JP2525989B2

JP2525989B2 - 可とう性のライトガイド

Info

Publication number: JP2525989B2
Application number: JP4068140A
Authority: JP
Inventors: ゲーリンガーエルビン; オポバーハンス
Original assignee: ドイチェフォルシュングスアンシュタルトフュアルフト−ウントラウムファールトエー．ファウ．
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: US5204931A; DE4137256A1; JPH0580217A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長手方向に延びかつ該
長手方向に対して横方向に一定の幅を有する第１及び第
２の光学的反射壁面を含み、これらの第１及び第２の反
射壁面が、互いに対向して一定の距離をおいて延び、か
つ反射により長手方向に放射が案内される空間を囲むよ
うにしたライトガイドに関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなライトガイドは、先行技術で
もすでに知られている。これらは、光学的放射を案内す
るために独立して用いることもできるし、或いは又ＥＰ
−Ａ−０３０５８９３などで知られているように共振器
と共にこの共振器の２つの鏡の間の放射を案内するため
に用いることもできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】レーザー技術において
は、このようなライトガイドがつねに剛性設計のもので
あることから、これらを用いる場合放射の可とう性の案
内が不可能であるという問題が存在する。従って本発明
の目的は、可とう性をもち従って異なる方向への放射の
案内を可能にするように冒頭種類のライトガイドをさら
に開発することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明に従
って、可とう性を有するように第１の領域が第２の領域
に対して可動である平板状又は帯状のライトガイドにお
いて、長手方向に延びかつ該長手方向に対して横方向に
一定の幅を有する第１及び第２の光学的反射壁面を含
み、該第１及び第２の反射壁面が、互いに対向して一定
の間隔を置いて延び、かつ反射により長手方向に放射が
案内される空間を形成し、各反射壁面は、固有の剛性に
よって座屈なしの形体で長手方向に対し垂直に屈曲可能
な帯状部材により担持されており、該帯状部材の反射壁
面は互いにほぼ一定の間隔をとって支持構造により保持
され、この支持構造は、長手方向に並んで配置される複
数の支持要素を備え、該支持要素は互いに連結されて前
記支持構造を形成し、該支持要素は前記長手方向に並ん
で配置される支持面を有し、さらに、該帯状部材が前記
長手方向に滑動可能に前記支持面に支持されるように該
帯状部材に力を付加する手段を備えたことを特徴とする
ライトガイドにより達成される。

【０００５】

【作用効果】この発明力ある解決法の利点は、初めての
可とう性のライトガイドが利用可能になること、そして
その発明力ある特徴のため、このライトガイドは空間的
に融通性ある形で光の放射特にレーザー放射を案内する
ことができるという点に見られる。

【０００６】特に、これは有利にも、一方では帯状部材
の固有の剛性がその破損を防いでいること、又他方で
は、支持構造が提供する支持面が帯状部材の壁面を互い
にほぼ一定の間隔のところに確実にくるようにしている
ことによって、達成される。

【０００７】

【好ましい態様】帯状部材の設計に関しては、数多くの
異なる可能性が考えられる。これらの帯状部材は、その
固有の剛性が座屈の無い屈曲を可能にしているかぎり、
可塑的に屈曲可能な材料で作ることができる。しかしな
がら、帯状部材が弾性的に移動可能な材料で作られてい
ること、特に帯状部材が弾性的にその初期形状に復元す
るように設計された材料でできていることがきわめて有
利である。これにより、ライトガイドには、それを基点
として異なる方向に融通性ある形で移動可能である１つ
の基本形状を与えることができるようになり、このとき
ライトガイドはつねにその基本形状に戻るべく傾斜して
いる。

【０００８】原則的に帯状部材の初期形状は直線の方向
性をもつことができる。すなわちこの場合、ライトガイ
ドは、それに対し又帯状部材に対しもはや何の力も加わ
らなくなった時点でその直線に方向づけされた形状に戻
る。しかしながら、帯状部材がその初期形状において屈
曲された形状のものであると特に有利である。帯状部材
を移動させるためこれに力が加えられた場合、かくして
これらの帯状部材はすでに一方向に予め屈曲されている
ことからこの力の効果により容易に従うことができる。

【０００９】ライトガイドの帯状部材は、原則として、
数多くの方向に屈曲可能である。しかしながら帯状部材
は壁面に対し垂直に屈曲可能であるのが特に有利であ
る。これはこの場合、帯状部材に対してその座屈を防ぐ
のに充分な固有の剛性を単純な方法で備えることができ
るからである。さらに、帯状部材を長手方向を中心とし
てねじることができると有利である。この場合も、帯状
部材の固有の剛性の程度を、いかなる座屈も起こらない
ように容易に選択することができる。

【００１０】特に好ましい実施態様においては、帯状部
材が壁面に対し垂直に屈曲可能であり長手方向を中心と
してねじれるようになっている。この場合、発明力ある
ライトガイドは、互いの上に垂直に立った少なくとも２
つの空間的方向に、そして場合によってはこれらの空間
的方向上に垂直に立つ第３の空間的方向にも移動可能で
あり、かくして発明力あるライトガイドの片端はもう一
方の端部との関係において制限された程度でただしそれ
でも３つの空間的方向において融通性ある形で移動可能
となっている。

【００１１】支持構造は、選ばれたいかなる方法ででも
帯状部材と係合することができる。しかしながら、支持
構造が帯状部材に沿って長手方向に延びることが特に有
利である。帯状部材の正確な固定を達成するためには、
さらに支持構造が帯状部材のまわりで少なくとも部分的
に係合するのが有利である。

【００１２】発明に基づく支持構造は、原則として長手
方向に延びるモノブロックで構成されていてよい。しか
しながら、支持構造が複数の支持要素で構成されている
ことが特に有利である。さらに、規定の要領で支持要素
を位置づけするために、支持要素は互いに連結され、固
有の支持構造を形成するようになっている。

【００１３】特に好ましい実施態様においては、支持要
素は、ライトガイドの長手方向に延びる弾性変形可能な
長手方向連結要素を用いて固有の支持構造を形成するよ
うになっている。支持要素は、数多くの異なる方法で設
計されうる。構造的に単純な一実施態様においては、支
持要素の各々が各帯状部材に対し１つの支持面を含むよ
うになっている。

【００１４】構造的観点から見ると、支持要素が互いに
反対側に支持面を有していることが特に得策である。運
動特に長手方向連結要素との関係における帯状部材のね
じりを可能にするために、有利にも、支持要素が回転す
べく長手方向連結要素上に載置されるようになってい
る。

【００１５】支持構造の特に有利な実施態様において
は、長手方向連結要素が支持要素を囲み、支持要素がこ
の長手方向連結要素によりしっかり保持されるようにな
っている。長手方向連結要素が支持要素の少なくとも部
分的ケーシングを構成するように支持要素が長手方向連
結要素内でこの連結要素との関係において回転可能であ
るような実施態様が特に有利である。

【００１６】ここでは、長手方向連結要素が弾性的なケ
ース状管特に波形管であることが特に有利である。力を
加えることにより個々の支持面と帯状部材を接触状態に
保つ方法に関しては、本発明の範囲は数多くの異なる可
能性を提供している。１つの有利な実施態様において
は、帯状部材は弾性エネルギーアキュムレータにより支
持面に対して位置づけされるようになっている。

【００１７】特に、各々の支持要素には、力を加えるこ
とによって相応する支持面に対しそれぞれの帯状部材を
位置づけする弾性要素が具備されていることにより、単
純な構造で高度の融通性が達成される。好ましくは、各
支持要素には、帯状部材と係合しそれを支持面に対し促
すバネが具備されている。このバネは支持要素自体を係
合してもよいし、或いは又場合によっては長手方向連結
要素とも係合してもよい。

【００１８】力を加えることにより支持面に対して帯状
部材を位置づけする上述の方法に対する補足又は代替案
として、もう１つの実施態様においては、帯状部材が静
磁力の作用により支持面に対して位置づけされるように
なっている。例えば、静磁力を生成するために永久磁石
が具備され、帯状部材はそれによって支持面に対し位置
づけされる。

【００１９】構造的には、これは例えば、帯状部材が強
磁性体を含むこと及び各支持要素に永久磁石が具備され
ていることによって実施できる。しかしながら、これに
対する一変形実施態様として、帯状部材に永久磁石を具
備し、各支持要素に強磁性体を含ませることも考えられ
る。同様に、永久磁石を支持構造の上例えば支持要素の
間に配置し、これらを強磁性体から成る帯状部材に対し
て作用させることも考えられる。

【００２０】力を加えることにより支持面上に帯状部材
を置くためのもう１つの代替的な又は補足的な態様にお
いては、静電力の作用により支持面に対して帯状部材が
押しつけられるようになっている。ここでも又、この静
電力を生成するためにきわめてさまざまな可能性が考え
られる。

【００２１】構造的に好ましい態様においては、支持要
素は帯状部材との関係において異なる電位に接続される
ようになっている。しかしながら、長手方向連結要素を
帯状部材との関係において異なる静電位に接続すること
も同様に考えられる。支持要素が帯状部材との関係にお
いて異なる電位に接続される第１の態様では、これは、
支持面上に絶縁層を載せることにより特に単純な形で構
造的に実施されうる。この絶縁層は自由に移動可能で支
持要素又は帯状部材のいずれの上にも保持されていなく
てもよいし、或いは又代替的には支持要素又は帯状部材
の上に固定されていてもよい。

