(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被読取物（Ｔ）を走査する光ビームを発出する光源（２）と、
上記光源（２）から発出した上記光ビームを上記被読取物（Ｔ）上に合焦させる合焦装置（３）と、
上記光ビームを、水平面内において、周期的に反射偏向させる振動ミラー形走査装置（４）と、
上記被読取物（Ｔ）から反射して来た反射光を、所定の位置に、集光する受光光学系（５）と、
上記所定の位置に配設され、上記反射光を電気的アナログ信号に変換する光電変換器（７）と、
上記光電変換器（７）の出力端子に接続された信号処理部（８）と、
上記振動ミラー形走査装置（４）から上記被読取物（Ｔ）までの距離を測長する測距装置（６）と、
を含有し、
上記合焦装置（３）は、
上記光源（２）から発出した光ビームの焦点を上記被読取物（Ｔ）上に結ばせるための合焦レンズ（３１）と、
上記合焦レンズ（３１）を、上記光軸方向にのみ変位可能に支持する、合焦レンズ支持手段（３９）と、
上記合焦レンズ（３１）を上記光軸方向に移動させることが出来る合焦レンズ移動手段（３３）と、
合焦レンズ位置検出手段（３２）と、
合焦レンズ位置サーボ回路（３４）と
を含有し、
上記合焦レンズ位置検出手段（３２）は、
合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ（３２ＰＬ）と、
合焦レンズ位置検出用光電変換器（３２ＰＳ）と、
合焦レンズ位置演算回路（３２ＰＣ）と
を含有し、
上記測距装置（６）と上記合焦装置（３）とは、上記測距装置（６）からの距離信号を上記合焦装置（３）に対して位置指令信号として与えるように、接続され、
上記合焦レンズ位置サーボ回路（３４）は、上記位置指令信号を受けて位置制御信号に変換し、上記合焦レンズ移動手段（３３）に与えるように、構成してなる、
光学的情報読取裝置。
【請求項２】
前記合焦レンズ移動手段（３３）は電磁式駆動機構を含有し、該電磁式駆動機構は、励磁線輪３３Ｃと、永久磁石３３Ｍと、継鉄（ヨーク）３３Ｙとからなる、請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記合焦装置（３）は、更に、合焦レンズ位置検出手段（３２）を含有し、該合焦レンズ位置検出手段（３２）は、前記合焦レンズ（３１）の光軸方向における位置を検出して位置検出信号を出力するように構成し、
前記合焦レンズ位置サーボ回路（３４）は、前記位置指令信号と上記位置検出信号とを
受けて、両信号の差信号を形成し、この差信号を位置制御信号として、上記合焦レンズ移
動手段（３３）に与えるように構成してなる
請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
更に可変絞り手段（１０）を含有し、該可変絞り手段（１０）は可変絞り（Ｉ）と絞り制御回路（ＩＣ）とを含有し、
上記可変絞り（Ｉ）は、前記合焦装置（３）の前位又は後位に配設し、
上記絞り制御回路（ＩＣ）と前記測距装置（６）とは、前記測距装置（６）からの距離信号を、上記絞り制御回路（ＩＣ）に対して、絞り指令信号として与えるように、接続してなる、
請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】
前記合焦レンズ移動手段（３３）は、送りネジ機構（ＦＭ）と、送りネジ機構駆動手段（ＦＤ）と、合焦レンズ位置制御回路（ＭＣ）とからなる、
請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項６】
光源（２）から発出した光ビームの焦点を前記被読取物（Ｔ）上に結ばせるための合焦レンズ（３１）と、
上記合焦レンズ（３１）を、上記光軸方向にのみ変位可能に支持する、合焦レンズ支持手段（３９）と、
上記合焦レンズ（３１）を上記光軸方向に移動させることが出来る合焦レンズ移動手段（３３）と、
合焦レンズ位置サーボ回路（３４）と
を含有し、
上記合焦レンズ位置サーボ回路（３４）は、前記位置指令信号を受けて位置制御信号に変換し、前記合焦レンズ移動手段（３３）に与えるように、構成してなる
請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項７】
前記合焦装置（３）は、更に、合焦レンズ位置検出手段（３２）を含有し、該合焦レンズ位置検出手段（３２）は、前記合焦レンズ（３１）の光軸方向における位置を検出して位置検出信号を出力するように構成し、
前記合焦レンズ位置サーボ回路（３４）は、前記位置指令信号と上記位置検出信号とを受けて、両信号の差信号を形成し、この差信号を位置制御信号として、上記合焦レンズ移動手段（３３）に与えるように構成してなる
請求項６記載の光学的情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この出願の発明は、光ビームを用いて光学的情報を読み取るための光ビーム走査式光学的情報読取装置に関する。特に、近点から遠点まで、長深度に亙って、光学的情報を精密に読み取るための可変焦点形光ビーム走査式光学的情報読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば物流分野では、一般に、固定スキャナとラベルとの距離が一定していない。
そのため、自動焦点形固定スキャナが賞用されている（１９９２年７月１日株式会社工業調査会発行、浅野恭右外１名編「これからのバーコードシステム」第２０３〜２０４頁参照）。
図１８は、その種の従来の自動焦点形固定スキャナの動作原理図である。
その種の自動焦点形固定スキャナは、筐体１と、レーザ素子２と、収束光学系３と、ポリゴンミラー装置４と、受光光学系（図示しない。）と、距離計６とで構成されている。
レーザ素子２、収束光学系３、ポリゴンミラー装置４、及び受光光学系は、筐体１内に収納されている。
しかし、距離計６だけは、筐体１内に収納されず、外部に配設されている。
【０００３】
収束光学系は、収束レンズ３１、収束レンズ移動機構（図示しない。）、収束レンズ位置サーボ機構等で構成されている。サーボポテンショメータ３Ｐは、収束レンズ位置サーボ機構の一部である。
サーボポテンショメータ３Ｐの可動部は、レンズ移動機構に連結され、収束レンズ３１やレンズ移動機構と共に、収束光学系の可動部を構成している。
距離計６からの距離信号ＤＳは、サーボポテンショメータ３Ｐに与えられる。収束レンズ位置サーボ機構は、収束レンズ３１の位置を調節して、その焦点をラベル表面に合致させる。
【０００４】
図１９は、従来の自動焦点形固定スキャナを利用した物流仕分けシステムの一例を示す模式図である。
この種の従来例の距離計６は、測距用投光器６Ｐと測距用受光器６Ｒとで構成され、測距用受光器６Ｒは、図示の如く、垂直方向に配列された複数個の受光素子で構成され、測距用投光器６Ｐも同様に、垂直方向に配列された複数個の発光素子（図示しない）で構成されている。
バーコード記号ｐを付された各個の物品は、コンベアに載って、測距用投光器６Ｐと測距用受光器６Ｒとの間を通過する。
上記の距離計６は先ず、遮光を検知した受光素子の内、どれが最高位の受光素子かを判別することによって、コンベア上の物体の高さｈＸを検知することが出来る。
固定スキャナの高さＨＳは既知であるから、固定スキャナとバーコード記号ｐとの間の距離ＤＸは、次式によって、算出することが出来る。
ＤＸ＝ＨＳ−ｈＸ                                      （１）
その余の動作は、図１４のそれと同様である。
【０００５】
【従来技術の問題点】
図１９の自動焦点形固定スキャナに使用されている距離計６は、測距用投光器６Ｐと被読取物Ｔと測距用受光器６Ｒとが一直線上にあるようにするため、占有体積が大きくなるから、本質的に小形化が困難である。その上、測距用投光器６Ｐと測距用受光器６Ｒとは、本質的に固定式であるから、光ビーム走査形の手持式スキャナに搭載することは、不可能である。
（ついでながら、産業分野を異にするテレビカメラの分野においては、空間周波数成分の変動を利用した合焦装置（詳説すれば、焦点整合がとれた時は映像信号（空間周波数信号）中の高調波成分が増大し、焦点整合から外れた時は減少するという現象を利用した合焦装置）が利用されているが、手持式スキャナに搭載するには、構成が複雑で、大形である。）
図１８の収束光学系３中の可動部は、前述の如く、収束レンズ３１や収束レンズ移動機構の外部に、それらと結合したサーボポテンショメータ３Ｐの可動部を含有するから、その分、質量が大となる。従って、その分移動速度が遅くなるから、読取距離を急変させた場合は、これに追従することが困難となる。
又、構成が複雑であり、一層の小形化が困難である。
【０００６】
【発明の目的】
それ故、この出願の発明の第１の目的は、被読取物が遠点にあったり近点にあったりして読取距離が一定しない時でも、光学的情報を正確に読み取ることが出来る、超長読取深度の光学的情報読取装置を提供することにある。別言すれば、読取範囲の非常に大きな光学的情報読取装置を提供することにある。
この出願の発明の第２の目的は、小形、軽量、且低コストの合焦装置及び測距装置を実現することによって、全体としても小形、軽量、且低コストの光学的情報読取装置を提供することにある。
この出願の発明の第３の目的は、小形、軽量、且低コストの合焦装置及び測距装置を搭載した、手持式光学的情報読取装置を提供することにある。
【０００７】
この出願の発明の第４の目的は、可変絞り装置を付加することによって、近点においては解像度の上り過ぎを防止し、遠点においてはその下がり過ぎを防止し、以って超長深度に亙って解像度を適正値に維持することが出来る、光学的情報読取装置を提供することにある。
この出願の発明の第５の目的は、光源の光量を、距離信号及び／又は走査角信号に基づいて、制御することによって、受光光量を適正値に維持することが出来る、光学的情報読取装置を提供することにある。
