(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ストライプを読み取る磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドが読み取った読取アナログデータをディジタル化するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータによってディジタル化された読取ディジタルデータを微分処理によって波形整形するディジタルフィルタと、
前記ディジタルフィルタによって整形された波形をヒステリシス特性を有するスライスレベルと比較することによって二値化処理するプロセッサを有し、
前記ディジタルフィルタは、前記磁気ヘッドが磁気ストライプを読み取った方向と逆方向から波形整形をおこなうことを特徴とする磁気ストライプリーダ。
【請求項２】
磁気ストライプを読み取る磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドが読み取った読取アナログデータをディジタル化するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータによってディジタル化された読取ディジタルデータを微分処理によって波形整形するディジタルフィルタと、
前記ディジタルフィルタによって整形された波形をヒステリシス特性を有するスライスレベルと比較することによって二値化処理するプロセッサを有し、
前記ディジタルフィルタは、前記磁気ヘッドが磁気ストライプを読み取った方向と同一方向から波形整形を行い、前記プロセッサによって二値化された結果に誤りが検出された場合は、前記磁気ヘッドが磁気ストライプを読み取った方向と逆方向から波形整形をおこなうことを特徴とする磁気ストライプリーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号処理技術を用いた磁気ストライプリードデータ読み取り方式に関し、特に磁気ストライプに書き込まれたデータの誤読み取り、誤書き込みが許されない磁気ストライプデータ読み取り方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術では、たとえば通帳に施された磁気ストライプに書き込まれたデータを磁気ヘッドで読み取ったデータのディジタル化の処理としては、読み取ったアナログ信号をオペアンプにより増幅した後にプログラムによるディジタルフィルタ処理を行なう方式や、微分回路で行なう方式があった。
【０００３】
前者の方式は、増幅したアナログ信号をＡ／Ｄコンバータによりディジタル信号化してメモリに格納し、プログラムによるディジタルフィルタ処理にて微分処理などの波形整形を行い、波形整形したデータとヒステリシスを持ったスライスレベルとを比較することにより２値化矩形波を反転するものである。このような方式は、例えば特開平８−３１５５０７号公報に記載されている。
【０００４】
また、後者の方式は、増幅したアナログ信号の波形整形を微分回路などで行い、波形整形後の出力とヒステリシス特性を持ったスライスレベルとを比較することにより２値化矩形波を反転するハードウェアを用いるものである。
【０００５】
これら従来の技術では、磁気ストライプデータ読み取り時のノイズによる影響を避けるために、読み取り信号がある一定以下の場合は一定以下の信号を削除する方法やディジタルフィルタ処理またはハードウェア回路により構成されたローパスフィルタによって高周波成分を除去する方法などが取られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記ローパスフィルタによるノイズ除去方式では、ノイズ除去効果を高めるためにローパスフィルタの周波数特性を低めに設定すると、整形後の波形に歪みが発生し、磁気ストライプ読み取りデータの変化点に対応した波形整形後のデータの１つ目の変化点が低く、２つ目の変化点が高くなるといったばらつきが発生することがあった。このばらつきがある状態で磁気ストライプデータの読み取り方向と同じ方向でその後の波形整形処理及び波形の２値化を行うと、ディジタルフィルタによる微分処理後のデータや微分回路出力といった波形整形後のデータとヒステリシス特性を持ったスライスレベルに逆転が生じ、１つ目の低い変化点がスライスレベル以下となり磁気ストライプデータの２値化を誤る場合があった。また、２値化を誤らない様にするにはローパスフィルタの周波数特性を高めに変更し、ノイズ除去の効果を下げる必要があった。
【０００７】
