JP2021018253A - ＬｉＤＡＲ用途のためのガラス窓 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来技術の欠点を克服し且つＬｉＤＡＲシステムにおける使用に適した、光学システムのための窓を提供する。【解決手段】本発明は光学システムのための、殊にＬｉＤＡＲシステムのためのガラス窓に関し、ここで前記ガラス窓は曲げられた形状を有する。前記ガラス窓の面積の少なくとも５０％が、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4が該当する幾何学的なスロープエラーＳＥGを有する。【選択図】なし

Description

本発明は、光学システムおよび機器のための、殊にＬｉＤＡＲシステム（ＬｉＤＡＲ、英語のＬｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）のためのガラス窓に関する。さらに本発明はかかる窓ガラスを有するＬｉＤＡＲシステム、並びにかかる窓ガラスの製造方法に関する。
ＬｉＤＡＲ（「Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ」の略称）またはＬａＤＡＲ（「Ｌａｓｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ」の略称）は、レーザー光を用いた光学的距離および速度の測定方法であり、以下ではＬＩＤＡＲと称する。このために、ＬｉＤＡＲシステムは近赤外スペクトル（ＮＩＲ）のレーザー光線、つまり波長７８０ｎｍを超える波長を有するレーザー光線を発し、それが周囲中で物体により反射され、少なくとも部分的にＬｉＤＡＲシステムに再度到達して、そこで検出される。反射光線のパターンから、ＬｉＤＡＲシステムは対象物を認識でき、レーザー光線の所要時間（飛行時間）から対象物の距離を計算できる。いくつかのＬｉＤＡＲシステムは、発せられた光線と反射された光線との位相の関係に基づき、対象物の速度も計算できる。
ＬｉＤＡＲシステムもしくはＬｉＤＡＲセンサは現在、自動運転を可能にするための重要な要素である。ＬｉＤＡＲシステムについてのさらなる用途および使用分野は、例えば、ロボットタクシー、ロボットトラック、ロボット飛行タクシー、産業用および物流用ロボット、ドローン、船舶および船、鉱業、建設用および鉱業用機械、安全および軍事、宇宙衛星、並びに空から、地上および水中からのトポロジー図／地図の作成、風力タービンの最適化、空港での乱気流の測定、航空機の乱気流の測定などである。
全てのＬｉＤＡＲシステムは少なくとも１つの光学窓を必要とし、これは、ＬｉＤＡＲシステムの光電子素子と周囲との間に配置され、環境の影響に対する機械的な保護を意味する。理想的には、光学窓はＬｉＤＡＲシステムの光電子素子と周囲との間の気密性すら確実にできる。種々のＬｉＤＡＲシステムを、それらの構造に応じて、より正確にはＬｉＤＡＲシステム中で使用される窓の形態および構造に関して区別できる。例えば、いくつかのＬｉＤＡＲシステムは、システムの敏感な構成部品を外界から隔離するための平面の窓を備える。他のＬｉＤＡＲシステムは、平面の窓の代わりに湾曲したもしくは曲げられた窓を含む。さらに、エミッタおよび検出器が典型的には静止している環状の窓内で回転する回転ＬｉＤＡＲシステム（英語の「ｓｐｉｎｎｉｎｇ ＬｉＤＡＲ」）が普及している。
公知のＬｉＤＡＲシステムにおいて、多くの場合、殊に曲げられた窓を有する回転ＬｉＤＡＲシステムおよびその他のＬｉＤＡＲシステムのためには、ポリマー材料からの窓が使用される。これらのポリマー窓は、多くの場合、材料、例えばポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から、モールド溶融法または射出成型法を用いて製造される。
ただし、ポリマー材料製のＬｉＤＡＲ窓はその寿命および信頼性に関して欠点がある。
例えば、ポリマー窓は引っかき耐性が低いことに基づき、引っかき傷がつきやすくなることが多い。ポリマー窓における引っかき傷は、ＬｉＤＡＲシステムの稼働に際して、（ａ）小さな衝突粒子（例えば空気中の砂、または先行する自動車からの粒子）に起因する周囲の影響によって、（ｂ）窓の機械的な洗浄によって、および／または（ｃ）ワイパーを使用した際に窓の表面上を引っかく硬質物質または砂によって生じることがある。引っかかれた表面は、それを通じて反射されるべき光および反射された光を通さなければならず、光学的な性能およびシステムの信頼性を、殊に光の除去、誤った画素への光の誤送、散乱および信号／ノイズ比の低下によって大々的に妨げる。
従来技術のポリマー窓のさらなる欠点は、ポリマー窓上でのさらなる層の付着性が不十分であることである。多くの場合、ＬｉＤＡＲ窓を、特定の光学的特性、物理的特性および／または機械的特性を改善するために、追加的な層と接合することができる。ポリマー窓の付着特性が不十分であることに起因して、この追加層が少なくとも部分的に剥離することが多く、そのことは、信号の強度、ひいては信号／ノイズ比を低下させる。さらに、局所的に剥離されたコーティングは、信号強度に望ましくないジャンプをもたらす。付着特性は、光学的に作用するコーティング以外のさらなる層、例えば引っかき保護層または撥水層が施与される場合、さらに減少する。
さらに、ポリマー窓は、低く且つ多くの場合不十分な環境安定性を有する。ポリマーはＵＶ光線下で通常は変色（褐変）する有機材料である。そのような変色は信号強度の低下をもたらす。例えばポリカーボネートは比較的ＵＶ安定性であるが、利用者はＬｉＤＡＲ用途のためにはＵＶ安定性が低すぎると嘆くことが多い。さらに、ポリマー表面は、天候の影響、例えば雰囲気からの（化学反応による）析出物によって劣化し、それも信号強度を下げる。
さらに、ポリマー窓は気密性ではないので、ＬｉＤＡＲシステムにおいて短い時間の後に周囲の雰囲気の湿分が入り、なぜなら、ポリマー材料を通じて水蒸気が拡散するからである。システム内の湿分は、システムの腐食および機械的な故障をもたらしかねない。
さらに、ポリマー材料は比較的低い溶融温度を有する。これは殊に、窓の上に加熱層がもたらされるＬｉＤＡＲシステムにとっては致命的であり、なぜなら、ここで加熱層の過熱に際する窓の溶融リスクがあるからである。窓の溶融はＬｉＤＡＲシステム全体の機能を破壊し得る。
ポリマー窓の前記の多くの欠点に起因して、ＬｉＤＡＲ窓のためにガラス材料を使用する手法がある。そのような窓は、例えば国際公開第２０１９／０３０１０６号(WO2019/030106A1)および国際公開第２０１９／００９３３６号(WO2019/009336A1)の文献内に開示されている。ただし、従来技術に記載されるガラス窓も、その他の実務上公知のガラス窓も、実際にはＬｉＤＡＲシステムにおける使用のためには適しておらず、なぜなら、従来のガラス窓を使用する際は、固有の許容差(Toleranz)に起因して大きすぎる信号の変動が生じるからである。
国際公開第２０１９／０３０１０６号 国際公開第２０１９／００９３３６号
本発明の課題は、従来技術の欠点を克服することである。殊に、本発明の課題は、従来技術の欠点を克服し且つＬｉＤＡＲシステムにおける使用に適した、光学システムのための窓を提供することである。
これらの課題は、請求項１に記載のガラス窓および請求項１６に記載の方法によって解決される。前記ガラス窓および方法のさらなる構成および実施態様は、従属請求項および後述の説明の対象である。
発明の説明
本発明の１つの態様は、光学システムまたは用途のための、殊にＬｉＤＡＲシステムのためのガラス窓に関する。従って、前記ガラス窓は光学システム、殊にＬｉＤＡＲシステムに設置可能であることができる。本発明によるガラス窓は、他の光学機器、殊に環の幾何学的形状を有する光学機器のためにも適し得ることが理解される。ガラス窓は曲げられた形状もしくは面を有し、従って純粋な平板ガラスとは異なる。曲げられた形状とは、ガラス窓が三次元的に曲げられた形態を有することを意味する。ガラス窓は、１つまたは複数の曲げ軸周りに、つまり一軸または多軸に曲げられ得る。例えば、曲げられたガラス窓は、環、環の部分（円の切り抜きまたは部分）、らせんの部分または曲げられた自由な形状の面として構成され得るか、または非対称に曲げられていてよい。前記ガラス窓は、１つまたは複数の曲率を有することができ、その際、ガラス窓の複数の曲率は同じかまたは異なっていてよい。前記ガラス窓は、特定の領域では曲げられ、且つ他の領域では曲げを含まないことがある。前記ガラス窓は軸方向に曲げを含まない、つまり、まっすぐに構成されることができる。「ガラス」は本発明の範囲においては、ガラスセラミックも含み得る。ただし、好ましい実施態様において、「ガラス」との用語は、もっぱらアモルファスの材料であると理解される。
ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの間の長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーＳＥGを有する：
ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4、
有利にはＳＥG＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、
好ましくはＳＥG＜−６．８×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-4、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラー（英語のＳｌｏｐｅ Ｅｒｒｏｒ）であり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。スロープエラーを計算するための参照面として、それぞれ、ガラス窓の観察される位置での理想的な面が利用される。目標曲率半径Ｒ0は殊に、ガラス窓の外面に関する目標曲率半径、つまり目標曲率外半径であってよい。
本発明による条件は、目標曲率半径に応じたスロープエラーについての具体的な準拠すべき値を初めて示す。スロープエラーは接線誤差と称することもでき、理想的な目標曲率からの局所的な勾配のずれ、もしくはある長さの区間もしくは周囲長の区間にわたる壁厚の変化（壁厚変動）を記載し、その際、本発明によるスロープエラーの値は、構造の方向付け（軸または接線）には依存しない。スロープエラーの観察および測定の際にそれぞれガラス窓の該当位置での理想的な面が参照面として使用される。ガラスの環の形でのガラス窓の場合、これは例えば、一貫して同一の目標曲率半径を有する数学的に完全な環であり得る。
本発明は、ＬｉＤＡＲ用途のためにガラス窓を使用することを可能にするために、ガラス窓を提供するための明確な教示を、必要とされる具体的な特性および表面品質および表面の良さに関して調節されるべき許容差と共に初めて示す。殊に、本発明は特定の条件によって、ガラス窓の目標曲率半径に応じた準拠すべきスロープエラーについての明示的な限定を示す。
