(57)【要約】ビットを符号化するための磁化反転の位置決めに偏差を使用することによって、磁気媒体上のデータ記録密度を増大させる方法および装置。従来、符号化されたビットは、符号化規格に準拠して磁化反転を列に並べてゆくことにより媒体に記録される。従来どおりに符号化されたビットを分離するための磁化反転の標準位置からの偏差として追加のビットが媒体上に符号化される。標準位置からの偏差は、従来どおりに符号化されたビットを符号化するための規格の許容範囲内に収まるものである。エラーの累積を防ぐために、追加のビットは、従来どおりに符号化されたビットのペアを分離する磁化反転において符号化される。ビットペアの第１の磁化反転と最後の磁化反転とは、磁化反転位置の偏差として符号化された追加ビットを有していない。この技術は従来どおりに符号化された２ビットごとに追加の１ビットを符号化することを可能にするものである。
2004507012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気媒体上にデータを符号化する方法であって、
前記磁気媒体上の標準位置に配置された一連の磁化反転によって表現される従来ビットを前記磁気媒体上に配置させるべく符号化するステップと、
従来ビットに含まれた磁化反転の標準位置からの偏差によって表現される追加ビットを前記磁気媒体上に配置させるために符号化するステップと
前記従来ビットと前記追加ビットとを前記磁気媒体上に書き込むステップと
を有する方法。
【請求項２】
各追加ビットは２つの従来ビットを分離する磁化反転に配置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
追加ビットを表現する従来ビットに含まれた磁化反転の標準位置からの前記偏差は、従来ビットを符号化する際に使用される磁化反転についての耐性の範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
各追加ビットはペアとなる従来ビットの間にある磁化反転に配置され、前記ペアとなる従来ビットの開始の磁化反転または終了の磁化反転にはいずれの追加ビットも配置されないことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
磁気媒体からデータを読み出す方法であって、
前記磁気媒体から一連の磁化反転を読み出すステップと、
前記磁化反転を読み出している間に、一連の磁化反転によって符号化された従来ビットを検出して解釈するとともに、２つの従来ビットを分離するための磁化反転の標準位置からの偏差として符号化された追加ビットを検出して解釈するステップと
を有する方法。
【請求項６】
磁気媒体からデータを読み出す読み出し装置であって、
読み出し信号を生成すべく磁気トラック上の磁化反転を読み出す読み出しヘッドと、
増幅された読み出し信号を生成すべく前記読み出し信号を増幅する増幅器と、
前記増幅された読み出し信号が表現しているデジタルデータストリームを生成するアナログ／デジタル変換器と、
一連の磁化反転として符号化された従来ビットを識別するとともに、従来ビット間の磁化反転の標準位置からの偏差として符号化された追加ビットを識別すべく、前記デジタルデータストリームを解釈するよう動作するプロセッサと、
を有する読み出し装置。
【請求項７】
磁気媒体からデータを読み出したり該磁気媒体にデータを書き込んだりする読み出し書き込み装置であって、
磁化反転を表現する読み出し信号を生成すべく磁気媒体上において出現する磁化反転を検出する読み出しヘッドと、
前記磁気媒体上に書き込まれるべきデータを表現する増幅された書き込み信号に基づいて、前記磁気媒体上に磁化反転を書き込む書き込みヘッドと、
増幅された読み出し信号を生成すべく前記読み出し信号を増幅する読み出し増幅器と、
前記増幅された書き込み信号を生成すべく前記書き込み信号を増幅する書き込み増幅器と、
前記増幅された読み出し信号に基づいてデジタルデータストリームを作成するアナログ／デジタル変換器と、
前記磁気媒体上に書き込まれるべきデータを表現している出力デジタルデータストリームに基づいて前記書き込み信号を生成し、増幅された書き込み信号を生成すべく前記書き込み増幅器へと前記書き込み信号を送出するデジタル／アナログ変換器と、
前記デジタルデータストリームによって表現されたビットを識別すべく前記デジタルデータストリームを受信し、前記磁気媒体上において磁化反転のシーケンスとして符号化された従来ビットと従来ビット間にある磁化反転の標準位置からの偏差として符号化された追加ビットとを識別するよう動作し、前記磁気媒体上に従来ビットを符号化すべく磁化反転のシーケンス配置を指定する出力デジタルデータストリームと前記磁気媒体上に配置される追加ビットを符号化するために従来ビット間の磁化反転の標準位置から偏差した配置を指定する出力デジタルデータストリームとを生成するよう動作するプロセッサと
を有する読み出し書き込み装置。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記偏差が従来ビットを符号化する磁化反転の配置に関する耐性の範囲内にあるよう、従来ビット間の磁化反転の標準位置から偏差した配置を指定するよう動作することを特徴とする請求項７に記載の読み出し書き込み装置。
