バーコードリーダーとは
バーコードリーダーとは、バーコードにより表現した数字や文字を光学的に読み取りバーコードに記載されている情報を拾い上げるための装置のことです。
現在、市場にあるバーコードリーダーのほとんどの製品が、赤外線レーザーを用いた光源とその反射光を受光する部分、およびスキャンしたデーターをPCへ送付する箇所によって構成されています。
バーコードリーダーの使用用途
バーコードリーダーは、製品に付与されているバーコードを読み取って、物流の商品の流通管理をする際に使用されています。その他にも医療分野の薬品管理や、スーパーやコンビニエンスストアのレジ管理等、利便性向上のために今では欠かせない存在です。
読み取られるバーコードには複数の規格があり、日本の小売店舗向けには主にJANと呼ばれる規格のバーコードが用いられ、医療分野ではGS1データバーと呼ばれるより多くの情報を記録できるバーコードが主に用いられています。
また、スマホアプリでおなじみのQRコードも2次元バーコードの一種であり、スマホだけでなく市販のバーコードリーダーにおいても、読み取り可能な機種は存在します。
バーコードリーダーの原理
バーコードリーダーの原理は、モノクロラインの黒色の箇所に照射されたレーザー光は吸収され、白色のクワイエットゾーンに照射されたレーザー光のみ反射される物理現象を用いています。レーザー光をバーコードにあててスキャンした際に反射光の有無を受光素子で認識することにより、バーコードのライン情報をアナログ信号として読み取ります。
次に、受光素子で取得した微弱なアナログ波形を増幅してある閾値を超えた箇所は1、それ以外は0としてデジタル信号へ変換しデコード化することで、情報を復元し数値化する仕組みです。
この時、バーコードと直角になるようにレーザーを照射しないよう注意が必要です。直角にレーザーを照射してしまうと強い正反射光を受光してしまうため、その出力だけが他の乱反射光に対して大きくなり過ぎ、きれいなアナログ波形が得られなくなります。そのため、多くのバーコードリーダーは、バーコードに対して斜入射になるようにセットアップする必要があります。
バーコードリーダーの種類
バーコードリーダーは読み取りコードと読み取り方法の観点から、いくつか種類があります。
1. 読み取りコード
- 1次元バーコードリーダー
バーコードにレーザー光を照射して読み取りを行う「レーザーエンジン型」とバーコードにLED光を照射して読み取りを行う「CCDエンジン型」があります。 - 2次元バーコードリーダー
近距離から遠距離まで読み取りができる「ロングレンジ型」、高解像度でブレにも強い「高性能CMOS型」、安価ですが手ブレに弱い「ローコストCMOS型」があります。
2. 読み取り方法
- ペン型スキャナ
ペンでなぞるようにスキャンします。 - 固定型スキャナ
リーダーを特定の位置に固定します。 - カードリーダ
カードに記載されたバーコードを読み取ります。 - 手持ち型スキャナ
手にリーダーを持って読み取り部に接触させます。
バーコードリーダーのその他情報
1. バーコードリーダーの読み取り精度
バーコードリーダーの読み取り精度は、「読取り率」と「誤読率」によって決まります。読取り率はバーコードスキャンを行った回数に対して読取りに成功した回数で定義されます。例えば、バーコードスキャンを行った回数が1,000回で読取りに成功した回数が995回なら読取り率は99.5％です。誤読率も同様に読み取りした回数に対して誤読した回数で定義されています。
読取り率は、バーコードラベルの品質やコードリーダーの分解能、読み取り回数、デコードのアルゴリズムによって変動します。この中で特に大きな要素となるのはバーコードラベルの品質です。
バーコードに汚れや傷がなく、コードの幅が規格内に収まっていて、コントラストが高い状態なら100％に近い読取り率で読み取ることができます。しかし、実際に読み取るバーコードはきれいな状態であることは少なく、悪条件でも高い読取り率で読み取れることがメーカーには求められています。
2. バーコードリーダーのインターフェイス
バーコードリーダーのデーターをPCへ取り込むための通信のインターフェイスには、USB、RS232C、PS/2の有線タイプの他、Bluetoothなどの無線接続が可能な製品もあります。昨今はRS232C、PS/2ではなく、USBタイプの採用が薄型ノートPCの活用増加に伴い、増えている状況です。このUSBタイプは、PCのOSによっては対応するものと、そうでないものがあるため、注意が必要です。
3. 固定式バーコードリーダーについて
固定式バーコードスキャナは、製造業・物流業界で重要なデバイスです。製造装置に組み込んだり、固定位置に設置し、コンベアを流れる製品や荷物のバーコードを光学センサーやレーザー技術で自動的に読取ります。読取り距離・角度に応じて、近距離用スキャナやロングレンジスキャナなどがあり、効率的な生産管理や追跡が可能です。
参考文献
https://www.denso-wave.com/ja/adcd/fundamental/barcode/barcode/index.html
http://www.ainix.co.jp/howto_autoid/equipments/1.html
https://www.keyence.co.jp/ss/products/autoid/codereader/principles_tech.jsp
https://imagers.co.jp/contents/690/
https://www.ainix.co.jp/howto_autoid/equipments/3.html
https://www.ainix.co.jp/howto_autoid/equipments/5.html