この出願の発明の第６の目的は、温度変化に起因する、構成部材の形状、寸法、物性の変化に基づく、装置全体の特性の変化を補償することにある。
この出願の発明の第７の目的は、前面に走査ミラー、後面に受光ミラーを有する振動ミラー形走査装置を使用することによって、即ち後面の受光ミラーを受光専用に利用することによって、受光口径を大きくし、従って受光光量を大きくすることが出来る、光学的情報読取装置を提供することにある。
【０００８】
【目的を達成するための手段】
上記の諸問題を解決し、且上記の諸目的を達成するために、この出願の発明による光学的情報読取装置は、
被読取物Ｔを走査する光ビームを発出する光源２と、
光源２から発出した光ビームを被読取物Ｔ上に合焦させる合焦装置３と、
上記光ビームを、水平面内において、周期的に反射偏向させる振動ミラー形走査装置４と、
被読取物Ｔから反射して来た反射光を所定の位置に集光する受光光学系５と、受光光学系５の後段に配設され、上記反射光を電気的アナログ信号に変換する光電変換器７と、
光電変換器７の出力端子に接続された信号処理部８と、
振動ミラー形走査装置４から被読取物Ｔまでの距離を測長する測距装置６と、
これらの要素の全部又は一部を収納する筐体１と
で構成し、
測距装置６と合焦装置３とは、測距装置６からの距離信号を、合焦装置３に対して位置指令信号として与えるように、接続したものである。
【０００９】
上記の合焦装置３は、合焦レンズ３１と、合焦レンズ位置検出手段３２と、合焦レンズ移動手段３３と、合焦レンズ位置サーボ回路３４とで構成される。合焦レンズ位置検出手段３２は、サーボポテンショメータ等の機械的手段を使用せず、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬと合焦レンズ位置検出用受光器３２ＰＳ等の光学的手段を使用して構成したものである。合焦装置３には、可変絞り装置１０を付加することが出来る。
上記の振動ミラー形走査装置４は、振動ミラー４１と電磁式駆動手段とを一体的に構成したものを使用することが出来る。
上記の測距装置６は、測距専用の投光器を使用せず、測距用受光レンズと測距用光電変換器と演算回路とで構成したものである。
光源２には、振動ミラー形走査装置４と被読取物Ｔとの間の距離変動に起因する受光光量の変動を補償する自動輝度制御装置を付加することが出来る。
合焦装置３、可変絞り装置１０、自動光源輝度制御装置には、温度補償装置を付加することが出来る。
【００１０】
【発明の作用】
光源２から発出した光ビームは、振動走査形ミラー装置４によって、周期的に反射偏向せしめられ、被読取物Ｔ上を反復的に走査せしめられる。
被読取物Ｔからの反射光は、受光光学系５を経由して、光電変換器７に至り、電気的アナログ信号に変換される。電気的アナログ信号は、信号処理部８以下においてディジタル信号に変換され、光学的情報が解読される。
測距装置６は、測距用受光レンズ６Ｌと測距用光電変換器６Ｓと測距用演算回路６Ｃとを使用し、被読取物Ｔからの走査光由来の反射光のみを利用して、振動ミラー形走査装置４から被読取物Ｔまでの距離を直接的に測定して、距離測定信号を出力する。測距装置６は、測距専用の投光器を使用せず、又、測距用演算回路６Ｃも簡単であるから、小形且軽量となる。
【００１１】
合焦装置３の合焦レンズ位置検出手段３２は、例えば光ビームの１走査周期中に合焦レンズ３１の位置を検出し、合焦レンズ位置サーボ回路３４に対して、合焦レンズ位置検出信号を、与える。
合焦装置３の合焦レンズ位置サーボ回路３４は、測距装置６からの距離測定信号に基づく合焦レンズ位置指令信号と台焦レンズ位置検出手段３２との差が零になった時、一定所望の出力電流を、合焦レンズ移動手段３３に与える。
合焦装置３の合焦レンズ移動手段３３は、合焦レンズ位置サーボ回路３４からの差信号に基づいて台焦レンズ３１を光軸に沿って移動させることによって、走査用光ビームの焦点を、近点から遠点まで、超長深度に亙って、移動させることが出来る。光ビームの焦点は、被読取物Ｔと合致せしめられる。
合焦装置３は、サーボポテンショメータ等の機械的手段を用いていないから、小形軽量となる。
【００１２】
可変絞り装置１０は、被読取物Ｔが近点にある時（従って、合焦レンズを近点に合焦させた時）には、可変絞りＩの開口口径を相対的に小さくし、可変絞り出射時の光ビーム径２のωｄを相対的に小さくすることによって、近点におけるビームウエスト径を相対的に太くすると共に、近点の前後におけるビーム径２ωＺＣの急激な変化を防止する。これによって、可変絞り装置１０は、光ビームの近点合焦時におけるビームウエスト径２ωＯＣの細くなり過ぎと、近点前後のビーム径２ωＺＣの急激な増加とを防止し、Ｓ／Ｎ比の減少を防止することが出来る。
又、可変絞り装置１０は、被読取物Ｔが遠点にある時（従って、合焦レンズを遠点に合焦させた時）には、可変絞りＩの開口口径を相対的に大きくし、可変絞り出射時の光ビーム径２ωｄを相対的に大きくすることによって、遠点におけるビームウエスト径２ωＯＦを相対的に小さくする。これによって、可変絞り装置１０は、光ビームの遠点合焦時におけるビームウエスト径２ωＯＦの太くなり過ぎを防止し、以ってＳ／Ｎ比の減少を防止することが出来る。
【００１３】
【実施例】
（第１の実施例）
この出願の発明による光学的情報読取装置の第１の実施例について説明する。
先ず、その全体構成について、概括的に説明する。
図１は、この出願の発明の第１の実施例の全体構成を示す図である。
図１において、２は光源（例えばレーザダイオード）、２Ｄは光源駆動回路、３は合焦装置、４は振動ミラー形走査装置、５は受光光学系、６は測距装置、７は光電変換器（受光器）、８は信号処理部、９は集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）、ＴＳは温度センサ、Ｔは被読取物である。筐体１の記載は省略してある。
【００１４】
上記の諸要累は、光源２から発出した光が、合焦装置３、振動ミラー形走査装置４の第１のミラー（走査用ミラー）４１１、被読取物Ｔ、受光光学系５の集光兼偏向手段５ＣＰ、及び振動ミラー形走査装置４の第２のミラー（受光ミラー）４１２を経由して、光電変換器（受光器）７に到達し得るように、配置される。光電変換器（受光器）７の出力端子には、信号処理部８が接続される。
測距装置６の測距用受光レンズ６Ｌは、振動ミラー形走査装置４の走査ミラー４１１から横方向に距離ｄだけ離隔した位置に配設される。
測距装置６は、走査ミラー４１１と被読取物Ｔとの間の距離（又は被読取物Ｔと測距用受光レンズ６Ｌとの間の距離）を測定して、距離信号ＤＳを出力する。
合焦装置３は、上記の距離信号ＤＳに基づいて合焦レンズ３１を光軸方向に移動させ、従って光源２と合焦レンズ３１との間隔を変化させて、焦点を被読取物Ｔ上に合致させる。
この間、温度センサＴＳの出力信号に基づいて、システム全体の温度特性が補償される。
又、光電変換器７（又は測距用光電変換器６Ｓ）の出力に基づいて、若しくは走査角信号に基づいて、光源２の輝度が制御される。
かくして、被読取物Ｔ上のバーコード記号ｐが読み取られる。
【００１５】
次に、第１の実施例の部分構成及び部分動作について説明する。
（第１の実施例の合焦装置）
図２は、第１の実施例に使用する合焦装置３の動作原理図であり、図３は、同実施例に使用する合焦装置３の要部をなす光学的合焦ユニット３Ｕを示す図である。
図２において、３１は合焦レンズ、３Ｈは筒状の合焦レンズホルダ、３２は合焦レンズ位置検出手段、３３は合焦レンズ移動手段、３４は合焦レンズ位置サーボ回路（エラー増幅器）、３５は電子的分圧器である。
合焦レンズ３１は、ガラス又は合成樹脂等の透明材料からなる。
合焦レンズ位置検出手段３２は、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬと合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳと、合焦レンズ位置演算回路３２ＰＣとからなる。
【００１６】
筒状の合焦レンズホルダ３Ｈには、その周壁を、例えば図示の如く、若干斜め方向に貫通する光の側路（即ち、径方向（ラジアル方向）よりも若干前方に傾いた方向に貫通する光の側路）が形成され、ここに合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬが埋め込まれる。
合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬによる集光点には、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳが配設され、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの出力端子には合焦レンズ位置演算回路３２ＰＣが接続される。
合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの出力、即ち合焦レンズ位置検出手段３２の出力は、合焦レンズ位置検出信号となる。合焦レンズ位置検出信号の大きさは、合焦レンズホルダ３Ｈの位置の関数であり、従って又、合焦レンズ３１の位置の関数である。
【００１７】
合焦レンズ移動手段３３は、可動線輪駆動回路３３ＣＤと、可動線輪３３Ｃ等からなる。可動線輪３３Ｃは、合焦レンズホルダ３Ｈに連結される。
合焦レンズ位置サーボ回路（エラー増幅器）３４は、例えば演算増幅器を用いて構成され、＋端子への入力電圧と−端子への帰還電圧との合成電圧が略零の状態で、一定所望の出力電流となる。
合焦レンズ位置サーボ回路３４の＋端子には、測距装置６から直接、又は集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９を介して、合焦レンズ位置指令信号が与えられる。又、−端子には、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳから、合焦レンズ位置演算回路３２ＰＣを介して、合焦レンズ位置検出信号が与えられる。（電子的分圧器３５については後述する。）