【請求項９】
前記プロセッサは、ペアとなる従来ビットの開始の磁化反転または終了の磁化反転にはいずれも偏差を配置せず、ペアとなる従来ビットの間にある標準位置からの偏差の配置を指定するよう動作することを特徴とする請求項８に記載の読み出し書き込み装置。
【請求項１０】
磁気カードを生成する方法であって、
前記磁気カード上に書き込まれる識別情報を組み立てるステップと、
磁気指紋を識別すべく前記磁気カードから磁気情報を読み出すステップと、
前記磁気指紋から数値的な表現を含む数値的な指紋情報を生成するステップと、
前記識別情報と前記数値的な指紋情報とをマージしデータストリームを形成するステップと、
前記識別情報を従来ビットとして表現し、前記数値的な指紋情報を追加ビットとして表現すべく、前記データストリームを前記磁気カードへと書き込むステップと
を含む磁気カードを生成する方法。
【請求項１１】
磁気カードを認証する方法であって、
前記磁気カードから磁気情報を読み出すステップと、
従来ビットとして符号化された識別情報を解釈して記憶するステップと、
前記磁気カードから磁気情報を読み出して磁気指紋情報を生成するステップと、
前記磁気指紋情報の数値的表現を含む数値的な指紋情報を生成するステップと、
前記数値的な指紋情報を記憶するステップと、
前記磁気情報内の磁化反転を調査し、前記磁化反転が予め定められた量だけ標準位置から偏差しているかどうかを判定するステップと、
前記磁化反転が予め定められた量だけ標準位置から偏差している場合に、前記磁化反転を解釈して追加の情報を識別するステップと、
前記追加の情報を復号して復号された数値的な指紋情報を生成するステップと、
前記復号された数値的な指紋情報と前記記憶されている数値的な指紋情報とを比較するステップと、
前記比較の結果が不一致であれば前記磁気カードを拒絶するステップと、
前記比較の結果が一致であれば前記識別情報を抽出して処理するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の相互参照
１９９７年４月１日に発行され、発明の主題が関連する本発明の譲受人に対して譲渡されたフェルナンデス氏による米国特許第５，６１６，９０４号の記載の全てをここに参照として取り入れる。
【０００２】
本発明の分野
本発明は一般に、磁気データの符号化を改善することに関する。とりわけ、本発明は、磁気媒体上への磁化反転を精緻に配置することおよびそれを読み出すことによって達成されるデータ符号化密度の向上に関連している。
【０００３】
発明の背景
テープのような磁気媒体が長い間データの記憶装置として一般に使用されてきた。磁気媒体には数多くの用途があり、例えば、コンピュータハードディスク、コンピュータハードディスクのバックアップに適した磁気テープカートリッジ、データを記憶すべくＩＤカード上に形成された磁気ストライプなどがある。技術進歩が進み、情報ニーズがますます増大するにつれ、磁気媒体を含む全ての記憶媒体のユーザーは、より高い密度で情報を記憶することの利点に気づくであろう。磁気媒体は磁化反転（磁気転移）の確立を通して媒体上に情報を記憶するものである。磁化反転の数を増加させることにより記録密度を増やすそうとするとしばしばコストが高くなってしまうが、もし非常にたくさんの磁化反転を小さなスペースに配置できるのであれば記録密度は本質的に増加する。とりわけ今現在において利用可能な材質を使用することが特に望まれるのであれば、媒体の性質や技術などに起因する限界が存在するため、磁気媒体を使用して達成することができる情報密度には限界が生ずる。さらに、磁気ＩＤカードのように数多くの用途が普及しているが、磁化反転を通しての媒体上に配置可能な情報の密度はこれらの標準規格によって決まってくる。例えば、クレジットカードの磁気ストライプに関する情報の符号化を取り決めている標準規格では、カード上に配置されるべき情報と、当該情報を記録するための符号化方法とが指定されている。カードとカード読書装置との互換性を維持すべく、カードは標準規格に従っていなければならない。カードの情報内容を増やすためにはカード上の磁化反転の数を増やすことが必要な標準規格では、標準規格で指定された情報以外の他の情報を記録するための余地はもはや残されていないだろう。
【０００４】
媒体上に記録される情報の密度を上昇させることが好ましいとしても、磁気テープなどの他の媒体には同様の限界が存在する。これは、磁化反転の数の増加を不可能としている媒体や標準規格に原因がある。これがクレジットカードやデビットカードのような金融ＩＤカードなどにおける実情である。磁気ストライプ型のクレジットカードやデビットカードでは一般に情報を磁気記録するためのエリアは本当に小さいものである。情報の内容は、マスターカード社やＶＩＳＡ社のような機関によって策定された標準規格によって指定されている。一般に標準規格では情報を追加するための余分なエリアを残していないことが多い。
【０００５】
