JP2017182616A - カードリーダ - Google Patents

Abstract

【課題】電源が投入されていないときに、プリヘッドを介して、磁気カードの磁気情報を不正に取得することができないカードリーダを提供することにある。
【解決手段】カードリーダ１は、磁気抵抗素子２１、２２により磁界の変化を検出するプリヘッド５０と、プリヘッド５０に電圧を印加する電圧印加回路２３と、プリヘッド５０からの電圧信号Ｓ１に基準電圧Ｖ０を重畳させる基準電圧回路３０を備え、電圧信号Ｓ１と基準電圧Ｖ０との差に基づいて検知信号Ｓ４を出力する信号処理回路２４を備える。また、カードリーダ１は、プリヘッド５０と信号処理回路２４との間に挿入されたカップリングコンデンサ２６と、電圧印加回路２３からプリヘッド５０への電圧の印加と同時にカップリングコンデンサ２６と信号処理回路２４との間を接続するスイッチング回路２７を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気抵抗素子により磁界の変化を検出するプリヘッドを備えるカードリーダに関する。

磁気トラックを有する磁気カードから磁気情報を読み取るカードリーダは特許文献１に記載されている。特許文献１のカードリーダは、カード挿入口と、磁気情報読取用の磁気ヘッドと、カード挿入口から磁気ヘッドによる読取位置を経由して延びるカード搬送経路と、カード搬送経路に沿って磁気カードを搬送する搬送機構を備える。また、カードリーダは、カード挿入口に挿入された磁気カードの磁気ストライプに磁気情報が記録されているか否かを検出するプリヘッドを備える。プリヘッドによる検出位置は読取位置よりもカード挿入口に近い位置に設定されている。

特許文献１のプリヘッドは、ギャップを備えるコアとコアに巻き回されたコイルとを備える。磁気情報が記録された磁気カードがギャップを通過すると、コイルの両端からは磁界の変化に対応する振幅の電圧信号が出力される。カードリーダは、プリヘッドからの電圧信号に基づいて磁気カードに磁気情報が記憶されているか否かを判定する。ここで、磁気カードに磁気情報が記憶されていると判定された場合には、カードリーダは、搬送機構を駆動して、磁気カードをカード搬送経路に沿って搬送する。そして、カードリーダは、読取位置を通過する磁気カードから、磁気情報を取得する。

特開２０１０−２０５１８７号公報

図４は、ギャップ５１ａを備えるコア５１とコア５１に巻き回されたコイル５２とを備えるプリヘッド５０を有するカードリーダにおいて、磁気カードに磁気情報が記憶されているか否かを判定するプリヘッド５０の制御系の概略ブロック図である。

図４に示すように、プリヘッド５０の制御系は、プリヘッド５０と、プリヘッド５０から出力される電圧信号に基づいて検知信号を出力する信号処理回路２４と、検知信号に基づいてカード挿入口に挿入された磁気カードに磁気情報が記録されているか否かを判定する制御部２５とを有する。信号処理回路２４は、コイル５２の一方端に接続された第１端子５３および他方端に接続された第２端子５４から出力される電圧信号を増幅するアンプ回路３１と、アンプ回路３１によって増幅された増幅信号と予め定めた閾値とを比較して、増幅信号が閾値以上となる場合に検出信号を出力するコンパレータ回路３２と、磁気カードがカード挿入口に挿入されていないときに（プリヘッド５０が磁界の変化を検出していないときに）、アンプ回路３１に入力される電圧信号の振幅の基準電位を基準電圧Ｖ０とする基準電圧回路３０を備える。基準電圧回路３０はプリヘッド５０からの電圧信号に基準電圧Ｖ０を重畳させるものである。制御部２５は、磁気カードがカード挿入口に挿入されたときに信号処理回路２４から検出信号が出力される回数等に基づいて、磁気カードに磁気情報が記録されているか否かを判定している。

