(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気カードリーダライタにより磁気データの記録・再生が行われる磁気カードにおいて、
前記磁気データが、この磁気データの記録密度と異なる記録密度を有する複数種類のダミーデータの何れかと合成された合成データとして記録可能な第１の領域と、
前記第１の領域と同一平面上に配置され、前記磁気カードリーダライタに具備されている前記複数種類のダミーデータのうち前記合成データを構成するダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報が記録される第２の領域と、
前記第１及び第２の領域と同一平面上かつ平行に配置され、前記第１及び第２の領域に対するデータの記録及び再生のタイミングを表すタイミングビットが記録される第３の領域と
を備えたことを特徴とする磁気カード。
【請求項２】
磁気カードに対し磁気データの記録・再生を行う磁気カードリーダライタにおいて、
前記磁気カードには、
前記磁気データが、この磁気データの記録密度と異なる記録密度を有する複数種類のダミーデータの何れかと合成された合成データとして記録可能な第１の領域と、前記第１の領域と同一平面上に配置され、前記磁気カードリーダライタに具備されている前記複数種類のダミーデータのうち前記合成データを構成するダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報が記録される第２の領域と、前記第１及び第２の領域と同一平面上かつ平行に配置され、前記第１及び第２の領域に対するデータの記録及び再生のタイミングを表すタイミングビットが記録される第３の領域とが設けられ、
前記磁気カードリーダライタは、
前記磁気カードの第３の領域のタイミングビットに基づき前記磁気データに前記ダミーデータを加算し前記合成データとして前記第１の領域に記録するとともに、前記ダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報を前記第３の領域のタイミングビットに基づいて前記第２の領域に記録する記録手段と、
前記第３の領域のタイミングビットに基づいて前記第１の領域の合成データを読み取る第１の読み取り手段と、
前記第３の領域のタイミングビットに基づいて前記第２の領域の指示情報を読み取る第２の読み取り手段と、
前記第１の読み取り手段により読み取られた合成データから、前記第２の読み取り手段により読み取られた指示情報により指示されたダミーデータを減算し、前記磁気データとして再生する再生手段と
を備えたことを特徴とする磁気カードリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気カードおよび磁気カードに対しデータの記録・再生を行う磁気カードリーダライタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気カードに記録されているデータのセキュリティ性を確保するために、第１および第２の記録層を設けている磁気カードがある。
すなわち、カードの基材上に順次第１の記録層および第２の記録層を形成し、第１の記録層には本来の正規な磁気データを記録する。そして、第１の記録層の上面に形成された第２の記録層には第１の記録層の正規な磁気データを隠蔽するためのダミーデータを記録する。このダミーデータの記録時には、第１の記録層に磁気記録したときの電流より弱い電流を磁気ヘッドに流し第２の記録層のみにダミーデータを記録し、第１の記録層にはダミーデータが記録されないようにしている。
【０００３】