本発明は、ディジタルフィルタ処理、または波形の２値化処理の何れか一方の処理を磁気ストライプの読み取り方向とは逆の方向から行うことにより、データの誤りに対する読み取りマージンアップを図った磁気ストライプ読取装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気ストライプリーダは、ディジタルフィルタ処理と波形の２値化処理を反対の方向で行う手段を有する。この構成により、ノイズ除去による整形波形データのひずみの影響をなくすことができ、データの誤りに対する読み取りマージンアップを図ることを可能とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に従って説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態における磁気ストライプリードデータの２値化を示す図である。図２は、本発明における磁気ストライプリードの構成の一例をしめすブロック図である。図３は、磁気ストライプリードデータの２値化原理を説明する図である。図４は、従来技術における磁気ストライプリードデータの２値化を示す図である。図５は、図１とは別の形態における磁気ストライプリードデータの２値化を示す図である。
【００１１】
図１は、磁気ストライプデータ読み取り方向１５に対し、ディジタルフィルタ処理による波形整形は同方向１６から行い、波形の２値化を逆方向１７から行う場合を示す。
【００１２】
本発明の一実施の形態における磁気ストライプリーダの構成を図２に示す。この磁気ストライプリーダは、たとえば通帳発行装置や、現金自動取扱装置などに搭載され、たとえば通帳等にほどこされた磁気ストライプを読み取るものである。図２において、磁気ストライプリーダは、磁気ヘッド２１、磁気ヘッドを駆動するモータ２２、モータ２２を制御するモータ制御部２３、ＣＰＵ、メモリ２７、Ａ／Ｄコンバータ、増幅回路２５を有する。
【００１３】
磁気ストライプリーダによる磁気ストライプの読取は、磁気ヘッド２１を固定して通帳などの媒体の磁気ストライプ部に押し当て、モータ制御２３によって制御されるモータ２２によって、通帳などの媒体を移動することによって行う。または、通帳などの媒体を固定し、磁気ヘッド２１をモータ制御２３によって制御されるモータ２２により通帳などの媒体の磁気ストライプ部上を移動することによって行う構成としてもよい。このように、磁気ストライプの読取は、磁気ヘッド２１が通帳などの媒体に対し相対的に移動することによって、行なわれる。
【００１４】
増幅回路２５は、磁気ヘッドが読み取ったアナログ信号を増幅する回路である。Ａ／Ｄコンバータ２６は、増幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換する変換回路である。メモリ２７には、本実施の形態を実現するプログラムや、ディジタル変換された読取データを格納するものである。ＣＰＵ２４はメモリに格納されたプログラムを用いて前記読取データの二値化処理を行なう処理装置の一例である。
【００１５】
次に、ＣＰＵ２4による磁気ストライプデータの２値化の原理を図３により説明する。磁気ヘッド２１は、相対的に磁気ストライプ上を動くことにより、磁気ストライプの磁気データをアナログ波形データに変換する。アナログ波形データは、磁気ヘッド２１からアナログデータとして出力される。
【００１６】
出力された磁気データのアナログ波形データは、増幅回路２５により増幅されて、Ａ／Ｄコンバータ２６によりディジタル信号化され、磁気ストライプデータのディジタル波形データ３１となり、メモリ２７に格納される。格納された磁気ストライプデータのディジタル波形データ３１は、ＣＰＵ２４により読み出し、ディジタルフィルタ処理による波形整形のために微分処理されて微分波形３２となり、メモリ２７に一旦格納される。ＣＰＵ２４は、格納された微分波形３２を再度読み出し、微分波形３２とヒステリシス特性を持った破線で示すスライスレベル３３とが交わった点で２値化矩形波３４を反転することで波形の２値化処理を行う。スライスレベル３３は、微分波形３２と交わると反転し、この交わった点で二値化矩形波３４も反転する。従って、通常は、図３に示すように、ディジタル波形データ３１のピークと、スライスレベル３３の反転点と、二値化矩形波３４の反転点はほぼ一致している。
【００１７】
ここで、従来の技術では、図４に示すように、ディジタルフィルタによる波形整形は、メモリ２７に格納されたディジタル波形データ３１を格納した先頭アドレスから順に読み出して行なっていた。すなわち、従来技術の波形整形方向４６は、磁気ストライプ読み取り方向４５と同じ方向で行われていた。また、波形の２値化についても、波形整形後の微分波形４２をメモリ２７に格納した先頭アドレスから順に読み出して行なっていた。従って、波形の二値化の方向４７も、磁気ストライプ読み取り方向４５と同じ順番で処理が行われていた。
【００１８】
また、従来の技術において、磁気ストライプリード時のノイズ除去するため、波形データをローパスフィルタに通すことよりノイズのような高い周波数成分を削除することができる。
【００１９】
