(57)【要約】【課題】高性能なハードウェアや大容量のメモリなどを必要とせず、しかも極値検出精度を高めることが可能な磁気情報読取装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】データ処理部３０は、磁気ヘッド１１から出力されるアナログ信号を所定周期でサンプリングしてデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器２７と、サンプリングして得られたデジタルデータを一つ前にサンプリングされたデジタルデータと比較し、検出値が増加傾向から減少したデジタルデータまたは減少傾向から増加したデジタルデータを変化点として、この変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて近似式を求める近似式算出部２９２と、求めた近似式に基づき、変化点近傍の極値の位置を算出する極値算出部２９３と、算出した極値の位置に基づき、磁気ヘッドにより読み取ったデータを復調する復調部２９４と、を含む。【選択図】図１
2019160358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気情報記録媒体に所定の変調方式で記録された磁気データを読み取る磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドの出力信号をデジタルデータに変換してデータを復調するデータ処理部と、を有し、
前記データ処理部は、
前記磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を所定周期でサンプリングしてデジタルデータに変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器と、
サンプリングしたデジタルデータを記憶するデータ記憶部と、
前記Ａ／Ｄ変換器でサンプリングして得られた前記デジタルデータを前記データ記憶部に記憶された一つ前にサンプリングされたデジタルデータと比較し、検出値が増加傾向から減少したデジタルデータまたは減少傾向から増加したデジタルデータを変化点として、この変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて近似式を求める近似式算出部と、
求めた前記近似式に基づき、前記変化点近傍の極値の位置を算出する極値算出部と、
算出した極値の位置に基づき、前記磁気ヘッドにより読み取ったデータを復調する復調部と、を含む
ことを特徴とする磁気情報読取装置。
【請求項２】
前記近似式算出部は、前記変化点の前後の少なくとも三点の前記デジタルデータを用いて近似式を求める
ことを特徴とする請求項１記載の磁気情報読取装置。
【請求項３】
前記近似式算出部は、
前記変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて二次関数近似式を求め、当該二次関数近似式の係数を求め、
前記極値算出部は、
前記二次関数近似式の係数を用いて極大値および極大値位置、並びに、極小値および極小値位置を求める
ことを特徴とする請求項１または２記載の磁気情報読取装置。
【請求項４】
前記極値算出部は、
サンプリングデータ順に極大値および極大値位置、または、極小値および極小値位置を求め、次に、極小値および極小値位置、または、極大値および極大値位置を求める
ことを特徴とする請求項３記載の磁気情報読取装置。
【請求項５】
前記Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期は、標準のサンプリング周期より落とし、サンプリング間隔を広くしてある
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気情報読取装置。
【請求項６】
前記磁気ヘッドで読み取られる信号はＦおよび２Ｆ信号であり、
前記データ処理部は、
前記復調部で復調された信号を復号する復号部を有し、
前記復調部は、前記極値算出部で算出された極値の位置に基づきＦおよび２Ｆ信号に復調する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気情報読取装置。
【請求項７】
磁気ヘッドにより、磁気情報記録媒体に所定の変調方式で記録された磁気データを読み取る読取ステップと、
前記磁気ヘッドの出力信号をデジタルデータに変換してデータを復調する処理を行うデータ処理ステップと、を有し、
前記データ処理ステップは、
前記磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を所定周期でサンプリングしてデジタルデータに変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換ステップと、
サンプリングしたデジタルデータを記憶するデータ記憶ステップと、
前記Ａ／Ｄ変換ステップでサンプリングして得られた前記デジタルデータを前記データ記憶ステップで記憶された一つ前にサンプリングされたデジタルデータと比較し、検出値が増加傾向から減少したデジタルデータまたは減少傾向から増加したデジタルデータを変化点として、この変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて近似式を求める近似式算出ステップと、
求めた前記近似式に基づき、前記変化点近傍の極値の位置を算出する極値算出ステップと、
算出した極値の位置に基づき、前記磁気ヘッドにより読み取ったデータを復調する復調ステップと、を含む
ことを特徴とする磁気情報読取装置の制御方法。
