バーコードリーダー

バーコードリーダーまたはバーコードスキャナは、印刷されたバーコードを読み取ったりスキャンしたりして、そのデータに含まれる情報をコンピュータに送信できる光学スキャナです。 [ 1 ]フラットベッドスキャナと同様に、光源、レンズ、そして光信号を電気信号に変換する光センサーで構成されています。さらに、ほぼすべてのバーコードリーダーには、センサーから提供されたバーコードの画像データを分析し、バーコードの内容をスキャナの出力ポートに送信するデコーダ回路が 搭載されています。

バーコードスキャナーの種類

テクノロジー

ハンディバーコードスキャナー

バーコードリーダーは、テクノロジーによって次のように区別されます

ペン型リーダー

ペン型リーダーは、ペンの先端に隣接して配置された光源とフォトダイオードで構成されています。バーコードを読み取るには、ペンを持つ人がペンの先端を比較的一定の速度でバーの上を移動させる必要があります。フォトダイオードは、印刷されたコードの各バーとスペースをペン先が横切るときに、光源から反射された光の強度を測定します。フォトダイオードは、バーコードのバーとスペースの幅を測定するために使用される波形を生成します。バーコードの暗いバーは光を吸収し、白いスペースは光を反射するため、フォトダイオードによって生成される電圧波形は、バーコードのバーとスペースのパターンを表します。この波形は、モールス信号の点と長線を解読する 方法と同様に、スキャナーによって解読されます

レーザースキャナ

レーザーバーコードスキャナは、半導体レーザーダイオードを用いてレーザービームを生成します。このビームは偏向ミラーによってポリゴンミラーホイールに向けられます。設計には焦点調節装置が含まれる場合があり、スキャナはビームを調整してさまざまな距離でスキャンすることができます。[ 2 ]

スキャナーは回転するミラーホイールを用いてレーザービームを偏向させます。このホイールは、ほとんどのスキャナーにおいて200Hzから1200Hzの周波数で、バーコード上を1行ずつビームを偏向させます。偏向されたビームは、スキャナーの設計に応じて一定の角度でスキャナーから出射されます。この偏向により、ビームは読み取り面内でバーコードを横切り、実質的に「読み取りビーム」となります。静止した物体に対応するため、レーザースキャナーには主走査線に対して垂直方向に追加の偏向を与える振動ミラーが組み込まれています。これらのミラーは0.1Hzから約5Hzの範囲で動作し、さまざまな方向からバーコードを読み取ることができます。[ 2 ]

光検出器は、ミラーホイールと光学フィルタからなる光学系を通して光を受け取ります。反射光は、データパターンに応じて明るさが急速に変化し、電気信号に変換され、その後、デジタル処理に使用可能なレベルまで増幅されます。[ 2 ]

CCD リーダー（LED スキャナーとも呼ばれる）

CCDバーコードスキャナ

電荷結合素子（CCD）リーダーは、リーダーのヘッド部に数百個の小さな光センサーを一列に並べたアレイを使用しています。各センサーは、目の前の光の強度を測定します。CCDリーダー内の個々の光センサーは非常に小さく、数百個のセンサーが一列に並んでいるため、各センサーの電圧を順番に測定することで、バーコードのパターンと同一の電圧パターンがリーダー内で生成されます。CCDリーダーとペンスキャナやレーザースキャナの重要な違いは、CCDリーダーはバーコードから放射される周囲光を測定するのに対し、ペンスキャナやレーザースキャナはスキャナ自体から発生する特定の周波数の反射光を測定することです。LEDスキャナもCMOSセンサーを使用して製造でき、以前のレーザーベースのリーダーに取って代わりつつあります。[ 3 ]

カメラベースのリーダー

2次元イメージングスキャナーは、新しいタイプのバーコードリーダーです。カメラと画像処理技術を使用してバーコードをデコードします

ビデオ カメラ リーダーは、 CCD バーコード リーダーと同じ CCD テクノロジを備えた小型ビデオ カメラを使用します。ただし、ビデオ カメラには 1 列のセンサーではなく、2 次元アレイに配置された数百列のセンサーがあり、それによって画像を生成できます。

広視野角リーダーは、高解像度の産業用カメラを使用して複数のバーコードを同時に読み取ります。画像に映るすべてのバーコードは瞬時にデコードされます（ImageID特許およびコード作成ツール）。また、プラグインを使用することで（例えば、BarcodepediaはFlashアプリケーションとWebカメラを使用してデータベースを照会）、特定のタスクを解決するためのオプションが実現されています。

