JP2001273605A

JP2001273605A - 磁気データ読み取り装置

Info

Publication number: JP2001273605A
Application number: JP2000089667A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kamiya; 達夫神谷
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ストライプの磨耗等によって磁気データ
の信号が規定値よりも減衰している場合でもデータを正
常に復調できるようにする。【解決手段】磁気データを磁気ヘッド１が読み取りる
ことにより該磁気ヘッドから出力される波形信号をメモ
リ５に蓄積し、カウンタ８から出力した復調データを出
力した後、出力先の装置から再読み取りの指示かある
と、再度磁気データを磁気ヘッド１で読み取りって、そ
の波形信号とすでに蓄積された波形信号を同期加算器６
で同期加算してデータを復調させて出力すると共に、そ
の復調したデータである波形信号をメモリ５に蓄積する
ことを繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カードや通帳等の
媒体に設けられる磁気ストライプから磁気データを読み
取る磁気データ読み取り装置に関するもので、読み取り
性能の向上を図る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は第１の従来技術として示した一般
的な磁気データ読み取り装置のブロック図で、磁気スト
ライプを有するカードや通帳等の媒体に対してよく用い
られるＦ２Ｆ変調の信号を読み取るように構成されてい
る。この磁気データ読み取り装置は、磁気ヘッド３１に
より媒体の磁気ストライプから磁気データを読み取るこ
とにより出力される信号を増幅器３２で必要なレベルに
まで増幅する。

【０００３】増幅した信号はフィルター３３で不要な帯
域の成分を除去した後、コンパレータ３４で２値化し、
この２値化した信号Ａの信号変化の間隔をカウンタ回路
３５で測定して、その長短により「０」か「１」かのデ
ィジタル値を復調した信号Ｂとして出力する。図９は磁
気データの読み取りにおける理想的な状態の出力信号の
波形を示す図で、この図に示したように、コンパレータ
３４から出力される信号の間隔を復調回路３５のカウン
タ等で測定し、変化の間隔が短い場合は「１」を、長い
場合は「０」を出力する。

【０００４】図１０は第２の従来技術のブロック図であ
る。この装置では、磁気ヘッド４１により媒体の磁気ス
トライプから磁気データを読み取ることにより出力され
る信号を増幅器４２で増幅し、この増幅器４２の出力信
号の不要な成分をローパスフィルター４３で除去した
後、可変利得増幅器４４で増幅する。

【０００５】そして、この可変利得増幅器４４からの出
力信号をローパスフィルター４５に通して不要な成分を
除去した後、微分回路４６で微分して元の波形の極大点
を０クロス点に変換し、次段の復調回路４７に出力す
る。復調回路４７では、０クロス点間隔を時間としてカ
ウンタ等で測定し、その間隔の長短により磁気データを
復調して、所定の装置に出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の技術では、以下の問題がある。まず、第１の従来
技術では、磁気ヘッドが磁気データを読み取ることによ
り出力される信号をコンパレータ回路で２値化するた
め、磁気ストライプの磨耗等によって磁気データの信号
が規定値よりも減衰していると、データを正常に復調で
きないという問題がある。

【０００７】これは、コンパレータ回路が信号の振幅方
向成分の大小で２値化するため、信号の振幅が小さくな
ると雑音との分離が不可能になるためである。また、第
２の従来技術では、復調回路により磁気データを復調し
て出力するだけであるので、磁気データの読み取りの
際、読み取りエラーが発生した場合、その読み取りエラ
ーの原因を特定することが困難であるという問題があ
る。

【０００８】更に、第１の従来技術及び第２の従来技術
では、両方共に復調回路の構成を変更しなければ、別の
変調方式の磁気データの信号を復調することができない
という問題がある。従って本発明は、これらの問題を解
決することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明の磁気
データ読み取り装置は、磁気データを磁気ヘッドが読み
取ることにより該磁気ヘッドから出力される信号を記憶
手段に蓄積し、この信号を利用してデータを復調させる
ことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明によ
る磁気データ読み取り装置の実施の形態について説明す
る。図１は第１の実施の形態を示すブロック図である。
この実施の形態は媒体の磁気ストライプのデータが減衰
している場合に対応するもので、磁気ヘッド１は増幅器
２に接続され、この増幅器２はＡ／Ｄ変換器３に接続さ
れている。

