用于個(gè)人通信設(shè)備的雕刻寶石觀察器的制造方法
【專利摘要】一種用于個(gè)人通信設(shè)備的寶石觀察器，其用于觀察已經(jīng)被微觀或納米蝕刻、雕刻或浮雕有諸如標(biāo)識(shí)號(hào)的圖像或刻印的寶石表面。觀察器被安裝成利用個(gè)人通信設(shè)備的相機(jī)和LED光源。觀察器將來自光源的光指引為沿著入射到含有刻印的寶石的表面的路徑的光束。寶石沿著向回朝向放大透鏡并穿過放大透鏡光束射到個(gè)人通信設(shè)備的相機(jī)鏡頭的路徑光譜地反射光束，從而提高相機(jī)鏡頭的放大特性以生成展示個(gè)人通信設(shè)備顯示屏上的刻印的可視光圖像。
【專利說明】用于個(gè)人通信設(shè)備的雕刻寶石觀察器
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年5月25日提交的序列號(hào)為61/652, 072的美國臨時(shí)專利申 請的權(quán)益。該申請中公開的所有信息在此通過引用全部并入本文。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 本發(fā)明涉及一種用于觀察具有蝕刻到其表面中的圖像或辨識(shí)號(hào)的寶石的裝置。
[0005] 已知的是，使用聚焦離子束在鉆石的臺(tái)面上蝕刻微觀的或納米級(jí)的刻印?？逃〉?尺寸如此之小以致肉眼看不見。使用普通IOX放大鏡即使由熟練的寶石商也幾乎不可能 讀取刻印，因?yàn)楹茈y實(shí)現(xiàn)合適的視角并且放大倍數(shù)也不夠?？砂ㄖT如辨識(shí)號(hào)的單個(gè)字符 (即，字母和/或數(shù)字）的雕刻的圖像常規(guī)地具有約300微米到1200微米范圍的長度?？?印通常被蝕刻到約10納米到80納米的深度。鉆石和其它寶石的半透明特性加重了觀察 刻印的難度，該半透明特性允許光穿過由雕刻工藝形成的離子拋光區(qū)域和寶石的周圍表面 (例如，臺(tái)面，其上側(cè)刻面）兩者。
[0006] 觀察刻印的常規(guī)方法是采用高倍65X放大透鏡和具有電子顯示屏的相機(jī)來觀察 微觀刻印。這種系統(tǒng)昂貴、笨重并且很難使用，其降低了刻印的價(jià)值，因?yàn)榇蠖鄶?shù)零售商和 消費(fèi)者不具有這樣的設(shè)備，并因此不能看到或利用刻印。
[0007] 通過引用全部并入本文并且由與本發(fā)明相同的發(fā)明人發(fā)明的并由相同的受讓人 擁有的7, 468, 786號(hào)和8, 035, 807號(hào)美國專利公開了一種低成本并且高效率的觀察器（其 在下文中稱為雕刻寶石觀察器（engravedgemstoneviewer))，這種觀察器利用了以使得 產(chǎn)生與鏡子的光譜光反射非常相似的光譜光反射的方式照射拋光鉆石表面的概念。這種雕 刻寶石觀察器雖然有效，但對可能需要在任何時(shí)刻觀察雕刻品的個(gè)人而言缺乏便利性，并 且此外，缺乏對圖像進(jìn)行記憶以用于以后回憶、比較分析或?qū)Π趫D像中的信息的遠(yuǎn)程 通信的方式。
[0008] 本發(fā)明旨在提供解決這些和其它問題的解決方案并對上述結(jié)構(gòu)和方法進(jìn)行改進(jìn)。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 本發(fā)明關(guān)于一種雕刻寶石觀察器，其用于觀察已經(jīng)被蝕刻有諸如品牌標(biāo)志或辨識(shí) 號(hào)的圖像的寶石表面，作為附接到具有集成的相機(jī)的包括但不限于平板電腦或智能手機(jī) (Apple? iPad?或iPhone?，或例如SamsungAndroid設(shè)備）的現(xiàn)代個(gè)人通信設(shè)備的附屬 裝置。平板或智能手機(jī)的相機(jī)以及其固有的數(shù)字成像和計(jì)算功能從而插在先前的Engraved GemstoneViewer(雕刻寶石觀察器）的放大透鏡和觀察雕刻品的個(gè)人之間。當(dāng)被觀察者 接收時(shí)，寶石可安裝在一件珠寶上或可以保持未安裝。個(gè)人通信設(shè)備的集成光源（通常為 LED，當(dāng)使用相機(jī)時(shí)其用作閃光照相光源，但是也具有其它應(yīng)用）被捕獲并作為光束指向可 涂覆有反射增強(qiáng)涂層的放大透鏡，或者可選擇地作為指向雕刻鉆石的表面的光束。