JP2008543712A - 表面構造を有する透明ガラス - Google Patents

Abstract

本発明は、透明窓ガラス、特にはガラス製窓ガラスの製作方法に係わり、主要な表面の少なくとも１つの上に、表面構造を有する透明窓ラスであり、表面構造は、特には、浮き彫り又は圧延により製作された角錐、円錐及び錐台である、浮き彫りの個別の模様のアセンブリから形成され、ガラスの表面上に製作されており、構造は、１つ又は数種の基本模様に基く個別の模様により構成されるが、しかし、その深さ、高さ、及び／又はその底面部の周囲の長さ、及び／又はその底面に対してのその頂点の位置が変化する。その様な変化は、反射光の強さのピークの形成を回避可能にする一方で、同時に、該ガラスによる高品質な光の取り込みを実現するので、それにより、該ガラスは、太陽光利用用途に特に適する。

Description

本発明は、（窓）ガラスと、透明（窓）ガラスの製造方法と、透明（窓）ガラスの製造装置に関し、特別には、採光のための表面構造を設けた（窓）ガラスに関する。

本発明はまた、そのような表面構造を有する（窓）ガラスと、その（窓）ガラスの好適な使用法と共に、その方法の実現に適切な装置またはツールにも関する。

ＥＰO４９３２０２Ｂ１により、規則的な表面構造が設けられた透明窓ガラスが知られており、その窓ガラスにおいては、基板に刻印された構造は、お互いに同一で且つ窪みの最大寸法よりも小さな距離をおいて離れて配置された、角錐形の窪みから形成されている。モチーフ（基本要素）として窪みに設けられた角錐または角錐台は、その底面部（又は、基部）が六角形または正方形のように製造できるが、すべて、ほぼ平面の側面を有している。

浮き彫りと、その底面から突き出している角錐の組み合わせもまた記載されている。特に、良好な光拡散特性および構造を形成する個々のモチーフの存在が目視では検出しにくいようにすることが、このように、調和のとれた、全体がつや消し表面の外観により得られる。

更に、ＷＯ０３／０４６６１７Ａ１では、幾何学的レリーフ（浮き彫り彫刻）の形状の表面構造が設けられた透明板（窓ガラス）の製造および使用法が知られており、それにより、特に、太陽熱集積器、フラットプラズマ放電ランプ、画像投影スクリーン、およびプロジェクタにおいて、太陽電池（つまり、光電セルまたは光電池）および光起電力太陽熱モジュールと組み合わされた窓ガラスに対しての、光の伝達と光の効率が改善される。幾何学的構造のモチーフは、特に窓ガラスの、構造を有する側の全体表面に対して窪んだ形状であってもよく、つまり、初期の基板に熱間圧延または別の適切な方法で形成できる。一般的にモチーフは、サンドブラストまたはエッチング法により得られるものとは異なり、周期的な形状を有している。しかし、技術的な製造上の理由（横切る速度、圧延された材料のロールへの付着性など）のため、所望の正確さで、この周期性を再現することはできない。更に、例えば、圧延製造方法が使用された場合、ロールの軸の中心合わせにおける寸法上のズレにより、浮き彫り処理の望ましくない周期的な乱れがそれに加わることもある。

このため、これらの表面に構造を有する窓ガラス上では、同一な表面モチーフが設けられ、同一の平面内でお互いに近接して、または、１枚の同一の窓ガラス内に配置または設置された窓ガラスにより、入射光が異なるように反射される光学現象が生じる。実際、アセンブリの位置に依存して、表面の一部は高い輝度および明度で反射できるが、表面のすぐ隣の平行部分は、つや消しの外観を有している。この効果は、純粋に視覚的で美的であるが、それは、窓ガラスの他の側に位置する要素、検出器などへの光の横断を劣化させることは全くない。

窓ガラス上の位置に依存する、明度の印象のバラツキ（又は、変化）の原因は次の通りである。

理想的な場合で、完全に規則的な構造は、光の所与の入射角に対して、指定された方向に反射し、それに隣接する角度の範囲では反射は起こらないという特性的反射モチーフを有する。ガラスのゾーン（区域）において、上記の製造上の許容誤差のため、構造が、（わずかに）異なるようにガラスの表面で形成されると、ガラスのそのゾーンの反射の特性的方向は、別の方向（別の角度）に向けられてしまう。その結果、観測者がガラスのある一部に対しては反射方向にいて、ガラスの他の部分の反射方向にはいないという状況になる。このように、ガラスの１つのゾーンは、明るい外観（反射している）を有し、他の部分は暗い外観を有することになる。原理的には、この効果は、滑らかな表面を有するガラス上でも起きるが、それは例えば、曲がっている場合であり、その場合、太陽と観測者の所与の位置に対して、ある場所においてのみ明るく反射する外観を有していたりもする。

しかし、特別な搭載の場合においては、これらのガラスに光の反射の規則的外観を与える可能性を期待することも可能である。

しかし、これらの表面の外観は、本質的には、現在利用できる規則的構造から異なってはならず、特に、窓ガラスはお互いに並べて使用できなければならない。

米国特許第４，４１１，４９３号は、窓を構築するための窓ガラスを開示しており、夏（エアコン）および冬（暖房）の両方において省エネに貢献する。平行線の直線モチーフにより、この構成においては、光の入射角に大きく依存する反射または吸収動作が得られる。