しかし、ノイズ除去効果を高めるためにローパスフィルタの周波数成分を低めに設定すると、図４の微分波形４２の様に、磁気ストライプリードデータ４１の変化点Ｃ１に対する微分波形４２の出力レベルと、次の変化点Ｃ２での微分波形４２の出力レベルに差が発生する。
【００２０】
図４に示す微分波形４２は、図４に示す波形では、変化点Ｃ１に対応する微分波形４２の出力レベルがノイズ除去処理のために通常よりも低くなっている。また、次の変化点Ｃ２に対応する微分波形４２においては、ノイズ除去により、本来の出力レベルよりも高い出力レベルとなっている。このように二つの変化点での出力レベルの相対的な差がある場合に、ディジタルフィルタによる波形整形方向４６、波形の２値化方向４７の双方を磁気ストライプデータ読み取り方向４５と同じ方向で処理を行うと、スライスレベル４３はヒステリシス特性を持っているために次のような状態が発生することがある。
【００２１】
例えば、図４に示すように第一の変化点Ｃ１でレベルが低くなってしまうと、スライスレベル４３が微分波形４２よりレベルが高くなるという逆転が生じ、スライスレベル４３が微分波形４２と交わらない。そのため、その変化点での２値化矩形波４４の反転が行われない。この反転が行なわれないために、次の変化点の立ち上がり部で、微分波形４２とスライスレベル４３が交わることなり、結果的に２値化矩形波４４が反転する点がずれてしまうことがあった。従って図４に示すように、本来ならば正規の２値化矩形波４８のように、ディジタル波形のピークと二値化矩形波４８の反転ポイントが一致すべきところを、二値化矩形波４８の反転ポイントがずれてしまい、結果として磁気ストライプデータの誤読み取りを発生する場合があった。
【００２２】
本実施の形態では、このような場合においても正常に２値化をするために、図１に示す様に波形の２値化方向１７を磁気ストライプデータの読み取り方向１５とは逆の方向から行う構成とする。すなわち、ノイズ除去によって最初の変化点に対応する微分波形１２の出力が小さくなるという点に着目し、逆方向から二値化処理を行なうことによって、スライスレベル１３と微分波形１２の逆転現象を回避する構成とする。
【００２３】
すなわち、図１において、ディジタルフィルタによる波形整形方向１６を磁気ストライプ読み取り方向１５と同じ方向で波形整形した微分波形１２のメモリ２７からの読み出しを格納した終了アドレスから行う。このようにすると、微分波形１２においてディジタル波形の変化点、微分波形１２とスライスレベル１３が微分波形１２の出力の高い変化点で交わるため、微分波形１２とスライスレベル１３の逆転現象が生じないため、２値化矩形波の変化点を誤ることなく、正常に２値化が可能となる。
【００２４】
また、図５を用いて本発明の他の実施の形態の説明をする。
【００２５】
図５の実施の形態では、ディジタルフィルタ処理による波形整形のみ逆方向から行なう。すなわち、図５において、磁気ストライプデータの読み取り方向５５に対し、ディジタルフィルタ処理による波形整形を逆方向５６から行い、波形の２値化は読み取り方向５５と同方向５７から行う場合を示す。
【００２６】
具体的には、本実施の形態では、ディジタルフィルタによる波形整形方向５６を磁気ストライプ読み取り方向５５と逆方向で行うために、メモリ２７に格納された磁気ストライプデータのディジタル波形データ５１の読み出しを格納した終了アドレスから行って、波形整形し、波形の２値化方向５７は磁気ストライプデータの読み取り方向５５と同じ方向から行う。
【００２７】
このように、ディジタルフィルタによる波形整形を磁気ストライプ読取と逆の順番で行なうことにより、微分波形５２における、読取データの変化点に対応する出力レベルの大きさが、図１の場合と逆になる。すなわち、Ｃ１の変化点に対応する出力レベルが、図１の場合と違って大きくなり、Ｃ２の変化点に対応する出力レベルが小さくなる。そのような微分波形５２に対して、図１とは異なり、方向５７から二値化を始めることによって、図１の場合同じ効果が得らる。すなわち、微分波形５２とスライスレベル５３の交わる点が微分波形５２の出力の高い変化点となるため、２値化矩形波の変化点を誤ることなく、正常に２値化が可能となる。
【００２８】
本実施の形態では、磁気ストライプデータの読み取りについて記載したが、磁気ストライプデータ書き込み後の読み取りチェックに本発明を用いることにより、読み取りチェックでエラーとなった場合は再度、書き込みから行うなどの処理を実施することで、磁気ストライプデータの書き込み不良媒体の出回りを防ぐことができる。
【００２９】
