WO2022096168A1 - Optisch strukturiertes element für ein vogelschutzglas, optiksystem und verwendung des optisch strukturierten elements - Google Patents

Optisch strukturiertes element für ein vogelschutzglas, optiksystem und verwendung des optisch strukturierten elements Download PDF

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WO2022096168A1
WO2022096168A1 PCT/EP2021/071484 EP2021071484W WO2022096168A1 WO 2022096168 A1 WO2022096168 A1 WO 2022096168A1 EP 2021071484 W EP2021071484 W EP 2021071484W WO 2022096168 A1 WO2022096168 A1 WO 2022096168A1
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reflectance
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Thomas KROYER
Andreas Georg
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M29/00—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • A01M29/06—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using visual means, e.g. scarecrows, moving elements, specific shapes, patterns or the like
    • A01M29/08—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using visual means, e.g. scarecrows, moving elements, specific shapes, patterns or the like using reflection, colours or films with specific transparency or reflectivity
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/30—Coverings, e.g. protecting against weather, for decorative purposes
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    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6715—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films

Definitions

  • Optically structured element for a bird protection qlas Optically structured element for a bird protection qlas, optical system and use of the optically structured element
  • the invention relates to an optically structured element according to claim 1, an optical system according to claim 13 and the use of an optically structured element according to claim 15.
  • the carrier elements In order to avoid or reduce bird strikes, the carrier elements have hitherto been coated, in particular with foils in the form of bird of prey silhouettes. Wrapping foils in the shape of raptor silhouettes on glazing is ineffective in reducing bird strikes. Frosted glass is also used to reduce bird strikes. However, frosted glass disturbs people when looking through the glazing.
  • WO 2016/19891 A1 discloses bird protection glazing with a high-reflection area and a low-reflection area, which reflect electromagnetic radiation in a UV-centered wavelength range, at around 370 nm.
  • the BUVD wavelength range is between greater than or equal to 300 nm and less than or equal to 450 nm.
  • the human eye enables visual perception in a VIS wavelength range that is between greater than or equal to 380 nm and less than or equal to 780 nm.
  • WO 2016/198901 A1 states that the reflections in the BUVD wavelength range are visible to birds, but are only weakly to barely perceptible to humans with the naked eye.
  • the previously known bird protection glazing offers only an unsatisfactory effectiveness for reducing bird strikes or the optical structures used are clearly visible to people, for example in the case of frosted glass, and can therefore be perceived as annoying.
  • the object of the present invention is to provide an optically structured element which effectively prevents bird strikes.
  • the present invention is also based on the object of specifying an optical system and the use of an optically structured element which reduces bird strikes and which are particularly inexpensive and efficient in their manufacture and/or use and which can or are designed with additional functionalities.
  • An optically structured element according to the invention for minimizing or preventing bird collisions comprises at least one carrier element, at least one highly reflective area and at least one low-reflective area.
  • the carrier element has the at least one highly reflective area and/or the at least one low-reflective area.
  • the optically structured element in the highly reflective area has a first double-cone reflectance in a double-cone wavelength range and a first VIS transmittance in a VIS wavelength range.
  • the optically structured element according to the invention has a second double-cone reflectance in the double-cone wavelength range and a second VIS transmittance in the VIS wavelength range.
  • the double cone wavelength range is between greater than or equal to 400 nm and less than or equal to 700 nm and the VIS wavelength range between greater than or equal to 380 nm to less than 780 nm.
  • a double cone reflectance difference of the first double cone reflectance and the second double cone reflectance is greater than or equal to 5 %, preferably greater than or equal to 10%, particularly preferably greater than or equal to 15%, most preferably greater than or equal to 20% and a VIS transmission ratio of the first VIS transmittance and the second VIS transmittance is greater than or equal to 70%, preferably greater than or equal to 80%, especially preferably greater than or equal to 85%, most preferably greater than or equal to 90% and the VIS transmission ratio is less than or equal to 200%, preferably less than or equal to 180%, particularly preferably less than or equal to 150%, most preferably less than or equal to 130%.
  • the carrier element preferably has a first partial carrier element and a second partial carrier element, which are preferably each formed as glass or film and are particularly preferably transparent in the VIS wavelength range.
  • the first partial carrier element is preferably arranged on the second partial carrier element, with the second partial carrier element particularly preferably being coated, glued or foiled with the first partial carrier element.
  • the first partial carrier element has the highly reflective area and the second partial carrier element has the low reflective area.
  • the first sub-carrier element is designed as a foil and the second sub-carrier element is designed as window glass, as decorative glazing for the facade or as another type of glazing.
  • the low-reflective area preferably corresponds to a surface of the second carrier part element that is visible when viewed from above; this visible surface is particularly preferably partially coated, in particular with the first carrier part element, with the coated area or areas corresponding to the highly reflective area or areas.
  • the highly reflective area corresponds to the surface of the second carrier part element that is visible in a plan view and the coated area or areas correspond to the low reflective area or areas.
  • the carrier element is preferably designed as a coated glass and/or a colored glass or as a coated foil and/or a colored foil.
  • the highly reflective area corresponds to a colored sub-area and the low-reflective area to an uncolored sub-area of the carrier element.
  • the optically structured element according to the invention is particularly effective in reducing bird strikes, as studies by the applicant have shown.
  • the larger the double-cone reflectance difference the more effectively bird strike is prevented.
  • the remarkable effectiveness of the optically structured element according to the invention in reducing bird strikes is based on the knowledge that in birds the perception of movements, in particular relative movements and stationary objects during flight, does not take place through the UV cones, but through so-called double-cone sensory cells .
  • the double cone sensory cells take the double peg wavelength range true and have a sensitivity maximum at about 570 nm with a full width at half maximum of about 510 nm to 620 nm.
  • a further advantage is that at a value of the VIS transmission ratio closer to 100%, the visibility of the optically structured element in transmission to a human is minimized while maintaining the advantageous reduction in bird strike.
  • the optically structured element is therefore less visible to people, for example, when looking out of a room through a window provided with it.
  • the high-reflection area and the low-reflection area are preferably determined by reflection measurements when the optically structured element is viewed from above.
  • the double-cone reflectances of the optically structured element are preferably determined in each case by reflection measurements in the double-cone wavelength range and weighting with an Osorio99D65 spectrum.
  • the Osorio99D65 spectrum reflects the wavelength-dependent sensitivity of the double-cone sensory cells and is extracted from the publication "Colour vision of domestic chicks" by D. Osorio, M. Vorobyev and CD. Jones, published in The Journal of Experimental Biology, Volume 202, Pages 2951-2959, from 1999, Figure 1, track D, known (called Osorio99).
  • the VIS transmittances are each determined by transmission measurements in the VIS wavelength range and weighted with a VIS spectrum, which corresponds to a brightness sensitivity curve of the human eye in daylight and the spectral data “CIE 2008, physiologically-relevant 2-deg V(l) luminous efficiency functions” can be found.
  • the first VIS transmittance is preferably divided by the second VIS transmittance and the result of this division is multiplied by 100%.
  • a color difference in the visual transmission between the high-reflection area and the low-reflection area is less than or equal to 20, preferably less than or equal to 15, particularly preferably less than or equal to 10, most preferably less than or equal to 5.
  • the color distance between the highly reflective area and the low reflective area is determined according to DIN ISO 1 1664-4.
  • This preferred embodiment has the advantage that, with a small color difference, the optically structured element is less noticeable to the human eye, but remains equally effective in reducing bird strikes.
  • the at least one high-reflection area and the at least one low-reflection area are arranged adjacent to one another.
  • the at least one low-reflection area and the at least one high-reflection area are preferably designed to engage in one another like a comb.
  • This embodiment is particularly effective in reducing bird strikes because the adjacent areas are easier and more visible to approaching birds.
  • the at least one highly reflective area is designed in such a way that a circular area with a diameter of 15 cm, preferably with a diameter of 10 cm, in particular with a diameter of 8 cm, cannot be arranged completely within the highly reflective area and the at least a low-reflective area so is designed such that a circular area with a diameter of 15 cm, preferably with a diameter of 10 cm, in particular with a diameter of 8 cm, cannot be arranged completely within the low-reflection area.
  • the at least one highly reflective area cannot be completely covered by the circular area and the at least one low-reflective area cannot be completely covered by the circular area either.
  • the circular area is preferably determined with an orthogonal top view of the high-reflection area and/or the low-reflection area, for example by placing a circular area template with the appropriate diameter.
  • This embodiment is particularly effective in reducing bird strikes, since with larger circular areas birds are more likely to recognize an obstacle that can be overcome, in particular one that can be flown through, in relation to their body size and are therefore more likely to collide with the carrier element.
  • the optically structured element has a first BUVD reflectance in the BUVD wavelength range in the highly reflective area and a second BUVD reflectance in the BUVD wavelength range in the low reflective area.
  • a BUVD reflectance difference between the first BUVD reflectance and the second BUVD reflectance is preferably less than or equal to 20%, preferably less than or equal to 10%, particularly preferably less than or equal to 5%, most preferably less than or equal to 3%.
  • the BUVD degrees of reflection of the optically structured element in the high-reflection area and in the low-reflection area are preferably measured in each case by reflection measurements in the BUVD wavelength range and determined by weighting with a BUVD65 spectrum.
  • the BUVD65 spectrum reflects the wavelength-dependent sensitivity of the UV cones and is determined by a Gaussian curve with a maximum at about 370 nm with a half-width of about 345 nm to 395 nm and weighting with the daylight-typical standard illuminant D65.
  • This embodiment is even more effective in reducing bird strike. According to the current state of knowledge, this advantageous effect is based on the fact that reflections in the BUVD wavelength range—contrary to previous findings from the prior art—can even have an attractive effect on birds. A lower BUVD reflectance difference is therefore particularly effective in preventing bird strikes.
  • the first double-cone reflectance is greater than the first BUVD reflectance.
  • a double-cone BUVD difference between the first double-cone reflectance and the first BUVD reflectance is greater than or equal to 2%, preferably greater than or equal to 5%, particularly preferably greater than or equal to 10%, most preferably greater than or equal to 15%.
  • reflections in the BUVD wavelength range can have an attractive effect on birds, whereby lower BUVD reflectance reduces bird strikes.
  • a larger double-cone BUVD difference thus leads to an increased visual perception of the optically structured element in the double-cone wavelength range by means of the double-cone sensory cells and thus reduces the probability of bird strike.
  • the double cone sensory cells of the bird's eye perceive a wavelength range that is also perceptible to the human eye and ranges from a blue to a red color impression.
  • the optically structured element is thus fundamentally also visually perceptible to a human being.
  • the optically structured element has a layer with a refractive index between greater than or equal to 1.5 and less than or equal to 2.6 in the highly reflective region, preferably between greater than or equal to 2.6 1.7 and less than or equal to 2.3, most preferably between greater than or equal to 1.9 and less than or equal to 2.2.
  • the refractive index is preferably determined by spectral measurement in an ellipsometer and a subsequent model fit at a wavelength of 550 nm.
  • the layer of the highly reflective area can be made particularly thin, as a result of which the production costs are particularly low. Bird strike is particularly effectively prevented in this embodiment.
  • the optically structured element has a silicon nitride-containing layer with a layer thickness of greater than or equal to 50 nm, preferably greater than or equal to 70 nm, particularly preferably greater than or equal to 80 nm, most preferably equal to 86 nm.
  • the layer thickness is preferably less than or equal to 400 nm, particularly preferably less than or equal to 250 nm, most preferably less than or equal to 100 nm.
  • the layer containing silicon nitride is preferably arranged in the highly reflective area, and the layer containing silicon nitride particularly preferably forms the highly reflective area.
  • the optically structured element is particularly effective in preventing bird strikes and also offers the advantage of low production costs.
  • the optically structured element has a plurality of low-reflection areas and high-reflection areas, in particular at least 10, preferably at least 20, more preferably at least 50 low-reflection areas and high-reflection areas.
  • the low-reflection areas and high-reflection areas are arranged alternately, preferably as a stripe pattern of alternatingly arranged strips of high-reflection areas and low-reflection areas.
  • the carrier element is preferably a window, preferably a 3 m to 0.5 m wide window, particularly preferably a 1.5 m to 0.8 m wide window, most preferably a 1 m wide window.
  • the strips preferably have a width of 2 mm to 100 mm in a horizontal direction; the strips are particularly preferably designed as vertical strips oriented in a vertical direction.
  • the vertical direction corresponds to the direction of gravity and the horizontal direction is perpendicular to the vertical direction.
  • Such stripe patterns are particularly effective in reducing bird strikes.
  • the double-cone reflectance difference is greater than or equal to 10% and less than or equal to 30%.