合焦レンズ位置サーボ回路３４の出力（電流）は、可動線輪駆動回路３３ＣＤに与えられ、可動線輪駆動回路３３ＣＤの出力（電流）は、可動線輪３３Ｃに与えられる。
合焦レンズ位置指令信号と合焦レンズ位置検出信号との差の信号が零になった時、可動線輪３３Ｃは停止（静止）する。
【００１８】
図３（ａ）は、第１の実施例に使用する合焦装置３の要部をなす光学的合焦ユニット３Ｕの縦断面図であり、同図（ｂ）は、これに使用する支持バネ３ＳＰの正面図、同図（ｃ）は、合焦レンズ位置検出用受光器の動作原理図である。
図３（ａ）において、２は光源（例えばレーザ）、３１は合焦レンズ、３Ｈは合焦レンズホルダ、３ＳＰ，３ＳＰは１対の支持バネ、３Ｂは鏡筒（バレル）、３２ＰＬは合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ、３２ＰＳは合焦レンズ位置検出用受光器、３３Ｃは可動線輪、３３Ｍは永久磁石、３３Ｙは継鉄（ヨーク）である。
【００１９】
合焦レンズ３１は合焦レンズホルダ３Ｈによって保持され、合焦レンズホルダ３Ｈは１対の支持バネ３ＳＰ，３ＳＰによって支持・挟持され、両支持バネ３ＳＰ，３ＳＰは、例えば、鏡筒３Ｂの内周壁に設けた段部によって、それぞれ固定される。
合焦レンズホルダ３Ｈ及び１対の支持バネ３ＳＰ，３ＳＰは、共同して、合焦レンズ支持手段３９を構成する。
支持バネ３ＳＰは、例えば図３（ｂ）の如く、外側リング、内側リング、両リングを連結する数本の連結部（例えば３本の連結部）とで、構成される。支持バネ３ＳＰのバネ作用は、例えば３本の連結部によって、担持される。各連結部には、所要のバネ力に応じて、適宜の長さが与えられる。
合焦レンズホルダ３Ｈは、１対の支持バネ３ＳＰ，３ＳＰによって挟持されているから、完全に光軸方向にのみ移動可能となる。従って、合焦レンズ３１も完全に光軸方向にのみ移動可能となる。
【００２０】
環状の可動線輪３３Ｃは、合焦レンズホルダ３Ｈの光源側に直列的に連結されている。
上記の諸要素のうち、合焦レンズ３１、合焦レンズホルダ３Ｈ、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬ、及び可動線輪３３Ｃは、共同して、可動部を構成する。
可動線輪３３Ｃの外側には、環状の永久磁石３３Ｍが同軸状に配設され、該環状の永久磁石３３Ｍの外側には、略環状又は有孔皿状（以下、単に「環状」という。）の継鉄３３Ｙが配設される。
略環状の継鉄３３Ｙは、鏡筒３Ｂの内周壁に固定される。
【００２１】
環状の永久磁石３３Ｍは、例えば径方向（ラジアル方向）に着磁される。
継鉄３３Ｙは、鉄その他の強磁性体製であるから、永久磁石３３Ｍの磁束を可動部の可動線輪３３Ｃへ効率よく導く。
可動線輪３３Ｃは、通電により、軸方向に、正又は負の力を受ける。受ける力は、駆動電流の大きさと、駆動電流に交差する磁界の大きさとの積に比例する。
そのため、可動線輪３３Ｃが軸方向に前進若しくは後退する。
即ち、可動線輪３３Ｃに対して駆動電流を供給すると、合焦レンズ３１は、駆動電流の正負に応じて、軸方向に前進若しくは後退することとなる。
【００２２】
合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬは、可動部の一部をなす合焦レンズホルダ３Ｈの周壁に埋め込まれる。合焦レンズ位置検出用ボジションレンズ３２ＰＬの内側表面の位置は、合焦レンズ３１よりも光源寄りにあり、その光軸は、図示の如く、合焦レンズホルダ３Ｈの径方向（ラジアル方向）よりも若干前方に傾斜させてある。（但し、傾斜の有無は本質的な事項ではない。）
合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬの光軸（の延長線）と交差する、鏡筒３Ｂの周壁部分には、図示の如く、貫通孔が穿設され、該鏡筒３Ｂの外周壁寄りに合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳが配設される。
【００２３】
鏡筒３Ｂの貫通孔の断面形状及び合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの受光面形状は何れも、縦長であって、それらの長手方向寸法は、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬの移動範囲を完全にカバーするに足る大きさを有していなければならない。（しかし、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳが、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬの移動方向（合焦レンズ３１の光軸方向）と平行である必要はない。）
合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬの内側表面に到達したレーザ光（側部光）は、図３の合焦レンズ位置検出用レーザ光３ＬＬの如く、合焦レンズホルダ３Ｈの外側に導出され、合焦レンズ位置検出用受光器３２ＰＳの受光面に入射せしめられる。合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬは、レーザ光３ＬＬの集光点が合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの受光面と合致するように、設計される。
【００２４】
上記の諸要素のうち、鏡筒３Ｂ、合焦レンズ位置検出用受光器３２ＰＳ、永久磁石３３Ｍ、及び継鉄（ヨーク）３３Ｙは、共同して、固定部を構成する。
そして、上記の固定部と、前記の可動部と、前記の支持バネ３ＳＰとは、共同して、光学的合焦ユニット３Ｕを構成する。
光源２は、この実施例では、図示の如く、鏡筒３Ｂの内部に、しかも可動線輪３３Ｃの内方空間に配置され、継鉄（ヨーク）３３Ｙによって支持される。
これによって、軸方向の寸法が縮小される。
【００２５】
合焦レンズ３１の位置と、合焦レンズ３１による光の集光位置との関数関係について説明する。
図１４は、合焦レンズ３１による光の集光位置を示す図である。
焦点距離ｆ０なる合焦レンズ３１を、図示の如く、光源２から距離ｆ０の位置に置いた場合、合焦レンズ３１から出た光は、平行光となる。
そこでこの位置を、合焦レンズ３１に関して、基準位置とすることが出来る。或は合焦レンズ３１の光軸方向に即してｘ軸をとり、この位置を原点（ｘ＝０）とすることが出来る。
合焦レンズ３１が基準位置（ｘ＝０）からΔｆだけ反光源側（被読取物Ｔ側）に遠ざかると、レーザ光は合焦レンズからｆ２の位置（ｘ＝ｆ２）に集光する。
【００２６】
見易くするため、ｆ０＋Δｆ＝ｆ１とおくと、上記の関係は、レンズの公式
（１／ｆ０）＝（１／ｆ１）＋（１／ｆ２）
として、良く知られている。上式を変形すれば、次式が得られる。
ｆ２＝（１／Δｆ）ｆ０２＋ｆ０                                  （２）
即ち、ｆ２は（１／Δｆ）に比例する。
合焦レンズ３１から測距原点までの内部光路長をＬ、測距原点からバーコードまでの距離をＤｘとすれば、ｆ２は次式によって与えられる。
ｆ２＝Ｄｘ＋Ｌ                                                （３）
式（２）、（３）から、次式が得られる。
Δｆ＝ｆ０２／（ｆ２−ｆ０）＝ｆ０２／（Ｄｘ＋Ｌ−ｆ０）      （４）
式（４）のΔｆは、距離信号Ｄｘに基づく合焦レンズ位置指令信号と解することが出来る。かかるΔｆを、以下、Δｆｃと書く。
【００２７】
合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳ及び合焦レンズ位置制御回路３４について説明する。
図１５は、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの側面図、及び合焦レンズ位置制御回路３４のブロック図である。
図１５において、３２ＰＳは合焦レンズ位置検出用光電変換器、３４は合焦レンズ位置制御回路、３３Ｃは可動線輪、３３ＣＤは可動線輪駆動回路、９は集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）である。
合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの動作特性は、以下の通りである。
合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳは、その受光面にスポット光が到来すると、Ａ端に電流Ｉａを、Ｂ端に電流Ｉｂを発生する。電流Ｉａ及びＩｂの大きさは、スポット光が当たった位置によって異なる。
合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの長手方向に沿ってｘ′軸をとり、Ａ端を原点（ｘ′＝０）、Ｂ端をｘ′＝Ｗとし、且簡単のためスポット光の強さが一定であるとすると、電流Ｉａ，Ｉｂの大きさはそれぞれ次の通りとなる。
Ｉａ＝ｐ（Ｗ−ｘ′），Ｉｂ＝ｐｘ′                            （５）
但し、ｐは比例定数。
【００２８】
合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳは、図３（ａ）の如く、光学的合焦ユニット３Ｕの鏡筒３Ｂに固定されているから、移動しない。
これに対して、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬは、前述の如く、光学的合焦ユニット３Ｕの可動部（例えば可動線輸３３Ｃ）に連結されているから、合焦レンズ３１の移動につれて移動する。
合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬは、図３（ａ）の如く、レーザ光源２の不要光（合焦レンズ３１に入射しない側部光）を取り込み、且集光して、合焦レンズ位置検出用レーザ光３ＬＬを形成する。その光点（または光条）は、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの受光面に当てられる。