【請求項８】
前記近似式算出ステップでは、前記変化点の前後の少なくとも三点の前記デジタルデータを用いて近似式を求める
ことを特徴とする請求項７記載の磁気情報読取装置の制御方法。
【請求項９】
前記近似式算出ステップでは、
前記変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて二次関数近似式を求め、当該二次関数近似式の係数を求め、
前記極値算出ステップは、
前記二次関数近似式の係数を用いて極大値および極大値位置、並びに、極小値および極小値位置を求める
ことを特徴とする請求項７または８記載の磁気情報読取装置の制御方法。
【請求項１０】
前記極値算出ステップでは、
サンプリングデータ順に極大値および極大値位置、または、極小値および極小値位置を求め、次に、極小値および極小値位置、または、極大値および極大値位置を求める
ことを特徴とする請求項９記載の磁気情報読取装置の制御方法。
【請求項１１】
前記Ａ／Ｄ変換ステップのサンプリング周期は、標準のサンプリング周期より落とし、サンプリング間隔を広くしてある
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか1項に記載の磁気情報読取装置の制御方法。
【請求項１２】
前記磁気ヘッドで読み取られる信号はＦおよび２Ｆ信号であり、
前記データ処理ステップは、
前記復調ステップで復調された信号を復号する復号ステップを有し、
前記復調ステップでは、前記極値算出ステップで算出された極値の位置に基づきＦおよび２Ｆ信号に復調する
ことを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の磁気情報読取装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のフォーマット（変調方式）で記録される磁気カード等の磁気情報記録媒体の磁気情報を読み取る磁気情報読取装置および磁気情報読取装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気カードリーダである磁気情報読取装置は、磁気カード等に所定の変調方式、たとえば周波数変調方式で磁気記録された“０”および“１”信号に対するＦおよび２Ｆ信号を磁気ヘッドにより読み取る。
【０００３】
磁気ヘッドは、Ｆ２Ｆ変調方式により記録された磁気データ（磁気信号、磁気情報）をアナログの磁気波形信号として読み出す。
磁気情報読取装置においては、磁気波形信号により磁気波形のピークおよびボトムである極値を検出する極値検出処理を行って、極値位置で出力信号を反転して、磁気波形は矩形波信号に波形整形される。この矩形波信号は周波数変調（Ｆ２Ｆ変調）された信号でありＦ２Ｆ復調部で復調される。
【０００４】
近年の磁気情報読取装置においては、アナログの磁気波形信号をアナログデジタル（Ａ（Analog）／Ｄ（Digital））変換器でデジタルデータに変換して極値検出処理およびそれ以降の処理が行われる（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載されている磁気情報読取装置では、磁気ヘッドの読み取りアナログ信号である磁気波形信号が増幅回路を介してＡ／Ｄ変換器に入力される。Ａ／Ｄ変換器では、アナログ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングしてデジタルデータに変換する処理が行われる。そして、得られたデジタルデータはサンプリングデータメモリと呼ばれる記憶装置に一時的に記憶された後、出力信号のピークおよびボトムを求める極値検出処理などの処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２１１０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示すようなＡ／Ｄ変換器による処理では、アナログ信号のレベル変化とは無関係にサンプリング周波数が決定されるため、サンプリングを行うタイミングがアナログ信号の極値であるピークまたはボトムに一致するとは限らない。
このため、アナログ信号の極値（ピークまたはボトム）を小さい誤差で検出するために様々な工夫が施されてきた。
【０００８】
たとえば、上記の例においてサンプリング周波数をより高速にし、単位時間あたりのサンプリングの回数を多くする方法が知られている。この場合、より細かくサンプリングが行われるので、アナログ信号のレベルのピーク（またはボトム）が検出されやすくなる。
【０００９】
しかしながら、上記したピークおよびボトムを検出する極値検出方法では、サンプリング周波数を高速化するために、サンプリングの回数が飛躍的に大きくなり、サンプリングされたデジタルデータの量が増大する。
【００１０】
このため、得られたデジタルデータをもとに各種処理を行う場合には、多量のデータを保持可能な大容量のサンプリングデータメモリが必要であり、サンプリングデータメモリにかかるコストが増大してしまう。さらに、この方法では、高速でサンプリングを行うＡ／Ｄ変換器が必要になり、その他の各部も高速なサンプリングに耐えうる構成にするため、コストの増大を招いていた。
【００１１】
また、上記した極値検出方法では、サンプリングデータの極大値、極小値を検出して、その位置を波形の極値（ピーク（山）、ボトム（谷））の位置としているため、ピーク、ボトムの位置が離散値となり、極値検出に正確性を欠き、極値検出精度を高めることが困難であるという不利益がある。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、高性能なハードウェアや大容量のメモリなどを必要とせず、しかも極値検出精度を高めることが可能な磁気情報読取装置を提供することにある。