  • the VIS transmission ratio is preferably greater than or equal to 80% and less than or equal to 130%.
  • Such an optically structured element has proven to be particularly effective in reducing bird strikes and can also be produced in a cost-effective manner.
  • An optical system according to the invention comprises an optically structured element according to the invention, in which the carrier element has a first carrier part element and a second carrier part element, preferably a glass or a glass Foil.
  • the first partial carrier element is preferably arranged on the second partial carrier element.
  • the optical system comprises a heat protection layer and/or a sun protection layer.
  • the second partial carrier element is preferably designed as an outer glass pane with an inner side and the first partial carrier element and the heat protection layer and/or the sun protection layer are arranged on the inner side of the outer glass pane.
  • the optical system is thus equipped with additional functionalities such as heat-insulating properties and/or overheating protection.
  • the first partial carrier element and the heat protection layer and/or the sun protection layer are arranged on an inside of an outer glass pane, ie in particular on a so-called position 2 of insulating glazing.
  • the optical system is advantageously particularly inexpensive to manufacture and the heat protection layer and/or the sun protection layer is better protected against damage, for example from the effects of the weather.
  • the protection against bird strikes remains the same or is only slightly reduced.
  • the first carrier sub-element is arranged on an outside of an outer glass pane, a so-called position 1, and the heat protection layer is arranged at position 2.
  • the heat protection layer is particularly protected against damage and therefore particularly durable.
  • the bird protection effect is improved.
  • optically structured element according to the invention for attachment to or on an optical facade element, preferably a window or other facade glazing.
  • the first double-cone reflectance is greater than the second double-cone reflectance. This advantageously results in a greater contrast between the high-reflection area and the low-reflection area, as a result of which bird strikes are reduced more effectively.
  • the first double-cone reflectance is greater than or equal to 15%, preferably greater than or equal to 20%, more preferably greater than or equal to 25%. A larger first double-cone reflectance reduces bird strike more effectively.
  • the low-reflection area is preferably designed as a single pane of a multiple glass system.
  • the second double-cone reflectance, in particular of the single pane is preferably less than or equal to 12%, preferably less than or equal to 9%.
  • a high double-cone reflectance difference can be achieved in an uncomplicated manner.
  • the high-reflection area and the low-reflection area are arranged adjacent to one another, preferably next to one another or one above the other. This reduces bird strikes more effectively.
  • the optically structured element has, preferably in the highly reflective area, a layer with an optical thickness of greater than or equal to 100 nm to less than or equal to 250 nm, preferably greater than or equal to 110 nm to less than or equal to 230 nm, particularly preferably greater than or equal to 130 nm to less than or equal to 210 nm, most preferably greater than or equal to 150 nm to less than or equal to 190 nm.
  • the optical thickness is the product of the refractive index at 550 nm and the layer thickness. Optical thicknesses in the aforementioned value ranges lead to a particularly low bird strike.
  • the optically structured element has a layer of silicon nitride, preferably in the highly reflective area.
  • Silicon nitride is a particularly strong, hard material that is inert to numerous chemicals and is therefore particularly hard-wearing and durable.
  • silicon nitride has a refractive index of 2.0 and is therefore particularly suitable for an optically structured element for reducing bird strikes, as mentioned above.
  • the optically structured element has a layer with a first dielectric at least in the highly reflective area.
  • the optically structured element preferably has a layer with a second dielectric at least in the highly reflective region.
  • the first dielectric preferably has a lower refractive index than the second dielectric.
  • the second dielectric has a refractive index of greater than or equal to 1.8 to less than or equal to 2.6, further preferably about 2.4.
  • the first dielectric has a refractive index of greater than or equal to 1.3 to less than or equal to 2.2, more preferably about 2.0.
  • the first dielectric preferably has a tin oxide, particularly preferably tin(IV) oxide SnCh.
  • the first dielectric preferably has a zinc oxide (ZnO) and/or a tin-zinc mixed oxide (SnZnO x ).
  • the second dielectric preferably includes titanium dioxide (TiO?).
  • the aforementioned dielectrics are inexpensive and robust and also have optical properties that are particularly suitable for the optically structured element.
  • the optically structured element comprises, preferably in the highly reflective area, a first layer with a layer thickness of preferably 160 nm; the first layer particularly preferably contains the first dielectric.
  • the optically structured element preferably comprises a second layer with a layer thickness of preferably 190 nm; the second layer particularly preferably contains the second dielectric.
  • optically structured element with the aforementioned layer sequence of the first layer and the second layer is particularly effective against bird strikes.
  • the optically structured element preferably comprises a third layer with a layer thickness of preferably 220 nm, the second layer being arranged between the first layer and the third layer, the third layer particularly preferably containing the first dielectric.
  • the optically structured element comprises a fourth layer with a layer thickness of preferably 190 nm, the third layer being arranged between the second layer and the fourth layer, the fourth layer preferably containing the second first dielectric.
  • the optically structured element comprises a fifth layer with a layer thickness of preferably 160 nm, wherein the fourth layer is arranged between the third layer and the fifth layer, particularly preferably the fifth layer contains the first dielectric.
  • optically structured element with a layer sequence of the aforementioned layers has an extraordinarily good effectiveness against bird strikes and is also particularly robust and inexpensive to manufacture.
  • the optically structured element preferably comprises a sixth layer with a layer thickness of preferably 150 nm, the fifth layer being arranged between the fourth layer and the sixth layer, the sixth layer particularly preferably containing silicon dioxide (SiO?).
  • the sixth layer advantageously acts as an anti-reflection layer and also serves to protect the underlying layers from mechanical stress and abrasion. Further advantageously, the antireflection layer reduces a broadband reflection, but hardly influences a narrowband reflection, in particular in the double-pivot wavelength range.
  • the low-reflection area has no layer containing silicon nitride or titanium dioxide; in particular, the low-reflection area is preferably made of soda-lime glass. This embodiment allows the optically structured element to be produced in a particularly favorable manner.
  • the optically structured element comprises at least one area of high areal density and at least one area of low areal density, particularly preferably the optically structured element comprises at least one area of medium areal density.
  • a quotient of the added areal proportion of the highly reflective areas in relation to the added areal proportion of the low reflective areas is preferably greater than the quotient in the middle area Areal density, which has a correspondingly larger quotient than the area of low areal density.
  • the optically structured element comprises a plurality of highly reflective areas in the form of circular areas which are arranged on an otherwise uncoated or uniformly coated low-reflection area, with the distance between the circular areas preferably being smaller in the area of high area density than in the lower area areal density.
  • This embodiment is particularly effective in reducing bird strikes and is inexpensive to manufacture.
  • the optically structured element comprises a highly reflective area with at least one sawtooth curved edge, preferably a strip-shaped highly reflective area with a sawtooth curved edge.
  • a highly reflective area with at least one sawtooth curved edge preferably a strip-shaped highly reflective area with a sawtooth curved edge.
  • the sawtooth-curved design of the surface of the strip-like highly reflective area advantageously blurs a contour of the strip shape, as a result of which the highly reflective area is less noticeable to people at the edges, particularly when viewed in transmission.
  • the optically structured element comprises at least one further surface of the highly reflective area in the shape of a sawtooth strip.
  • the area of high areal density has a smaller spacing of the sawtooth stripe-shaped areas than the area of low areal density.
  • the first partial carrier element is arranged between the heat protection layer and/or the sun protection layer and the second partial carrier element. In an alternative embodiment, the first partial carrier element is arranged on the heat protection layer and/or on the sun protection layer.
  • a glass pane is thus advantageously equipped with bird protection functionality and sun/heat protection.
  • the second partial carrier element is arranged between the first partial carrier element and the heat protection layer and/or the sun protection layer.
  • the optically structured element is particularly protected from the effects of the weather and is therefore particularly durable.
  • the optically structured element is produced on the carrier element by a vacuum coating process of the carrier element, by means of physical vapor deposition (PVD), vapor deposition or chemical vapor deposition (CVD).
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • the high-reflection areas and low-reflection areas preferably form patterns.
  • the patterns are preferably produced by coating, masks or in a lift-off process with printed masks, by laser ablation or laser structuring, particularly preferably by screen or digitally printed masks, which are removed after vacuum coating in solvents or by subsequent thermal ashing.
  • the glass is thermally hardened at the same time as it is incinerated.
  • the areal density of the highly reflective area is advantageously gradually adjusted in a simple manner.
  • Support elements coated with patterns such as glasses, are particularly inexpensive to produce, are effective in reducing bird strikes and are visually appealing to humans.
  • the patterns are preferably produced by coating a film over the entire surface, then cutting the film and then laminating the film, in particular pieces of film, onto a glass or another film.
  • the film is particularly preferably glued to window glass that is already installed in a building.
  • the film corresponds to the first partial carrier element and the window glass corresponds to the second partial carrier element. This method of manufacturing a coated second carrier part element is particularly simple and inexpensive.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an optically structured element according to the invention
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of an optically structured element according to the invention with a first and a second highly reflective area
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the optically structured element according to the invention with a plurality of high-reflection and low-reflection areas adjoining one another;
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment with circular surfaces of the highly reflective area
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment with sawtooth-curved surfaces of the highly reflective area
  • FIG. 6a shows an optically structured element with a first and a second highly reflective area
  • FIG. 6b shows an optically structured element in which the high-reflection area is arranged on the low-reflection area
  • FIG. 6c shows an optical system in which a first partial carrier element is arranged on a second partial carrier element
  • FIG. 6d shows a first exemplary embodiment of an optical system with a layer containing silicon nitride
  • FIG. 6e shows a first optical system
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an optical system with a heat protection layer and/or a sun protection layer
  • FIG. 8 shows an alternative exemplary embodiment of an optical system with a heat protection layer and/or a sun protection layer
  • FIG. 9 shows a further alternative exemplary embodiment of an optical system with a heat protection layer and/or a sun protection layer
  • Figure 10 is a diagram describing the optical characteristics of an optical system in which the high-reflection portion comprises a silicon nitride monolayer;
  • FIG. 11 shows a diagram describing the optical properties of the first optical system
  • FIG. 12 shows a table with the optical parameters of two optical systems.
  • the optically structured element 1 shows an optically structured element 1 with a carrier element 2.
  • the optically structured element 1 comprises a highly reflective region 3 and a low-reflective region 4.
  • the highly reflective region 3 and the low-reflective region 4 are arranged adjacent to one another in the example in FIG.
  • the optically structured element 1 has a first double-cone reflectance in a double-cone wavelength range 5 (not shown here, compare FIG. 10).
  • the double-cone wavelength range 5 is between greater than or equal to 400 nm and less than or equal to 700 nm.
  • a double-cone reflectance difference ADZ (compare FIG. 12) of the first double-cone reflectance and the second double-cone reflectance is equal to 13% in the exemplary embodiment in FIG.
  • the optically structured element 1 in the highly reflective region 3 has a first BUVD reflectance in a BUVD wavelength range 6 (not shown here, compare Figure 12) and in the low-reflection region 4 has a second BUVD reflectance in the BUVD wavelength range 6 .
  • a BUVD reflectance difference of the first BUVD reflectance and the second BUVD reflectance is less than or equal to 5%.
  • the first double-cone reflectance is greater than the first BUVD reflectance.
  • a first double-cone BUVD difference between the first double-cone reflectance and the first BUVD reflectance is greater than or equal to 10%.
  • the optically structured element 1 has a first VIS transmittance in a VIS wavelength range in the highly reflective area 3 and a second VIS transmittance in the VIS wavelength range in the low reflective area 4 .
  • a VIS transmittance ratio QT ViS (compare FIG. 12) of the first VIS transmittance and the second VIS transmittance is about 86%.
  • a color distance AE (compare FIG. 12) between the high-reflection area 3 and the low-reflection area 4 is 6.9.
  • the optically structured element 1 has a layer with a refractive index of 2.0 at 550 nm.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of an optically structured element 1, in which the highly reflective area 3 (compare FIG. 1) comprises a first highly reflective area 3a and a second highly reflective area 3b.
  • the low-reflection area 4 is arranged between the first high-reflection area 3a and the second high-reflection area 3b.
  • the highly reflective areas 3a, 3b and the low reflective area 4 have a vertical direction 7 the same extent and have different extents in a horizontal direction 8 .
  • the extension of the high-reflection areas 3a, 3b in the horizontal direction 8 is greater than the extension of the low-reflection area 4 in the horizontal direction 8.
  • the high-reflection areas 3a, 3b and the low-reflection area 4 thus form a stripe pattern which includes strips oriented in the vertical direction 7.
  • the vertical direction 7 and the horizontal direction 8 are arranged orthogonally to one another.
