(chǎng)景中使用。另外，發(fā)熒光石頭的感知的負(fù)值已經(jīng)意味著珠寶商已經(jīng)試圖向消費(fèi)者隱瞞該特征或者淡化該特征。具有中藍(lán)或強(qiáng)藍(lán)或超強(qiáng)藍(lán)熒光等級(jí)的石頭以非常大的折扣交易，有些時(shí)候多達(dá)百分之三十至四十。

該效應(yīng)還未用于其中特別地凸顯或推銷(xiāo)寶石的磷光體包含的性質(zhì)的展示環(huán)境中。

一般的珠寶盒和展示通過(guò)在環(huán)境光中對(duì)其展示或借助從寶石或珠寶件反射開(kāi)的展示照明來(lái)凸顯寶石或珠寶件的美麗。然而，盡管現(xiàn)有的盒可用于為珠寶件提供美化環(huán)境或背景，但是它們簡(jiǎn)單地操作為靜態(tài)保持器，它們自身與主動(dòng)推銷(xiāo)或刺激珠寶件以將其自身顯示給買(mǎi)家或接受者毫無(wú)關(guān)系。

提供用于主動(dòng)地展現(xiàn)具有天然存在的磷光體的寶石的熒光將是可取的，以便允許消費(fèi)者以一般僅被珠寶商和珠寶學(xué)家“看到”的方式看到這樣的石頭的稀有性和唯一性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供了一種用于展示具有天然存在的熒光體的寶石的熒光的展示盒。所述盒具有上部分，該上部分具有內(nèi)部腔。插入件設(shè)置成安裝在上部分的內(nèi)部腔中。緊湊式紫外led組件以一安裝角度安裝在插入件中。所述led組件具有：led電路、設(shè)置在led電路上的3瓦特365納米的紫外led二極管以及具有將發(fā)射的led輻射聚焦到小于15°擴(kuò)散的拋物形透鏡的光準(zhǔn)直器。盒的下部分以與上部分成鉸接的關(guān)系設(shè)置。所述下部分具有用于包含給led組件提供電力的緊湊式電池的凹處。中央保持器/面板在下部分中定位在電池上方，用于將寶石固定成寶石被固定在led組件的發(fā)射的準(zhǔn)直的led輻射的直接路徑中。所述盒被構(gòu)造成在操作中坐落在中央保持器/面板中的寶石發(fā)射強(qiáng)的可見(jiàn)熒光的光暈而同時(shí)看不到紫外輻射和led組件。

優(yōu)選地，緊湊式電池是鋰離子電池。更優(yōu)選地，緊湊式電池是具有至少1000毫安培小時(shí)(mah)的輸出的鋰離子電池。

優(yōu)選地，led組件的安裝角度約為60°。優(yōu)選地，led組件的位置、尺寸和安裝角度選擇成避免在盒閉合時(shí)led組件和寶石之間的接觸。

光準(zhǔn)直器優(yōu)選地選擇為將發(fā)射的輻射準(zhǔn)直為具有(不大于)8-10°擴(kuò)散。發(fā)射的輻射的這種聚焦用于盡可能直接地照射寶石而沒(méi)有光譜分布的稀釋。另外，拋物形透鏡形狀可選擇成避免發(fā)射的紫外輻射照射盒的表面而不是寶石。

可編程芯片組優(yōu)選用于與led組件通信以進(jìn)行熱管理。

諸如壓力開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)可設(shè)置在上和下部中的一個(gè)或另一個(gè)上，與led組件通信，用于在盒閉合時(shí)關(guān)斷到led組件的電力。還可設(shè)置單獨(dú)的循環(huán)開(kāi)關(guān)與led組件通信，用于在盒打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生展示效果。

附圖說(shuō)明

圖1是展現(xiàn)不同程度天然磷光體的一組標(biāo)準(zhǔn)鉆石的現(xiàn)有技術(shù)陣列。圖的第二半示出在紫外光下發(fā)熒光的鉆石。

圖2a和2b為示出在自然光中(圖2a)和在暗淡的氛圍照明中由展示盒的隱藏的uvled組件發(fā)熒光(圖2b)的珠寶件的本發(fā)明展示盒(打開(kāi)狀態(tài))的實(shí)施例的兩個(gè)照片視圖。