しばしば、クレジットカードやデビットカードに追加のセキュリティ情報を付加すれば有用であると証明されているが、カードデザインの標準規格のために、磁化反転を追加する形式でもって付加的な情報を追加することは許されない。
【０００６】
さらに、特別な標準規格に従って動作している装置はいうまでもなく、他の異なる標準に従って動作している装置にも読むことが可能な方法を用いて、磁気媒体上に情報を記録する必要がある状況が生じるかもしれない。例えば、既存のリーダー（読み出し装置）が明白に読み取れ、しかも、認証情報を検出できるように設計されたリーダーにも読み取れることができるような方法を用いて、クレジットカードのようなＩＤカードについての認証情報を符号化できれば望ましいだろう。
【０００７】
磁気データ記憶装置のための符号化標準規格は、一般にデータを表すために使用される磁化反転の標準位置（基準位置）を定義しており、所定の耐性内であればこの標準位置からの偏差が許されている。一般に、磁気ヘッドに沿って磁気媒体が通過することによって生じる信号のピークポイントをセンサにより検出することで、磁化反転が認識される。典型的な磁気符号化プロセスにおいては、ピークポイントとその結果として認識される磁化反転とは標準から偏差している。ピークポイントの正確な位置からの偏差は「ジッター」と呼ばれている。（上で引用されている）フェルナンデス特許は、磁気媒体の認証に使用される磁気媒体用の磁気的なサインを定義するための、ジッターのパターンを読む技術を記述している。
【０００８】
もし磁化反転の標準位置からの偏差またはジッターを制御できれば、データの符号化に使用可能な追加の情報を表現することができる。すでに、媒体の認証のための追加情報のソースとして既存のジッターを使用することが上述のフェルナンデス特許に記述されているが、制御されたジッターを使用して媒体上に情報を符号化するための具体的な手段は開示されていない。
【０００９】
従って、磁気媒体上の磁化反転の数を増大させなくとも、磁気媒体に記憶される情報の密度を増大させるための技術ニーズが存在するといえる。この技術では、記憶媒体上において精緻に制御された磁化反転の配置位置を使用することで、追加の情報を読めるように特別に装置かされていないデバイスであっても読み取れるように追加の情報を定義する。
【００１０】
発明の概要
本発明にかかる情報記録システムは、磁気媒体上に磁化反転の正確な配置を作成するのに適したメディア・ライター（媒体書き込み器）を有する。メディア・ライターは、あらかじめ定義された標準規格に従って媒体の長さに沿って磁化反転を配置することで、磁気媒体に沿って従来ビットを書き込んでゆく。例えば、バイナリーの「１」を記録するためには、メディア・ライターが、ロー（Ｌｏｗ）からハイ（Ｈｉｇｈ）への磁化反転を配置し、短いインターバルを置き続けてハイからローへの磁化反転を配置し、次の磁化反転の前に短いインターバルを置く。また、バイナリーの「０」を書き込むためには、メディア・ライターが、ローからハイへの磁化反転を配置し、長いインターバルを置き、続けてハイからローへの磁化反転を配置する。その際には、次のビットを開始する前にはインターバルを置かない。各磁化反転の配置は、標準の配置と、標準配置からの許容可能な偏差とを定義する標準規格によって定義される。
【００１１】
追加のビットを符号化するためには、メディア・ライターが標準位置から偏差した位置に、ビット間の磁化反転を配置させる。追加の「０」を符号化するためには、メディア・ライターが標準位置の前に磁化反転を配置させる。追加の「１」を符号化するためには、メディア・ライターが標準位置の後ろに磁化反転を配置させる。この標準位置からの偏差は、ビットを符号化するための標準規格によって定義されている耐性の範囲内に収まるものであり、しかもこの標準規格は従来技術のメディア・リーダーによって使用されている標準規格であってもよい。例えば、磁気ＩＤカード上にデータを記録するための従来の標準規格においては標準値から８％の偏差が許されているとする。追加の「０」を符号化するためには、メディア・ライターは、ビット開始位置の磁化反転とビット終了位置の磁化反転との間の距離が標準の磁化反転間の距離に比較し少なくとも３％を超えるように磁化反転を配置することができる。追加の「１」を符号化するためには、メディア・ライターは、ビット開始位置の磁化反転とビット終了位置の磁化反転との間の距離が、標準の磁化反転間の距離に比し少なくとも３％より小さくなるように磁化反転を配置することができる。偏差が標準値から少なくとも３％より小さいことを必要とするのは、追加のデータを表す偏差とランダムに生じている偏差とを区別できるようにするためである。従来のメディア・ライターは標準位置から３％以内の位置に磁化反転を配置できるため、磁化反転が標準位置から３％以上偏差することはない。仮に、磁化反転が標準位置から３％以上偏差していると検出されたならば、その偏差はもはやデータを表現したものといえ、データとして安全に取り出すことができるだろう。
【００１２】