  • the vertical direction 7 corresponds to the direction of gravity.
  • the low-reflection region 4 has an area of less than or equal to 100 cm 2 .
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an optically structured element 1, in which the low-reflection area 4 comprises a first low-reflection area 4a and a second low-reflection area 4b.
  • the highly reflective area 3 comprises a first highly reflective area 3a, a second highly reflective area 3b and a third highly reflective area 3c.
  • the first low-reflection area 4a is arranged between the first high-reflection area 3a and the second high-reflection area 3b.
  • the third high-reflection area 3c is arranged in the vertical direction 7 below the first low-reflection area 4a. This results in an alternating sequence of high-reflection areas 3 and low-reflection areas 4 in the vertical direction 7 and in the horizontal direction 8.
  • the alternating sequence of high-reflection areas 3 and low-reflection areas 4 results in a repeating pattern.
  • the highly reflective areas 3 and the low-reflective areas 4 are arranged in irregular sequences. In another exemplary embodiment (not shown here), the highly reflective areas 3 and the low-reflective areas 4 are arranged in the form of a company logo.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of an optically structured element 1, in which the highly reflective area 3 and the low-reflective areas 4a, 4b form a vertical stripe pattern.
  • the highly reflective area 3 and the low reflective area 4 have a greater extent in the vertical direction 7 than in the horizontal direction 8.
  • the highly reflective area 3 comprises an area of high areal density 9a, two areas of medium areal density 9b and two areas of low areal density 9c.
  • the area of high areal density 9a is arranged between the two areas of medium areal density 9b.
  • the two areas of medium areal density 9b are each arranged between the area of high areal density 9a and the adjoining areas of low areal density 9c.
  • the two areas of low areal density 9c are each arranged between the adjoining areas of medium areal density 9b and the adjoining low-reflection areas 4a, 4b.
  • the highly reflective area 3 comprises circular areas which are shown as points in FIG.
  • the circular surfaces are spaced apart from one another both in the vertical direction 7 and in the horizontal direction 8 .
  • the distance between two circular areas is greater than in the area of medium areal density 9b.
  • the distance between two circular surfaces in the area of medium surface density 9b is again smaller than that in the area of low surface density 9c.
  • the area with a high areal density 9a corresponds to a continuously coated area.
  • the circular areas overlap in all directions, resulting in a continuous layer.
  • Figure 5 shows another embodiment of an optically structured element 1, in which the highly reflective area 3 has sawtooth-curved surfaces includes. Two adjacent sawtooth-curved surface areas have a distance in the horizontal direction 8 which is greater in the area of high surface density 9a than in the area of medium surface density 9b. In the area of medium areal density 9b, the distance in the horizontal direction 8 is again greater than in the area of low areal density 9c.
  • the highly reflective area comprises only a single sawtooth-curved surface, in particular a surface with at least one sawtooth-curved edge.
  • FIG. 6a shows an optically structured element 1 with a first highly reflective area 3a, a second highly reflective area 3b and a carrier element 2.
  • the carrier element 2 can be in the form of a film, for example, and can be glued to a window glass.
  • the highly reflective areas 3a, 3b again have silicon nitride, whereas the low-reflective area 4 is formed from the pure film, ie without silicon nitride.
  • FIG. 6b shows an optically structured element 1, in which the first highly reflective region 3a and the second highly reflective region 3b are arranged on the low-reflective region 4.
  • the low-reflection area 4 corresponds to a conventional soda-lime glass or a conventional film that is transparent in the VIS wavelength range.
  • the low-reflection area 4 is coated with the high-reflection areas 3a, 3b.
  • the high-reflection area 3 is coated with the low-reflection area 4 or with a plurality of low-reflection areas.
  • FIG. 6c shows an optical system 10 in which the carrier element 2 has a first partial carrier element 2a and a second partial carrier element 2b.
  • the optically structured element 1 corresponds to that of FIG. 6b.
  • the second Partial carrier element 2b corresponds to a window glass, in particular a soda-lime glass.
  • the low-reflection region 4 corresponds to a surface of the uncoated second partial carrier element 2b that is visible when viewed from above.
  • FIG. 6d shows an optical system 10 in which the second partial carrier element 2b is coated with the first partial carrier element 2a.
  • the second partial carrier element 2b is a coated window glass made of soda-lime glass.
  • the highly reflective region 3 has a single layer 11 containing silicon nitride with a layer thickness 12 of 86 nm.
  • the low-reflection area 4 comprises a layer of uncoated soda-lime glass.
  • the low-reflection area 4 is preferably formed from soda-lime glass.
  • the low-reflection area 4 can preferably also correspond to the uncoated carrier element 2 .
  • FIG. 6e shows a first optical system 10a, which has the following layer structure:
  • a first layer 11 with a first dielectric made of silicon nitride and with a layer thickness 12a of 160 nm is arranged on the first partial carrier element 2a.
  • a second layer 11b with a second dielectric made of titanium dioxide and with a layer thickness 12b of 190 nm is arranged on this first layer 11a.
  • a third layer 11c, which has the first dielectric, is arranged on the second layer 11b.
  • the third layer 11c has a layer thickness 12c of 220 nm.
  • a fourth layer 11d with a layer thickness 12d of 190 nm, which has the second dielectric, is arranged on the third layer 11c.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an optical system 10, in which a heat protection layer 13 and/or a sun protection layer 14 is arranged between the first partial carrier element 2a and the second partial carrier element 2b.
  • FIG. 8 shows an alternative exemplary embodiment of an optical system 10, the first partial carrier element 2a being arranged between the heat protection layer 13 and/or the sun protection layer 14 and the second partial carrier element 2b.
  • FIG. 9 shows a further alternative exemplary embodiment of an optical system 10, in which the second partial carrier element 2b is arranged between the heat protection layer 13 and/or the sun protection layer 14 and the first partial carrier element 2a.
  • the second partial carrier element 2b corresponds to a window glass, with the first partial carrier element 2a being arranged on an outside of the window glass.
  • the heat protection layer 13 and/or the sun protection layer 14 are accordingly arranged on an inner side of the window glass facing an interior space.
  • a multi-pane insulating glass structure is used.
  • the first partial carrier element 2a is arranged on the first glass surface counted from the outside, the so-called position 1.
  • the heat protection layer 13 and/or the sun protection layer 14 is arranged on a second glass surface, the so-called position 2, facing the space between the panes.
  • FIG. 10 shows a diagram which describes the optical properties of the optical system 10, in which the highly reflective region 3 has a single layer 11 containing silicon nitride (not shown here, compare FIG 6d).
  • the wavelength ⁇ is shown in nanometers on the abscissa of the diagram and the double-pivot wavelength range 5 and the BUVD wavelength range 6 are identified.
  • Normalized values of a relative sensitivity of sensory cells of a bird's eye for a BUVD65 spectrum 15 and an Osorio99D65 spectrum 16 are plotted on the ordinate.
  • normalized values of a reflection spectrum 17 of the highly reflective region 3 of the optically structured element 1 of the optical system 10 are plotted on the ordinate.
  • the low-reflection area 4 preferably has a wavelength-constant reflection of approximately 8% and particularly preferably a wavelength-constant transmission of approximately 92%.
  • the BUVD65 spectrum 15 is used to weight measured BUVD reflectances as previously described.
  • the Osorio99D65 spectrum 16 is used to weight measured double-cone reflectances and is also available from the aforementioned publication by Osorio et al. famous.
  • the reflection spectrum 17 was determined by reflection measurements on the optics system 10 .
  • the reflectance spectrum 17 values show that the first double-cone reflectance is greater than the first BUVD reflectance.
  • FIG. 11 shows a diagram which describes the optical properties of the first optical system 10a (not shown here, compare FIG. 6e).
  • the diagram shows a reflection spectrum 18 and a transmission spectrum 19 of the first optical system 10a, in particular of the highly reflective region 3 of the first optical system 10a.
  • the reflection spectrum 18 of Figure 1 1 includes several local extreme values and thus has a more complex profile than the reflection spectrum 17 of Figure 10. It is clear from the reflection spectrum 18 that the reflection in the double-pivot wavelength range 5 is greater than the reflection in the BUVD wavelength range 6. Accordingly, the first double-cone reflectance is greater than the first BUVD reflectance.
  • a transmission spectrum 19 of the optically structured element 1 in the highly reflective area 3 in the VIS wavelength range deviates only slightly from a transmission spectrum in the low reflective area 4, which leads to a large VIS transmission ratio QT ViS and a small color difference AE.
  • Figure 12 shows a tabular summary of the optical parameters of conventional soda-lime glass (first line), the optics system 10 of Figure 6d (second line) and the first optics system 10a (third line).
  • Tvis designates the transmission in the VIS wavelength range
  • the parameters L*, a* and b* denote parameters of an L*a*b* color space.
  • the L* parameter corresponds to a brightness value.
  • the a* parameter specifies a chromaticity and color intensity between green and red.
  • the b* parameter specifies a chromaticity and color intensity between blue and yellow.
  • the L*a*b* color space is already known and standardized from EN ISO 1 1664-4 "Colorimetry-Part 4: CIE 1976 L*a*b* color space".
  • the Osorio99D65 column gives the first double-cone reflectance in the double-cone wavelength range 5.
  • the BUVD65 column gives the first BUVD reflectance in the BUVD wavelength range.
  • the ADZ column indicates the double-cone reflectance difference ADZ of the first double-cone reflectance and the second double-cone reflectance.
  • the column AE indicates the color difference between the high-reflection area 3 and the low-reflection area 4 .
  • the color difference AE is determined using the parameters L*, a* and b* mentioned above.
  • the first double-cone reflectances of the optical system 10 and the first optical system 10a are greater than the first BUVD reflectances of the corresponding optical systems 10, 10a.
  • the double cone reflectance differences ADZ of the Optical systems 10, 10a are greater than or equal to 10% and the color distances AE of the optical systems 10, 10a are less than 8.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein optisch strukturiertes Element (1 ) zur Minimierung oder Verhinderung von Vogelkollisionen, umfassend ein Trägerelement (2), einen Hochreflektivbereich (3) und einen Niederreflektivbereich (4); welches sich dadurch auszeichnet, dass eine Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz eines ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrads des Hochreflektivbereichs (3) und eines zweiten Doppelzapfen-Reflexionsgrads des Niederreflektivbereichs (4) größer gleich 5 % ist und ein VIS-Transmissionsverhältnis des ersten VIS-Transmissionsgrads und des zweiten VIS-Transmissionsgrads größer gleich 70 % und kleiner gleich 200 % ist.

Description

Optisch strukturiertes Element für ein Voqelschutzqlas, Optiksystem und Verwendung des optisch strukturierten Elements
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein optisch strukturiertes Element gemäß Anspruch 1 , ein Optiksystem gemäß Anspruch 13 sowie die Verwendung eines optisch strukturierten Elements gemäß Anspruch 15.
Kollisionen von Vögeln mit optischen Trägerelementen, beispielsweise Fenstern oder anderen Verglasungen, führen häufig zu Verletzungen oder gar zum Tod der Tiere. Durch diese als Vogelschlag bezeichneten Kollisionen der Vögel mit den Trägerelementen entsteht außerdem ein nicht zu vernachlässigender Imageschaden für den Besitzer eines durch Vogelschlag betroffenen Gebäudes. Zudem werden durch das Bundesnaturschutzgesetz rechtliche Anforderungen für den Vogelschutz gestellt.
Zur Vermeidung oder Verringerung von Vogelschlag werden die Trägerelemente bisher beschichtet, insbesondere mit Folien in Form von Greifvogelsilhouetten beklebt. Das Bekleben von Verglasungen mit Folien in Form von Greifvogelsilhouetten ist bei der Verringerung von Vogelschlag uneffektiv. Ebenso wird satiniertes Glas zur Verringerung von Vogelschlag eingesetzt. Allerdings stört satiniertes Glas Menschen beim Blick durch die Verglasung.
Aus der WO 2016/19891 A1 sind Vogelschutzverglasungen mit einem Hochre- flektivbereich und einem Niederreflektivbereich bekannt, welche elektromagnetische Strahlung in einem UV-zentrierten Wellenlängenbereich, bei etwa 370 nm, reflektieren.
Zahlreiche Vogelarten haben spezielle Sinneszellen in ihren Augen - sogenannte UV-Zapfen - welche eine visuelle Wahrnehmung in einem BUVD- Wellenlängenbereich ermöglichen. Der BUVD-Wellenlängenbereich liegt zwischen größer gleich 300 nm und kleiner gleich 450 nm.
Demgegenüber ermöglicht das menschliche Auge eine visuelle Wahrnehmung in einem VIS-Wellenlängenbereich, welcher zwischen größer gleich 380 nm und kleiner gleich 780 nm liegt.