ここで、第１の記録層のデータを読み出したときには、第１の記録層からの読み出しデータに重複して、第２の記録層のダミーデータも読み出されるため、第三者は第１の記録層に記録されている正規な磁気データの解読が困難になる。したがって、第三者による磁気カードの偽造を的確に防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、磁気カードの記録データを消去する場合に磁気ヘッドに弱電流を流すと、第２の記録層に記録されている隠蔽データ（ダミーデータ）のみが消去されることが考えられる。こうした第２の記録層のダミーデータが消去された場合には、第１の記録層の正規な磁気データのみが読み出されることになる。このため、第三者により磁気カードのデータが容易に解読されてカードの偽造が行われるという問題が生じている。
したがって本発明は、磁気カードに記録される磁気データのセキュリティ性を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、磁気カードリーダライタにより磁気データの記録・再生が行われる磁気カードに、磁気データが、この磁気データの記録密度と異なる記録密度を有する複数種類のダミーデータの何れかと合成された合成データとして記録可能な第１の領域と、第１の領域と同一平面上に配置され、磁気カードリーダライタに具備されている複数種類のダミーデータのうち合成データを構成するダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報が記録される第２の領域と、第１及び第２の領域と同一平面上かつ平行に配置され、第１及び第２の領域に対するデータの記録及び再生のタイミングを表すタイミングビットが記録される第３の領域とを設けたものである。
また、磁気カードリーダライタに、磁気カードの第３の領域のタイミングビットに基づき磁気データにダミーデータを加算し合成データとして磁気カードの第１の領域に記録するとともに、ダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報を第３の領域のタイミングビットに基づいて磁気カードの第２の領域に記録する記録手段と、第３の領域のタイミングビットに基づいて第１の領域の合成データを読み取る第１の読み取り手段と、第３の領域のタイミングビットに基づいて第２の領域の指示情報を読み取る第２の読み取り手段と、第１の読み取り手段により読み取られた合成データから、第２の読み取り手段により読み取られた指示情報により指示されたダミーデータを減算し、磁気データとして再生する再生手段とを設けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る磁気カードの平面を示す図であり、磁気カード１１には、本来の磁気データにダミーデータを加算した合成データが変調データとして記録される第１の領域１１Ａと、前記第１の領域１１Ａの変調データがどのようなデータにより変調されているかという変調指示情報が記録される第２の領域１１Ｂ1 と、価値情報が記録される第３の領域１１Ｂ2 と、第１〜第３の領域に対するデータの記録・再生のタイミングを示すタイミングビットが記録される第４の領域１１Ｃとが設けられている。
【０００７】
一般にこの種の磁気カード１１には、図２（ａ）に示すような１Ｆ２Ｆデータが磁気データとして記録される。ここで、１Ｆデータとは一定時間Ｔ内に１回レベルが変化するデータであり、２Ｆデータとは一定時間Ｔ内に２回レベルが変化するデータである。そして、図２（ａ）にも示されているように、１Ｆデータは２進データ値として「０」を、また２Ｆデータは２進データ値として「１」をそれぞれ表す。
【０００８】
ここで、説明を簡単にするために、磁気カード１１には本来の磁気データとして図２（ｂ）に示すような一定時間Ｔ内に１回レベルが変化する１Ｆデータが記録されるものとする。この場合、磁気カード１１の上記第１の領域１１Ａには、磁気カード１１の例えばカード番号，発行年月日，この磁気カード１１を発行したカード発行機の番号及びカード発行場所番号などの図２（ｂ）に示す本来の磁気データに、図２（ｃ）のダミーデータが加算された図２（ｄ）に示す合成データが変調データとして後述の磁気ヘッドにより記録される。
【０００９】
