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なぜQRコードはこんなに広まった？　仕組みとスゴさを作った人に聞いてみた

2022.09.22 11:00

ライター: 井上マサキ
ライター＆路線図研究家。宮城県生まれの二児の父。好きな路線図はロンドンと横浜市営地下鉄。著書に『たのしい路線図』（グラフィック社）。

コンビニ・飲食店でのキャッシュレス決済、ライブの電子チケット、SNSのアカウント共有、新型コロナウィルスのワクチン接種券……。

今や見かけない日はないと言ってもいいほど、私たちの生活に溶け込んでいる「QRコード」。あの白黒の模様にスマホをかざしたことが、誰しも一度はあることでしょう。

このQRコード、実は日本生まれなんです。愛知県に本社を置く株式会社デンソーウェーブの登録商標で、誕生したのは1994年。開発はわずか2人から始まり、最終的に4人チームで手掛けたのだとか。

日進月歩で進化を続けるIT社会で、どうして25年以上も前の技術が今なお最前線で使われているのか？ QRコード開発の指揮を執った原昌宏さんに話を聞くと、あの白黒に込められた“こだわり”が見えてきました。

▲株式会社デンソーウェーブエッジプロダクト事業部主席技師原昌宏さん

QRコードの隅っこに「四角」がある理由は？

改めてQRコードをじっくり見ると、不思議な形をしてますよね。隅っこに四角が何個かあって、あとは白と黒の模様がぐちゃぐちゃと……。ここから数字や文字が読み出せるのって、よく考えると不思議です。

▲見覚えのあるQRコードの模様。なぜここから一瞬でデータを読み込めるのか……？

その隅っこの四角、実は3個と決まっているんですよ。

え、そうなんですか？確かにどのQRコードにも3個あるような……。

その四角は「切り出しシンボル」といって、QRコードを素早く読み取るのに欠かせないものなんです。3個と決まっているのは、QRコードの位置・大きさ・傾きを検知するためなんですね。

位置・大きさ・傾きを検知？

はい。まず切り出しシンボルを検出することで、QRコードの位置を特定します。また、QRコードは四角形なので、2辺が分かれば全体の大きさが分かります。そして、四隅が1つ欠けているのは、QRコードの向きを判別するため。四角が無いところが右下なんですよ。

そんな意味が……！だから、どの角度からスマホを向けても読み取ってくれるんですね。

切り出しシンボルの形にも意味があります。この四角は、どの方向から区切っても、黒と白の比率が1:1:3:1:1になるように作られています。

▲必ず「1:1:3:1:1」の比率になる四角の白と黒

QRコードを読み取るには、まず「どこにQRコードがあるか」を見つけないといけません。「どこにQRコードがあるか」がわかるからこそ、QRコードは高速読み取りができるわけです。だから、周りに文字が印刷してあっても、ちゃんと区別しないといけません。

人間は「ここにQRコードが書いてある」と分かりますけど、機械にとっては文字もQRコードも同じ「白黒のかたまり」ですもんね。

そうなんです！　開発当時、この区別には結構悩みましてね……。電車に揺られながら、ボーッと外を見ているときに思いついたんですよ。ビルやマンションは規則正しく窓が並んでいるけど、最上階だけ間隔が違うから目立つなと。そこから「あ、間隔を変えて目印にしたらいいのか」と発想して。

でも目印をつけるなら、もっと目立つ形もあるんじゃないですか？星形とか。

当時（1992年）のコンピュータでは、星の形状を認識するのに時間がかかったんですよね。白と黒の単純な模様のほうが処理しやすいですし、読み取り速度も早くなります。だから、文字とは違う白と黒の並び方を目印にしよう、と考えました。

なるほど。カメラの映像をスキャンして、切り出しシンボルの「1:1:3:1:1」が見つかったとき、「ここがQRコードだ」と判断しているわけですね。でも、文字にも「1:1:3:1:1」の並びは絶対にないんですか？

絶対ではないですが、極端に少ないですね。書籍や雑誌、新聞など、A4で5000ページぐらい、縦横斜めに線を引いて調べましたから。開発当初からグローバル展開も考えていたので、日本語以外にアルファベットやハングル文字、アラビア文字、中国の漢字も調査しました。

話を聞くだけで、途方もない作業だとわかります……。

半年かかりましたね。でも、本当はその半分くらいで終わるはずだったんです。比率の調査のためにプログラムを作ったんですが、時間がかかるので夜中に処理させていました。ところが、朝出社したらクラッシュしていたことが結構ありまして……。たぶん、これで3ヶ月は棒に振ってますね（笑）

「ほとんど真っ白なQRコード」がないのはなぜ？

QRコードを見つけたあとは、いよいよ情報の読み取りですね。ちなみにQRコードは、最大でどれくらいの文字数が入るんですか？

数字のみであれば、最大で7089文字まで入ります。

そんなに。原稿用紙に換算すると18枚分ですね（※あとから計算しました）

少ないコードでたくさんの文字が入れられるように、独自の技術でデータを圧縮しています。他にも英数字や漢字、バイナリデータ（コンピュータが直接的に処理するために2進数で表現されるデータ）にも対応しています。