【００１１】磁気ヘッド１が媒体の磁気ストライプから
磁気データを読み取ることにより、この磁気ヘッド１か
ら出力される信号は増幅器２で必要なレベルにまで増幅
された後、Ａ／Ｄ変換器３によりＡ／Ｄ変換される。こ
のＡ／Ｄ変換器３はＡ／Ｄ変換に支障をきたさないよう
に帯域制限されている。

【００１２】Ａ／Ｄ変換器３は制御部４に接続されてお
り、Ａ／Ｄ変換器３から出力される波形信号は制御部４
により記憶手段としてのメモリ５に蓄積される。また、
制御部４には同期加算器６が接続され、この同期加算器
６は制御部４がメモリ５から読み出した信号とＡ／Ｄ変
換器３から出力を算術平均して、その結果を変曲点検出
器７に出力する。

【００１３】変曲点検出器７にはカウンタ回路８が接続
され、変曲点検出器７は同期加算器６からの算術結果を
２値化してカウンタ回路８に出力し、カウンタ回路８は
変曲点検出器７からの２値化出力に基づいてディジタル
値を出力する。つまり、カウンタ回路８は磁気ヘッド１
が読み取った磁気データを復調して出力する。

【００１４】搬送用モータ９は磁気ストライプを有する
カードや通帳等の媒体を搬送するローラー等の動力源と
して使用されるもので、制御部４に接続されており、こ
の制御部４により駆動制御されるものとなっている。検
知センサ１０は搬送用モータ９の駆動により搬送される
媒体の位置を検知るもので、制御部４に接続されてお
り、制御部４はこの検知センサ１０からの検知信号に基
づいて磁気ヘッドによる磁気データの読み取りを制御す
る。

【００１５】次に、上述した構成を有する第１の実施の
形態の作用について説明する。まず、制御部４が搬送用
モータ１９を規定速度で回転するように駆動し、これに
より媒体が規定位置まで搬送されると、この媒体が検知
センサ１０により検知され、その検知信号により制御部
４は媒体が読み取り開始位置にきたことを認識する。

【００１６】これにより制御部４は磁気ヘッド１１に磁
気データの読み取りを指示し、この指示により磁気ヘッ
ド１１は媒体の磁気ストライプから磁気データを読み取
る。この読み取りにより磁気ヘッド１から出力される信
号を増幅器２で必要なレベルにまで増幅し、増幅した信
号をＡ／Ｄ変換器３によりＡ／Ｄ変換する。そして、こ
のＡ／Ｄ変換器３から出力される波形信号を制御部４は
メモリ５に蓄積させ、同時にこの波形信号を変曲点検出
器７に送出する。

【００１７】これにより変曲点検出器７から２値化され
た信号を出力させ、この信号の変曲点間隔をカウンタ回
路８で計数して、カウンタ回路８からディジタル値を復
調データとして所定の装置に送出する。送り先の装置で
はカウンタ回路８からの送られてきたデータをチェック
し、データが正常でない場合、この送り先の装置から制
御部４に対して再読み取りの指示が送られる。

【００１８】これにより制御部４は搬送用モータ１９を
逆回転させて媒体を一定距離だけ戻した後、再び搬送用
モータ１９を正回転させ、媒体を読み取り開始位置に搬
送して磁気ヘッド１１により磁気データの読み取りを行
わせる。この再読み取りにより磁気ヘッド１から出力さ
れる信号を前記と同様に増幅器２で増幅した後、増幅し
た信号をＡ／Ｄ変換器３によりＡ／Ｄ変換する。

【００１９】制御部４はこのＡ／Ｄ変換器３から出力さ
れる波形信号を同期加算器６に送ると共に、メモリ５に
蓄積した前回の波形信号も同期加算器６に転送する。こ
れを受けて同期加算器６はＡ／Ｄ変換器３からの信号と
メモリ５からの前回の信号を算術平均し、その結果を制
御部４に返送すると共に交曲点検出器７に出力する。

