【解説】いまさら聞けない、QRコードの仕組み - ITをもっと身近に。ソフトバンクニュース

【解説】いまさら聞けないQRコードとは？ ―①仕組み編

最近よく耳にする「QRコード」。いろんなシーンで使われるようになりましたが、この形にどのような意味があるのか、知っている人は少ないのではないかと思います。

そこで2回にわけて、QRコードをテーマを解説します。この前編では「QRコードに関する仕組み」を、後編では「スマホ決済で普及しているQRコード決済」を紹介します。

QRコードって何？

「QRコード」は、Quick Responseの頭文字からとったもので、素早く読み取る・反応するという意味があります。1994年に現在のデンソーウェーブ社が開発した日本発の技術なんです。QRコードの利用にあたって手続きや費用が不要、仕様もオープンソースといって一般公開されているため、さまざまなシーンに応用されており、世界的な普及が急激に進んでいます。

工場や物流管理で
部品やパーツの情報、配送先や配送方法、入出荷の登録等に利用。

チラシやポスターに
ホームページのURL情報を記録できるため、スマホで詳細情報を見ることができる。

スーパーの商品コーナーで
商品の情報や生産者の情報など購入者が知りたい情報を確認できる。

コンサートやイベントなどの電子チケットに
入退場管理、飛行機・電車のチケットに利用。ただし、QRコードは複製が可能なため管理には注意が必要。

レジでの電子決済として
「QRコード決済」と呼ばれ、QRコードをスマホなどの画面から読み込み、決済したい金額を直接入力もしくはバーコードリーダーの読み取りする。

ホームドア開閉位置の検知用^※として
電車の車両ドアにQRコードを貼りつけ、駅ホーム頭上に設置したカメラからQRコードの位置や動きを読み取り、電車全てのドア開閉状態を検知。

※2019年10月ごろに実運用の開始を予定しています。
※画像提供：株式会社デンソーウェーブ／東京都交通局

ソーシャルメディアのアカウント登録として
TwitterやLINEなどソーシャルメディアのアカウントを友だちとフォローする際にQRコード経由で登録可能。

テレビの補足情報画面の情報として
概略は番組内で伝え、詳細情報やアンケートの詳しい集計結果などは、スマホでQRコードを読んで表示したホームページで確認する。

バーコードとQRコードの違いは？

QRコードに似たものとして、「バーコード」があります。数字やアルファベットをコード化したもので太さの異なる縦線を横方向に並べているため「一次元コード」と呼ばれます。上の画像は「SOFTBANK」の文字をバーコード化したものですが、QRコードとの違いはどんなものがあるのでしょうか。大きく2つあります。

特長① QRコードは情報量が多い

QRコードは「縦と横」に配置した点（ドット）からなるため「二次元コード」と呼ばれることもあります。バーコードよりQRコードの方がコード化できる情報量が多く、英数字だけでなく、URLアドレスやメールアドレス等の情報を埋め込むのに適しています。
また、漢字・かな、画像やサウンドデータを埋め込むこともできます。数字のみなら最大7,089文字、英数なら最大4,296文字、画像やサウンドなどバイナリデータ（8ビット）で最大2,953バイト（約3KB）の情報量が埋め込めます。

特長② スマホがあれば、別途読み込みの機器が不要

レジなどで専用のバーコードリーダーを使って読み取っている様子を見たことがあると思います。バーコードの読み取りには専用の機器やそれと連動したシステムが必要です。一方、QRコードは先ほどの例のように、カメラ画面やアプリから手軽に利用できます。顧客がスマホユーザーなら、専用のリーダーが必要ないので利用しやすいため、スマホの普及ととともに、たくさんの人が利用するようになりました。

見えない情報も読み取る！？ QRコードの仕組みがすごい！

QRコードの形がどんな意味を持っているのかを紹介します。画像にあるように、3点の「ファインダパターン」（切り出しシンボル）と、1点の「アライメントパターン」の計4点で構成されています。スマホで読み取る時は最初にファインダパターンがあることで「QRコード」と認識しています。

さらにQRコードは当初から、工場や物流の現場で利用されることを想定して開発されたため、発生する可能性がある「汚れ」によってコードの一部が読めなくても、補正して正しく読み取る機能が備わっています。

周囲のドットから情報を補完するため、QRコードがゆがんで見えた場合でも読めない部分のデータをコード自身で復元して、結果として正確に読み出すことができる仕組みです。また、読み取りでは光が反射すると難しくなるため、ビニール袋等に印刷する場合は注意が必要です。

（例1）青い汚れが少し付いた場合でも読み取りできる

（例2）青い汚れがもう少し大きくても読み取りできる

ただ、補正機能があるとはいっても、汚れの範囲が大きかったり、ファインダパターンやアライメントパターンが読めなかったりした場合は、情報を読み出すことができません。

（例3）青い汚れがさらに大きくなると読み取りできない

（例4）ファインダパターンが読み取れない汚れの場合は読み取りできない

QRコードの画像を実際に読み取ってみるとイメージできると思います。なお、紹介した画像は例であるため、QRコードを読み取るカメラやアプリなどによって読み取りの結果が異なる場合があります。

（参考メモ）QRコードの誤り訂正能力

レベル	誤り訂正能力	QRコードのサイズ	埋め込みできる情報量
レベルL	約7％	小さい	多い
レベルM	約15％	↑	↑
レベルQ	約25％	↓	↓
レベルH	約30％	大きい	少ない

レベル	誤り訂正能力	サイズ	情報量
L	約7％	小	多
M	約15％	↑	↑
Q	約25％	↓	↓
H	約30％	大	少

「誤り訂正」はQRコードの作成者が使う用途や場所によって4段階のレベルが設定できます。レベルを上げれば、汚れが大きい場合でも読み出せる「誤り訂正」能力は向上しますが、データ量が増えるため、QRコードのサイズが大きくなったり、本来埋め込みたい情報量が少なくなったりします。

汚れやすい環境ではレベルHを選択します。その場合、30％の誤り訂正能力となります。汚れにくい環境ではレベルLを選択すると、コードのサイズは小さくできます。

QRコードはオリジナルで作成できる！？

QRコードは使うための費用は一切かかりません。利用する際にガイドラインを守れば、誰でもQRコードを作って利用することができます。QRコードを作成できるウェブサイトはたくさんありますが、中でも「［公式］QR Codeメーカー」がオススメです。

例えば、ポスターやチラシ、商品説明などにQRコードを貼って、自社のホームページに誘導したい場合は、このページにアクセスし、「URL」欄にURLアドレスを入力し、アクセス解析（クリック回数の記録）の有無を選択したあと、「QRコード作成」ボタンをクリックするだけで、QRコードが作成できるんです。

便利だけど気になるのは安全･･･なの？

QRコードは誰でも作ることができ、複製も簡単にできる･･･でも安全性はどうなのか気になりますよね。そもそもQRコード自体に安全性や秘匿性はありません。最近では偽造・複製検知を防止するような技術も登場していますが、QRコードは誰でもそのコードを読み取ることができる、ということは注意する必要があります。

また、QRコードを正しく読み取れるかという正確性については、先ほどふれた「誤り訂正」のレベルを設定することで、多少読み取れない箇所があっても読み取ることができるようになっています。

最近では皆さんのご存じの通り、QRコードを決済手段として使うようになってきました。「QRコード決済」については「後編」で解説します。