多少不規則的な構造を与えるために化学的にエッチングされた、またはサンドブラストにより処理された表面の使用法は数多くの場合が知られている。

基本的には、ランダムな表面構造が作成されているロールを使用して、圧延表面上にランダムな表面構造を刻印する技術が知られている（ＤＥ３８０５０６７Ａ１およびＤＥ４１０２９８４Ａ１参照）。すべての場合において、ロールの１回転よりも長い連続的圧延基板上では、これらの構造は、ロールの規則的な回転の結果として、周期的に繰り返される。

請求項に記載の本発明は、上記の問題を解決する。

本発明は、上記の問題を解決するグレージング（つや処理方法）、および同時に、光の平均反射強度が、観測の角度にできるだけ依存しないような構造を、透明窓ガラスの表面を浮き彫り処理または圧延することにより刻印することを可能にする方法を提案する。本方法を実現するために特に適切な装置もまた作成する必要がある。

同一のモチーフ（基本要素）の、非常に規則的な全体構造が得られる浮き彫り処理または圧延による、通常の、今日における方法は不要とされ、本発明によれば、処理される基板の表面は、共通の基本モチーフに同一または少なくとも類似する複数のモチーフにより浮き彫り処理されており、本発明のモチーフは、深さおよび／または底面部が変化する。

このように、浮き彫り処理または圧延された表面上の本質的に同一な構造の製造による変化であって、実際には、無視できない程度の作業によってのみ回避できる変化（又はバラツキ）の上に、個々のモチーフの、または構造用要素の予測可能な変化（又はバラツキ）が重ねられる。このようにして、反射の間に、光の拡散の方向における広い角度範囲において変化が得られる。一方では、これは反射の個々の角度における、反射の平均絶対強度を減少する効果を有し、他方では、このようにして、反射方向と非反射方向との間の目立った（または明確な）変わり目が回避される。

全体的には、１つの実施の形態によれば、個々の浮き彫り処理または圧延されたモチーフのほぼ直線的な方向は不要とされ、より不規則的な方向、例えば、円の弧の形状、またはアンデュレーション（うねり）の形状が好まれたが、不規則なランダム構造（例えば、サンドブラストまたはエッチングにより得られる）と異なり、ある程度変化する基本モチーフは保持されている。

このように、本発明による窓ガラス（特にガラス製の）は、その主要な表面の少なくとも１つの上に、浮き彫り処理または圧延により作成できる、レリーフ状の、特に角錐、円錐、または円錐台の個々のモチーフのアセンブリ（組立体）により構成される表面構造を有し、窓ガラスの該表面は、２つ以上の基本モチーフに基づく個々のモチーフにより構成された構造を備え、該個々のモチーフは、窓ガラスの表面上で、その深さまたは高さ、または底面部の周囲の長さ、またはその底面に対する頂点の位置が変わる（異なるタイプの変化の間で使用される「または」という用語は、変化の組み合わせも意味し、および／またはと同義である）。従って、モチーフは少なくとも部分的にはお互いに異なる。このように、窓ガラスの表面上のモチーフはその形状は類似する（例えば、それらはすべて四辺を有する角錐である）が、その表面の向きは１つのモチーフと別のモチーフでは異なる。モチーフの表面の向きにおける変化が、この表面を、窓ガラスの全体面に直交する軸の回りの回転、または窓ガラスの全体面に平行な軸の回りの回転、またはこの２つの回転の組み合わせと等価であると考えることが可能である。

モチーフ表面が、１つのモチーフから別のモチーフに移動するときに、窓ガラスに直交する軸の回りで回転すると、その結果は、これらのモチーフの基本線は、整列するとき、ジグザグの線を形成することになる。モチーフ表面が、１つのモチーフから別のモチーフに移動するプレートに平行な軸の回りで回転すると、その結果は、モチーフの高さまたは深さを変えることになる。個々のモチーフの形状は、その表面が基本モチーフに対して変化するが、当然、いくつかの基本モチーフは表面上に残ることができる。

基本モチーフの可能な限り正確な保持は、規則的な形成により、最適な光の取り込み（または捕捉）構造が、可能な限り綿密に行われるときに特に有利である。この場合、「光の取り込み」とは、光の基板への、または基板の下に設置された吸収体、例えば太陽電池への透過を最適化する表面構造を意味する。

基本的に、構造を有する表面の光取り込み効果は、構造の要素がよりぎっしりと押し固められるほど良好になる。基本モチーフは、基板の表面上に可能な限りお互い接近して、または直接隣接するように製造でき、従って、基本モチーフは、少なくとも三角形（少なくとも３辺を有する）である底面部を有する角錐または角錐台であり、しかし、好ましくは、四辺形または六角形タイプ、特に、すべての辺が等しい底面部の角錐または角錐台が好ましい。変形例として、そして、条件および設計目的に応じて、他の基本モチーフ、例えば、円錐または円錐台を使用でき、それらを本発明により提案された方法で修正することが可能である。この場合、小さな、中間の空間を回避することはできないということは明白であろう。

