JP3546532B2

JP3546532B2 - 光スキャナ装置

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Publication number: JP3546532B2
Application number: JP13044495A
Authority: JP
Inventors: 賢三小幡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: US5635708A; JPH0863541A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光学的情報が付された読み取り対象に光を照射し、その反射光を受光することにより、光学的情報に対応した電気信号を発生する光スキャナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、バーコード等の光学的情報が付された読み取り対象から光学的情報を読み取る光学的情報読取装置では、読み取り対象に対してレーザ光等の光を照射し、その反射光を受光することにより、光学的情報に対応した電気信号を発生する光スキャナ装置が使用されている。
【０００３】
またこの種の光スキャナ装置としては、例えば特開平３−１７９５８０号公報に開示されているように、照射光走査のための光走査用ミラーと、反射光受光のための受光用ミラーとを一体化して、光スキャナ装置の小型化を図ったものが知られている。
【０００４】
すなわち、従来より、例えば図１１に示す如く、バーコードラベル８０からバーコード８０ａを読み取るバーコードリーダ８２に使用される光スキャナ装置として、バーコードラベル８０を照射するための光をコリメーティングレンズ８４ａを介して平行光線として出力する光源８４と、光源８４から出力された光を反射してバーコードラベル８０を光走査するための光走査用の平面鏡８６と、この光走査によってバーコードラベル８０から反射してくる反射光を受光して電気信号に変換する受光素子８８と、バーコードラベル８０からの反射光を受光素子８８に導く受光用の凹面鏡９０と、この受光用ミラー９０にて受光素子８８側に導かれた反射光を受光素子８８の受光位置に集光させる受光用レンズ９２とを備え、光走査用の平面鏡８６を凹面鏡９０の略中心位置に取付け、これら一体化された平面鏡８６及び凹面鏡９０をモータ９４の回転軸に固定することにより、モータ９４の回転によって光走査及び反射光受光のための制御を同時に行なえるようにした光スキャナ装置が知られている。
【０００５】
なお、図１１において、符号９６は、バーコードラベル８０への照射光及びバーコードラベル８０からの反射光を通過させるためにバーコードリーダ８２に形成された窓を表わし、符号９８は光スキャナ装置を起動して、バーコード８０ａの読み取りを行なうための指令を入力するスイッチを表わしている。
【０００６】
上記の構成された従来の光スキャナ装置においては、光源８４からコリメーティングレンズ８４ａを介して出力された光が、平面鏡８６にて反射され、窓９６から外部に放射される。平面鏡８６は、モータ９４の回転に従って左右に揺動するため、この揺動によって走査ラインを形成する。従って、この走査ライン上にバーコードラベル８０等の読み取り対象を配設しておけば、照射光が読み取り対象上を乱反射することになる。そして、この乱反射された反射光は、窓９６を通って凹面鏡９０に到達し、凹面鏡９０によって受光素子８８方向に導かれ、更に受光レンズ９２を介して受光素子８８の受光位置に集光される。このとき、凹面鏡９０は平面鏡８６と共に揺動されるため、反射光を常に受光素子８８方向に導くようになり、受光素子８８にて反射光を効率良く受光できるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来の光スキャナ装置においては、光走査用の平面鏡８６と受光用の凹面鏡９０とを一つのモータ９４により同時に揺動させているため、読み取り対象の光走査及び反射光の受光を効率良く行なうことができ、しかもその装置構成を簡素化することができるようになるのであるが、従来では、平面鏡８６を装着した凹面鏡９０をモータ９４により揺動させているため、モータ９４の回転軸に加わる荷重が大きく、モータ９４により平面鏡８６及び凹面鏡９０を高速に揺動させることができないといった問題があった。
【０００８】
また、樹脂等により平面鏡８６及び凹面鏡９０に対応した所定形状の基台を形成し、その表面にアルミや金等をメッキしたものを使用すれば、モータ９４に加わる荷重を低減することはできるものの、モータ９４に取り付けられる反射鏡部分は大きいため、モータ９４にも比較的大きなものを使用しなければならず、反射鏡部分を単に軽量化しただけでは反射鏡部分を高速に揺動させることはできないといった問題もある。
【０００９】
すなわち、従来の光スキャナ装置によれば、モータ自身の特性からくる限界やミラー重量からくる制限等により、光走査を数１０Ｈｚ程度の速度で実行することはできるものの、数ｋＨｚといった高速では行なうことができなかったのである。
【００１０】
また、このように従来の光スキャナ装置においては、モータ９４の回転軸に読み取り対象からの反射光を集光可能な大きな反射鏡を取り付ける必要があるため、外部から衝撃を受けると、回転軸に大きな衝撃荷重が加わり、回転軸が変形するといったこともあり、耐衝撃性，耐震性等にも問題があった。
【００１１】
また更に、従来では、モータの回転により光走査及び受光のための反射鏡を揺動させているため、走査方向はモータの回転方向に応じた１次元方向に制限されてしまい、例えば、複数列のバーコードが形成されたバーコードラベルから各バーコードを読み取るために、一方向への光走査を照射位置を変更しながら複数回行なうといったことはできなかった。つまり、従来の光スキャナ装置では、光走査及び受光のための反射鏡を１次元方向には変位させることができるものの、２次元方向には変位させることができなかったのである。
【００１２】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、モータを使用した従来の光スキャナ装置に比べて、光学的情報の検出精度を低下させることなく、走査速度を向上し、しかも軽量化により耐衝撃性，耐震性に優れた光スキャナ装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
光学的情報が付された読み取り対象を照射するための照射光を発生する発光手段と、
該発光手段からの照射光が上記読み取り対象に当たって反射してくる反射光を受光して電気信号に変換する受光手段と、
上記発光手段からの照射光を所定の走査方向に振らせて上記読み取り対象を光走査すると共に、上記読み取り対象からの反射光を上記受光手段の受光面に集光する光走査手段と、
を備えた光スキャナ装置において、
上記光走査手段が、
片面が光を反射可能な鏡面に形成された光走査用板状部材と、
該光走査用板状部材の周囲に配設され、片面が光を反射可能な鏡面に形成された複数の受光用板状部材と、
上記光走査用板状部材及び上記複数の受光用板状部材を、夫々、所定の固定台上に、上記鏡面を外側に向けて、且つ１次元又は２次元方向に変位可能に支持する支持手段と、
