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Diese Erfindung betrifft einen Spiegelflächenkörper
zum Projizieren eines verborgenen Bildes und insbesondere
einen Spiegelflächenkörper zum Projizieren eines verborgenen
Bildes, der zum Erkennen geheimer Codierungen oder als
Ornamentierung technischer Spielzeuge oder Gegenstände verwendet
werden kann.
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Es gab üblicherweise klassische magische Spiegel, die
als Spiegelflächenkörper ähnlich einem Spiegelflächenkörper
zum Projizieren eines verborgenen Bildes gebildet waren. Diese
magischen Spiegel basieren auf dem Phänomen, daß zur
Ausbildung von Vorsprüngen tief in ihre Rückfläche profilierte
Bilder konvexe und konkave Bereiche an ihrer vorderen
Spiegelfläche ergeben, wenn diese poliert wird, und daß derartige
Bilder bei Lichtreflexion und Projektion auf einem
Projektionsschirm sichtbar werden.
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Das Grundprinzip des vorstehend beschriebenen
magischen Spiegels wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung erläutert.
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Fig. 1 stellt einen Spiegelflächenkörper 13
schematisch dar. Ein von einer kleinen Lichtquelle 11 ausgehender
Lichtstrahl wird durch eine Lochblende 12 auf eine polierte
Vorderfläche 131 des Spiegelflächenkörpers projiziert. Eine
flache und breite Vertiefung 15 wird nach Polieren der
Vorderfläche automatisch an der Vorderfläche des
Spiegelflächenkörpers gebildet, wenn eine Profilierung 132 an der Rückseite
davon gebildet ist. Wenn es keine Vertiefung oder keinen
Vorsprung oder keine Färbung an der Vorderfläche gibt, werden
gleichmäßig verteilte Strahlen auf einen Projektionsschirm 14
reflektiert, um dadurch ein einfaches Bild gleichmäßiger
Helligkeit mit einer der Vorderfläche 131 entsprechenden Form zu
bilden. Die in der Fläche 131 vorliegende flache Vertiefung 15
dient jedoch als lichtkonvergierender Konkavspiegel und
reflektiert Strahlen wie von den strichlierten Linien 16
dargestellt. Daher hat die auf dem Projektionsschirm gebildete
Lichtabbildung eine uneinheitliche Helligkeitsverteilung, wie
von der Kurve 17 dargestellt, das bedeutet, die Lichtabbildung
auf dem Projektionsschirm 14 besitzt einen hellen Fleck oder
ein helles Gebiet, wenn die Spiegelfläche einen konkaven
Bereich aufweist und einen dunklen Fleck oder ein dunkles
Gebiet, wenn die Spiegelfläche einen konvexen Bereich aufweist.
Wenn die Fläche parallele vertiefungsförmige Unebenheiten
aufweist wird das Lichtbild zu einem Muster mit parallelen
Schatten und demgemäß kann eine flache Ausnehmung von mehr als 0,3 um
Tiefe auf der Oberfläche eines Spiegelflächenkörpers mit
einer Dicke im Bereich von 1 bis 3 mm nachgewiesen werden.
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Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen
Beispiel wird der an seiner hinteren Fläche mit einer
vorspringenden Profilierung 132 versehene Spiegelflächenkörper 13 an
seiner Vorderfläche 131 poliert, um eine Spiegelfläche zu
erhalten. Demgemäß ist ein großer Zeit- und Kostenaufwand zur
Bildung des Bildprofils und der Spiegelfläche erforderlich.