若指向 透鏡，則透鏡沿著入射到含有刻印的寶石表面的路徑反射光束。如果指向鉆石本身，則路徑 是同樣地入射到寶石的表面。在任一結(jié)構(gòu)中，寶石表面沿返回到放大透鏡的路徑向回反射 光束，進(jìn)而產(chǎn)生個(gè)人通信設(shè)備的相機(jī)鏡頭可觀察的光束的鏡面反射，并因此在個(gè)人通信設(shè) 備上的數(shù)字顯示器上實(shí)時(shí)可見。光離開寶石表面的這種反射將雕刻的圖像或刻印展示為反 射光中的差別，在雕刻的區(qū)域中它或者更亮（反射）或者更暗（漫射）。進(jìn)而，刻印作為較 暗和較亮平面、線和陰影的組合展現(xiàn)在光譜反射光的區(qū)域中。
[0011] 用于個(gè)人通信設(shè)備的寶石觀察器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是附接設(shè)備的尺寸小。尺寸小使儲(chǔ)存 和攜帶方便，使得附接件同個(gè)人通信設(shè)備本身一樣普遍存在。方便性使觀察器更實(shí)用，并更 可能在將鉆石暫時(shí)提供給第三方的情況下（諸如在首飾商店以進(jìn)行修復(fù)）使用。
[0012] 用于個(gè)人通信設(shè)備的寶石觀察器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，對觀察器進(jìn)行校準(zhǔn)以正確定位 雕刻品的反射圖像，以用于最佳觀察，而無需對觀察器進(jìn)行任何聚焦、對準(zhǔn)或其他調(diào)節(jié)。然 而，使用者能夠使用個(gè)人通信設(shè)備中固有的普通相機(jī)特征來調(diào)節(jié)和操縱觀察屏上的數(shù)字圖 像。例如，使用者可提高屏幕上的尺寸以更好地觀察，或者使用者可以拍攝圖像的數(shù)碼相 片。
[0013] 用于個(gè)人通信設(shè)備的寶石觀察器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它是使用簡單放大透鏡的便宜 的裝置，該放大透鏡與個(gè)人通信設(shè)備的集成透鏡（其本身不是足夠強(qiáng)大）相結(jié)合將圖像放 大到正確程度以使得圖像可見。這使得能夠使用復(fù)雜和昂貴的電子技術(shù)，如相機(jī)/攝像軟 件和數(shù)字處理軟件，其內(nèi)置在個(gè)人通信設(shè)備中但否則過于昂貴難而不用于單獨(dú)的寶石觀察 器應(yīng)用。
[0014] 用于個(gè)人通信設(shè)備的寶石觀察器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備的簡單性允許其以大量配 置被便宜地生產(chǎn)以用于大范圍的個(gè)人通信設(shè)備，每個(gè)配置具有不同設(shè)置的相機(jī)鏡頭和光 源。
[0015] 用于個(gè)人通信設(shè)備的寶石觀察器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，通過便捷地移除聚焦玻璃件， 它也可以作為技術(shù)上增強(qiáng)的具有LED燈的"珠寶商放大鏡"設(shè)備（低倍放大鏡），并且還允 許個(gè)人通信設(shè)備相機(jī)技術(shù)給予寶石觀察器以用于觀察雕刻圖像的相同的優(yōu)點(diǎn)。
[0016] 用于智能手機(jī)的寶石觀察器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，用聚焦玻璃（focusingglass)代替 玻璃表面來以適當(dāng)?shù)慕咕啵ň嚯x放大透鏡的"對焦"距離）正確地對準(zhǔn)寶石，使使用者能夠 快速將寶石焦點(diǎn)對準(zhǔn)地保持住，同時(shí)利用個(gè)人通信設(shè)備觀察器作為技術(shù)上增強(qiáng)的"珠寶商 放大鏡"。
[0017] 本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將在下文變得明顯。
[0018] 附圖簡述
[0019] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的安裝在Apple?iPhone?上的雕刻寶石觀察器的上側(cè)透視 圖。