【００２２】力の付加により支持要素に対し帯状部材を
置くためのもう１つの代替的又は補足的態様では、帯状
部材は、その上に作用する圧力差の力の作用によって支
持面に対して位置づけされるようになっている。この圧
力差は、数多くの異なる方法で生成することができる。
例えば、反射により放射が中で案内されるような空間を
周囲環境よりも高い圧力下に置きこうして帯状部材が押
し離され支持面に対して置かれるようにすることが考え
られる。

【００２３】しかしながら、これに対する一変形態様と
しては、圧力ポケットを、好ましくは支持要素内に存在
する状態で、支持面のそばに具備することも考えられ
る。周囲環境との関係における負の圧力が圧力ポケット
内に与えられているのが得策である。構造的には、支持
要素の全ての圧力ポケットが負圧ラインによって互いに
連結されていることによって、この負圧は特に単純な方
法で生成されうる。

【００２４】圧力ポケットがすでに用いられているとい
う事実を、さらに、支持構造及び／又は帯状部材の冷却
のために利用することが可能である。例えば、冷却液が
圧力ポケットの中を流れることも考えられ、この場合こ
の冷却液は環境よりも低い圧力レベルにある。きわめて
一般的には、本発明の範囲内で、帯状部材が冷却液の流
れによって冷却されることが有利である。

【００２５】しかしながら、これに対する一変形態様又
は追加としては、支持要素を冷却液の流れにより冷却す
ることも考えられる。発明に基づくライトガイドの記述
においては、放射が案内される空間が２つの側面に向か
ってすなわち２つの壁面によってのみ閉じられた壁面の
側面で壁によって限定されていないかどうかについては
示されていなかった。

【００２６】本発明の原則に従うと、互いに対向する２
つの反射壁面による空間の限定は、これら２つの反射壁
面が放射の案内に向けて主たる貢献を行なうことから、
充分適切なことである。しかしながら、それ以上の分散
損失を避けるため、なかでもビームの広がりのため、特
に本発明に従った長いライトガイドの場合、有利にも放
射を案内するための空間が、反射する側壁部分によって
帯状部材の間の側面で閉じられるようになっている。

【００２７】これらの反射する側壁部分は、本来光の放
射の案内を担当せず、過度のビーム広がりのため出てく
る光線を反射し戻し、かくして損失を低減するためのも
のである。しかしながら、本発明の範囲内では、これら
の反射する側壁部分が少なくとも部分的にライトガイド
の特性をも有するように設計されていることが同様に有
利である。

【００２８】本発明に従ったライトガイドに充分な移動
可能性及び可とう性を与えるため、有利にも側壁部分は
帯状部材の壁面に対し垂直な方向に移動でき従って側壁
との関係における帯状部材の動きがライトガイドの全体
としての動きの間に起こるようになっている。さらに、
側壁部分を長手方向を中心にねじり可能なものにしかく
してこれらの部分がねじり可能な帯状部材のねじりに追
従できるようにしても有利である。

【００２９】構造的には、本発明に従った側壁部分は、
複数の壁部分要素を含むものによって単純な方法で実施
可能である。壁部分要素は好ましくは互いに前後に続い
て配置されている。特に好ましい一実施態様において
は、壁部分要素を互いに一定の間隔どりで配置するよう
になっている。

【００３０】上述の説明においては、側壁部分の保持方
法が示されていなかった。原則として、側壁部分を帯状
部材上に保持することが可能である。しかしながら、側
壁部分そして特に壁部分要素を支持用構造上に保持する
のがきわめて有利である。このような解決法は、壁部分
要素を支持要素により保持することによって、機械的に
単純な方法で実施可能である。

【００３１】側壁部分の有利な移動可能性は、側壁部分
の壁部分要素が互いとの関係において移動可能であるこ
とによっても達成できる。特に、このような場合、個々
の壁部分要素はそれぞれ支持要素上に保持され、支持要
素の長手方向連結要素を介して互いに心合せされた状態
に保持されるだけとなるようになっている。

【００３２】壁部分要素が本発明に従ったライトガイド
の屈曲中にぶつからないようにするため、好ましくは、
壁要素に互いに向かい合ったその端部にて丸味をつける
ようにする。さらに、好ましくは壁部分要素の丸味のつ
いた端部が互いにわずかな距離のところで間隔どりされ
るようになっている。すなわち、壁部分要素はライトガ
イドの初期形状で接触せず、そのため本発明に従ったラ
イトガイドは、壁部分要素がその端部でぶつかって屈曲
を妨げることなく、屈曲できる。

【００３３】側壁部分が特に長手方向のまわりでの帯状
部材のねじりの間帯状部材が側縁部からわずかな間隔で
配置されることも又、本発明のライトガイドの可とう性
に対して積極的に貢献する。以上の実施態様の説明にお
いては、壁面の形状については全く詳細が示されていな
い。最も単純な場合では、反射壁面は、長手方向に対し
横方向に直線の方向づけで延び、かくして帯状部材が細
長くなった状態で平らであることが可能である。もう１
つの有利な実施態様においては、反射壁面は長手方向に
対して横方向に凹形湾曲を有するようになっている。か
くして２つの反射壁面の間でレーザービームをよりうま
く案内することができ、特にライトガイドが湾曲された
場合、放射損失をより低いものに保つことができる。

【００３４】反射壁面の湾曲は好ましくは長手方向に対
して対称的に延びるように設計されている。原則的に、
湾曲は任意の設計のものであってよい。しかしながら、
長手方向に対して横方向に反射壁面の間で反射壁面の湾
曲がもたらす間隔どりの変化は、壁面間の平均的間隔ど
りとの関係において小さいものであることが特に有利で
ある。かくして有利な改良されたビーム案内が達成され
る一方、２つの帯状部材により形成されたライトガイド
の特性は著しく変わらない。

【００３５】原則として、湾曲は任意の形状のものであ
ってよい。凹形湾曲が備わった壁面は好ましくは、楕円
円筒又は円形円筒のいずれかの帯状部材として設計され
る。特に有利な寸法では、曲率半径は反射壁面間の平均
間隔どりよりも１０の数乗分大きくなっている。この曲
率半径は好ましくは、平均間隔の１００倍であり、さら
に有利には壁面の間の平均間隔の最高１０００倍であ
る。

【００３６】以上に記述した本発明の解決法の変形態様
は、両方の反射壁面が凹形湾曲を有することにより特に
有利に設計されうる。上述の実施態様の説明では、ライ
トガイドの全長にわたっての帯状部材のねじり及び／又
は屈曲がこれらの実施態様では可能であるということが
仮定された。しかしながら特に好ましい実施態様におい
ては、帯状部材は、ねじりセグメントにおいて長手方向
に平行なねじり軸を中心にしてねじることができるよう
になっている。すなわちこの場合、ねじりセグメントは
ライトガイド全体の一部であるにすぎず、ねじりはこの
ねじりセグメントに局在化されうる。

【００３７】ここで、このねじり軸が直線であること、
すなわち帯状部材の純粋にねじれ以外いかなる屈曲もね
じりセグメント内で起こらないことが特に得策である。
さらに、有利な一実施態様においては、帯状部材は屈曲
セグメント内で長手方向に屈曲可能であるようになって
いる。すなわちこの場合も又、帯状部材の屈曲は、ライ
トガイド全体の一部にすぎない屈曲セグメントに局在化
されうる。

【００３８】ここで、帯状部材が長手方向屈曲の間に中
で移動する１つの動作平面に対し基本的に垂直に、長手
方向屈曲中に壁面が立っていることが得策である。この
特徴の結果、屈曲セグメント内での屈曲に加えての帯状
部材のねじれは全く無い。特に、ねじりセグメント及び
屈曲セグメントが互いに重複することなく配置されかく
して帯状部材の屈曲とねじれが完全に分離しているのが
有利である。

【００３９】ねじりセグメントと屈曲セグメントの間で
ねじりセグメントから屈曲セグメントへの又はその逆方
向への帯状部材のねじれの伝幡を防ぐため、特に長手方
向にねじれず屈曲しないセグメントがねじりセグメント
と屈曲セグメントの間に配置されることが特に有利であ
る。ねじりセグメントの設計のタイプについては数多く
の異なる可能性が存在する。例えば、帯状部材自体が、
ねじりのみを可能にするように設計されることも可能で
ある。

【００４０】しかしながら、一方では帯状部材の壁面が
一定の間隔どりを有するような形で帯状部材が支持用構
造を介して支持され、又他方では帯状部材のねじれがこ
の支持構造を介して許容されるように、好ましくはぼほ
均等に帯状部材のねじれを可能にするべく、ねじりセグ
メント内の支持用構造を設計することが特に有利であ
る。