また、磁気カード１１の第２の領域１１Ｂ1 には、既に説明したように、第１の領域１１Ａの変調データが例えば図２（ｃ）のダミーデータにより変調されているという変調指示情報が記録される。即ち、第２の領域１１Ｂ1 には例えば３ビットのデータが格納され、その３ビットデータ値が「００１」の場合は第１の領域１１Ａの変調データが例えば周波数５０ＢＰＩの１Ｆデータにより変調されていることを示し、３ビットデータ値が「０１０」の場合は第１の領域１１Ａの変調データが例えば周波数７０ＢＰＩの１Ｆデータにより変調されていることを示し、こうした変調を指示する情報が第２の領域１１Ｂ1 に格納される。
【００１０】
こうして磁気記録された磁気カード１１のデータを再生すると、図２（ｄ）の合成データが記録された第１の領域１１Ａの再生波形は図２（ｇ）に示すような波形となる。また、第２の領域１１Ｂ1 に格納されている３ビットの変調指定情報により指示される例えば図２（ｂ）のダミーデータの再生波形は図２（ｆ）に示す波形になる。
【００１１】
そこで、図２（ｇ）に示す第１の領域１１Ａの合成データの再生波形から図２（ｆ）のダミーデータの波形を減算すると、図２（ｅ）に示すような１Ｆデータの再生波形が得られる。そして、得られた図２（ｅ）の微分波形の立ち下がり時点及び立ち上がり時点から、一定時間Ｔ内に１回レベルが変化する図２（ｂ）に示す１Ｆデータが得られる。このようにして第１の領域１１Ａに変調データとして記録された合成データを復調することができる。
なお、第２の領域１１Ｂ1 に３ビットデータ「００１」が格納されている場合は、再生した合成データから、データ「００１」で指示される５０ＢＰＩの１Ｆデータを減算して本来の磁気データを得る。
また、第２の領域１１Ｂ1 に３ビットデータ「０１０」が格納されている場合は、再生した合成データから、データ「０１０」で指示される７０ＢＰＩの１Ｆデータを減算して本来の磁気データを得る。
【００１２】
このように、磁気カード１１の第１の領域１１Ａには、本来の磁気データに対し第２の領域１１Ｂ1 の変調指示情報で指定されるダミーデータを加算して合成データとして記録し、その記録データの再生時には、再生した第１の領域１１Ａの合成データから第２の領域１１Ｂ1 の変調指示情報により指定されたダミーデータを減算して本来の磁気データを再生するようにしたので、第三者が磁気カード１１のデータを再生したとしても第１の領域１１Ａの合成データ（加算データ）が再生されるのみであり、本来の磁気データは再生できないため、第三者による磁気データの解読が困難になり、したがって磁気カードのセキュリティ性が向上し、第三者によるカードの偽造を阻止できる。
【００１３】
図５は、磁気カード１１に磁気データを記録して発行するカード発行機の要部構成を示すブロック図である。
カード発行機２は図５に示すように、ＣＰＵ２１と、磁気カード１１の第１の領域１１Ａに磁気データ（１Ｆ２Ｆデータ）とダミーデータとの加算データを記録するライト回路２３と、磁気カード１１の第２の領域１１Ｂ1 にダミーデータを記録するとともに、第３の領域１１Ｂ2 に価値情報を記録するライト回路２２と、ライトコイル２４Ａ,リードコイル２４Ｂおよび磁気コアからなる磁気ヘッド２４と、ライトコイル２５Ａ,リードコイル２５Ｂおよび磁気コアからなる磁気ヘッド２５と、磁気カード１１のデータを読み取るリード回路２６，２７とからなる。
【００１４】
カード発行機２のＣＰＵ２１は、取り込まれた磁気カード１１が磁気ヘッド２４，２５の位置まで搬送されてくるとこれを図示しないセンサにより検出する。ここでＣＰＵ２１は、磁気カード１１の第４の領域１１Ｃのタイミングビットを図示省略した磁気ヘッドを介して検出し、そのタイミングビットに基づき、ライト回路２３に対し例えば図２（ｂ）に示す１Ｆデータと、図２（ｃ）に示すダミーデータとを加算した図２（ｄ）の合成データを出力する。すると、ライト回路２３はその合成データを入力してライトコイル２５Ａの通電を行う。
【００１５】