また、本発明の課題は、高性能なハードウェアや大容量のメモリなどを必要とせず、しかも極値検出精度を高めることが可能な磁気情報読取装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の磁気情報読取装置は、磁気情報記録媒体に所定の変調方式で記録された磁気データを読み取る磁気ヘッドと、この磁気ヘッドの出力信号をデジタルデータに変換してデータを復調するデータ処理部と、を有し、データ処理部は、磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を所定周期でサンプリングしてデジタルデータに変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器と、サンプリングしたデジタルデータを記憶するデータ記憶部と、Ａ／Ｄ変換器でサンプリングして得られた前記デジタルデータをデータ記憶部に記憶された一つ前にサンプリングされたデジタルデータと比較し、検出値が増加傾向から減少したデジタルデータまたは減少傾向から増加したデジタルデータを変化点として、この変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて近似式を求める近似式算出部と、求めた近似式に基づき、変化点近傍の極値の位置を算出する極値算出部と、算出した極値の位置に基づき、磁気ヘッドにより読み取ったデータを復調する復調部と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の磁気情報読取装置の制御方法は、磁気ヘッドにより、磁気情報記録媒体に所定の変調方式で記録された磁気データを読み取る読取ステップと、この磁気ヘッドの出力信号をデジタルデータに変換してデータを復調するデータ処理ステップと、を有し、データ処理ステップは、磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を所定周期でサンプリングしてデジタルデータに変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換ステップと、サンプリングしたデジタルデータを記憶するデータ記憶ステップと、Ａ／Ｄ変換ステップでサンプリングして得られたデジタルデータをデータ記憶ステップで記憶された一つ前にサンプリングされたデジタルデータと比較し、検出値が増加傾向から減少したデジタルデータまたは減少傾向から増加したデジタルデータを変化点として、この変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて近似式を求める近似式算出ステップと、求めた近似式に基づき、変化点近傍の極値の位置を算出する極値算出ステップと、算出した極値の位置に基づき、磁気ヘッドにより読み取ったデータを復調する復調ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、磁気ヘッドの出力信号をデジタルデータに変換して処理するデータ処理部は、Ａ／Ｄ変換器が磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を所定周期でサンプリングしてデジタルデータに変換し、サンプリングしたデジタルデータをデータ記憶部に記憶し、デジタルデータを一つ前のデジタルデータと比較し増加傾向から減少したデジタルデータまたは減少傾向から増加したデジタルデータを変化点とし、この変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて、近似式算出部が近似式を求め、求めた近似式に基づき、極値算出部が変化点近傍の極値の位置を算出し、算出した極値の位置に基づき、磁気ヘッドにより読み取ったデータを復調することから、アナログ信号のサンプリング周期は粗くてよく、高性能なハードウェアや大容量のメモリなどを必要とせず、しかも極値検出精度を高めることが可能になる。
【００１６】
本発明において、近似式算出部は、変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータは変化点の前後の少なくとも三点のデジタルデータを用いて近似式を求めることが好ましい。
【００１７】
このように構成すると、変化点の前後の少なくとも三点のデジタルデータを用いて近似式を求めるので、サンプリングデータの極値（極大値、極小値）の位置を効率よく、小さい誤差で検出することが可能になる。
【００１８】
本発明において、近似式算出部は、変化点を含む少なくとも三点のデジタルデータを用いて二次関数近似式を求め、この二次関数近似式の係数を求め、極値算出部は、二次関数近似式の係数を用いて極大値および極大値位置、並びに、極小値および極小値位置を求めることが好ましい。
【００１９】
このように、変化点の前後の少なくとも三点のデジタルデータを用いて二次関数近似式を求めることから、近似式を容易に求めることができるとともに、その多項式の係数は容易に求めることができ、サンプリングデータの極値（極大値、極小値）の位置をより効率よく、より小さい誤差で検出することが可能になる。
【００２０】