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Inzwischen sind verschiedenartige Verfahren zum
einfachen Beobachten verborgener Bilder in der Vorderfläche des
Substrats bekannt und wurden bislang vorgeschlagen (vgl.
beispielsweise offengelegtes japanisches Gebrauchsmuster 57-
134612, offengelegtes japanisches Patent 57-186106). In diesen
Fällen sind jedoch eingekerbte Markierungen und dgl. auf der
Vorderfläche des Substrats gebildet, so daß sie direkt
sichtbar sind und folglich nicht als geheime Codierungen gedacht
sind. Zusätzlich wird auf Grund der auf der Vorderfläche
vorliegenden Markierungen und dgl. der ästhetische Eindruck der
Vorderfläche nachteilhaft beeinflußt. Das legt der Verwendung
von auf Grundlage der vorstehenden Verfahren gebildeten
Spiegelflächenkörpern eine Begrenzung auf.
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Diese Erfindung wurde angesichts der vorstehend
beschriebenen üblicherweise auftretenden Unzulänglichkeiten
gemacht und demgemäß besteht eine Aufgabe dieser Erfindung in
der Schaffung eines Spiegelflächenkörpers und eines
Markierungsunterscheidungsverfahrens dafür, bei dem die Markierungen
nicht direkt an der Vorderfläche sichtbar sind und lediglich
durch Einstrahlung von Licht auf die Vorderfläche
ausschließlich durch Einwirkung der hinteren Fläche offenbart werden.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird
geschaffen ein Spiegelflächenkörper zum Projizieren eines verborgenen
Bildes, gebildet aus einem Substrat mit einer vorderen
Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke des Substrats 5 mm oder weniger beträgt und die
vordere Oberfläche davon zunächst zu einer Spiegelfläche
poliert wird, wobei die vordere Oberfläche darauf gebildete,
scheinbar unsichtbare, geringfügige Vertiefungen aufweist, die
durch eine von Kerben mit einer Tiefe von zumindest 0,1 um,
die auf der hinteren Oberfläche des Substrats gebildet sind,
erzeugte innere Spannung hervorgerufen werden, wodurch die
scheinbar unsichtbaren Vertiefungen bei einer Reflexion und
Projektion auf die vordere Spiegelfläche einfallenden Lichtes
Abbildungen der Kerben in normaler Lage auf einen
Projektionsschirm werfen.
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Ferner wird gemäß einem weiteren Gesichtspunkt dieser
Erfindung geschaffen ein Spiegelflächenkörper zum Projizieren
eines verborgenen Bildes, gebildet aus einem Substrat mit
einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicke des Substrats 10 mm oder weniger
beträgt und die vordere Oberfläche zunächst zu einer
Spiegelfläche poliert wird, wobei die vordere Oberfläche darauf
gebildete, scheinbar (unsichtbare) geringfügige Vertiefungen
aufweist, die durch eine von Kerben, die auf der hinteren
Oberfläche des Substrats gebildet sind und eine Tiefe von 20
um oder mehr aufweisen, erzeugte innere Spannung hervorgerufen
werden, wodurch die Vertiefungen bei einer Reflexion und
Projektion auf die vordere Spiegelfläche einfallenden Lichtes
Abbildungen der Kerben in normaler Lage auf einen
Projektionsschirm werfen.
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Fig. 1 veranschaulicht das Prinzip eines
vorstehend beschriebenen magischen Spiegels und
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Fig. 2 veranschaulicht den Gegenstand dieser
Erfindung.
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Mit dieser Erfindung wird die einfache Bildung eines
Spiegelflächenkörpers mit konkaven und konvexen
Oberflächenbereichen durch Verwendung einer Platte mit einer Dicke von 5 mm
oder weniger ermöglicht, wobei der Spiegelflächenkörper eine
zu einer Spiegelfläche polierte vordere Oberfläche und eine
mit Markierungen, wie etwa Zeichen, Bildern oder dgl. mit
einer Tiefe von 0,1 um oder mehr gebildete hintere Oberfläche
aufweist. Die konkaven und konvexen Bereiche erzeugen nicht
direkt sichtbare verborgene Bilder. Es sollte angemerkt
werden, daß derartige Markierungen auf einfache Weise gebildet
werden können, beispielsweise unter Verwendung eines
Energiestrahls, wie etwa eines Laser- oder Elektronenstrahls,
und auch unter Verwendung eines Schneidwerkzeugs mit einer
scharfen Klinge.