好ましくは、個々のモチーフは直接、お互いに隣接する。

本発明の状況においては、窓ガラスの１つの同じ表面上に、お互い隣接して、または他のグループに位置して、異なる基本モチーフを製造することが可能である。更に、意図的に、基本モチーフ間を明確に分離することが可能である。しかし、これらのモチーフは、１つの基本モチーフ全体が、２つの基本モチーフの間に挿入されないような寸法を有しなければならない。従って、基本モチーフの中心間の距離は、その辺の２倍未満となる。

基板（特に窓ガラス）の表面と、関連する形成ツール（浮き彫り処理または圧延による）の表面の両者に関する、これらの実施の形態のすべては、モチーフまたは構造の、可能な限り規則的である配置と、完全にランダムに不規則な配置との中間である。ある意味では、それは「ファジー理論」という表現に類似しており、意図的なファジーモチーフと称することも可能である。

ここでの記載において、好適な製造法に言及、つまり、圧延のみによる製造法に言及したが、例えば、金型を使用する浮き彫り処理や、鋳型による鋳造のような他の方法が除外されるわけではない。適切な表面構造を、射出鋳造金型のキャビティの壁に与えることにより、合成材料から窓ガラスを製造するための圧力射出法において、本発明による表面構造の使用を考えることさえも可能である。

１つの実施の形態によれば、本発明による、個々のモチーフの変化は、その深さ／高さに関し、より正確には、基板の理想的に滑らかな表面に関しての、それらの入り込みの深さ、またはレリーフ、および／または、個々のモチーフの底面部の形状または周囲の長さに関する。

本発明者による研究により、個々のモチーフの深さまたは高さにおけるランダムな変化は、規定された条件において、最初に記述した反射の問題を削減することが可能であるということが示された。高さおよび／または深さの変化は、通常の表面構造の反射曲線よりもより平坦な反射曲線となる。単に商業的な観点からは、この解決法は、それが通常の構造のモチーフと同じ周囲の長さを有するモチーフにより達成でき、そのため、裸眼ではそれらを区別できないために特に有利である。

しかし、この解決法にもある限度がある。個々のモチーフの入り込みの深さは、利用できる基板が、どんな厚さのものもあるというわけでなく（これらの厚さは３ｍｍと６ｍｍの間）、更に、基板と構造形成ツール間の分離の問題を考慮しなければならないために、技術的な理由で自由に増大できない。このように、現在使用されているガラスの横方向の寸法と厚さに対しては、約０.９−１.０ｍｍより大きい入り込みの深さを達成することは困難である。

従って、深さの変化は、「最適」深度の減少によってのみ得られる。しかし、これは、構造の側面により形成される角度の減少という結果になり、従って、構造による光取り込み効果の減少、そして、特に太陽エネルギー関連の適用における効率の減少という結果になる。光取り込み効果の減少は、ある角度において強調される反射という新しい問題を生じる。

実際、特に特別な太陽光線を利用する適用において、その目標は、最終的に、基板の表面における浮き彫り（負方向または刻印されたモチーフ）により得ることができる光取り込み効果を最適化することであるということにここで注意する必要がある。しかし、本発明においては、個々の突起モチーフ（底面表面上に正方向に突起している）におけるその使用、および負方向のモチーフとの組み合わせにおける使用は、決して除外されるものではない。

基本モチーフの深さまたは高さにおける変化の場合、個々のモチーフの最深、または最高点が、ある直線を超えないようにすることが可能で、特に、それらを波状の線に追従させることができる。

特定の用途の場合においては、個々のモチーフの底面部（または横方向の寸法）の変化を設けることが推奨され、それは単独でも、上記の深さの変化との組み合わせでも可能である。具体的に、そして例として挙げると、本来、正方形の角錐底面を、菱形または平行四辺形の形状の周囲を有するものに変形することが可能であり、変形の方向を、２つの対角線に追従させることが可能である。底面が四辺形でない（三角形、六角形、または正方形でない）角錐の底面部に対しても、同様のことが当てはまることは明白である。この制御された変形により、これらの角錐の横方向の表面の角度の変形例が、理想表面（または基板の表面全体）と、圧延の方向（圧延ロールを使用する場合）の両者に関して、更には、グレージング窓ガラスの表面に沿って延伸する任意の直線に関して得られる。

特に、基本モチーフは、底面部の辺により形成される角度が、段階的に変形される角錐であってよい。

特に、角錐の底面部が四辺形の場合は、基本モチーフを、底面部の辺の間の角度の変化により変えることが可能であり、その辺は、２本の整列線（ＦＬ，ＦＬ’）を備えることができ、その両者の線は、全体として、お互いに直交して延伸し、共に角錐の非平行な底面の辺により構築され、そこから出発して、角錐の底面部の周囲が、平行な段階的変位により構築されている。

特に、整列線（ＦＬ，ＦＬ’）は、全体的には、全体の整列線に関して対称であってよく、それは単に、全体としては、同じ角度が、線ＦＬと全体の整列線との間及び線ＦＬ’と全体の整列線との間のように、再び形成されることを意味している。