In der WO 2016/198901 A1 wird ausgeführt, dass die Reflexionen in dem BUVD- Wellenlängenbereich für Vögel sichtbar sind, für den Menschen mit dem bloßen Auge visuell jedoch nur schwach bis kaum wahrnehmbar sind.
Allerdings bieten die vorbekannten Vogelschutzverglasungen nur eine unzufrieden stellende Wirksamkeit zur Verringerung von Vogelschlag oder die verwendeten optischen Strukturen sind für den Menschen gut sichtbar, beispielsweise bei satiniertem Glas, und können daher als störend empfunden werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein optisch strukturiertes Element bereitzustellen, welches Vogelschlag effektiv verhindert.
Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Optiksystem und die Verwendung eines optisch strukturierten Elements anzugeben, durch welche Vogelschlag verringert wird und die in ihrer Herstellung und/oder Anwendung besonders preisgünstig und effizient sind und welche mit zusätzlichen Funktionalitäten ausgebildet werden können oder sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein optisch strukturiertes Element mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , durch ein Optiksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und durch eine Verwendung des optisch strukturierten Elements mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen. Ein erfindungsgemäßes optisch strukturiertes Element zur Minimierung oder Verhinderung von Vogelkollisionen, umfasst mindestens ein Trägerelement, mindestens einen Hochreflektivbereich und mindestens einen Niederreflektivbe- reich. Dabei weist das Trägerelement den mindestens einen Hochreflektivbereich und/oder den mindestens einen Niederreflektivbereich auf. Erfindungsgemäß weist das optisch strukturierte Element in dem Hochreflektivbereich einen ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrad in einem Doppelzapfen- Wellenlängenbereich auf und einen ersten VIS-Transmissionsgrad in einem VIS- Wellenlängenbereich auf. In dem Niederreflektivbereich weist das erfindungsgemäße optisch strukturierte Element einen zweiten Doppelzapfen- Reflexionsgrad in dem Doppelzapfenwellenlängenbereich und einen zweiten VIS-Transmissionsgrad in dem VIS-Wellenlängenbereich auf. Der Doppelzapfen- Wellenlängenbereich liegt zwischen größer gleich 400 nm und kleiner gleich 700 nm und der VIS-Wellenlängenbereich zwischen größer gleich 380 nm bis kleiner 780 nm. Erfindungsgemäß ist eine Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz des ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrads und des zweiten Doppelzapfen- Reflexionsgrads größer gleich 5 %, vorzugsweise größer gleich 10 %, besonders vorzugsweise größer gleich 15 %, höchst vorzugsweise größer gleich 20 % und ein VIS-Transmissionsverhältnis des ersten VIS-Transmissionsgrads und des zweiten VIS-Transmissionsgrads größer gleich 70 % ist, vorzugsweise größer gleich 80 %, besonders vorzugsweise größer gleich 85 %, höchst vorzugsweise größer gleich 90 % und das VIS-Transmissionsverhältnis kleiner gleich 200 % ist, vorzugsweise kleiner gleich 180 %, besonders vorzugsweise kleiner gleich 150 %, höchst vorzugsweise kleiner gleich 130 %.
Bevorzugt weist das Trägerelement ein erstes Trägerteilelement und ein zweites Trägerteilelement auf, welche vorzugsweise jeweils als Glas oder Folie ausgebildet sind und besonders bevorzugt in dem VIS-Wellenlängenbereich transparent sind. Vorzugsweise ist das erste Trägerteilelement auf dem zweiten Trägerteilelement angeordnet, wobei das zweite Trägerteilelement besonders vorzugsweise mit dem ersten Trägerteilelement beschichtet, beklebt oder foliiert ist. Insbesondere weist das erste Trägerteilelement den Hochreflektivbereich und das zweite Trägerteilelement den Niederreflektivbereich auf. Beispielsweise ist das erste Trägerteilelement als Folie ausgebildet und das zweite Trägerteilelement als Fensterglas, als Fassaden-Dekorationsverglasung oder als eine andere Verglasung ausgebildet.
Bevorzugt entspricht der Niederreflektivbereich einer bei Draufsicht sichtbaren Oberfläche des zweiten Trägerteilelements, besonders bevorzugt ist diese sichtbare Oberfläche teilweise beschichtet, insbesondere mit dem ersten Trägerteilelement, wobei der beschichtete Bereich oder die beschichteten Bereiche dem Hochreflektivbereich oder den Hochreflektivbereichen entsprechen.
Alternativ bevorzugt ist der umgekehrte Fall, bei dem der Hochreflektivbereich der bei Draufsicht sichtbaren Oberfläche des zweiten Trägerteilelements entspricht und der beschichtete Bereich oder die beschichteten Bereiche dem Niederreflektivbereich oder den Niederreflektivbereichen entsprechen.
Vorzugsweise ist das Trägerelement als ein beschichtetes Glas und/oder ein gefärbtes Glas oder als eine beschichtete Folie und/oder eine gefärbte Folie ausgebildet. Besonders vorzugsweise entspricht der Hochreflektivbereich einem gefärbten Teilbereich und der Niederreflektivbereich einem nicht gefärbten Teilbereich des Trägerelements.
Das erfindungsgemäße optisch strukturierte Element ist besonders effektiv bei der Verringerung von Vogelschlag, wie Studien der Anmelderin ergaben. Insbesondere wird Vogelschlag umso effektiver verhindert, je größer die Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz ist. Die bemerkenswerte Effektivität des erfindungsgemäßen optisch strukturierten Elements bei der Verringerung von Vogelschlag ist in der Erkenntnis begründet, dass bei Vögeln die Wahrnehmung von Bewegungen, insbesondere von Relativbewegungen und stehenden Objekten beim Flug, nicht durch die UV-Zapfen, sondern durch sogenannte Doppelzapfen- Sinneszellen stattfindet. Die Doppelzapfen-Sinneszellen nehmen den Doppel- zapfen-Wellenlängenbereich wahr und weisen ein Sensitivitätsmaximum bei etwa 570 nm mit einer Halbwertsbreite von etwa 510 nm bis 620 nm auf.
Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einem Wert des VIS-Transmissionsverhältnis näher an 100 %, die Sichtbarkeit des optisch strukturierten Elements in Transmission für einen Menschen minimiert wird, wobei die vorteilhafte Verringerung des Vogelschlags beibehalten wird. Das optisch strukturierte Element ist also beispielsweise bei einem Blick durch ein damit versehenes Fenster aus einem Raum hinaus für Menschen weniger sichtbar.
Vorzugsweise werden der Hochreflektivbereich und der Niederreflektivbereich bei Draufsicht auf das optisch strukturierte Element durch Reflektionsmessun- gen bestimmt.
Die Doppelzapfen-Reflexionsgrade des optisch strukturierten Elements, insbesondere der erste und der zweite Doppelzapfen-Reflexionsgrad, werden vorzugsweise jeweils durch Reflexionsmessungen in dem Doppelzapfen- Wellenlängenbereich und Wichtung mit einem Osorio99D65-Spektrum bestimmt. Das Osorio99D65-Spektrum gibt die wellenlängenabhängige Sensitivität der Doppelzapfen-Sinneszellen wieder und ist aus der Veröffentlichung „Colour vision of domestic chicks“ von D. Osorio, M. Vorobyev und C. D. Jones, erschienen in „The Journal of Experimental Biology“, Volume 202, Seiten 2951 -2959, von 1999, Figur 1 , Spur D, bekannt (genannt Osorio99). Dieses Spektrum wurde aus der Analyse von Doppelzapfen bei Hühnern gewonnen, ist jedoch ebenso in sehr guter Näherung für andere typische Vogelarten anwendbar. Die Daten aus Osorio99 (Figur 1 , Spur D) wurden mit der tageslichttypischen Normlichtart D65 gewichtet, um das Spektrum Osorio99D65 zu erhalten.
Die VIS-Transmissionsgrade werden jeweils durch Transmissionsmessungen in dem VIS-Wellenlängenbereich bestimmt und mit einem VIS-Spektrum gewichtet, welches einer Helligkeitsempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges bei Tageslicht entspricht und den Spektraldaten “CIE 2008, physiologically-relevant 2- deg V(l) luminous efficiency functions” entnommen werden kann. Zur Bestimmung des VIS-Transmissionsverhältnisses wird bevorzugt der erste VIS-Transmissionsgrad durch den zweiten VIS-Transmissionsgrad dividiert und das Ergebnis dieser Division mit 100 % multipliziert.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist ein Farbabstand in der visuellen Transmission, zwischen dem Hochreflektivbereich und dem Niederreflektiv- bereich kleiner gleich 20, vorzugsweise kleiner gleich 15, besonders vorzugsweise kleiner gleich 10, höchst vorzugsweise kleiner gleich 5.
Der Farbabstand zwischen dem Hochreflektivbereich und dem Niederreflektivbe- reich wird nach DIN ISO 1 1664-4 bestimmt.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass bei geringem Farbabstand das optisch strukturierte Element weniger auffällig für das menschliche Auge ist, jedoch gleichbleibend effektiv bei der Verringerung von Vogelschlag.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der zumindest eine Hochreflektivbereich und der zumindest eine Niederreflektivbereich aneinander angrenzend angeordnet. Vorzugsweise sind der zumindest eine Niederreflektivbereich und der zumindest eine Hochreflektivbereich kammartig ineinandergreifend ausgebildet.
Diese Ausführungsform ist bei der Verringerung von Vogelschlag besonders effektiv, da die aneinander angrenzenden Bereiche für anfliegende Vögel einfacher und besser erkennbar sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Hochreflektivbereich derart ausgestaltet, dass eine Kreisfläche mit einem Durchmesser von 15 cm, bevorzugt mit einem Durchmesser von 10 cm, insbesondere mit einem Durchmesser von 8 cm nicht vollständig innerhalb des Hochreflektivbe- reichs anordenbar ist und der zumindest eine Niederreflektivbereich derart aus- gestaltet ist, dass eine Kreisfläche mit einem Durchmesser von 15 cm, bevorzugt mit einem Durchmesser von 10 cm, insbesondere mit einem Durchmesser von 8 cm nicht vollständig innerhalb des Niederreflektivbereichs anordenbar ist.
Bevorzugt ist der zumindest eine Hochreflektivbereich nicht vollständig von der Kreisfläche überdeckbar und der zumindest eine Niederreflektivbereich ist ebenfalls nicht vollständig von der Kreisfläche überdeckbar.
Vorzugsweise wird die Kreisfläche bei orthogonaler Draufsicht auf den Hochreflektivbereich und/oder den Niederreflektivbereich bestimmt, beispielsweise durch auflegen einer Kreisflächenschablone mit dem entsprechenden Durchmesser.
Diese Ausführungsform ist bei der Verringerung von Vogelschlag besonders effektiv, da bei größeren kreisförmigen Flächen Vögel in Relation zu ihrer Körpergröße eher ein überwindbares, insbesondere ein durchfliegbares, Hindernis erkennen und deshalb mit einer höheren Wahrscheinlichkeit mit dem Trägerelement kollidieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das optisch strukturierte Element in dem Hochreflektivbereich einen ersten BUVD-Reflexionsgrad in dem BUVD-Wellenlängenbereich auf und in dem Niederreflektivbereich einen zweiten BUVD-Reflexionsgrad in dem BUVD-Wellenlängenbereich auf. Bevorzugt ist bei dieser Ausführungsform eine BUVD-Reflexionsgraddifferenz des ersten BUVD- Reflexionsgrads und des zweiten BUVD-Reflexionsgrads kleiner gleich 20 %, vorzugsweise kleiner gleich 10 %, besonders vorzugsweise kleiner gleich 5 %, höchst vorzugsweise kleiner gleich 3 %.
Die BUVD-Reflexionsgrade des optisch strukturierten Elements in dem Hochreflektivbereich und in dem Niederreflektivbereich werden vorzugsweise jeweils durch Reflexionsmessungen in dem BUVD-Wellenlängenbereich gemessen und mittels einer Wichtung mit einem BUVD65-Spektrum bestimmt. Das BUVD65- Spektrum gibt die wellenlängenabhängige Sensitivität der UV-Zapfen wieder und ist durch eine Gaußsche Kurve mit einem Maximum bei etwa 370 nm mit einer Halbwertsbreite von etwa 345 nm bis 395 nm und Wichtung mit der tageslichttypischen Normlichtart D65 bestimmt.