【００４１】さらに、ねじりを限定する目的で、ねじり
セグメント内の支持用構造を、帯状部材のねじりを限定
するべく設計することが有利である。これにより、帯状
部材の過度のねじれを支持構造を介して同時に妨げるこ
とが可能となる。さらに、好ましい一実施態様において
は、支持要素の互いとの関係における回転の可能性によ
り帯状部材の長手方向屈曲を妨げながらそのねじれを可
能にすることができるように、ねじりセグメント内の支
持要素が直接に方向づけされたねじり軸を中心に互いと
の関係において回転可能であるようになっている。

【００４２】構造的観点から見てきわめて単純である１
つの有利な実施態様においては、支持要素を回転可能な
形で収容するため、支持構造が直線に方向づけされた補
強要素を有するようになっている。さらに、一実施態様
においては、帯状部材の長手方向屈曲可能性が支持構造
を介して予め見極められるように又さらには過度の局所
的長手方向屈曲の発生を防ぐことが可能となるように、
帯状部材の長手方向屈曲を好ましくは基本的に均等に可
能にするべく、屈曲セグメント内の支持用構造を設計す
ることが有利である。

【００４３】さらに有利な一実施態様においては、屈曲
セグメント内の支持構造は、この支持構造を介して過度
の屈曲の限定ひいては帯状部材に対する損傷の防止が同
時に可能となるように帯状部材の長手方向屈曲を限定す
るべく設計されている。構造的には、これは、屈曲セグ
メント内の支持要素が壁面に対して垂直な平面内で長手
方向に対し横方向に互いとの関係において移動可能であ
ることによって、特に有利な方法で実施されうる。

【００４４】この移動可能性を実施する最も単純な方法
は、屈曲セグメント内の支持要素が、互いに平行に延び
長手方向に対し横方向でかつ壁面に対して平行に方向づ
けされている傾動軸を中心にして傾動できるものである
ことである。特に、ねじりセグメント及び屈曲セグメン
トが互いに分離している全ての実施態様においては、ね
じりセグメントと屈曲セグメントが互いに重複するか又
は一致する場合に比べ帯状部材による放射の案内上の損
失がはるかに少ない。特に、帯状部材の長手方向とビー
ムの伝幡の間の大きな開きはこうして防ぐことができ、
このためねじりセグメント及び屈曲セグメントの分離の
時点でビームはほぼつねに帯状部材の長手方向に延びる
ことになる。

【００４５】本発明に従ったライトガイドは基本的に、
レーザーにおいても使用でき、従って２つの鏡の間で放
射を案内するのに役立ち、この場合、レーザーは全体と
して融通性あるものとなる。しかしながら、特に有利な
利用分野においては、ライトガイドは可とう性レーザー
ビーム案内システムとして設計される。

【００４６】特にこのような場合においては、ライトガ
イドにはその端部にビームを集束するための光学的手段
が具備されている。ビームを集束するためのこの光学的
手段は好ましくは、ライトガイドが、例えば基本的に矩
形の断面からこの例ではできるかぎり多くの方向に同じ
広がりをもちひいてはできるかぎり高い対称度をもつ基
本的に正方形の断面までビームを拡張する円筒形の光学
的手段、及びそれに続いて、正方形の断面に拡張された
ビームを集束するための光学的集束手段を含むように、
設計されている。このようにして、矩形断面特に矩形ラ
イトガイドを伴うビームを均等に集束させることができ
る。

【００４７】ライトガイドはレーザー特にライトガイド
を含むレーザーの出口開口に連結され、レーザーから出
射したレーザービームを融通性ある形で案内する目的で
用いられることが特に有利である。本発明に従っったラ
イトガイドの特に好ましい実施態様においては、長手方
向に対し横方向の２つの反射壁面の幅はその間隔どりの
特徴、特にこの間隔の２倍以上さらに良いことにはその
３倍又は４倍以上であるようになっている。

【００４８】本発明の目的は、定置レーザーヘッドを含
み、上述の特徴のうちの単数又は複数のものを伴う本発
明に従ったライトガイドがこの定置レーザーヘッドに連
結されていることを特徴とするレーザーシステムによっ
ても達成される。ここで、このレーザーヘッドはライト
ガイドレーザーであることが特に有利である。

【００４９】可とう性のレーザービームとしての本発明
に従ったライトガイドの特殊な利点は、ビームを整形す
るための光学的手段が間に連結されることなくライトガ
イドがレーザーヘッドに連結される場合に、活用するこ
とができる。特にこのような場合、本発明に基づくレー
ザーシステムの特に好ましい実施態様においては、ライ
トガイドの帯状部材の反射壁面が、レーザーヘッドから
出射するレーザービームの幅に少なくとも一致するか又
はそれを上回る幅を有するようになっている。

【００５０】さらに、ライトガイドの帯状部材の壁面が
レーザーヘッドのライトガイド表面の間隔どりに一致す
る間隔どりを有することが有利である。特に、上述の最
後の２つのケースにおいては、ライトガイドは、ライト
ガイドレーザーとして設計されたレーザーヘッドの特性
と全く同じライトガイド特性をもつレーザービームを引
き継ぐようになっている。

【００５１】レーザーヘッドから本発明に従ったライト
ガイドへのレーザービームのきわめて単純な遷移は、帯
状部材の壁面がレーザーヘッドのライトガイド表面と直
接的な心合せ状態にあることによって、達成される。本
発明のその他の特徴及び利点は、複数の実施態様につい
ての以下の説明及び添付図面を参照して明らかになるで
あろう。

【００５２】

【実施例】全体が図１に示されている本発明のレーザー
システムは、レーザーヘッド１２から延び、かつ照射す
べき物体１６に対しレーザービーム１４を伝送する作用
の本発明に基づくライトガイド１０を含んでいる。この
目的のため、ライトガイド１０は、レーザーヘッド１４
を静止状態にしたままで、例えば物体１６の上に存在す
る集束点１８がライトガイド１０を動かすことによって
物体１６の上を移動可能であるように、可とう性ある設
計のものとなっている。

【００５３】レーザーヘッド１２は好ましくは、例えば
ここで参照されているＥＰ−Ａ−０３０５８９３号に開
示されているようなライトガイドレーザーである。この
ライトガイドレーザーは、長手方向２０に互いに間隔ど
りされた関係で配置されている光学的に不安定な共振器
の２枚の鏡２２及び２４を含んでいる。この共振器は、
ビーム進路が高周波励起レーザーガスの体積領域２６を
通って長手方向２０に対して横方向に及び長手方向２０
に走行している状態で、延びている。

【００５４】この体積領域２６は対向する二面が、上部
壁面２８と下部壁面３０により限定されている。これら
の表面は両方共、ライトガイド表面として設計され、そ
れぞれ鏡２２及び２４の間で長手方向２０に延びるレー
ザーライトガイド３６の壁３２及び３４によって担持さ
れている。このレーザーライトガイド３６は、光学的に
反射する設計のものである上部壁面２８と下部壁面３０
での反射により長手方向２０で共振器内に伝播する放射
を案内し、鏡２２及び２４は、長手方向２０に対し垂直
なビーム進路の伝幡を付加的に確保している。

【００５５】このようなレーザーヘッド１２から出射す
るレーザービーム１４は、基本的に矩形の幾何形状を有
する。壁面２８及び３０に対して垂直で、レーザービー
ム１４は、壁面２８及び３０の間隔どりにほぼ一致する
高さｈを有し、壁面２８及び３０に対し平行な断面方向
に、長手方向２０に垂直でかつ壁面２８及び３０に対し
平行な鏡２２及び２４の広がりの差にほぼ一致する幅ｂ
を有する。

【００５６】矩形断面をもつこのレーザービーム１４
は、有利にも、本発明のライトガイド１０により物体１
６へと案内される。本発明のライトガイド１０は、互い
に対向する反射壁面４４及び４６をもつ２つの帯状部材
（ストリップ）４０及び４２を含む。反射壁面４４及び
４６は、好ましくはレーザービーム１４の高さｈに一致
する互いからの一定の間隔Ａで配置されている。

【００５７】２つの帯状部材４０及び４２は、ライトガ
イド１０の長手方向に一緒に延び、この長手方向４８は
屈曲した線であってもよい。長手方向４８は、反射壁面
４４と４６の間で真中に延びる線により規定される。さ
らに、反射壁面４４，４６は、長手方向４８に対して横
方向にすなわち帯状部材４０及び４２の一方の側縁部か
ら他方の側縁部まで、好ましくはレーザービームの幅ｂ
以上である幅Ｂで延びている。かくして、長手方向４８
は、それぞれ帯状部材４０と４２の２つの側縁部の間の
中間に延びている。

【００５８】反射壁面４４及び４６が互いに一定の距離
にある状態にして帯状部材４０及び４２を誘導するため
に、長手方向４８に互いに一定の間隔をおいて次々に配
置されている複数の支持要素５０がライトガイド１０の
中に設けられている。これらの支持要素５０は好ましく
は互いに一定の間隔で配置され、以下に詳述する方法で
帯状部材４０及び４２を保持している。支持要素５０は
それ自体１つのケーシング５２の中に保持され、このケ
ーシング５２は支持要素５０と共に支持構造５４を形成
している。ケーシング５２は、支持要素５０と２つの帯
状部材４０及び４２をとり囲み、好ましくはライトガイ
ド１０の入口端部領域５６から出口端部領域５８まで延
びている。