本発明を別の観点から見ると、磁気ストライプに書き込まれた磁気データを磁気ヘッドにより読み取り、読み取ったアナログ波形をＡ／Ｄコンバータを用いてディジタル信号化してメモリに格納し、格納した波形データをディジタルフィルタにより波形整形を行った後、整形した波形を２値化処理する磁気ストライプ読み取り装置において、ディジタルフィルタ処理、または波形の２値化処理の何れか一方の処理を磁気ストライプデータの読み取り方向とは逆の方向から行う。この方式で磁気ストライプのデータリードを行うことで、ディジタルフィルタ処理のノイズ除去処理等の影響や読み取りデータの歪みによるデータ誤りに対する読み取りマージンアップを図ることを可能とする。
【００３０】
また、本発明のさらに別な観点は、さらに磁気ストライプデータ読み取り動作後、１回目の読み取りデータ解析処理ではディジタルフィルタ処理及び波形の２値化処理を読み取り方向と同じ方向から行い、読み取った結果がパリティエラーなどの読み取りエラーとなった場合のみ２回目の解析処理としてディジタルフィルタ処理、または波形の２値化処理の何れか一方の処理を磁気ストライプの読み取り方向とは逆方向から行う。このようにすることで、磁気ストライプデータの誤りに対する読み取りのさらなるマージンアップを図ることを可能とする。
【００３１】
また、本発明のさらに別な観点は、磁気ストライプデータ読み取り動作後、１回目の読み取りデータ解析処理ではディジタルフィルタ処理及び波形の２値化処理を読み取り方向と同じ方向から行い、次に２回目の読み取りデータ解析処理としてディジタルフィルタ処理、または波形の２値化処理の何れか一方の処理を磁気ストライプの読み取り方向とは逆方向から行って、２回の２値化結果が等しい場合のみ正常読み取りとして採用し、２回の２値化結果が異なる場合には読み取りデータエラーとする。
【００３２】
さらに、別の観点から本発明をみると、１回目の磁気ストライプデータリードを従来技術同様の磁気ストライプ読み取り方向４５とディジタルフィルタによる波形整形方向４６、波形の２値化方向４７の何れも同じ方向からを行って、次に本発明によるディジタルフィルタによる波形整形方向５６、または、波形の２値化方向１７の何れか一方を磁気ストライプ読み取り方向１５とは反対の方向から処理を行い、２回の２値化結果が等しい場合のみ正常読み取りとし、２値化結果が異なる場合はリトライ動作として再度磁気ストライプデータの読み取り動作から行うことにより、データ誤りに対する読み取りマージンアップを図ることを可能とする。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ディジタルフィルタ処理による波形整形方向または波形の２値化を行う方向の何れか一方を磁気データの読み取り方向とは逆にすることにより、ディジタルフィルタ処理のノイズ除去処理等の影響や読み取りデータの歪みによるデータ誤りに対する読み取りマージンアップを図ることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における磁気ストライプリードデータの２値化を示す図であり、磁気ストライプデータ読み取り方向に対し、ディジタルフィルタ処理による波形整形は同方向から行い、波形の２値化を逆方向から行う場合を示す。
【図２】本発明における磁気ストライプリードのブロック図である。
【図３】磁気ストライプリードデータの２値化原理を説明する図である。
【図４】従来技術における磁気ストライプリードデータの２値化を示す図である。
【図５】本発明における磁気ストライプリードデータの２値化を示す図であり、磁気ストライプデータ読み取り方向に対し、ディジタルフィルタ処理による波形整形を逆方向から行い、波形の２値化は同方向から行う場合を示す。
【符号の説明】
１１…磁気ストライプのディジタル波形データ、１２…微分波形、１３…スライスレベル、１４…２値化矩形波、１５…磁気ストライプデータ読み取り方向、１６…ディジタルフィルタによる波形整形方向、１７…波形の２値化方向
２１…磁気ヘッド、２２…モータ、２３…モータ制御、２４…ＣＰＵ、２５…増幅回路、２６…Ａ／Ｄコンバータ、２７…メモリ、３１…磁気ストライプのディジタル波形データ、３２…微分波形、３３…スライスレベル、３４…２値化矩形波、３５…磁気ストライプデータ読み取り方向、３６…ディジタルフィルタによる波形整形方向、３７…波形の２値化方向、４１…磁気ストライプのディジタル波形データ、４２…微分波形、４３…スライスレベル、４４…２値化矩形波（異常時）、４５…磁気ストライプデータ読み取り方向、４６…ディジタルフィルタによる波形整形方向、４７…波形の２値化方向、４８…２値化矩形波（正常時）、５１…磁気ストライプのディジタル波形データ、５２…微分波形、５３…スライスレベル、５４…２値化矩形波、５５…磁気ストライプデータ読み取り方向、５６…ディジタルフィルタによる波形整形方向、５７…波形の２値化方向
【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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