【００２０】ここで制御部４は同期加算器６からの結果
つまり算術平均した信号をメモリ５に蓄積させ、また変
曲点検出器７は同期加算器６からの算術結果を２値化し
てカウンタ回路８に出力する。カウンタ回路８はこの変
曲点検出器７からの２値化出力の変曲点間隔を測定し
て、このカウンタ回路８からディジタル値をが復調デー
タとして再度前記装置に送られるが、この装置で再度デ
ータのチェックが行われ、正常でない場合は前記と同様
の処理が繰り返される。

【００２１】このように、２度目以降の磁気データの読
み取りにおいて、メモリ５に蓄積される波形信号は読み
取り回数に応じて平均化され、変曲点検出器７に送られ
て、それに応じたディジタル値がカウンタ回路８から復
調データとして出力される。メモリ５の蓄積内容をまと
めると次のようになる。ｉ番目に取得されたデータのデ
ータ列をＤi とすると、同期加算器５から出力されるデ
ータ列Ｄは下記（１）式で表現される値となる。

【００２２】

【数１】但し、Σはデータ列のそれぞれの要素を加算している。
磁気ストライプの磨耗等によって磁気データの信号が規
定値よりも減衰している場合、増幅器１２による増幅率
を上げる必要があり、増幅率を上げると信号にランダム
雑音が生じるが、一般に信号を平均化すると、ランダム
雑音の影響は以下の（２）式の表される値に軽減される
ことが知られている。

【００２３】

【数２】本実施の形態は磁気データの減衰により、この磁気デー
タを読み取ったときの信号が微小な場合でも、この原理
を用いて信号を正常に復調させるものである。図２はラ
ンダムノイズが混入した磁気データ信号の信号波形を示
す図、図３は図２の磁気データ信号を複数回同期加算し
た後の信号波形を示す図である。

【００２４】図２の信号波形は同期加算器６により１回
だけ平均処理した場合、図３の信号波形は１００回平均
処理した場合で、図２の波形に対して図３の波形はノイ
ズが取り除かれていることがわかる。従って、図３に示
す信号の変曲点間隔を検出すれば、磁気データを容易に
復調することができる。

【００２５】図３はのデータは「００００１１１０」を
示している。以上説明した第１の実施の形態では、磁気
ストライプから読み取った信号をメモリに蓄積し、この
信号順次同期加算するようにしているため、磁気ストラ
イプの磁気データ信号が減衰している場合でも、正常に
復調することができる。尚、上述した第１の実施の形態
では、同期加算を複数行う場合、同期加算器６で算術平
均した信号をメモリ５に蓄積させるものとしたが、磁気
データを読み取る毎にＡ／Ｄ変換器ー３からの波形信号
をメモリ５に蓄積し、同期加算する際にメモリ５に蓄積
した総ての波形信号を同期加算器６に送って算術平均す
るようにしてもよい。

【００２６】また、上述した第１の実施の形態では、Ａ
／Ｄ変換後の信号を同期加算するものとしたが、ディジ
タルデータに復調した後に同期加算しても、ディジタル
値の場合は「０」と「１」のみであるため、多数決決定
と同等の操作となって同様の効果が期待できる。図４は
第２の実施の形態を示すブロック図である。

【００２７】この実施の形態は、磁気データの読み取り
エラーの原因を特定する場合に対応するもので、磁気ヘ
ッド１１が増幅器１２に接続され、この増幅器１２はバ
ンドパスフィルタ１３に接続されていて、バンドパスフ
ィルタ１３はＡ／Ｄ変換器１４に接続されている。そし
てＡ／Ｄ変換器１４は図示しない復調回路を有する制御
部１５に接続されており、更にこの制御部１５には記憶
手段であるメモリ１６が接続されている。

【００２８】この構成の作用は次の通りである。まず、
磁気ヘッド１１が媒体の磁気ストライプから磁気データ
を読み取ることにより、この磁気ヘッド１１から出力さ
れる信号は増幅器１２で増幅された後、バンドパスフィ
ルタ１３で不要な帯域の成分が取り除かれ、Ａ／Ｄ変換
器１４でＡ／Ｄ変換される。