【００５９】さらに、図１に示されているレーザーシス
テムにおいて、帯状部材４０及び４２は、反射壁面４４
及び４６がそれぞれ壁面２８及び３０と心合せ状態にな
るように、すなわちこれらが１つの平面内にくるよう
に、レーザーライトガイド３６にとりつけられている。
従って、レーザービーム１４は、２つの反射壁面４４及
び４６により規定される空間６０に入り、その中でレー
ザービーム１４が出口端部領域５８に至るまで長手方向
４８に導かれる。

【００６０】レーザービーム１４はこのとき、ライトガ
イド１０内に入るレーザービーム１４の強度からライト
ガイド１０内での損失だけ減少したものに相当する強度
で、ほぼ不変の形で出口端部領域５８において再びこの
空間６０から出射する。空間６０を出た後、出口端部領
域５８から出射するレーザービーム１４は、円筒形の光
学的手段６２の中に入り、この手段を用いて、矩形断面
をもつレーザービーム１４は基本的に正方形の断面をも
つレーザービーム６４へと拡張され、このレーザービー
ム６４の方は次に光学的集束手段によって例えば物体１
６の表面上にある集束点１８へと集束される。

【００６１】円筒形の光学手段６２及び光学的集束手段
６６は合わさって、本発明のライトガイド１０の出口端
部領域５８に結びつけられた１つの光学的結像手段６８
を形成する。この光学的結像手段６８は好ましくはライ
トガイド１０の出口端部領域５８で保持され、かくし
て、集束点１８が同様に光学軸７０上にくるようにその
光学軸が出口端部領域５８内の長手方向４８の連続部分
を表わす形で、帯状部材４０及び４２との関係において
出口端部領域５８内に固定的に配置される。

【００６２】レーザービーム１４は、本発明のライトガ
イドにおいて、ここでは光学的に反射する設計のもので
ある反射壁面４４及び４６でのその反射によって、空間
６０内の入口端部領域５６から出口端部領域５８まで案
内される。レーザーヘッド１２としてのＣＯ₂レーザー
の場合、反射壁面４４及び４６には、例えば、赤外線反
射コーティング好ましくは銅コーティングがほどこされ
ている。

【００６３】さらに、帯状部材４０及び４２は、その固
有の剛性により座屈なしの形体で長手方向４８に対し垂
直でかつ反射壁面４４，４６に対して垂直に屈曲するこ
とのできる材料で作られている。なおここでこの固有の
剛性の程度は、本発明に基づくライトガイドの屈曲が、
入口端部領域５６と出口端部領域５８の間でライトガイ
ドの全長にわたってできるかぎり大きい曲率で生じるよ
うなものである。

【００６４】帯状部材４０及び４２は同様に、長手方向
４８の軸線を中心にしてねじることができる。このた
め、帯状部材４０，４２は好ましくは金属帯、好ましく
は帯鋼、特にはばね鋼帯材でできている。帯状部材４０
及び４２が初期形状に弾性的に復元できるように設計さ
れ、これらの帯状部材４０及び４２は初期形状において
入口端部領域５６と出口端部領域５８の間に曲率を有
し、そのため入口端部領域５６内の長手方向４８が出口
端部領域５８内の長手方向４８と一致しないようになっ
ているような実施態様が特に好まれる。帯状部材４０及
び４２は好ましくは、部分的に円形又はＳ字形の形状に
湾曲している。

【００６５】支持要素５０による帯状部材４０及び４２
の支持に関しては、いくつかの実施態様が考えられる。
全ての実施態様は、支持要素の共通の構成を有してお
り、例えば図２においては、支持要素５０ａがそれぞれ
帯状部材４０及び４２のための支持面８０及び８２を有
している。

【００６６】支持面８０及び８２は、好ましくは、互い
に対向して配置されている。図２に示されている最も単
純な場合において、支持要素５０ａは、円形又は円筒形
の外面８４と中央リセス８６を有するリングであり、こ
れらが２つの支持面８０及び８２を形成する。さらに、
支持要素５０ａは、それ自体ケーシング５２に固定的に
連結されている保持用リング９０の溝８８の中にとりつ
けられている。溝８８は、リング形状に円周方向に延
び、内向きに開放している。

【００６７】支持要素５０ａの円形又は円筒形の外面８
４が溝８８の底部９２にくるように支持され、支持要素
５０ａの端面は溝８８の２つの側壁９４によって案内さ
れる。支持要素５０ａはかくして、保持用リング９０ひ
いてはケーシング５２に対して回転可能に配置されてい
る。

【００６８】リセス８６は、好ましくは、支持要素５０
ａが保持用リング９０内で回転する中心となる回転軸線
９６に対して２つの支持面８０及び８２が対称的に存在
するように配置されている。保持用リング９０に対し固
定的に連結されているケーシング５２は、それ自体弾性
的なホース様の要素か或いは例えば同様に弾性的に屈曲
可能な金属でできた波形管により形成されている。

【００６９】帯状部材４０及び４２の反射壁面４４及び
４６がつねに互いに一定の間隔Ａをもつような形での支
持構造５４内のこれらの帯状部材４０及び４２の案内
は、帯状部材４０及び４２がつねに支持面８０及び８２
に対し押しつけられた状態にあり、かくして支持面８０
及び８２上で長手方向４８に移動可能な形で滑動できる
ということによって、実施される。

【００７０】支持面８０及び８２上に帯状部材４０及び
４２を位置づけるのに必要な力は、バネの形をした弾性
エネルギーアキュムレータ９８により加えられる。この
アキュムレータ９８は支持面８０及び８２からある距離
のところにあるボア１００を通って支持要素５０ａの中
に入り、ボア１００から台形状の２本の脚部１０２及び
１０４としてそれぞれ帯状部材４０及び４２まで延び、
支持面８０，８２から長手方向４８にある距離のところ
で帯状部材４０及び４２にとりつけられている。

【００７１】帯状部材４０及び４２は長手方向４８に圧
縮不能であり従って本発明のライトガイド１０の運動に
際して互いに相対的に動き、特に支持要素５０ａが長手
方向４８にケーシング５２に固定的に連結されている場
合であっても支持要素５０ａとの相対運動も可能となっ
ている。帯状部材４０及び４２の相互の運動可能性、及
び帯状部材４０及び４２と支持要素５０ａとの相対的な
運動可能性は、帯状部材４０及び４２が支持面８０及び
８２上で長手方向４８に滑動可能に支持されていること
により可能になっている。帯状部材４０及び４２の各々
と支持要素５０ａとの相対的動作は、それぞれの帯状部
材４０及び４２上の脚部１０２及び１０４の適用点の間
隔どりにより定められている。従って適用点はつねに、
支持面８０との関係における長手方向４８での帯状部材
の適切な動きが確保されるような形で選択されなくては
ならない。

【００７２】この目的のため、帯状部材４０及び４２の
各々には好ましくは、長手方向４８でそれぞれ支持面８
０及び８２上を滑動する滑動面１０６及び１０８が、そ
れぞれ反射壁面４４及び４６と反対の側に具備されてい
る。本発明に基づくライトガイド１０の第２の変形態様
（図３，４）においては、支持要素５０ｂは保持用リン
グ９０によりケーシング５２内の支持要素５０ａと同じ
方法で保持されており、従ってこれに関しては図２に示
されている第１の変形態様についての説明全てを参照さ
れたい。

【００７３】リセス８６は同様に、支持面８０及び８２
が回転軸線９６に対して対称的に存在するように、回転
軸線９６に対して対称的に配置されている。しかしなが
ら、第１の変形態様とは対照的に、第２の変形態様にお
いては、支持面８０及び８２上の帯状部材４０及び４２
の位置づけは、静磁力によって行なわれる。

【００７４】このため、２つの永久磁石１１０及び１１
２が支持要素５０ｂの中で支持面８０及び８２に近接
し、帯状部材４０及び４２にそれらが及ぼす磁気吸引力
により支持面８０及び８２に対してこれらの帯状部材４
０及び４２を位置づけする。この目的のため、帯状部材
４０及び４２は好ましくは、できるかぎり大きい吸引力
を可能にするため強磁性体で作られている。

【００７５】帯状部材４０及び４２には同様に、支持面
８０及び８２全体にわたり長手方向４８に滑動すること
のできる滑動面１０６及び１０８が具備されている。さ
らに、長手方向４８に対して横方向にリセス８６内で帯
状部材を案内するため側方案内面１１６が具備されてい
る。これらの側方案内面１１６は帯状部材４０及び４２
の反対側のヘリ１１４に押しつけられ長手方向４８に対
し横方向にそれぞれ帯状部材４０及び４２を案内し、か
くして回転軸線９６に平行な長手方向４８のみにおいて
帯状部材４０及び４２の可動性を許容する。

【００７６】図５に示されている本発明に基づくライト
ガイドの第３の変形態様においては、力を加えることに
よって帯状部材４０及び４２を支持面８０及び８２に対
して位置づけするのに、図３及び４に示されている第２
の実施態様と全く同じように、静磁力が用いられる。図
３及び４に示された本発明に基づくライトガイドの第２
の変形態様とは対照的に、この実施態様の支持要素５０
ｃ内に永久磁石１１０及び１１２は具備されていない
が、その代り、各々の帯状部材４０及び４２は、それぞ
れ光学的反射壁面４４及び４６とは反対の側面上に永久
磁化材料のストリップ１２０及び１２２例えば互いに平
行に心合せされた永久磁石を含むプラスチック材料のス
トリップを支持している。