かくして、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬにより集光された光点（または光条）は、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳ上を、合焦レンズ３１の移動につれて移動する。合焦レンズ３１の移動距離をΔｆ、光点（または光条）の移動距離をΔｆ′とすれば、近似的に次式が成立する。
Δｆ′＝ａΔｆ                                                （６）
但し、ａは比例定数。
上記の比例定数ａは、図３（ａ）から明らかな如く、略１に近い値である。
【００２９】
いま、Δｆ＝０（従ってｘ＝０）のとき、ｘ′＝ｇとする。
即ち、合焦レンズ３１が基準位置（ｘ＝０）にあるとき、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬにより集光された合焦レンズ位置検出用レーザ光３ＬＬの光点が、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳ上に当たる点（位置）を、ｘ′＝ｇとする。
そして、ｘ＝Δｆのとき、ｘ′＝ｇ＋Δｆ′とする。
即ち、合焦レンズ３１が基準位置からΔｆだけ被読取物Ｔ側に移動したとき、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬにより集光された合焦レンズ位置検出用レーザ光３ＬＬの光点が、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳ上に当たる点（位置）を、図３（ａ）の如く、ｘ′＝ｇ＋Δｆ′とする。
そうすると、式（５）、（６）に基づいて、次式が得られる。
0003730673.tif 000002
但し、Ｗは合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳの全受光幅。
この式は、入射光量が変化しても成立する。
【００３０】
式（７）を変形すれば、次式となる。
Δｆ＝〔｛ＷＩｂ／（Ｉａ＋Ｉｂ）｝−ｇ〕／ａ                  （８）
式（８）によるΔｆは、合焦レンズ位置測定信号である。この場合のΔｆを、以下、Δｆｍと書く。
原理的には、式（４）による合焦レンズ位置指令信号Δｆｃと、式（８）による合焦レンズ位置測定信号Δｆｍとを、図２の合焦レンズ位置サーボ回路３４中の差動増幅器（エラー増幅器）の各入力端子に印加することが可能である。
合焦動作が開始すると、Δｆが増大し、従ってΔｆｍが増大するが、ΔｆｍがΔｆｃと一致した所で、合焦レンズ３１が停止する。そして、合焦動作が終了する。
【００３１】
図１５に戻って、電子的分圧器３５及びエラー増幅器Ｅ（即ち合焦レンズ位置サーボ回路３４）について説明する。
Ａ端からの電流信号Ｉａ、及びＢ端からの電流信号Ｉｂは、それぞれ電圧信号に変換され、Ｖａ，Ｖｂとなる。
Ａ端からの電圧信号Ｖａは加算器Ａに印加され、Ｂ端からの電圧信号Ｖｂは加算器Ａ、及びエラー増幅器Ｅの−に印加される。
加算器Ａでは、和信号Ｖａ＋Ｖｂが作られる。
和信号Ｖａ＋Ｖｂは、電子的分圧器ＶＤの第１の入力端子に印加される。
式（７）は、電圧信号Ｖａ、Ｖｂ並びにＶａ＋Ｖｂを用いて、次のように、書き換えられる。
Ｖｂ／（Ｖａ＋Ｖｂ）＝（ａΔｆｃ＋ｇ）／Ｗ                    （９）
Ｖｂ＝（Ｖａ＋Ｖｂ）（ａΔｆｃ＋ｇ）／Ｗ                    （１０）
式（１０）は、入射光量が変化しても成立する。
中央制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９は、分圧制御信号ＤＣＳを、電子的分圧器ＶＤの第２の入力端子に送る。
分圧制御信号ＤＣＳによる分圧比は、（ａΔｆｃ＋ｇ）／Ｗである。
電子的分圧器ＶＤは、和信号Ｖａ＋Ｖｂに、分圧比（ａΔｆｃ＋ｇ）／Ｗを乗じた値を出力する。
【００３２】
電子的分圧器ＶＤの出力と、実際のＶｂとを、エラー増幅器Ｅ（即ち合焦レンズ位置サーボ回路３４に入力し、その出力を可動線輪３３Ｃに印加する。
合焦動作が開始すると、Δｆの増大につれてΔｆ′が増大し、従って、実際のＶｂが増大するが、Ｖｂが（Ｖａ＋Ｖｂ）（ａΔｆｃ＋ｇ）／Ｗと合致した所で、合焦レンズ３１が停止する。そして、合焦動作が終了する。
かくして、合焦レンズ３１を、中央制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９が指令した位置（ｘ＝Δｆｃ）に、保持する事ができる。
式（４）、（８）に基づく合焦動作（図２参照）と、式（１０）に基づく合焦動作（図１５）は、本質的に等価である。但し、演算回数は後者の方が少なくて済む。
図１５の電子的分圧器ＶＤには、デジタルアナログコンバータＡ／Ｄや、Ｅ２ＰＯＴ（サイコーネー）等が利用できる。
合焦レンズ位置検出のための専用光源は、必要でない。
【００３３】
（第１の実施例の測距装置）
第１の実施例に使用する第１の測距装置について説明する。
図４は、同実施例に使用する第１の測距装置の原理説明図である。
図４（ａ）において、２は光源、４１は振動ミラー、Ｔは被読取物、６Ｌは測距用受光レンズ、６ｓは小径の測距用光電変換素子、ａ，は振動ミラー４１の走査中心線（即ち読取方向中心線）、ｂ２は測距用受光レンズ６Ｌの受光中心線である。
測距専用の投光光源は、必要としない。
【００３４】
説明の便のため、
走査中心線ａ１と受光中心線ｂ２との間の距離をｅ、
振動ミラー４１と被読取物Ｔとの間の距離（又は測距用受光レンズ６Ｌと被読取物Ｔとの間の距離）をＤｘ、
走査中心線ａ１と被読取物Ｔとの交点をＡ、
受光中心線ｂ２と被読取物Ｔとの交点をＢ、
点Ａから測距用受光レンズ６Ｌに向かう反射光線をａ２、
振動ミラー４１から点Ｂに向かう光線をｂ１、
振動ミラー４１の中心点から線分ＡＢを見込む角（走査中心線ａ１と点Ｂに向かう光線ｂ１とのなす角＝振り角）をθ
とする。
簡単のため、走査中心線ａ１と被読取物Ｔとは直交している（即ち読取中心線ａ１と被読取物Ｔとは直交している）ものとする。
ｅの値は所与であるから、振り角θが計測可能ならば、被読取物Ｔまでの距離ＤＸは、次式で与えられる。
ＤＸ＝ｅ／ｔａｎθ                                      （１１）
【００３５】
さて、測距用光電変換素子６ｓは小径であるから、受光中心線ｂ２から外れて到来する光線（例えば点Ａから到来する光線ａ２）は、図示の如く、測距用光電変換素子６ｓから外れることとなり、受光されない。
従って、測距用光電変換素子６ｓで受光される光線は、受光中心線ｂ２に沿って到来する光線のみである。
走査ビームが点Ａを通過する時点ｔＡは、走査用同期信号に基づいて決定することが出来る。走査ビームが点Ｂを通過する時点ｔＢは、測距用光電変換素子６ｓの出力が極大になる時点であるから、出力極大時点を検知することによって、検知することが出来る。出力極大時点の検出には、公知の手段が使用される。
【００３６】
時点ｔＡと時点ｔＢとの時間差をｔｄとすれば、振動ミラー４１の中心点から線分ＡＢを見込む角（振り角）θは、時間差ｔｄに比例する。即ち、
θ＝ｋｔｄ                                          （１２）
但し、ｋは走査速度によって決まる比例定数。
従って、被読取物Ｔまでの距離Ｄｘは、次式によって与えられる。
ＤＸ＝ｅ／ｔａｎ（ｋｔｄ）＝ｅ  ｃｏｔ（ｋｔｄ）        （１３）
図４（ｂ）は、図４（ａ）における被読取物Ｔを、点Ａを中心として、反時計方向に角ψだけ、回転させた場合を示す。破線Ｔ′は、被読取物の回転後の現在位置を示す。
角ψの回転によって誤差ＤＸ′が生じる。ＤＸ′は次式によって与えられる。
ＤＸ′＝ｅ  ｔａｎψ                                    （１４）
角ψ（ラディアン）が微小であれば、ＤＸ′≒ｅψ≒０であるから、焦点整合に支障を来す虞（おそれ）はない。
【００３７】
（第１の実施例の振動ミラー形走査装置）
第１の実施例に使用する振動ミラー形走査装置４について説明する。
図６（ａ）及び（ｂ）は、同振動ミラー形走査装置の水平断面図及び垂直断面図である。
図６（ａ）及び（ｂ）において、４１１は第１の反射ミラー（走査用ミラー）、４１２は第２の反射ミラー（受光用ミラー）、４２は可動部、４６はホルダ、４７は固定継鉄（ヨーク）、４９は駆動巻線である。
可動部４２は、可動部本体と回転軸４２５とを含有し、可動部本体は、板状、棒状又は立体状であって、２個の可動磁石４２１、４２１と、可動継鉄４２２とを含有する。
第１の反射ミラー４１１と可動部本体と第２の反射ミラー４１２とは、一体的に構成する。
【００３８】
駆動巻線４９が通電されていない時は、可動体は図示の位置に静止する。
可動体を静止位置から適宜の角度回動させて釈放すると、可動磁石４２１と継鉄４７との間に吸引力（磁気バネ力）が発生するから、可動体４２は、自由往復振動を開始する。
駆動巻線４９が通電された時は、駆動電流が可動磁石４２１の磁界と交差するから、可動磁石４２１に正又は負の偶力が作用する。その結果、可動体４２は強制振動を開始する。
第１の反射ミラー４１１は、合焦装置２から到来した光ビームを、周期的に反射偏向させる。第２の反射ミラー４１２は、被読取物Ｔ上の飛点（光の移動点）から集光兼偏向手段５ＣＰを経由して到来する反射光を、周期的に反射偏向させて、光電変換器７に向けて射出する。
集光兼偏向手段５ＣＰは、集光レンズと反射プリズムとを、図示の如く、一体に構成したもので良いし、集光レンズと反射プリズムとを互いに別体として構成したものでも良い。
（尚、上記の振動ミラー形走査装置４については、この発明の出願人の出願に係る特願平６−８７１５７号（特開平７−２６１１０９号公報）の明細書及び図面に詳細に説明されている。）