Diese Ausführungsform ist noch effektiver bei der Verringerung von Vogelschlag. Diese vorteilhafte Wirkung ist nach aktuellem Kenntnisstand dadurch begründet, dass Reflexionen in dem BUVD-Wellenlängenbereich - entgegen den bisherigen Erkenntnissen aus dem vorbekannten Stand der Technik - gar einen anziehenden Effekt auf Vögel haben können. Eine geringere BUVD- Reflexionsgraddifferenz ist deshalb besonders effektiv bei der Verhinderung von Vogelschlag.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Doppelzapfen- Reflexionsgrad größer als der erste BUVD-Reflexionsgrad.
Hierdurch wird- entgegen den bisherigen Erkenntnissen aus dem vorbekannten Stand der Technik - Vogelschlag, besonders effektiv verringert, wie Experimente der Anmelderin ergaben.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Doppelzapfen-BUVD- Differenz des ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrads und des ersten BUVD- Reflexionsgrads größer gleich 2 %, vorzugsweise größer gleich 5 %, besonders vorzugsweise größer gleich 10 %, höchst vorzugsweise größer gleich 15 %.
Wie zuvor erwähnt, können Reflexionen in dem BUVD-Wellenlängenbereich einen anziehenden Effekt auf Vögel haben, wodurch ein geringerer BUVD- Reflexionsgrad Vogelschlag verringert. Eine größere Doppelzapfen-BUVD- Differenz führt somit zu einer verstärkten visuellen Wahrnehmung des optisch strukturierten Elements in dem Doppelzapfen-Wellenlängenbereich mittels der Doppelzapfen-Sinneszellen und verringert somit die Wahrscheinlichkeit des Vogelschlags. Die Doppelzapfen-Sinneszellen des Vogelauges nehmen einen Wellenlängenbereich wahr, der auch für das menschliche Auge wahrnehmbar ist und von einem blauen bis zu einem roten Farbeindruck reicht. Somit ist das optisch strukturierte Element grundsätzlich auch für einen Menschen visuell wahrnehmbar.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, bei der insbesondere das zweite Trägerteilelement mit dem ersten Trägerteilelement beschichtet ist, weist das optisch strukturierte Element in dem Hochreflektivbereich eine Schicht mit einem Brechungsindex zwischen größer gleich 1 ,5 und kleiner gleich 2,6 auf, vorzugsweise zwischen größer gleich 1 ,7 und kleiner gleich 2,3, höchst vorzugsweise zwischen größer gleich 1 ,9 und kleiner gleich 2,2.
Der Brechungsindex wird vorzugsweise durch spektrale Messung in einem Ellipsometer und einem anschließendem Modellfit bei einer Wellenlänge von 550 nm bestimmt.
Durch einen Brechungsindex in den zuvor genannten Wertebereichen kann die Schicht des Hochreflektivbereichs besonders dünn ausgestaltet werden, wodurch die Herstellungskosten besonders gering sind. Vogelschlag wird bei dieser Ausführungsform besonders effektiv verhindert.
Bei einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform weist das optisch strukturierte Element eine Siliziumnitrid enthaltende Schicht mit einer Schichtdicke von größer gleich 50 nm auf, vorzugsweise größer gleich 70 nm, besonders vorzugsweise größer gleich 80 nm, höchst vorzugsweise gleich 86 nm. Vorzugsweise ist die Schichtdicke kleiner gleich 400 nm, besonders vorzugsweise kleiner gleich 250 nm, höchst vorzugsweise kleiner gleich 100 nm. Bevorzugt ist die Siliziumnitrid enthaltende Schicht in dem Hochreflektivbereich angeordnet, besonders bevorzugt bildet die Siliziumnitrid enthaltende Schicht den Hochreflektivbereich.
Ein derartiges optisch strukturiertes Element ist besonders effektiv, um Vogelschlag zu verhindern und bietet zudem den Vorteil geringer Herstellungskosten. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das optisch strukturierte Element eine Mehrzahl von Niederreflektivbereichen und Hochreflektivbereichen auf, insbesondere zumindest 10, bevorzugt zumindest 20, weiter bevorzugt zumindest 50 Niederreflektivbereiche und Hochreflektivbereiche. Insbesondere sind die Niederreflektivbereiche und Hochreflektivbereiche abwechselnd angeordnet, vorzugsweise als Streifenmuster aus alternierend angeordneten Streifen von Hochreflektivbereichen und Niederreflektivbereichen. Bevorzugt ist bei dieser Ausführungsform das Trägerelement ein Fenster, vorzugsweise ein 3 m bis 0,5 m breites Fenster, besonders vorzugsweise ein 1 ,5 m bis 0,8 m breites Fenster, höchst vorzugsweise ein 1 m breites Fenster.
Vorzugsweise weisen die Streifen eine Breite von 2 mm bis 100 mm in einer Horizontalrichtung auf, besonders vorzugsweise sind die Streifen als in einer Vertikalrichtung orientierte Vertikalstreifen ausgebildet. Die Vertikalrichtung entspricht der Richtung der Schwerkraft und die Horizontalrichtung steht senkrecht zur Vertikalrichtung.
Derartige Streifenmuster sind besonders effektiv bei der Verringerung von Vogelschlag.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Doppelzapfen- Reflexionsgraddifferenz größer gleich 10 % und kleiner gleich 30 %. Vorzugsweise ist das VIS-Transmissionsverhältnis größer gleich 80 % und kleiner gleich 130 %.
Ein derartiges optisch strukturiertes Element erwies sich als besonders effektiv bei der Verringerung von Vogelschlag und lässt sich zudem kostensparend herstellen.
Ein erfindungsgemäßes Optiksystem umfasst ein erfindungsgemäßes optisch strukturiertes Element, bei dem das Trägerelement ein erstes Trägerteilelement und ein zweites Trägerteilelement aufweist, vorzugsweise ein Glas oder eine Folie. Bei dem erfindungsgemäßen Optiksystem ist vorzugsweise das erste Trägerteilelement auf dem zweiten Trägerteilelement angeordnet.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Optiksystem ergeben sich die für das erfindungsgemäße optisch strukturierte Element genannten Vorteile eines verringerten Vogelschlags.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Optiksystem eine Wärmeschutzschicht und/oder eine Sonnenschutzschicht. Vorzugsweise ist das zweite Trägerteilelement als eine äußere Glasscheibe mit einer Innenseite ausgebildet und das erste Trägerteilelement und die Wärmeschutzschicht und/oder die Sonnenschutzschicht sind an der Innenseite der äußeren Glasscheibe angeordnet.
Das Optiksystem wird dadurch mit zusätzlichen Funktionalitäten, wie wärmedämmenden Eigenschaften und/oder einem Überhitzungsschutz ausgestattet.
Es kann somit bei Aufbringen einer Wärmeschutzschicht zusätzlich ein Schutz gegen Vogelschlag erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das erste Trägerteilelement und die Wärmeschutzschicht und/oder die Sonnenschutzschicht an einer Innenseite einer äußeren Glasscheibe angeordnet, also insbesondere an einer sogenannten Position 2 einer Isolierverglasung.
Dadurch ist das Optiksystem vorteilhafterweise besonders kostengünstig in der Herstellung und die Wärmeschutzschicht und/oder die Sonnenschutzschicht ist vor Beschädigungen, beispielsweise durch Witterungseinflüsse besser geschützt. Der Schutz gegen Vogelschlag bleibt dabei gleichbleibend gut oder verringert sich nur geringfügig.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das erste Trägerteilelement an einer Außenseite einer äußeren Glasscheibe, einer sogenannten Position 1 und die Wärmeschutzschicht an der Position 2 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist die Wärmeschutzschicht vor Beschädigungen besonders geschützt und dadurch besonders langlebig. Darüber hinaus ist die Vogelschutzwirkung verbessert.
Erfindungsgemäß ist die Verwendung des erfindungsgemäßen optisch strukturierten Elements zur Anbringung an oder auf einem optischen Fassadenelement, vorzugsweise einem Fenster oder einer anderen Fassadenverglasung .
Durch die erfindungsgemäße Verwendung ergeben sich die zuvor genannten Vorteile einer verringerten Vogelaufprallhäufigkeit auf das optische Fassadenelement, also eines verringerten Vogelschlags.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der folgend beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Doppelzapfen- Reflexionsgrad größer als der zweite Doppelzapfen-Reflexionsgrad. Dadurch ergibt sich vorteilhafterweise ein größerer Kontrast zwischen dem Hochreflektiv- bereich und dem Niederreflektivbereich wodurch Vogelschlag effektiver verringert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Doppelzapfen- Reflexionsgrad größer gleich 15 %, vorzugsweise größer gleich 20 %, besonders vorzugsweise größer gleich 25 %. Durch einen größeren ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrad wird Vogelschlag effektiver verringert.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Niederreflektivbereich bevorzugt als Einzelscheibe eines Mehrfachglassystems ausgebildet. Vorzugsweise ist der zweite Doppelzapfen-Reflexionsgrad, insbesondere der Einzelscheibe, kleiner gleich 12 %, vorzugsweise kleiner gleich 9 %. Hierdurch kann in unaufwändiger Weise eine hohe Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz erzielt werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der Hochreflektivbereich und der Niederreflektivbereich aneinander angrenzend angeordnet, vorzugsweise nebeneinander oder übereinander. Hierdurch wird Vogelschlag effektiver verringert.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das optisch strukturierte Element, vorzugsweise in dem Hochreflektivbereich, eine Schicht mit einer optische Dicke von größer gleich 100 nm bis kleiner gleich 250 nm auf, vorzugsweise größer gleich 1 10 nm bis kleiner gleich 230 nm, besonders vorzugsweise größer gleich 130 nm bis kleiner gleich 210 nm, höchst vorzugsweise größer gleich 150 nm bis kleiner gleich 190 nm.
Die optische Dicke ist das Produkt des Brechungsindex bei 550 nm und der Schichtdicke. Optische Dicken in den zuvor genannten Wertebereichen führen zu einem besonders geringen Vogelschlag.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das optisch strukturierte Element eine Schicht aus Siliziumnitrid auf, vorzugsweise in dem Hochreflektivbereich.
Siliziumnitrid ist ein besonders festes, hartes und gegenüber zahlreichen Chemikalien inertes Material und dadurch besonders strapazierfähig und langlebig. Zudem weist Siliziumnitrid einen Brechungsindex von 2,0 auf und eignet sich somit besonders gut für ein optisch strukturiertes Element zur Verringerung von Vogelschlag, wie zuvor erwähnt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das optisch strukturierte Element zumindest in dem Hochreflektivbereich eine Schicht mit einem ersten Dielektrikum auf. Bevorzugt weist das optisch strukturierte Element zumindest in dem Hochreflektivbereich eine Schicht mit einem zweiten Dielektrikum auf. Bevorzugt weist das erste Dielektrikum einen kleineren Brechungsindex als das zweite Dielektrikum auf. Besonders vorzugsweise weist das zweite Dielektrikum einen Brechungsindex von größer gleich 1 ,8 bis kleiner gleich 2,6 auf, weiter vorzugsweise etwa 2,4. Höchst vorzugsweise weist das erste Dielektrikum einen Brechungsindex von größer gleich 1 ,3 bis kleiner gleich 2,2 auf, weiter vorzugsweise etwa 2,0.
Vorzugsweise weist das erste Dielektrikum ein Zinnoxid auf, besonders vorzugsweise Zinn(IV)-oxid SnCh. Das erste Dielektrikum weist bevorzugt ein Zinkoxid (ZnO) und/oder ein Zinn-Zink-Mischoxid (SnZnOx) auf. Vorzugsweise weist das zweites Dielektrikum Titandioxid (TiO?) auf.
Die zuvor genannten Dielektrika sind preisgünstig und robust und weisen zudem optische Eigenschaften auf, welche sich besonders für das optisch strukturierte Element eignen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst das optisch strukturierte Element, vorzugsweise in dem Hochreflektivbereich, eine erste Schicht mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 160 nm, besonders vorzugsweise enthält die erste Schicht das erste Dielektrikum. Bevorzugt umfasst das optisch strukturierte Element eine zweite Schicht mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 190 nm, besonders vorzugsweise enthält die zweite Schicht das zweite Dielektrikum.
Das optisch strukturierte Element mit der zuvor genannten Schichtabfolge der ersten Schicht und der zweiten Schicht weist eine besonders gute Wirksamkeit gegen Vogelschlag auf.
Bevorzugt umfasst das optisch strukturierte Element eine dritte Schicht mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 220 nm, wobei die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und der dritten Schicht angeordnet ist, besonders vorzugsweise enthält die dritte Schicht das erste Dielektrikum. Höchst bevorzugt umfasst das optisch strukturierte Element eine vierte Schicht mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 190 nm, wobei die dritte Schicht zwischen der zweiten Schicht und der vierten Schicht angeordnet ist, vorzugsweise enthält die vierte Schicht das zweite erste Dielektrikum. Weiter vorzugsweise umfasst das optisch strukturierte Element eine fünfte Schicht mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 160 nm, wobei die vierte Schicht zwischen der dritten Schicht und der fünften Schicht angeordnet ist, besonders vorzugsweise enthält die fünfte Schicht das erste Dielektrikum.