エラーの累積を防止するために、従来どおりに符号化されたビット間の磁化反転の配置を調節することによって追加のビットを表現する。１組のビット（ビットペア）のメンバーを分離する磁化反転の配置を調節することによって、ビットペアの開始と終了において磁化反転の配置を変更する必要がなくなる。 従って、ペアビットの開始時と終了時における磁化反転をそれらの標準位置にとどめることができる。
【００１３】
本発明にかかるリーダーは、ビットを復号するために磁化反転を読み出し、データを符号化したり復号したりするための所定の標準規格に従って、一連の磁化反転を「１」や「０」として解釈して行く。同様に、リーダーは追加のデータを検出するために、標準の配置から偏差している磁化反転の配置を検出する。リーダーはビット間の磁化反転の偏差を検出する。もし、磁化反転間の距離が標準距離より少なくとも３％大きかったとすると、例えば、標準値からの偏差は追加の「０」を表現しているものとして解釈され、一方、磁化反転間の距離が標準距離よりも少なくとも３％小さかったとすると、標準値からの偏差は追加の「１」を表現しているものとして解釈できる。
【００１４】
本発明の技術に従ったカードや他の磁気媒体を読むための従来のリーダーは、磁化反転によって符号化された追加のビットを検出することなく、従来どおりに符号化されたビットを読み出すことができる。これは、例えば、適切なリーダーであれば検出できるセキュリティ情報や他の認証情報を追加可能にする。その際に、これらの情報を検出できるように装置化されていないリーダーに対しては干渉を与えることはない。
【００１５】
本発明に従ったライターを用いて符号化された磁気媒体が従来技術のリーダーによって読めるならば、磁化反転によって表現されたビットを読めるであろう。磁化反転の配置によって符号化されたビットは検出されないであろうし、従来どおりに符号化された情報の読み出しを妨害することもないであろう。
【００１６】
本発明のより完全な理解と発明の利点および特徴は、以下の詳細な説明と添付図面から明らかにされる。
【００１７】
詳細な説明
図１Ａは、一般に使用されている標準規格ＩＳＯ ＩＤ−１に準拠して設計された磁気カードの背面図を示した図である。標準規格ＩＳＯ ＩＤ−１は、磁気カードのデザインとして広く普及しているものである。磁気カードの背面には、磁気ストライプエリア１０２が示されており、このエリアは本発明にかかるシステムによって有効に書き込みと読み出しが実行される。カード１００は、高さが５３．９８ｍｍ、幅が８５．６０ｍｍ、厚さが０．７６ｍｍであり、 半径が３．１８ｍｍの角１０３のような角（コーナー）を有している。磁気ストライプエリア１０２は、高さが１０．２８ｍｍで幅が８２．５５ｍｍである。磁気ストライプエリア１０２はトップエッジ（上端）１０４とボトムエッジ（下端）１０８を有しており、上端１０４はカードのトップ１０６から５．５４ｍｍの位置にあり、下端１０８は、カードのトップ１０６から１５．８２ｍｍの位置にある。磁気ストライプエリア１０２のライトエッジ（右端）はカード１００の右端１１２から２．９２ｍｍの位置にあり、データはカードの磁気ストライプエリア１０２上に符号化され、第１のビット１１４はカード１００の右端から７．４４ｍｍのところから開始される。磁気ストライプエリア１０２には、第１のトラック１１６、第２のトラック１１８および第３のトラック１２０が含まれている。
【００１８】
図１Ｂは、磁気カード１００の磁気ストライプエリア１０２をより詳細に示した図であり、第１の磁気トラック１１６、第２の磁気トラック１１８および第３の磁気トラック１２０が描かれている。第１の磁気トラック１１６は、カードのトップ部１０６から５．６６ｍｍのところに位置し、上端部１２２を有し、磁気ストライプ１０２の上端１０４から０．１２ｍｍのところに上端部１２２がある。第１の磁気トラック１１６の幅は２．８０ｍｍである。
【００１９】
第２の磁気トラック１１８は、上端部１２４を有し、この上端部１２４は、第１の磁気トラック１１６の下端部１２６から０．５０ｍｍのところに位置している。第２の磁気トラック１１８は、２．８０ｍｍの幅を有する。
【００２０】
第３の磁気トラック１２０は、上端部１２８を有し、この上端部１２８は第２の磁気トラック１１６の下端１３０から０．７６ｍｍのところに位置している。第３のトラック１３０は２．８０ｍｍの幅を有している。同様に、第３の磁気トラック１２０は、下端部１３２を有し、この下端部１３２は、磁気ストライプエリア１２０の下端１０８から０．５６ｍｍだけ離れたところに位置している。
【００２１】
磁気カード１００が例示されているが、本発明の教示はテープ、ディスク若しくは磁化反転を使用してデータを表現するのに適した他の形態など、他の磁気媒体にも拡張されうることを理解できるであろう。
【００２２】