これまで、ガラス窓は固有の許容差、およびそれにより引き起こされる大きすぎる信号の変動に起因して、ＬｉＤＡＲ用途には適さないことが多かった。これに関し、本願で定義されるパラメータ、許容差および特性の定量化は多数の影響因子、例えばそれぞれの用途で必要とされる画像化特性、その用途において通常使用される波長、光学素子の正確な幾何学的形状、オプトエレクトロニクス部品および分析ソフトウェアなどに強く依存することに言及すべきである。従って、特定のシステム（ここでは殊にＬｉＤＡＲシステム）についての上限の規定は、本発明者らによる本発明の基礎をなす実質的な技術開発に基づいている。
これに関し、本発明者らは、ＬｉＤＡＲシステムにおいて適するためのガラス窓が意外なことに多くのパラメータに関して比較的大きな許容差を有し得ることを見出した。しかしながら、最適なシステムの性能および適切な信号品質のためには、とりわけ、幾何学的および有利には光学的なスロープエラーのパラメータが関連していることが判明した。本発明によれば、壁厚の変化の長さに対する無次元の比を考慮するスロープエラーは、前記で定義された許容差もしくは値内に維持されるべきである。これに関し、本発明者らは殊に、ＬｉＤＡＲシステムの要求を満たすために、ガラス窓の目標曲率に応じてどのような範囲内のスロープエラーが提供されるべきかを見出した。
本発明によるガラス窓を提供するか、もしくはスロープエラーの必要な値を達成するために、ガラス窓を例えば研削および／または研磨工程を用いて後処理することができる。さらに、本発明者らは、殊に長さΔＬ＝０．１ｍｍ〜１５ｍｍにおける壁厚の変動が、ＬｉＤＡＲシステムのためのガラス窓の達成されるべき適性に関連していることを見出した。比較的短い波の変動は物理的に散乱効果をもたらし、且つ典型的には粗さを介して記述され、且つ粗さのパラメータを用いて特定され、比較的長い波の変動はＬｉＤＡＲシステムではあまり強く知覚されず、なぜなら、それは光学的な開口の大きさのオーダーに該当するからである。それらは場合によっては実際の角度方向と外見上の角度方向との間の変化をもたらす。０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについての幾何学的なスロープエラーおよび有利には光学的なスロープエラーについて本発明による値を有するガラス窓は、ＬｉＤＡＲシステムにおいてガラス窓を使用する際に、信号の変動を最小化し、且つ十分とみなされる±１０％の許容差の範囲内に維持することを可能にする。０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについての幾何学的なスロープエラーおよび有利には光学的なスロープエラーについて本発明による値を有するガラス窓の使用は、平均値に比して１０％未満、有利には７％未満、好ましくは６％未満、なおもさらに好ましくは４％未満の平均値からのＬｉＤＡＲ信号の相対標準偏差を可能にする。この標準偏差は、環状の窓の場合、殊に窓の様々な回転角度の場合、様々な窓の位置でのＬｉＤＡＲ信号の規格化された信号強度のｎ回の測定を用いて算出できる。標準偏差ｓは以下のように計算でき、ここでχiは個々の測定値でありχはそれらの平均値である。ｎは好ましくは少なくとも５、または少なくとも７であってよい。１つの実施態様においてはｎ＝９である。
幾何学的なスロープエラーは、白色光干渉法を用いて測定できる。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝４２．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝８５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００５３４５未満、有利には０．０００２６６５未満、好ましくは０．０００１６２２未満の幾何学的なスロープエラーＳＥGを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝６７．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝１３５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００４１９５未満、有利には０．０００２１１５未満、好ましくは０．０００１２８２未満の幾何学的なスロープエラーＳＥGを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、幾何学的なスロープエラーＳＥGについての下限値を有し得る。例えば、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーＳＥＧを有し得る：
ＳＥG＞−６．８×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-5、
有利にはＳＥG＞−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5、
好ましくはＳＥG＞−２．３×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-5、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝４２．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝８５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、少なくとも０．００００１６２、有利には少なくとも０．００００２６７、好ましくは少なくとも０．００００５３５の幾何学的なスロープエラーＳＥGを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝６７．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝１３５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、少なくとも０．００００１２８、有利には少なくとも０．００００２１２、好ましくは０．００００４２０未満の幾何学的なスロープエラーＳＥGを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーＳＥＧを有し得る：
−６．８×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-5＜ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4、
有利には−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5＜ＳＥG＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、
好ましくは−２．３×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-5＜ＳＥG＜−６．８×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-4、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００５０未満、有利には０．０００４０未満、好ましくは０．０００３５未満、さらに好ましくは０．０００２５（＝２．５×１０-4）未満の幾何学的なスロープエラーを有し得る。殊に、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、少なくとも０．００００１、有利には少なくとも０．００００２５、好ましくは少なくとも０．００００４の幾何学的なスロープエラーＳＥGを有し得る。例えば、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．００００１〜０．０００４０、有利には０．００００２５〜０．０００３５、好ましくは０．００００５〜０．０００２５の幾何学的なスロープエラーを有し得る。
換言すれば、ガラス窓の面積の少なくとも５０％における幾何学的なスロープエラーについて、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下の関係が該当し得る：
０＜（ΔＷＴ）／ΔＬ＜Ｘ、
ここで、ＷＴ（英語のｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）は、ｍｍでの壁の厚さを示し、且つＬはガラス窓のｍｍでの長さを示し、且つＸは前記で定義された値についての変数である。殊に、Ｘ＝２．５×１０-4であってよい。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥＯを有し得る：
ＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、
有利にはＳＥO＜−５．６×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-4、
好ましくはＳＥO＜−３．４×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-4、
ここで、ＳＥOは無次元の光学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝４２．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝８５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００２６７未満、有利には０．０００１３３未満、好ましくは０．００００８１未満の光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝６７．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝１３５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００２１２未満、有利には０．０００１０４未満、好ましくは０．００００６４未満の光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、光学的なスロープエラーＳＥOについての下限値を有し得る。例えば、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る：
ＳＥO＞−３．４×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-5、
有利にはＳＥO＞−５．６×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-5、
好ましくはＳＥO＞−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5、