Das optisch strukturierte Element mit einer Schichtabfolge der vorgenannten Schichten weist eine außerordentlich gute Wirksamkeit gegen Vogelschlag auf und ist zudem besonders robust und preisgünstig in der Herstellung.
Bevorzugt umfasst das optisch strukturierte Element eine sechste Schicht mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 150 nm, wobei die fünfte Schicht zwischen der vierten Schicht und der sechsten Schicht angeordnet ist, besonders vorzugsweise enthält die sechste Schicht Siliziumdioxid (SiO?).
Die sechste Schicht wirkt vorteilhafterweise als Antireflexionsschicht und dient zudem zum Schutz der darunterliegenden Schichten gegenüber mechanischer Belastung und Abrieb. Weiter vorteilhafterweise reduziert die Antireflexionsschicht eine breitbandige Reflexion, beeinflusst aber eine schmalbandige Reflexion, insbesondere in dem Doppelzapfen-Wellenlängenbereich, kaum.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Niederreflektivbe- reich keine Siliziumnitrid oder Titandioxid aufweisende Schicht auf, insbesondere ist der Niederreflektivbereich bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas ausgebildet. Durch diese Ausführungsform lässt sich das optisch strukturierte Element besonders günstig herstellen.
Vorzugsweise umfasst das optisch strukturierte Element zumindest einen Bereich hoher Flächendichte und zumindest einen Bereich niedriger Flächendichte, besonders vorzugsweise umfasst das optisch strukturierte Element zumindest einen Bereich mittlerer Flächendichte. Bevorzugt ist bei dem Bereich hoher Flächendichte ein Quotient aus dem aufsummierten flächenmäßigen Anteil der Hochreflektivbereiche im Verhältnis zu dem aufsummierten flächenmäßigen Anteil der Niederreflektivbereiche größer als der Quotient bei dem Bereich mittlerer Flächendichte, welcher einen entsprechend größeren Quotienten als der Bereich geringer Flächendichte aufweist.
Durch das Vorsehen von Bereichen hoher und niedriger Flächendichte lässt sich eine für den Betrachter optisch weniger auffällige Ausgestaltung erzielen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das optisch strukturierte Element mehrere Hochreflektivbereiche in Form von kreisrunden Flächen, welche auf einem ansonsten unbeschichteten oder gleichmäßig beschichteten Niederre- flektivbereich angeordnet sind, wobei vorzugsweise in dem Bereich hoher Flächendichte der Abstand der kreisrunden Flächen kleiner ist als in dem Bereich niedriger Flächendichte.
Diese Ausführungsform ist besonders effektiv bei der Verringerung von Vogelschlag und preisgünstig in der Herstellung.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das optisch strukturierte Element einen Hochreflektivbereich mit zumindest einem Sägezahnkurvenrand, bevorzugt einen streifenförmigen Hochreflektivbereich mit Sägezahnkurvenrand. Dadurch wird Vogelschlag besonders effektiv verhindert und eine Abnahme der Gesamtreflexion an den Rändern des Hochreflektivbereichs durch die sägezahnkurvenförmige Ausgestaltung erreicht. Zudem wird durch die sägezahnkurvenförmige Ausgestaltung der Fläche des streifenartigen Hochreflektivbereichs vorteilhafterweise eine Kontur der Streifenform verwischt, wodurch der Hochreflektivbereich an den Rändern für Menschen weniger auffällig ist, insbesondere bei Betrachtung in Transmission.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das optisch strukturierte Element zumindest eine weitere sägezahnstreifenförmige Fläche des Hochreflektivbereichs. Vorzugsweise weisen zwei aneinander liegende sägezahnstreifenförmige Flächen einen Abstand auf. Besonders vorzugsweise weist der Bereich hoher Flächendichte einen geringeren Abstand der sägezahnstreifenförmigen Flächen auf als der Bereich niedriger Flächendichte. Diese Ausführungsform ist besonders effektiv bei der Verringerung von Vogelschlag und günstig in der Herstellung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Trägerteilelement zwischen der Wärmeschutzschicht und/oder der Sonnenschutzschicht und dem zweiten Trägerteilelement angeordnet. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das erste Trägerteilelement auf der Wärmeschutzschicht und/oder auf der Sonnenschutzschicht angeordnet.
Vorteilhafterweise wird dadurch der einfache Einsatz des optisch strukturierten Elements in Isolierverglasungen ermöglicht, wobei das erste Trägerteilelement vorzugsweise an einer Innenseite einer äußeren Glasscheibe, also an der Position 2, angeordnet ist. Somit wird in vorteilhafter Weise eine Glasscheibe mit Vogelschutzfunktionalität und Sonnen/Wärmeschutz ausgestattet.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das zweite Trägerteilelement zwischen dem ersten Trägerteilelement und der Wärmeschutzschicht und/oder der Sonnenschutzschicht angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform ist das optisch strukturierte Element vor Witterungseinflüssen besonders geschützt und dadurch besonders langlebig.
Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren im Rahmen dieser Erfindung wird das optisch strukturierte Element durch ein Vakuumbeschichtungsverfahren des Trägerelements, mittels einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), einem Aufdampfen oder einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) auf das Trägerelement hergestellt.
Diese Herstellungsverfahren ermöglichen eine einfache, preisgünstige und qualitativ hochwertige Fertigung des optischen strukturierten Elements. Vorzugsweise bilden die Hochreflektivbereiche und Niederreflektivbereiche Muster aus. Die Muster werden bevorzugt hergestellt durch Beschichtung, Masken oder in einem Lift-off-Verfahren mit aufgedruckten Masken, durch Laserablation oder Laserstrukturierung, besonders bevorzugt durch sieb- oder digitalgedruckte Masken, die nach der Vakuumbeschichtung in Lösungsmitteln oder durch nachfolgende thermische Veraschung entfernt werden. Vorteilhafterweise wird bei der Veraschung das Glas gleichzeitig thermisch gehärtet. Bei dem Sieb- oder Digitaldruck oder der Laserstrukturierung wird vorteilhafterweise die Flächendichte des Hochreflektivbereichs in einfacher Weise graduell eingestellt.
Mit Mustern beschichtete Trägerelemente wie Gläser sind besonders preisgünstig produzierbar, effektiv bei der Verringerung von Vogelschlag und für den Menschen optisch ansprechend.
Vorzugsweise werden die Muster durch ein vollflächiges Beschichten einer Folie, einem darauffolgenden Schneiden der Folie und einem darauffolgenden Auflaminieren oder einem Einlaminieren der Folie, insbesondere von Folienstücken, auf ein Glas oder eine weitere Folie erzeugt. Besonders vorzugsweise wird die Folie auf ein bereits in einem Gebäude verbautes Fensterglas aufgeklebt. Insbesondere entspricht dabei die Folie dem ersten Trägerteilelement und das Fensterglas dem zweiten Trägerteilelement. Dieses Herstellungsverfahren eines beschichteten zweiten Trägerteilelements ist besonders einfach und preisgünstig.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optisch strukturierten Elements;
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optisch strukturierten Elements mit einem ersten und einem zweiten Hochreflektivbereich; Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optisch strukturierten Elements mit mehreren aneinander angrenzenden Hochreflektiv- und Niederreflektivbereichen;
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit kreisrunden Flächen des Hochreflektivbereichs;
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit sägezahnkurvenförmigen Flächen des Hochreflektivbereichs;
Figur 6a zeigt ein optisch strukturiertes Element mit einem ersten und einem zweiten Hochreflektivbereich;
Figur 6b zeigt ein optisch strukturiertes Element, bei welchem der Hochreflektivbereich auf dem Niederreflektivbereich angeordnet ist;
Figur 6c zeigt ein Optiksystem, bei dem ein erstes Trägerteilelement auf einem zweiten Trägerteilelement angeordnet ist;
Figur 6d zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Optiksystems mit einer Siliziumnitrid enthaltende Schicht;
Figur 6e zeigt ein erstes Optiksystem;
Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Optiksystems mit einer Wärmeschutzschicht und/oder einer Sonnenschutzschicht;
Figur 8 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Optiksystems mit einer Wärmeschutzschicht und/oder einer Sonnenschutzschicht; Figur 9 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Optiksystems mit einer Wärmeschutzschicht und/oder einer Sonnenschutzschicht;
Figur 10 zeigt ein Diagramm, welches die optischen Eigenschaften eines Optiksystems beschreibt, bei dem der Hochreflektivbereich eine Siliziumnitrid-Einzelschicht aufweist;
Figur 1 1 zeigt ein Diagramm, welches die optischen Eigenschaften des ersten Optiksystems beschreibt;
Figur 12 zeigt eine Tabelle mit optischen Parametern zweier Optiksysteme.
In den Figuren verwendete gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder zumindest gleich wirkende Elemente.
Figur 1 zeigt ein optisch strukturiertes Element 1 mit einem Trägerelement 2. Das optisch strukturierte Element 1 umfasst einen Hochreflektivbereich 3 und einen Niederreflektivbereich 4. Der Hochreflektivbereich 3 und der Niederreflek- tivbereich 4 sind bei dem Beispiel der Figur 1 aneinander angrenzend angeordnet.
Das optisch strukturierte Element 1 weist in dem Hochreflektivbereich 3 einen ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrad in einem Doppelzapfen- Wellenlängenbereich 5 (hier nicht gezeigt, vergleiche Figur 10) auf. Der Doppelzapfen-Wellenlängenbereich 5 liegt zwischen größer gleich 400 nm und kleiner gleich 700 nm. Das optisch strukturierte Element 1 weist in dem Niederreflektivbereich 4 einen zweiten Doppelzapfen-Reflexionsgrad in dem Doppelzapfen- Wellenlängenbereich 5 auf. Eine Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz ADZ (vergleiche Figur 12) des ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrads und des zweiten Doppelzapfen-Reflexionsgrads ist bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 gleich 13 %. Bei einem weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel, welches sämtliche Merkmale des Ausführungsbeispiels der Figur 1 umfasst, weist das optisch strukturierte Element 1 in dem Hochreflektivbereich 3 einen ersten BUVD- Reflexionsgrad in einem BUVD-Wellenlängenbereich 6 (hier nicht gezeigt, vergleiche Figur 12) auf und in dem Niederreflektivbereich 4 einen zweiten BUVD- Reflexionsgrad in dem BUVD-Wellenlängenbereich 6 auf. Eine BUVD- Reflexionsgraddifferenz des ersten BUVD-Reflexionsgrads und des zweiten BUVD-Reflexionsgrads ist kleiner gleich 5 %.
Der erste Doppelzapfen-Reflexionsgrad ist größer als der erste BUVD- Reflexionsgrad. Dabei ist eine erste Doppelzapfen-BUVD-Differenz des ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrads und des ersten BUVD-Reflexionsgrads größer gleich 10 %.
Das optisch strukturierte Element 1 weist in dem Hochreflektivbereich 3 einen ersten VIS-Transmissionsgrad in einem VIS-Wellenlängenbereich auf und in dem Niederreflektivbereich 4 einen zweiten VIS- Transmissionsgrad in dem VIS- Wellenlängenbereich auf. Ein VIS-Transmissionsverhältnis QTViS (vergliche Figur 12) des ersten VIS-Transmissionsgrads und des zweiten VIS- Transmissionsgrads beträgt etwa 86%.
Ein Farbabstand AE (vergleiche Figur 12) zwischen dem Hochreflektivbereich 3 und dem Niederreflektivbereich 4 ist 6,9.
Das optisch strukturierte Element 1 weist in dem Hochreflektivbereich 3 eine Schicht mit einem Brechungsindex von 2,0 bei 550 nm auf.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optisch strukturierten Elements 1 , bei welchem der Hochreflektivbereich 3 (vergleiche Figur 1 ) einen ersten Hochreflektivbereich 3a und einen zweiten Hochreflektivbereich 3b umfasst. Der Niederreflektivbereich 4 ist zwischen dem ersten Hochreflektivbereich 3a und dem zweiten Hochreflektivbereich 3b angeordnet. Die Hochreflektivbereiche 3a, 3b und der Niederreflektivbereich 4 weisen in einer Vertikalrichtung 7 eine gleichgroße Erstreckung auf und weisen in einer Horizontalrichtung 8 eine unterschiedlich große Erstreckung auf. Dabei ist die Erstreckung der Hochreflek- tivbereiche 3a, 3b in Horizontalrichtung 8 größer als die Erstreckung des Nie- derreflektivbereichs 4 in Horizontalrichtung 8. Die Hochreflektivbereiche 3a, 3b und der Niederreflektivbereich 4 bilden somit ein Streifenmuster aus, welches in Vertikalrichtung 7 orientierte Streifen umfasst.