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Wenn Licht auf die vordere Oberfläche des
Spiegelflächenkörper eingestrahlt wird, können trotz der Tatsache, daß
an dieser vorderen Oberfläche anscheinend nichts direkt
sichtbar ist, die entsprechenden verborgenen Bilder als normale
Bilder auf einen Projektionsschirm projiziert werden, so daß
die Markierungen auf dem Spiegelflächenkörper auf einfache
Weise voneinander unterschieden werden können.
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Ähnliche Ziele können unter Verwendung einer
plattenartigen Tafel mit einer Dicke von weniger als 10 mm und mit
einer zu einer Spiegelfläche polierten vorderen Oberfläche und
einer mit Markierungen, wie etwa Zeichen oder Bildern mit
einer Tiefe von 20 um oder mehr versehenen hinteren Oberfläche
verwirklicht werden.
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Eine spezielle Ausführungsform dieser Erfindung wird
nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf Fig. 2
beschrieben.
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Zunächst wurden Glasplatten 23, bei denen jeweils
beide Oberflächen poliert waren und die jeweils eine Dicke im
Bereich zwischen 0,5 und 8 mm aufwiesen und in Form eines
Quadrats mit einer Kantenlänge von 50 mm gebildet waren, als
Proben hergestellt. Eine seitliche Oberfläche jeder Probe wurde
unter Verwendung einer Diamantspitze oder eines
Saphirschneidwerkzeugs zur Bildung von Kerben 25a graviert. Die Tiefen der
Kerben 25a lagen bei einer Messung mit einem
Oberflächenrauhigkeitsmeßgerät im Bereich zwischen 0,1 und 100 um. Die
Kerben 25a bilden die Zeichen der sogenannten verborgenen
Bilder, die nicht direkt an der vorderen Oberfläche 231 sichtbar
sind.
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Als nächstes wurde Sonnenlicht oder ein Lichtstrahl
von einer Punktlichtquelle 11 durch eine Lochblende 12 auf die
Oberfläche 231 der Glasplatten 23 projiziert und auf einen in
einer Entfernung von 0,3 bis 1 m von der Oberfläche 231
angeordneten Projektionsschirm 14 projiziert.
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In dem Fall, in dem die Glasplatte 23 eine Dicke von 5
mm oder weniger aufwies, konnten die Zeichen auf der hinteren
Oberfläche der Glasplatte 23 im allgemeinen in der auf den
Projektionsschirm 14 projizierten Abbildung voneinander
unterschieden werden. Im Fall der Glasplatte 23 mit einer Dicke von
5 mm konnten die Zeichen jedoch nur dann auf dem
Projektionsschirm 14 beobachtet werden, wenn die Tiefe der Kerben 25a
etwa 3 um oder mehr betrug. Im Fall einer Glasplatte 23 mit
einer Dicke von mehr als 5 mm waren die Zeichen nicht lesbar.
Im Fall einer Glasplatte 23 mit einer Dicke von 2 mm oder mehr
waren selbst die Kerben oder Zeichen mit einer geringen Tiefe
von 0,1 um deutlich lesbar. Die Ausbildung der Kerben an der
hinteren Oberfläche ist vorteilhaft weil dann keine Vorsprünge
aus der hinteren Oberfläche herausragen.
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Es wird angenommen, daß der Grund, warum die Zeichen
wie beschrieben beobachtet wurden in der Bildung nicht
sichtbarer, feiner konkaver Bereiche 25b in der vorderen Oberfläche
231 besteht.