ここで、コアとコイルとを備えるプリヘッドでは、プリヘッドに電力を供給する必要がない。このため、磁気カードがコアのギャップを通過すると、常に、プリヘッドから磁界
の変化に対応する電圧信号が出力される。従って、カードリーダに電源が投入されていない場合などに、悪意のある者がプリヘッドのギャップを通過するように磁気カードを移動させてプリヘッドから出力される電圧信号を取得した場合には、磁気カードに記録された磁気情報が不正に取得される可能性がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、電源が投入されていないときに、プリヘッドを介して、磁気カードの磁気情報を不正に取得することができないカードリーダを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のカードリーダは、磁気抵抗素子により磁界の変化を検出するプリヘッドと、前記プリヘッドに所定の印加電圧を印加する電圧印加回路と、前記プリヘッドからの電圧信号に基準電圧を重畳させる基準電圧回路を備え、前記電圧信号と前記基準電圧との差に基づいて検知信号を出力する信号処理回路と、前記プリヘッドと前記基準電圧回路との間に挿入されたコンデンサと、前記電圧印加回路から前記プリヘッドへの前記印加電圧の印加と同時に前記コンデンサと前記基準電圧回路との間を切断状態から接続状態に切り替えるスイッチング回路と、前記検知信号に基づいて、カード挿入口に挿入された磁気カードの磁気ストライプに磁気情報が記録されているか否かを判定する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明では、プリヘッドは、磁気抵抗素子により磁界の変化を検出する。磁気抵抗素子は、磁界の変化により自己の抵抗値を変化させるものであり、電圧が印加されたときに磁界の変化を電圧の変化として出力する。従って、プリヘッドに電圧が印加されていない状態では、磁気カードがプリヘッドによる検出位置を通過した場合でも、プリヘッドから電圧信号が出力されることはない。よって、カードリーダに電源が投入されていない場合（プリヘッドへの電圧の印加が無い場合）には、プリヘッドを介して、磁気カードの磁気情報を取得することは困難である。

ここで、磁気カードに磁気情報が記憶されているか否かを判定する判定動作を行うプリヘッドの制御系として、コアとコイルを備えるプリヘッドの制御系をそのまま用いることができれば、従来のカードリーダからの変更点を少なくすることができるので、プリヘッドを磁気抵抗素子により磁界の変化を検出ものに置き換えた場合に問題が発生するリスクを減らすことができる。

しかし、プリヘッドの制御系の構成を従来と同一としながら磁気抵抗素子により磁界の変化を検出するプリヘッドを用いる場合には、プリヘッドから出力される電圧信号の振幅の基準電位を基準電圧とするために、プリヘッドと基準電圧回路との間にコンデンサを挿入して、プリヘッドから出力される電圧信号と基準電圧との誤差を補完する必要がある。また、プリヘッドと基準電圧回路との間にコンデンサを挿入する場合には、コンデンサを挿入したことに起因するフィルター効果によってプリヘッドから信号処理回路に入力される電圧信号から磁気情報が記録されているか否かの判定動作に必要な周波数成分がカットされることがないように、コンデンサの容量を比較的大きなものとする必要がある。ここで、コンデンサの容量を大きくすると、プリヘッドに電圧を印加した時点からプリヘッドからの電圧信号がコンデンサを介して信号処理回路に入力される時点までの時間（プリヘッドの立ち上がり時間）が長くなってしまい、カード挿入口に挿入された磁気カードに磁気情報が記録されているか否かの判定動作に時間がかかるという新たな問題が発生する。

かかる問題に対して、本発明では、電圧印加回路からプリヘッドへの印加電圧の印加と同時にコンデンサと基準電圧回路との間を接続するスイッチング回路を備える。これにより、プリヘッドへの印加電圧の印加と同時にコンデンサにおけるプリヘッド側とコンデン
サにおけるプリヘッドとは反対側との電位差を小さくすることができるので、コンデンサの飽和時間を短縮できる。この結果、プリヘッドに電圧を印加した時点からプリヘッドからの信号がコンデンサを介して信号処理回路に入力される時点までの時間を短縮できるので、カード挿入口に挿入された磁気カードに磁気情報が記録されているか否かの判定動作を迅速に行うことができる。