また、本発明において、極値算出部は、サンプリングデータ順に極大値および極大値位置、または、極小値および極小値位置を求め、次に、極小値および極小値位置、または、極大値および極大値位置を求めることが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、サンプリングデータ順に極大値（または極小値）および極大値位置（または極小値位置）を求め、次に、極小値（または極大値）および極小値位置（または極大値位置）を求めていくことから、求めた極大値と極大値位置、極小値と極小値位置を、関連付けて単純に順番に保存していくことが可能となり、ひいては情報の管理が容易となる。
【００２２】
また、本発明において、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期は、標準のサンプリング周期より落とし、サンプリング間隔を広くしてあることが好ましい。
これにより、サンプリング間隔を短くする必要がないので高速のＡ／Ｄ変換器を使う必要がなく、また、サンプリング数が少なくても良いので、使用メモリが少なくできる。また、ピーク（山）、ボトム（谷）の間隔精度が向上するので、その後の復調処理時の補間処理等の精度も向上し、さらには、波形の振幅の大きさによる影響が少なくなる。
【００２３】
また、本発明において、磁気ヘッドで読み取られる信号はＦおよび２Ｆ信号であり、データ処理部は、復調部で復調された信号を復号する復号部を有し、復調部は、極値算出部で算出された極値の位置に基づきＦおよび２Ｆ信号に復調するように構成することが好ましい。
このように構成することにより、磁気情報記録媒体にＦ２Ｆ変調方式で記録された磁気データを高精度に復調することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明の磁気情報読取装置によれば、高性能なハードウェアや大容量のメモリなどを必要とせず、しかも極値検出精度を高めることが可能になる。
また、本発明の磁気情報読取装置の制御方法によれば、高性能なハードウェアや大容量のメモリなどを必要とせず、しかも極値検出精度を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気情報読取装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の磁気情報読取装置の要部の信号処理波形を示す図である。
【図３】図１に示す演算部の要部であるデータ演算処理部の構成例を示す図である。
【図４】図１に示す磁気情報読取装置の全体的な磁気情報読み取り動作の概要を説明するためのフローチャートである。
【図５】（ａ）は図１に示すＡ／Ｄ変換器により実行されるサンプリングの一例を示す図である。（ｂ）は従来のＡ／Ｄ変換器により実行されるサンプリングの一例を示す図である。
【図６】出力信号のピーク（極大値）およびピーク位置を特定する処理のフローチャートである。
【図７】出力信号のボトム（極小値）およびボトム位置を特定する処理のフローチャートである。
【図８】（ａ）は図５のＡ／Ｄ変換器のサンプリング周期を従来方式より１／３程度に落とした状態を示す図である。（ｂ）は（ａ）に対応するサンプリングデータを用いて近似式を取得する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
（磁気情報読取装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る磁気情報読取装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、図１の磁気情報読取装置の要部の信号処理波形を示す図である。
【００２８】
本実施形態においては、磁気情報記録媒体である磁気カードＭＣ等に記録された情報を再生する磁気カードリーダに適用可能な磁気情報読取装置を例に説明する。
また、本実施形態においては、周波数変調方式で磁気記録された“０”および“１”信号に対するＦおよび２Ｆ信号を読み取り再生する場合を例に説明する。
ただし、本技術はＦ２Ｆ方式に限らず、Ｆ３Ｆ方式、ＮＲＺＩ方式、ＭＦＭ方式等、種々の方式が適用可能である。
【００２９】
本実施形態の磁気情報記録媒体は磁気カードＭＣであり、磁気カードＭＣは、磁気データが記録される磁気ストライプＭＰを備えている。磁気ストライプＭＰは、細長い帯状に形成されている。この磁気ストライプＭＰは、長方形状に形成される磁気カードＭＣの長手方向に沿って形成されている。なお、磁気カードＭＣには、ＩＣチップが内蔵されていても良い。
【００３０】
本磁気情報読取装置１０は、図１に示すように、磁気ヘッド１１、カード搬送路１２、カード搬送部１３、制御部２０、および上位装置（ホスト装置）４０を含んで構成されている。
【００３１】
磁気ヘッド１１は、磁気情報記録媒体である磁気カードＭＣに、たとえば図２（ａ）に示すように、Ｆ２Ｆ変調方式により記録された磁気記録情報を、アナログ信号Ｓ１１として読み出す。
また、磁気ヘッド１１は、磁気カードＭＣの磁気ストライプＭＰに対して磁気情報を書き込むことも可能である。
【００３２】
カード搬送路１２は、磁気ヘッド１１等が配置され、磁気カードＭＣがカード搬送部１３により磁気ヘッド３１の配置位置に向かって、あるいは磁気ヘッド１１の配置位置から遠ざかる方向に向かって搬送される。
【００３３】
カード搬送部１３は、モータ駆動回路（ドライバ）２４を通してのモータ（Ｍ）１３１の駆動により磁気カードＭＣをカード搬送路１２に沿って搬送させる。
モータ（Ｍ）１３１は、制御部２０により制御されるモータ駆動回路２４により駆動され、カード搬送部１３を駆動して磁気カードＭＣを搬送させる。
モータ（Ｍ）１３１の制御方式として、たとえばＰＷＭ制御方式が採用され、モータ（Ｍ）１３１は、制御部２０によりＰＷＭ制御を受ける。
【００３４】