【００３９】
（第１の実施例の受光光学系）
第１の実施例に使用される受光光学系５について説明する。
図１に戻って、５ＣＰは集光兼偏向手段であって、集光作用と偏向作用とを兼ね備えたものである。
集光兼偏向手段５ＣＰと第２の反射ミラー４２２（図６（ａ）参照）とは、共同して、受光光学系５を構成する。
集光兼偏向手段５ＣＰは、被読取物Ｔ上の飛点（光の移動点）から到来する反射光を集光すると共に、集光した反射光の進行方向を変換して、第２の反射ミラー４１２に向けて射出する。第２の反射ミラー４１２は、到来した反射光を、周期的に反射偏向させて、光電変換器７に入射させる。
この実施例では、集光兼偏向手段５ＣＰの受光口径を拡大することによって、受光光量を増加することが出来る。
【００４０】
（第１の実施例の光源）
図１において、２は光源である。光源２としては、例えば、可視光ビームを発光する可視光半導体レーザ、又は、面発光形構造のＬＥＤに極小径のメサ構造を用いたものを使用する。
光源２には、集光レンズを組み込むことが出来る。但し、該集光レンズは、前記の側部光を保存するものでなければならない。
【００４１】
（第１の実施例の光源駆動回路）
第１の実施例の光源駆動回路について説明する。
光源２からの投光は、ビーム状光束であるので、バーコードと走査装置の距離が変化してもバーコードに入射する光パワーは変化しない。受光レンズに入射するバーコード面上からの反射光は、その距離により変化し、受光口径が一定の場合、受光光量はバーコードからの距離の２乗に反比例する。
測距により得られた距離データをもとに、投光光出力を制御すると、バーコードからの距離が変化しても受光量を一定に保つ事ができる。（但し、最大出射出力は、光放射安全規格等により制限される事がありる。）
【００４２】
図１７は、光源駆動回路２Ｄのブロック図である。この図は、光源にレーザダイオードを用いた場合である。
レーザダイオードＬＤから発光した光の一部は、光出力を観測する為のモニタ用ホトダイオードＭＰＤに入射する。モニタ用ホトダイオードＭＰＤは、レーザダイオードＬＤの発光出力に比例したモニタ電流を発生する。モニタ電流は抵抗Ｒで電圧信号ＥＣに変換され、エラー増幅器Ｅの−端子に入力される。
エラー増幅器Ｅの＋端子には、光出力制御電圧ＬＰＣＳが入力される。
このモニター電圧ＥＣは、エラー増幅器Ｅで光出力制御電圧ＬＰＣＳと比較され、同一電圧となる様、レーザの発光出力が制御される。
上記の光出力制御電圧ＬＰＣＳは、例えば集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９から送出された光出力制御信号（論理値）が、ＤＡコンバータＤ／Ａによってアナログ量に変換されてなるものである。
【００４３】
（第１の実施例の温度補償装置）
図１において、ＴＳは温度センサである。温度センサＴＳの温度測定信号を用いて、合焦装置３及び光源駆動回路２Ｄの温度補償を行うことが出来る。
温度センサＴＳとしては、温度特性が既知な感温素子（例えばサーミスタ、ダイオードなど）が利用できる。
サーミスタは、温度によって抵抗値が変化する素子であるから、その抵抗値を抵抗電圧変換回路により電圧値に変換し、その電圧値をＡ／Ｄコンバータでディジタル信号に変換してから、集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９に入力する。
合焦装置３の合焦レンズ位置サーボ回路３４に対して、例えば温度測定信号に比例する信号を加算（減算）することが出来る。これによって、温度変動に伴う焦点の変動を防止することが出来る。その結果、合焦レンズとして、プラスチック製レンズの使用が可能となる。
又、光源駆動回路２Ｄに対して、例えば温度測定信号に比例する別の信号を加算（減算）することが出来る。これによって、受光光量に対する温度変動の影響が除去される。
【００４４】
（第２の実施例）
この出願の発明による光学的情報読取装置の第２の実施例について説明する。
第２の実施例は、第１の実施例に可変絞り装置を付加したものに相当する。
図７（ａ）は、第２の実施例に使用する第１の可変絞り装置の動作原理図である。
図７（ａ）において、２は光源、３１は合焦レンズ、Ｉ１は可変円形絞り、ＩＣは絞り制御回路である。
上記の可変円形絞りＩ１と、絞り制御回路ＩＣと、図示しない円形絞り駆動機構とは、共同して、第１の可変絞り装置１０を構成する。
可変円形絞りＩ１及び円形絞り駆動機構の構造と機能は、例えばカメラの分野において公知のものと同様である。可変円形絞りＩ１の開口（アパーチャ）形状は、開口口径が変化しても変化せず、常に円形である。
絞り制御回路ＩＣは、測距装置６からの距離信号を、直接又はマイクロプロセッサ９を介して受けて、絞り制御信号に変換し、円形絞り駆動機構に印加する。
円形絞り駆動機構は、絞り制御信号に基づいて、可変円形絞りＩ１の開口口径を調節する。
回動調節後の可変円形絞りＩ１の開口口径は、距離信号の１次関数となる。
【００４５】
図７（ｂ）は、第２の実施例に使用する第２の可変絞り装置の動作原理図である。
図７（ｂ）において、２は光源、３１は合焦レンズ、Ｉ２は可変平行四辺形絞り、ＩＣは可変平行四辺形絞り制御回路である。
上記の可変平行四辺形絞りＩ２と、絞り制御回路ＩＣと、図示しない平行四辺形絞り駆動機構とで、第２の可変絞り装置１０を構成する。
可変平行四辺形絞りＩ２及び平行四辺形絞り駆動機構の構造と機能は、例えばカメラの分野において公知のものと同様である。可変平行四辺形絞りＩ２の開口は、横幅（短辺長）だけが変化する。
絞り制御回路ＩＣは、測距装置６からの距離信号を、直接又はマイクロプロセッサ９を介して受けて、絞り指令信号に変換し、平行四辺形絞り駆動機構に印加する。平行四辺形絞り駆動機構は、絞り指令信号に基づいて、可変平行四辺形絞りＩ２の開口の横幅（短辺長）だけを調節する。
回動調節後の可変円形絞りＩ２の開口口径は、距離信号の１次関数となる。
【００４６】
可変絞り装置の有用性について、更に詳細に説明する。
図９は、合焦レンズ通過後のレーザビームの縦断面図である。但し、レーザ光はガウシアン分布を有するものとする。
図９において、３１は合焦レンズであり、ωｄは合焦レンズ３１の出射点におけるレーザビームの半径（＝合焦レンズの半径）、ωＯはビームウエスト半径、ＺＯは合焦レンズ３１の出射点からビームウエスト位置までの距離である。
このとき、ビームウエスト半径ωＯ及び直径２ωＯは、次式で表わされる。
ωＯ＝  λＺＯ／（πωｄ）                          （１５）
２ωｏ＝２λＺＯ／（πωｄ）                          （１５′）
但し、λはレーザ光の波長。
【００４７】
いま、合焦レンズ３１の出射点におけるレーザビームの半径ωｄも一定、波長λも一定であるとすると、ビームウエスト半径ωｏ（及び直径２ωｏ）は、ビームウエスト距離Ｚｏの１次関数となる。
式（１５′）をグラフ化すれば、図１０の直線１の通りとなる。
但し、図１０には、便宜上、三つの座標系を記載してあるから、直線１は、距離Ｚｏを横軸、ビームウエスト直径２ωｏを縦軸とする座標系（Ｚｏ−２ωｏ座標系）上の直線であることに注意されたい。
図１０の直線１から明らかなように、ビームウエスト位置が遠点ＺｏＦにあるときは、ビームウエスト径２ωｏＦは太く、ビームウエスト位置が近点Ｚｏｃにあるときは、ビーム径２ωｏｃは細い。
【００４８】
ビームウエスト半径ωＯは、式（８）から明らかなように、レーザ光源の波長λ、レンズの口径（２ωｄ）、及びビームウエスト位置ＺＯの選定で決まる。
一般には、所定の遠点ＺＯＦに自動合焦した時に、ビームウエスト半径ωＯが、所望の値ωＯＦとなる様に、ωｄを選択する。
そうすると、近点ＺＯＣに自動合焦した時には、ビームウエスト径２ωＯＣは、図１０の直線１から明らかなように、所望のビームウエスト径よりも大分小さく（細く）なって仕舞う。即ち、（ＺＯＦ／ＺＯＣ）の１になって仕舞う。その結果、近点ＺＯＣにおける光学解像度が必要以上に上り過ぎて、読取データ以外のソイズ（紙面よごれ、印刷むら等）までも検出して仕舞い、信号のＳ／Ｎを悪化させて仕舞う虞がある。
【００４９】
しかしながら、第２の実施例では、合焦レンズ３１の前位又は後位に、図７の如く、可変絞りＩを配設したから、合焦レンズ３１を近点ＺＯＣに合焦するときには、並行して可変絞りＩをも自動的に調節し、ωｄを小さくすることによって、ビームウエスト半径ωＯＣを大きくし、以って上記のＳ／Ｎ比の悪化を防止することが出来る。
図１１は、可変絞り通過後のレーザビームのウエスト位置及び直径を示すグラフであるが、同図の曲線２の極小値、即ち合焦レンズ３１を近点ＺＯＣに合焦した時のビームウエスト径２ωＯＣは、図１０の曲線２のそれに比べて、遥かに大きく（太く）なっており、所望の値（要求値）２ωＯＦに近付いていることが解る。
【００５０】
図９に戻って、ωＺはビームウエスト位置から距離Ｚ離れた点におけるレーザビームの半径である。
上記のレーザビームの半径ωＺ及び直径２ωＺは、次式で与えられる。
ωＺ２  ＝  ωＯ２｛１＋（λ／（πωＯ２））２Ｚ２｝    （１６）
（２ωＺ）２＝４ωＯ２｛１＋（λ／（πωＯ２））２Ｚ２｝  （１６′）
ビームウエストが任意の近点ＺＯＣにある場合について、式（９′）をグラフ化すれば、図１０の曲線２の通りとなる。図１０には、前述の如く、便宜上三つの座標系を記載してあるのであるが、曲線２は、近点ＺＯＣを原点とし、近点ＺＯＣからの距離Ｚを横軸とし、レーザビーム直径２ωＺを縦軸をとする座標系（即ち、Ｚ−２ωＺ座標系）上の曲線である。
【００５１】
又、ビームウエストが任意の遠点ＺＯＦにある場合について、式（１６′）をグラフ化すれば、図１０の曲線３の通りとなる。曲線３は、遠点ＺＯＦを原点とし、遠点ＺＯＦからの距離Ｚを横軸とし、レーザビーム直径２ωＺを縦軸とする座標系（即ちＺ−２ωＺ座標系）上の直線である。