Die Vertikalrichtung 7 und die Horizontalrichtung 8 sind orthogonal zueinander angeordnet. Die Vertikalrichtung 7 entspricht der Richtung der Schwerkraft.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 umfasst der Niederreflektivbereich 4 eine Fläche kleiner gleich 100 cm2.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optisch strukturierten Elements 1 , bei welcher der Niederreflektivbereich 4 einen ersten Niederreflektivbereich 4a und einen zweiten Niederreflektivbereich 4b umfasst. Der Hochre- flektivbereich 3 umfasst einen ersten Hochreflektivbereich 3a, einen zweiten Hochreflektivbereich 3b und einen dritten Hochreflektivbereich 3c.
Der erste Niederreflektivbereich 4a ist zwischen dem ersten Hochreflektivbereich 3a und dem zweiten Hochreflektivbereich 3b angeordnet. In Vertikalrichtung 7 unterhalb des ersten Niederreflektivbereichs 4a ist der dritte Hochreflektivbereich 3c angeordnet. Somit resultiert in Vertikalrichtung 7 und in Horizontalrichtung 8 eine alternierende Abfolge der Hochreflektivbereiche 3 und der Nie- derreflektivbereiche 4. Die alternierende Abfolge von Hochreflektivbereichen 3 und Niederreflektivbereichen 4 ergibt ein sich wiederholendes Muster.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (hier nicht gezeigt) sind die Hochreflektivbereiche 3 und die Niederreflektivbereiche 4 in unregelmäßigen Abfolgen angeordnet. Bei einem wiederrum weiteren Ausführungsbeispiel (hier nicht gezeigt) sind die Hochreflektivbereiche 3 und die Niederreflektivbereiche 4 in Form eines Firmenlogos angeordnet.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optisch strukturierten Elements 1 , bei welchem der Hochreflektivbereich 3 und die Niederreflektivbereiche 4a, 4b ein vertikales Streifenmuster ausbilden. Dabei weisen der Hochreflektivbereich 3 und der Niederreflektivbereich 4 eine größere Erstreckung in Vertikalrichtung 7 auf als in Horizontalrichtung 8. Der Hochreflektivbereich 3 umfasst einen Bereich hoher Flächendichte 9a, zwei Bereiche mittlerer Flächendichte 9b und zwei Bereiche geringer Flächendichte 9c. Der Bereich hoher Flächendichte 9a ist zwischen den beiden Bereichen mittlerer Flächendichte 9b angeordnet. Die beiden Bereiche mittlerer Flächendichte 9b sind jeweils zwischen dem Bereich hoher Flächendichte 9a und den angrenzenden Bereichen geringer Flächendichte 9c angeordnet. Die beiden Bereiche geringer Flächendichte 9c sind jeweils zwischen den angrenzenden Bereichen mittlerer Flächendichte 9b und den angrenzenden Niederreflektivbereichen 4a, 4b angeordnet.
Der Hochreflektivbereich 3 umfasst kreisrunde Flächen, die in der Figur 4 als Punkte dargestellt sind. Die kreisrunden Flächen sind sowohl in Vertikalrichtung 7 als auch in Horizontalrichtung 8 voneinander beabstandet. In dem Bereich der hohen Flächendichte 9a ist der Abstand zweier kreisrunder Flächen größer als in dem Bereich mittlerer Flächendichte 9b. Der Abstand zweier kreisrunder Flächen in dem Bereich mittlerer Flächendichte 9b ist wiederum geringer als jener in dem Bereich geringer Flächendichte 9c.
Bei einem weiteren, nicht gezeigten, Ausführungsbeispiel, entspricht der Bereich hoher Flächendichte 9a einem durchgängig beschichteten Bereich. Hierbei überlappen sich die kreisrunden Flächen in allen Richtungen, sodass eine durchgängige Schicht resultiert.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optisch strukturierten Elements 1 , bei welchem der Hochreflektivbereich 3 sägezahnkurvenförmige Flä- chen umfasst. Zwei nebeneinanderliegende sägezahnkurvenförmige Flächenbereiche weisen einen Abstand in Horizontalrichtung 8 auf, welcher in dem Bereich hoher Flächendichte 9a größer ist als in dem Bereich mittlerer Flächendichte 9b. In dem Bereich mittlerer Flächendichte 9b ist der Abstand in Horizontalrichtung 8 wiederum größer ist als in dem Bereich geringer Flächendichte 9c.
Bei einem weiteren, nicht gezeigten, Ausführungsbeispiel, umfasst der Hochre- flektivbereich nur eine einzelne sägezahnkurvenförmige Fläche, insbesondere eine Fläche mit zumindest einem Sägezahnkurvenrand.
Figur 6a zeigt ein optisch strukturiertes Element 1 mit einem ersten Hochreflek- tivbereich 3a einem zweiten Hochreflektivbereich 3b und einem Trägerelement 2. Das Trägerelement 2 kann beispielsweise als Folie ausgebildet sein und auf ein Fensterglas geklebt werden.
Bei einem weiteren, nicht gezeigten, Ausführungsbeispiel weisen die Hochre- flektivbereiche 3a, 3b wiederrum Siliziumnitrid auf, wohingegen der Niederre- flektivbereich 4 aus der reinen Folie, also ohne Siliziumnitrid, ausgebildet ist.
Figur 6b zeigt ein optisch strukturiertes Element 1 , bei welchem der erste Hochreflektivbereich 3a und der zweite Hochreflektivbereich 3b auf dem Niederreflek- tivbereich 4 angeordnet sind. Der Niederreflektivbereich 4 entspricht dabei einem herkömmlichen Kalk-Natron-Glas oder einer herkömmlichen im VIS- Wellenlängenbereich transparenten Folie. Der Niederreflektivbereich 4 ist mit den Hochreflektivbereichen 3a, 3b beschichtet.
Bei einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel, wird der Hochreflektivbereich 3 mit dem Niederreflektivbereich 4, bzw. mit mehreren Niederreflek- tivbereichen beschichtet.
Figur 6c zeigt ein Optiksystem 10, bei welchem bei dem das Trägerelement 2 ein erstes Trägerteilelement 2a und ein zweites Trägerteilelement 2b aufweist. Das optisch strukturierte Element 1 entspricht jenem der Figur 6b. Das zweite Trägerteilelement 2b entspricht einem Fensterglas, insbesondere einem Kalk- Natron-Glas. Insbesondere entspricht der Niederreflektivbereich 4 einer bei Draufsicht sichtbaren Oberfläche des unbeschichteten zweiten Trägerteilelements 2b.
Figur 6d zeigt ein Optiksystem 10, bei dem das zweite Trägerteilelement 2b mit dem ersten Trägerteilelement 2a beschichtet ist. Das zweite Trägerteilelement 2b ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein beschichtetes Fensterglas aus Kalk- Natron-Glas. Der Hochreflektivbereich 3 weist eine einzelne Siliziumnitrid enthaltende Schicht 1 1 mit einer Schichtdicke 12 von 86 nm auf.
Dabei umfasst der Niederreflektivbereich 4 eine Schicht aus unbeschichtetem Kalk-Natron-Glas. Vorzugsweise ist der Niederreflektivbereich 4 aus Kalk- Natron-Glas gebildet. Vorzugsweise kann der Niederreflektivbereich 4 auch dem unbeschichteten Trägerelement 2 entsprechen.
Figur 6e zeigt ein erstes Optiksystem 10a, welches den folgenden Schichtaufbau aufweist:
Auf dem ersten Trägerteilelement 2a ist eine erste Schicht 1 1 mit einem ersten Dielektrikum aus Siliziumnitrid und mit einer Schichtdicke 12a von 160 nm angeordnet. Auf dieser ersten Schicht 1 1 a ist eine zweite Schicht 1 1 b mit einem zweiten Dielektrikum aus Titandioxid und mit einer Schichtdicke 12b von 190 nm angeordnet. Auf der zweiten Schicht 1 1 b ist eine dritte Schicht 1 1 c, welche das erste Dielektrikum aufweist, angeordnet. Die dritte Schicht 1 1 c weist eine Schichtdicke 12c von 220 nm auf. Auf der dritten Schicht 1 1 c ist eine vierte Schicht 1 1 d mit einer Schichtdicke 12d von 190 nm angeordnet, welche das zweite Dielektrikum aufweist. Auf der vierten Schicht 1 1 d ist eine fünfte Schicht 1 1 e mit einer Schichtdicke 12e von 160 nm angeordnet, welche das erste Dielektrikum aufweist. Auf der fünften Schicht 1 1 e ist eine sechste Schicht 1 1f angeordnet, welche eine Dicke 12f von 150 nm aufweist und aus Siliziumdioxid besteht. Die optischen Eigenschaften des ersten Optiksystems 10a sind in der Tabelle der Figur 12 zusammengefasst.
Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Optiksystems 10, bei dem zwischen dem ersten Trägerteilelement 2a und dem zweiten Trägerteilelement 2b eine Wärmeschutzschicht 13 und/oder eine Sonnenschutzschicht 14 angeordnet ist.
Figur 8 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Optiksystems 10, das erste Trägerteilelement 2a zwischen der Wärmeschutzschicht 13 und/oder der Sonnenschutzschicht 14 und dem zweiten Trägerteilelement 2b angeordnet ist.
Figur 9 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Optiksystems 10, bei dem das zweite Trägerteilelement 2b zwischen der Wärmeschutzschicht 13 und/oder der Sonnenschutzschicht 14 und dem ersten Trägerteilelement 2a angeordnet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 entspricht das zweite Trägerteilelement 2b einem Fensterglas, wobei das erste Trägerteilelement 2a an einer Außenseite des Fensterglases angeordnet ist. Die Wärmeschutzschicht 13 und/oder die Sonnenschutzschicht 14 sind dementsprechend an einer einem Innenraum zugewandten Innenseite des Fensterglases angeordnet.
Bei einem weiteren, nicht gezeigten, Ausführungsbeispiel, wird ein Mehrscheibenisolierglasaufbau verwendet. Das erste Trägerteilelement 2a ist dabei an der von außen gezählt ersten Glasoberfläche, der sogenannten Position 1 angeordnet. Die Wärmeschutzschicht 13 und/oder die Sonnenschutzschicht 14 ist an einer dem Scheibenzwischenraum zugewandten zweiten Glasoberfläche, der sogenannten Position 2, angeordnet.
Figur 10 zeigt ein Diagramm, welches die optischen Eigenschaften des Optiksystems 10 beschreibt, bei dem der Hochreflektivbereich 3 eine einzelne Siliziumnitrid enthaltende Schicht 1 1 aufweist (hier nicht gezeigt, vergleiche Figur 6d). Auf der Abszisse des Diagramms ist die Wellenlänge A in Nanometern dargestellt und der Doppelzapfen-Wellenlängenbereich 5 und der BUVD- Wellenlängenbereich 6 gekennzeichnet. Auf der Ordinate sind normierte Werte einer relativen Sensitivität von Sinneszellen eines Vogelauges für ein BUVD65- Spektrum 15 und ein Osorio99D65-Spektrum 16 aufgetragen. Zudem sind auf der Ordinate normierte Werte eines Reflexionsspektrums 17 des Hochreflektiv- bereichs 3 des optisch strukturierten Elements 1 des Optiksystems 10 aufgetragen. Der Niederreflektivbereich 4 weist vorzugsweise eine wellenlängenkonstante Reflexion von etwa 8 % auf und besonders vorzugsweise eine wellenlängenkonstante Transmission von etwa 92 % auf.
Das BUVD65-Spektrum 15 wird zur Wichtung von gemessenen BUVD- Reflexionsgraden herangezogen, wie zuvor beschrieben. Das Osorio99D65- Spektrum 16 wird zur Wichtung von gemessenen Doppelzapfen- Reflexionsgraden herangezogen und ist ebenfalls aus der zuvor genannten Veröffentlichung von Osorio et al. bekannt.
Das Reflexionsspektrum 17 wurde durch Reflexionsmessungen an dem Optiksystem 10 bestimmt. Aus den Werten des Reflexionsspektrums 17 geht hervor, dass der erste Doppelzapfen-Reflexionsgrad größer ist als der erste BUVD- Reflexionsgrad.