[0020] 圖2是圖1所示的安裝在Apple?iPhone?上的雕刻寶石觀察器的底側(cè)透視圖。
[0021] 圖3是圖1所示的雕刻寶石觀察器的分解透視圖。
[0022] 圖4是圖1所示的雕刻寶石觀察器的放大俯視圖，僅用于定位目的而示出所包括 的個(gè)人通信設(shè)備的一部分，用虛線顯示。
[0023] 圖5是圖4所示的雕刻寶石觀察器的沿著圖4的線5-5截取的側(cè)視剖視圖。
[0024] 圖6是安裝在Apple?iPlione?上的圖1所示的雕刻寶石觀察器的仰視圖。
[0025] 圖7是圖6所示的用于智能手機(jī)的雕刻寶石觀察器的沿著圖6的線7-7截取的側(cè) 視剖視圖。
[0026] 圖8是雕刻寶石觀察器的側(cè)視圖。
[0027] 圖9是圖8所示的雕刻寶石觀察器的沿著圖8的線9-9截取的側(cè)視剖視圖。
[0028] 優(yōu)選實(shí)施方案的描述
[0029] 本發(fā)明一般涉及一種用于個(gè)人通信設(shè)備的雕刻寶石觀察器10。觀察器10 -般在 附圖中以特別適合于Apple? iPhone?的實(shí)施方案的形式示出，盡管本發(fā)明的主題-- 觀察器適合于具有集成相機(jī)和諸如LED燈的光源以提供攝影照明或"閃光"能力的任何智 能手機(jī)、個(gè)人通信設(shè)備或個(gè)人生產(chǎn)力設(shè)備1。這種智能手機(jī)、個(gè)人通信設(shè)備或個(gè)人生產(chǎn)力設(shè) 備也可包括例如Samsung? Galaxy?或諸如Apple? iPad?的平板電腦。根據(jù)本發(fā)明， 觀察器10具有基部12 (在所示實(shí)施方案中一般以大致正方形的形狀示出，但許多其它形狀 也將功能等同），以接收個(gè)人通信設(shè)備1的角落，在該角落中相機(jī)鏡頭和光源定位在個(gè)人通 信設(shè)備的背側(cè)上。在所示實(shí)施方案中，基部12具有由兩個(gè)鄰接側(cè)平面18、20隔開的頂平面 14和底平面16,基部12優(yōu)選一體形成，但也可由零件形成并被組裝?；?2在相對的兩 個(gè)鄰接側(cè)上是開放的，以便適應(yīng)通過兩個(gè)開放側(cè)所接收的個(gè)人通信設(shè)備1的厚度。優(yōu)選地， 將基部12的頂平面14、底平面16和兩個(gè)側(cè)平面18、20精確地間隔開，以與個(gè)人通信設(shè)備 1進(jìn)行摩擦接觸，從而把觀察器10固定到個(gè)人通信設(shè)備，而無需施加額外的壓力或機(jī)械裝 置。在觀察器10的可選擇的實(shí)施方案中，基部12可具有不同的形狀和尺寸，以便正確地定 向該設(shè)備，以接納不同型號(hào)的智能手機(jī)或個(gè)人通信設(shè)備，其中基于裝置在個(gè)人通信設(shè)備中 的定位，相機(jī)鏡頭和光源分別在不同的位置。
[0030] 在該實(shí)施方案中示出具有漏斗形狀的觀察器主體22被附接到底平面16或與底平 面16 -體形成，并遠(yuǎn)離個(gè)人通信設(shè)備1突出。觀察器主體22是可調(diào)節(jié)尺寸以容納一般在 底平面16的水平面上并且一般與個(gè)人通信設(shè)備1的相機(jī)或主體的鏡頭2同軸對齊但不接 觸的放大透鏡24的結(jié)構(gòu)。底平面16是開放的，以允許光經(jīng)過放大透鏡24到個(gè)人通信設(shè)備 1的相機(jī)的鏡頭2的無障礙路徑。放大透鏡24是這樣的校準(zhǔn)（calibration)以便在視覺上 放大個(gè)人通信設(shè)備1的相機(jī)的視野內(nèi)的物體，在此之外，其以其它方式通過相機(jī)本身的獨(dú) 立透鏡是可能的。
[0031] 如在圖6-9中更詳細(xì)地所示，觀察器主體22的相對端在一般不與放大透鏡的平面 平行的平面處終止，其中由可移除的保持環(huán)28將聚焦玻璃26可移除地保持在合適的位置 上。由觀察器主體22將聚焦玻璃26和放大透鏡24以彼此恰當(dāng)?shù)木嚯x保持住，使得個(gè)人通 信設(shè)備1的相機(jī)通過在觀察器主體頂部處的放大透鏡恰當(dāng)?shù)鼐劢沟娇恐谟^察器主體底 部處的聚焦玻璃的外表面放置的諸如鉆石的寶石3的表面（圖5)。聚焦玻璃26的平面相 比較于放大透鏡24的平面的最佳角度由放大透鏡相對于光源4的位置的焦距確定。在該 實(shí)施方案中，角度將在大約5度和25度之間，并且最優(yōu)選大約13度到16度。