（ついでながら、レーザビームの直径２ωＺを、合焦レンズ３１の出射点を原点とする空間座標ｚの関数として表現したいときは、式（１６′）にに対して、例えば、次式を代入すれば良い。
（ビームウエストが近点ＺＯＣにあるとき）  Ｚ＝ｚ−ＺＯＣ      （１７）
（ビームウエストが遠点ＺＯＦにあるとき）  Ｚ＝ｚ−ＺＯＦ    （１７′）
但し、ｚ＝０（原点）は合焦レンズ３１の出射点、ｚ＝ＺＯＣは近点、ｚ＝ＺＯＦは遠点である。）
【００５２】
図１０の曲線２から明らかなように、合焦レンズを近点ＺＯＣに自動合焦した時は、ビーム径２ωＺが近点ＺＯＣの前後で急激に増大する（太くなる）ため、自動焦点制御の精度向上が必要となる。しかしながら、合焦レンズ３１から被読取物までの距離ｚ（ＺＯＣ＋Ｚ）は、走査ビームの偏向につれて速い周期で変化し、又被読取物面が湾曲しているときにも同様に速い周期で変化するから、こうした変化に自動焦点制御動作を追従させることは困難である。そのため光学解像度が変化し易い。
【００５３】
しかしながら、第２の実施例では、前述の如く、合焦レンズ３１の前位又は後位に、図７の如く、可変絞りＩを配設したから、合焦レンズ３１を近点ＺＯＣに合焦するときは、並行して可変絞りＩをも自動的に調節し、ωｄを小さくすることによってビームウエスト半径ωＯＣを相対的に大きく（太く）するから、式（９）及び（９′）の各右辺の中括弧｛｝内における変数Ｚ２の係数
（λ／（πωＯＣ２））２
が小さくなり、従って近点ＺＯＣの前後でのωＺ２の変化が緩慢となり、ビーム半径ωＺの変化（立上り）も緩慢になる。
図１１によれば、曲線２の曲率が、図１０の曲線２のそれに比べて、遥かに小さくなっていることが解る。
以上要するに、第２の実施例では、自動合焦装置の使用に伴って近点におけるビームウエスト径が細くなり過ぎる事態を回避すると共に、ビーム走査や被読取物表面の湾曲に起因する光路長の変化に基づく光学解像度の変化を、軽減することが出来る。
第２の実施例のその余の事項は、第１の実施例と同様である。
【００５４】
（第３の実施例）
この出願の発明による光学的情報読取装置の第３の実施例について説明する。
第３の実施例は、第１の実施例における合焦装置を下記のものに置換すると共に下記の可変絞り装置を付加したものに相当する。
図８は，第３の実施例に使用する合焦装置３及び可変絞り装置の動作原理図である。
図８において、２は光源、３Ｈは円筒形合焦レンズホルダ、ＦＳは送りねじ、ｇ１は第１の歯車、ｇ２は第２の歯車、Ｍは電動モータ、３３は合焦レンズ位置移動手段、Ｉ３は可回転長方形絞り、ＭＣは合焦レンズ位置制御回路兼長方形絞り回動角制御回路である。
【００５５】
送りネジＦＳは、円筒形合焦レンズホルダ３Ｈの外周面に雄ネジとして形成され、図示しない鏡筒３Ｂの内周面に形成した雌ネジに螺合される。（或は、この関係を逆にして、合焦レンズホルダ３Ｈ側に雌ネジを、鏡筒３Ｂ側に雄ネジを形成するようにしても良い。）両ネジは、共同して、送り機構ＦＭを構成する。
第１の歯車ｇ１は、回転軸を介して電動モータＭに速結され、第２の歯車ｇ２は、円筒形合焦レンズホルダ３Ｈの一端面（又は外周面）に対して同軸的に結合される。第２の歯車ｇ２には光ビームを通過させるための貫通孔が穿設される。両歯車ｇ１、ｇ２は、共同して、歯車機構（ｇ１，ｇ２）を構成する。
（第２の歯車ｇ２と円筒形合焦レンズホルダ３Ｈとは一体又は別体に構成することができる。）
【００５６】
送りねじ機構ＦＭと、歯車機構（ｇ１，ｇ２）と、電動モータＭと、合焦レンズ位置制御回路兼長方形絞り回動角制御回路ＭＣとは、共同して、合焦レンズ位置移動手段３３を構成する。
合焦レンズ位置制御回路兼長方形絞り回動角制御回路ＭＣは、測距装置６からの距離信号を、直接又はマイクロプロセッサ９を介して受信し、合焦レンズ位置指令信号兼長方形絞り回動角指令信号に変換して、電動モータＭに印加する。
合焦レンズ位置制御指令信号兼長方形絞り回動角制御信号は、距離信号の１次関数となる。
電動モータＭは合焦レンズ位置制御信号に従って回動する。電動モータＭの回動運動は、歯車機構（ｇ１，ｇ２）を介して、円筒形合焦レンズホルダ３Ｈに伝達され、送り機構ＦＭによって、軸方向の直線運動に変換される。
移動調節後の合焦レンズ３１の位置は、距離信号の１次関数となる。
（歯車機構（ｇ１，ｇ２）の歯数比と、送りねじＦＳのピッチとは、距離信号の比例係数に反映される。）
【００５７】
可回動長方形絞りＩ３は、回動可能な板体からなり、中心部に長方形の開口を有する。可回動長方形絞りＩ３は、第２の歯車ｇ２又は合焦レンズホルダ３Ｈに対して、同心的に結合される。（三者は、一体又は別体に構成される）。
可回動長方形絞りＩ３と、歯車機構（ｇ１，ｇ２）と、電動モータＭと、合焦レンズ位置制御回路兼長方形絞り回動角制御回路ＭＣとは、共同して、可回動長方形絞り装置１０を構成する。
半導体レーザ光源からの光ビームは断面形状が元もと縦長であるから、可回動長方形絞りＩ３への入射光ビームの断面形状寸法を、可回動長方形絞りＩ３の開口形状寸法と同程度にすることができる。
【００５８】
このとき、回動転長方形絞りＩ３を通過してなる光ビームの断面形状寸法は、可回動長方形絞りＩ３の回転角度に依存し、長方形の開口が水平の時に最小、垂直の時に最大となる。即ち、可回動長方形絞りＩ３を通過した光ビームの断面形状は、光ビーム断面と開口断面との共通部分（重なり合った部分）からなる形状と同一である。
可回動長方形絞りＩ３は、歯車機構（ｇ１，ｇ２）に連結されているから、合焦レンズ位置制御回路兼長方形絞り回動角制御回路ＭＣからのレンズ位置制御信号兼長方形絞り回動角制御信号に従って回動する。
回動調節後の長方形開口の位置（角度）は、距離信号の１次関数となる。
（歯車機構（ｇ１，ｇ２）の歯数比は、距離信号の比例定数に反映される。）
第３の実施例に使用する可変絞り装置の有用性は、第２の実施例におけるそれと同様である。
第３の実施例のその余の事項は、第１の実施例と同様である。
【００５９】
（第４の実施例）
この出願の発明による光学的情報読取装置の第４の実施例について説明する。
第４の実施例は、第１の実施例における振動ミラー形走査装置と受光光学系とを下記のもので置換してなるものに相当する。
図１２中には、第４の実施例の全体構成を示す図である。
図１２において、４は振動ミラー形走査装置、５は受光光学系である。
その余の要素２〜３、６〜９は、図１の要素と同様である。
【００６０】
（第４の実施例の振動ミラー形走査装置）
図３は、第４の実施例に使用する振動ミラー形走査装置を示す図で、（ａ）は水平断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
図１３において、４１１は反射ミラー、４２は可動部、４６はホルダ、４７は固定継鉄、４９は駆動巻線である。
第１の実施例に対する、第４の実施例の、構成の差違について説明する。
固定継鉄４７の形状は、略コの字形である。略コの字形は、略口の字形の一辺を削除してなる形状である。
固定継鉄７の一対の対辺〜４７１，４７２は、典型的には直線状であるが、緩やかな曲線状とすることも出来る。
【００６１】
可動部４２は、可動部本体と回動軸４２５とを含有する。
可動部本体は、固定継鉄４７の１対の対辺４７１，４７２の間に、且前面寄り（開放端寄り）に配設される。
可動部本体と固定継鉄４７とは、略口の字形の磁気回路を構成する。
回動軸４２５は、固定継鉄４７を含む平面に対して、垂直に配設される。
駆動巻線４９，４９はそれぞれ、固定継鉄４７の１対の対辺４７１，４７２の前面寄りに巻回される。
唯一の反射ミラー（走査用ミラー）４１１は可動部４２の前面に固定される。
第４の実施例のその余の構成は、第１の実施例と同一である。
【００６２】
（第４の実施例の受光光学系）
第４の実施例に使用する受光光学系について、説明する。
図１２に戻って、受光光学系５は、ありきたりの集光レンズからなる。
集光レンズ５を通過した反射光は、直接無媒介的に光電変換器７に入射する。
第４の実施例のその余の事項は、第１の実施例と同様である。
【００６３】
（第５の実施例）
この出願の発明による光学的情報読取装置の第５の実施例について説明する。
第５の実施例は、第４の実施例における受光光学系５を、合焦装置３の近傍に移動させると共に、振動ミラー形走査装置の反射ミラーを、受光用ミラーとしても利用する様にしたものに相当する。
第５の実施例は、第１〜第４の実施例に比べて、受光光量が若干減少する。
第５の実施例のその余の事項は、第４の実施例と同様である。
【００６４】
（第６の実施例）
この出願の発明の第６の実施例について説明する。
この出願の発明の第６の実施例は、第１の実施例における測距装置を下記の測距装置で置換したものに相当する。
図５は、この出願の発明の第６の実施例に使用する測距装置６の原理説明図であって、同図（ａ）はその平面図（装置の上方から見た図）、同図（ｂ）はその側面図（装置の側方から見た図）、同図（Ｃ）は同測距装置６に使用する測距用光電変換器６Ｓとその接続関係を示す図である。
【００６５】
図５（ａ）〜（ｃ）において、２は光学情報読取用光源、４１は振動ミラー、６Ｌは測距用受光レンズ、６Ｓは測距用光電変換器、６Ａは差動増幅器である。
測距用光電変換器６Ｓに付された符号ｕは、測距用光電変換器６Ｓの上方向を示す。
符号１Ｔ，２Ｔ，及び３Ｔは，被読取物Ｔ（図示しない。）の代表的な位置を示し、符号１Ｓ，２Ｓ，及び３Ｓは、これらの位置に対応する、反射光からなる走査線（飛点の軌跡）の位置を示す。
被読取物Ｔが２Ｔから３Ｔに移動すると（即ち、近付くと）、反射光からなる走査線の軌跡は、２Ｓから３Ｓに移動する（即ち、下方に移動する）。このことは、図５（ｂ）を参照することによって、容易に理解することが出来る。
反対に、被読取物Ｔが２Ｔから１Ｔに移動すると（遠ざかると）、走査線の軌跡は、２Ｓから１Ｓに移動する（上方に移動する）。このことも、同様にして、理解することが出来る。
【００６６】