上記各板状部材を、静電力又は磁力によって１次元又は２次元方向に夫々変位させる駆動手段と、
該駆動手段を介して、上記光走査用板状部材を所定の走査方向に変位させて光走査を行なうと共に、該光走査用板状部材の光走査に同期して上記複数の受光用板状部材を各々変位させて上記反射光を上記受光手段の受光面に集光させる制御手段と、
を備えたことを特徴としている。
【００１４】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光スキャナ装置において、上記各板状部材が、弾性特性を有する無機材料によって上記固定台及び上記支持手段と共に一体形成されていることを特徴としている。
また次に請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光スキャナ装置において、
上記制御手段が、
上記各受光用板状部材の鏡面が特定の位置に焦点を結ぶための上記各受光用板状部材の相対変位量を記憶する記憶手段と、
上記光走査用板状部材を所定の走査方向に変位させるための制御信号を発生する制御信号発生手段と、
該制御信号発生手段からの制御信号に基づき上記光走査用板状部材を変位させると共に、該制御信号を上記記憶手段に記憶された相対変位量にて夫々補正した制御信号に基づき上記各受光用板状部材を変位させる駆動制御手段と、
を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また更に請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光スキャナ装置において、
上記記憶手段が、上記制御信号発生手段からの制御信号を所定の分圧比で分圧する分圧抵抗器からなり、
上記駆動制御手段は、該制御信号を該分圧抵抗器にて分圧した制御信号にて上記各受光用板状部材を変位させることを特徴としている。
【００１６】
一方、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４にいずれか記載の光スキャナ装置において、上記複数の受光用板状部材の片面に、夫々、上記鏡面に代えて上記受光手段を形成してなることを特徴としている。
また請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５にいずれか記載の光スキャナ装置において、上記光走査用板状部材の片面に、上記鏡面に代えて上記発光手段を形成してなることを特徴としている。
【００１７】
【作用及び発明の効果】
上記のように構成された請求項１に記載の光スキャナ装置においては、発光手段が、読み取り対象を照射のための照射光を発生し、受光手段が、その照射光が読み取り対象に当たって反射してくる反射光を受光して電気信号に変換する。また、光走査手段が、発光手段からの照射光を所定の走査方向に振らせて読み取り対象を光走査すると共に、読み取り対象からの反射光を受光手段の受光面に集光させる。このため、受光手段からは、読み取り対象に付された光学的情報に対応した電気信号が出力されることになり、この信号から光学的情報を読み取ることができるようになる。
【００１８】
また次に本発明では、光走査手段が、片面が光を反射可能な鏡面に形成された光走査用板状部材と、同じく片面が光を反射可能な鏡面に形成され、光走査用板状部材の周囲に配設された複数の受光用板状部材とを備えている。これら各板状部材は、支持手段により、夫々、所定の固定台上に鏡面を外側に向けて１次元又は２次元方向に変位可能に支持されており、駆動手段が発生する静電力又は磁力によって１次元又は２次元方向に変位される。そして本発明では、制御手段が、駆動手段を介して、光走査用板状部材を所定の走査方向に変位させることにより光走査を行ない、更にこの光走査に同期して複数の受光用板状部材を各々変位させることにより、読み取り対象からの反射光を受光手段の受光面に集光させる。
【００１９】
すなわち、本発明の光スキャナ装置においては、従来装置のように、光走査及び受光のための反射鏡部分を一体化して、この一体化した反射鏡部分をモータの回転により同時に変位させるのではなく、反射鏡部分を、光走査用板状部材と複数の受光用板状部材とに分割し、これら各部を、静電力又は磁力によって個々に変位させることによって、光走査及び反射光の集光を行なう。
【００２０】
従って、本発明の光スキャナ装置においては、反射鏡部分を変位可能に支持する支持手段は各板状部材を個々に支持すれば良く、支持手段に加わる荷重は、従来装置のモータの回転軸に比べて著しく小さくなる。このため、外部からの衝撃等を受けても、支持手段に大きな衝撃荷重が加わるのを防止でき、耐衝撃性，耐震性を向上できる。
【００２１】
また、このように各板状部材は従来の反射鏡部分に比べて極めて軽く、しかも駆動手段は、静電力又は磁力によって板状部材を変位させるため、各板状部材を高速に変位させることができる。
つまり、光走査のための駆動手段として、従来装置のように、機械的な運動を行なうモータを使用した場合には、モータ自身の特性から高速化には限界があり、光走査を数ｋＨｚの高速で行なうことは不可能であったが、本発明の駆動手段は、電極間への電圧印加，ソレノイドの通電等により速やかに発生することのできる静電力又は磁力によって各板状部材を変位させるものであり、しかも、各板状部材は、反射鏡部分を一体化した場合に比べて著しく軽く、駆動手段が発生した静電力や磁力によって速やかに変位するため、本発明の光スキャナ装置によれば、各板状部材を高速に変位させて、光走査を例えば数ｋＨｚといった高速で行なうことができるようになるのである。
【００２２】
また、本発明では、各板状部材を静電力又は磁力によって変位させているため、支持部材が各板状部材を支持する位置と駆動手段が板状部材に加える静電力又は磁力の位置とを調整することにより、各板状部材を１次元方向にも２次元方向にも変位させることができる。従って、本発明の光スキャナ装置によれば、従来装置のように、光走査の方向がモータの回転方向に対応した１次元方向に制限されるようなことはなく、使用範囲を拡大できる。
【００２３】
また次に請求項２に記載の光スキャナ装置においては、光走査用板状部材及び複数の受光用板状部材の各々が、弾性特性を有する無機材料によって、固定台及び支持手段と共に一体形成されている。
このため、固定台，支持手段，及び板状部材を各々別体に形成して、これら各部を接合する場合に比べて、各板状部材を固定台上に強固に設けることができ、耐衝撃性，耐震性をより向上することができる。また、これら各部を組付ける必要がないため、生産性を向上できる。
【００２４】
また次に請求項３に記載の光スキャナ装置においては、制御手段が、記憶手段と、制御信号発生手段と、駆動制御手段とから構成されており、駆動制御手段が、制御信号発生手段から出力される光走査のための制御信号に基づき光走査用板状部材を変位させると共に、その制御信号を、記憶手段に記憶された受光用板状部材の各々の相対変位量に基づき補正した制御信号にて、各受光用板状部材を変位させる。
【００２５】