図２Ａは、従来技術の記録システムに従って書き込まれたデータ２００のサンプル文字列を示している。データ２００の文字列にはスケールを示してはいない。データ２００の文字列は、磁気カード１００のような磁気カードの第１のトラックと第３のトラックとに書き込まれるデータと類似している。例として示されているのは、「０」を符号化された第１のビット２０２と、「１」を符号化された第２のビット２０４である。第１のビット２０２は、左端において磁化反転２０８を有し、右端において磁化反転２１０を有している。磁化反転２１０は、磁化反転２０８から０．１２ｍｍ離れた標準位置または標準位置から８％の耐性範囲内に位置することができる。よって、磁化反転２１０は、磁化反転２０８から０．１１ｍｍ乃至０．１３ｍｍに位置することができ、これはすなわち、限界点２１２と限界点２１４との間を意味している。ビット２０４は、左端に磁化反転２１６を有し、上位への（立ち上がり）磁化反転２１８とそれに続く下位への（立り下がり）磁化反転２２０とを有する。上位への磁化反転２１８は、磁化反転２１６から０．６ｍｍ離れた標準位置に存在するか、あるいは、標準位置から１０％以内で偏差できる。よって、上位への磁化反転は磁化反転２１６から０．５４ｍｍ乃至０．６６ｍｍの範囲内に存在することができ、すなわち、限界点２２２と限界点２２４との間である。下位への磁化反転２２０は、上位への磁化反転２１８から０．５ｍｍの標準位置または標準位置から１０％ほど偏差することができる。すなわち、下位への磁化反転２２０は、上位への磁化反転２１８から０．４５ｍｍ乃至０．５５ｍｍの範囲内に存在することができ、これは限界点２２６と限界点２２８との間である。磁化反転２１６に対する上位の磁化反転２１８の相対的な位置もまたこの範囲内に収まるので、下位の磁化反転２２０は磁化反転２１６から０．９９ｍｍ乃至１．２１ｍｍの範囲内に収まることになろう。
【００２３】
図２Ｂは、従来の記録システムによって書き込まれたデータ２５０のサンプル文字列を示している。データ２５０の文字列にはスケールを付していない。データ２５０の文字列は、カード１００のような磁気カードの第２トラックに書き込むことができるデータを同様のものであってもよい。「０」として符号化された第１のビット２５２と、「１」として符号化された第２のビット２５４とについての寸法が示されている。第１のビット２５２は、左端において磁化反転２５６を有し、右端において磁化反転２５８を有している。磁化反転２５８は、磁化反転２５６から０．３４ｍｍ離れた標準位置または標準位置から５％の耐性範囲内に存在しうる。よって、磁化反転２５８は、磁化反転２５６から０．３２ｍｍ乃至０．３６ｍｍに位置することができ、これはすなわち、限界点２６０と限界点２６２との間を意味している。
【００２４】
ビット２５４は、左端に磁化反転２６４を有し、下位への磁化反転２６６とそれに続く上位への磁化反転２６８とを有する。下位への磁化反転２６８は、磁化反転２６６から０．１７０ｍｍ離れた標準位置に存在するか、あるいは、標準位置から７％以内で偏差して位置しうる。よって、下位への磁化反転２６８は磁化反転２６６から０．１５８ｍｍ乃至０．１８２ｍｍの範囲内に存在することができ、すなわち、限界点２７０と限界点２７２との間である。上位への磁化反転２６８は、下位への磁化反転２６６から０．５ｍｍ離れた標準位置または標準位置から１０％ほど偏差して位置しうる。すなわち、上位への磁化反転２６８は、下位への磁化反転２６６から０．４５ｍｍ乃至０．５５ｍｍの範囲内に存在することができ、これは限界点２７４と限界点２７６との間である。磁化反転２６４に対する下位への磁化反転２６６の相対的な位置もまたこの範囲内に収まるので、上位への磁化反転２６８は磁化反転２６４から０．２０３ｍｍ乃至０．２３７ｍｍの範囲内に収まることになろう。
【００２５】
図３は、本発明の技術に従って書き込まれたデータ３００の文字列を示している。データ３００の文字列はスケールが付されていない。データ３００の文字列は、図１に示したカード１００の第１のトラックと第３のトラックのようなトラックへと適切に書き込まれる。データ３００の文字列は、磁化反転シーケンスによって符号がされたビットの列を含んでおり、一例として、そのうちのビット３０２は「１」を表し、ビット３０４は「０」を表し、ビット３０６は「０」を表し、そしてビット３０８は「１」を表している。磁化反転３１０はビット３０２とビット３０４とを分離し、磁化反転３１２はビット３０６とビット３０８とを分離している。磁化反転３１０と磁化反転３１２とは、磁化反転を書き込むための標準のデータ符号化システムで定められた標準位置には配置されていない。その代わり、磁化反転３１０は、ビット３０４を開始するための磁化反転３１０とビット３０４を終了させるための磁化反転３１５との間の距離が標準距離よりも少なくとも３％は大きくなるように配置されている。ここでいう標準距離は、ビット３０４が標準位置３１４において開始されたとしたならば達成されうる距離のことである。磁化反転３１２は、ビット３０８を開始するための磁化反転３１２とビット３０８を終了させるための磁化反転３１７との間の距離が標準距離よりも少なくとも３％は小さくなるように配置されている。ここでいう標準距離は、ビット３０８が標準位置３１６において開始されたとしたならば達成されうる距離のことである。この方法において、追加「０」はビット３０２とビット３０４との間に符号化され、追加の「１」はビット３０６とビット３０８との間い符号化される。磁化反転３１０および磁化反転３１２の配置は、磁化反転配置のための耐性マージン内であり、従って、ビット３０２とビット３０４とを正確に読み出すことを妨害されることはない。しかも、適切に設計されたリーダーであれば、磁化反転３１０と磁化反転３１２との配置を読み出すことができ、磁化反転３１０と磁化反転３１２との配置によって表されたビットを判定することができる。