【００７７】永久磁化材料製のこれらのストリップ１２
０及び１２２は同時に、帯状部材４０及び４２から離れ
るように向いたその表面上において、それ自体長手方向
４８でそれぞれ支持面８０及び８２上を滑動する滑動面
１０６及び１０８を形成する。帯磁ストリップ１２０及
び１２２の間で適切な吸引効果を達成するため、支持要
素５０ａは磁化可能な好ましくは強磁性体で作られてお
り、このため、静磁吸引力はこれとストリップ１２０及
び１２２の間で活動状態となり、従って帯状部材４０及
び４２上に固定されたそれぞれのストリップ１２０及び
１２２のため、帯状部材４０及び４２はそれ自体支持面
８０及び８２上に間接的に接触した状態で案内され、ひ
いては支持要素５０ｃとの関係における帯状部材４０及
び４２それぞれの移動可能性は、最初の２つの変形態様
について記述したものと同じ方法で可能となる。

【００７８】図６に示されている本発明のライトガイド
１０の第４の変形態様においては、第２及び第３の変形
態様とは対称的に、活動状態にあるのは静磁力ではなく
静電力である。その他の点については、支持要素５０ｄ
はケーシング５２内での回転のため第１の変形態様と同
じ方法で載置されており、従ってこの点に関しては第１
の変形態様についての記述を参照されたい。

【００７９】リセス８６も又、回転軸線９６に対して対
称的に第１の変形態様と同じ方法で配置されている。帯
状部材４０及び４２と支持面８０及び８２の間の静電相
互作用を達成するため、それぞれ帯状部材４０及び４２
のそれぞれの滑動面１０６及び１０８と支持面８０及び
８２の間には、それぞれ絶縁層１２４及び１２６が配置
されており、従って、支持要素５０ｄとの関係において
異なる電位に帯状部材４０及び４２を連結することが可
能となり、その結果それぞれ絶縁層１２４及び１２６を
介在させることにより支持面８０及び８２の上に間接的
に帯状部材４０及び４２を位置づけするべく支持要素５
０ｄのそれぞれの支持面８０及び８２と帯状部材４０及
び４２の間には静電吸引力が生成されうることになる。

【００８０】それぞれの絶縁層１２４及び１２６はそれ
ぞれ支持面８０及び８２の上に固定されうる。しかしな
がら、絶縁層１２４及び１２６をそれぞれ滑動面１０６
及び１０８上に固定的に配置することも可能であるし、
或いは又これをそれぞれ支持面８０及び８２及び滑動面
１０６及び１０８の両方との関係において自由に滑動さ
せることも可能である。

【００８１】支持要素５０ｄの全てを共通の電位に接続
するためには、これらの要素は好ましくは電線路１２７
により接続され、一方２つの帯状部材４０及び４２は同
様に可とう性の電線路１３０により連結され、さらに帯
状部材４０及び４２ならびに支持要素５０ｄは例えば、
静電吸引力を生成するのに必要とされる電位源に対して
端部領域５６又は５８の一方の中で連結されている。

【００８２】図７及び８に示されている本発明に基づく
ライトガイドの第５の実施態様においては、支持要素５
０ｅは、ケーシング５２内での回転のため保持リング９
０を用いて第１の変形態様と同じ方法でとりつけられて
いる。同様の要領で、支持面８０及び８２は同様に回転
軸９６との関係において対称的に存在している。

【００８３】以上に説明した実施態様とは異なり、帯状
部材４０及び４２は、それぞれ支持面８０及び８２内で
圧力ポケット１３２及び１３４の間の圧力差により支持
面８０及び８２のそれぞれの方向に作用する力の影響を
受ける。ここでは、全ての支持要素５０ｅ内で圧力ポケ
ット１３２及び１３４の全てを互いに連結する負圧ライ
ン１３６がそれぞれの圧力ポケット１３２及び１３４の
各々の中へ開放している。ケーシング５０ｅの内側及び
圧力ポケット１３２及び１３４の外側において支配的で
ある圧力との関係における負の圧力が圧力ポケット１３
２及び１３４内の圧力ライン１３６を介して生成された
場合、帯状部材４０及び４２は力の付加により支持面８
０及び８２に対して保持されるが、これらの帯状部材は
それぞれの滑動面１０６及び１０８で、長手方向４８に
それぞれ支持面８０及び８２の上で滑動することができ
る。

【００８４】図９に示されている本発明に基づくライト
ガイドの第６の変形態様は、図７及び図８に示されてい
る変形態様と同じ原則に基づいているが、相異は、圧力
ポケット１３２及び１３４がケーシング５２の内部の残
りの部分との関係における負の圧力にとどまるもののさ
らにこれらのポケットの中を冷却液が流れるという点に
ある。

【００８５】この実施態様においては、それぞれスタブ
ライン１４４及び１４６を介して圧力ポケット１３２及
び１３４に連結されている冷却液用のフィードライン１
４０と冷却液用のドレンライン１４２が各支持要素５０
ｆまでつながっており、フィードライン１４０及びドレ
ンライン１４２は、帯状部材４０及び４２がそれぞれ圧
力ポケット１３２及び１３４内の負圧による力の付加に
よって支持面８０及び８２と接触した状態になおも保持
されそれぞれ支持面８０及び８２の上をその滑動面１０
６及び１０８で滑動するように、ケーシング５２内の大
気圧より下の圧力レベルにある。

【００８６】上述の変形態様の各々において、発明に基
づくライトガイド１０の中のレーザービーム１４が案内
される空間６０は、２つの反射壁面４４及び４６により
限定されていたものであって、２つの反射面４４及び４
６によって限定されていない開放側の領域内では閉じら
れていない。発明に基づくライトガイドの第２の実施態
様において、図１０及び１１に示されているように空間
６０はこれらの開放側の領域内で側壁セクション（区画
部分）１５０及び１５２によって限定され、これらの側
壁セクション１５０及び１５２はそれぞれ帯状部材４０
及び４２の側方リム１５４及び１５６に沿って延びる。

【００８７】側壁セクション１５０及び１５２の各々は
好ましくは、それぞれ２つの帯状部材４０及び４２の動
きに追従することができるような融通性ある設計のもの
である。この目的のため、側壁セクション１５０及び１
５２はそれぞれ、各々支持要素５０の１つの上で中央領
域と共に保持されそれぞれ帯状部材４０及び４２の側方
リム１５４及び１５６に沿って好ましくはそれぞれ側方
リム１５４及び１５６からわずかな距離のところでそれ
ぞれの支持要素のいずれかの側に延びている単一の壁部
分要素１５８で構成されている。

【００８８】壁部分要素１５８の各々は、その端部１６
０において丸味がつけられており、かくして連続する壁
部分要素１５８はその丸くなった端部で互いの方を指す
ものの好ましくはその丸くなった端部が長手方向４８に
連続して互いからわずかな間隔どりのところにある状態
で配置されるようになっている。従って、壁部分要素１
５８は好ましくは、次に続く支持要素からの間隔どりの
ほぼ半分ほどの距離だけそれらを保持する支持要素から
延びるような形で設計されている。

【００８９】空間６０の側部から出射しそして空間６０
の側部へ戻るレーザービーム１４の成分を全て反射させ
るために、壁部分要素１５８の全てには、その帯状部材
４０及び４２に面する内部側面１６２に光学的反射性コ
ーティング、特に反射壁面４４及び４６を形成する帯状
部材４０及び４２のコーティングと同じものであってよ
い赤外線反射コーティングがほどこされている。

【００９０】全ての支持要素５０がケーシング５２内で
回転するようとりつけられているという事実のため、次
に続く壁部分要素に対して一定の回転角度で各壁部分要
素１５８をオフセットできることから、壁部分要素１５
８が具備されている場合には長手方向に帯状部材４０及
び４２をねじることも可能である。このねじりにもかか
わらずできるかぎり優れた空間６０閉鎖を確保するた
め、壁部分要素１５８は、間隔どりＡの方向すなわち反
射壁面４４及び４６に対して垂直に、間隔どりＡよりも
大きい広がりをもつような又、帯状部材４０及び４２が
その初期位置にある場合壁部分要素１５８が空間６０に
対して対称的に配置されこの空間を超えて延びるような
広がり寸法のものである。この場合、帯状部材４０及び
４２のねじりはわずかな回転角度のまわりで連続する壁
部分要素１５８のわずかなずれをひき起こすが空間６０
の側面での被りは、壁部分要素１５８の領域内でなおも
維持される。

【００９１】これ以外、第２の実施態様は第１の実施態
様と同じであり、従って同じ部品は同じ参照番号を有し
ており、その設計の詳細については第１の実施態様につ
いての記述を参照されたい。帯状部材４０及び４２なら
びにケーシング５２の設計に関しては、図１２に示す本
発明に基づくライトガイドの第３の実施態様１０′は、
発明に基づくライトガイド１０の第１の実施態様及びそ
の全ての変形態様と同じであり、従ってこの点について
は第１の実施態様についての説明を参照されたい。