圖3是本發(fā)明展示盒在閉合狀態(tài)的實(shí)施例的前截面圖。

圖4是展示盒(閉合狀態(tài))的右側(cè)截面視圖。

圖5是展示盒(打開(kāi)狀態(tài))的右側(cè)截面視圖。

圖5a是示出準(zhǔn)直的uv輻射束(不可見(jiàn))和寶石的可見(jiàn)熒光的角度的led組件和珠寶件的詳細(xì)視圖。

圖6是稍微成角度以示出本來(lái)隱藏的led組件的展示盒(打開(kāi)狀態(tài))的立體圖。

圖7是展示盒的分解部件視圖。

圖8和9是在用于尺寸比較的標(biāo)準(zhǔn)珠寶盒旁的本發(fā)明展示盒的實(shí)施例的兩個(gè)照片視圖(圖8閉合狀態(tài)，圖9打開(kāi)狀態(tài))。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明展示盒進(jìn)行操作以展示具有天然存在的磷光體的寶石的熒光。盒的結(jié)構(gòu)利用隱藏的高強(qiáng)度led組件和紫外二極管的(天然不可見(jiàn))的發(fā)射的輻射，所述輻射以準(zhǔn)直的形式被聚焦，以使得盒中的寶石能以唯一且醒目的形式來(lái)呈現(xiàn)其自身。當(dāng)在紫外輻射的效果下時(shí)，寶石自身通過(guò)其熒光發(fā)射可見(jiàn)照明。當(dāng)關(guān)閉輻射源時(shí)，該效果停止。

這允許展示盒給珠寶買(mǎi)家和接受者提供新的體驗(yàn)。通過(guò)展示盒的效果，但是沒(méi)有立馬可見(jiàn)的源，當(dāng)盒打開(kāi)時(shí)，寶石自發(fā)地出現(xiàn)以“躍”入觀察者的注意中。

圖2a和2b是示出珠寶件的本發(fā)明展示盒(打開(kāi)狀態(tài))的實(shí)施例的兩個(gè)照片視圖。在圖2a中，珠寶件(此處為鉆石)在自然光中(uvled被關(guān)閉)。在圖2b中，珠寶件被示出為在暗淡的氛圍照明中由于隱藏的uvled組件而發(fā)熒光。如在這些“之前”和“之后”照片中可以看到的，在從隱藏在盒中l(wèi)ed發(fā)射的uv輻射的影響下，發(fā)熒光的石頭的光譜效果相當(dāng)強(qiáng)烈，并且在暗淡的氛圍照明下甚至更醒目。在光暈中的石頭自身顯現(xiàn)為從其裝配和盒保持器懸停開(kāi)。

該效果甚至是與如在圖1中示出的標(biāo)準(zhǔn)鉆石中所見(jiàn)(現(xiàn)有技術(shù))用于鉆石分級(jí)的檢查級(jí)別紫外光形成對(duì)比。通過(guò)針對(duì)寶石的瞄準(zhǔn)的激勵(lì)以緊密準(zhǔn)直的形式使用在特定長(zhǎng)波波長(zhǎng)(365nm)下的高強(qiáng)度(3w)紫外輻射，在本發(fā)明中已經(jīng)特別注重夸大和增強(qiáng)石頭的熒光。

讓我們通過(guò)開(kāi)始檢視本發(fā)明盒的結(jié)構(gòu)來(lái)討論如何取得這些效果。

圖3中或許可見(jiàn)盒100的簡(jiǎn)單示意，圖3示出了在閉合狀態(tài)的前截面視圖。如圖所示，盒100具有兩個(gè)一般部分—上部分100a和下部分100b。盒總體可為約2-3英寸的正方形，具有約3-4英寸的高度。上部分100a和下部分100b可以比一般的珠寶盒的尺寸更高/更深，以便容納led組件、電池和電子器件的嵌壁式部件。相對(duì)較深的蛤殼形蓋以及盒相對(duì)有限的鉸接角度(優(yōu)選小于90°)還被設(shè)計(jì)為將環(huán)境光保持在外(不同于標(biāo)準(zhǔn)珠寶盒，其一般打開(kāi)得較寬以允許較多的環(huán)境光或展示照明進(jìn)入)。相比于標(biāo)準(zhǔn)珠寶盒在尺寸上的差別示意與圖8和9中。

重要地，如在圖3中可以清楚看到的，帶有其寶石104a的珠寶件104在下部分100b的面板/插入件106中可定位成使得在兩個(gè)半部閉合時(shí)珠寶件不接觸安裝在上部分100a中的插入件120中的led組件122。

在圖4中也可見(jiàn)到該間隙(珠寶件104的頂部邊緣到led組件122的底面之間的距離d1—一般小于0.5英寸)。led組件122(被插入件120圍繞)的安裝角度還有助于珠寶件104和led組件122之間的間隙。led組件122作為整體安裝成相對(duì)于盒蓋的軸線成約60°的角。

led組件122包括led電路122c。該電路122c包括用于發(fā)射紫外輻射(最優(yōu)選地，以365納米(nm)的特定紫外波長(zhǎng))的發(fā)光二極管(數(shù)量不特定)。所述二極管是3瓦特的高功率二極管。由緊湊式電池提供電力，緊湊式電池優(yōu)選為至少約1000mah的鋰離子電池。電池通過(guò)在盒的下部分和上部分的壁中的隱藏電線線槽(數(shù)量不特定)而電線連接到led電路。