【００２６】
このようにして、追加された１ビットは、磁化反転の列として符号化された２つのビットごとに、ビット間の磁化反転の配置位置を通して符号化される。各追加ビットはビットペアメンバー間の磁化反転の配置によって符号化されるため、エラーの累積といった問題を回避することができる。例えば、磁化反転３１５と磁化反転３１７が、それぞれペアの第２のビットの終わりにおいて発生しており、それぞれ標準位置３１８と３２０に存在する。もし従来どおりに符号化された各々のビットが、同様に磁化反転配置を利用して符号化された追加ビットを有しているとすれば、追加ビットは標準位置からの偏差を累積してしまい、実質的な偏差をもたらしてしまう。例として、「１」が５個連続した文字列は、「１」を５個書き込んだときに、標準位置から１５％の偏差をもたらしてしまう。しかしながら、従来どおりに符号化された２ビット間の境界で標準位置から偏差するように磁化反転を配置することで、追加ビットを符号化したとしても、ペアビット間の距離を標準距離から偏差しないようにすることができる。各ペアビットは、書き込みみ処理に起因して通常発生する偏差やエラーによってのみ標準距離から偏差することになる。
【００２７】
図４は、本発明の教示に従って書き込まれたデータ４００の文字列を示している。データ４００の文字列にはスケールを付していない。データ４００の文字列は、図１に示されたカード１００における第２の磁気トラックのようなトラックに対して適切に書き込まれる。データ４００の文字列には、磁化反転シーケンスによって符号化されたビット列４０２，４０４，４０６および４０８が含まれており、それぞれ、ビット４０２は「１」を表し、ビット４０４は「０」を表し、ビット４０６は「０」を表し、ビット４０８は「１」を表している。磁化反転４１０は、ビット４０２とビット４０４とを分離しており、磁化反転４１２は、ビット４０６とビット４０８とを分離している。磁化反転４１０と磁化反転４１２とは、磁化反転を書き込むための標準のデータ符号化システムに従った標準位置に配置されてはいない。その代わり、磁化反転４１０は、ビット４０２を開始するための磁化反転４１０とビット４０２を終了させるための磁化反転４１１との間の距離が標準距離よりも少なくとも３％は大きくなるように配置されている。ここでいう標準距離は、磁化反転４１０が標準位置４１４に配置された場合に達成されうる距離のことである。磁化反転４１２は、ビット４０６を開始するための磁化反転４１５とビット４０６を終了させるための磁化反転４１２との間の距離が標準距離よりも少なくとも３％は小さくなるように配置されている。ここでいう標準距離は、磁化反転４１２が標準位置４１９に配置された場合に達成されうる距離のことである。磁化反転４１０の配置によって追加の「０」が符号化され、磁化反転４１２の配置によって追加の「１」が符号化されている。磁化反転４１０と磁化反転４１２との配置は、磁化反転配置のための耐性マージン内であり、従って、ビット４０２とビット４０４とを正確に読み出す際に妨害とならない。ペアビット間の標準位置から偏差するように磁化反転を配置することによってエラーの累積を回避している。よって、磁化反転４１５と磁化反転４２０は、それぞれビットペアの最後で発生し、それぞれ標準位置４２２と４２４に位置する。
【００２８】
図５は、本発明にかかる磁気読み出し・書き込み装置５００を例示した図である。本システム５００は、読み出しヘッド５０２と、書き込みヘッド５０４と、読み出し増幅器５０６と、書き込み増幅器５０８と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５１０と、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器５１２と、プロセッサ５１４とを含んでいる。磁気トラックへの書き込み処理が望まれると、書き込まれるデータがプロセッサ５１０に供給され、プロセッサ５１０はデータをＤ／Ａ変換器５１２に受け渡し、そこでアナログ形式に変換される。Ｄ／Ａ変換器５１２は、アナログデータを書き込み増幅器５０８に供給し、書き込み増幅器５０８はアナログデータを増幅して書き込みヘッド５０４に送出し、そして、トラック５１６が読み出しヘッド５０２と書き込みヘッド５０４とに近接して通過する。書き込みヘッド５０２を近接してトラック５１６が通過すると、トラック５１６上に存在するデータシーケンスが読み出しヘッドによって検出される。データシーケンスはプロセッサ５１４に供給され、プロセッサ５１４は、書き込みみ動作のタイミングや配置など、書き込みみ処理を制御するのにシーケンスデータを利用する。
【００２９】
