JP2016189055A - カードリーダ - Google Patents

Abstract

【課題】妨害磁界が発生している状態であっても、カード挿入口から挿入されたカードの磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを適切に検知することが可能なカードリーダを提供する。
【解決手段】カードリーダ１は、カード挿入口３から挿入されるカード２の磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを検知するためのＭＲセンサ１０と、磁気ストライプに記録された磁気データの不正な読取りを妨害するための妨害磁界を発生させる妨害磁界発生手段１１とを備えており、カード２の磁気ストライプには、カード挿入口３から挿入されるカード２の移動方向に配列される磁気データが記録されている。ＭＲセンサ１０は、カード２の移動方向において、磁気ストライプに０データが記録されたときの磁気データのビット間隔未満の距離、離れた状態で配置される第１の抵抗体および第２の抵抗体を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カードに記録された磁気データの読取りやカードへの磁気データの記録を行うカードリーダに関する。

従来、カードに記録された磁気データの読取りやカードへの磁気データの記録を行うカードリーダが広く利用されている。カードリーダが利用される金融機関等の業界では、従来、犯罪者がカードリーダのカード挿入部に磁気ヘッドを取り付けて、この磁気ヘッドでカードの磁気データを不正に取得するいわゆるスキミングが大きな問題となっている。そこで、スキミング用の磁気ヘッド（以下、「スキミング用磁気ヘッド」とする）での磁気データの読取りを阻止するための妨害磁界を発生させるカードリーダが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のカードリーダは、妨害磁界を発生させる妨害磁界発生器と、カード挿入口から挿入されたカードを搬送する搬送ローラと、搬送ローラを駆動するモータとを備えている。また、このカードリーダは、カード挿入口から挿入されたカードの磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを検知するための磁気ヘッド（プリヘッド）を備えている。このカードリーダでは、カード挿入口から挿入されたカードの磁気ストライプに磁気データが記録されていることがプリヘッドによって検知されると、モータが起動して、搬送ローラがカードリーダの中にカードを取り込む。また、このカードリーダでは、モータが起動した後、カードの後端側がカード挿入口から突出している間、妨害磁界発生器が妨害磁界を発生させている。

特許第３９３６４９６号公報

特許文献１に記載のカードリーダにおいて、スキミング用磁気ヘッドによるスキミングを確実に防止するためには、カード挿入口から挿入されたカードの磁気ストライプがプリヘッドに到達する前から妨害磁界発生器が妨害磁界を発生させるとともに、磁気ストライプがプリヘッドに到達した後も所定時間、妨害磁界発生器が妨害磁界を発生させることが好ましい。すなわち、特許文献１に記載のカードリーダにおいて、スキミング用磁気ヘッドによるスキミングを確実に防止するためには、プリヘッドによる磁気データの読取時にも妨害磁界が発生していることが好ましい。

しかしながら、本願発明者の検討によると、特許文献１に記載のカードリーダにおいて、プリヘッドによる磁気データの読取時に妨害磁界が発生していると、妨害磁界に起因してプリヘッドの出力信号が変動するため、磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かをプリヘッドで適切に検知することが困難であることが明らかになった。すなわち、本願発明者の検討によると、特許文献１に記載のカードリーダでは、妨害磁界が発生している状態においては、カード挿入口から挿入されたカードの磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かをプリヘッドで適切に検知することが困難であることが明らかになった。

そこで、本発明の課題は、妨害磁界が発生している状態であっても、カード挿入口から挿入されたカードの磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを適切に検知することが可能なカードリーダを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のカードリーダは、磁気ストライプを有するカードが挿入されるカード挿入口と、磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを検知するためのＭＲセンサと、磁気ストライプに記録された磁気データの不正な読取りを妨害するための妨害磁界を発生させる妨害磁界発生手段とを備え、磁気ストライプには、カード挿入口から挿入されるカードの移動方向に配列される磁気データが記録され、ＭＲセンサは、カードの移動方向において、磁気ストライプに０データが記録されたときの磁気データのビット間隔未満の距離、離れた状態で配置される第１の抵抗体および第２の抵抗体を備えることを特徴とする。