ここで、ＳＥOは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝４２．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝８５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、少なくとも０．０００００８、有利には少なくとも０．００００１３、好ましくは少なくとも０．００００２７の光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝６７．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝１３５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、少なくとも０．０００００６、有利には少なくとも０．００００１０、好ましくは少なくとも０．００００２１の光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る：
−３．４×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-5＜ＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、
有利には−５．６×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-5＜ＳＥO＜−５．６×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-4、
好ましくは−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5＜ＳＥO＜−３．４×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-4、
ここで、ＳＥOは無次元の光学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００２５未満、有利には０．０００２０未満、好ましくは０．０００１８未満、さらに好ましくは０．０００１３（＝１．３×１０-4）未満の光学的なスロープエラーを有し得る。殊に、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、少なくとも０．０００００５、有利には少なくとも０．００００１３、好ましくは少なくとも０．００００２の光学的なスロープエラーＳＥGを有し得る。例えば、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００００５〜０．０００２５、有利には０．００００１３〜０．０００２０、好ましくは０．００００２〜０．０００１３の光学的なスロープエラーを有し得る。
換言すれば、光学的なスロープエラーについて、ガラス窓の面積の少なくとも５０％において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下の関係が該当し得る：
０＜（ｎ−１）×（ΔＷＴ）／ΔＬ＜Ｘ、
ここで、ＷＴ（英語のｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）は、ｍｍでの壁の厚さを示し、且つＬはｍｍでの長さを示し、且つｎはレーザー波長９０５ｎｍについてのガラス窓の屈折率を示し、且つＸは前記で定義された値についての変数である。殊に、Ｘ＝１．３×１０-4であってよい。
幾何学的なスロープエラーと光学的なスロープエラーとの間の本質的な違いは、幾何学的なスロープエラーは、観察される長さに関する幾何学的な壁厚の変化（両側の合計）に基づくことである。壁厚の変化は波面の透過率の変化をもたらし、そのことは、幾何学的なパラメータの他に、使用される材料の屈折率も考慮される光学的なスロープエラーによって記述できる。殊に、ガラス窓の両方の互いに反対の両方の側もしくは表面が、光学的スロープエラーの前記で定義された値を有し得る。
有利には、ガラス窓はこの最大の許容された幾何学的なスロープエラーまたはそれより小さい最大の許容された幾何学的なスロープエラー、および／またはこの最大の許容された光学的なスロープエラーまたはそれより小さい最大の許容された光学的なスロープエラーを、その面積の少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、なおもさらに好ましくは少なくとも９０％において有する。換言すればガラス窓は、前記の最大のスロープエラーによって記述される高い表面品質および表面の良さを、少なくとも、光学システム、例えばＬｉＤＡＲシステムにおけるガラス窓の使用に際しそのシステムで有効に使用されるガラス窓の部分において十分な程度に有する。ＬｉＤＡＲシステムの場合、これは殊に、（放出されたまたは反射された）レーザー光が通り抜けるガラス窓の部分である。
本発明の１つの実施態様において、ガラス窓は曲げられた形状を有し、且つ少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーを有し得る：
ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4、
有利にはＳＥG＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、
好ましくはＳＥG＜−６．８×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-4、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
本発明の１つの実施態様において、ガラス窓は曲げられた形状を有し、且つ少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００５０未満、有利には０．０００４０未満、好ましくは０．０００３５未満、さらに好ましくは０．０００２５（＝２．５×１０-4）未満の幾何学的なスロープエラーを有し得る。本発明の１つの実施態様において、ガラス窓は曲げられた形状を有し、且つ少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーを有し得る：
ＳＥG＞−６．８×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-5、
有利にはＳＥG＞−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5、
好ましくはＳＥG＞−２．３×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-5、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
さらなる構成において、ガラス窓は曲げられた形状を有し、且つ少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーを有し得る：
−６．８×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-5＜ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4、
有利には−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5＜ＳＥG＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、
好ましくは−２．３×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-5＜ＳＥG＜−６．８×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-4、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
本発明の１つの実施態様において、ガラス窓は曲げられた形状を有し、且つ少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る：
ＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、
有利にはＳＥO＜−５．６×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-4、
好ましくはＳＥO＜−３．４×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-4、
ここで、ＳＥOは無次元の光学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
本発明の１つの実施態様において、ガラス窓は曲げられた形状を有し、且つ少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る：
ＳＥO＜−３．４×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-5、
有利にはＳＥO＜−５．６×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-5、
好ましくはＳＥO＜−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5、
ここで、ＳＥOは無次元の光学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
本発明の１つの実施態様において、ガラス窓は曲げられた形状を有し、且つ少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る：
−３．４×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-5＜ＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、
有利には−５．６×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-5＜ＳＥO＜−５．６×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-4、
好ましくは−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5＜ＳＥO＜−３．４×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-4、
ここで、ＳＥOは無次元の光学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
殊に、少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積は０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、少なくとも０．００００１、有利には少なくとも０．００００２５、好ましくは少なくとも０．００００４の幾何学的なスロープエラーを有し得る。例えば、少なくとも１００ｍｍ2のガラス窓の面積は、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．００００１〜０．０００４０、有利には０．００００２５〜０．０００３５、好ましくは０．００００５〜０．０００２５の幾何学的なスロープエラーを有し得る。