【００２９】Ａ／Ｄ変換器１４から出力される波形信号
は制御部４によってメモリ１６に蓄積される。磁気スト
ライプの磁気データをすべて読み取ったことを制御部１
５が確認すると、制御部１５はメモリ１５に蓄えてある
波形信号を順次読み出して、その変曲点間隔情報を復調
回路に送出する。

【００３０】復調回路はその情報を解析しながら復調可
能な方法を捜し、磁気データを復調して、その復調した
データを順次所定の装置に出力する。このとき、復調し
たデータが正常でなかった場合、つまり、磁気データの
読み取りの際、読み取りエラーがあって、正常なデータ
が得られなかった場合、制御部１５はデータの復調を中
止して、復調したデータをそのまま波形でメモリ１６に
保存させる。

【００３１】そして、図示しないモニター装置等の上位
装置からメモリ内容の転送の指示があると、制御部１５
はメモリ１６に保存した波形データを上位装置に送出す
る。これにより上位装置では送られてきた波形データを
表示部に表示し、係員はこの波形データをみて読み取り
エラーの原因を特定する。以上説明した第２の実施の形
態では、磁気データの読み取りエラーがあって、復調し
たデータが正常でなかった場合、その復調した波形デー
タをメモリに保存するため、このメモリに保存した波形
データから、媒体そのものに原因があるのか、媒体を搬
送する搬送系に原因があるのか、磁気ヘッドに原因があ
るのか等のエラーの原因を特定することができる。

【００３２】尚、上述した第２の実施の形態では、読み
取りエラーがあった場合の波形データをメモリに保存す
るものとしたが、読み取りエラーのない正常なデータに
対しても波形データをメモリに保存してもよく、このよ
うにしても同様の結果が得られる。図４は第３の実施の
形態を示すブロック図である。

【００３３】この実施の形態は、複数の変調方式による
磁気データの信号を復調する場合に対応するもので、磁
気ヘッド２１が増幅器２２に接続され、この増幅器２２
はバンドパスフィルタ２３に接続されていて、バンドパ
スフィルタ２３はＡ／Ｄ変換器２４に接続されている。
そしてＡ／Ｄ変換器２４はディジタルローパスフィルタ
２５を介して変曲点検出器２６に接続され、この変曲点
検出器２６は図示しない復調回路を有する制御部２７に
接続されていて、更にこの制御部２７には記憶手段とし
てのメモリ２８が接続されている。

【００３４】次に、上述した構成の作用について説明す
る。まず、磁気ヘッド２１が媒体の磁気ストライプから
磁気データを読み取ることにより、この磁気ヘッド２１
から出力される信号は増幅器２２で増幅された後、バン
ドパスフィルタ２３で不要な帯域の成分が取り除かれ、
Ａ／Ｄ変換器２４でＡ／Ｄ変換される。

【００３５】Ａ／Ｄ変換器２４から出力された波形信号
は更にディジタルローパスフィルタ２５で不要な信号成
分が取り除かれた後、変曲点検出器２６に入力され、こ
の変曲点検出器２６により波形信号の変曲点間隔を検出
してその変曲点間隔情報を制御部２７に出力する。制御
部２７はこの変曲点間隔情報をメモリ２８に順次蓄積
し、そして磁気ストライプの磁気データをすべて読み取
ったことを制御部２７が確認すると、制御部２７はメモ
リ２８に蓄えられている変曲点間隔情報を順次読み出し
て復調回路に送り、復調回路は変曲点間隔情報を解析し
ながら復調可能な方法を捜し、磁気データを復調する。

【００３６】図６は磁気データの記録に使用される各種
の信号変調方式による信号波形の例を示す図で、（ａ）
はＲＺ方式、 (ｂ) はＲＢ方式、 (ｃ) はＮＲＺ、
(ｄ) はＮＲＺ−Ｉ方式、 (ｅ) はＰＥ方式（ＰＭ方
式）、 (ｆ) はＦ２Ｆ方式、 (ｇ)はＭＦＭ方式、 (ｈ)
はＭ²ＦＭ方式である。この図におけるいずれの信号
波形も、変曲点位置を検出できれば、その間隔からデー
タを復調することが可能であり、従って前記のようにメ
モリ２８に変曲点間隔情報を蓄積し、各変調方式に対応
した復調法により正常と思われるデータが出力するまで
復調を繰り返すことで、各変調方式に対応した復調が可
能となる。