つまり、複数の受光用板状部材にて反射光を受光手段の受光面に集光させるには、これら各受光用板状部材の鏡面が特定の位置に焦点を結ぶ必要があり、しかもその焦点位置を、光走査によって読み取り対象から反射してくる反射光の位置に応じて変位させる必要がある。従って、上記各受光用板状部材により反射光を受光手段の受光面に集光させるには、各受光用板状部材毎に、光走査用板状部材による光走査位置に対応した制御量を求め、その制御量に応じて、受光用板状部材を変位させる必要がある。ところが、こうした制御量演算を各受光用板状部材毎に行なっていては、演算に時間がかかり、高速な光走査を実現できない。
【００２６】
そこで、本発明では、予め、各受光用板状部材の鏡面が特定の位置に焦点を結ぶための各受光用板状部材の相対変位量を記憶手段に記憶しておき、この相対制御量にて、光走査のために光走査用板状部材を変位させる制御信号を補正することにより、各受光用板状部材を変位させるようにしているのである。このため、本発明によれば、制御手段による反射光集光のための演算動作を簡素化して、光走査の高速化を図ることができる。
【００２７】
また更に請求項４に記載の光スキャナ装置においては、記憶手段を、制御信号発生手段から出力される光走査のための制御信号を所定の分圧比で分圧する分圧抵抗器から構成し、駆動制御手段においては、その光走査のための制御信号を分圧抵抗器にて分圧した制御信号にて、受光用板状部材を夫々変位させる。つまり、本発明では、各受光用板状部材の相対変位量を分圧抵抗器の分圧比として予め設定しておくことにより、この分圧抵抗器にて制御信号を直接補正させ、この補正後の制御信号（つまり分圧抵抗器各部の分圧電圧）をそのまま受光用板状部材の制御信号として使用するようにされている。このため、本発明によれば、制御手段における反射光集光のための演算動作をより簡素化することができ、光走査を高速に、しかも簡単な回路構成で実現できるようになる。
【００２８】
一方、請求項５に記載の光スキャナ装置においては、複数の受光用板状部材の片面を鏡面とすることにより、受光用板状部材を反射光集光用の反射鏡として動作させるのではなく、その片面に受光手段を形成することにより、各受光用板状部材において、読み取り対象からの反射光を直接受光できるようにされている。このため、本発明によれば、各受光用板状部材から受光手段への光路を形成する必要がなく、光スキャナ装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
また請求項６に記載の光スキャナ装置においては、光走査用板状部材の片面を鏡面とすることにより、光走査用板状部材を光走査用の反射鏡として動作させるのではなく、その片面に発光手段を形成することにより、光走査用板状部材の片面から直接照射光を発生するようにされている。このため、本発明によれば、発光手段から光走査用板状部材への光路を形成する必要がなく、光スキャナ装置の小型化を図ることができる。
【００３０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず図２は、本発明が適用された実施例のバーコードリーダ全体の構成を表わす概略構成図である。
【００３１】
図２に示す如く、本実施例のバーコードリーダ２の本体上部には、図１１に示した従来のバーコードリーダと同様、バーコード４ａが記されたバーコードラベル４に対してバーコード読み取りのための光（本実施例ではレーザ光）を発射し、その反射光を内部に取り込むための窓６が形成されている。また、バーコードリーダ２の本体下部には、手持用のグリップ８が形成されており、その根本部分には、バーコード４ａの読み取り指令を手動で入力するためのスイッチ１０が設けられている。つまり、本実施例のバーコードリーダは、所謂携帯型のバーコードリーダとして構成されている。
【００３２】
次に、バーコードリーダ２の本体内部には、バーコードラベル４へのレーザ光の照射及び反射光受光のための光スキャナ装置として、レーザ光をコリメーティングレンズ１４ａを介して平行光線として出力する発行手段としてのレーザ光源１４、バーコードラベル４から反射してくる反射光を受光して電気信号に変換する受光手段としての受光素子１８、及び、レーザ光源１４から出力されたレーザ光を所定の走査方向に振らせてバーコードラベル４を光走査すると共に、この光走査によってバーコードラベル４から反射してくる反射光を受光素子１８に導くスキャナ部２０が備えられている。
【００３３】
また、本実施例のバーコードリーダ２の本体内部には、レーザ光源１４及びスキャナ部２０の駆動や、受光素子１８からの受光信号を処理してバーコード４ａの複号化を行なうための各種回路が組み付けられた回路基板が内蔵されている。すなわち、バーコードリーダ２の本体内部には、受光素子１８から出力される微弱な受光信号を増幅する増幅回路２２と、増幅回路２２から出力される増幅後の受光信号を２値化する２値化回路２４と、２値化回路から出力される２値化信号をカウントするカウント部２６と、そのカウント結果からバーコードを複号（デコード）して、そのデコード結果を外部に出力するデコード部２８と、スキャナ部２０を駆動するスキャナ駆動回路３０と、レーザ光源１４を駆動してレーザ光を発射させるレーザ駆動回路３２と、スキャナ駆動回路３０，レーザ駆動回路３２，及びデコード部２８の動作を制御する制御部３４とが内蔵されている。なお、上記カウント部２６，デコード部２８，及び制御部３４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を中心とするマイクロコンピュータの一処理として実現される。
【００３４】
次に、本実施例のスキャナ部２０には、図１に示す如く、約４ｍｍ角の光走査用ミラー４０と、その左右に夫々複数個（本実施例では、縦方向に４個，横方向に５個，合計２０個）配設された約２ｍｍ角の受光用ミラー５０とが備えられている。そして、これら各ミラー４０，５０は、パッケージ４２に収められ、ガラス等からなる透明な光学部材４４で保護されている。
【００３５】
また、これら各ミラー４０，５０は、図３に示す如く、シリコン樹脂等からなる固定台としての基板部５２に設けられた支柱５４、及びこの支柱５４から張り出した支持手段としての偏平な４個の梁５６により、基板部５２上に、所定間隔ＳＰ（約０．２ｍｍ）を開けて設けられている。また、４個の梁５６は、支柱５４から各ミラー４０，５０の側縁に沿って張り出しており、その先端が各ミラー４０，５０の４角に夫々接続されている。このため、各ミラー４０，５０が外力を受けると、各梁５６が撓んで、各ミラー４０，５０が外力に応じた２次元方向に変位することになる。つまり、各梁５６は各ミラー４０，５０を２次元方向に変移可能に支持する捩り発条子（所謂トーションバー）として機能する。そして、各ミラー４０，５０の基板部５２とは反対側表面には、アルミニウム蒸着によって鏡面５８が形成されている。
【００３６】
一方、基板部５２の各ミラー４０，５０側には、絶縁層６０が積層されており、その上には、各ミラー４０，５０毎に、各ミラーとの対向面を上下左右に４分割する４個の電極６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが設けられている。また、各支柱５４の下方には、支柱５４，梁５６を介して、各ミラー４０，５０を接地するためのアース電極６２ｅが形成されている。つまり、支柱５４，梁５６及びミラー４０，５０は電気的に導通しており、各ミラー４０，５０は、アース電極６２ｅを介して接地される。そして、各ミラー４０，５０毎に設けられた４個の電極６２ａ〜６２ｄは、引込線６４を介して個々に外部に引き出されている。
