宝石观察器制造技术

描述了一种用于观看宝石的图像的设备。该设备包括用于将宝石支撑在观察位置的支撑结构。照照明结构包括引向观察位置以照亮宝石的多个定向光源。支撑结构和照明结构能够围绕旋转轴线彼此相对旋转。成像装置设置为在照明结构和支撑结构之间的多个相对旋转位置处获得处于观察位置的宝石的图像；该成像装置具有穿过观察位置的成像轴线。支撑结构被设置为使得能够以宝石的选定刻面的法线在从旋转轴线倾斜的倾角范围内的方式将宝石放置在观察位置处。定向光源配置为使得对于所述范围内的任何倾角，所述定向光源中的至少一个将从选定刻面被镜面反射到用于支撑结构的至少一个旋转位置的成像装置中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于观察宝石的图像设备及方法
本专利技术涉及用于观察宝石的设备和方法。特别地，虽然不是排外地，本专利技术涉及用于观察宝石中的光的运用(playoflight)和刻在宝石表面上的标记。
技术介绍
宝石，且特别是钻石的美或吸引力被认为与宝石如何与光相互作用直接联系。这种相互作用熟知为″光的运用(playoflight)″，并结合由宝石显现的诸如明亮度、火彩和闪光之类的特性。明亮度涉及由宝石返回到观察者的光的强度和反衬度，火彩涉及由宝石返回的色散光的量，闪光涉及在宝石相对于光源移动时对观察者可见的闪光的入射。近来，采用商标、标识号和/或传达关于宝石的其它信息的标记雕刻宝石的实践已经变得更加广泛。可以采用多种方法，如在WO98/52774中描述的方法将标记应用到宝石上。可以采用×10倍放大镜以对眼睛不可见的方式应用标记，使得它们不贬低宝石的价值或损坏宝石的外观。这意味着标记可以应用于刻面上，如宝石的切平面。这种标记通常刻入宝石中的深度高达约0.05μm。在零售环境中，有利的是提供快速、实用且有效的观察器，该观察器允许零售商向消费者展示宝石中的光的运用和刻入的标记。目前存在多种可用的用来观察宝石中的光的运用的观察器。在WO2001/14854中提供了这种观察器的一个例子。而且，观察器还可以用来观察刻在宝石中的标记，在WO99/34197中描述了这种装置，其提供了用于观察宝石和标记的放大图像的手段，但没有提供观察宝石中的光的运用的手段。在EP1319942中描述了另一种能够显示光的运用和标记的观察器。然而，由于提供用于显现光的运用和标记的合适光照条件存在困难，因此必须将宝石从观察器的一部分移动到另一部分，以观察这些不同的品质。熟知的是，为了显示明亮度、火彩和闪光特性，要求变化的照明条件。例如，在某些照明条件下，色散光的水平会被非常耀眼的宝石的高水平的反射白光隐藏。变化的照明条件可以由如应用在明亮度观察仪器(TM)分析器中的活动环形照明设备提供，当在受控照明环境中从6个不同角度照亮该明亮度观察仪器(TM)分析器时，该分析器测量通过钻石的钻冠返回的光。还已经显示有利的是采用多向光源，如由多个LED制成的光源，特别是在显现宝石的火彩和闪光时。EP1319942描述了用于采用可以旋转且其强度可以被控制以改变照明的高度对称照明模式确定宝石的光的运用的设备。这种对称照明系统强调宝石的对称性。然而，还熟知的是，虽然高度对称切割宝石为好的光的运用提供了好的可预测性，但具有较差对称度的宝石会给出同样好的光的运用。类似地，US7315356提供用于宝石的火彩进行成像的设备，其中通过对称照明模式提供变化的照明。已经发现，对于大多数宝石，采用高度对称照明模式不能为光的运用的视觉欣赏提供适当的手段。本专利技术的目的在于克服或至少减轻与现有技术相关的一个或多个困难。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于观看宝石的图像的设备。该设备包括用于将宝石支撑在观察位置的支撑结构。照明结构包括引向观察位置以照亮宝石的多个定向光源。支撑结构和照明结构能够围绕旋转轴线彼此相对旋转。成像装置设置为在照明结构和支撑结构之间的多个相对旋转位置处获得处于观察位置的宝石的图像；该成像装置具有穿过观察位置的成像轴线。支撑结构被设置为使得能够以宝石的选定刻面的法线在从旋转轴线倾斜的倾角范围内的方式将宝石放置在观察位置处。定向光源配置为使得对于所述范围内的任何倾角，所述定向光源中的至少一个将从选定刻面被镜面反射到用于支撑结构的至少一个旋转位置的成像装置中。