本実施形態の磁気情報読取装置１０は、さらに、記憶部２１、演算部２２を主な構成として有し、さらに、本実施形態では、クロック発生部２３、モータ駆動回路２４、増幅器２５、デジタルフィルタ２６、Ａ／Ｄ変換器２７、データ記憶部２８、およびデータ演算処理部２９を含んで構成されている。
そして、これらの構成要素のうち、増幅器２５、デジタルフィルタ２６、Ａ／Ｄ変換器２７、記憶部２１のデータ記憶部２８、および演算部２２のデータ演算処理部２９によりデータ処理部３０が構成されている。
【００３５】
制御部２０は、磁気情報読取装置１０全体の動作を制御し、各構成要素と接続され制御信号やデータをやりとりする。具体的には、制御部２０は、記憶部２１に格納されている制御プログラムや各種データに基づき、磁気情報読取装置１０の各部を制御する。
また、制御部２０は、図示しない通信インタフェースを介して上位装置４０に接続されている。制御部２０は、図示しない通信インタフェースを通じて上位装置４０から入力される指令に従って、磁気情報読取装置１０の全体を制御する。
【００３６】
記憶部２１は、装置全体の動作制御に必要なプログラムや各種のデータを記録する。さらに、本実施形態では、データ記憶部２８を有している。データ記憶部２８は、磁気ヘッド１１から出力された出力信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換器２７によってサンプリングしたデジタル信号をサンプリングデータとして格納している。
【００３７】
演算部２２は、データ記憶部２８に記憶されたデータに基づき各種演算処理を行う。本実施形態では、データ演算処理部２９を有している。
【００３８】
データ演算処理部２９は、磁気ヘッド１１の出力信号に基づきＡ／Ｄ変換器２７でＡ／Ｄ変換されたサンプリングデータを処理する。
【００３９】
図３は、図１に示す演算部の要部であるデータ演算処理部の構成例を示す図である。
本実施形態において、データ演算処理部２９は、図３に示すように、変化点検出部２９１、近似式算出部２９２、極値（ピーク）算出部２９３、復調部２９４、および復号部２９５を備えている。
【００４０】
変化点検出部２９１は、サンプリングデータに基づき、たとえば連続する二点のデータを比較し、増加傾向から減少したデータ、同様に、減少傾向から増加したデータを検出し、これらの点を変化点としている。
【００４１】
近似式算出部２９２は、変化点を含めた三点のデータを用いて近似式を算出する。近似式算出部２９２は、近似式の係数を算出し、近似式を求める。
具体的には、磁気ヘッド１１からの出力信号Ｓ１１を、二次関数波形とみなす。このような二次関数波形の近似式の算出方法としては既知の各種の方法を利用することができ、本実施形態では、最小二乗法による近似を用いている。
【００４２】
すなわち、三点を用いて二次関数近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃを求める。具体的には、各点での最小二乗法による連立一次方程式を作成する。三つの連立方程式を行列に変換して解を求める。
本実施形態では、行列をガウスの消去法を用いて、二次関数の係数ａ、ｂ、ｃを求める。さらに、求めた二次関数近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃを用いて、ピークの位置ｘとピーク値ｙおよびボトムの位置ｘとボトム値ｙを求める。なお、近似は、最小二乗法以外の２次以上の高次関数近似、スプライン関数を用いた近似、標本化（sinc）関数による近似、などを用いてもよい。
【００４３】
極値算出部２９３は、二次関数近似式からピーク（極大値）およびピーク位置、ボトム（極小値）およびボトム位置を算出する。
ここで、ピークは磁気ヘッド１１の出力信号（Ｆ２Ｆ信号）の極大レベルを示している。また、ボトムは磁気ヘッド１１の出力信号（Ｆ２Ｆ信号）の極小レベルを示している。
本実施形態の極値算出部２９３は、三点のデータを用いて二次関数近似式を求め、その二次関数近似式からピーク、ボトムおよびピーク位置、ボトム位置を算出する。算出に使用する三点のデータは、上述した変化点の前後のデータである。また、サンプリングデータ順にピーク（極大値）およびピーク位置を求め、つぎに、ボトム（極小値）およびボトム位置と求めていく。求めたピークとピーク位置、ボトムとボトム位置とを関係付けて記憶部２１に保存する。
【００４４】
復調部２９４は、極値算出部２９３で算出した極値の位置に基づき、図２（ｄ）に示すように、磁気ヘッド１１により読み取った磁気データであるＦ２Ｆ信号を復調する。
【００４５】
復号部２９５は、復調部２９４で復調されたＦ２Ｆ信号を復号して“０”および“１”データに変換する。復号部２９５は、“０”および“１”データを磁気データ（ＡＳＣＩＩ）に変換し、この変換データを通信インタフェースを通して上位装置40に送信する。
【００４６】
クロック発生部２３は、磁気情報読取装置１０内の時間基準となるクロック信号ＣＬＫを供給する。本実施形態では、クロック発生部２３は、Ａ／Ｄ変換器２７に入力するサンプリング時間基準となるサンプリングクロック信号ＳＰＣＫを供給する。さらにモータ１３１の駆動パルスとなる基準クロックも供給する。
【００４７】
モータ駆動回路２４は、制御部２０から入力されるモータ制御パルスに基づき駆動パルスをモータ１３１に入力して、モータ１３１を駆動する。
【００４８】
増幅器２５は、磁気ヘッド１１により読み出されたアナログ信号Ｓ１１を適正なレベルに増幅して、図２（ｂ）に示すような増幅したアナログ信号Ｓ２５をＡ／Ｄ変換器２７に出力する。