書き込みヘッド５０４は、ビットを符号化するための標準規格に従って磁気トラック５１６上に磁化反転を配置させていく。書き込みヘッド５０４は、従来のビットと追加ビットとを磁気トラック５１６上に位置させていく。従来のビットは、磁化反転のシーケンスを書き込むことによって磁気トラック上にビットを配置させる。追加のビットは、従来ビット間の磁化反転の位置を選択することによって、磁気トラック５１６上に表現される。符号化の標準規格による標準位置から偏差した位置における従来ビット間の磁化反転配置が、データを表すために使用される。標準規格によって定義された耐性の範囲内において磁化反転は標準位置から偏差するが、システム５００のような適宜の読み書き装置は十分に識別を行なえる。例えば、追加の「０」は、従来のビットを形成している磁化反転間の距離が標準距離から＋３％まで偏差するように磁化反転を配置させることによって表現され、一方、追加の「１」は、従来のビットを形成している磁化反転間の距離が標準距離から−３％まで偏差するように磁化反転を配置させることによって表現される。
【００３０】
もしシステム５００のようなシステムによって書き込まれた磁気媒体が、従来技術のシステムによって読まれるとすれば、磁化反転は磁気媒体を符号化するための標準規格において定められている耐性の範囲内であるため、磁化反転のシーケンスとして符号化されたビットは通常どおり読み出せるであろう。しかしながら、磁化反転の配置によって符号化された追加のビットは検出されない。
【００３１】
従来のビットと追加のビットとを予め符号化された媒体をシステム５００のようなシステムが読む場合には、読込ヘッド５０２は、磁化反転を検出し、信号を生成し、読み出し増幅器５０６に送出するであろう。読み出しヘッド５０２は、識別可能な磁化反転の位置とタイミングとに基づいて正確な信号を生成する。読み出しヘッド５０６は、信号をＡ／Ｄ変換器５１０に対して送出し、Ａ／Ｄ変換器５１０はこの信号をデジタル形式の信号に変換してそれをプロセッサ５１４に送出する。プロセッサ５１４は、磁化反転のシーケンスとして従来どおり符号化されたビットを検出する。さらに、プロセッサ５１４は、この信号の中から位置データとタイミングのデータを検出し、追加のビットを符号化するために使用された磁化反転の標準位置からの偏差を識別する。
【００３２】
書き込み能力は別として、従来どおりに符号化された磁気トラックまたはトラック５１６のようなトラックを読み出せる能力を備えた装置５００と似通って装置を設計してもよい。そのような装置は、読み出しヘッド５０２と、読み出し増幅器５０６と、Ａ／Ｄ変換器５１０と、プロセッサ５１４とのようなコンポーネントを有することになろう。この様な装置の動作は、装置５００について上述したような読み出し動作と同様のものとなろう。
【００３３】
図６は、本発明においてデータ６００を書き込むためのプロセスを示した図である。ステップ６０２において、一連の従来のビットと一連の追加のビットが書き込みのために組み立てられる。ステップ６０４において、一連の従来のビットと一連の追加のビットがデータストリームとしてマージされる。ステップ６０６において、データストリームは一連の磁化反転に置換される。従来ビットのそれぞれは符号化の標準規格に従った一連の磁化反転によって表現され、追加ビットのそれぞれは符号化の標準規格に従った標準位置から偏差した位置に設けられた磁化反転によって表現される。追加のビットのそれぞれは、従来の２ビット間の磁化反転によって表現される。追加のビットを表す磁化反転は、定義された量だけ標準位置から偏差し、この定義された量は符号化の標準規格によって許容された耐性の範囲内の量である。ステップ６０８において、各ビットは、磁気媒体上に書き込まれる。各従来のビットは、媒体上に一連の磁化反転を書き込むことによって書き込まれ、各追加ビットは、標準位置から偏差した位置において、従来ビットのペア間に磁化反転を配置させることによって書き込まれる。ステップ６１０において、磁気媒体が読まれて、そして媒体から読み出されたデータが、媒体に書き込まれていると思われるデータと比較される。もし読み出されたデータが予期されたデータと一致すれば、このプロセスはステップ６１２ へと進み、書き込みプロセスが成功裡に終了する。もし読み出されたデータが予期されたデータと一致しない場合は、本プロセスはステップ ６１４に進み、書き込みプロセスが失敗したとの警告を発行する。
【００３４】
図７は、本発明にかかるデータ読み出しプロセス７００を例示した図である。ステップ７０２において、磁気媒体は読み出しヘッドに沿って通過する。ステップ７０４において、媒体記録されている磁化反転が検出される。ステップ７０６において、符号化された従来のビットを表している磁化反転のシーケンスが、符号化標準規格に従って磁化反転のシーケンスに対応するビットへと変換される。ステップ７０８において、ビットが記憶される。ステップ７１０において、符号化された２つのビットを分離している磁化反転が検査され、ビットを符号化するために使用された符号化標準規格に従った標準位置から磁化反転の位置が偏差しているかどうかを決定する。もしあらかじめ定義された量だけ標準位置から磁化反転の位置が偏差しているならば、磁化反転は追加の符号化されたビットであると識別され、もしあらかじめ定義された量だけ標準位置から偏差していなければ、追加のビットは識別されない。ステップ７１２において、符号化されたビットを表している磁化反転のシーケンスが、符号化標準規格に従った磁化反転シーケンスによって表されたビットへと変換される。