【００３７】
なお、図１はスキャナ部２０の全体構成を表わし、図１（ａ）はスキャナ部２０をレーザ光源１４及び受光素子１８側から見た状態を表わす正面図、図１（ｂ）はその断面図である。また、図３は、受光用ミラー５０の構成を表わす拡大図（但し、光走査用ミラー４０も大きさが異なるだけでありその構成は同様である）であり、図３（ａ）はその概略構成を表す斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、図３（ｃ）はミラー４０と電極６２ａ〜６２ｄとの位置関係を表わす説明図である。そして、これら各図は、スキャナ部２０各部の構成を解り易くするためのものであり、各部の寸法は実際のものとは対応していない。
【００３８】
また、本実施例では、上記スキャナ部２０は、半導体集積回路の形成に使用される半導体生成プロセスを利用することにより、上記各部を基板部５２に一体形成しているが、こうした構造体の形成方法は、特開平３−２０９２０８号公報に詳しく開示されており、従来より周知であるので、説明は省略する。
【００３９】
上記のように構成されたスキャナ部２０では、４個の電極６２ａ〜６２ｄとアース電極６２ｅとの間に電圧を印加すると、その電圧印加を行なった電極６２ａ〜６２ｄと、これら各電極６２ａ〜６２ｄに対向したミラー４０又は５０との間に印加電圧に応じた静電力が発生し、この静電力によりミラー４０又は５０が変位する。そこで本実施例では、上記制御部３４及びスキャナ駆動回路３０の動作によって、各ミラー４０，５０毎に各電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧を制御することにより、各ミラー４０，５０を変位させて、光走査及び反射光の受光を行なうようにされている。
【００４０】
以下、こうしたスキャナ部２０の動作、及びその駆動方法について詳しく説明する。なお、以下の説明においては、説明を簡単にするために、光走査用ミラー４０及び複数の受光用ミラー５０の各々を、光走査用ミラー４０を中心とする左右方向（つまり一軸方向）に変位させて、光走査を１次元方向に行なう場合について説明する。
【００４１】
まず、上記のように、各ミラー４０，５０は、アース電極６２ｅを介して接地されているため、対向する４個の電極６２ａ〜６２ｄに電圧を印加すると、ミラーと電極との間に印加電圧に応じた静電力が発生する。そして、各電極６２ａ〜６２ｄは、基板部５２側に固定されているため、発生した静電力によりミラーが電極６２ａ〜６２ｄ側に近付こうとする。これはクーロン力としてよく知られている事実である。また、各ミラー４０，５０は、梁５６によって支持されているため、上記静電力によって梁５６に撓みが生じ、各ミラー４０，５０は初期状態と比較して変位する。そして、各電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧に電圧差があれば、各ミラー４０，５０は、各電極６２ａ〜６２ｄ，延いては基板部５２に対して平行でなくなる。
【００４２】
つまり、４個の電極６２ａ〜６２ｄのうち、上下に配設された電極６２ａと６２ｄ、及び、６２ｂと６２ｃを夫々１ペアとして、左側の電極６２ａ，６２ｄと右側の電極６２ｂ，６２ｃとに夫々異なる電圧を印加すれば、各ミラー４０，５０はその電圧差に応じて、印加電圧がアース電圧（＝０Ｖ）と大きく異なる電極側に大きく引き寄せられ、基板部５２に対して傾斜する。
【００４３】
従って、各ペアの電極６２ａ，６２ｄ及び６２ｂ，６２ｃ毎に、印加電圧の大きさを変化させることによって、各ミラー４０，５０を基板部５２上で左右に揺動させることができ、また印加電圧の大きさを変化させる速度を変えることで、各ミラー４０，５０の揺動運動の変化速度を変えることができる。なお、このとき、４個の電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧を各々異なる値にして、その電圧値を調整すれば、各ミラー４０，５０を２次元方向に変位させることができるのはいうまでもない。
【００４４】
そして、各ミラー４０，５０の揺動運動における変位量は、各電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧の大きさに比例するため、各ミラー４０，５０の電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧を異なる値に設定し、特に受光用ミラー５０に対して光走査用ミラー４０から遠くに位置するものに大きな電圧を与え、光走査用ミラー４０に近くになるにつれて与える電圧を小さくすれば、複数の受光用ミラー５０は凹面状になり、従来の凹面鏡を用いた受光用ミラーと同様に、バーコードラベル４からの反射光を集光できることになる。
【００４５】
次に、このように複数の受光用ミラー５０を用いて、バーコードラベル４からの反射光を受光素子１８に集光させる際の各受光用ミラー５０の角度について、図４を用いて説明する。
まず、スキャナ部２０の受光用ミラー５０ａ，５０ｂ，５０ｃが、ｘｙ座標のｘ軸上で、且つ原点Ｏ（０，０）からｘ１，ｘ２，ｘ３離れた位置にあり、受光素子１８の受光面がｘｙ座標のｙ軸上で、原点Ｏ（０，０）からＹだけ離れた位置Ｓ（０，Ｙ）にあり、バーコードラベル４が原点Ｏ（０，０）からｘ軸方向にＸ，ｙ軸方向にｙだけ離れた位置Ｆ（Ｘ，ｙ）にあるものとすると、受光用ミラー５０ａ〜５０ｃによって、バーコードラベル４からの反射光を受光素子１８に集光させるためには、図４において、各ミラー５０ａ〜５０ｃの法線のｙ軸に対する角度を、夫々、θ１，θ２，θ３とすれば良い。
【００４６】
一方、バーコード４ａは複数のバーを配列したものであり、その配列方向に所定の長さを有しているため、バーコードラベル４からバーコード４ａを読み取るためには、光走査用ミラー４０によってバーコードラベル４の照射位置を順次変化させ（つまり光走査し）、そのときのバーコードラベル４の照射位置に対応して、各受光用ミラー５０ａ〜５０ｃの角度を順次変化させる必要がある。つまり、バーコードラベル４からバーコード４ａを読み取るためには、バーコードラベル４の両端の各点ＦＳ，ＦＥ間の任意の点からの反射光を集光できるように、各受光用ミラー５０ａ〜５０ｃの角度を変化させる必要がある。
【００４７】
そして、このようにＦＳ，ＦＥ点間の反射光を順次集光させるためには、各ミラー５０ａ，５０ｂ，５０ｃの相対角度はそのまま保持しながら、各ミラー５０ａ〜５０ｃを同じ角度だけ変位させればよく、このときの各ミラー５０ａ〜５０ｃの変位量としては、ｘｙ面を原点Ｏを中心に傾斜させたｚ軸の角度φとして定義できる。つまり、上記角度θ１〜θ２を各ミラー５０ａ〜５０ｃの相対角度とすれば、その値に角度φを加算すればよい。
【００４８】