また、増幅器２５は、自動利得制御（ＡＧＣ）機能を持つように構成することも可能である。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換器２７は、図２（ｃ）に示すように、磁気ヘッド１１により読み出され、増幅器２５で増幅されたアナログ信号Ｓ２５を所定の周波数でサンプリングしてデジタル信号に変換し、このデジタル信号をデジタルフィルタ２６を介してデータ記憶部２８に出力する。
本実施形態において、サンプリング間隔（周波数）は、特に限定されるものではないが、たとえば、磁気カードＭＣに記録された２Ｆ信号の波形のピークからピークの間に３個程度のサンプリングデータを取得すれば良い。なお、サンプリングの個数は、３個に限定するものではなく、標準のサンプリング周期より落とし、サンプリング間隔を広くしてサンプリングされてあればよい。
【００５０】
デジタルフィルタ２６は、Ａ／Ｄ変換器２７で変換されたデジタル信号のノイズ除去処理を行って、サンプリングデータとしてデータ記憶部２８にサンプリング時の位置とともに格納させる。
なお、デジタルフィルタ２６の換わりにアナログフィルタを磁気ヘッド１１とＡ／Ｄ変換器２７の間に配置してもよい。
【００５１】
（磁気情報読取装置の制御フロー）
図４は、図１に示す磁気情報読取装置１０の全体的な磁気情報読み取り動作の概要を説明するためのフローチャートである。
【００５２】
まず、制御部２０がモータ駆動回路２４を通してカード搬送路１３のモータ１３１を起動し（ステップＳＴ１）、磁気カードＭＣを磁気ヘッド１１に対して搬送（移動）させることにより、磁気カードＭＣの磁気ストライプＭＰにＦ２Ｆ変調方式で記録されている磁気情報が読み出される（ステップＳＴ２）。これにより、磁気カードＭＣの搬送が完了し（ステップＳＴ３）、制御部２０がモータ駆動回路２４を通してカード搬送路１３のモータ１３１を停止させる（ステップＳＴ４）。
ステップＳＴ２において、磁気ヘッド１１により読み出されたアナログ信号Ｓ１１は、増幅器２５で適正なレベルに増幅されてＡ／Ｄ変換器２７に入力される。Ａ／Ｄ変換器２７では、磁気ヘッド１１により読み出され、増幅器２５で増幅されたアナログ信号Ｓ２５が所定の周波数でサンプリングされてデジタル信号に変換され、このデジタル信号がデジタルフィルタ２６を介してデータ記憶部２８に記憶される。
【００５３】
その後、演算部２２のデータ演算処理部２９は、ステップＳＴ２で取得したＡ／Ｄ変換値に基づいてピーク、ピーク位置およびボトム、ボトム位置を算出する（ステップＳＴ５）。データ演算処理部２９では、算出されたピーク、ピーク位置（またはボトム、ボトム位置）に基づいて、復調部２９４が磁気ヘッド１１により読み取った磁気データであるＦ２Ｆ信号を復調する（ステップＳＴ６）。そして、復号部２９５が、復調部２９４で復調されたＦ２Ｆ信号を復号して“０”および”１”データに変換し（ステップＳＴ７）、さらに変換された磁気データを上位装置４０に送信する（ステップＳＴ８）。
【００５４】
以下、ステップＳＴ５におけるピーク、ピーク位置およびボトム、ボトム位置の算出方法を具体的に説明する。
【００５５】
（磁気ヘッド１１の出力信号のピーク位置Ｐｖよびボトム位置Ｂｖを特定する処理）
図５（ａ）および（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換器により実行されるサンプリングの一例を示す図である。図５（ａ）は、図１に示すＡ／Ｄ変換器により実行されるサンプリングの一例を示す図である。図５（ｂ）は、従来のＡ／Ｄ変換器により実行されるサンプリング（標準のサンプリング間隔）の一例を示す図である。
図６は、出力信号のピーク（極大値）およびピーク位置を特定する処理のフローチャートである。図７は、出力信号のボトム（極小値）およびボトム位置を特定する処理のフローチャートである。
図８（ａ）および（ｂ）、サンプリングデータを用いて近似式を取得する方法を説明するための図である。図８（ａ）は図５のＡ／Ｄ変換器のサンプリング周期を２Ｆ信号の波形のピークからピークの間に３個程度のサンプリングがされる周期に落とした状態を示す図である。図８（ｂ）は図８（ａ）に対応するサンプリングデータを用いて近似式を取得する方法を説明するための図である。
なお、図５および図８において、縦軸ｙはＡＤ値を示し、横軸ｘは時間を示している。また、図５（ｂ）に示す矢印は従来の細かなサンプリング間隔（標準のサンプリング間隔）を使ってピーク（極大値）、ボトム（極小値）としていた個所である。
【００５６】
データ演算処理部２９は、磁気ヘッド１１により読み取ったアナログ信号Ｓ１１から得られたＡ／Ｄ変換値に基づきピーク位置Ｐｖ、ボトム位置Ｂｖを特定する処理を行い、特定されたピーク位置Ｐｖ、ボトム位置Ｂｖに基づいてＦ２Ｆ信号を復調する。
【００５７】
（極大値を求める）
磁気ヘッド１１の出力信号（Ｆ２Ｆ）信号が増幅器２５を介してＡ／Ｄ変換器２７に入力される。Ａ／Ｄ変換器２７においては設定されたサンプリング周期でアナログ信号がデジタルデータに変換される（ステップＳＴ１１）。
具体的には、Ａ／Ｄ変換器２７のサンプリング周期で決まる時間間隔毎に１つずつデジタルデータがサンプリングデータとして得られ、データ記憶部２８に保存される。
【００５８】
変換されたデジタル信号は、デジタルフィルタ２６を介して、ノイズが除去された後、サンプリングデータとしてデータ記憶部２８にサンプリング時の位置とともに格納される（ステップＳＴ１２）。
【００５９】
データ演算処理部２９は、データ記憶部２８に格納されているサンプリングデータを演算し処理する。
具体的には、変化点検出部２９１は、Ａ／Ｄ変換器２７でサンプリングして得られたデジタルデータをデータ記憶部２８に記憶された一つ前にサンプリングされたデジタルデータと比較し、サンプリングデータが増加している場合にはつぎのサンプリングデータを読み出す（ステップＳＴ１３のＮＯ）。