全方向バーコードスキャナー

全方向スキャンでは、スターバースト、リサージュ曲線、またはその他の多角度配置の形で、さまざまな方向の一連の直線または曲線の走査線がシンボルに投影され、方向に関係なく、1つまたは複数の走査線がシンボルのすべてのバーとスペースを横切ることができます。[ 4 ]ほとんどすべてのスキャナーはレーザーを使用しています。よりシンプルなシングルラインレーザースキャナーとは異なり、さまざまな方向のビームパターンを生成するため、さまざまな角度で提示されたバーコードを読み取ることができます。ほとんどのスキャナーは、単一の回転多角形ミラーと複数の固定ミラーの配置を使用して、複雑なスキャンパターンを生成します

全方向スキャナーは、スーパーマーケットの水平スキャナーで最もよく知られています。スーパーマーケットでは、パッケージがガラスまたはサファイアガラスの窓に差し込まれます。様々なスキャン用途に対応するため、様々な全方向スキャナーが提供されています。小売業ではスキャナーからわずか数センチの距離でバーコードを読み取るのに対し、産業用コンベアではスキャナーから数メートル以上離れた場所でも読み取りが可能です。全方向スキャナーは、印刷が粗いバーコード、しわのあるバーコード、さらには破れたバーコードの読み取りにも優れています。

携帯電話のカメラ

オートフォーカス機能のない携帯電話のカメラは、一般的なバーコード形式の読み取りには適していませんが、携帯電話向けに最適化された2Dバーコードや、オートフォーカスの有無にかかわらず迅速かつ正確に読み取ることができるクイックレスポンス（QR）コードやデータマトリックスコードがあります。 [ 5 ]

携帯電話のカメラは、消費者にとって様々な用途の可能性を広げます。例えば：

  • 映画: DVD / VHS映画カタログ。
  • 音楽: CDカタログ –スキャンするとMP3が再生されます。
  • 書籍カタログとデバイス。
  • 食料品、栄養情報、最後の品物が使われたときの買い物リストの作成など。
  • 個人資産目録（保険など）のコードを、入力時に個人財務ソフトウェアにスキャンします。スキャンした領収書の画像は、後ほど適切な入力項目に自動的に関連付けられます。また、バーコードを使用することで、税務や資産目録の目的で保管する必要のない紙のコピーを迅速に除外できます。
  • 小売業者がレシートにバーコードを貼付し、電子コピーをダウンロードできるようにしたり、レシート全体を2Dバーコードでエンコードしたりすれば、消費者は個人財務、資産管理、食料品管理ソフトウェアにデータを簡単にインポートできるようになります。スキャナーでスキャンされたレシートは自動的に識別され、財務ソフトウェアや資産管理ソフトウェアの適切なエントリに紐付けられます。
  • 小売業者の観点から見た消費者追跡(たとえば、QR コードをスキャンさせることで、販売時点での消費者の購入を追跡するポイント カード プログラム)。

携帯電話を使用したエンタープライズ アプリケーションが数多く登場しています。

  • アクセス制御（例：会場でのチケット検証）、在庫報告（例：配送追跡）、資産追跡（例：偽造防止）[ 6 ]
  • Android、iOS、Windows Phone の携帯電話オペレーティング システムの最近のバージョンには、QR またはバーコード スキャナーが組み込まれており、通常はそれぞれのカメラ アプリケーションからアクセスできます。

住宅

放射性医薬品の輸送を監視するために使用されている大型多機能バーコードスキャナー

バーコード リーダーは、ハウジングのデザインに基づいて次のように区別できます。

ハンドヘルドスキャナー
ハンドルと、通常はライトを点灯するためのトリガーボタンを備えたこのスキャナーは、工場や農場の自動化において品質管理や出荷に使用されます
PDAスキャナ（または自動ID PDA）
バーコード リーダーが内蔵されているか、バーコード スキャナーが接続されたPDA。
自動リーダー
バーコード付き文書を高速（50,000枚/時）で読み取るバックオフィス機器
コードレススキャナ（またはワイヤレススキャナ）
コードレスバーコードスキャナーは、内蔵のバッテリーで動作し、電源に接続されず、PC などの接続されたデバイスにデータを転送します。