【００９２】しかしながら第１の実施態様とは対照的
に、端部領域５６′は、ライトガイドレーザーとして設
計されているレーザーヘッド１２に直接連結されておら
ず、その代りにレーザービーム１４′は、例えば軸１７
２に対して対称的なレーザービーム１４′の場合凸レン
ズ１７４とそれに続く凹レンズ１７６を伴う円柱形の光
学的手段で構成されている光学的結合手段１７０を用い
て結合されている。レーザービーム１４′はまず凸面円
柱レンズに衝突し、このレンズにより集束され、次に、
帯状部材４０及び４２の壁面４４及び４６の幅Ｂ及び間
隔どりＡに相応する矩形断面をもつレーザービーム１
４′を生成する円柱分散レンズに衝突する。

【００９３】最も単純なケースにおいて、特にレーザー
ビーム１４′がすでに幅Ｂの方向にほぼこの幅に一致す
るか又はそれよりも小さい広がりを有している場合、円
柱レンズ１７４及び１７６が、互いに平行でかつ端部領
域５６′内で壁面４４及び４６から延びる平面に対して
平行に延びる円柱軸を有するのが適切である。レーザー
ビーム１４′が端部領域５６′において壁面４４及び４
６の平面内に異なる広がりを有する場合、円柱レンズ１
７４及び１７６は、もう一本の軸すなわち壁面４４及び
４６上に垂直に立つ軸を中心とする円柱形に設計され、
かくして幅Ｂの方向におけるレーザービーム１４′の広
がりの適合をも可能にしなくてはならない。

【００９４】この点以外では、ライトガイド１０′はラ
イトガイド１０と同じであり、従って残りの特徴につい
ての説明に関しては、第１のライトガイド１０について
の説明を参照されたい。図１３及び１４に示されている
発明に基づくライトガイドの第４の実施態様は、原則と
して図３に示されている第１の実施態様の第２の変形態
様と同じ設計のものである。このような理由から、同じ
参照番号が用いられる。これらの参照番号のついた個々
の部品の説明については、同様に、第１の実施態様及び
その第２の変形態様についての説明を全面的に参照され
たい。

【００９５】第１の実施態様とは対照的に、帯状部材４
０′及び４２′には、ライトガイド表面４４′及び４
６′の間のその中心における間隔どりＡ１が最大の間隔
であり反射壁面４４及び４６の側方リムにおける間隔ど
りＡ２が最小の間隔となるように長手方向４８に対して
対称的に反射壁面４４′及び４６′の幅Ｂの方向で長手
方向４８に対し横方向に湾曲している凹湾曲反射壁面４
４′及び４６′が具備されている。

【００９６】２つの表面４４′及び４６′の曲率は好ま
しくは、Ａ１とＡ２の間の差が例えばＡ１及びＡ２から
平均値として決定することのできる平均間隔Ａよりもか
なり小さいものとなるように非常にわずかなものであ
る。反射壁面４４′は好ましくは半径Ｒ１の円筒形表面
の帯状部材であり、壁面４６′は半径Ｒ２の円筒形表面
の帯状部材である。半径Ｒ１及びＲ２は好ましくは同一
である。半径Ｒ１及びＲ２の寸法は好ましくは、２つの
反射壁面４４′及び４６′の間隔どり特に平均間隔どり
Ａよりもかなり小さくなるようなものである。例えば、
５mm乃至２０mmの帯状部材４０′及び４２′の幅で、そ
れぞれ半径Ｒ１及びＲ２は、１００mmから２０００mmの
間である。

【００９７】図１４に示されているように、帯状部材４
０′及び４２′は好ましくは、平坦な設計の支持面８０
及び８２に対してそれぞれ押しつけられうるように長手
方向４８に対して垂直にそれぞれ反射壁面４４′及び４
６′と反対の側面で平坦な設計をもつ。しかしながら、
それぞれ反射壁面４４′及び４６′から離れるように向
いた側面が凸状の設計のものでありそのためこの壁面の
方は互いに対面している表面の曲率がほぼ同一である状
態でそれぞれ凹状支持面８０及び８２内に存在するよう
になっていることも可能である。

【００９８】図１５に示されている本発明に基づくライ
トガイドの第５の実施態様は、互いに続いて全て接合さ
れた第１のセグメント１８０、第２のセグメント１８
２、第３のセグメント１８４及び第４のセグメント１８
６を含む。第１のセグメント１８０の中では、帯状部材
４０及び４２は、第１のセグメント１８０の第１の端部
１８８が第１のセグメント１８０の第２の端部１９０に
対して不動であるように支持要素５０により保持されて
いる。この場合、支持要素５０は好ましくは剛性管１９
２の中に移動不可能でかつ回転不可能な形で配置されて
いる。

【００９９】端部１８８においてこのライトガイドは例
えばレーザーに連結されている。ねじりセグメントとし
て設計されている第２のセグメント１８２は端部１９０
に対して第１の端部１９４で連結され、第１の端部との
関係においてねじり軸１９８を中心にしてねじることの
できる第２の端部１９６を有し、こうしてこのねじり軸
１９８は直線でありつづける。図２と関連して上述した
ように、支持要素５０はこの目的のためねじり軸１９８
を中心にして回転するように保持リング９０の中にとり
つけられており、ここで保持リング９０は全て、支持要
素５０の全てがねじり軸１９８と同軸的に保持リング９
０の中で回転可能となるようにする剛性管２００の中に
配置されている。

【０１００】従って帯状部材４０及び４２は、図１５及
び１６に示されているように例えば９０度といった角度
にわたり第１の端部１９４における壁面４４及び４６の
心合せとの関係において反射壁面４４及び４６が第２の
端部１９６で回転させられるように、全体としてねじり
軸１９８のまわりでねじることができる。ねじりを制限
するため、互いとの関係における支持要素５０の回転可
能性は好ましくはストッパ要素により限定されている。

【０１０１】第１のセグメントと第２のセグメントの間
の連結は、例えば、好ましくは同様に制限された範囲ま
で移動可能である管１９２及び２００の間での回転式連
結によって実施される。この回転式連結２０２は例え
ば、管１９２及び管２００の両方が、連結リング２１０
の溝２０８と回転可能な形で係合するそれぞれフランジ
２０４及び２０６を含むように設計されている。

【０１０２】第３のセグメント１８４は第１のセグメン
ト１８０と同じ方法で設計されている。すなわち第３の
セグメントの２つの端部２１２及び２１４は、好ましく
は第１のセグメントと第２のセグメント１８２の間の回
転式連結と全く同じ設計のものである回転式連結により
管２００に同様に連結されている剛性管２１６の中に回
転不能かつ移動不能な形で全ての支持要素５０が同様に
保持されるように、互いとの関係において移動も回転も
できない。

【０１０３】この第３のセグメントに近接しているの
が、屈曲セグメントとして設計され第１の端部２１８及
び第２の端部２２０を有する第４のセグメント１８６で
ある。第２の端部２２０は、第４のセグメント１８６の
中で帯状部材４０及び４２の反射壁面４４及び４６上に
垂直に立っている移動平面２２２の中で、第１の端部２
１８との関係において移動可能である。従って第４のセ
グメントの中では、帯状部材４０及び４２はねじり無し
に移動平面２２２内で屈曲可能である。

【０１０４】これを達成するため、支持要素５０は、例
えば２つの連続する支持要素５０の間の中間にあり反射
壁面４４及び４６に対して平行にすなわち移動平面２２
２に対して垂直に心合せされている傾動軸２２４を中心
にして互いに傾動可能である。支持要素５０の各々に
は、帯状部材４０及び４２のいずれかの側で先行する支
持要素の方向に延びる２本のアーム２２６ならびに後続
する支持要素の方向に延びる２本のアーム２２８が具備
され、先行する支持要素５０のアーム２２８は、それぞ
れの傾動軸２２４と同軸的に心合せされているピン２３
０を用いて後続する支持要素５０のアーム２２６上にヒ
ンジ留めされている。

【０１０５】アーム２２６及び２２８はそれぞれの支持
要素５０に固定的に連結されているため、支持要素５０
は全て傾動軸２２４を中心にして互いとの関係において
傾動可能であるだけで、長手方向を中心にして回転はで
きず、従って長手方向を中心にした帯状部材４０及び４
２のねじりは排除される。傾動可能性は好ましくは同様
にストッパ要素によっても限定される。

【０１０６】さらに、図１７及び１８に示されているよ
うに、支持要素５０の方は、ライトガイド全体のケーシ
ング５２の中に配置されこのケーシングによって囲まれ
ており、ケーシング５２は第４のセグメント１８６内で
のみ延びるか或いは又同様に管２１６，２００及び１９
２全体にわたっても延びている。第４のセグメント１８
６の領域内においてのみ、ケーシング５２は融通性ある
設計のもの例えば波形管又は波形ホースの形状のもので
あることが必要である。