有利には、ガラス窓は前記の最大の許容された幾何学的なスロープエラーまたはそれより小さい最大の許容された幾何学的なスロープエラー、および／または前記の最大の許容された光学的なスロープエラーまたはそれより小さい最大の許容された光学的なスロープエラーを、少なくとも１００ｍｍ2、好ましくは少なくとも５００ｍｍ2、さらに好ましくは少なくとも１０００ｍｍ2、なおもさらに好ましくは少なくとも１ｍ2の面積において有する。
例えば、ガラス窓は、前記の最大の許容された幾何学的なスロープエラーまたはそれより小さい最大の許容された幾何学的なスロープエラー、および／または前記の最大の許容された光学的なスロープエラーまたはそれより小さい最大の許容された光学的なスロープエラーを、２５００００ｍｍ2以下、有利には３００００ｍｍ2以下、さらに好ましくは１５００ｍｍ2以下の面積において有する。
殊に、ガラス窓は、前記の最大の許容された幾何学的なスロープエラーまたはそれよりも小さい最大の許容された幾何学的なスロープエラー、および／または前記の最大の許容された光学的なスロープエラーまたはそれよりも小さい最大の許容された光学的なスロープエラーを、１００ｍｍ2〜２５００００ｍｍ2、有利には５００ｍｍ2〜３００００ｍｍ2、殊に１０００ｍｍ2〜１５００ｍｍ2の面積において有する。
換言すればガラス窓は、前記の最大スロープエラーによって記述される高い表面品質および表面の良さを、少なくとも、光学システム、例えばＬｉＤＡＲシステムにおけるガラス窓の使用に際しそのシステムで有効に使用されるガラス窓の部分において十分な程度に有する。ＬｉＤＡＲシステムの場合、これは殊に、（放出されたまたは反射された）レーザー光が通り抜けるガラス窓の部分である。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーＳＥＧを有し得る：
ＳＥG＜−４．８×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-3、
有利にはＳＥG＜−２．４×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-3、
好ましくはＳＥG＜−９．７×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．０×１０-3、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝４２．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝８５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、０．００５７未満、有利には０．００２９未満、好ましくは０．００１１未満の幾何学的なスロープエラーＳＥＧを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
さらなる構成において、幾何学的なスロープエラーは下限を有し得る。例えば、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーＳＥＧを有し得る：
ＳＥG＞−９．７×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．０×１０-4、
有利にはＳＥG＞−２．４×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-4、
好ましくはＳＥG＞−４．８×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-4、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝４２．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝８５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、少なくとも０．０００１１、有利には少なくとも０．０００２９、好ましくは少なくとも０．０００５７の幾何学的なスロープエラーＳＥＧを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、以下が該当する幾何学的なスロープエラーＳＥＧを有し得る：
−９．７×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．０×１０-4＜ＳＥG＜−４．８×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-3、
有利には−２．４×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-4＜ＳＥG＜−２．４×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-3、
好ましくは−４．８×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-4＜ＳＥG＜−９．７×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．０×１０-3、
ここで、ＳＥGは無次元の幾何学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥＧを有し得る：
ＳＥO＜−２．４×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-3、
有利にはＳＥO＜−１．２×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．５×１０-3、
好ましくはＳＥO＜−４．８×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-4、
ここで、ＳＥOは無次元の光学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝４２．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝８５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、０．００２９未満、有利には０．００１４未満、好ましくは０．０００５７未満の光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
さらなる構成において、幾何学的なスロープエラーは下限を有し得る。例えば、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る：
ＳＥO＞−４．８×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-5、
有利にはＳＥO＞−１．２×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．５×１０-4、
好ましくはＳＥO＞−２．４×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-4、
ここで、ＳＥOは無次元の光学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
１つの実施態様において、ガラス窓は目標曲率半径Ｒ0＝４２．５ｍｍを有し得る。例えば、ガラス窓は目標外径ＯＤ＝８５ｍｍを有し得る。この場合、ガラス窓の面積の５０％は、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、少なくとも０．００００５７、有利には少なくとも０．０００１４、好ましくは少なくとも０．０００２９の光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る。この実施態様においてガラス窓は例えばガラスの環であってよい。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、以下が該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有し得る：
−４．８×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-5＜ＳＥO＜−２．４×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-3、
有利には−１．２×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．５×１０-4＜ＳＥO＜−１．２×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．５×１０-3、
好ましくは−２．４×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-4＜ＳＥO＜−４．８×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-4、
ここで、ＳＥOは無次元の光学的なスロープエラーであり、且つＲ0はガラス窓の目標曲率半径［ｍｍ］である。殊に、Ｒ0は、スロープエラーが観察されるガラス窓の位置でのガラス窓の目標曲率半径であることができる。
さらなる構成において、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、０．００４未満、有利には０．００３未満、さらに好ましくは０．００２５未満、なおもさらに好ましくは０．００２未満の幾何学的なスロープエラー、および／または０．００２未満、有利には０．００１５未満、さらに好ましくは０．００１２５未満、なおもさらに好ましくは０．００１未満の光学的なスロープエラーを有し得る。殊に、ガラス窓の面積の少なくとも５０％は、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、少なくとも０．０００１、有利には少なくとも０．０００２、さらに好ましくは少なくとも０．０００３の幾何学的なスロープエラー、および／または少なくとも０．００００５、有利には少なくとも０．０００１、さらに好ましくは少なくとも０．０００１５の光学的なスロープエラーを有し得る。
例えば、幾何学的なスロープエラーについて、ガラス窓の面積の少なくとも５０％において１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、以下の関係が該当し得る：
０＜（ΔＷＴ）／ΔＬ＜Ｘ、