更に、整列線（ＦＬ，ＦＬ’）を、その長手方向への展開において（つまり、その全体の整列線において）、周期的なアンデュレーションに追従させることができる。

このように、整列線において、モチーフ（特に角錐）の底面部の辺は、全体的な方向を形成する整列線の辺のいずれかの辺上に存在できる。

特に、整列線（ＦＬ，ＦＬ’）は、少なくとも２つの部分のグループのアセンブリ（組み合わせ）により構成でき、その２つのグループの１つに対する整列線の全体的方向に関する角度のズレは、全体の整列線の１辺上で確定され、他のグループに対する整列線の全体的方向に関する角度のズレは、全体の整列線の他の辺に向けて形成されている。

実際の個々のモチーフの側面における変形もまた可能であり、これらの側面もまた曲面とすることが可能である。更に、非多角形（円形または楕円形）の個々のモチーフを、本発明の方法により変形することも可能であり、それらをまとめて、反射ピークを有しない全体構造を得ることも可能であることは明白である。

具体的には、理想的表面に関する角錐の側面の角度は、その角錐の底面部が菱形形状に変形されるときに同一と考えられる深さにおいて、より鋭角になる。深さの変化を重ね合わせれば、各角錐に対して寸法および角度を規定することはもはや可能でなくなり、全体構造または反射方向（または複数の反射方向）は、ランダム構造に極めて近くなる。

しかし、ランダム構造上においてさえ、最初に記述した反射ピークは決して除外することはできないが、本発明による浮き彫り処理された表面構造は、かなりの程度まで、そして再生できる方法でそれらの回避を可能にする。

基本モチーフの変化は、その底面に関してのモチーフの頂点の位置を変更することにより達成できる。これは、モチーフの高さまたは深度を変更することが望ましくないとき、および整列線が直線状に良好に整列することが所望される場合に特に有利である（特に、その底面部が直角四辺形である、四辺を有する角錐の場合）。実際、頂点の位置を単に変更するだけで、角錐の側面の方向は変更されるが、反対に、観測者には、モチーフが先験的にすべて同一として見える。更に、深度または高さが変更されないので、最適な角錐の高さ、つまり、選択された製造工程により可能な最大の高さを選択することが可能であり、これはすべてのモチーフにも当てはまる。

変化は小さなステップ幅で、または突然のジャンプによっても自由に提供することができ、それを規則的または不規則にすることも可能である。該変化は、圧延ロールの周囲の長さよりも小さな周期でさえも、周期的に繰り返すことができる。このように、圧延ローラー（またはローラー）の表面は、「モチーフのグループ」の周期的な繰返しを有することができる。従って、ロールの周囲上にいくつかの「繰返し周期」が存在することが可能である。

反射角度に意図的に適用された周期的変化は、その絶対振幅において、意図的変化がマスクするように機能する望ましくない変化（又は、バラツキ）（製造に起因する）よりも大きな程度まで変化しなくてはならない。

同様なことが、意図的に適用された変化の周期性に当てはまり、それは、可能な限り均質で規則的である光学的外観を与えるために、可能な限り短い長さを有さなければならない。実際、モチーフの繰返し、またはモチーフのグループの繰返しが、あまりにも長すぎる距離だけ延伸すると、それを裸眼でも、そして、かなり離れた距離からも、アンデュレーションまたは類似のものと認識することが可能である。

具体的には、本発明の有利な実施の形態においては、幾何学的に、段階的に変化する連続する一連の個々のモチーフの、アンデュレーションを伴う展開を得ることができ、そのアンデュレーションの長さおよび振幅は、該変化のステップ幅の関数として変化する。モチーフが可能な限り同一にそして整列して見えるようにすることが所望される場合は、その深さの変化にのみ作用させることが可能である。図６に示されるように、それにも拘わらず、これはモチーフの表面の配向における変化を製造するが、見た目には、モチーフの底面部の辺はすべて良好に整列している。

本発明においては、モチーフの深さの変化を、その底面部の周囲の長さの変化、またはその底面に対してのその頂点の位置の変化のように、他のタイプの変化の少なくとも１つと組み合わせることが可能である。このように、可能な変化のタイプを与えるために使用される「または」という用語は（特に請求項において）、変化の組み合わせも含み、そのため、「および／または」と同義である。

適切な測定またはシミュレーション方法の支援により、本発明による表面構造の、反射動作に対する効果を示すことが可能である。同時に、以前に使用された規則的モチーフに対してのある類似性は残っており、それにより、基本的に、現在の方法で製造された窓ガラス、およびこれらの窓ガラスを製造する新しい方法による窓ガラスが、自由に組み合わせられるようになっている。

基本的に、本発明による構造を有する表面は、化学的またはサンドブラスト手段によっても付加的粗さを得ることができる。表面のこのタイプの粗さは、典型的には（ミクロのレベルで）、本発明による構造の表面構造よりも実質的に小さい表面構造を作成し、それは数ミリメートルの大きさの程度である。しかし、テストによると、太陽電池においては、本発明によるマクロな構造が改善することを目標にした光取り込みは劣化することが示された。

ここで記述したこれらの表面構造の適用（光起電性の、光取り込み効果の増大）は、ただ１つの側、そしてただ１つの面上に構造を形成することが好ましく、二重の面の構造形成は、所望の効果に悪影響さえあるが、ここで記載した表面構造は、窓ガラスの両者の面に、装飾の目的のために製造することも可能であることは明白である。