【０１０７】さらに、第４のセグメントにおいては、支
持要素５０は、第３のセグメントの端部２１４において
管２１６又は支持要素４０のいずれかと、回転不能かつ
移動不能な形で端部２１８で連結されている。合計し
て、第５の実施態様に従った本発明に基づくライトガイ
ドは第１のセグメント１８０の端部１８８との関係にお
ける第４のセグメント１８６の端部２２０の可動性に関
して、異なる動きを担当する２つの領域すなわち、移動
平面２２２内の可動性を可能にする第４のセグメント
と、第１のセグメントの端部１８８との関係において第
４のセグメントの端部２２０が空間内で融通性ある形で
動くことができるようにねじり軸１９８を中心とする回
転を可能にする第２のセグメント１８２を有している。
なおここでこの可動性は、ねじり軸１９８を中心とする
回転及び移動平面２２２内の屈曲で構成されている。発
明に基づくライトガイドにさらに高度の融通性がある場
合、移動平面内のねじり又は屈曲を可能にするさらなる
セグメントを挿入することが可能である。

【０１０８】原則として、第１のセグメント１８０及び
第３のセグメント１８４は絶対的に必要なものではな
い。しかしながら、これらは、セグメント１８２からセ
グメント１８６までそして第２のセグメント１８２とレ
ーザーへの連結の間で、全てのセグメント１８０，１８
２，１８４及び１８６を通過する帯状部材４０及び４２
の遷移を改善する。

【０１０９】本開示は、本書に参考としてその全明細が
内含される１９９１年３月２９日付のドイツ特許出願明
細書第Ｐ４１．３７．２５６．５−５１号に開示されて
いる内容に関連する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のライトガイドの第１の実施態様とレー
ザーヘッドを伴う本発明に基づくレーザーシステムの概
略的斜視図である。

【図２】支持要素の領域内での図１に従ったライトガイ
ドの第１の変形態様の中を通る部分縦断面図である。

【図３】長手方向におけるその支持要素の１つの平面図
を伴う、本発明に基づくライトガイドの第２の変形態様
の中を通る横断面図である。

【図４】ライトガイドの第２の変形態様の支持要素の中
を通る図３の線４−４に沿った断面図である。

【図５】本発明に基づくライトガイドの第３の変形態様
の支持要素を通る図４と類似の断面図である。

【図６】本発明に基づくライトガイドの第４の変形態様
の支持要素を通る図４と類似の断面図である。

【図７】支持要素を通って延びる本発明に基づくライト
ガイドの第５の変形態様を通る横断面図である。

【図８】第５の変形態様の支持要素を通る図４に類似し
た断面図である。

【図９】本発明に基づくライトガイドの第６の変形態様
の支持要素を通る図７に類似した断面図である。

【図１０】部分的に分解図で表わされた壁部分要素と帯
状部材を含む本発明に基づくライトガイドの第２の実施
態様を通る縦断面図である。

【図１１】図１０の縦断面図のものに対して垂直な切断
平面を有する第２の実施態様を通る縦断面図である。

【図１２】レーザーヘッドに面する端部領域内での本発
明に基づくライトガイドの第３の実施態様の部分的斜視
図である。

【図１３】第４の実施態様の図３に類似した図である。

【図１４】それぞれの壁面を伴う２つの帯状部材の部分
拡大図である。

【図１５】第５の実施態様の図１に類似した概略的斜視
図である。

【図１６】図１５の第２のセグメントの部分拡大断面図
である。

【図１７】図１５の第４のセグメントの矢印Ａの方向で
の拡大部分平面図である。

【図１８】図１７の矢印Ｂの方向での平面図である。

【符号の説明】

１０…ライトガイド１２…レーザーヘッド１４…レーザービーム４０，４２…帯状部材４４，４６…反射壁面４８…長手方向５０…支持要素５２…ケーシング５４…支持構造５６…入口端部領域５８…出口端部領域６０…空間