ここで、ＷＴ（英語のｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）は、ｍｍでの壁の厚さを示し、且つＬはガラス窓のｍｍでの長さ（例えば周囲長）を示し、且つＸは前記で定義された値についての変数である。殊に、Ｘ＝２×１０-3であってよい。
例えば、光学的なスロープエラーについて、ガラス窓の面積の少なくとも５０％において１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、以下の関係が該当し得る：
０＜（ｎ−１）×（ΔＷＴ）／ΔＬ＜Ｘ、
ここで、ＷＴ（英語のｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）はｍｍでの壁の厚さを示し、且つＬはガラス窓のｍｍでの長さ（例えば周囲長）を示し、且つｎはガラス窓の屈折率を示し、且つＸは前記で定義された値についての変数である。殊に、Ｘ＝１×１０-3であってよい。
有利には、ガラス窓は、前記の最大の許容された幾何学的なスロープエラーまたはそれよりも小さい最大の許容された幾何学的なスロープエラー、および／または前記の最大の許容された光学的なスロープエラーまたはそれよりも小さい最大の許容された光学的なスロープエラーを、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、殊に１５ｍｍ〜環状のガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについて、その面積の少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、なおもさらに好ましくは少なくとも９０％において有する。換言すればガラス窓は、前記のスロープエラーによって記述される高い表面品質および表面の良さを、少なくとも、光学システム、例えばＬｉＤＡＲシステムにおけるガラス窓の使用に際しそのシステムで有効に使用されるガラス窓の部分において十分な程度に有する。ＬｉＤＡＲシステムの場合、これは殊に、（放出されたまたは反射された）レーザー光が通り抜けるガラス窓の部分である。
幾何学的なスロープエラーおよび光学的なスロープエラーは１５ｍｍ〜ガラス窓のｍｍでの周囲長の半分（Ｕ／２）の長さのスケールについては、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについてのスロープエラーよりも信号の品質にあまり影響しないのだが、そのさらなる構成は光学的な品質およびシステムの性能をさらに改善できる。
１つの実施態様によれば、ガラス窓は環または環の部分であってよい。換言すれば、ガラス窓は環状または環の部分の形状、つまり、中空円筒形状または中空円筒の部分の形状を有し得る。この場合、スロープエラーを計算するために、一貫して同一の目標曲率半径もしくは一貫して同一の目標外径を有する数学的に完全な環の外面を参照面として利用できる。環状のガラス窓、殊に完全な環状のガラス窓を、例えば、エミッタおよび検出器が環内部で回転する回転ＬｉＤＡＲシステムのために使用できる。ガラス窓は、複数の曲げられたガラス面から構成され得る。殊に、完全な環は１つ以上の環の部分から構成され得る。例えば３つの１２０°の環の部分が３６０°の環を構成できる。代替的に、曲げられたガラス面、例えば１つの環の部分をガラス窓として、殊にＬｉＤＡＲ窓として使用できることが理解される。
前記ガラス窓は、少なくとも２５ｍｍ、有利には少なくとも５０ｍｍ、および／または最大２００ｍｍの目標曲率半径を有し得る。目標曲率半径は殊に、２５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲であってよい。環状のガラス窓の場合、目標曲率半径は、ガラス窓の外径であってよい。ガラス窓は、少なくとも１．０ｍｍおよび／または最大５ｍｍ、有利には１．０ｍｍ〜５ｍｍの範囲の壁の厚さを有し得る。壁の厚さは、ガラス窓の全体の大きさに依存することがあり、より小さなガラス窓は通常、より小さな厚さを有する。ガラス窓の軸長は、少なくとも１５ｍｍおよび／または最大２００ｍｍであってよく、殊に２０ｍｍ〜２００ｍｍの長さであってよい。ガラス窓は、３０°〜３６０°、有利には６０°〜２７０°、好ましくは９０°〜１２０°の中心角を有し得る。例えば中心角１２０°を有する３つの環の部分を、１つの環から製造できる。ガラス窓は、その寸法に関して、そのガラス窓が使用されるべきＬｉＤＡＲシステムの大きさに適合されることができる。これに関し、先述の値は有利な値を意味する。先述の寸法および程度は殊に、環または環の部分としてのガラス窓の実施態様に関し得る。
有利には、ガラス窓は以下の許容差に準拠する：
ｎ＝ｎ0±２．５％、および／または
ＯＤ＝ＯＤ0±１．０％（ＷＴ固定の場合）、および／または
ＯＤ＝ＯＤ0±０．２％（ＩＤ固定の場合）、および／または
ＩＤ＝ＩＤ0±０．２％（ＯＤ固定の場合）、
ここで、ｎは実際の屈折率、ｎ0は目標屈折率、ＯＤは実際の外径、ＯＤ0は目標外径、ＩＤは実際の内径、ＩＤ0は目標内径、且つＷＴは実際の壁の厚さを記述する。ＯＤは２Ｒであり且つＯＤ0は２Ｒ0であってよい。示された許容差は、有利な１パラメータの許容差を定義する一方で、他のパラメータは理想的であるとして想定される。
先述の幾何学的パラメータおよび輪郭は接触式センサ、例えば測定機器Ｚｅｉｓｓ Ｏ−Ｉｎｓｐｅｃを用いて測定できる。
さらなる構成においては、ガラス窓の面積の少なくとも５０％、有利には６０％、好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、なおもさらに好ましくは少なくとも９０％が、１０ｎｍ未満、有利には７．５ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ未満のＲＭＳ粗さ（いわゆる二乗粗さ）を有し得る。殊にＲＭＳ粗さは、動作波長、つまりそれぞれの用途における使用に関連する光線の波長の０．５％未満であることができる。従って、ＬｉＤＡＲシステムにおいて、ＲＭＳ粗さの値は、使用されるレーザー光の波長（典型的には９０５ｎｍ、９４０ｎｍまたは１５５０ｎｍ）の０．５％未満であってよい。そのようなＲＭＳ粗さは、ガラス窓の表面品質および表面の良さをさらに高めることができ、ひいては光学的な用途、例えばＬｉＤＡＲシステムにおいて使用する際、さらに信号品質を改善できる。前記ＲＭＳ粗さ（粗さＲｑとしても示す）は、白色光干渉法を用いて、例えば３００μｍ×３００μｍの面積で測定できる。上記の範囲内での小さいＲＭＳ粗さは、例えば除去（例えば研削、研磨、エッチング）および／または施与（例えば起伏の被覆）を行うことによって達成でき、ここで、起伏は例えばガラス窓の表面における引き筋に基づき存在し得る。前記の粗さは、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ４２８７：２０１０に準拠して測定できる。
１つの実施態様において、ガラス窓は可視光用、すなわち、少なくとも４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する光について本質的に不透明であることができ、動作波長を有する光（例えばレーザー光）について本質的に透明であることができる。動作波長は近赤外スペクトル範囲（ＮＩＲ）、例えば７８０ｎｍ〜３μｍの動作波長であってよい。動作波長は殊に、９０５ｎｍ、９４０ｎｍおよび／または１５５０ｎｍであってよい。「本質的に不透明」とは、ガラス窓が、これについて挙げられた波長の光について、１０％以下、有利には７．５％未満、好ましくは５％未満の平均透過率（Ｔ平均）を有することを意味できる。「本質的に透明」とは、ガラス窓が、これについて挙げられた波長の光について、９０％以上、有利には少なくとも９２％、好ましくは９２％〜９４％の平均透過率（Ｔ平均）を有することを意味できる。
殊に、ガラス窓は、７００ｎｍ以下の波長を有する光について本質的に不透明であってよい。有利には、ガラス窓は、それぞれの用途において使用される光（例えば波長９０５ｎｍ、９４０ｎｍまたは１５５０ｎｍを有するレーザー光）の動作波長の最大８０％まで、有利には最大８５％まで、さらに好ましくは最大９０％までの波長について不透明であってよい。有利には、ガラス窓は、８００ｎｍ以上の波長を有する光、例えば８００ｎｍ〜２５００ｎｍ、有利には８００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長を有する光、殊に少なくとも、約９０５ｎｍ、約９４０ｎｍおよび／または約１５５０ｎｍの波長を有するレーザー光について本質的に透明であってよい。
ガラス窓は、この光学的特性および構成およびさらなる光学的特性および構成を、少なくとも関連する範囲において、もしくは少なくとも５０％、有利には少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、なおもさらに好ましくは少なくとも９０％、なおもさらに好ましくは少なくとも９９％の十分に大きな面積で有し得る。
特定の波長について本質的に不透明であり、且つ他の特定の波長についてのみ本質的に透明であるガラス窓の構成によって、稼働において妨げになる可能性がある波長がブロックされ、検出器に達しないことを確実にすることができる。
ガラス窓の不透明な特性を実現するために、ガラス窓の種々のさらなる構成を別々または組み合わせて備えることができる。例えば、１つの実施態様においてガラス窓は可視光を吸収するために、可視光について本質的に不透明であり且つ少なくとも動作波長の範囲における光（例えばレーザー光）について本質的に透明なコーティングを備えることができる。前記コーティングは、有機または無機であってよい。前記コーティングは、視覚的に黒くてよい。前記コーティングは、例えばディップコーティングであってよい。前記コーティングは、殊に７００ｎｍ以下の波長を有する可視光について本質的に不透明であってよい。有利には、前記コーティングは、少なくとも４００ｎｍの波長を有する可視光について本質的に不透明であってよい。例えば前記コーティングは少なくとも、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する可視光について本質的に不透明であってよい。前記コーティングは好ましくは少なくとも、８００ｎｍを上回る波長を有する光、殊に約９０５ｎｍ、約９４０ｎｍおよび／または約１５５０ｎｍの波長を有する光について本質的に透明であってよい。
代替的または追加的に、ガラス窓は可視光を吸収するために、可視光について本質的に不透明であり且つ少なくとも動作波長の範囲における光（例えばレーザー光）について本質的に透明なシートを備えることができる。前記シートはその外観において視覚的に暗い、例えば黒くてよい。例えば、前記シートは黒いポリマーフィルムであってよい。前記シートは、殊に７００ｎｍ以下の波長を有する可視光について本質的に不透明であってよい。有利には、前記シートは、少なくとも４００ｎｍの波長を有する可視光について本質的に不透明であってよい。例えば前記シートは少なくとも、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する可視光について本質的に不透明であってよい。前記シートは好ましくは少なくとも、８００ｎｍを上回る波長を有する光、殊に約９０５ｎｍ、約９４０ｎｍおよび／または約１５５０ｎｍの波長を有する光について本質的に透明であってよい。