もし、サンプリングデータが一つ前のサンプリングデータよりも減少している場合、サンプリングデータを変化点とする（ステップＳＴ１３のＹＥＳ）。
【００６０】
近似式演算部２９２は、変化点としてのサンプリングデータとその変化点の前後のサンプリングデータの三点を用いて二次曲線関数近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃを求める。
具体的には、近似式算出部２９２は、各点での最小二乗法による連立一次方程式を作成する。三つの連立方程式を行列に変換して解を求める。
本実施形態では、行列をガウスの消去法を用いて、二次関数の係数ａ、ｂ、ｃを求める（ステップＳＴ１４）。
【００６１】
極値算出部２９３は、求めた係数ａ、ｂ、ｃを用いて、ピーク（極大値）およびピーク位置を求める。二次関数近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）において、ｙ’(微分 = 0)＝０の場合が極大値となる。すなわち、２ａｘ＋ｂ＝０であり、ｘ＝−ｂ／２ａとなる。
【００６２】
たとえば、図８（ｂ）において、式（１）はａ＝−１６.２２２、ｂ＝１０６５３となる。この場合のピーク（極大値）のピーク位置ｘは、Ｘ＝３２８．３で極大値ｙは５８２となる（ステップＳＴ１５）。
なお、図８（ｂ）には、式（３）で示すように、つぎのピーク位置、ｘ＝３３６．２が示されている。この場合、ａ＝４３．７７８、ｂ＝−２９３０１で、極大値ｙは６００となっている。
つぎに、ボトム（極小値）およびボトム位置Ｂｖを求める。
【００６３】
上述したように、データ演算処理部２９は、ピーク（極大値）およびピーク位置Ｐｖを特定すると、続いて、ボトム（極小値）およびボトム位置Ｂｖを特定する処理へ進む。以下、図６および図７に示す処理を繰り返すことにより、ピーク位置Ｐｖ、ボトム位置Ｂｖが交互に特定される。
【００６４】
（極小値を求める）
磁気ヘッド１１の出力信号（Ｆ２Ｆ）信号が増幅器２５を介してＡ／Ｄ変換器２７に入力される。Ａ／Ｄ変換器２７においては設定されたサンプリング周期でアナログ信号がデジタルデータに変換される（ステップＳＴ２１）。
具体的には、Ａ／Ｄ変換器２７のサンプリング周期で決まる時間間隔毎に１つずつデジタルデータがサンプリングデータとして得られ、データ記憶部２８に保存される。
【００６５】
変換されたデジタル信号は、デジタルフィルタ２６を介して、ノイズが除去された後、サンプリングデータとしてデータ記憶部２８にサンプリング時の位置とともに格納される（ステップＳＴ２２）。
【００６６】
データ演算処理部２９は、データ記憶部２８に格納されているサンプリングデータを演算し処理する。
具体的には、変化点検出部２９１は、Ａ／Ｄ変換器２７でサンプリングして得られたデジタルデータをデータ記憶部２８に記憶された一つ前にサンプリングされたデジタルデータと比較し、サンプリングデータが減少している場合にはつぎのサンプリングデータを読み出す（ステップＳＴ２３のＮＯ）。
もし、サンプリングデータが一つ前のサンプリングデータよりも増加している場合、サンプリングデータを変化点とする（ステップＳＴ２３のＹＥＳ）。
【００６７】
近似式演算部２９２は、変化点としてのサンプリングデータとその変化点の前後のサンプリングデータの三点を用いて二次曲線関数近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃを求める。
具体的には、近似式算出部２９２は、各点での最小二乗法による連立一次方程式を作成する。三つの連立方程式を行列に変換して解を求める。
本実施形態では、行列をガウスの消去法を用いて、二次関数の係数ａ、ｂ、ｃを求める（ステップＳＴ２４）。
【００６８】
極値算出部２９３は、求めた係数ａ、ｂ、ｃを用いて、ピーク（極大値）およびピーク位置を求める。二次関数近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）において、ｙ’(微分 = 0)＝０の場合が極大値となる。すなわち、２ａｘ＋ｂ＝０であり、ｘ＝−ｂ／２ａとなる。
【００６９】
たとえば、図８（ｂ）において、式（２）はａ＝−５５.３３３、ｂ＝３７２４０となる。この場合のピーク（極大値）のピーク位置ｘは、Ｘ＝３３４．１で極大値ｙは３８０となる（ステップＳＴ２５）。
つぎに、ボトム（極小値）およびボトム位置Ｂｖを求める。
【００７０】
以下、サンプリングデータを最後まで処理した後、求めた極大値とピーク位置Ｐｖ、極小値とボトム位置Ｂｖから磁気信号を復調する。具体的には、出力信号ＳＧのピークＰｖの数やボトムＢｖの数に基づいて、復調部２９４が磁気ヘッド１１により読み取った磁気データであるＦ２Ｆ信号を復調する。そして、復号部２９５が、復調部２９４で復調されたＦ２Ｆ信号を復号して“０”および”１”データに変換し、さらに変換された磁気データを上位装置４０に送信する。
【００７１】
（本実施形態の主な効果）
以上説明したように、本実施形態では、磁気ヘッド１１の出力アナログ信号（Ｆ２Ｆ信号）をデジタルデータに変換して処理するデータ処理部３０は、Ａ／Ｄ変換器２７が磁気ヘッド１１から出力されるアナログ信号を所定周期でサンプリングしてデジタルデータに変換し、サンプリングしたデジタルデータをデータ記憶部２８に記憶し、デジタルデータが一つ前のデジタルデータと比較し増加傾向から減少したデジタルデータまたは減少傾向から増加したデジタルデータを変化点とし、この変化点を含むたとえば連続する少なくとも三点のデジタルデータを用いて、近似式算出部２９２が二次関数近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）を求め、求めた二次関数近似式に基づき、極値算出部２９３が変化点近傍のピーク（またはボトム）を算出し、算出したピーク（またはボトム）に基づき、復調部２９４が、磁気ヘッド１１により読み取った磁気データであるＦ２Ｆ信号を復調する。