本発明のカードリーダでは、磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを検知するためのＭＲセンサが第１の抵抗体と第２の抵抗体とを備えている。また、本発明では、第１の抵抗体と第２の抵抗体とは、磁気データの配列方向と一致するカードの移動方向において、磁気ストライプに０データが記録されたときの磁気データのビット間隔未満の距離、離れた状態で配置されており、カードの移動方向における第１の抵抗体と第２の抵抗体との距離は非常に近い。そのため、本発明では、妨害磁界発生手段が発生させる妨害磁界に起因する第１の抵抗体の抵抗の変化量と第２の抵抗体の抵抗の変化量との差を小さく抑制することが可能になる。また、本発明では、第１の抵抗体と第２の抵抗体とが、磁気データの配列方向と一致するカードの移動方向において、磁気ストライプに０データが記録されたときの磁気データのビット間隔未満の距離、離れた状態で配置されているため、磁気ストライプに記録された磁気データに起因する第１の抵抗体の抵抗の変化量と第２の抵抗体の抵抗の変化量との差を大きくすることが可能になる。したがって、本発明では、妨害磁界が発生している状態であっても、第１の抵抗体の抵抗の変化量と第２の抵抗体の抵抗の変化量との差に基づいて、カード挿入口から挿入されたカードの磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを適切に検知することが可能になる。

本発明において、第１の抵抗体と第２の抵抗体とは、カードの移動方向において、磁気ストライプに０データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離、離れた状態で配置されていることが好ましい。国際規格やＪＩＳ規格では、磁気ストライプの先端側のプリアンブルに０データが記録されることが規定されているため、このように構成すると、国際規格やＪＩＳ規格に適合するカードの磁気ストライプに磁気データが記録されている場合に、磁気データに起因する第１の抵抗体の抵抗の変化量と第２の抵抗体の抵抗の変化量との差をより大きくすることが可能になる。したがって、第１の抵抗体の抵抗の変化量と第２の抵抗体の抵抗の変化量との差に基づいて、磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かをより適切に検知することが可能になる。

本発明において、第１の抵抗体と第２の抵抗体とは直列に接続され、第１の抵抗体および第２の抵抗体のいずれか一方が電源に接続され、第１の抵抗体および第２の抵抗体のいずれか他方が接地され、第１の抵抗体と第２の抵抗体との中点の電位がＭＲセンサの出力となっていることが好ましい。このように構成すると、第１の抵抗体の抵抗の変化量と第２の抵抗体の抵抗の変化量との差がそのまま、ＭＲセンサの出力となるため、たとえば、第１の抵抗体と第２の抵抗体とが並列に接続されている場合と比較して、ＭＲセンサの出力信号の処理が容易になる。

以上のように、本発明のカードリーダでは、妨害磁界が発生している状態であっても、カード挿入口から挿入されたカードの磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを適切に検知することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかるカードリーダの概略図である。 図１に示すカードの裏面を示す図である。 図１に示すＭＲセンサの構成を説明するための図である。 図３に示すＭＲセンサの出力信号の一例を示す図である。

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。

（カードリーダの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるカードリーダ１の概略図である。図２は、図１に示すカード２の裏面を示す図である。

本形態のカードリーダ１は、カード２に記録された磁気データの読取りやカード２への磁気データの記録を行うための装置であり、たとえば、ＡＴＭ等の所定の上位装置に搭載されて使用される。このカードリーダ１は、カード２が挿入されるカード挿入口３が形成されるカード挿入部４と、本体部５とを備えている。カードリーダ１の内部には、カード挿入口３から挿入されたカード２が通過するカード通過路６が形成されている。

本形態では、カード挿入口３から挿入されたカード２は、図１に示すＸ方向で移動する。すなわち、Ｘ方向は、カード２の移動方向である。また、Ｘ方向に直交する図１のＺ方向は、カードリーダ１に取り込まれたカード２の厚さ方向であり、Ｘ方向とＺ方向とに直交する図１のＹ方向は、カードリーダ１に取り込まれたカード２の幅方向である。

カード２は、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の略長方形状の塩化ビニール製のカードである。このカード２の裏面には、磁気データが記録される磁気ストライプ２ａが形成されている。磁気ストライプ２ａは、略長方形状に形成されるカード２の長手方向に沿って形成されている。磁気ストライプ２ａには、磁気ストライプ２ａの長手方向（すなわち、カード２の長手方向）に配列される磁気データが記録されている。本形態のカード２は、国際規格やＪＩＳ規格に適合したカードであり、磁気ストライプ２ａの先端側のプリアンブルには、「０」データが記録されている。