因此，当宝石在支撑结构上旋转(或者照明装置相对于宝石旋转)时，宝石中的光的运用可以以吸引人的方式显示给使用者。此外，将具有至少一个旋转位置，在所述至少一个旋转位置上，来自定向光源中的一个的镜面反射将从选定刻面(其通常将为切平面刻面)引入成像装置中。如果在该刻面中刻有标记，在当宝石处于该旋转位置时，可以获得标记的图像并将图像显示给使用者。因此，宝石中的光的运用和刻在宝石上的标记都可以显示给观察器，而不需要将宝石从一个位置移动到另一个位置。上述所有的元件与显示屏一起可以一起集成为其中可以放置宝石的单个仪器。而且，由于选定刻面的法线仅需要在相对于支撑结构的旋转轴线的倾角范围(例如小于5°，或甚至小于10°)内，因此没有必要将宝石精确地放置在支撑结构上。宝石例如可以安装在放在指环盒中的指环中。只要宝石的切平面大致水平(例如与水平方向的夹角小于约20-25°)，当它旋转时，仍将存在其中可以由成像装置获得标记的图像的至少一个位置。可替换地，宝石可以为松开的宝石，放置在支架中，使得切平面在最上面。再一次，即使对准是近似的，仍将存在可以观看到刻在切平面上的标记的至少一个旋转位置。可以采用对本领域技术人员公知的任何支撑松开的宝石或将宝石支撑在珠宝底座中的方法。照明结构还可以包括漫射光源，使得整个宝石都被照亮，而不仅仅是单独的闪光。定向光源和/或漫射光源可以为白光光源，并且可以包括白光LED。漫射光源可以包括漫射体，其可以具有光圈，该光圈包括从中通过以允许来自定向光源的光穿过的材料的孔或通光区域。定向光源可以包括具有准直透镜的LED，该准直透镜提供一定准直度的光。准直透镜可以连接至LED，或者连接至或结合到漫射体中。虽然能够旋转照明结构并保持宝石静止，但已经发现，如果宝石本身旋转，则看起来更自然。在这种情况中，支撑结构可以包括旋转工作台。对消费者还有利的是，能够在图像同时显示在荧光屏上的同时直接看到宝石。支撑结构还能够朝向和远离成像装置移动。定向光源可以配置成对称模式，但如上所述，这种方法倾向于仅对高度对称的钻石有利。因此，在一种实施方式中，定向光源被配置成其中不具有4倍或8倍旋转对称的模式。由于期望宝石的图像应当以吸引人的方式呈现成消费者，则定向光源可以大致均匀地设置在照明结构上。获得至少一个镜面反射的图像要求可以以下述方式解决。在所述刻面处于任何给定倾角的情况下，对于支撑结构的360°旋转，能够从成像装置看到位于照明结构上的反射到选定刻面中的反向束的轨迹。定向光源随后可以被配置为使得对于位于所述倾角范围内的每个倾角，所述定向光源中的至少一个位于该倾角的该轨迹上。定向光源可以配置成螺旋模式。这例如可以通过以例如90°(其带来4倍对称)或以137.5°的″金角″(虽然将会理解，其它角度也可以是适合的)在连续的轨迹上推进定向光源的相位。照明结构可以大致设置在成像装置和观察位置之间，照明结构中的孔使得光能够从观察位置通向成像装置。照明结构可以为大致平坦的，或者在某些配置中可以形成曲面或球形截面。该设备的成像轴线可以为与支撑结构的旋转轴线共线，或者可以以例如0°和45°之间或0°和5°之间的角度倾斜。如果成像轴线和旋转轴线共线，则可能需要设置用于沿着成像轴线引导定向光的虚设定向光源。这例如可以通过分束器的使用实现。该设备的成像装置可以产生由透镜形成的宝石的图像，该透镜可以是变焦距的，并可以包括自动聚焦。成像装置还可以包括照相机，如CCD或CMOS照相机。该设备的成像装置和透镜可以包括单个模块。透镜可以具有放大倍率范围，和/或照相机可以设有足够的象元(像素)，以允许数字变焦。可以设置处理器，该处理器用于分析由成像装置获得图像，并确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于观看宝石的图像的设备，包括：支撑结构，用于将宝石支撑在观察位置；照明结构，配置为照亮宝石，该照明结构包括引向观察位置的多个定向光源，支撑结构和照明结构能够围绕旋转轴线彼此相对旋转；和成像装置，用于在照明结构和支撑结构之间的多个相对旋转位置处获得处于观察位置的宝石的图像，该成像装置具有穿过观察位置的成像轴线；其中，支撑结构被配置为使得能够以宝石的选定刻面的法线在从旋转轴线倾斜的倾角范围内的方式将宝石放置在观察位置处；并且定向光源配置为使得对于所述范围内的任何倾角，所述定向光源中的至少一个将从选定刻面被镜面反射到用于支撑结构的至少一个旋转位置的成像装置中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB0813654.12008年7月25日1.