【００３７】復調したデータは順次所定の装置に出力さ
れる。以上説明した第３実施の形態によれば、復調デー
タを一旦変曲点間隔という中間処理段階でメモリに保存
し、データを読み終わった後に各種の方法で復調するた
め、単一のハードウエアで各種の変調方式に対応するこ
とができる。また、メモリに保存するのは変曲点間隔情
報であるので、波形信号をそのまま蓄積する場合にくら
べてメモリ容量を小さくすることができ、伝送容量も小
さくなる。

【００３８】尚、この第３実施の形態では、変曲点検出
器２６で変曲点間隔を検出してメモリ２８に保存した
後、この変曲点間隔情報を利用してデータを復調するも
のとしたが、変曲点検出器２６の代わりに０（ゼロ）ク
ロス点検出器により０クロス点間隔を検出してメモリ２
８に保存した後、この変曲点間隔情報を利用してデータ
を復調する用にしても同様の効果が得られる。

【００３９】図７は第４の実施の形態を示すブロック図
である。この実施の形態は、前記第３の実施の形態の構
成に０クロス点検出器２９を追加したもので、ディジタ
ルローパスフィルタ２５を経た信号が変曲点検出器２６
と０クロス点検出器２９に入力し、両者の出力である変
曲点間隔情報と０クロス点間隔情報が制御部２７に送ら
れるものとなっている。

【００４０】この他の構成については第３の実施の形態
と同じである。この構成において、磁気ヘッド２１から
ディジタルローパスフィルタ２５まで信号は第３の実施
の形態と同様により処理され、ディジタルローパスフィ
ルタ２５を経た信号は変曲点検出器２６と０クロス点検
出器２９に入力する。変曲点検出器２６では波形信号の
変曲点間隔を検出してその変曲点間隔情報を制御部２７
に出力し、また０クロス点検出器２９は０クロス点間隔
を検出してその０クロス点間隔情報を制御部２７に出力
する。

【００４１】制御部２７はこの変曲点間隔情報と０クロ
ス点間隔情報をそれぞれメモリ２８に順次蓄積し、そし
て磁気ストライプの磁気データをすべて読み取ったこと
を制御部２７が確認すると、制御部２７はメモリ２８に
蓄えられている変曲点間隔情報と０クロス点間隔情報を
順次読み出して復調回路に送り、復調回路は変曲点間隔
情報と０クロス点間隔情報を解析しながら復調可能な方
法を捜し、磁気データを復調する。

【００４２】この場合もメモリ２８に変曲点間隔情報と
０クロス点間隔情報を蓄積し、各変調方式に対応した復
調法により正常と思われるデータが出力するまで復調を
繰り返すことで、各変調方式に対応した復調が可能とな
る。復調したデータは順次所定の装置に出力される。以
上説明した第４の実施の形態では、変曲点間隔情報と０
クロス点間隔情報の両方の情報を用いて磁気ヘッドで読
み取った磁気データを復調するため、より確実なデータ
の復調が可能になる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、磁気デー
タを磁気ヘッドが読み取ることにより該磁気ヘッドから
出力される信号を記憶手段に蓄積し、この信号を利用し
てデータを復調させるようにしているため、信号を同期
加算して復調を行うことで、磁気ストライプの磨耗等に
よって磁気データの信号が規定値よりも減衰している場
合でもデータを正常に復調できるという効果が得られ
る。

【００４４】また、正常にデータを復調できない場合、
その波形データを記憶手段に保存することで、読み取り
エラーが発生した場合、その読み取りエラーの原因を特
定することも可能になるという効果が得られる。更に、
記憶手段に信号の変曲点間隔情報や０クロス点間隔情報
を蓄積させることで、各種の変調方式による磁気データ
の信号を復調できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示すブロック図。