ここで、ライト回路２３は図４に示すように互いに直列接続されたトランジスタＱ１，Ｑ２及び同様に互いに直列接続されたトランジスタＱ３，Ｑ４から構成され、トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点とトランジスタＱ３，Ｑ４の接続点間にはライトコイル２５Ａが接続されている。そして、ＣＰＵ２１から、各トランジスタに対し図２（ｄ）に示す合成データのレベル変化に応じた出力がなされると、各トランジスタはＣＰＵ２１からの出力にしたがってオン・オフし、ライトコイル２５Ａには図４の矢印（＋）方向または矢印（−）方向に、合成データのレベル差に比例した強度の電流が流れる（即ち、図２（ｄ）の合成波形において、波形が（−）レベルと０レベル間を変化したとき、または（＋）レベルと０レベル間を変化したときの書込電流を例えば１０ｍＡとすると、波形が（−）レベルから（＋）レベルまで変化したときの書込電流はその２倍の２０ｍＡとなる）。この結果、磁気カード１１の第１の領域１１Ａはライトコイル２５Ａに流れた書込電流の強度に比例する強度で磁化され、これにより上記第１の領域１１Ａには合成データが記録されることになる。なお、この場合ＣＰＵ２１は、互いに直列接続された各トランジスタが同時にオンしないように制御する。
【００１６】
一方、カード発行機２のライト回路２２は、このときＣＰＵ２１から与えられた３ビットの変調指示情報が磁気カード１１の第２の領域１１Ｂ1 に記録されるようにライトコイル２４Ａへの通電を行うとともに、これが終了するとＣＰＵ２１から与えられた価値情報が第３の領域１１Ｂ2 に記録されようにライトコイル２４Ａへの通電を行う。この結果、磁気カード１１の第２の領域１１Ｂ1 には３ビットの変調指示情報が記録され、第３の領域１１Ｂ2 には価値情報が記録される。
【００１７】
このようにして、カード発行機２は一定速度で搬送中の磁気カード１１の第１の領域１１Ａ，第２の領域１１Ｂ1 及び第３の領域１１Ｂ2 に対し、タイミングビットに同期してそれぞれデータを記録した後、その記録データを、それぞれ対応のリードコイル２４Ｂ，リード回路２６およびリードコイル２５Ｂ，リード回路２７を介して再生しチェックする。そして、磁気カード１１へのデータ記録が正常に行われたとＣＰＵ２１により判断されると、その磁気カード１１は正常なカードとして発行される。
【００１８】
こうして発行された磁気カード１１は利用者により購入される。そして磁気カード１１を購入した利用者がサービスを受けるためにその磁気カード１１を図６に示す磁気カードリーダライタ３に挿入すると、磁気カードリーダライタ３は磁気カード１１を搬送するとともに、搬送されてきた磁気カード１１の価値情報を示す磁気データを読み取り、そのデータに残額が含まれている場合は、サービスを許容するとともに、許容したサービスの対価を磁気カード１１の磁気データから減じてその残額データを磁気カード１１に記録する。
【００１９】
図６に示す磁気カードリーダライタ３は、ＣＰＵ３１と、ライト回路３２と、ライトコイル３３Ａ，リードコイル３３Ｂおよび磁気コアからなる磁気ヘッド３３と、リードコイル３４Ｂおよび磁気コアからなる磁気ヘッド３４と、リード回路３５、３６と、Ａ／Ｄ変換器３７，３８とからなる。
【００２０】
ここで、磁気カードリーダライタ３は挿入された磁気カード１１から磁気データを読み取る場合、次のようにして行う。
即ち、ＣＰＵ３１は挿入された磁気カード１１が磁気ヘッド３３，３４の位置まで搬送されてくるとこれを図示しないセンサにより検出する。
この場合ＣＰＵ３１は、磁気カード１１の第４の領域１１Ｃのタイミングビットを図示しない磁気ヘッドを介して検出し、そのタイミングビットに基づき、磁気ヘッド３４のリードコイル３４Ｂ，リード回路３６およびＡ／Ｄ変換器３８を介する磁気カード１１の第１の領域１１Ａの合成データの電圧レベルを入力するとともに、磁気ヘッド３３のリードコイル３３Ｂ，リード回路３５およびＡ／Ｄ変換器３７を介する磁気カード１１の第２の領域１１Ｂ1 及び第３の領域１１Ｂ2 の各データを入力する。
【００２１】