従って、本実施例のスキャナ部２０を用いてバーコードラベル４からバーコード４ａを読み取る際には、各受光用ミラー５０にてバーコードラベル４からの反射光を集光するための各受光用ミラー５０の相対角度（上記θ１〜θ３）を予め設定しておき、光走査用ミラー４０を順次変位させてバーコードラベル４を光走査すると同時に、そのときの光走査用ミラー４０の制御量に対応して各受光用ミラー５０の基準角度を補正するようにすれば、バーコードラベル４へのレーザ光の照射及びその反射光の受光を、光照射位置を順次変化させながら（つまり光走査しながら）正確に行なうことができるようになる。
【００４９】
なお、図４における各受光用ミラー５０ａ〜５０ｃの角度θ１〜θ３は、以下の式（１）で与えられる。
【００５０】
【数１】

【００５１】
すなわち、図５に示す如く、原点Ｏ（座標：０，０）に対して、反射光の受光位置をＳ（座標：０，Ｙ）、バーコードラベル４のレーザ光の照射位置をＦ（座標：Ｘ，ｙ）、受光用ミラー５０の位置をＰ（座標：ｘ_０，０）とし、受光用ミラー５０表面の法線とｙ軸とのなす角度をθとする。このとき、Ｙは原点Ｏから受光素子１８までの距離であり、ｘ_０は原点Ｏから受光用ミラー５０までの距離であり、ｙはバーコードラベル４からのｘ軸に対する鉛直線までの距離であり、Ｘは原点Ｏからｙとｘ軸の交わる点までの距離である。そして、Ｘ，Ｙ，ｙは、受光素子１８，スキャナ部２０，及びバーコードラベル４の位置関係から、夫々、任意に固定される。従って、複数の受光用ミラー５０の各々と法線との角度θの関係は、以下のようにして明確にできるのである。
【００５２】
つまりＰＳ，ＰＦのベクトル及びその大きさは、次式（２）〜（５）の如く表わすことができる。
【００５３】
【数２】

【００５４】
従って、上式（２）〜（５）から、ＰＳ′，ＰＦ′のベクトルは、次式（６），（７）の如くなり、これら（６），（７）式から、Ｓ′Ｆ′のベクトルは、次式（８）の如くなる。
【００５５】
【数３】

【００５６】
よってＰＭのベクトル（法線ベクトル）は、次式（９）の如くなり、ｘ軸に鉛直な方向に対して受光用ミラー５０の変位による法線ベクトルがなす角度θは、次式（１０）の関係であることが解る。
【００５７】
【数４】

【００５８】
従って、原点Ｏからｘ_０の位置にある受光用ミラー５０の変位角度θは、上記（１）式で与えられることになる。
なお、実際には、ｙはスキャナ部２０からバーコードラベル４までの距離（通常通常、数十ｃｍ）であるのに対し、Ｙはスキャナ部２０から受光素子１８までの距離（通常数ｃｍ）であり、更に、ｘ_０はスキャナ部２０の長さ（通常数ｃｍ）であり、ｘ_０，Ｙはｙに比べて無視できるため、上式はさらに簡略した式に近似することもできる。
【００５９】
また、上記説明は、受光用ミラー５０と受光素子１８とバーコードラベル４との間だけでなく、光走査用ミラー４０とレーザ光源１４とバーコードラベル４との間にも成り立つため、光走査用ミラー４０を光走査を行なうに当たって変位させる際にも、上記演算式（１）を用いることができる。但し、この場合、上記演算式（１）におけるＹ及びｘ_０については、レーザ光源１４と光走査用ミラー４０との位置に対応させる必要があるのはいうまでもない。
【００６０】
そして、スキャナ部２０を実際に駆動するに当たっては、光走査用ミラー４０の変位角度を基準「０」として各受光用ミラー５０の相対角度を求めておき、その相対角度を保持しながら、光走査用ミラー４０及び受光用ミラー５０を変位させることによって、光走査及び受光を良好に行なうことができる。
【００６１】
次に、受光用ミラー５０及び光走査用ミラー４０を所望角度θに変位させるに当たって、実際に電極６２ａ〜６２ｄに印加する印加電圧Ｖは、以下のように設定できる。
まず、図６（ａ）に示すように各ミラー４０，５０を片持ち梁とした場合のミラー変位と静電力による変位の関係を単純モデル化する。
【００６２】
図６（ａ）において、長さＬの梁がＷという力によってｖだけ変位する場合には、次式（１１）の関係が成り立つ。但し、Ｅはヤング率［Ｐａ］である。また、Ｉは断面２次モーメント［ｍ^４］であり、梁の断面を、図６（ｂ）に示すｂ×ｈとすると次式（１２）のように記述できる。
【００６３】
【数５】

【００６４】
一方、図６（ｃ）に示す如く対向する電極間に電圧Ｖを印加した場合に発生する電気的な力Ｆは、対向する電極の面積をＳとし、電極間の距離をｄとすると、次式（１３）の如く記述できる。但し、εは比誘電率，ε_０は真空の誘電率である。
【００６５】
【数６】

【００６６】
従って、Ｆ＝Ｗとすれば、上記（１１），（１３）から、次式（１４）の関係が成り立つ（但し、ｄはｖを微小と考え、不変とする）。
【００６７】
【数７】

【００６８】
従って、図６（ｄ）のように、片持ち梁をミラーとし、これに対向する電極との間に電圧を印加して、ミラーを変位させた場合、変位後のミラーの長さＬ′は変位量ｖが微小のためＬ′＝Ｌであるとすると、ミラーの変位角度θと変位量ｖとの間には、次式（１５）の関係が成り立ち、角度θと印加電圧Ｖとの間には、上記（１４）式と（１５）式とから、次式（１６）の如き関係が成り立つ。
【００６９】
【数８】

【００７０】
この結果、光走査及び受光のために、光走査用ミラー４０及び複数の受光用ミラー５０の各々を所望角度θに変位させる際の電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧は、上記（１６）式に基づき設定することができる。但し、上記（１６）式は、ミラーの一辺を固定した場合の変位角度θと印加電圧との関係を表わすものであり、各ミラー４０，５０との対向位置に４個の電極６２ａ〜６２ｄを設けた本実施例のスキャナ部２０とは異なるため、実際の印加電圧Ｖは、電圧印加を行なう電極の個数、電極面積等を考慮して設定する必要がある。
【００７１】
以上のように、本実施例のスキャナ部２０は、光走査用ミラー４０の電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧を順次変化させることによってバーコードラベル４への光走査を行なうことができ、またその光走査に伴い各受光用ミラー５０の電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧を変化させることによってバーコードラベル４からの反射光を受光素子１８に集光させることができるようになるのであるが、次に、本実施例において、こうした光走査及び受光のために使用されるスキャナ駆動回路３０及びスキャナ制御部３５の構成を、図７を用いて説明する。
【００７２】
なお、スキャナ制御部３５は、図２に示した制御部３４内にスキャナ部２０の駆動のために設けられたものであり、以下に説明するカウント動作、演算動作等については、マイクロコンピュータの一処理として実現される。
図７に示す如く、まずスキャナ制御部３５には、所定周波数（例えば１ｋＨｚ）のクロック信号を発生するクロック発生回路３５ａが備えられている。そして、このクロック発生回路３５ａからのクロック信号は、カウンタ３５ｂに入力され、順次カウントアップされ、そのカウント値は、ＲＡＭ３５ｃ，ＲＡＭ３５ｄのアドレス端子ＡＤ１，ＡＤ２に夫々入力される。
【００７３】