[0032] 基部12的底平面16也具有通向通道30的開口 29,以允許來自個(gè)人通信設(shè)備1的 光源4的光穿過朝向聚焦玻璃26定向的通道30的無障礙路徑。如上所述，然后，聚焦玻璃 26以一定的角度被定向，使得與聚焦玻璃進(jìn)行接觸的鉆石3將接收從光源4指向鉆石3的 光束路徑，并向回反射到放大透鏡24并穿過放大透鏡24到個(gè)人通信設(shè)備1的相機(jī)鏡頭2 的光束路徑。
[0033] 在可選擇的實(shí)施方案中，光源4的路徑可以朝向放大透鏡定向，使得來自光源的 光的路徑通往放大透鏡，并且然后通往鉆石3的表面，鉆石3的表面反過來將光路徑向回反 射到放大透鏡24并穿過放大透鏡24到個(gè)人通信設(shè)備的相機(jī)的鏡頭2。如上提到的，光束的 這種定向路徑以及所需要的角度在以上引用的EngravedGemstoneViewer(雕刻寶石觀察 器）專利中公開。
[0034] 雖然本發(fā)明容許有許多不同形式的實(shí)施方案，但是附圖示出了并且說明書描述了 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中的僅一些。應(yīng)當(dāng)理解，附圖和說明書應(yīng)被認(rèn)為是本發(fā)明的原理的 示例。它們并不旨在將本發(fā)明的廣泛方面限制到所示實(shí)施方案。該功能留在下面的權(quán)利要 求中。
【權(quán)利要求】
1. 一種與電子通信設(shè)備一起使用的設(shè)備，用于觀察寶石以展示雕刻、浮雕或蝕刻到寶 石的表面中的諸如圖像或辨識(shí)號(hào)的標(biāo)記或刻印，所述電子通信設(shè)備具有相機(jī)鏡頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括： 基部； 觀察器主體，其連接到所述基部或與所述基部一體形成； 放大透鏡，其連接到所述觀察器主體；以及 聚焦玻璃，其連接到所述觀察器主體，其中所述放大透鏡定位在所述聚焦玻璃與所述 相機(jī)鏡頭之間； 所述聚焦玻璃以及所述放大透鏡通過所述觀察器主體以相距彼此的足夠的距離被保 持住，使得當(dāng)寶石的表面靠著所述聚焦玻璃放置時(shí)，所述相機(jī)鏡頭通過所述放大透鏡被恰 當(dāng)?shù)鼐劢沟綄毷谋砻妗?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述放大透鏡大致與所述相機(jī)鏡頭同軸對齊但 不接觸所述相機(jī)鏡頭地連接到所述基部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述電子通信設(shè)備包括光源，并且其中所述基 部具有開口，以允許來自所述光源的光穿過朝向所述聚焦玻璃定向的通道的無阻礙光束路 徑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述聚焦玻璃被定向成使得與所述聚焦玻璃接觸 的寶石將處于自所述光源指向?qū)毷墓馐窂街校⒀刂蚧氐剿龇糯笸哥R并穿過所 述放大透鏡到所述相機(jī)鏡頭的路徑反射光束。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持環(huán)保持在合適位 置上，該可移除的保持環(huán)允許所述聚焦玻璃被移除和安裝。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述聚焦玻璃以相對于所述放大透鏡的大約5度 到大約25度的角度被保持。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述聚焦玻璃以相對于所述放大透鏡的大約13 度到大約16度的角度被保持。