カード２は、その裏面が下側を向いた状態で、かつ、カード２の長手方向がＸ方向（カード２の移動方向）と略一致した状態で、カードリーダ１に挿入されて、カードリーダ１内を移動する。すなわち、磁気ストライプ２ａに記録される磁気データは、カード２の移動方向に配列されている。なお、カード２には、ＩＣチップや通信用のアンテナが内蔵されても良い。また、カード２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）カードであっても良いし、所定の厚さの紙カード等であっても良い。

また、カードリーダ１は、カード２の磁気ストライプ２ａに記録された磁気データの読取りや磁気ストライプ２ａへの磁気データの記録を行うための磁気ヘッド７と、カード通過路６においてカード２を搬送するための駆動ローラ８およびパッドローラ９と、磁気ストライプ２ａに磁気データが記録されているのか否かを検知するためのＭＲセンサ１０と、磁気ストライプ２ａに記録された磁気データの不正な読取りを防止するための磁界（妨害磁界）を発生させる妨害磁界発生手段１１とを備えている。

磁気ヘッド７、駆動ローラ８およびパッドローラ９は、本体部５に配置されている。ＭＲセンサ１０および妨害磁界発生手段１１は、カード挿入部４に配置されている。磁気ヘッド７は、カード通過路６に下側から臨むように配置されている。また、磁気ヘッド７は、Ｙ方向において、磁気ストライプ２ａが通過する位置に配置されている。駆動ローラ８とパッドローラ９とは、上下方向で対向するように配置されている。パッドローラ９は、駆動ローラ８に向かって付勢されている。ＭＲセンサ１０は、カード通過路６に下側から臨むように配置されている。ＭＲセンサ１０の具体的な構成については後述する。

妨害磁界発生手段１１は、磁性材料で形成されるコアと、コアに巻回される励磁用のコイルとを備えている。コアおよびコイルは、たとえば、カード通過路６の上側に配置されている。コイルは、コイルに電流を供給する交流電源回路に接続されており、コイルに電流が供給されると、カードリーダ１の前方に向かって、かつ、磁気ストライプ２ａが通過する位置に向かって妨害磁界が発生する。なお、コアおよびコイルは、カード通過路６の下側に配置されても良い。

カードリーダ１では、図示を省略するカード挿入検知機構によってカード挿入口３にカード２が挿入されたことが検知されると、妨害磁界発生手段１１が妨害磁界を発生させるとともに、ＭＲセンサ１０に電力が供給される。

（ＭＲセンサの構成）
図３は、図１に示すＭＲセンサ１０の構成を説明するための図である。

ＭＲセンサ１０は、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）として、図３に示すように、互いに直列に接続される第１の抵抗体Ｒ１（以下、抵抗体Ｒ１とする）と第２の抵抗体Ｒ２（以下、抵抗体Ｒ２とする）とを備えている。抵抗体Ｒ１、Ｒ２は、たとえば、ニッケル鉄合金の薄膜によって形成されている。抵抗体Ｒ１、Ｒ２は、Ｙ方向（カード２の短手方向）において、複数回折り返されて形成されている。たとえば、抵抗体Ｒ１、Ｒ２は、Ｙ方向において２回折り返されて形成されている。あるいは、抵抗体Ｒ１、Ｒ２は、Ｙ方向に平行な直線状に形成されている。なお、抵抗体Ｒ１、Ｒ２は、ニッケル鉄合金以外の材料で形成されても良い。

抵抗体Ｒ２は、電源Ｖｃｃに接続されている。具体的には、抵抗体Ｒ１に接続されていない抵抗体Ｒ２の一端が電源Ｖｃｃへの接続端子Ｔ１に接続されており、接続端子Ｔ１が電源Ｖｃｃに接続されている。抵抗体Ｒ１は、接地されている。具体的には、抵抗体Ｒ２に接続されていない抵抗体Ｒ１の一端が接地用端子Ｔ２に接続されており、接地用端子Ｔ２が接地されている。また、直列に接続される抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との間の中点Ｃ１（抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との接続点）の電位がＭＲセンサ１０の出力となっている。