光準(zhǔn)直器122a附接到電路122c并經(jīng)固定以形成整體的緊湊式組件122。利用拋物形透鏡122b，光準(zhǔn)直器接收并窄縮由uvled發(fā)射的uv輻射束。該準(zhǔn)直束的路徑最佳示出在圖5中。盒的配置意味著led組件122和寶石104a之間的距離(d2)較小(在盒打開(kāi)時(shí)約2-3英寸)。該短距離允許最小的能量耗散。以這種方式，珠寶盒的形狀因子還提供了從發(fā)射器到目標(biāo)的一致的短距離路徑，這甚至不同于一般的“檢查”條件，其中一般地面板安裝的uv源可定位成距離目標(biāo)石頭12-18英寸或以上。uv隨著距離衰退，導(dǎo)致印象更淡薄地產(chǎn)生的熒光效果。

在被激勵(lì)狀態(tài)下，led發(fā)射uv輻射的束，其經(jīng)準(zhǔn)直和聚焦(小于15°的角，并且更優(yōu)選地不大于8-10°)以直接照射固定在下部分100b的面板/插入件106中的寶石。所述角度和在寶石區(qū)域上的特定聚焦還允許發(fā)射的uv主要地或僅照射除去盒表面的期望的目標(biāo)(石頭)。uv輻射可具有對(duì)許多材料的隨時(shí)間而破壞的效果。

不可見(jiàn)uv能量以瓦特(此處，優(yōu)選至少為3瓦特)計(jì)為輻射度的輸出(即，功率輸出的強(qiáng)度)。所述能量變成由寶石104a發(fā)射的可見(jiàn)熒光，如在圖5a中概念性示意的。由寶石發(fā)射的熒光呈光度輸出的形式，其取決于光對(duì)于人類(lèi)觀察者有多么明亮而一般以流明進(jìn)行測(cè)量。

當(dāng)在珠寶盒的狹小空間(小形狀因子)中使用高強(qiáng)度紫外二極管時(shí)，存在對(duì)熱管理的考慮。uvled比其他波長(zhǎng)的led產(chǎn)生的熱量多。因此，可以設(shè)置被動(dòng)式熱沉與led電路(未示出)直接物理連通以從二極管散熱。替代地，可編程芯片組126可用于通過(guò)在其被產(chǎn)生較多發(fā)射能量時(shí)進(jìn)行熱轉(zhuǎn)換的反饋過(guò)程來(lái)管理溫度。所述芯片組優(yōu)選存儲(chǔ)在盒100的下部分100b中，通過(guò)隱藏電線線槽與led組件122電線連通。

圖6是稍微成角度以示出安裝在插入件120中的本來(lái)隱藏的led組件的展示盒(打開(kāi)狀態(tài))的立體圖。(該“隱藏”在圖2a中能被最佳地看到。)具有寶石104a的珠寶件104安裝在面板/插入件106中。電池108和可編程芯片組隱藏在面板/插入件106的下方。

圖6還示意了盒開(kāi)關(guān)(此處為壓力開(kāi)關(guān)112)，該開(kāi)關(guān)在被上部分100a的表面128接觸時(shí)將從電池108到led組件122的電力電路關(guān)閉。盡管被示出為打開(kāi)，在商用實(shí)施例中，這可通過(guò)軟織物或其他裝填墊料的覆蓋物(例如見(jiàn)圖2a、2b)覆蓋住以掩飾開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)可以與電路板130和usb莫仕連接器(molex)132通信，如圖7所示。所示莫仕連接器用于轉(zhuǎn)換從usb源(5-7伏特)通過(guò)再充電端口110(由扣眼110a環(huán)繞)輸入到再充電電池108的電力，并可用于在被再充電時(shí)同時(shí)對(duì)led組件供電?？梢栽O(shè)置其他形式的可再充電電力(例如，ac)。在連續(xù)操作中，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在此處使用的類(lèi)型的電池(1000mah鋰離子)單次充電持續(xù)約10-12小時(shí)。

可選地，還可設(shè)置循環(huán)開(kāi)關(guān)124(可通過(guò)接入端口124a接入)，其與可編程芯片組通信以允許在盒打開(kāi)時(shí)切換展示效果(例如，定時(shí)的開(kāi)-關(guān)順序、在一時(shí)間段之后關(guān)斷或漸進(jìn)的強(qiáng)度的效果)。也就是說(shuō)，uvled(其在盒打開(kāi)時(shí)默認(rèn)為“開(kāi)”(即，發(fā)射輻射))可以以其他方式被可編程芯片126控制以執(zhí)行其他順序。這是用于上述熱管理的可編程芯片組126的相同可編程芯片組。

盡管參考了特定形式和實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明，但是將明了，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以做出大量的變化。例如，等效元件可以替代具體地公開(kāi)的那些元件，并且本發(fā)明的某些特征可以獨(dú)立于其他特征使用—所有這些都不脫離隨附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明。