本発明はまた、本発明による窓ガラスと、その窓ガラスを横切る光エネルギーを収集できる要素を備えるアセンブリ（組立体）にも関し、該要素は該窓ガラスに面して設置され、該窓ガラスは、該要素に対して反対の面上に表面構造を備える。従って、窓ガラスは、両面に構造を有することもできるが、これは必要ではない。そのため表面構造は、光エネルギー収集要素と少なくとも反対側になければならない。要素は特に、例えば、加熱する必要のある水を含む導管または貯水タンクのような、光電池または光エネルギーにより加熱させられる物体（黒体のような）であってよい。要素が光電池である場合には、窓ガラスと要素は、一般的には並置され、窓ガラスを構成する材料よりも大きな屈折率を有する樹脂が、必要であれば窓ガラスと光電池の間に置かれる。

これらの窓ガラスの製造方法を実現する目的の、本発明による装置は、少なくとも１つのツール（ロールまたは平坦浮き彫り処理表面、例えば窪みおよび射出金型の壁）を備え、その表面は、ツールとの接触により、窓ガラスの表面に刻印しなければならない構造の負方向の形状を有する。

いずれにせよ、窓ガラスの、塑性的に変形可能ではない材料は、ツールとの接触により高温に加熱され、塑性的変形により、ツールにより規定される構造化が、表面との接触により漸進的に増大する。理想的構造に関しての上記の許容誤差は、回避できないことは明白であるが、ツールの詳細構造と、窓ガラスの特別な材料の作用との調和により削減できる。

ガラス製窓ガラスが使用されるときは、構造を刻印した後に、条件に従って化学的にまたは熱的に硬化される。

本発明の主題の他の詳細および利点は、例としての実施の形態の図と、下記の説明により明らかになるであろう。

図は、簡略化されており、実際の寸法通りの比率では描かれていない。

図１および図２に示された結果をもたらした測定およびシミュレーションに対して、下記の仮定がなされた。
−窓ガラスの問題となっている表面（構造を有する）は、水平に対して３５度の角度に位置する。
−太陽光は、垂直に対して３８度の角度でこの表面に当たる。
−観測者は、この表面を水平に対して−１０度の角度で見ており、水平方向の弧に沿って、この固定された視点の周りを回る。この弧は「観測角度」軸上に示されている。

このようにして、規定された太陽放射に晒される、傾斜のある屋根の表面上の、構造を有する（窓）ガラスの取付けがシミュレートされ、観測者は、この屋根（家の）の前の平坦な地面上を通過し、反射光の強度の変化（又は、バラツキ）を観測する。

図１においては、−９０度から＋９０度の間の観測角度における、反射された光の強度の異なるシミュレーションの２つの曲線が示されている。しかし、上述したように、この観測角度における反射強度の表現は、屋根（反射表面を有する）の仮想表面に対する、観測者の眼の一定の高さと、観測者が−９０度から＋９０度へ変位する間の太陽の一定位置に関してである。

曲線１（基準曲線）は、この条件において、３０度の観測角度における鋭い点（より細く、より尖っている）を示している。この曲線は、変化しない個々のモチーフ（基本要素）により構成された表面構造の反射を表現している。この反射曲線の点は、観測者の眼が特定の観測角度において認識した、表面構造の強い反射の角度を示している。反射の強度は、観測角度がわずかに変化すると即座に、非常に大きく変化するのが明確に分かる。これは、お互い並べて置かれたプレートの、または１つの、そして同じガラスプレートにおける隣接するゾーンの、非常に不規則な反射に関する、最初において説明された現象を説明する。

曲線２は、非常に、より平坦な形状を有することが分かる。これは、本発明による、底面部（又は、基部）が変動するパラメータを有する個々のモチーフのアセンブリ（組立体）から構成されている表面構造の光学シミュレーションにより決定された。これは、再度、下記において、より詳細に説明する。

図２は、観測角度の狭い、規定された範囲においては、反射強度は、角錐（菱形）の底面部（又は、基部）の形状に大きく依存することを明確に示している。この図は、そのすべてが同一の角錐（基本モチーフ）のアセンブリにより構成されている、シミュレートされた表面構造のいくつかの測定曲線を含んでいるが、平行四辺形形状の底面部の辺の間に含まれる角度（内角）は、曲線ごとに変更されており、７５度から９０度までであり、８２度を含んでいる。曲線はすべて、前記関連する内角（included angle）について描かれている。（辺間の）開口の角度はすべて、同じ方向で明確に測定されている。

ここで記載された曲線と同様に、同じシミュレーション条件において、１０５度の内角に対して、鋭い（尖った）反射ピークはもはや得られないことが観測された。しかし、対応する曲線はここでは示されていない。

７５度の内角において、約４０度の観測角度における反射の強度の明確な点（絶対最大値）を見ることができる。別の相対的最大値は、約−１０度の観測角度に位置している。

８２度の開口の角度において、絶対最大値は、約３５度の観測角度において観測されるが、それ以外には、相対的な鋭い最大値はもはやない。

９０度の内角においては、約２５度において絶対最大値があり、相対的最大値は、約−４０度にある。

測定された曲線の点は、観測角度の変化により、観測角度に従って変化することが分かる。これらの曲線は、観測角度が増大するにつれて明確に平坦になる。

この例においては、そして同様に図１において、太陽の高度／入射角は一定であり、観測の高さが変更されたときは、別の反射ピークもまた得られると仮定したことが再び考慮される。