9. 一種與電子通信設(shè)備一起使用的設(shè)備，用于觀察寶石以展示雕刻、浮雕或蝕刻到寶 石的表面中的諸如圖像或辨識(shí)號(hào)的標(biāo)記或刻印，所述電子通信設(shè)備具有相機(jī)鏡頭，所述設(shè) 備包括： 基部； 觀察器主體，其連接到所述基部或與所述基部一體形成； 放大透鏡，其連接到所述觀察器主體；以及 聚焦玻璃，其連接到所述觀察器主體，其中所述放大透鏡定位在所述聚焦玻璃與所述 相機(jī)鏡頭之間； 所述聚焦玻璃以及所述放大透鏡通過所述觀察器主體以相距彼此的足夠的距離被保 持住，使得當(dāng)寶石的表面靠著所述聚焦玻璃放置時(shí)，所述相機(jī)鏡頭通過所述放大透鏡被恰 當(dāng)?shù)鼐劢沟綄毷谋砻妗?br> 10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述放大透鏡大致與所述相機(jī)鏡頭同軸對齊但 不接觸所述相機(jī)鏡頭地連接到所述基部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括光源，并且其中所述基部具有開口，以允許來 自所述光源的光穿過朝向所述聚焦玻璃定向的通道的無阻礙光束路徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述聚焦玻璃被定向成使得與所述聚焦玻璃接 觸的寶石將處于自所述光源指向?qū)毷墓馐窂街?，并將沿著向回到所述放大透鏡并穿過 所述放大透鏡到所述相機(jī)鏡頭的路徑反射光束。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述基部包括通過兩個(gè)鄰接的側(cè)平面彼此隔 開的頂平面和底平面，并且其中所述頂平面、所述底平面和所述兩個(gè)側(cè)平面被精確地間隔 開，以與所述電子通信設(shè)備接觸，使得主要通過摩擦將所述基部固定到所述電子通信設(shè)備 而無需施加額外的壓力或無需機(jī)械裝置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持環(huán)保持在合適 位置上，該可移除的保持環(huán)允許所述聚焦玻璃被移除和安裝。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述聚焦玻璃以相對于所述放大透鏡的大約5 度到大約25度的角度被保持。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述聚焦玻璃以相對于所述放大透鏡的大約 13度到大約16度的角度被保持。
18. -種與電子通信設(shè)備一起使用的設(shè)備，用于觀察寶石以展示雕刻、浮雕或蝕刻到寶 石的表面中的諸如圖像或辨識(shí)號(hào)的標(biāo)記或刻印，所述電子通信設(shè)備具有相機(jī)鏡頭和光源， 所述設(shè)備包括： 基部，其包括通過兩個(gè)鄰接的側(cè)平面彼此隔開的頂平面和底平面； 觀察器主體，其連接到所述基部或與所述基部一體形成； 放大透鏡，其連接到所述觀察器主體；以及 聚焦玻璃，其連接到所述觀察器主體，其中所述放大透鏡定位在所述聚焦玻璃與所述 相機(jī)鏡頭之間； 所述聚焦玻璃以及所述放大透鏡通過所述觀察器主體以相距彼此的足夠的距離被保 持住，使得當(dāng)寶石的表面靠著所述聚焦玻璃放置時(shí)，所述相機(jī)鏡頭通過所述放大透鏡被恰 當(dāng)?shù)鼐劢沟綄毷谋砻妗?br> 19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述底平面具有開口，以允許來自所述光源的 光穿過朝向所述聚焦玻璃定向的通道的無阻礙光束路徑。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述頂平面、所述底平面和兩個(gè)側(cè)平面被精確 地間隔開，以與所述電子通信設(shè)備進(jìn)行接觸，使得主要通過摩擦將所述基部固定到所述電 子通信設(shè)備而無需施加額外的壓力或無需機(jī)械裝置。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述聚焦玻璃由可移除的保持環(huán)保持在合適 位置上，該可移除的保持環(huán)允許所述聚焦玻璃被移除和安裝。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述聚焦玻璃以相對于所述放大透鏡的大約5 度到大約25度的角度被保持。
【文檔編號(hào)】G02B7/02GK104508530SQ201380039327
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】蘭德爾·瓦格納, 庫爾特·斯科埃克特 申請人:捷邁克斯系統(tǒng)公司