測距用光電変換器６Ｓは、二つの受光領域Ａ及びＢからなる。受光領域Ａ及びＢの形状は、図５（Ｃ）の如く、正方形乃至長方形を１本の斜線によって２等分してなる形状である。正方形乃至長方形を対角線に沿って分割した場合は、領域Ａ及びＢの形状は直角３角形、そうでない場合は、台形となる。
二つの領域Ａ及びＢは、電気的に絶縁されている。両領域の光電流出力ＩＡ、ＩＢは、走査線（飛点）が表面を通過する時間（距離）に比例する。
測距用光電変換器６Ｓの上下方向の長さを２ｃ、中心から走査線の軌跡までの距離をｄ（−ｃ≦ｄ≦ｃ）とすると、走査線（飛点）が領域Ａを通過する時間は（ｃ−ｄ）に比例し、領域Ｂを通過する時間は（ｃ＋ｄ）に比例するから、
ＩＡ＝ｐ（ｃ−ｄ）
ＩＢ＝ｐ（ｃ＋ｄ）
となる。但し、ｐは比例定数（光の強度に依存する）である。
【００６７】
一方の領域Ａは、差動増幅器６Ａの＋端子に接続され、他方の領域Ｂは、差動増幅器６Ａの−端子に接続される。出力端子には差電圧信号ＶＸが得られる。
ＶＸ＝−２Ａｐｄ                                          （１８）
但し、Ａは差動増幅器６Ａの利得。
走査線が図５（ｃ）の線２Ｓ上を通過するときは、領域Ａの出力ＶＡと領域Ｂの出力ＶＢとが同一となるから、差動増幅器６Ａの出力ＶＸは、ゼロとなる。
走査線が線３Ｓ上を通過するとき（被読取物Ｔが近点寄りにあるとき）は、領域Ａの出力ＶＡが領域Ｂの出力ＶＢよりも小となるから、差動増幅器６Ａの出力ＶＸは、負の値となる。
走査線が線１ｓ上を通過するとき（被読取物Ｔが遠点寄りにあるとき）は、領域Ａの出力ＶＡが領域Ｂの出力ＶＢよりも大となるから、差動増幅器６Ａの出力ＶＸは、正の値となる。
このとき、ｄの符号が負となって、ｄ＝−｜ｄ｜となる。
上式を書き換えれば、次式が得られる。
ｄ＝−ＶＸ／２Ａｐ                                      （１８′）
【００６８】
三角測量の理論を利用するため、測距用受光レンズ６Ｓを横切る基線ＢＬを考える（図５（ｂ）参照）。そして、基線ＢＬ（測距用受光レンズ６Ｌ）から被読取物Ｔまでの距離をＤＸ、走査中心線から測距用受光レンズ６Ｌまでの基線ＢＬ上の距離をｅ、基線ＢＬ（測距用受光レンズ６Ｌ）から測距用光電変換器６Ｓのまでの距離をｆ、測距用受光レンズ６Ｌの光軸から測距用光電変換器６Ｓの一端（ｕ側端部）までの距離をｂとする。
受光光量が略一定値に制御されているときは、被読取物Ｔまでの距離ＤＸは、次式によって与えられる。
ＤＸ＝ｅｆ／（ｂ＋ｃ−ＶＸ／２Ａｐ）                    （１９）
【００６９】
上記の式（１９）の導出過程は、下記の通りである。
図５（ｂ）によれば、高さがＤＸで底辺がｅなる直角三角形と、高さがｆで底辺が（ｂ＋ｃ＋ｄ）なる直角三角形を考えることが出来る。両者は、その斜辺が１個同一の線分３′上にあるから、明らかに相似である。相似の理論によれば、
ＤＸ／ｅ＝ｆ／（ｂ＋ｃ＋ｄ）
∴ＤＸ＝ｅｆ／（ｂ＋ｃ＋ｄ）                              （２０）
式（２０）に、式（１８′）を代入すると、前記の式（１９）が得られる。
測距用光電変換器６Ｓから差動増幅器６Ａへの接続極性を逆にしたときは、式（１９）の代りに、次式が使用される。
ＤＸ＝ｅｆ／（ｂ＋ｃ＋ＶＸ／２Ａｐ）                    （１９′）
【００７０】
光源の輝度が制御されることなく一定ならば、受光光量は、距離の自乗に反比例する。この場合の光電流ＩＡ、ＩＢは、下記の通りとなる。
ＩＡ＝ｐ（ｃ−ｄ）（ＤＯ／ＤＸ）２
ＩＢ＝ｐ（ｃ＋ｄ）（ＤＯ／ＤＸ）２
∴  ＶＡ＝Ａｐ（ｃ−ｄ）（ＤＯ／ＤＸ）２
ＶＢ＝Ａｐ（ｃ＋ｄ）（ＤＯ／ＤＸ）２
但し、Ａは増幅器の利得。
ＶＡ及びＶＢの和及び差を計算すると、
ＶＡ−ＶＢ＝−２Ａｐｄ（ＤＯ／ＤＸ）２
ＶＡ＋ＶＢ＝  ２Ａｐｃ（ＤＯ／ＤＸ）２
辺同士で割り算を行って、Ａｐ及び（ＤＯ／ＤＸ）を消去すれば、
（ＶＡ−ＶＢ）／（ＶＡ＋ＶＢ）＝ＶＸ／（ＶＡ＋ＶＢ）＝−ｄ／ｃ
∴  ｄ＝−ｃＶＸ／（ＶＡ＋ＶＢ）                            （２１）
上式を、式（２０）に代入すれば、次式が得られる。
ＤＸ＝ｅｆ／｛ｂ＋ｃ−ｃＶＸ／（ＶＡ＋ＶＢ）｝          （２２）
（因みに、受光光量が略一定値に制御されているときは、
ＶＡ＋ＶＢ＝２Ａｐｃとなり、式（２２）は、式（１９）と一致する。）
【００７１】
（第７の実施例）
この出願の発明の第７の実施例について説明する。
この出願の発明の第７の実施例は、第１の実施例における測距装置を下記の測距装置で置換したものに相当する。
図１６は、第７の実施例に使用する測距装置の入力回路のブロック図である。
図１６において、２はバーコード読取走査用の光源、２Ｄは光源駆動回路、６
Ｓは測距用光電変換器、９は集中制御装置（例えば、マイクロプロセッサユニット）である。
第７の実施例においても、測距用の投光光源は、バーコード読取走査用の光源（例えばレーザ）２が利用される。
【００７２】
第７の実施例に使用される、測距用光電変換器６Ｓは、原理的には、第１の実施例に使用された合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳ（図２、３、１５参照）と同一であって、図示の如く、細長形状の受光面と、第１の光電流出力端子ｔ１と、第２の光電流出力端子ｔ２と、共通電極とを具有する。
第１及び第２の光電流出力は、受光面への光点の入射位置によって異なる。
いま、受光面の長さを２ｃ、受光面の中心位置から光点の入射位置までの距離をｄとすると、両電流の比は、次の通りである。
Ｉ２／Ｉ１＝（ｃ＋ｄ）／（ｃ−ｄ）
＝（１＋ｄ／ｃ）／（１−ｄ／ｃ）              （２３）
式（２３）の導出過程は、次の通りである。
第１の出力端子ｔ１からの第１の光電流Ｉ１は、光点の入射位置から第２の出力端子ｔ２までの距離に比例する。この距離は、（ｃ−ｄ）であるから、
Ｉ１＝ｐ（ｃ−ｄ）                                        （２４）
但し、ｐは比例定数（但し、受光光量には依存する）。
同様に、第２の光電流Ｉ２は、光点の入射位置から第１の出力端子ｔ１までの距離に比例する。この距離は、（ｃ＋ｄ）であるから、
Ｉ２＝ｐ（ｃ＋ｄ）                                        （２５）
式（２５）を式（２４）で除して比例定数ｐを消去すれば、式（２３）が得られる。
【００７３】
第７の実施例においても、振動ミラー形走査装置４、被読取物Ｔ、及び測距用受光レンズ６Ｌが使用されるが、それらは第１の実施例と同様である。
第７の実施例の測距用光電変換器６Ｓは、前述の如く、第１、第６の実施例のものとは相違するが、その配置関係は、第６の実施例（図５（ｂ）参照）と同様である。即ち、第７の実施例の測距用受光レンズ６Ｌ及び測距用光電変換器６Ｓは、基線Ｄ上に配設される。（図示は省略する。）
第７の実施例による測距時には、振動ミラー４１を停止させ、基線Ｄに直角な方向（走査の中心方向、θ＝０゜の方向）に投光する。
この間、各種の制御装置は、測距装置６の受光感度を上げるために、可能な限り、投光ビームは平行光、絞りは開放、発光出力は最大とするように、動作せしめられる。（但し、発光出力は、光放射の安全規格等で制限された範囲内に止めなければならない。）
被読取物Ｔからの反射光Ｌは、測距用受光レンズ６Ｌによって集光され、測距用光電変換器６Ｓの受光面上に結像せしめられる。そして、第１の出力端子ｔ１に第１の光電流Ｉ１を、第２の出力端子ｔ２に第２の光電流Ｉ２を発生させる。
【００７４】
第１、第２の光電流Ｉ１、Ｉ２はそれぞれ、電流電圧変換器Ｉ−Ｖによって電圧信号Ｖ１、Ｖ２に変換される。電圧信号Ｖ１、Ｖ２はそれぞれ、可変増幅器ＡＭＰによって増幅され、サンプルホールド回路Ｓ／Ｈに入力される。
投光光源２は、光源駆動回路２Ｄにより駆動される。その光量は集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９からの光出力制御信号ＬＰＣＳによって制御される。投光光源２の点灯（消灯）は、点灯（消灯）指令信号ＬＯＳによって制御される。
測距動作中は、周囲光の影響を排除するために、光源２はパルス駆動される。実際の点灯時間は、測定一回当り１０〜１０００マイクロ秒程度である。この時間は、投光光源２及び受光回路のパルス応答速度特性に依拠して、最適値に決定される。
【００７５】
第１、第２の出力端子には、投光光源２の消灯時でも、周囲光によって、電流Ｉ１ｏｆ、Ｉ２ｏｆが発生する。
周囲光に由来する電流成分Ｉ１ｏｆ、Ｉ２ｏｆの影響を排除するために、消灯時の電圧Ｖ１ｏｆ、Ｖ２ｏｆは、ＡＤ変換器Ａ／ＤによってそれぞれＡＤ変換され、ディジタルデータとして、集中制御装置（例えば、マイクロプロセッサユニット）９に入力される。
その直後に、集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９は、点灯指令信号ＬＯＳを発して、投光光源２を点灯させる。
第１、第２のサンプルホールド回路Ｓ／Ｈ、Ｓ／Ｈはそれぞれ、点灯指令信号ＬＯＳに同期して、点灯時の電圧信号Ｖ１ＯＮ，Ｖ２ＯＮをサンプルしホールドする。それらの電圧信号Ｖ１ＯＮ，Ｖ２ＯＮは、ＡＤ変換器Ａ／ＤによってそれぞれＡ／Ｄ変換され、ディジタルデータとして、集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９に入力される。
【００７６】
集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）９の内部には各電圧データが論理値としてストアされているので、次からの演算が容易に実行できる。
点灯時の電圧データＶ１ＯＮ、Ｖ２ＯＮから、消灯時の電圧データＶ１ｏｆ、Ｖ２ｏｆを減算して、真の測距データＶ１ｔ，Ｖ２ｔを計算する。即ち、
Ｖ１ｔ＝Ｖ１ＯＮ−Ｖ１ｏｆ
Ｖ２ｔ＝Ｖ２ＯＮ−Ｖ２ｏｆ
両式から、Ｖ２ｔ／Ｖ１ｔを算出する。即ち、
Ｖ２ｔ／Ｖ１ｔ＝（Ｖ２ＯＮ−Ｖ２ｏｆ）／（Ｖ２ＯＮ−Ｖ２ｏｆ）（２６）