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Das bedeutet, obwohl das bislang nicht klar analysiert
wurde, daß angenommen wird, daß die in der hinteren Oberfläche
eines Substrats 23 gebildeten Kerbenmarkierungen 25a eine
innere Spannung erzeugen, die einen Zug an der vorderen,
spiegelpolierten Oberfläche hervorruft, wodurch der Zug die
Bildung von konkaven Bereichen 251 und konvexen Bereichen 252
ergibt. Es wird nämlich angenommen, daß diese konkaven
Bereiche 251 und konvexen Bereiche 252 das Streuen reflektierter
Lichtstrahlen hervorrufen, um dadurch Abbildungen auf einem
Sichtprojektionsschirm zu bilden. Zusätzlich wurde eine
Korrelation zwischen der Dicke der Glasplatte 23 und der Auflösung
der auf den Projektionsschirm 14 projizierten Bilder gezeigt
und es wurde herausgefunden, daß die Auflösung um so höher
ist, je geringer die Dicke der Glasplatte 23 ist.
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Bei dieser Erfindung wird auf dem Projektionsschirm 14
das Bild von auf der hinteren Oberfläche gebildeten Zeichen in
einer normalen Lage beobachtet. Auf der anderen Seite wird
jedoch gemäß dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ein
sogenanntes Spiegelbild beobachtet, in dem die rechte Seite
und die linke Seite vertauscht sind, während die obere Seite
und die untere Seite unverändert verbleiben. Das bedeutet, daß
erfindungsgemäß auf der hinteren Oberfläche der Probe in
normaler Lage gebildete Bilder, Zeichen usw. bei der
Lichtprojektion gesehen werden können. Das ermöglicht eine einfache
Markierung. Mit anderen Worten bedeutet das für die Erfindung,
sollte ein Symbol, beispielsweise ein "b" in der hinteren
Oberfläche der Glasplatte 23 gebildet werden und das Symbol
von der vorderen Oberfläche 231 beobachtet werden, würde das
bezüglich "b" seitenverkehrte Symbol "d" an der vorderen
Oberfläche
beobachtet werden, obwohl es tatsächlich (nicht) direkt
gesehen wird. Wenn Licht auf eine derartige vordere Oberfläche
eingestrahlt wird und die Abbildung auf den Projektionsschirm
14 projiziert wird, wird bequemerweise das normale Symbol "b"
beobachtet.
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Auf der anderen Seite, sollte ein Bild auf der
Glasplatte beispielsweise unter Verwendung einer Bildabtaströhre
direkt abgenommen werden, würde das Symbol "d" welches
hinsichtlich "b" seitenverkehrt ist, auf einem
Fernsehprojektionsschirm beobachtet werden. In diesem Fall ist ein vorheriges
elektronisches Invertieren des Bildes notwendig. Die
Spiegelfläche kann auf ein Plastikmaterial kopiert werden.
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Als nächstes wurden an einer ihrer Oberflächen
polierte und eine Dicke von 0,05 bis 8 mm und die Form von
Quadraten mit einer Kantenlänge von 30 mm aufweisende Platten aus
rostfreiem Stahl hergestellt und auf ähnliche Weise mit
Zeichen in ihren hinteren Oberflächen graviert. In dem Fall, in
dem die Dicke 5 mm oder weniger betrug, konnten die Zeichen in
der Lichtprojektion einfach gelesen werden, wenn die derartig
gebildeten Kerben eine Tiefe von 30 um bis zu einer Tiefe von
solchen Kerben, die mit üblichem Kraftaufwand geschnitten
werden können, aufwiesen. Ferner konnten die Zeichen bei allen
Proben einfach gelesen werden, wenn die Kerben unter
Verwendung eines CO&sub2;-Lasers mit einer Tiefe von etwa 30 bis 100 um
durch Anwendung gebildet wurden.
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Jede Platte aus rostfreiem Stahl wurde vorab
ausgeschnitten, so daß sie insgesamt eine leicht konvexe Oberfläche
aufwies und wurde mit ähnlichen Kerben ausgebildet. Wenn
Sonnenlicht auf die vordere, konvexe Oberfläche eingestrahlt
wurde, wurden die beobachteten Zeichen stark vergrößert. Das
war mit herkömmlichen magischen Spiegeln unmöglich.
