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り、そこに含まれるデータ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、および光インパルス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、センサーによって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できるデコーダ回路が 含まれています。

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。

ペン型リーダーは、ペンの先端に並んで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、ペンを持つ人が比較的一定の速度でペンの先端をバー上で動かす必要があります。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先端が横切るときに光源から反射される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破線をデコードする方法と同様の方法でスキャナーによってデコードされます。

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使用し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。設計には焦点合わせ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]

スキャナは、回転ミラーホイールを使用してレーザービームを偏向します。ほとんどのスキャナでは、このホイールは 200 Hz から 1200 Hz の周波数でバーコード上の線ごとにビームを偏向します。偏向されたビームは、スキャナの設計に応じて、一定の角度でスキャナから出ます。偏向により、読み取り面内でバーコードを横切ることができ、実質的に「読み取りビーム」になります。静止したアイテムに対応するために、レーザースキャナには、メインのスキャンラインに対して垂直に偏向する追加の偏向を提供する振動ミラーが組み込まれています。これらのミラーは、0.1 Hz から約 5 Hz まで変化する周波数で機能し、バーコードをさまざまな方向から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で構成される光学系を介して光を受け取ります。データパターンに応じて明るさが急速に変化する反射光は、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]

電荷結合素子(CCD) リーダーは、リーダーのヘッドに一列に並んだ数百の小さな光センサーのアレイを使用します。各センサーは、そのすぐ前にある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それぞれ非常に小さく、数百のセンサーが一列に並んでいるため、一列の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じ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 スキャナーまたはレーザー スキャナーの重要な違いは、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 スキャナーまたはレーザー スキャナーはスキャナー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 スキャナーも CMOS センサーを使用して作成でき、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] [より良い情報源が必要]}

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 次元配列で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。

広い視野角を持つリーダーは、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キャプチャします。写真に写っているすべてのバーコードは、即座にデコードされます (ImageID 特許およびコード作成ツール)。または、プラグインを使用することで (たとえば、Barcodepedia は、データベースを照会するためにフラッシュ アプリケーションと Web カメラを使用)、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。

全方向スキャンでは、星型、リサジュー曲線、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スキャンラインがシンボルに投影され、方向に関係なく、1つまたは複数のスキャンラインがシンボルのバーとスペースをすべて横切ることができます。^[4]ほとんどすべてのスキャンではレーザーが使用されます。より単純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。そのほとんどは、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。

全方向スキャナは、パッケージがガラスまたはサファイアの窓にスライドされるスーパーマーケットの水平スキャナで最もよく知られています。スキャナからわずか数センチ離れたバーコードを読み取る小売業向けアプリケーションから、ユニットがコードから数メートル以上離れる産業用コンベア スキャンまで、さまざまなスキャン アプリケーションに使用できるさまざまな全方向ユニットが用意されています。全方向スキャナは、印刷が粗いバーコード、しわのあるバーコード、または破れたバーコードでも読み取りが優れています。

オートフォーカス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QRコード（クイックレスポンス）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、消費者にとってさまざまな用途を可能にします。たとえば、次のようなものです。

• 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、最後の品目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 (保険およびその他の目的) コードは、入力時に個人財務ソフトウェアにスキャンされます。その後、スキャンされた領収書の画像は、適切なエントリに自動的に関連付けられます。その後、バーコードを使用して、税金や資産目録の目的で保持する必要のない紙のコピーをすばやく除去できます。
• 小売業者が領収書にバーコードを付けて電子コピーをダウンロードできるようにしたり、領収書全体を 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、資産目録、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領収書は自動的に識別され、財務および資産目録ソフトウェアの適切なエントリに関連付けられます。
• 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、販売時点における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（会場でのチケット検証など）、在庫報告（配送の追跡など）、資産追跡（偽造防止など）。^[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。

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

ハンドルと、通常はライトをオンにするためのトリガー ボタンを備えたこの製品は、品質管理や出荷のための工場や農場の自動化で使用されます。

PDA スキャナ (または Auto-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、内部に搭載されたバッテリーによって動作し、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。

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 ライブラリを使用してバーコード 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 テクノロジーとバーコード ライブラリを組み合わせることで、低コストで自動ドキュメント処理OMR、パッケージ追跡アプリケーション、さらには拡張現実アプリケーションを実装できます。

初期のバーコード スキャナーは、あらゆる形式で、当時一般的だったRS-232シリアル インターフェイスをほぼ例外なく使用していました。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 ポート用に作成する必要があります。

さまざまな標準インターフェイスを備えたPC が進化するにつれて、バーコード リーダーはキーボード シリアル インターフェイスを使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差し込まれ、バーコード スキャナーからの文字はキーボードで入力されたのとまったく同じように表示されました。今日では、この用語は、差し込んで「キーボードから」のデータ ストリームに寄与できるあらゆるデバイスに対してより広義に使用されています。USBインターフェイス経由で差し込むキーボード ウェッジは簡単に入手できます。多くの場合、 USBインターフェイス タイプ ( HID、CDC )の選択肢が提供されます。

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ー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一部では、スキャン デバイスは、バーコードのスキャン中に見られる強度に比例したアナログ信号を返します。これは、ホスト デバイスによってデコードされます。場合によっては、スキャン デバイスは、バーコードのシンボルを、ホスト デバイスが認識できるコード 39などのシンボルに変換します。

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 )に準拠したワイヤレス ネットワークで操作できるものがあります。バーコード リーダーの中には、433 MHz または 910 MHz などの無線周波数をサポートするものもあります。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。

スキャナーの解像度は、リーダーから発せられる光の点のサイズで測定されます。この光の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、光の点が小さすぎると、バーコード上の任意のスポットを誤って解釈し、最終的な出力が間違ってしまう可能性があります。

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、一部のスキャナは 3 ミル (0.003インチまたは 0.075  mm )ほど小さい寸法のコードも読み取ることができます 。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。

• バーコード
• バーコードバトラー
• バーコードライブラリ
• キューキャット
• スーパーマーケットのスキャナーの瞬間 – アメリカの政治家を現実離れした人物として描写
• QRコード

• ウィキメディア・コモンズのバーコードスキャナ関連メディア