代替的または追加的に、ガラス窓は、着色ガラス（黒ガラス）を大量に含み得る。
ガラス窓は１つまたは複数のさらなる層を備えることができる。ガラス窓は加熱層を含み得る。加熱層は例えば、ガラス窓の霜を除去するために役立つ。ガラス窓は、水の接触角が９０°を上回る疎水性層を含むことができる。疎水性層は例えば、ガラス窓からの液滴の流れ落ちを改善できる。ガラス窓は、ガラス窓を機械的な損傷から保護するために、引っかき傷保護層を含むことができる。ガラス窓は、水の接触角が９０°未満である親水性層を含むことができる。親水性層は、例えば、ガラス窓と接触する液体が、ガラス窓上で均一なフィルムを形成するために役立つことができる。
ガラス窓が視覚的に黒い成分を備えることは、外部からシステムが見えることを防ぐことができるという、さらなる利点を有する。さらに、場合によりシステムの敏感な構成要素、例えば検出器を、太陽光線から保護することができる。
従って、ガラス窓が追加的にコーティング、シート、ポリマー層を備えている実施態様において、ガラス窓は少なくとも２つの層（ガラスおよびさらなる層）を含む。その際、前記第１の層もしくはガラス材料は、可視光について、および動作波長の範囲内の光について、高い光透過率（例えば９０％を上回る）を有することができ、従って、例えば波長少なくとも１６００ｎｍまで、有利には少なくとも１０００ｎｍまで、好ましくは少なくとも９５０ｎｍまでを有する光について９０％を上回る光透過率を有することができる。第１の層は好ましいＲＭＳ粗さ、つまり１０ｎｍ未満、有利には７．５ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ未満のＲＭＳ粗さを有し得る。殊に第１の層のＲＭＳ粗さは、動作波長、つまりそれぞれの用途において使用される関連する光線の波長の０．５％未満であることができる。従って、ＬｉＤＡＲシステムにおいて、ＲＭＳ粗さの値は、使用されるレーザー光の波長（典型的には９０５ｎｍ、９４０ｎｍまたは１５５０ｎｍ）の０．５％未満であってよい。第２の層（例えばコーティング、シートまたはポリマー層）は、可視光について低い光透過率および動作波長の範囲内の光について高い光透過率の記載された特性を有し得る。第２の層のＲＭＳ粗さは、第１の層のＲＭＳ粗さに相応することができる。
さらなる構成によれば、ガラス窓は内側（つまり、例えば動作中にエミッタおよび検出器に向いている側）および／または外側（つまり、例えば動作中に周囲に向いている側）に反射防止層を備えることができる。ガラス窓と、１つまたは複数の反射防止層との複合物は、動作波長、つまり殊に近赤外スペクトル範囲（ＮＩＲ）について高透過性であることができる。換言すれば、１つまたは複数の反射防止層は、空気／ガラスの界面で動作波長範囲内の光について反射損失を低減し、それによって動作波長範囲内の光のより高い透過率をもたらすことができる。これにより、ガラス窓を通じた動作波長範囲内の光（例えばレーザー光線）の透過率を、外部への放出に関しても、周囲から検出器に戻る反射された光線の透過率に関しても最大化することができる。例えば、１つまたは複数の追加的な反射防止層により、動作波長について、ガラス窓の平均透過率（Ｔ平均）少なくとも９５％（片側のコーティングの場合）、好ましくは少なくとも９８％（殊に両側のコーティングの場合）を達成できる。ガラス窓が、先述の特性を有する複数の反射防止層を含む反射防止層系（ＡＲ層系）を含み得ることが理解される。ＡＲ層系は、単独のＡＲ層よりも広い波長範囲をカバーできる。
１つの実施態様によれば、ガラス窓はホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、例えばアルカリ・アルミノシリケートガラスまたはアルカリ土類・アルミノシリケートガラスを含み得る。
前記ガラスは強化されているか、または強化可能であってよい。
ガラス窓の好ましい材料は、下記の組成範囲を質量％で有し得る：
１つの実施態様において、ガラスはホウケイ酸ガラス（例えば高い加水分解耐性を有するもの）およびアルミノシリケートガラス、例えばホウ素不含および／またはアルカリ不含のアルミノシリケートガラス、またはナトリウム含有アルミノシリケートガラスから選択される。本発明により使用可能な例示的な組成物を以下の表に示す。
「Ｒ2Ｏ」はＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏから選択されるアルカリ金属酸化物を意味する。「ＲＯ」はＭｇＯ、ＺｎＯ、ＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯから選択される金属酸化物を意味する。
１つの実施態様において、ガラスは少なくとも１．４５０、殊に少なくとも１．５００の屈折率ｎdを有する。前記屈折率ｎdは、１．７５０まで、または１．６５０までであってよい。
例えばカリウム含有塩溶融物中に浸漬することによってイオン交換して、任意の化学強化を実施する。ケイ酸カリウムの水溶液、そのペーストまたはその分散液を使用してもよく、またはイオン交換を蒸着または温度により活性化された拡散によって実施してもよい。通常は一番目に記載した方法が好ましい。化学強化はとりわけ、圧縮応力および浸透深さのパラメータによって特徴付けられる：
「圧縮応力」または「表面応力」（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ、ＣＳ）は、イオン交換後にガラス表面によってガラスネットワークに及ぼされる抑圧効果に起因する応力と理解される一方で、ガラスにおける変形は生じない。
「浸透深さ」または「イオン交換層の深さ」または「イオン交換深さ」（「ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｌａｙｅｒ」また「ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅｄ ｌａｙｅｒ」、ＤｏＬ）とは、イオン交換が生じ且つ圧縮応力が生成されたガラス表面層の厚さと理解される。圧縮応力ＣＳおよび浸透深さＤｏＬはそれぞれ、例えば、光学的な原理に基づく市販の応力測定装置ＦＳＭ６０００によって測定できる。
従って、イオン交換は、ガラスがイオン交換法によって硬化されるかもしくは化学強化されることを意味し、ガラスの精製もしくはガラスの処理の分野の当業者にはよく知られている方法である。化学強化のために使用される典型的な塩は、例えばＫ+含有溶融塩または塩混合物である。慣例的に使用される塩は、ＫＮＯ3、ＫＣｌ、Ｋ2ＳＯ4またはＫ2Ｓｉ2Ｏ5を含み、添加剤、例えばＮａＯＨ、ＫＯＨおよび他のナトリウム塩またはカリウム塩も使用して、化学強化のためのイオン交換の速度をより良好に調節もしくは制御する。
さらなる構成において、ガラス窓は、化学的および／または熱的に強化された材料を含み得る。このさらなる構成において、応力層の層深さ（ＤＯＬ、ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｌａｙｅｒ）は１０μｍ〜１００μｍ、有利には２５μｍ〜７５μｍ、好ましくは約５０μｍが構成され得る。応力は、少なくとも１００ＭＰａ、有利には少なくとも２００ＭＰａ、好ましくは少なくとも３００ＭＰａであってよい。前記応力は、１５００ＭＰａ未満、例えば１０００ＭＰａ未満であってよい。前記応力はガラス窓の機械的な耐性を非常に高めることができる。化学強化は殊に、ナトリウムイオンのカリウムイオンによるイオン交換、またはリチウムイオンのナトリウムイオンおよび／またはカリウムイオンによるイオン交換によって行うことができる。イオン交換を、相応の塩を用いて、高められた温度、約３５０〜５５０℃、例えば４００〜４８０℃で材料を処理することによって行うことができる。適した塩は、例えば関係するイオンの硝酸塩およびハロゲン化物、例えばＫＮＯ3、ＫＣｌ、ＮａＮＯ3、ＮａＣｌおよびそれらの混合物である。処理時間は所望の層深さに依存する。処理時間は少なくとも２時間、少なくとも４時間、または少なくとも５時間であってよい。選択的に、前記時間は最長１６時間、最長１２時間、または最長８に限定される。
さらなる態様は、レーザー光、殊に動作波長９０５ｎｍ、９４０ｎｍまたは１５５０ｎｍを有するレーザー光を発するためのレーザー光源、レーザー光の向きを変えるためのスキャン装置、反射されたレーザー光を検出するための検出装置、および上述の種類のガラス窓を含む、ＬｉＤＡＲシステムに関する。ガラス窓は、ＬｉＤＡＲシステムのハウジングに組み込まれることができる。
ＬｉＤＡＲシステムは、なおもさらなる構成要素、例えば放出された光を集光し、向きを変え、反らしたりするためのレンズ配置、および／または評価装置を含むことが理解される。
本発明のさらなる態様は、光学システムのためのガラス窓の製造方法、殊に上述の種類のガラス窓の製造方法に関する。前記方法は、以下の段階を任意の順で含む：
・ ガラス窓として使用するための曲げられたガラス面、殊にガラスの環および／またはガラスの環の部分を形成する段階、
・ 前記曲げられたガラス面の少なくとも一部の区間を研削および／または研磨して、曲げられたガラス面の少なくとも５０％において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4未満の幾何学的なスロープエラー（つまり、ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4）、および有利には−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4未満の光学的なスロープエラー（つまり、ＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4）に調節する段階。
１つの実施態様において、前記方法は以下の段階を含む：
・ ガラス溶融物からガラス管を引き出す段階、
・ 前記ガラス管の少なくとも１つの区間を研削および／または研磨して、ガラス窓として使用される区間の面積の少なくとも５０％において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4未満の幾何学的なスロープエラー（つまり、ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4）、および有利には−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4未満の光学的なスロープエラー（つまり、ＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4）に調節する段階、および
・ ガラス管を切断し、所定の長さの１つまたは複数の環を製造する段階、ここで、前記１つまたは複数の環は有利にはガラスの部分（環の部分）に切り分けられる。前記のガラスの部分は、中心角６０°〜２７０°を有し得る。１つまたは複数の環、もしくは１つ、複数または全てのガラスの部分を、光学システム用、殊にＬｉＤＡＲシステム用のガラス窓として使用できる。