異なる個々のモチーフのアセンブリにより構成された表面構造に対する、強度の曲線を仮想的に与える、φで示される平均曲線は、既存の製品に基づいて決定された基準曲線（図１）よりもかなり平坦である。一方では、この結果は、反射強度は、反射の観測角度に対しては大きく減少するが、反射は観測角度には非常にわずかにしか依存しないということである。観測角度の小さな変更は、平面においても高度においても、反射画像の急激すぎる変更をもたらさない。

図３ａ、３ｂ、および３ｃは、出願者により製造され商品化された「Ａｌｂａｒｉｎｏ Ｐ」というブランド名の平坦ガラスであって、規則的な表面構造を有する平坦ガラスの部分（図３ａ）と、本発明による表面構造を有する部分（図３ｃ）との間の比較を示している。構造的な特性または基本モチーフ、つまり、ガラス製窓ガラスの表面に刻印された角錐は、ここではその周囲のみが表現されている。実際の角錐の辺の長さは、比較のモチーフに関して約２.５ｍｍである。既知の製品において、すべての角錐は、技術的製造能力の範囲内で同じサイズであり、同じ周囲の長さを有し、同じ深さを有している。より見やすくするために、深さ方向に入り込む角錐の横方向の側面は示されておらず、実質的に窓ガラスの全表面に設置される底面部の縁または辺のみが示されている。

下記の記述において、角錐または側面の辺、つまり、角錐の横方向の表面（三角形）は記述しないが、これらの角錐の底面部の辺の線のみが、図３ａから図３ｃと図４において、簡略化した方法で示されている。

「従来の」モチーフと、本発明によるモチーフの間の差は、より詳細に調べることによってのみ、実際の窓ガラス上で検出される。直線の規則的な線における実際のモチーフとの比較において、本発明によるモチーフは、ほとんど見ることができない方法でのみ変形されている。しかし、裸眼でも、図３ｃに示される部分の、外部の縁および／または整列線が、既知の構造は、直線である横方向のまたは整列線を有するが、本発明による構造に関してはわずかに波状になっているのが分かる。

「整列線」という表現はここでは、１つの角錐の背後に直接別の角錐が置かれて列をなす、角錐の連続する同一の辺による形成される線を、簡略化して称している。図３ａにおいて、２つの矢印は、これらの整列線を示している。

整列線の、従って、角錐の底面部の変形の、本発明による作成の例として、下記の規則を与えることが可能である。

この例においては、すべての整列線の基本的方向は、図３ａの既知の構造と同様に、水平（図についての）に対して４５度の角度を形成する。つまり、整列線の２つの端点間の結合部（リンク）は、少なくとも、この約４５度の角度を有する。

本発明によれば、各整列線に沿う、連続する角錐の辺の長手方向は、段階的に変更されるが、その長さは変更されずに維持される。つまり、本発明によれば、角錐の個々の辺の角度の変化は、整列線の全般的または全体的な方向に重ねられ、その結果、図３ｂと図３ｃにおける整列線のアンデュレーション（うねり）となる。

全体的に、連続する角錐の辺は、同じ角度位置、または同じ設定角度（ドイツ語でＡｎｓｔｅｌｌｗｉｎｋｅｌ（迎え角））（つまり、同じ方向）を有さず、ジグザグにお互いに続くが、各整列線においては、鈍角のみが存在する。

本発明の有利な実施の形態においては、角錐の辺の２つのグループの方向（設定角度）は異なる規則に従って変更される。これら２つのグループの個々の線は、交互にまとめられて、整列線が得られる。このようにして連続するジグザグ線が得られ、その上にアンデュレーションが重ねられる。このように、窓ガラスをまっすぐに見ると、一方では、１つの角錐から別の角錐へ移動するときにジグザグが見え、他方、より大きなスケールでは、整列線の全体的なアンデュレーションが見える。

図３ｃに示す例においては、第１グループは、１１の角錐の辺により構成され、３５度の設定角度で開始し、４５度の設定角度まで２度のステップ幅で変更され、そしてまた３５度の設定角度に戻る。

第２グループは、他の１１の角錐の辺により構成され、４５度の設定角度で開始し、５５度の設定角度まで２度のステップ幅で変更され、そしてまた４５度の設定角度に戻る。

従って、この２つのグループは、４５度の基本寸法（方向）に関して、１０度の角度範囲を有し、各グループは、１方向についてのみの差を含む（従って、４５度以上（≧４５°）または４５度以下（≦４５°）の設定角度）。

２つのグループをこのように組み合わせることで、図３ｂに示される上側の整列線ＦＬが得られ、この整列線は、同じ長さの２２の個別の角錐の辺から構成される。

第１の整列線に全体として直交する方向に延伸する第２整列線ＦＬ’（図３ｂの下部に示されている）は、水平軸に関して、整列線ＦＬと対称に作成される。ここでの「全体として直交する」という表現は、既に述べた、２つの整列線の端部間の全体結合部（リンク）が、お互いに直交するという意味である。