そして入力した第２の領域１１Ｂ1 の変調指示情報に基づき、磁気カード１１の第１の領域１１Ａの合成データが、例えば図２（ｃ）のダミーデータにより合成されていることを認識して、そのダミーデータの電圧値を演算し、第１の領域１１Ａの合成データの電圧値から、演算したダミーデータの電圧値を減算して本来の価値情報としての磁気データの電圧を得る。そして、得られた磁気データの電圧からその変化点を求めるとともに、その磁気データの電圧変化が、一定時間Ｔ内に１回変化する場合は１Ｆデータ、２回変化する場合は２Ｆデータとして求める。こうして求めた第１の領域１１Ａの磁気データに基づき、その磁気カード１１の発行年月日やカード番号などを確認し正規な磁気カードであることを認識すると、ＣＰＵ３１は第３の領域１１Ｂ2 から再生した価値情報に残額がある場合は、サービスを許容するとともに、そのサービスの対価を再生価値情報から減じてその残額を求め、ライト回路３２を制御することにより磁気カード１１の第３の領域１１Ｂ2 に残額を記録する。
【００２２】
次に、図３は本発明の第２の実施の形態を示すタイミングチャートである。
ここで、説明を簡単にするために、図３（ａ）に示す１Ｆデータを本来の磁気データとし、図３（ｂ）に示す２Ｆデータを図３（ａ）の１Ｆデータに変調をかけるためのデータとする。図３（ａ）のデータに図３（ｂ）のデータが加算され変調されると、その合成波形は図３（ｃ）のような波形の書込データとなり、この書込データが磁気ヘッドにより磁気カード１１の第１の領域１１Ａに記録される。そして、その第１の領域１１Ａのデータを再生すると図３（ｆ）に示すような再生波形となる。
【００２３】
一方、図３（ａ）の１Ｆデータが磁気カード１１に書き込まれた場合、その再生波形は図３（ｄ）に示すような波形となる。また、図３（ｂ）の２Ｆデータが磁気カード１１に書き込まれた場合、その再生波形は図３（ｅ）に示すような波形となる。この図３（ｄ），（ｅ）に示す各再生波形を合成すると、図３（ｆ）に示すような再生波形となる。
このため、磁気カード１１のデータを再生する磁気リーダライタ３では、予めメモリ３９に、図３（ｆ）の再生波形に相当するデータと、図３（ｅ）の変調をかけるための波形に相当するデータとを登録し、図３（ｆ）の波形が再生された場合は、その波形データから図３（ｅ）の再生波形データを減算して図３（ｄ）の再生波形データを得るようにし、得られた波形データから図３（ａ）の本来の磁気データを求めるようにする。
【００２４】
図３では、説明を簡単にするために本来の磁気データである１Ｆデータに対し、２Ｆデータで変調をかけ、その変調データを磁気カード１１の第１の領域１１Ａに記録しているが、本来の磁気データを１Ｆ２Ｆデータとし、この１Ｆ２Ｆの磁気データに対し２Ｆデータで変調してもよい。また、１Ｆ２Ｆの磁気データに対し１Ｆデータで変調してもよい。さらに、本来の１Ｆ２Ｆの磁気データに対し、その磁気データの記録密度とは無関係な記録密度を有する１Ｆデータまたは２Ｆデータで変調をかけるようにしても良い。
【００２５】
この場合、磁気カードリーダライタ３のメモリ３９に、例えば図３の時間Ｔの２倍の２Ｔに相当する区間についての、各変調データＸ１〜Ｘｎと、各変調データＸ１〜Ｘｎに対応して本来の磁気データに対し変調をかけるためのデータである第１のデータＹ１〜Ｙｎを登録しておく。そして、磁気カードリーダライタ３が磁気カード１１の第１の領域１１Ａの変調データを再生したときにその再生波形のデータとメモリ３９に登録されている複数の変調データＸ１〜Ｘｎとを順次比較し、メモリ３９の複数の変調データＸ１〜Ｘｎの中から再生波形データに最も近似する変調データを選択する。そして選択した変調データが例えばＸ１であるとすると、その変調データＸ１から、その変調データＸ１に対応してメモリ３９に登録されている第１のデータＹ１を減算して本来の磁気データを得るようにする。
【００２６】