Ｖ２ｔ／Ｖ１ｔは、前記の式（２３）中のＩ２／Ｉ１に相当する。
そこで、上式（２６）を，前記の式（２３）中のＩ２／Ｉ１に代入することによって、測距値ＤＸを計算できる。
0003730673.tif 000003
【００７７】
集中制御装置（マイクロプロセッサユニット）９の内部における上記の計算は通常１００μｓｅｃ以下でできる。
測定精度を向上させる為に、前記の測定シーケンスを繰り返し、平均値を出力する。繰り返し回数は通常１０〜２０回である。したがって、１回当りの測定時間は通常１ｍｓｅｃ以下である。
測定精度を良くする為には、投光光量を上げる必要があるが、そこに制限があるのは、前述の通りである。
【００７８】
また、Ａ／Ｄコンバーターの量子化精度を上げる為、点灯時データＶ１ＯＮおよびＶ２ＯＮが共に小さな値であった場合、集中制御装置（マイクロプロセッサユニット）９は増幅率切替信号ＡＣＳにより、増幅率を増加させ、最適な入力値となる様にしてから測定シーケンスをやり直す。
逆に、点灯時データＶ１ＯＮまたはＶ２ＯＮがＡ／Ｄコンバータの最大入力値を超えている場合、集中制御装置（マイクロプロセッサユニット）９は、増幅率切替信号ＡＣＳにより増幅率を低減してから、測定シーケンスをやり直す。
これらは、測距距離ＤＸが大きく変わると、受光できる反射光の強度が変わる為である。
【００７９】
（第８の実施例）
この出願の発明の第８の実施例について説明する。
この出願の発明の第８の実施例は、第１の実施例の合焦装置３における合焦レンズ位置検出手段３２を下記の合焦レンズ位置検出手段で置換したものに相当する。
光源（例えばレーザ）２の光軸から角度φだけ離れた方向の光（即ち側部光）の強さは、角φの減少関数である。
そのため、合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ３２ＰＬの受光面が、前方に移動すれば（合焦レンズ３１のｘ座標が増大すれば）受光光量が増大し、後方に移動すれば（合焦レンズ３１のｘ座標が減少すれば）、受光量は減少する。即ち、合焦レンズ３１が前方に移動すれば、合焦レンズ位置検出用光電変換素子３２ＰＳの出力が増大し、合焦レンズ３１が後方に移動すれば、上記光電変換素子３２ＰＳの出力が減少する。
即ち、合焦レンズ位置検出手段３２の出力（位置検出信号）は、合焦レンズ３１のｘ座標の単調増加関数である。
それ故、上記単調増加関数の逆関数を求めることによって、合焦レンズ３１のｘ座標を求めることが出来る。
【００８０】
（その他の実施例）
その他の実施例について説明する。
その他の実施例は、前記の諸実施例中の諸事項と、以下の諸事項とを組み合わせることによって、生成される。
（イ）第１の実施例の合焦装置３の合焦レンズ位置検出手段３２における、合焦レンズ位置検出用光電変換器３２ＰＳは、多数の光電変換素子と位置検出用演算回路とで構成することが出来る。
（ロ）第１の実施例の振動ミラー形走査装置４における駆動手段は、圧電形電気機械変換器で構成することが出来る。
（ハ）第１の実施例の合焦装置３における合焦レンズ移動手段３３は、可動鉄片形として構成することが出来る。
（ニ）集中制御装置９をＡＳＩＣで構成することができる。
（ホ）各実施例における電子回路部分を、集中制御装置９と共にＩＣ化し、システム・オン・チップとすることが出来る。
【００８１】
【発明の効果】
この出願の発明は、以上の様に構成したから、下記（ａ）〜（１）の通り、顕著な作用効果を奏することが出来る。
（ａ）被読取物が遠点にあったり近点にあったりして読取距離が一定していない時でも、光学的情報を正確に読み取ることが出来る、超長読取深度の光学的情報読取装置を実現することが出来る。別言すれば、読取範囲の非常に大きな光学的情報読取装置を実現することが出来る。
（ｂ）小形、軽量、且低コストの合焦装置及び測距装置を実現することが出来る。これによって、全体としても小形、軽量、且低コストの光学的情報読取装置を実現することが出来る。
（ｃ）小形、軽量、且低コストの合焦装置及び測距装置を搭載した、手持式光学的情報読取装置を実現することが出来る。
【００８２】
（ｄ）合焦装置に対して、可変絞り装置を付加することによって、被読取物Ｔが近点にある時は、ビームウエストの細くなり過ぎによる解像度の上り過ぎを防止し、被読取物Ｔが遠点にある時は、ビームウエストの太くなり過ぎによる解像度の下がり過ぎを防止し、以って超長深度に亙って解像度を適正範囲に維持すると共に、被読取物Ｔが近点にある時に、近点の前後におけるビーム径の急激な増加を防止し、以って、走査ビームの偏向に伴う解像度の変動を防止して、Ｓ／Ｎ比を大幅に向上させた光学的情報読取装置を実現することが出来る。
（ｅ）光源の輝度（従って光量）を、距離測定信号及び／又は走査角信号の１次関数に基づいて、制御することによって、光電変換器７の受光光量を適正範囲に維持した、光学的情報読取装置を実現することが出来る。
（ｆ）前面に走査ミラー、後面に受光ミラーを有する振動ミラー形走査装置を使用することによって、即ち後面の受光ミラーを受光専用に利用することによって、受光口径を大きくし、従って受光光量を大きくした、光学的情報読取装置を実現することが出来る。
【００８３】
（ｇ）測距データを用いて、走査角を調節することによって、近点でも遠点でも必要な読幅を確保することが出来る。
（ｈ）測距データを用いて、レーザ光パワを制御することによって、受光利得および視認性の安定化を計ることが出来る。
（ｉ）測距データを用いて、受光利得を制御することによって、受光利得の安定化に寄与することが出来る。
（ｊ）測距データを用いて、走査速度を調節することによって、電気的アナログ信号の周波数帯域を制御することが出来る。
（ｋ）走査角データを用いて、レーザ光パワ又は受光利得を調節することによって、走査両側の受光光量の低下を補償することが出来る。
（１）走査角データを用いて、走査中央と両側との光路差による合焦物のずれを補正することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明による光学的情報読取装置の第１の実施例の全体構成を示す図である。
【図２】上記第１の実施例に使用する自動合焦装置の動作原理図である。
【図３】上記自動合焦装置の要部をなす光学的合焦ユニットの縦断面図である。
【図４】上記第１の実施例に使用する第１の測距装置の原理説明図である。
【図５】上記第１の実施例に使用する第２の測距装置の原理説明図である。
【図６】上記第１の実施例に使用する振動ミラー形走査装置の水平断面図及び垂直断面図である。
【図７】この出願の発明による光学的情報読取装置の第２の実施例に使用する可変絞り装置の動作原理図である。
【図８】この出願の発明による光学的情報読取装置の第３の実施例に使用する合焦装置及び可変絞り装置の動作原理図である。
【図９】合焦レンズ通過後のレーザビームの縦断面図である。
【図１０】固定絞り通過後のレーザビームのウエスト位置及び直径を示すグラフである。
【図１１】可変絞り通過後のレーザビームのウエスト位置及び直径を示すグラフである。
【図１２】この出願の発明による光学的情報読取装置の第４の実施例の全体構成を示す図である。
【図１３】上記第４の実施例に使用する走査式振動ミラー形走査装置を示す図である。
【図１４】合焦レンズによる光の集光位置を示す図である。
【図１５】合焦レンズ位置制御回路のブロック図である。
【図１６】この出願の発明の第７の実施例に使用する測距装置の入力回路のブロック図である。
【図１７】光源駆動回路のブロック図である。
【図１８】従来の自動焦点形スキャナの動作原理図である。
【図１９】従来の自動焦点形スキャナを利用した物流仕分けシステムの斜視図である。
【符号の説明】
１  筐体
２  光源
２Ｄ  光源駆動装置
３  自動合焦装置（自動収束系）
３１  合焦レンズ
３２  合焦レンズ位置検出手段
３２ＰＬ  合焦レンズ位置検出用ポジションレンズ
３２ＰＳ  合焦レンズ位置検出用光電変換器（素子）
３２ＰＣ  合焦レンズ位置演算回路
３３  合焦レンズ移動手段
３３Ｃ  可動線輪（励磁線輪）
３３ＣＤ  合焦レンズ位置駆動回路
３３Ｍ  永久磁石
３３Ｙ  継鉄（ヨーク）
３４  合焦レンズ位置サーボ回路
３５  電子的分圧器
３Ｂ  鏡筒（バレル）
３Ｈ  合焦レンズホルダ
３ＬＬ  合焦レンズ位置検出用レーザ光
３ＳＰ  支持バネ
３Ｕ  光学的合焦ユニット
４  振動ミラー形走査装置
４１１  第１の振動ミラー（走査用ミラー）
４１２  第２の振動ミラー（受光用ミラー）
４２    可動部
４２１  可動磁石
４２２  可動継鉄（ヨーク）
４２４  磁性体
４２５  回動軸
４６  ホルダ
４７  固定継鉄
４７１固定継鉄の対辺
４７２固定継鉄の対辺
４８  固定磁石
４９  駆動線輪
５  受光光学系
６  測距装置（距離計）
６Ａ  差動増幅器
６Ｃ  測距用演算手段
６Ｌ  測距用受光レンズ
６Ｐ  測距用投光器
６Ｒ  測距用光電変換器
６ｓ  測距用光電変換素子
６Ｓ  測距用光電変換器
７  光電変換器（光電変換器）
８  信号処理部
９  集中制御装置（例えばマイクロプロセッサユニット）
１０  可変絞り装置
ＤＳ  距離信号
Ｉ  可変絞り
ＩＣ  可変絞り制御回路
ＬＢ  レーザビーム
Ｍ  電動モータ
ＭＣ  合焦レンズ位置及び絞り回動角制御回路
ＭＳ  レーザダイオードの監視信号
ｐ  光学的情報パターン（例えばバーコード記号）
ＳＢ  走査ビーム
Ｔ  被読取物（例えばラベル）
ＴＳ  温度センサ
ＶＤ  電子的分圧器
【図１】
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【図２】
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【図９】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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