一种用于观察宝石的图像的设备，包括：支撑结构，用于将宝石支撑在观察位置；照明结构，配置为照亮宝石，该照明结构包括位于漫射体后面并且引向观察位置的多个定向光源，每个定向光源包括在漫射体中的孔后面的具有准直透镜的LED，所述LED和所述孔具有有限的尺寸，支撑结构和照明结构能够围绕旋转轴线彼此相对旋转；和成像装置，用于在照明结构和支撑结构之间的多个相对旋转位置处获得处于观察位置的宝石的图像，该成像装置具有穿过观察位置的成像轴线；其中，支撑结构被配置为使得能够以宝石的选定刻面的法线在从旋转轴线倾斜的倾角范围内的方式将宝石放置在观察位置处；定向光源配置为使得：在所述选定刻面处于所述倾角范围内的任何给定倾角的情况下，对于支撑结构的360°旋转，能够从成像装置看到位于照明结构上的反射到选定刻面中的反向束的轨迹，并且其中定向光源被配置为使得对于位于所述倾角范围内的每个倾角，所述定向光源中的至少一个位于该反向束的轨迹上；并且对于支撑结构相对于照明结构的一次完整旋转，对于所述倾角范围，位于照明结构上的一组嵌套的近似圆形的曲线表示反向线的轨迹，该反向线的轨迹沿着成像轴线出现并从宝石的选定刻面反射，并且，所述LED中的至少一个定位在每条嵌套的近似圆形的曲线上，相邻的嵌套的近似圆形的曲线之间的最大间距小于LED的视直径，以使得，对于所述倾角范围内的任何倾角，所述定向光源中的至少一个将从选定刻面被镜面反射到用于支撑结构的至少一个旋转位置的成像装置中。2.根据权利要求1所述的用于观察宝石的图像的设备，其中定向光源被配置成不具有4倍或8倍旋转对称的模式。3.根据权利要求1所述的用于观察宝石的图像的设备，其中在照明结构范围内大致均匀地配置定向光源。4.根据权利要求3所述的用于观察宝石的图像的设备，其中定向光源被配置为使得连续轨迹上的定向光源被以一角度同相推进，以产生螺旋模式。5.根据权利要求4所述的用于观察宝石的图像的设备，其中连续轨迹上的定向光源同相推进的角度是90°或137.5°。6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于观察宝石的图像的设备，其中照明结构大体设置在成像装置和观察位置之间，照明结构中的孔使得光能够从观察位置通向成像装置。7.根据权利要求1-5中任一项所述的用于观察宝石的图像的设备，其中虚设定向光源被配置为沿着成像轴线提供光，该虚设定向光源包括分束器。8.根据权利要求1-5中任一项所述的用于观察宝石的图像的设备，其中成像轴线和旋转轴线重合。9.根据权利要求1-5中任一项所述的用于观察宝石的图像的设备，其中成像轴线和旋转轴线以一角度彼此倾斜。10.根据权利要求9所述的用于观察宝石的图像的设备，其中成像轴线和旋转轴线之间的角度在0°和45°之间。11.根据权利要求1-5中任一项所述的用于观察宝石的图像的设备，其中照明结构还包括位于漫射体上方的一组背景LED，所述漫射体散射从所述背景LED传播的光，以提供用于照亮宝石的漫射光源。12.根据权利要求1-5中任一项所述的用于观察宝石的图像的设备，其中观察位置由使用者直接可观察的。13.根据权利要求1-5中任一项所述的用于观察宝石的图像的设备，还包括用于显示由成像装置获得的图像的显示屏。14.根据权利要求1-5中任一项所述的用于观察宝石的图像的设备，设置为使得，当来自一个所述定向光源中的光从选定刻面镜面反射到成像装置中时，能够由成像装置获得刻在宝石的选定刻面上的标记的图像。15.根据权利要求12所述的用于观察宝石的图像的设备，设置为使得，照亮宝石中的光的运用的图像和刻在宝石的选定刻面上的标记的图像在宝石处于观察位置的情况下都能够显示给使用者。16.根据权利要求15所述的用于观察宝石的图像的设备，还包括处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·皮特·豪克罗杰，
申请(专利权)人：德比尔斯百年公司，
类型：发明
国别省市：CH