【００７２】
その結果、本実施形態によれば、高性能なハードウェアや大容量のメモリなどを必要とせず、しかも極値検出精度を高めることが可能になる。また、本実施形態では、サンプリング間隔を２Ｆ信号の波形の間に3回程度にすることができ、磁気ヘッド１１から出力される出力信号（アナログ信号）のピークおよびボトムを検出する際に、サンプリング周波数を高速化することなく、短時間で効率よく、処理することが可能になる。
【００７３】
また、本実施形態において、Ａ／Ｄ変換器２７のサンプリング周期は、標準のサンプリング周期より落とし、サンプリング間隔を広くしてあることが好ましく、これにより、サンプリング間隔を短くする必要がないので高速のＡ／Ｄ変換器を使う必要がなく、また、サンプリング数が少なくても良いので、使用メモリが少なくできる。また、ピーク（山）、ボトム（谷）の間隔精度が向上するので、その後の復調処理時の補間処理等の精度も向上し、さらには、波形の振幅の大きさによる影響が少なくなる。
【００７４】
また、本実施形態では、近似式算出部２９２は、変化点の前後の少なくとも三点のデジタルデータを用いて二次関数近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）を求めるので、サンプリングデータのピーク（極大値）およびピーク位置、ボトム（極小値）およびボトム位置を効率よく、より小さい誤差で検出することが可能になる。すなわち、これら三点間、変化点の近傍にピーク（ピーク位置）またはボトム（ボトム位置）が確実に存在するので、効率良く算出することが可能になる。
また、変化点の前後の少なくとも三点のデジタルデータを用いて二次関数近似式を求めることから、近似式を容易に求めることができるとともに、その多項式の係数は容易に求めることができる。
【００７５】
ただし近似式算出に使う三点は必ずしも変化点を含む三点である必要はない。理論的には単調増加中、または単調減少中の三点でも二次関数近似は可能である。
【００７６】
また、本実施形態において、極値算出部２９３は、サンプリングデータ順に極大値および極大値位置、または、極小値および極小値位置を求め、次に、極小値および極小値位置、または、極大値および極大値位置を求めることが好ましく、これにより、サンプリングデータ順に極大値（または極小値）および極大値位置（または極小値位置）を求め、次に、極小値（または極大値）および極小値位置（または極大値位置）を求めていくことから、求めた極大値と極大値位置、極小値と極小値位置を、関連付けて単純に順番に保存していくことが可能となり、ひいては情報の管理が容易となる。
【００７７】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００７８】
上述した実施形態では、復号部２９５は、復調部２９４で復調されたＦ２Ｆ信号を復号して“０”および“１”データに変換し、“０”および“１”データを磁気データ（ＡＳＣＩＩ）に変換して上位装置４０に送信するように構成されているが、“０”および“１”データを上位装置４０に送信し、上位装置４０で０”および“１”データを磁気データ（ＡＳＣＩＩ）に変換するように構成することも可能である。
【００７９】
上述した実施形態では、モータ１３１を駆動して、カード搬送部１３を介して磁気カードＭＣを搬送させる磁気カードリーダで説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば、手動で磁気カードＭＣを搬送する磁気カードリーダであってもよい。
【００８０】
上述した実施形態では、磁気カードＭＣは、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の矩形状の塩化ビニール製のカードが採用可能であるが、磁気カードＭＣは、厚さが０．１８〜０．３６ｍｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）カードや、所定の厚さの紙カード等であっても良い。また、本発明が適用される磁気情報記録媒体は、カード以外の媒体であっても良い。
【符号の説明】
【００８１】
ＭＣ・・・磁気カード（磁気情報記録媒体）、１０・・・磁気情報読取装置、１１・・・磁気ヘッド、１２・・・カード搬送路、１３・・・カード搬送部、１３１・・・モータ、２０・・・制御部、２１・・・記憶部、２２・・・演算部、２３・・・クロック発生部、２４・・・モータ駆動回路、２５・・・増幅器、２６・・・デジタルフィルタ、２７・・・Ａ／Ｄ変換器、２８・・・データ記憶部、２９・・・データ演算処理部、２９１・・・変化点検出部、２９２・・・近似式算出部、２９３・・・極値算出部、２９４・・・復調部、２９５・・・復号部、３０・・・データ処理部、４０・・・上位装置。
【図１】
2019160358.tif 000003
【図２】
2019160358.tif 000004
【図３】
2019160358.tif 000005
【図４】
2019160358.tif 000006
【図５】
2019160358.tif 000007
【図６】
2019160358.tif 000008
【図７】
2019160358.tif 000009
【図８】
2019160358.tif 000010