このように、磁気カード１１のデータ記録側では、本来の磁気データを複数の第１のデータＹ１〜Ｙｎの中の何れか１つで変調して磁気カード１１の第１の領域１１Ａに記録する一方、磁気カード１１のデータ再生側では、各変調データＸ１〜Ｘｎと第１のデータＹ１〜Ｙｎとを対にメモリに登録し、磁気カード１１の第１の領域１１Ａの変調データを再生したときにその再生波形のデータとメモリ３９に登録されている各変調データとを順次比較し、メモリ３９の各変調データの中から再生波形データに最も近似する変調データを選択するとともに、選択した変調データを、その変調データに対応する第１のデータにより復調して本来の磁気データを得るようにしたことにより、第三者がその磁気カードのデータを再生したとしても、その磁気データの解読は不可となり、したがって磁気カードの磁気データのセキュリティ性が一層向上する。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、磁気カードに、磁気データが少なくとも２種類以上の記録密度を含む変調データとして記録される記録領域を設けるようにしたので、第三者により磁気カードの磁気データが読み出されたとしてもその読み出しデータの解読は困難であり、したがって磁気カードの磁気データのセキュリティ性が向上するという効果が得られる。
また、記録領域を、変調データが記録される第１の領域と、変調データを生成するためのダミーデータを指定する指定情報が記録される第２の領域とから構成したので、磁気データのセキュリティ性が一層向上するとともに、磁気データを得る場合は、第１の領域の変調データを第２の領域の情報により指定されるダミーデータを用いて復調することができ、したがって磁気カードから的確に磁気データを得ることができる。
また、磁気カードリーダライタは、磁気カードの変調データを復調して磁気データを取り出す復調手段を備えるようにしたので、磁気カードから磁気データを的確に読み出すことができる。
また、復調手段は、読み取った磁気カードの第１の領域の変調データから、第２の領域の情報により指定されるダミーデータを減算して磁気データを取り出すようにしたので、磁気データにダミーデータが加算されて変調データとして磁気カードに記録されている場合、その変調データを容易に復調できる。
また、復調手段は、磁気データを各個に変調して複数の変調データを生成するための複数の第１のデータと複数の変調データとが互いに関連づけて登録されたメモリを備え、磁気カードの記録領域の変調データの再生時にこの再生データとメモリの各変調データとを比較し、再生データに最も近似した変調データをメモリから抽出するとともに、抽出した変調データとこの変調データに対応するメモリの第１のデータとに基づいて磁気データを取り出すようにしたので、磁気データが複数の第１のデータの何れか１つにより変調されて磁気カードに記録されている場合、その変調データを容易に復調できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の磁気カードの平面の構成を示す図である。
【図２】  上記磁気カードの各記録領域に記録されるデータの電圧波形および該カードのデータの再生波形を示す図である。
【図３】  上記磁気カードの記録領域に記録されるデータの電圧波形および該磁気カードのデータ再生波形の他の例を示す図である。
【図４】  磁気カードに磁気データを記録するライト回路の構成を示す回路図である。
【図５】  上記磁気カードの記録領域にデータを記録し発行するカード発行機の要部構成を示すブロック図である。
【図６】  発行された磁気カードが使用される磁気カードリーダライタの要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２…カード発行機、３…磁気カードリーダライタ、１１…磁気カード、１１Ａ…第１の領域、１１Ｂ…第２の領域、２１，３１…ＣＰＵ、２２，２３，３２…ライト回路、２４，３３，３４…磁気ヘッド、２４Ａ，３３Ａ…ライトコイル、２４Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ…リードコイル、２７，３５，３６…リード回路、３７，３８…Ａ／Ｄ変換器、３９…メモリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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