これは前から疑問に思っていたんですが……。たくさん文字が入ったQRコードも、1文字だけ入ったQRコードも、見た目はそんなに変わらないですよね？

▲左：数字が500桁入っているQRコード、右：1桁しか入っていないQRコード

そうですね。

極端な話、1文字だけなら「ほとんど真っ白なQRコード」ができてもおかしくないじゃないですか。文字の量が変わっても、見た目がほぼ変わらないのはどうしてなんですか？

▲「ほとんど真っ白なQRコード」のイメージ

実はですね、1文字だけを白黒の模様にコード化するわけではないんですよ。QRコードには汚れたり破損したりしても読み取れる「誤り訂正機能」があります。そのため、「元データを推測するためのデータ」をたくさん加えているんですね。

そんなデータが……！

このおかげで本来のデータが一部読み込めなくても、「元々はこうだったはず」と訂正して、正しいデータを取り出すことができます。

なるほど。ほぼ真っ白なQRコードだと、ちょっとでも汚れて黒がつぶれたらアウトですもんね。

そうですね。ちなみにQRコードは最大30％の面積が破損しても読み取れます。

▲コードの一部に汚れや破損があってもデータ復元可能。ちなみにロゴが入ったQRコードも、この誤り訂正機能のおかげで読み取れている

真っ白なQRコードができない理由は、もうひとつあります。QRコードは白と黒の比率がだいたい50%ずつになるように見た目を調節しているんです。

言われてみれば……。どうして均等にするのでしょうか？

単純に文字を白黒にコード化すると、先ほど説明した「1:1:3:1:1」が偶然現れて、読み取りに支障をきたしてしまうことがあるからです。そこで、あらかじめ用意された8種類のマスクパターンと重ね合わせて、その中から「1:1:3:1:1」の比率が極力少ないものを「今回のQRコードはこれ」と採用しています。

▲8種類のマスクパターンを重ね合わせて、ベストなQRコードを選ぶ。この処理によって、正確かつ高速に読み取りができる

データを圧縮して、冗長データを足して、マスクパターンと重ね合わせて……。QRコードを作るために、ここまでしているとは。こうなると人間が読み取るのはもう不可能ですね。

いや、私はある程度ルールを知っているので……。

読めるんですか!?

英数字だったら、紙と鉛筆さえあれば読めますよ。

30％を鉛筆で塗りつぶしても読める……？

それは厳しいですね（笑）

本当は「QTコード」になるかもしれなかった!?

そもそもの話ですが、なぜ原さんはQRコードを開発しようと思ったのでしょうか？

もともと、私はバーコードリーダーの開発設計者だったんです。デンソーでは工場で生産する自動車部品をバーコードで管理していたんですが、バブル崩壊後に「少品種大量生産」の時代が来て、一気に部品点数が増えてしまった。バーコードでは管理が追いつかなくなり、「なんとかならないか」と声がかかりましてね。

実際に現場を見に行かれたんですか？

行きました。もう、大変なことになっていましたよ。1つのバーコードを10回読み取りしていましたから。

1つのバーコードを10回……？ 1回読み込めば十分じゃないですか？

自動車部品の工場は油汚れがすごいんです。バーコードは少しでも汚れると、読めなくなったり、誤った値を読み取ったりします。そこで、現場では1つのバーコードを10回読み込んで、「一番多かった値」をそのバーコードの値としていたんですね。

バーコードの値を多数決で決めていた、と。

これを作業者の皆さんは日に何千枚も繰り返しているわけです。これはもう、バーコードは限界だなと。バーコードより情報量が多く、汚れに強い、新しいコードを開発しなければと考えました。

そうなると、会社に「やらせてください」とお願いすることになりますよね。「こうすれば実現できる」という勝算はあったんですか？

あんまりなくて、勢いだけでしたね（笑）。その代わり「人とお金はいりません」「2年やって成果がなかったら諦めます」と言いました。可哀想に思ったのか、上司は部下1人とパソコン1台つけてくれましたが。

開発期間は2年だったんですね。さっき「1:1:3:1:1の比率を見つけるのに半年かかった」って言っていましたが……。

まさに、そこが最後まで課題だったんです。2次元コードの仕組みや、データの圧縮、誤りの訂正などは比較的すぐ実装できましたが、早く読み取ることができなくて。なんとか2年に間に合いましたね。

その時点で「QRコード」という名前はついていたんでしょうか？

いえ、正式発表の直前に名前をつけました。私は”Quick Tag”の頭文字を取って「QTコード」にしたかったんですよ。Tag（タグ）には「目印」という意味があるし、ぴったりだと思って。