次に、ＲＡＭ３５ｃには、上記複数の受光用ミラー５０にて反射光を受光素子１８に集光させるための光走査用ミラー４０及び各受光用ミラー５０の相対角度に対応して予め設定された、光走査用ミラー４０及び各受光用ミラー５０の各電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧を表わすデータが格納されている。そして、ＲＡＭ３５ｃは、カウンタ３５ｂからのカウント値を受けると、そのカウント値に対応したデータを、データ出力端子ＤＤ１から順次出力する。なお、このデータは、上述の（１）式を用いて各ミラー４０，５０の相対角度を求め、その値と上記（１６）式を用いて各ミラー４０，５０毎に各電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧を演算した結果である。
【００７４】
一方、ＲＡＭ３５ｄには、光走査及び受光のために各ミラー４０，５０を所定角度毎に順次変位させるためのデータが格納されている。そして、ＲＡＭ３５ｄは、カウンタ３５ｂからのカウント値を受けると、そのカウント値に対応したデータを、データ出力端子ＤＤ２から順次出力する。
【００７５】
なお、このデータは、バーコードラベル４へのレーザ光の照射位置を、バーコードラベル４の一端から他端にかけて所定時間毎に順次変化させるためのデータであるため、正弦波の振幅を所定時間毎にサンプリングした振幅データと略同じである。また、ＲＡＭ３５ｄには、少なくともＲＡＭ３５ｃ内に格納されたスキャナ部２０の全ての電極６２ａ〜６２ｄのデータが出力されるまでの間は一定のデータを出力できるように、カウント値の上位ビットのデータが入力される。
次に、上記のようにＲＡＭ３５ｃ及びＲＡＭ３５ｄから、カウンタ３５ｂのカウント値に対応したデータが出力されると、そのデータは加算回路３５ｅに入力されて加算される。そして、この加算回路３５ｅによる加算結果は、Ｄ／Ａ変換回路３５ｆに入力され、Ｄ／Ａ変換回路３５ｆにおいてアナログの電圧信号に変換される。そして、このＤ／Ａ変換後の電圧信号は、スキャナ駆動回路３０に出力される。
【００７６】
一方、スキャナ駆動回路３０は、スキャナ部２０内の各ミラー４０，５０の各電極６２ａ〜６２ｄの夫々に対応したｎ個（本実施例では、ミラーの個数４１×電極数４＝１６４個となる。）のサンプルホールド回路３０ａ１〜３０ａｎと、同じく各ミラー４０，５０の各電極６２ａ〜６２ｄの夫々に対応したｎ個の増幅回路３０ｂ１〜３０ｂｎと、高電圧発生回路３０ｃとから構成されている。
【００７７】
そして、各サンプルホールド回路３０ａ１〜３０ａｎは、スキャナ制御部３５内のカウンタ３５ｂからのカウント値を受けて、その値がカウントアップされる度に順次Ｄ／Ａ変換回路３５ｆからの電圧信号をサンプルホールドし、更にカウント値が、ＲＡＭ３５ｃから全受光用ミラー５０の全ての電極６２ａ〜６２ｄのデータが出力されるカウント値に達した時点で、そのサンプルホールドした電圧信号を出力する。
【００７８】
また、このようにサンプルホールド回路３０ａ１〜３０ａｎから出力された電圧信号は、対応する増幅回路３０ｂ１〜３０ｂｎにおいて、高電圧発生回路３０ｃにて発生された高電圧を電源として、夫々、必要な大きさまで増幅され、その増幅後の電圧ＶＳ１〜ＶＳｎが駆動電圧として、夫々、各ミラー４０，５０の各電極６２ａ〜６２ｄに同時に印加される。
【００７９】
なお、増幅回路３０ｂ１〜３０ｂｎにおいて、電圧信号を増幅するために高電圧発生回路３０ｃからの高電圧を使用するのは、本実施例のようなスキャナ部２０において各ミラー４０，５０を静電力によって変位させるためには、通常、数十Ｖから数百Ｖの電圧が必要であり、サンプルホールド回路３０ａ１〜３０ａｎから出力された制御用の電圧信号を、こうした高電圧まで増幅するには、別途高電圧発生回路３０ｃが必要になるためである。
【００８０】
また、サンプルホールド回路３０ａ１〜３０ａｎにおいて、スキャナ制御部３５からの電圧信号を順次サンプリングし、全ての電圧信号をサンプリングした後、同時に出力するようにしたのは、スキャナ部２０の各ミラー４０，５０を順位変位させていたのでは、光走査用ミラー４０による光走査のタイミングと、各受光用ミラー５０による反射光の集光のタイミングとがずれてしまい、各受光用ミラー５０によって反射光を受光素子１８に良好に集光することができなくなってしまうからである。つまり、本実施例では、光走査用ミラー４０の駆動タイミングと各受光用ミラー５０の駆動タイミングとを単に同期させるだけでなく、そのタイミングを確実に一致させることにより、受光素子１８における反射光の受光精度，延いてはバーコード４ａの読み取り精度を向上しているのである。
【００８１】
以上説明したように、本実施例のバーコードリーダ２においては、光走査及び受光のためのスキャナ部２０が、４個の梁５６によって２次元方向に変位可能に支持された光走査用ミラー４０と、その周囲に配設され、光走査用ミラー４０と同様に４個の梁５６によって２次元方向に支持された複数の受光用ミラー５０とを備え、これら各ミラー４０，５０との対向位置に夫々配設された４個の電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧によって、各ミラー４０，５０を１次元或は２次元方向に変位させることができるようにされている。
【００８２】
そして、このスキャナ部２０を駆動するに当たっては、スキャナ制御部３５が、各ミラー４０，５０の各電極６２ａ〜６２ｄへの印加電圧に対応した電圧信号を順次発生し、スキャナ駆動回路３０が、その電圧信号を順次サンプルホールドして、全電極に対する電圧信号が揃った時点で、その電圧信号に対応した駆動用の高電圧ＶＳ１〜ＶＳｎを、各ミラー４０，５０の各電極６２ａ〜６２ｄに夫々印加することにより、各ミラー４０，５０を所定時間毎に同時に変位させる。
【００８３】
このため、本実施例のスキャナ部２０においては、例えば図８（ａ）〜（ｃ）に示す如く、従来の光スキャナ装置のように、光走査及び受光のための大きな反射鏡６７を、モータの回転軸６８で支えながら回転させる必要はなく、従来の反射鏡６７を多数に分割した各ミラー４０，５０を静電力によって変位させればよいため、従来装置に比べて、光走査及び反射光の受光を高速に行なうことができるようになる。
【００８４】
また、各ミラー４０，５０は、従来装置の反射鏡に比べて極めて軽く、支持手段としての梁５６や支柱５４に加わる荷重も従来装置のモータの回転軸に加わる荷重に比べて極めて小さくなるため、外部からの衝撃等を受けても、これら支持手段に大きな衝撃荷重が加わるのを防止でき、耐衝撃性，耐震性を向上できる。
【００８５】
また更に、本実施例のスキャナ部２０は、各ミラー４０，５０を静電力により変位させるための電極として、各ミラー４０，５０毎に４個の電極を設けているため、各ミラー４０，５０を従来装置と同様に１次元方向に変位させることができるのは勿論のこと、２次元方向にも変位させることができる。従って、例えばバーコードが複数配列されたバーコードラベル等、読み取るべき光学的情報が２次元方向に記された読み取り対象からでも、その光学的情報を読み取ることができるようになり、使用範囲を拡大できる。
【００８６】