１つの実施態様において、前記方法は以下の段階を含み得る：
・ 平板ガラスを熱間成型して、少なくとも区間的に曲げられたガラス窓を、殊に環の部分の形態で構成する段階、
・ 前記曲げられたガラス窓もしくは環の部分の少なくとも１つの区間を研削および／または研磨して、前記曲げられたガラス窓もしくは環の部分の面積の少なくとも５０％において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4未満の幾何学的なスロープエラー（つまり、ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4）、および有利には−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4未満の光学的スロープエラー（つまり、ＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4）に調節する段階。
前記環の部分は、中心角６０°〜２７０°を有し得る。
選択的なさらなる段階において、曲げられたガラス面を、１つまたは複数のさらなる曲げられたガラス面と組み立ててガラス窓にすることができる。殊に、環の部分を、１つまたは複数のさらなる環の部分と結合して、完全な環にし、例えば３つの１２０°の環の部分を組み立てて３６０°の環にすることができる。代替的に、曲げられたガラス面、例えば１つの環の部分をガラス窓として、殊にＬｉＤＡＲ窓として使用できることが理解される。
１つの実施態様において、ガラス管もしくは環の部分を、幾何学的形状および表面において、ガラス窓が好ましい幾何学的なスロープエラーおよび／または好ましくは光学的なスロープエラーを、その面積の少なくとも６０％において、有利には少なくとも７０％において、好ましくは少なくとも８０％において、さらに好ましくは少なくとも９０％において超えないように（例えば研削および／または研磨によって）後処理できる。
有利には、前記後処理によって０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて幾何学的なスロープエラーＳＥG＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4、好ましくはＳＥG＜−６．８×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-4、および／またはＳＥG＞−６．８×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋２．２×１０-5、有利にはＳＥG＞−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5、好ましくはＳＥG＞−２．３×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-5が提供され得る。
有利には、前記後処理によって、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、幾何学的なスロープエラー０．０００４０未満、好ましくは０．０００３５未満、さらに好ましくは０．０００２５（＝２．５×１０-4）未満、および／または少なくとも０．００００１、有利には少なくとも０．００００２５、好ましくは少なくとも０．００００４が提供され得る。
有利には、前記後処理によって０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて光学的なスロープエラーＳＥO＜−５．６×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-4、好ましくはＳＥO＜−３．４×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-4、および／またはＳＥO＞−３．４×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．１×１０-5、有利にはＳＥO＞−５．６×１０-8×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋１．８×１０-5、好ましくはＳＥO＞−１．１×１０-7×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-5が提供され得る。
有利には、前記後処理によって、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、光学的なスロープエラー０．０００２０未満、好ましくは０．０００１８未満、さらに好ましくは０．０００１３（＝１．３×１０-4）未満、および／または少なくとも０．００００１、有利には少なくとも０．００００２５、好ましくは少なくとも０．００００４が提供され得る。
この発明において、「研削」とは、材料を削り取ることによって、研磨媒体（例えば結合された粒または固定されていない粒）を用いて工具の幾何学的な（長波長の）形態が写し取られる工程と理解される。「研磨」とは、表面の短波長の特性を目的に応じて改善する機械的および／または熱機械的および／または化学機械的な工程であると理解される。その際、品質の要件に応じて、両方の工程段階を連続で、または各々単独で使用できる。
前記方法は、その幾何学的な特徴において、製品の幾何学的形状に応じて大面積で設計されることがあるので、工具は処理の際に調節されるべき面積の大部分に当たる。これは好ましくは製品の面積の２０％であるべきである。代替的に、局所加工用工具も使用でき、それは殊に多軸に曲げられた面の場合に十分に平坦な加工を可能にする。光学部品の分野において、そのような工程は「ゾーン研磨」として知られている。
前記後処理によって、内側の表面（つまり、例えば後の稼働においてエミッタおよび検出器に向く側）、および／または外側の表面（つまり、例えば後の稼働において周囲に向く側）が、所望の光学的品質を備えることができる。ガラス管が切断される環の長さは、後処理に関して、殊に研削工程および／または研磨工程に関して最適化された長さであってよい。
ガラス管もしくは環の部分の研削および／または研磨によって、表面の材料が削り取られ、それによって同時に、１０ｎｍ未満、有利には７．５ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ未満のＲＭＳ粗さを有する光学的に平坦な表面が提供され得る。殊に、研削および／または研磨によって大きな長さのスケール（数ミリメートル）での壁厚の変動、およびガラス表面上の引き筋が除去できるか、または少なくともその用途のためにもはや意味がない程度に低減できるので、特に小さなスロープエラーを実現できる。
研削および／または研磨に追加的もしくは代替的に、ガラス管もしくは環の部分の後処理をエッチングによって行って、ガラス窓の所望の表面特性および所望の光学的品質を達成できる。
引き出された管もしくは熱間成型された環の部分の品質に応じて、研削工程および／またはその他の後処理工程によってさらに幾何学的なパラメータ、例えば外径、内径、同心度、真円度などを最適化できるか、または最適化しなければならない。
前記方法のさらなる構成において、ガラス窓の（もしくはガラス管の、環の、または環の部分の）分光学的特性を、コーティングを用いて調節できる。
このために、前記方法は１つまたは複数の反射防止層（ＡＲ層）をガラス窓上、殊にガラス窓の外側上に施与するさらなる段階を含み得る。１つまたは複数の反射防止層の施与は、ガラス窓と１つまたは複数の反射防止層との複合物が近赤外（ＮＩＲ）において、殊に予定されている動作波長について高透過性になることをもたらすことができる。例えば、前記複合物は殊に近赤外スペクトル範囲（ＮＩＲ）における動作波長について、例えば９０５ｎｍ、９４０ｎｍまたは１５５０ｎｍの動作波長について、４％未満、有利には３％未満、好ましくは２％未満の反射率を有することができる。換言すれば、１つまたは複数の反射防止層は、空気／ガラスの界面で動作波長範囲内の光について反射損失を低減し、それによって動作波長範囲内の光のより高い透過率をもたらすことができる。施与される反射防止層は、層系であってよい。
追加的または代替的に、前記方法は、可視光について本質的に不透明であり且つ動作波長の範囲の光について本質的に透明である１つまたは複数の層をガラス窓に施与するさらなる段階を含み得る。殊に、この１つまたは複数の層をガラス窓の内側に施与できる。前記１つまたは複数の層は、コーティング、貼り合わせられたシート、および／またはポリマー面（例えばポリマーの環／ポリマーの環の部分）であってよい。前記１つまたは複数の層は、視覚的には黒く、且つ近赤外スペクトル（ＮＩＲ）において透明であってよい。可視スペクトル範囲で不透明な層は、光学的用途（例えばＬｉＤＡＲシステム）においてのぞき込むことができないため、外観的な利点を有することができ、且つ太陽光線が光学システムに入ることを防ぐことができるので検出器が目眩ましされず且つ捉えられた信号が妨害されないため、技術的な利点を有することができる。
いくつかの先述の特徴、効果、利点、実施形態およびさらなる構成は、本発明のガラス窓に関してのみ記載されているが、これらは本発明による方法並びに本発明によるＬｉＤＡＲシステムについて相応に該当し、その逆もまた然りである。殊に、本発明による方法は、本発明によるガラス窓に関して記載された特性、パラメータおよび値をもたらすために、さらなる段階を含み得る。
本発明の実施例を次に、添付の模式的な図面に関連してより詳細に説明する。
幾何学的なスロープエラーを説明するための、ガラス窓を切り取った模式図である。 従来技術および本発明のガラス窓を使用した場合の信号の品質についての比較測定のグラフである。 ガラス面の光学的なスロープエラーの測定の例示的な写真である。
図面の説明
図１はガラス窓１０を模式的に切り取ったものを示し、これは幾何学的なスロープエラーΔＷＴ／ΔＬ（英語のＳｌｏｐｅ Ｅｒｒｏｒ）を可視化するためにだけ利用される。図１は、より良い概観のために、外側の１つの側の輪郭の変化のみを示す。しかしながら、本発明に関し、スロープエラーについては壁厚の変化が関係し、それは外側の輪郭および内側の輪郭上の誤差もしくは輪郭の変化によって一緒に生じることが理解される。
ガラス窓１０は外側へと凸状に曲がっている。ガラス窓１０の外側の第１の表面１２、およびガラス窓１０の内側の第２の表面１４が理解される。長さ、ここでは周囲長に沿って見ると、ガラス窓１０は壁厚の変動もしくは壁厚の変化を有する。特定の長さのスケール（ΔＬ）の長さもしくはここでは周囲長の区間にわたる壁厚（ＷＴ）の変化によって、ガラス窓はこの区間において理想的な目標曲率からの局所的な勾配のずれを有する。
本発明の発明者らは、ガラス窓における殊に特定の上限を上回るスロープエラーが、光学システムおよび機器、特にＬｉＤＡＲシステムにおけるガラス窓の使用に著しい悪影響を及ぼすことを見出した。本発明により、ＬｉＤＡＲシステムにおいて使用するために適しており且つ殊に信号の変動を最小化し且つ±１０％の十分な許容差の範囲内に保つガラス窓が提供される。