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Darüber hinaus wurden Proben aus Marmor mit
Spiegelflächen auf beiden Seiten hergestellt. Ihre Dicke lag im
Bereich zwischen 0,5 und 10 mm. Unter Verwendung von
Elektronenstrahlen wurden Kerben mit einer Tiefe von 20 bis 100 um
gebildet. Wie bei allen Proben, waren die in die hinteren
Oberflächen davon gravierten Zeichen sichtbar und konnten in den
projizierten Abbildungen gelesen werden. Ahnlich eingekerbte
Zeichen wurden auch unter Verwendung eines Laserstrahls
gebildet. Auch in diesem Fall konnten die Zeichen in der
Lichtprojektion einfach gesehen und gelesen werden.
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Gehäuse (z. B. Muschelschalen) wurden zur Herstellung
von auf beiden Seiten Spiegelflächen aufweisenden Platten
poliert und Zeichen wurden darin eingraviert. Wenn das Licht
projiziert wurde konnten die Zeichen auf einfache Weise in der
Lichtprojektion gelesen werden.
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Wenn die durch eine derartige Lichtprojektion
erhaltenen Zeichen oder dgl. direkt in einer Abbildungsabtaströhre
abgetastet und mittels eines elektronischen Computers oder
dgl. dekodiert wurden, konnten sie erkannt werden. In diesem
Fall ist es jedoch auf Grund des vorstehend beschriebenen
Auftretens der Seitenverkehrung erforderlich, daß die Lagen
mittels eines optischen Systems, eines elektronischen Systems
oder einer Dekodiersoftware korrigiert werden. Es ist
anzumerken, daß die Beobachtung der Oberflächen derartiger
Spiegelflächenkörper mit dem nackten Auge weder die Beobachtung
irgend einer Markierung noch die Beobachtung irgendeiner
Änderung darauf zum Ergebnis hat, d. h. eine scheinbar ebene
Oberfläche kann gesehen werden, so daß derartige Zeichen als
geheime Codierungen nützlich sein könnten.
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Für die vorstehend dargestellten Fälle wurde die
Beschreibung beispielhaft unter Bezugnahme auf Zeichen
durchgeführt. Es ist jedoch unnötig zu sagen, daß die gleichen
Vorteile erhalten würden, selbst wenn Bilder oder
Illustrationen anstelle der Zeichen gebildet würden.
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Weil keine Kerben an der vorderen Spiegelfläche des
Spiegelflächenkörpers erkannt werden, ist es weiterhin
selbstverständlich möglich, die Spiegelfläche an sich für
verschiedene Zwecke effektiv zu gebrauchen.
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Wie vorstehend beschrieben ist es erfindungsgemäß
möglich, durch Gravieren von Buchstaben oder dgl. in die hintere
Oberfläche des Substrats und ohne Verschlechterung des
ästhetischen Eindrucks der vorderen Spiegelfläche des Substrats auf
einfache Weise verborgene Abbildungen in der Spiegelfläche zu
bilden, und derartige verborgene Bilder durch Einstrahlen von
Licht auf die Spiegelfläche in der projizierten Abbildung in
normaler Lage auf einem Projektionsschirm sichtbar zu machen.
Daher ist die Schaffung eines neuen Spiegelflächenkörpers
möglich, der verbreitet für Ornamentierungen, Erkennungen usw.
einsetzbar ist und bei dem die Bildung irgendeiner Kerbe in
der vorderen Spiegelfläche nicht erwünscht ist. Zusätzlich ist
es auch möglich, verborgene Bilder in einer vorderen konvexen
Spiegelfläche zu bilden, was mit Verfahren nach dem Stand der
Technik nicht ersichtlich ist, und dadurch ist die Beobachtung
der verborgenen Bilder in vergrößerten projizierten
Abbildungen möglich.