また本実施例では、光走査及び受光のための各ミラー４０，５０が、半導体生成プロセスを利用することにより、固定台としての基板部５２，支持手段としての梁５６や支柱５４等と共に一体形成されているため、これら各部を別体に形成して、後から接合する場合に比べて、各ミラー４０，５０を基板部５２上に強固に設けることができ、耐衝撃性，耐震性をより向上することができる。また、これら各部を組付ける必要がないため、生産性を向上できる。
【００８７】
また次に本実施例では、スキャナ制御部３５において、各ミラー４０，５０の相対角度を反射光を集光可能な角度に制御するためのデータと、光走査のために各ミラー４０，５０を順次変位させるためのデータとを、夫々、ＲＡＭ３５ｃ，ＲＡＭ３５ｄ内に予め格納しておき、これら各データを加算したデータに基づき、各ミラー４０，５０を駆動するようにしているため、こうした光走査及び受光のためのデータを、各ミラー４０，５０の各電極６２ａ〜６２ｄ毎に夫々設定しておく必要がなく、そのデータ量を少なくして、そのデータを記憶するＲＡＭ等の記憶素子の容量を小さくできる。
【００８８】
なお、本実施例においては、スキャナ駆動回路３０及び電極６２ａ〜６２ｄが請求項１に記載の駆動手段に、スキャナ制御部３５が請求項１に記載の制御手段に相当する。また、各ミラー４０，５０を相対的に変位させるためのデータを記憶したＲＡＭ３５ｃが請求項３に記載の記憶手段に、光走査のためのデータを記憶したＲＡＭ３５ｄが請求項３に記載の制御信号発生手段に、加算回路３５ｅ及びＤ／Ａ変換回路３５ｆが請求項３に記載の駆動制御手段に、夫々相当する。
【００８９】
ここで上記実施例では、各ミラー４０，５０を２次元方向に変位可能にするために、各ミラー４０，５０の４角を梁５６にて支持し、各ミラー４０，５０毎に４個の電極を設けたが、各ミラー４０，５０を１次元方向にだけ変位させる場合には、例えば図９（ａ）に示す如く、２個の梁５６によって、各ミラー４０，５０の対向する２辺の略中央部分を支持させ、更に基板部上の各ミラー４０，５０との対向面には、２個の梁５６にて支持された各ミラー４０，５０の支持部を接続する中心線にて分割された２個の電極６２ｆ，６２ｇを設けて、これら各電極６２ｆ，６２ｇと、ミラーとの間に異なる電圧を印加するようにしてもよい。
【００９０】
そして、この場合、図９（ｂ）に示す如く、２個のオペアンプＯＰ１，ＯＰ２を用いて、入力電圧ＶＩＮを、ミラーに印加する基準電圧Ｖｒｅｆ（Ｖｒｅｆ：上記実施例と同様アース電圧とすればよい）を基準とする正・負の２電圧に変換し、これら各電圧を、夫々、各電極６２ｆ，６２ｇに印加するようにすれば、各ミラー４０，５０を、入力電圧ＶＩＮの２倍の電圧にて変位させることができるようになり、各ミラー４０，５０の変位角度が同じでよければ、一方の電極６２ｆ又は６２ｇに電圧を印加して各ミラー４０，５０を変位させる場合に比べて、駆動電圧を半分にすることができる。なお、図９（ｂ）の回路では、オペアンプＯＰ１からは、入力電圧ＶＩＮから基準電圧Ｖｒｅｆを減じた正の電圧が出力され、オペアンプＯＰ２からは基準電圧Ｖｒｅｆから入力電圧ＶＩＮを減じた負の電圧が出力され、これら各電圧が電極６２ｆ，６２ｇに夫々印加される。
【００９１】
また、このように構成した場合、入力電圧ＶＩＮとしては、各ミラー４０，５０の変位角度に対応した電圧を設定すればよいため、この入力電圧ＶＩＮを生成するに当たっては、上記実施例のようにＲＡＭ３５ｃに、各ミラー４０，５０の相対角度を一定に制御するためのデータとして、各ミラー４０，５０の各電極６２ａ〜６２ｄ毎の印加電圧を表すデータを格納する必要はなく、ＲＡＭ３５ｃには、上記（１）式に基づき得られる各ミラー４０，５０の相対角度を表すデータをそのまま格納すればよい。また、スキャナ駆動回路３０におけるサンプルホールド回路３０ａ及び増幅回路３０ｂも、各ミラー４０，５０毎に、そのミラーの個数だけ設ければよい。
【００９２】
従って、各ミラー４０，５０を１次元方向にだけ変位させる場合には、図９（ａ）のような差動型の駆動回路を使用することによって、スキャナ制御部３５及びスキャナ駆動回路３０の構成をより簡素化することができる。
また次に、上記実施例では、各ミラー４０，５０の相対角度を反射光を集光可能な角度に制御するためのデータをＲＡＭ３５ｃ内に格納し、このデータと光走査のためのデータとを加算することにより、各受光用ミラー５０の駆動信号（つまり各電極への印加電圧）を生成するように構成したが、例えば図１０に示す如く、各ミラー４０，５０の相対角度を反射光を集光可能な角度に制御するためのデータについては、予め抵抗器群Ｒａ１〜Ｒａｎ及びＲｂ１〜Ｒｂｎによる分圧比にて設定しておき、これら各抵抗器群Ｒａ１〜Ｒａｎ及びＲｂ１〜Ｒｂｎに夫々光走査のための駆動電圧を印加して、各抵抗器群Ｒａ１〜Ｒａｎ及びＲｂ１〜Ｒｂｎの分圧点から各ミラー４０，５０の電極への印加電圧を取り出すようにしてもよい。
【００９３】
そして、このように構成すれば、スキャナ制御部３５′において、ＲＡＭ３５ｃ，加算回路３５ｅが不要となり、またスキャナ駆動回路３０′において、サンプルホールド回路３０ａが不要となると共に、増幅回路３０ｂを１個にすることができるため、これら各部の回路構成を簡素化できる。
【００９４】
また、この場合、スキャナ制御部３５′では、ＲＡＭ３５ｄに格納された光走査のためのデータを各ミラー４０，５０を変位させる所望のタイミングでＡ／Ｄ変換するだけでよく、またスキャナ駆動回路３０′では、そのＡ／Ｄ変換されたデータに対応した駆動電圧を増幅回路３０ｂからそのまま出力すればよい。従って、上記実施例のようにデータの加算及びサンプルホールドといった処理時間を設定する必要がなく、光走査及び受光をより高速に行なうこともできる。
【００９５】
また更に、上記各抵抗器群Ｒａ１〜Ｒａｎ及びＲｂ１〜Ｒｂｎは、半導体生成プロセスを利用すれば、基板部上に簡単に形成できるため、各ミラー４０，５０の固定台となる基板部上に一体形成することもできる。
なお、図１０は、図９を用いて説明したスキャナ部と同様、各ミラー４０，５０に一対の電極６２ｆ，６２ｇを設けることにより、各ミラー４０，５０を１次元方向にのみ変位可能に構成したスキャナ部２０′を駆動するための回路であり、スキャナ制御部３５′内のクロック発生回路３５ａ、カウンタ３５ｂ、ＲＡＭ３５ｄ、Ｄ／Ａ変換回路３５ｆ、及びスキャナ駆動回路３０内の増幅回路３０ｂ、高電圧発生回路３０ｃは、上記実施例のものと同様に動作する。そして、２つの抵抗器群Ｒａ１〜Ｒａｎ及びＲｂ１〜Ｒｂｎの内、一方の抵抗器群Ｒａ１〜Ｒａｎは各ミラー４０，５０の一方（図における左側）の電極６２ｆに印加する駆動電圧を生成し、他方の抵抗器群Ｒｂ１〜Ｒｂｎは各ミラー４０，５０のもう一方（図における右側）の電極６２ｇに印加する駆動電圧を生成する。また、各抵抗器群Ｒａ１〜Ｒａｎ及びＲｂ１〜Ｒｂｎには、夫々、光走査用ミラー４０から離れた受光用ミラー５０ほど電極６２ｆ−６２ｇ間の電圧差が大きくなり、しかも光走査用ミラー４０を中心とする左右の受光用ミラー５０の間では、その電圧差の極性が異なるように、増幅回路３０ｂから出力される駆動電圧が互いに異なる方向から印加される。