バーコードライブラリ

現在、カメラ付きデバイスやドキュメントスキャナーを備えたデバイスは、特別なソフトウェアライブラリ（バーコードライブラリ）を使用することで、バーコードリーダーとして使用できます。これにより、デスクトップ、Web、モバイル、または組み込みアプリケーションにバーコード機能を追加できます。このように、バーコード技術とバーコードライブラリを組み合わせることで、自動ドキュメント処理（OMR）、荷物追跡アプリケーション、さらには拡張現実（AR）アプリケーションを 低コストで実装できます

接続方法

シリアルインターフェース

初期のバーコードスキャナーは、あらゆるフォーマットにおいて、当時一般的だったRS-232シリアルインターフェースをほぼ普遍的に使用していました。これは電気的にシンプルな接続手段であり、アクセスするためのソフトウェアも比較的シンプルですが、特定のコンピューターとそのシリアルポートに合わせて作成する必要があります

PS/2キーボードとマウスポート

PCが様々な標準インターフェースを備えるようになるにつれ、バーコードリーダーはキーボードシリアルインターフェースを採用するようになりました。初期の「キーボードウェッジ」ハードウェアはPS/2ポートとキーボードの間に接続され、バーコードスキャナーからの文字はキーボードで入力したのと全く同じように表示されました。今日では、この用語はより広義に、接続して「キーボードから」送られるデータストリームに寄与するあらゆるデバイスを指すために使用されています。USBインターフェース経由で接続するキーボードウェッジは容易に入手可能です。多くの場合、USBインターフェースの種類（HID、CDC）を選択できます。

独自インターフェース

他にあまり一般的ではないインターフェースがいくつかあります。これらは、既存の汎用コンピュータに接続するのではなく、専用のハードウェアを備えた大規模なEPOSシステムで使用されていました。これらのインターフェースの中には、スキャンデバイスがバーコードのスキャン中に検出された強度に比例したアナログ信号を返すものがありました。これはホストデバイスによってデコードされました。場合によっては、スキャンデバイスがバーコードのシンボルを、Code 39など、 ホストデバイスが認識できるシンボルに変換します

無線ネットワーク

最新のハンドヘルドバーコードリーダーの中には、IEEE 802.11g（WLAN）またはIEEE 802.15.1（Bluetooth）に準拠した無線ネットワークで動作できるものがあります。一部のバーコードリーダーは、433MHzまたは910MHzの無線周波数もサポートしています。外部電源のないリーダーは、バッテリーを定期的に充電する必要があるため、用途によっては適さない場合があります

解決策

スキャナーの解像度は、リーダーから発せられる光点の大きさで測定されます。この光点がバーコード内のバーやスペースよりも広い場合、2つの要素（2つのスペースまたは2つのバー）が重なり、誤った出力が生成される可能性があります。一方、光点が小さすぎる場合、バーコード上の任意の箇所を誤って認識し、最終的な出力が不正確になる可能性があります。

最も一般的に使用される寸法は13 ミル（0.013 インチまたは0.33  mm ）ですが、一部のスキャナーは3ミル（0.003インチまたは0.075  mm ）という小さな寸法のコードも読み取ることができます 。これより小さいバーコードを正確に読み取るには、高解像度で印刷する必要があります。

参照

参考文献

  1. ^「バーコード｜定義、例、事実｜ブリタニカ」 www.britannica.com 2024年3月8日 2024年5月6日閲覧
  2. ^ a b c科学技術におけるセンサー：機能と応用分野ヴィースバーデン、ドイツ [ハイデルベルク]: シュプリンガー。2022年。p. 340。ISBN 9783658349202。
  3. ^ 「バーコードスキャンエリアにLED照明を導入する際の考慮事項？」 support.honeywellaidc.com 2019年9月25日。 2020年1月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年1月4日閲覧
  4. ^ロジャー・C・パーマー著『バーコードブック』
  5. ^ Alapetite, A (2010). 「携帯電話を含むマルチデバイスウェブセッション移行のための動的2Dバーコード」(PDF) .パーソナル＆ユビキタスコンピューティング. 14 (1): 45– 52. doi : 10.1007/s00779-009-0228-5 . S2CID 10202670 . 
  6. ^企業向けバーコード読み取りアプリ、codeREADr.com、2010 年。
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