切り出しシンボルという、大事な目印を発見しましたもんね。

でも営業のトップの方が、「デンソーらしくない」と言うんですね。ちょうどその頃、アニメ『キューティーハニー』がリバイバルされていて……。

もしかして、「QT」が“キューティー“を連想させると？

そうなんです。「それはデンソーのイメージじゃない」と。営業サイドからは”Quick Response”で「QRコード」の方が固くていいのではと提案されましてね。じゃあ多数決を取ろうとなって、4対3で「QR」に決まりました。

1票差！　僅差でしたね……。

惜しかったです。キューティーハニーがなかったら、QTになっていたと思うんですけどね（笑）

QRコードは今後どんな進化を遂げるのか？

QRコードはライセンスフリーで、誰でも自由に使えますよね。権利を独占しなかったのはどうしてだったんですか？

多くの人にQRコードを使ってもらえば、私たちが思いもよらなかった用途が生まれるだろうと考えたからです。そうすれば、業務用QRコードリーダー開発など、私たちが得意なものづくりでビジネスが広がるはずだと。

なるほど。最近では、新型コロナウィルスのワクチン接種券にもQRコードがついていましたね。

そうですね。業務効率化を目的に開発したQRコードが、社会の重要なところで役立っている。嬉しいことですし、やってきて良かったと思います。最近ではホームドアの開閉制御や顔認証にQRコードを用いるなど、安心安全が求められる場所での活用も増えてきました。

▲QRコードを用いたホームドア開閉制御システム。ホーム天井に設置されたカメラが、ドアに貼られたQRコードを認識し、ホームドアを開閉する。車両の編成数や扉の数が異なっても、必要なドアだけを開閉することが可能。都営浅草線や神戸市地下鉄で実用化済み。

▲顔の特徴点の情報をQRコードにすることにより、本人認証を可能にする「顔認証SQRC」。あらかじめ顔の特徴をQRコード化しておき、「本人の顔」と「QRコード」が一致するかどうかで認証する。顔情報をデータベースに持つ必要がなく、ICカードの貸し借りのようななりすましも防げる。

原さん自身が「こんな使い方があるのか！」と驚いた事例はありますか？

ユニークで面白いなと思ったのは、韓国のスーパーに設置されたQRコードですね。一見、バーが何本も組み合わされた意味不明のオブジェなんですが、お昼時になると影でQRコードができるんですよ。これをスマホで読み込むとクーポンになっているという。

▲韓国のスーパーマーケット「Emart」に設置されたQRコードオブジェ。正午から午後1時までの時間帯だけ影ができ、読み取るとクーポンなどの特典がもらえる（引用：[https://www.youtube.com/watch?v=EvIJfUySmY0 Emart Sunny Sale Campaign - 3D Shadow QR Code]）

▲韓国のスーパーマーケット「Emart」に設置されたQRコードオブジェ。正午から午後1時までの時間帯だけ影ができ、読み取るとクーポンなどの特典がもらえる（引用：Emart Sunny Sale Campaign - 3D Shadow QR Code）

それは面白いですね！影がタイムセールみたいな役割になっているわけですか。

韓国は2005年ぐらいからQRコードが使われていて、日本より早く公共機関でも使われているんですよ。こうした面白いアイデアや使い方に触れると、やっぱりライセンスをオープンにしたのは大正解だったと思います。

では、今後QRコードはどのように進化していくのでしょうか。

今取り組んでいるのは、セキュリティの向上です。なりすまし防止のため、電子認証と組み合わせて、「誰が作ったQRコードか」が確実にわかるような仕組みを検討しています。あとは、もっとたくさんの情報を入れられるQRコードを作りたいですね。

7089文字では足りない……？

画像も入れたいんですよ。たとえば救急車で搬送されたとき、その人が持っているQRコードから心電図やレントゲン写真などが読み取れたら、より早く正確な診断ができるでしょう。この方式の利点は、オフラインでも使えることなんです。

確かに！ QRコードを読み取るだけだったら、ネットにつなげる必要はないですもんね。

特に災害時は、ネット接続ができる保証はありません。医療情報などがデータベースにあっても、サーバにつながらないかもしれない。QRコードであれば、そうした問題を解決できます。

本来はコンピュータ上にあるはずのデータを、印刷して物理的に持ち歩ける……。そう考えると、QRコードにはまだまだ可能性がありそうです。

紙に印刷すれば安上がりですし、みんなが読み取り装置を持っていますしね（笑）。一般の人たちが街中でQRコードを読み取る未来なんて、全く想像していませんでしたから。引退の時期が来るまで、もう少し世界に貢献できるものを作れたらと思っています。

長い文章でも一瞬で読み取れて、歪みや汚れに強く、オフラインで使える。徹底的に追求された「使いやすさ」は、時代を超えて今も通じるものばかり。それどころか、まだまだ応用できるポテンシャルを秘めていることに驚きです。

皆さんも街でQRコードを見かけたら、「もしかしたら”QTコード”になっていたのかも」と思い出してくださいね！

（編集：ノオト）