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】可とう性を有するように第１の領域（５
８）が第２の領域（５６）に対して可動である平板状又
は帯状のライトガイドにおいて、長手方向に延びかつ該長手方向に対して横方向に一定の
幅を有する第１及び第２の光学的反射壁面（４４，４
６）を含み、該第１及び第２の反射壁面が、互いに対向
して一定の間隔を置いて延び、かつ反射により長手方向
に放射が案内される空間を形成し、各反射壁面（４４，
４６）は、固有の剛性によって座屈なしの形体で前記長
手方向に対し垂直に屈曲可能な帯状部材（４０，４２）
により担持されており、該帯状部材（４０，４２）の前記反射壁面（４４，４
６）は互いにほぼ一定の間隔をとって支持構造（５４）
により保持され、該支持構造（５４）は、前記長手方向（４８）に並んで
配置される複数の支持要素（５０）を備え、該支持要素
（５０）は互いに連結されて前記支持構造（５４）を形
成し、該支持要素（５０）は前記長手方向（４８）に並んで配
置される支持面（８０，８２）を有し、さらに、該帯状部材（４０，４２）が前記長手方向（４８）に滑
動可能に前記支持面（８０，８２）に支持されるように
該帯状部材に力を付加する手段を備えたことを特徴とす
るライトガイド。
【請求項２】前記帯状部材（４０，４２）は初期形状
に弾性的に復元するように設計されていることを特徴と
する請求項１に記載のライトガイド。
【請求項３】前記帯状部材（４０，４２）は初期形状
において屈曲されていることを特徴とする請求項２に記
載のライトガイド。
【請求項４】前記帯状部材（４０，４２）は前記反射
壁面（４４，４６）に対して垂直方向に屈曲可能である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載
のライトガイド。
【請求項５】前記帯状部材（４０，４２）は前記長手
方向（４８）にねじることができることを特徴とする請
求項１から４のいずれか１項に記載のライトガイド。
【請求項６】前記支持構造（５４）は前記帯状部材
（４０，４２）に沿って前記長手方向（４８）に延びて
いることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に
記載のライトガイド。
【請求項７】前記支持構造（５４）は少なくとも部分
的に前記帯状部材（４０，４２）のまわりに係合してい
ることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記
載のライトガイド。
【請求項８】前記支持要素（５０）は、該ライトガイ
ド（１０）の長手方向（４８）に延びる弾性変形可能な
長手方向連結要素（５２）により前記支持構造（５４）
を形成していることを特徴とする請求項１に記載のライ
トガイド。
【請求項９】前記支持要素（５０）の各々は各帯状部
材（４０，４２）に対し支持面（８０，８２）を有する
ことを特徴とする請求項８に記載のライトガイド。
【請求項１０】前記支持要素（５０）は互いに反対側
に支持面（８０，８２）を担持していることを特徴とす
る請求項９に記載のライトガイド。
【請求項１１】前記支持要素（５０）は前記長手方向
連結要素（５２）に回転可能に載置されていることを特
徴とする請求項８に記載のライトガイド。
【請求項１２】前記長手方向連結要素（５２）は前記
支持要素（５０）を囲んでいることを特徴とする請求項
８に記載のライトガイド。
【請求項１３】前記支持要素（５０）は前記長手方向
連結要素（５２）内で該長手方向連結要素（５２）に対
して回転可能であることを特徴とする請求項１２に記載
のライトガイド。
【請求項１４】前記長手方向連結要素（５２）は弾性
的なケース状管であることを特徴とする請求項８に記載
のライトガイド。
【請求項１５】前記長手方向連結要素（５２）は波形
管であることを特徴とする請求項１４に記載のライトガ
イド。
【請求項１６】前記帯状部材（４０，４２）に力を付
加する手段は弾性要素（９８）からなることを特徴とす
る請求項１に記載のライトガイド。
【請求項１７】各々の支持要素（５０）には、前記帯
状部材と係合しこれを前記支持面に対し押すバネ（９
８）が備わっていることを特徴とする請求項１６に記載
のライトガイド。
【請求項１８】前記帯状部材（４０，４２）に力を付
加する手段は前記帯状部材（４０，４２）を静磁力の作
用により前記支持面（８０，８２）に対して位置づける
ことを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項１９】前記帯状部材（４０，４２）は、永久
磁石（１１０）により前記支持面（８０，８２）に対し
て位置づけされていることを特徴とする請求項１８に記
載のライトガイド。
【請求項２０】前記帯状部材（４０，４２）は強磁性
体を含み、各支持要素（５０）は永久磁石（１１０，１
１２）を含むことを特徴とする請求項１９に記載のライ
トガイド。
【請求項２１】前記帯状部材には永久磁石（１２０，
１２２）が具備され、各々の支持要素（５０）は強磁性
体を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載のラ
イトガイド。
【請求項２２】前記帯状部材（４０，４２）に力を付
加する手段は前記帯状部材（４０，４２）を静電力の作
用により前記支持面上に位置づけらることを特徴とする
請求項１に記載のライトガイド。
【請求項２３】前記支持要素（５０）は前記帯状部材
（４０，４２）に対して異なる電位に接続されているこ
とを特徴とする請求項２２に記載のライトガイド。
【請求項２４】絶縁層（１２４）が前記支持面（８
０，８２）上に載っていることを特徴とする請求項２３
に記載のライトガイド。
【請求項２５】前記帯状部材（４０，４２）に力を付
加する手段は前記帯状部材（４０，４２）を該帯状部材
に作用する圧力差の力の作用によって前記支持面（８
０，８２）に対して位置づけることを特徴とする請求項
１に記載のライトガイド。
【請求項２６】圧力ポケット（１３２，１３４）が前
記支持面（８０，８２）のそばに具備されていることを
特徴とする請求項２５に記載のライトガイド。
【請求項２７】周囲環境に対する負圧がこの圧力ポケ
ット（１３２，１３４）内を支配していることを特徴と
する請求項２６に記載のライトガイド。
【請求項２８】全ての支持要素の前記圧力ポケット
（１３２，１３４）は負圧ライン（１３６）により相互
に接続されていることを特徴とする請求項２７に記載の
ライトガイド。
【請求項２９】冷却液がこの圧力ポケット（１３２，
１３４）の中を流れることを特徴とする請求項２６に記
載のライトガイド。
【請求項３０】前記帯状部材（４０，４２）は冷却液
の流れによって冷却されることを特徴とする請求項１に
記載のライトガイド。
【請求項３１】前記支持要素（５０）は冷却液の流れ
と共に冷却されることを特徴とする請求項１に記載のラ
イトガイド。
【請求項３２】前記放射を案内するための空間（６
０）は、反射する側壁部分（１５０，１５２）により帯
状部材（４０，４２）の間の側で閉鎖されていることを
特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項３３】前記側壁部分（１５０，１５２）は前
記帯状部材（４０，４２）の前記壁面（４４，４６）に
対し垂直な方向に移動可能であることを特徴とする請求
項３２に記載のライトガイド。
【請求項３４】前記側壁部分（１５０，１５２）は前
記長手方向（４８）を中心としてねじることができるこ
とを特徴とする請求項３３に記載のライトガイド。
【請求項３５】前記側壁部分（１５０，１５２）は複
数の壁部分要素（１５８，１６０）を含むことを特徴と
する請求項３３に記載のライトガイド。
【請求項３６】前記壁部分要素（１５８，１６０）は
次々に配置されていることを特徴とする請求項３５に記
載のライトガイド。
【請求項３７】前記壁部分要素（１５８，１６０）は
互いに一定の間隔をとって配置されていることを特徴と
する請求項３６に記載のライトガイド。
【請求項３８】前記側壁部分（１５０，１５２）は前
記支持構造（５４）上に保持されていることを特徴とす
る請求項３３に記載のライトガイド。
【請求項３９】前記側壁部分要素（１５８，１６０）
は前記支持要素（５０）により保持されていることを特
徴とする請求項３８に記載のライトガイド。
【請求項４０】側壁部分（１５０，１５２）の前記壁
部分要素（１５８，１６０）は互いに移動可能であるこ
とを特徴とする請求項３５に記載のライトガイド。
【請求項４１】前記壁部分要素（１５８，１６０）は
互いに向かい合うその端部において丸味がついているこ
とを特徴とする請求項３５に記載のライトガイド。
【請求項４２】前記壁部分要素（１５８，１６０）の
前記丸味のついた端部は互いからわずかな距離をおいて
間隔どりされていることを特徴とする請求項４１に記載
のライトガイド。
【請求項４３】前記側壁部分（１５０，１５２）は前
記帯状部材（４０，４２）の側縁部からわずかな間隔ど
りで配置されていることを特徴とする請求項３２に記載
のライトガイド。
【請求項４４】前記壁面（４４′，４６′）の１つは
前記長手方向（４８）に対し横方向に凹湾曲を有するこ
とを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項４５】前記湾曲は、前記長手方向（４８）に
対して対称的に延びていることを特徴とする請求項４４
に記載のライトガイド。
【請求項４６】前記長手方向（４８）に対して横方向
に前記壁面（４４′，４６′）の間でこの壁面（４
４′，４６′）の前記湾曲によりひき起こされた間隔ど
りの変化は、これらの壁面（４４′，４６′）の間の平
均間隔どりに比べ小さいことを特徴とする請求項４４に
記載のライトガイド。
【請求項４７】曲率半径（Ｒ１，Ｒ２）は前記壁面
（４４′，４６′）の間の平均間隔どりに比べ１０の数
乗分大きいことを特徴とする請求項４４に記載のライト
ガイド。
【請求項４８】両方の壁面（４４′，４６′）共に凹
湾曲を有することを特徴とする請求項４４に記載のライ
トガイド。
【請求項４９】前記帯状部材（４０，４２）は前記長
手方向（４８）に対し平行なねじり軸（１９８）を中心
にしてねじりセグメント（１８２）内でねじることがで
きることを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項５０】前記ねじり軸（１９８）は直線である
ことを特徴とする請求項４９に記載のライトガイド。
【請求項５１】前記帯状部材（４０，４２）は、屈曲
セグメント（１８６）内で長手方向に屈曲可能であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項５２】長手方向屈曲の間、前記壁面（４４，
４６）は基本的に、前記帯状部材（４０，４２）が長手
方向屈曲中に中を移動する移動平面（２２２）に対し垂
直に立っていることを特徴とする請求項５１に記載のラ
イトガイド。
【請求項５３】前記ねじりセグメント（１８２）及び
前記屈曲セグメント（１８６）は互いに重複しないよう
に配置されていることを特徴とする請求項４９に記載の
ライトガイド。
【請求項５４】長手方向においてねじれず屈曲しない
セグメント（１８４）が、前記ねじりセグメント（１８
２）と前記屈曲セグメント（１８６）の間に配置されて
いることを特徴とする請求項５３に記載のライトガイ
ド。
【請求項５５】前記ねじりセグメント（１８２）内の
支持構造（５４）は前記帯状部材（４０，４２）のねじ
りを可能にするよう設計されていることを特徴とする請
求項４９に記載のライトガイド。
【請求項５６】前記ねじりセグメント（１８２）内の
前記支持構造（５４）は前記帯状部材（４０，４２）の
ねじりを限定するよう設計されていることを特徴とする
請求項５５に記載のライトガイド。
【請求項５７】前記ねじりセグメント（１８２）内の
支持要素（５０）は前記直線方向づけされたねじり軸
（１９８）を中心にして互いに回転可能であることを特
徴とする請求項５５に記載のライトガイド。
【請求項５８】前記支持構造（５４）は前記支持要素
（５０）を回転可能な形で受け入れるための直線方向づ
けされた補強要素（２００）を有することを特徴とする
請求項５７に記載のライトガイド。
【請求項５９】前記屈曲セグメント（１８６）内の前
記支持構造（５４）は前記帯状部材（４０，４２）の長
手方向屈曲を可能にするよう設計されていることを特徴
とする請求項５１に記載のライトガイド。
【請求項６０】前記屈曲セグメント（１８６）内の前
記支持構造（５４）は前記帯状部材（４０，４２）の長
手方向屈曲を限定するよう設計されていることを特徴と
する請求項５９に記載のライトガイド。
【請求項６１】前記屈曲セグメント（１８６）内の前
記支持要素（５０）は前記長手方向（４８）に対して横
方向に互いに移動可能であることを特徴とする請求項５
９に記載のライトガイド。
【請求項６２】前記屈曲セグメント内の前記支持要素
は、互いに平行に延び前記長手方向（４８）に対して横
方向にかつ前記壁面（４４，４６）に対して平行に方向
づけされた傾動軸（２２４）を中心にして傾動可能であ
ることを特徴とする請求項６１に記載のライトガイド。
【請求項６３】レーザービームを集束させるための光
学的手段（６８）がその端部に具備されていることを特
徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項６４】前記レーザービームを多くの方向に同
じ広がりをもつ断面（６４）にまで拡張させる円柱形光
学手段（６２）ならびにそれに続いて、正方形の断面に
拡張された前記レーザービームを集束する光学的集束手
段（６６）が含まれていることを特徴とする請求項６３
に記載のライトガイド。
【請求項６５】請求項１から５５のいずれか１項に記
載のライトガイド（１０）が定置式レーザーヘッド（１
２）に連結されていることを特徴とする定置式レーザー
ヘッドを含むレーザーシステム。
【請求項６６】前記レーザーヘッド（１４）はライト
ガイドレーザーであることを特徴とする請求項６５に記
載のレーザーシステム。
【請求項６７】前記ライトガイド（１０）は、レーザ
ービームを整形するための光学的手段が間に連結される
ことなく前記レーザーヘッド（１２）に連結されている
ことを特徴とする請求項６５に記載のレーザーシステ
ム。
【請求項６８】前記ライトガイド（１０）の前記帯状
部材（４０，４２）の壁面（４４，４６）は、少なくと
も前記レーザーヘッド（１２）から出射するレーザービ
ーム（１４）の前記幅（ｂ）に一致する幅（Ｂ）を前記
長手方向に対し横方向に有していることを特徴とする請
求項６７に記載のレーザーシステム。
【請求項６９】前記ライトガイド（１０）の前記帯状
部材（４０，４２）の前記壁面（４４，４６）は前記レ
ーザーヘッドの前記ライトガイド表面の間隔どりに一致
する間隔どり（Ａ）を有することを特徴とする請求項６
６に記載のレーザーシステム。
【請求項７０】前記帯状部材（４０，４２）の前記壁
面（４４，４６）は前記レーザーヘッド（１２）の前記
ライトガイド表面（２８，３０）と直接心合せされた状
態にあることを特徴とする請求項６９に記載のレーザー
システム。