本発明の実施態様による３つのガラス窓および従来技術のガラス窓をＬｉＤＡＲシステムにおいて使用する場合の実験的に調査された信号の変動の比較を図２に示す。従来技術のガラス窓は図２の符号において＃０として示される一方で、本発明の３つの実施態様のガラス窓は図２の符号において＃１、＃２および＃３として示される。＃０で示される従来技術のガラス窓は、ここでは曲げられたガラス管からのガラスの環であった。
図２において、従来技術のガラス窓（ガラスの環）を使用する場合、調査されたＬｉＤＡＲ信号は平均値の周りで約±３０％変動したことが理解される。そのような大きな変動は、適切とみなされる約±１０％の許容差の範囲外であり、それゆえに従来技術のガラス窓はＬｉＤＡＲシステムにおける使用に適していない。適切とみなされる許容差の範囲は図２において破線によって境界を示している。
従来技術のガラス窓とは対照的に、調査された測定結果は、本発明の実施態様によるガラス窓（ガラスの環）を使用する場合の調査されたＬｉＤＡＲ信号が最大±１０％変動することを示す。従って、本発明によるガラス窓をＬｉＤＡＲシステムにおいて使用する場合、ＬｉＤＡＲ信号は約±１０％の許容差の範囲内である。従って、本発明によるガラス窓はＬｉＤＡＲシステムにおいて使用するために適しており、その際、ポリマー窓の欠点を克服する。
調査されたＬｉＤＡＲ信号の変動を、平均値からの標準偏差によって表すこともでき、それを以下の表に示す：
本発明によるガラス窓の実施態様の第１の例は、目標外径８５ｍｍおよび目標壁厚２．０ｍｍを有する完全な環（３６０°）の形状を有する。本発明によるガラス窓のさらなる実施態様の第２の例は、目標外径１３５ｍｍおよび目標壁厚２．０ｍｍを有する完全な環（３６０°）の形状を有する。両方の例において、ガラス窓は、動作波長９０５ｎｍのレーザーを用いるＬｉＤＡＲシステムにおいて使用することが予定されており、且つ以下の寸法およびパラメータを有する：
ここで、ＯＤは実際の外径、ＯＤ0は目標外径、ＩＤは実際の内径、ＩＤ0は目標内径、ＷＴは実際の壁厚、ｎは屈折率、およびＳＥGは幾何学的なスロープエラーを記載する。示されるとおり、許容差は、他の示されるパラメータが理想的であると仮定される場合の１つのパラメータの許容差である。
本発明によるガラス窓の材料は、この実施例においてはＤＵＲＡＮ（登録商標）ガラスであり、ほぼ以下の組成（質量％）を有する：
ＲＭＳ粗さ、幾何学的なスロープエラー、および光学的なスロープエラーは、ガラスの環の内側及び外側の研削および研磨による後処理を用いて調節されている。
幾何学的なスロープエラーおよび光学的なスロープエラーは、測定装置「Ｚｙｇｏ Ｖｅｒｉｆｉｒｅ」およびソフトウェア「ＭＸ Ｓｏｆｔｗａｒｅ」（Ｚｙｇｏ社）を用いて測定された。
ガラス面の光学的なスロープエラーの測定の例示的な写真を図３に示す。この写真において最も高く測定された光学的なスロープエラーＳＥOは領域１６にあり、ここで０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて０．０００４である。
１０ ガラス窓
１２ 第１の表面
１４ 第２の表面
１６ 最も高い光学的なスロープエラーを有する領域

Claims (20)

  1. 光学システムのための、殊にＬｉＤＡＲシステムのためのガラス窓であって、前記ガラス窓は曲げられた形状を有し、且つガラス窓の面積の少なくとも５０％が、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて
    ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4
    ［式中、Ｒ0はガラス窓のｍｍでの目標曲率半径である］
    が該当する幾何学的なスロープエラーＳＥGを有する、前記ガラス窓。
  2. 前記ガラス窓の面積の少なくとも５０％が、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００５０未満の幾何学的なスロープエラーを有する、請求項１に記載のガラス窓。
  3. 前記ガラス窓の面積の少なくとも５０％が、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、
    ＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4
    が該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有する、請求項１または２に記載のガラス窓。
  4. 前記ガラス窓の面積の少なくとも５０％が、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、０．０００２５未満の光学的なスロープエラーを有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  5. 前記ガラス窓の面積の少なくとも５０％が、１５ｍｍを上回る長さのスケールについて、
    ＳＥG＜−４．８×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋９．８×１０-3
    に該当する幾何学的なスロープエラーＳＥGを有する、且つ／または
    ＳＥO＜−２．４×１０-5×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋４．９×１０-3
    に該当する光学的なスロープエラーＳＥOを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  6. 前記ガラス窓が環または環の部分である、請求項１から５までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  7. 前記目標曲率半径が５０ｍｍ〜２００ｍｍであり、且つ／または前記ガラス窓が壁厚１ｍｍ〜５ｍｍおよび／または軸長２０ｍｍ〜２００ｍｍおよび／または中心角３０°〜３６０°を有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  8. 前記ガラス窓の面積の少なくとも５０％が、ＲＭＳ粗さ１０ｎｍ未満、有利には７．５ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ未満を有する、請求項１から７までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  9. 前記ガラス窓が、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲における可視光について平均透過率１０％未満を有し、且つ近赤外のスペクトル範囲の動作波長、殊に９０５ｎｍ、９４０ｎｍおよび／または１５５０ｎｍの波長を有する光について平均透過率９０％以上を有する、請求項１から８までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  10. 前記ガラス窓が可視光の吸収のためにコーティングを備えており、前記コーティングは有利には、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲における可視光について平均透過率１０％未満を有し、且つ近赤外のスペクトル範囲の動作波長、殊に９０５ｎｍ、９４０ｎｍおよび／または１５５０ｎｍの波長を有する光について平均透過率９０％以上を有する、請求項９に記載のガラス窓。
  11. 前記ガラス窓が可視光の吸収のためにシートと接合されており、前記シートは有利には、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲における可視光について平均透過率１０％未満を有し、且つ近赤外のスペクトル範囲の動作波長、殊に９０５ｎｍ、９４０ｎｍおよび／または１５５０ｎｍの波長を有する光について平均透過率９０％以上を有する、請求項９または１０に記載のガラス窓。
  12. 前記ガラス窓が黒ガラスを含む、請求項９から１１までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  13. 前記ガラス窓が、内側および／または外側に反射防止層を備えている、請求項１から１２までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  14. 前記ガラス窓が、ホウケイ酸ガラスまたはアルミノシリケートガラス、殊にアルカリ・アルミノシリケートガラス、アルカリ土類・アルミノシリケートガラス、またはアルカリ不含のアルミノシリケートガラスを含む、請求項１から１３までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  15. 前記ガラス窓が、化学強化および／または熱強化された材料を含む、請求項１から１４までのいずれか１項に記載のガラス窓。
  16. 光学システム用のガラス窓を製造するための、殊に請求項１から１５までのいずれか１項に記載のガラス窓を製造するための方法であって、以下の段階：
    ガラス窓として使用するための曲げられたガラス面を形成する段階、
    曲げられたガラス面の少なくとも１つの区間を研削および／または研磨して、前記曲げられたガラス面の少なくとも５０％において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、ＳＥG＜−２．３×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋７．３×１０-4の幾何学的なスロープエラーＳＥG、および有利にはＳＥO＜−１．１×１０-6×２×Ｒ0［１／ｍｍ］＋３．６×１０-4の光学的なスロープエラーＳＥOに調節する段階
    を含む、前記方法。
  17. 前記研削および／または研磨する段階において、曲げられたガラス面の少なくとも５０％において、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの長さのスケールについて、幾何学的なスロープエラー０．０００５０未満、および有利には光学的なスロープエラー０．０００２５未満に調節される、請求項１６に記載の方法。
  18. 曲げられたガラス面を形成する段階が、
    ガラス溶融物からガラス管を引き出すこと、および有利にはガラス管を切断すること、または
    平板ガラスを熱間成型すること
    を含む、請求項１６または１７に記載の方法。
  19. さらに、１つまたは複数の反射防止層を、前記曲げられたガラス面に施与する段階を含む、請求項１６から１８までのいずれか１項に記載の方法。
  20. さらに、可視光について本質的に不透明であり且つ近赤外のスペクトル範囲における動作波長を有する光について本質的に透明である１つまたは複数の層を、前記曲げられたガラス面に施与する段階を含む、請求項１６から１９までのいずれか１項に記載の方法。
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