Figur 1 1 zeigt ein Diagramm, welches die optischen Eigenschaften des ersten Optiksystems 10a (hier nicht gezeigt, vergleiche Figur 6e) beschreibt. In dem Diagramm ist ein Reflexionsspektrum 18 und ein Transmissionsspektrum 19 des ersten Optiksystems 10a dargestellt, insbesondere des Hochreflektivbereichs 3 des ersten Optiksystems 10a.
Das Reflexionsspektrum 18 der Figur 1 1 umfasst mehrere lokale Extremwerte und weist damit einen komplexeren Verlauf auf als das Reflexionsspektrums 17 der Figur 10. Aus dem Reflexionsspektrum 18 geht hervor, dass die Reflexion in dem Doppelzapfen-Wellenlängenbereich 5 größer ist als die Reflexion in dem BUVD-Wellenlängenbereich 6. Dementsprechend ist der erste Doppelzapfen- Reflexionsgrad größer als der erste BUVD-Reflexionsgrad.
Ein Transmissionsspektrum 19 des optisch strukturierten Elements 1 in dem Hochreflektivbereich 3 in dem VIS-Wellenlängenbereich weicht nur geringfügig von einem Transmissionsspektrum in dem Niederreflektivbereich 4 ab, was zu einem großen VIS-Transmissionsverhältnis QTViS und einem geringen Farbabstand AE führt.
Figur 12 zeigt eine tabellarische Zusammenfassung der optischen Parameter von herkömmlichen Kalk-Natron-Glas (erste Zeile), von dem Optiksystem 10 der Figur 6d (zweite Zeile) und von dem ersten Optiksystem 10a (dritte Zeile). Dabei bezeichnet Tvis die Transmission in dem VIS-Wellenlängenbereich; die Parameter L*, a* und b* bezeichnen Parameter eines L*a*b*-Farbraums. Der Parameter L* entspricht einem Helligkeitswert. Der Parameter a* gibt eine Farbart und Farbintensität zwischen Grün und Rot an. Der Parameter b* gibt eine Farbart und Farbintensität zwischen Blau und Gelb an. Der L*a*b*-Farbraum ist aus EN ISO 1 1664-4 „Colorimetry-Part 4: CIE 1976 L*a*b* colour space“ vorbekannt und normiert.
Die Spalte Osorio99D65 gibt den ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrad in dem Doppelzapfen-Wellenlängenbereich 5 an. Die Spalte BUVD65 gibt den ersten BUVD-Reflexionsgrad in dem BUVD-Wellenlängenbereich an. Die Spalte ADZ gibt die Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz ADZ des ersten Doppelzapfen- Reflexionsgrads und des zweiten Doppelzapfen-Reflexionsgrads an. Die Spalte AE gibt den Farbabstand zwischen dem Hochreflektivbereich 3 und dem Niederreflektivbereich 4 an. Der Farbabstand AE wird mittels der zuvor genannten Parameter L*, a* und b* bestimmt.
Wie aus den Zahlenwerten der Tabelle in Figur 12 hervorgeht, sind die ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrade des Optiksystems 10 und des ersten Optiksystems 10a größer als die ersten BUVD-Reflexionsgrade der entsprechenden Optiksysteme 10, 10a. Die Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenzen ADZ der Op- tiksysteme 10, 10a sind größer gleich 10 % und die Farbabstände AE der Optiksysteme 10, 10a sind kleiner 8.
Bezuqszeichen
1 Optisch strukturiertes Element
2 Trägerelement
2a Erstes Trägerteilelement
2b Zweites Trägerteilelement
3 Hochreflektivbereich
3a Erster Hochreflektivbereich
3b Zweiter Hochreflektivbereich
3c Dritter Hochreflektivbereich
4 Niederreflektivbereich
4a Erster Niederreflektivbereich
4b Zweiter Niederreflektivbereich
5 Doppelzapfen-Wellenlängenbereich
6 BUVD-Wellenlängenbereich
7 Vertikalrichtung
8 Horizontalrichtung
9a Bereich hoher Flächendichte
9b Bereich mittlerer Flächendichte
9c Bereich geringer Flächendichte
10 Optiksystem
10a Erstes Optiksystem
1 1 Schicht
1 1 a-f Schichten
12 Schichtdicke
12a-f Weitere Schichtdicken
13 Wärmeschutzschicht
14 Sonnenschutzschicht
15 BUVD65-Spektrum
16 Osorio99D65-Spektrum
17 Reflexionsspektrum des Hochreflektivbereichs von 10
18 Reflexionsspektrum des Hochreflektivbereichs von 10a
19 Transmissionsspektrum des Hochreflektivbereichs von 10a
ADZ Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz
TViS Transmission in dem VIS-Wellenlängenbereich
QTViS VIS-T ransmissionsverhältnis
L* Helligkeitswert a* Farbart und Farbintensität zwischen Grün und Rot b* Farbart und Farbintensität zwischen Blau und Gelb
AE Farbabstand

Claims

Ansprüche Optisch strukturiertes Element (1 ), zur Minimierung oder Verhinderung von Vogelkollisionen, umfassend mindestens ein Trägerelement (2); mindestens einen Hochreflektivbereich (3); und mindestens einen Niederreflektivbereich (4); wobei das Trägerelement (2) den mindestens einen Hochreflektivbereich (3) und/oder den mindestens einen Niederreflektivbereich (4) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass das optisch strukturierte Element (1 ) in dem Hochreflektivbereich (3) einen ersten Doppelzapfen-Reflexionsgrad in einem Doppelzapfen- Wellenlängenbereich (5) aufweist; und einen ersten VIS-Transmissionsgrad in einem VIS- Wellenlängenbereich aufweist; und in dem Niederreflektivbereich (4) einen zweiten Doppelzapfen-Reflexionsgrad in dem Doppelzapfen- Wellenlängenbereich (5) aufweist; und einen zweiten VIS-Transmissionsgrad in dem VIS- Wellenlängenbereich aufweist; wobei der Doppelzapfen-Wellenlängenbereich (5) zwischen größer gleich
400 nm und kleiner gleich 700 nm liegt; der VIS-Wellenlängenbereich zwischen größer gleich 380 nm bis kleiner 780 nm liegt; eine Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz des ersten Doppelzapfen- Reflexionsgrads und des zweiten Doppelzapfen-Reflexionsgrads größer gleich 5 % ist, vorzugsweise größer gleich 10 %, besonders vorzugsweise größer gleich 15 %, höchst vorzugsweise größer gleich 20 %; und ein VIS-Transmissionsverhältnis des ersten VIS-Transmissionsgrads und des zweiten VIS-Transmissionsgrads größer gleich 70 % ist, vorzugsweise größer gleich 80 %, besonders vorzugsweise größer gleich 85 %, höchst vorzugsweise größer gleich 90 %; und das VIS-Transmissionsverhältnis kleiner gleich 200 % ist, vorzugsweise kleiner gleich 180 %, besonders vorzugsweise kleiner gleich 150 %, höchst vorzugsweise kleiner gleich 130 %.
2. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach Anspruch 1 , bei welchem der erste und der zweite Doppelzapfen-Reflexionsgrad des optisch strukturierten Elements jeweils durch Reflexionsmessungen in dem Doppelzapfen-Wellenlängenbereich und Wichtung mit einem Osorio99D65- Spektrum bestimmt werden.
3. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welchem ein Farbabstand in der visuellen Transmission (AE) zwischen dem Hoch- reflektivbereich (3) und dem Niederreflektivbereich (4) kleiner gleich 20 ist, vorzugsweise kleiner gleich 15, besonders vorzugsweise kleiner gleich 10, höchst vorzugsweise kleiner gleich 5.
4. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welchem der zumindest eine Hochreflektivbereich (3) und der zumindest eine Niederreflektivbereich (4) aneinander angrenzend angeordnet sind.
5. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welchem der zumindest eine Hochreflektivbereich (3) derart ausgestaltet ist, dass eine Kreisfläche mit einem Durchmesser von 15 cm, bevorzugt mit einem Durchmesser von 10 cm, insbesondere mit einem Durchmesser von 8 cm nicht vollständig innerhalb des Hochreflektivbereichs (3) anordenbar ist und der zumindest eine Niederreflektivbereich (4) derart ausgestaltet ist, dass eine Kreisfläche mit einem Durchmesser von 15 cm, bevorzugt mit einem Durchmesser von 10 cm, insbesondere mit einem Durchmesser von 8 cm nicht vollständig innerhalb des Niederreflektivbereichs (4) anordenbar ist. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches in dem Hochreflektivbereich (3) einen ersten BUVD-Reflexionsgrad in einem BUVD- Wellenlängenbereich (6) aufweist; wobei der BUVD-Wellenlängenbereich (6) zwischen größer gleich 300 nm und kleiner gleich 450 nm liegt; und der erste Doppelzapfen-Reflexionsgrad größer ist als der erste BUVD- Reflexionsgrad. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches in dem Hochreflektivbereich (3) einen ersten BUVD-Reflexionsgrad in einem BUVD- Wellenlängenbereich (6) aufweist; wobei der BUVD-Wellenlängenbereich (6) zwischen größer gleich 300 nm und kleiner gleich 450 nm liegt; und eine erste Doppelzapfen-BUVD-Differenz des ersten Doppelzapfen- Reflexionsgrads und des ersten BUVD-Reflexionsgrads größer gleich 2 % ist, vorzugsweise größer gleich 5 %, besonders vorzugsweise größer gleich 10 %, höchst vorzugsweise größer gleich 15 %. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches in dem Hochreflektivbereich (3) einen ersten BUVD-Reflexionsgrad in einem BUVD- Wellenlängenbereich (6) aufweist; und in dem Niederreflektivbereich (4) einen zweiten BUVD-Reflexionsgrad in dem BUVD- Wellenlängenbereich aufweist; wobei der BUVD-Wellenlängenbereich (6) zwischen größer gleich 300 nm und kleiner gleich 450 nm liegt; und eine BUVD-Reflexionsgraddifferenz des ersten BUVD-Reflexionsgrads und des zweiten BUVD-Reflexionsgrads kleiner gleich 20 % ist, vorzugsweise kleiner gleich 10 %, besonders vorzugsweise kleiner gleich 5 %, höchst vorzugsweise kleiner gleich 3 %. . Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches in dem Hochreflektivbereich (3) eine Schicht mit einem Brechungsindex zwischen größer gleich 1 ,5 und kleiner gleich 2,6 aufweist, vorzugsweise zwischen größer gleich 1 ,7 und kleiner gleich 2,3, besonders vorzugsweise zwischen größer gleich 1 ,9 und kleiner gleich 2,2 und/oder welches in dem Hochreflektivbereich (3) eine Siliziumnitrid enthaltende Schicht mit einer Schichtdicke von größer gleich 50 nm aufweist, vorzugsweise größer gleich 70 nm, besonders vorzugsweise größer gleich 80 nm, höchst vorzugsweise gleich 86 nm. 0. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches eine Mehrzahl von Niederreflektivbereichen (4) und Hochreflektivberei- chen (3) aufweist, insbesondere zumindest 10, bevorzugt zumindest 20, weiter bevorzugt zumindest 50 Niederreflektivbereiche (4) und Hochre- flektivbereiche (3), insbesondere, sind die Niederreflektivbereiche (4) und Hochreflektivbe- reiche (3) abwechselnd angeordnet, vorzugsweise als Streifenmuster aus alternierenden angeordneten Streifen von Hochreflektivbereichen (3) und Niederreflektivbereichen (4). 1. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Doppelzapfen-Reflexionsgraddifferenz größer gleich 10 % und kleiner gleich 30 % ist.
12. Optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das VIS-Transmissionsverhältnis größer gleich 80 % und kleiner gleich 130 % ist.
13. Optiksystem (10) aufweisend ein optisch strukturiertes Element (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Trägerelement (2) ein erstes Trägerteilelement (2a) und ein zweites Trägerteilelement (2b); vorzugsweise ein Glas oder eine Folie, aufweist; bei dem vorzugsweise das erste Trägerteilelement (2a) auf dem zweiten Trägerteilelement (2b) angeordnet ist.
14. Optiksystem (10) nach Anspruch 13, umfassend eine Wärmeschutzschicht (13) und/oder eine Sonnenschutzschicht (14); bei dem das zweite Trägerteilelement (2b) als eine äußere Glasscheibe mit einer Innenseite ausgebildet ist und das erste Trägerteilelement (2a) und die Wärmeschutzschicht (13) und/oder die Sonnenschutzschicht (14) an der Innenseite der äußeren Glasscheibe angeordnet sind.
15. Verwendung des optisch strukturierten Elements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Anbringung an oder auf einem optischen Fassadenelement, vorzugsweise einem Fenster oder einer anderen Fassadenverglasung.
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