図３ｃにおいて、本発明による、「規則的に変形された」角錐要素を有する表面構造を作成するために、図３ｂの、端部においてその隅が組み付けられた２つの整列線ＦＬとＦＬ’が、角錐の辺に沿う平行な変位によりその数が増やされていくということが分かる。毎回、変位した整列線の１つの端部は、２つの隣接する角錐の辺間の遷移距離で正確に置かれる。このように、平行変位の結果として形成される方向は、必ずしも常に同じであるとは限らず、問題の角錐辺の角度に依存する。変位された整列線は常に同じ長さを維持するが、一連の平行整列線の、一連の自由端は、ジグザグに延伸する整列線と同じ輪郭を示す。このことは、図３ｃにおいて、２つの外部の閉じた整列線により明確に示されている。整列線が、より広い表面においても何の問題もなく続けることが可能な周期的なアンデュレーションを伴って整列線が作成されたということが明確に分かる。

底面部のこれらの段階的な変更はまた、四辺形でない基本モチーフについても可能であることは明白である。しかし、三角形の周囲を有する基本モチーフ（三角形角錐）の場合、三角形の少なくとも１つの辺の長さの変更は回避することができない。全体的に、既知の窓ガラス上の視覚的平衡のため、四辺形の基本モチーフの実施の形態が好適である。

図４は、図３ｃに示された構築方法で得られた、本発明による構造を有する表面の全体的な外観を再び示している。モチーフの３つの角錐の底面部が、拡大された菱形の形状で示されている。これらは、極端な変形例と、中間の場合を示している。全体のパターンにおいては、これらの形状は直接に隣接することはなく、変形の中間の段階を示す１つまたは２つ以上の個々のモチーフによりお互いから分離でき、全体としての進行する遷移が得られ、従って、アンデュレーションまたはジグザグ線はそれほど極端にはならない。

図４にその全体とギザギザ（その縁において）が示されている、直接隣接する複数のマクロ要素により、図３ａに示される従来の変形と同様に、接合部がない、任意の「エンドレス」表面を構築することが可能である。

図５は再び、浮き彫り処理により形成された、角錐の深さの可能な変化の例を示している。本発明により浮き彫り処理された窓ガラスＶの短い部分上において、直接隣接するように置かれた角錐の深さは、その最深部の点が波状の線Ｗによりお互いが接続されるように変更できるということが分かる。このように、角錐の同じ底面部に対して、窓ガラスの全体表面Ｓに関してその横方向の表面の方向もまた変化することは明白である。このことは、窓ガラスに、ある入射角で入射する平行な太陽光線３を示す図６により、更によく理解される。角錐の側面は、直線により延伸され、それにより、これらの直線が平行ではなく、プレートの全体面に対して、α１、α２、α３の異なる角度を形成するということが明確に示される。従って、太陽光線は角錐の表面に異なる角度で当たり、従って、角錐により異なるように反射される。

角錐の周囲は、ここでは理想的な方法で描かれており、製造に起因する寸法誤差はない。

純粋な深さの変化は、既に記述したように、非四辺形の基本モチーフによってでも、比較的簡単な方法により作成できるということは明白である。

図７は、その表面に直交する方向から見た、本発明による窓ガラスの、隣同士に並べられた１２のモチーフを示している。基本モチーフは４辺を有する角錐、つまり、その底面部が四辺形である角錐であることが分かる。この場合、個々のモチーフのすべては、同じ底面部と同じ深さを有している。このため、モチーフの底面の線はすべて整列し、整列線は直線となる。ここに示された場合においては、整列線は、お互いに直交する２つの線のグループを形成する。１つのモチーフと別のモチーフの違いは、まず第１に、そのそれぞれの底面に対する角錐の頂点４の位置である。この位置の変化は、１つの角錐から別の角錐に移動するときに、角錐の側面の表面の方向に変化を与える。このため、各角錐は、その隣の角錐と比較してわずかに異なるように光を反射する。この実施の形態は、角錐の底面の線が整列しているために、非常に美的である。このタイプのモチーフに対しては、基本モチーフは、正方形の底面を有する角錐であり、その頂点は底面に対して、その頂点の位置を変えるといえる。

図１は、観測の一定の垂直角に対する、観測の水平角に対してプロットされた反射の光強度の図であり、従来技術（正方形の底面を有する整列された角錐）による表面構造と、本発明によるシミュレートされた表面構造との、直接の比較を示している。 図２は、観測の一定の垂直角に対する、観測の水平角に関してプロットされた反射の別の光強度の図であり、浮き彫りの四辺形の角錐の底面部が、異なる角度を有する菱形に変形された、本発明によるシミュレートされた表面構造に対してのものである。 図３ａは、既存のモチーフの光学的外観と本発明による実施の形態との間の比較説明図の一部である。 図３ｂは、既存のモチーフの光学的外観と本発明による実施の形態との間の比較説明図の一部である。 図３ｃは、既存のモチーフの光学的外観と本発明による実施の形態との間の比較説明図の一部である。 図４は、本発明による表面構造の拡大図を示しており、個々のモチーフまたは基本モチーフの底面部の周囲の長さにおけるバラツキを伴っている。 図５は、本発明による表面構造が設けられた窓ガラスの一部の断面図であり、一定の横方向の寸法に対する、この構造の個々の要素の深さにおける変化を示している。 図６は、平行な太陽光線が当たる図５の窓ガラスを示し、１つのモチーフから別のモチーフに移動するときの角錐の側面の方向における変化を示している。 図７は、本発明による窓ガラスの並置されたモチーフを示し、その表面に直交する方向から見たもので、モチーフはすべて正方形の底面を有するが、該モチーフの頂点は、角錐の底面部に関して、その位置を変えている。