【図２】ランダムノイズが混入した信号波形を示す図。

【図３】同期加算処理後の信号波形を示す図。

【図４】第２の実施の形態を示すブロック図。

【図５】第３の実施の形態を示すブロック図。

【図６】各種の信号変調方式による信号波形の例を示す
図。

【図７】第４の実施の形態を示すブロック図。

【図８】第１の従来技術を示すブロック図。

【図９】理想的な出力信号の波形を示す図。

【図１０】第２の従来技術を示すブロック図。

【符号の説明】

１磁気ヘッド２増幅器３Ａ／Ｄ変換器４制御部５メモリ６同期加算器７変曲点検出器８カウンタ１１磁気ヘッド１２増幅器１３バンドパスフィルタ１４Ａ／Ｄ変換器１５制御部１６メモリ２１磁気ヘッド２２増幅器２３バンドパスフィルタ２４Ａ／Ｄ変換器２５ディジタルローパスフィルタ２６変曲点検出器２７制御部２８メモリ２９０クロス点検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 20/14 ３４１Ｇ１１Ｂ 20/14 ３４１ＢＦターム(参考） 5B058 CA31 KA27 5B072 AA02 CC02 CC05 CC12 CC27 DD05 FF02 FF39 HH01 HH11 JJ06 5D031 AA06 DD20 EE01 EE02 HH11 HH20 5D044 BC01 CC08 GL02 5D091 AA11 BB06 DD30 HH08 HH20 JJ21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数回分の磁気データを磁気ヘッドが読
み取り、その読み取り毎に前記磁気ヘッドから出力され
る波形信号を記憶手段に蓄積し、この波形信号を利用し
てデータを復調させることを特徴とする磁気データ読み
取り装置。
【請求項２】磁気データを磁気ヘッドが読み取ること
により該磁気ヘッドから出力される波形信号を記憶手段
に蓄積し、蓄積毎に前回同期加算した波形信号と今回の
波形信号を同期加算してデータを復調させると共に、復
調したデータである波形信号を前記記憶手段に蓄積する
ことを特徴とする磁気データ読み取り装置。
【請求項３】磁気データを磁気ヘッドが読み取ること
により該磁気ヘッドから出力される波形信号を記憶手段
に蓄積し、蓄積毎にすべての波形信号を同期加算してデ
ータを復調させることを特徴とする磁気データ読み取り
装置。
【請求項４】磁気データを磁気ヘッドが読み取ること
により該磁気ヘッドから出力される波形信号を記憶手段
に蓄積すると共に、その波形信号を復調させて、復調し
たデータが正常でない場合、その波形信号を前記記憶手
段に蓄積することを特徴とする磁気データ読み取り装
置。
【請求項５】請求項４において、復調したデータが正常でない場合の波形信号を上位装置
からの指示により前記記憶手段から読み出して前記上位
装置に送ることを特徴とする磁気データ読み取り装置。
【請求項６】磁気データを磁気ヘッドが読み取ること
により該磁気ヘッドから出力される波形信号の変曲点間
隔を検出してその変曲点間隔情報を記憶手段に蓄積し、
この記憶手段から変曲点間隔情報を読み出し各種の復調
方法でデータを復調させることを特徴とする磁気データ
読み取り装置。
【請求項７】磁気データを磁気ヘッドが読み取ること
により該磁気ヘッドから出力される波形信号の０クロス
点間隔を検出してその０クロス点間隔情報を記憶手段に
蓄積し、この記憶手段から０クロス点間隔情報を読み出
し各種の復調方法でデータを復調させることを特徴とす
る磁気データ読み取り装置。
【請求項８】磁気データを磁気ヘッドが読み取ること
により該磁気ヘッドから出力される波形信号の変曲点間
隔と０クロス点間隔を検出してその変曲点間隔情報と０
クロス点間隔情報を記憶手段に蓄積し、この記憶手段か
ら変曲点間隔情報と０クロス点間隔情報を読み出し各種
の復調方法でデータを復調させることを特徴とする磁気
データ読み取り装置。