抵抗体Ｒ１の抵抗値と抵抗体Ｒ２の抵抗値とは等しくなっている。本形態では、Ｙ方向における抵抗体Ｒ１の長さと、Ｙ方向における抵抗体Ｒ２の長さとは、等しくなっている。また、この長さは、磁気ストライプ２ａに記録される磁気データのＹ方向における幅よりも狭くなっている。たとえば、この長さは、２ｍｍである。また、Ｘ方向における抵抗体Ｒ１の幅と、Ｘ方向における抵抗部Ｒ２の幅とは、等しくなっている。たとえば、この幅は、６０μｍである。さらに、抵抗体Ｒ１の膜厚と、抵抗体Ｒ２の膜厚とは、等しくなっている。たとえば、この膜厚は、４５ｎｍである。

抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２とは、Ｙ方向において同じ位置に配置されている。具体的には、抵抗体Ｒ１および抵抗体Ｒ２は、Ｙ方向において磁気ストライプ２ａが通過する位置に配置されている。また、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２とは、Ｘ方向において、距離Ｄ１離れた状態で配置されている。距離Ｄ１は、磁気ストライプ２ａに記録される磁気データの最大ビット間隔未満の距離となっている。すなわち、距離Ｄ１は、磁気ストライプ２ａに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔未満の距離となっている。

本形態では、距離Ｄ１は、磁気ストライプ２ａに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離となっている。すなわち、距離Ｄ１は、磁気ストライプ２ａに「１」データが記録されたときの磁気データのビット間隔と同じ距離となっている。たとえば、磁気ストライプ２ａに記録される磁気データの記録密度が７５ｂｐｉである場合には、距離Ｄ１は、０．１７ｍｍ（＝２５．４/（７５×２））となっており、磁気ストライプ２ａに記録される磁気データの記録密度が２１０ｂｐｉである場合には、距離Ｄ１は、０．１８ｍｍ（＝２５．４×３/（２１０×２））となっている。なお、抵抗体Ｒ１、Ｒ２が、Ｙ方向において、複数回折り返されて形成されている場合には、距離Ｄ１は、抵抗体Ｒ１の、最も抵抗体Ｒ２側に配置される部分と、抵抗体Ｒ２の、最も抵抗体Ｒ１側に配置される部分との距離である。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２とは、Ｘ方向において、距離Ｄ１離れた状態で配置されており、距離Ｄ１は、磁気ストライプ２ａに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離となっている。すなわち、本形態では、Ｘ方向における抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との距離が非常に近くなっている。そのため、本形態では、妨害磁界発生手段１１が発生させる妨害磁界に起因する抵抗体Ｒ１の抵抗の変化量と抵抗体Ｒ２の抵抗の変化量との差を小さく抑制することが可能になる。また、本形態では、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２とのＸ方向における距離Ｄ１が、磁気ストライプ２ａに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離となっているため、磁気ストライプ２ａに記録された「０」データに起因する抵抗体Ｒ１の抵抗の変化量と抵抗体Ｒ２の抵抗の変化量との差を大きくすることが可能になる。

さらに、本形態では、抵抗体Ｒ１の抵抗値と抵抗体Ｒ２の抵抗値とが等しくなっており、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との間の中点Ｃ１の電位がＭＲセンサ１０の出力となっている。また、本形態では、図示を省略するカード挿入検知機構によってカード挿入口３にカード２が挿入されたことが検知されると、妨害磁界発生手段１１が妨害磁界を発生させるとともに、ＭＲセンサ１０に電力が供給される。そのため、本形態では、カード挿入口３に挿入されたカード２の磁気ストライプ２ａに磁気データが記録されている場合、カードリーダ１の奥側へカード２が移動していくと、ＭＲセンサ１０の出力信号ＳＧ１は、図４に示すように変化する。

すなわち、図４に示すように、磁気ストライプ２ａの磁気データの記録領域がＭＲセンサ１０に到達するまで（磁気ストライプ２ａのプリアンブルがＭＲセンサ１０に到達するまで）の出力信号ＳＧ１の振幅は非常に小さいが、磁気ストライプ２ａのプリアンブルがＭＲセンサ１０に到達すると、出力信号ＳＧ１の振幅は大きくなる。したがって、本形態では、妨害磁界が発生している状態であっても、カード挿入口３から挿入されたカード２の磁気ストライプ２ａに磁気データが記録されているのか否かをＭＲセンサ１０によって適切に検知することが可能になる。