【００９６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施例においては、光走査用ミラー４０及び複数の受光用ミラー５０の相対角度を、各電極への印加電圧を制御することにより正確に制御できるものとして説明したが、実際には、スキャナ部２０の製造上のばらつき、駆動系の制御誤差等により、バーコードラベル４からの反射光を受光素子１８に集光させることができないこともある。従って、このような場合には、各受光用ミラー５０から受光素子１８への光路上に更に集光用のレンズを設けるようにすればよい。
【００９７】
また、上記実施例では、スキャナ部２０において梁５６により変位可能に支持された板状部材の表面に鏡面を形成することによって、これら各板状部材を光走査用ミラー４０及び受光用ミラー５０としたが、光走査用ミラー４０の表面に、鏡面の代りにレーザダイオード等の発光素子を形成してもよく、また各受光用ミラー５０の表面に、鏡面の代りにフォトダイオード等の光電変換を行なう受光素子を形成してもよい。そして、光走査用ミラー４０の表面に発光素子を形成した場合には、光走査用ミラー４０からレーザ光源１４までの光路が不要となり、また各受光用ミラー５０の表面に受光素子を形成した場合には、各受光用ミラー５０から受光素子１８までの光路が不要となるため、光スキャナ装置における光学系、延いてはバーコード等の光学的情報を読み取る光学的情報読み取り装置を、小型化できる。
【００９８】
また、上記実施例では、各ミラー４０，５０を所定時間毎に順次変位させるための（つまり光走査のための）データを、ＲＡＭ３５ｄ内に格納しておき、そのデータをクロック信号をカウントしたカウント値に基づき順次出力することにより、駆動信号を生成したが、上述したように光走査のためのデータは正弦波の振幅データとすればよいため、例えば発振器等を用いて正弦波を発生させ、その正弦波を光走査用の制御信号として利用してもよい。
【００９９】
また更に、上記実施例では、各ミラー４０，５０を変位させるに当たって、各ミラーとこれに対向する電極との間に電圧を印加することによって生じる静電力を利用したが、例えば、各ミラー４０，５０を磁性体等で構成し、電極部分に小型の電磁コイルやソレノイド等の磁気発生手段を設けて、この磁気発生手段が発生する磁力によって各ミラー４０，５０を変位させるようにしてもよい。
【０１００】
また、上記実施例では、バーコードラベルに記されたバーコードを読み取るためのバーコードリーダについて説明したが、本発明の光スキャナ装置は、こうしたバーコードリーダに限らず、光学的情報が付された読み取り対象からその光学的情報を読み取るための装置であればどのような装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のスキャナ部の全体構成を表す構成図である。
【図２】実施例のバーコードリーダ全体の構成を表す構成図である。
【図３】実施例のスキャナ部のミラーの構造を表す説明図である。
【図４】実施例の受光用ミラーを用いて反射光を集光させるための駆動方向を説明する説明図である。
【図５】実施例の受光用ミラーの変位角度の算出方法を説明する説明図である。
【図６】実施例の受光用ミラーの変位角度と電極への印加電圧との関係を説明する説明図である。
【図７】実施例のスキャナ部の駆動系の回路構成を表すブロック図である。
【図８】従来の光スキャナ装置と実施例の光スキャナ装置の動作を比較して表す説明図である。
【図９】光走査を１次元方向にのみ行なう際に使用されるスキャナ部のミラーと電極との位置関係及びその駆動回路を説明する説明図である。
【図１０】スキャナ部の駆動に分圧用の抵抗器群を利用する場合の駆動系の回路構成を説明する説明図である。
【図１１】従来のバーコードリーダにおける光スキャナ装置の構成を表す構成図である。
【符号の説明】
２…バーコードリーダ４…バーコードラベル４ａ…バーコード
１４…レーザ光源１８…受光素子２０…スキャナ部
３０…スキャナ駆動回路３０ａ１〜３０ａｎ …サンプルホールド回路
３０ｂ１〜３０ｂｎ …増幅回路３０ｃ…高電圧発生回路
３２…レーザ駆動回路３４…制御部３５…スキャナ制御部
３５ａ…クロック発生回路３５ｂ…カウンタ３５ｃ，３５ｄ…ＲＡＭ
３５ｅ…加算回路３５ｆ…Ｄ／Ａ変換回路
４０…光走査用ミラー５０…受光用ミラー５２…基板部
５４…支柱５６…梁５８…鏡面６０…絶縁層
６２ａ〜６２ｄ，６２ｆ，６２ｇ…電極６２ｅ…アース電極

Claims

光学的情報が付された読み取り対象を照射するための照射光を発生する発光手段と、
該発光手段からの照射光が上記読み取り対象に当たって反射してくる反射光を受光して電気信号に変換する受光手段と、
上記発光手段からの照射光を所定の走査方向に振らせて上記読み取り対象を光走査すると共に、上記読み取り対象からの反射光を上記受光手段の受光面に集光する光走査手段と、
を備えた光スキャナ装置において、
上記光走査手段が、
片面が光を反射可能な鏡面に形成された光走査用板状部材と、
該光走査用板状部材の周囲に配設され、片面が光を反射可能な鏡面に形成された複数の受光用板状部材と、
上記光走査用板状部材及び上記複数の受光用板状部材を、夫々、所定の固定台上に、上記鏡面を外側に向けて、且つ１次元又は２次元方向に変位可能に支持する支持手段と、
上記各板状部材を、静電力又は磁力によって１次元又は２次元方向に夫々変位させる駆動手段と、
該駆動手段を介して、上記光走査用板状部材を所定の走査方向に変位させて光走査を行なうと共に、該光走査用板状部材の光走査に同期して上記複数の受光用板状部材を各々変位させて上記反射光を上記受光手段の受光面に集光させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする光スキャナ装置。
上記各板状部材が、弾性特性を有する無機材料によって上記固定台及び上記支持手段と共に一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光スキャナ装置。
上記制御手段が、
上記各受光用板状部材の鏡面が特定の位置に焦点を結ぶための上記各受光用板状部材の相対変位量を記憶する記憶手段と、
上記光走査用板状部材を所定の走査方向に変位させるための制御信号を発生する制御信号発生手段と、
該制御信号発生手段からの制御信号に基づき上記光走査用板状部材を変位させると共に、該制御信号を上記記憶手段に記憶された相対変位量にて夫々補正した制御信号に基づき上記各受光用板状部材を変位させる駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光スキャナ装置。
上記記憶手段が、上記制御信号発生手段からの制御信号を所定の分圧比で分圧する分圧抵抗器からなり、
上記駆動制御手段は、該制御信号を該分圧抵抗器にて分圧した制御信号にて上記各受光用板状部材を変位させることを特徴とする請求項３に記載の光スキャナ装置。
上記複数の受光用板状部材の片面に、夫々、上記鏡面に代えて上記受光手段を形成してなることを特徴とする請求項１〜請求項４にいずれか記載の光スキャナ装置。
上記光走査用板状部材の片面に、上記鏡面に代えて上記発光手段を形成してなることを特徴とする請求項１〜請求項５にいずれか記載の光スキャナ装置。