ステップ７１４においてビットが記憶される。ステップ７１６において、読み出しプロセスのパラメータが検査され、追加の読み出しが実行されるべく残っているかどうかを決定する。これは、例えば、最後に読み出された複数のビットを検査することによりそれらが終了シーケンスを表すかどうかを決定したり、読み出されるべきデータ量を管理している予めだめられたパラメータを検査したり、時間パラメータを調査したり、あるいは望まれている他の全ての技術を使用したりすることによって実行される。もし追加の読み出しを実行すべきものが残されていなければ、本プロセスはステップ７５０で終了する。もし追加の読み出しが残っていれば、プロセスはステップ７０２に戻る。
【００３５】
図８は、本発明の技術を使用して磁気カードに証明情報を蓄積する方法８００を示している。ステップ８０２において、磁気指紋を識別すべく、磁気パターンがカードから読み出される。磁気パターンの読み出しと、磁気指紋の識別とは、上述のフェルナンデス特許の開始に従って達成することができる。ステップ８０４において、磁気指紋の数値的表現が生成され、数値的な指紋情報が形成される。ステップ８０６において、カード上に書き込まれるべきデータが組み立てられる。ステップ８０８において、識別データと数値的な指紋情報とがデータストリームを形成するためにマージされる。ステップ８１０において、識別データと数値的な指紋情報とがカードに書き込まれる。識別データは磁化反転によって表された従来のビットとして符号化され、数値的な指紋情報は従来のビットを分離する磁化反転の配置によって表現される追加のビットとして符号化される。この方法によれば、数値的な指紋情報は、カードに対して書き込まれるべき他の全ての情報のために空き領域を残しながら、カードに書き込まれうる。従って、数値的な指紋情報をカードに記録しても、他の情報の書き込みが妨害されることはない。
【００３６】
図９は、本発明におけるカード認証方法９００を例示したものである。ステップ９０２において、磁気情報がカードから読み出される。ステップ９０４において、従来のビットとして符号化された識別情報が識別され、記憶される。同時に、カードの磁気的な特徴が読み出され、数値的な指紋情報を生成するための数値的な表現へと変換される。ステップ９０６において、数値的な指紋情報が記憶される。ステップ９０８において、磁化反転が追加の情報を表現しているかどうかを決定すべく、偏差について、従来のビットを分離している磁化反転が検査される。もし磁化反転が標準位置から予め定められた量を１以上偏差していなければ、本プロセスはステップ９０８に進み、磁化反転が符号化された情報を含んでいないと判定される。そして本プロセスはステップ９５０に進む。もし磁化反転が予め定められた量よりも標準位置から離れていれば、本プロセスはステップ９１２へと進み、磁化反転は符号化された追加の情報を含んでいるものとして解釈される。ステップ９１４において、符号化された追加の情報が復号され、数値的な指紋情報が生成される。ステップ９１６において、復号された数値的な指紋は格納されている数値的な指紋と比較される。もし復号された数値的な指紋情報と、あらかじめ定義された耐性内において蓄積されている数値的な指紋情報との照合に失敗すれば、本プロセスはステップ９１８に進んで、カードが拒絶される。もし復号された数値的な指紋情報と、記憶されている数値的な指紋情報とが一致すれば、本プロセスはステップ９５０に進む。ステップ９５０において、識別情報が抽出され、処理される。
【００３７】
本発明は好ましい実施形態との関係で開示されたが、特許請求の範囲と上述の説明から逸脱することなく、当業者が幅広く様々な実現手段を採用できることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明に従った読み出しと書き込みに適した磁気カードの一部を示した図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示された磁気カードにおける磁気ストライプの領域を詳細に拡大した図である。
【図２Ａ】従来の符号化標準規格に従って符号化されたデータストリングを示した図である。
【図２Ｂ】従来の符号化標準規格に従って符号化されたデータストリングを示した図である。
【図３】本発明の開示技術に従って符号化されたデータストリングを示した図である。
【図４】本発明の開示技術に従って符号化されたデータストリングを示した図である。
【図５】本発明の開示技術に従った磁気読書デバイスを示した図である。
【図６】本発明に従った磁気データの書き込みみ処理を示した図である。
【図７】本発明に従った磁気データの読み出し処理を示した図である。
【図８】本発明に従った磁気カードの書き込みみ処理を示した図である。
【図９】本発明に従った磁気データの読み込みおよび認証処理を示した図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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