（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。

上述した形態では、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２とが直列に接続されているが、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２とが並列に接続されても良い。この場合には、抵抗体Ｒ１の抵抗の変化量と抵抗体Ｒ２の抵抗の変化量との差を所定の回路で算出して、磁気ストライプ２ａに磁気データが記録されているのか否かを検知すれば良い。ただし、上述した形態のように、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２とが直列に接続されていると、抵抗体Ｒ１の抵抗の変化量と抵抗体Ｒ２の抵抗の変化量との差をそのまま、ＭＲセンサ１０の出力とすることが可能になるため、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２とが並列に接続されている場合と比較して、ＭＲセンサ１０の出力信号の処理が容易になる。

上述した形態では、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との距離Ｄ１は、磁気ストライプ２ａに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離となっている。この他にもたとえば、距離Ｄ１は、磁気ストライプ２ａに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔未満の距離となっているのであれば、磁気データに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離以外の距離となっていても良い。

上述した形態において、磁気ストライプ２ａに、複数のトラックの磁気データが記録されていても良い。この場合には、ＭＲセンサ１０は、それぞれのトラックごとに磁気データが記録されているのか否かを検知するための複数組の第１の抵抗体および第２の抵抗体を備えている。たとえば、磁気ストライプ２ａに、第１トラックの磁気データと第２トラックの磁気データとの２つのトラックの磁気データが記録されていても良い。この場合には、ＭＲセンサ１０は、第１トラックに磁気データが記録されているのか否かを検知するための第１の抵抗体および第２の抵抗体と、第２トラックに磁気データが記録されているのか否かを検知するための第１の抵抗体および第２の抵抗体とを備えている。また、この場合には、第１トラックに磁気データが記録されているのか否かを検知するための第１の抵抗体および第２の抵抗体は、上述した形態の抵抗体Ｒ１、Ｒ２と同様に構成され、第２トラックに磁気データが記録されているのか否かを検知するための第１の抵抗体および第２の抵抗体も、上述した形態の抵抗体Ｒ１、Ｒ２と同様に構成されている。また、第１トラックに磁気データが記録されているのか否かを検知するための第１の抵抗体と第２の抵抗体とのＸ方向における距離は、たとえば、第１トラックに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離となっており、第２トラックに磁気データが記録されているのか否かを検知するための第１の抵抗体と第２の抵抗体とのＸ方向における距離は、たとえば、第２トラックに「０」データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離となっている。

上述した形態では、カードリーダ１は、駆動ローラ８およびパッドローラ９を有するカード搬送式のカードリーダであるが、カードリーダ１は、ユーザが手動で操作を行う手動式のカードリーダであっても良い。

１ カードリーダ
２ カード
２ａ 磁気ストライプ
３ カード挿入口
１０ ＭＲセンサ
１１ 妨害磁界発生手段
Ｃ１ 中点
Ｒ１ 抵抗体（第１の抵抗体）
Ｒ２ 抵抗体（第２の抵抗体）
Ｘ カードの移動方向

Claims (3)

1. 磁気ストライプを有するカードが挿入されるカード挿入口と、前記磁気ストライプに磁気データが記録されているのか否かを検知するためのＭＲセンサと、前記磁気ストライプに記録された磁気データの不正な読取りを妨害するための妨害磁界を発生させる妨害磁界発生手段とを備え、
   前記磁気ストライプには、前記カード挿入口から挿入される前記カードの移動方向に配列される磁気データが記録され、
   前記ＭＲセンサは、前記カードの移動方向において、前記磁気ストライプに０データが記録されたときの磁気データのビット間隔未満の距離、離れた状態で配置される第１の抵抗体および第２の抵抗体を備えることを特徴とするカードリーダ。
2. 前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体とは、前記カードの移動方向において、前記磁気ストライプに０データが記録されたときの磁気データのビット間隔の半分の距離、離れた状態で配置されていることを特徴とする請求項１記載のカードリーダ。
3. 前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体とは直列に接続され、
   前記第１の抵抗体および前記第２の抵抗体のいずれか一方が電源に接続され、
   前記第１の抵抗体および前記第２の抵抗体のいずれか他方が接地され、
   前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体との中点の電位が前記ＭＲセンサの出力となっていることを特徴とする請求項１または２記載のカードリーダ。

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