Claims (23)

1. 主要な表面の少なくとも１つの上に、レリーフの個々のモチーフのアセンブリから構成された表面構造を有する透明ガラスであって、
   前記個々のモチーフは、１つ以上の基本モチーフに基づき、前記個々のモチーフは、前記ガラスの前記表面上で、その深さ、高さ、またはその底面部の周囲の長さ、またはその底面部に対してのその頂点の位置が変化することを特徴とするガラス。
2. 前記個々のモチーフは、角錐、円錐、または円錐台であることを特徴とする請求項１に記載されたガラス。
3. 前記基本モチーフは、その底面部が少なくとも３辺を有するがしかし好ましくは四辺形である、角錐であることを特徴とする請求項１又は２に記載されたガラス。
4. 前記個々のモチーフは、お互いに直接隣接していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載されたガラス。
5. 前記基本モチーフの前記深さまたは高さの変化の場合は、前記個々のモチーフの最深点または最高点は、ある直線を超えては延伸せず、特にはある波状線に従うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載されたガラス。
6. 前記基本モチーフは角錐であり、前記底面部の辺により形成される角度は段階的に変更されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載されたガラス。
7. 前記角錐の前記底面部が四辺形の場合、基本モチーフは、前記底面部の辺により形成される角度の変化により作成されており、２つの整列線（ＦＬ，ＦＬ’）は、お互いに直交して全体的に延伸し、両者とも前記角錐の、非平行な底面の辺により構築され、そこから開始して、前記角錐の前記底面部の周囲は、平行な、段階的変位により構築されることを特徴とする請求項６に記載されたガラス。
8. 前記整列線（ＦＬ，ＦＬ’）は対称であることを特徴とする請求項７に記載されたガラス。
9. 前記整列線（ＦＬ，ＦＬ’）は、その長手方向へ展開する周期的なアンデュレーションを伴って形成されることを特徴とする請求項７又は８に記載されたガラス。
10. 整列線においては、前記角錐の前記底面部の辺は、前記整列線の全体方向を形成する整列線のいずれかの辺上にあることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載されたガラス。
11. 前記整列線（ＦＬ，ＦＬ’）は、少なくとも２つの部分のグループのアセンブリにより構成され、前記２つのグループの１つに関する前記整列線の前記全体方向に対する角度のズレは、前記全体の整列線の１つの辺上において方向が確定され、前記グループのもう一方に対する前記整列線の全体方向に対する角度のズレは、前記全体の整列線のもう一方の辺に向けて形成されることを特徴とする請求項１０に記載のガラス。
12. 前記個々のモチーフは、前記ガラスの材料に、窪みの形状で刻印されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載されたガラス。
13. 前記個々のモチーフは、前記ガラスの表面に対して突出するレリーフの形状で作成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載されたガラス。
14. ガラスの２つの表面には、表面構造が設けられることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載されたガラス。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載された前記ガラスと、前記ガラスを横切る光エネルギーを収集できる要素とを備えるアセンブリであって、
    前記要素は、前記ガラスに面して設置され、前記ガラスは、前記要素の反対面上に前記表面構造を備えるアセンブリ。
16. 前記要素は、光電池であることを特徴とする請求項１５に記載されたアセンブリ。
17. 前記ガラスと前記要素は並置され、前記ガラスを構成する前記材料の屈折率よりも大きな屈折率を有する樹脂が、必要であれば、前記ガラスと前記光電池の間に設置されることを特徴とする請求項１６に記載されたアセンブリ。
18. 請求項１から１４のいずれか一項に記載されたガラスを製造する装置であって、
    少なくとも１つのツール、特に、ロールを使用して、前記ツールの１つの表面上または複数の表面上に、基本幾何学的モチーフの規定されたアセンブリにより構成された構造が形成される装置において、
    前記ツールの全体表面に対して、前記レリーフおよび／または前記基本モチーフの深度は、１つ以上の所定の基本モチーフに対して変更されており、
    および／または前記個々のモチーフの底面部の周囲は、基本周囲から開始して規則的に変更されることを特徴とする装置。
19. 前記基本モチーフは、圧延方向に平行な列により、ロール上に配置されることを特徴とする請求項１８に記載された装置。
20. 請求項１から１４のいずれか一項に記載されたガラスを製造する方法であって、浮き彫り処理または圧延による方法。
21. 前記構造は、前記個々のモチーフを負方向の形状で有する１つ以上のロールにより製造されることを特徴とする請求項２０に記載された方法。
22. 前記ガラスは、ガラス材料から製造され、浮き彫り処理または圧延の後で、熱的または化学的手段で硬化されることを特徴とする請求項２０又は２１に記載された方法。
23. 請求項１から１４のいずれか一項に記載されたガラスの使用方法であって、太陽光を使用するように意図された構築要素を含むガラスとして使用する使用方法。

Images