本発明において、前記スイッチング回路は、前記電圧印加回路と前記プリヘッドとの間を継断する第１スイッチング素子と、前記コンデンサと前記信号処理回路との間を継断する第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチと前記第２スイッチとが同時に切断状態から接続状態に切り替わるものとすることができる。

この場合において、前記カード挿入口に挿入された前記磁気カードを機械的または光学的に検出する検出器を有し、前記検出器によって前記磁気カードが検出されると、前記第１スイッチと前記第２スイッチとが同時に切断状態から接続状態に切り替わるものとすることができる。このようにすれば、カード挿入口に磁気カードが挿入されたときに電圧印加回路とプリヘッドとの間を接続してプリヘッドに印加電圧を印加できる。また、プリヘッドへの印加電圧の印加と同時にコンデンサと信号処理回路との間を接続して、コンデンサにおけるプリヘッドとは反対側の電位を基準電圧とすることができる。

また、この場合において、利用者の動きを検出する人感センサを有し、前記人感センサによって前記利用者の動きが検出されると、前記第１スイッチと前記第２スイッチとが同時に切断状態から接続状態に切り替わることが望ましい。このようにすれば、カードリーダの利用者を検出したときに電圧印加回路とプリヘッドとの間を接続してプリヘッドに印加電圧を印加できる。また、プリヘッドへの印加電圧の印加と同時にコンデンサと信号処理回路との間を接続して、コンデンサにおけるプリヘッドとは反対側の電位を基準電圧とすることができる。

本発明において、前記第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のそれぞれは、アナログスイッチとすることが望ましい。各スイッチング素子としてアナログスイッチを用いれば、各スイッチング素子をオンとしたときの抵抗が小さいので、各スイッチング素子が磁気抵抗素子の特性に影響を与えることを抑制できる。

本発明において、前記磁気抵抗素子として、直列に接続された第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子と、を有し、前記第１磁気抵抗素子における前記第２磁気抵抗素子とは反対側に前記電圧印加回路から前記印加電圧が印加され、前記第２磁気抵抗素子における前記第１磁気抵抗素子とは反対側が接地され、前記プリヘッドは、前記電圧信号として、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との間の中点の電圧を出力するものとすることができる。このようにすれば、磁気カードが通過したときの磁界の変化に対応する電圧信号をプリヘッドから出力できる。

この場合において、前記印加電圧は、前記基準電圧の電位の２倍とすることができる。このようにすれば、プリヘッドからの出力される電圧信号の振幅の基準電位を基準電圧とすることが容易となる。また、電圧印加回路からプリヘッドへの印加電圧の印加と同時にコンデンサと信号処理回路との間を接続したときに、コンデンサの両側の電位をほぼ同一とすることができる。従って、コンデンサの飽和時間をごく僅かな時間とすることができる。よって、プリヘッドに電圧を印加した時点からプリヘッドからの信号がコンデンサを介して信号処理回路に入力される時点までの時間（プリヘッドの立ち上がり時間）をより短縮できる。

本発明によれば、プリヘッドへの印加電圧の印加が無い場合に、プリヘッドを介して、磁気カードの磁気情報を不正に取得することは困難である。また、本発明によれば、磁気抵抗素子により磁界の変化を検出するプリヘッドを用いる場合でも、コアとコイルとを備えるプリヘッドの制御系をそのまま利用できる。さらに、本発明によればプリヘッドの立ち上がり時間を短縮できる。

本発明の実施の形態にかかるカードリーダの説明図である。 プリヘッドの制御系の概略ブロック図である。 プリヘッドの立ち上がり時間を示すグラフである。 コアとコイルを備えるプリヘッドの制御系の概略ブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態のカードリーダを説明する。

（全体構成）
図１（ａ）は本発明の実施の形態にかかるカードリーダの説明図であり、図１（ｂ）は磁気カードの説明図である。本形態のカードリーダ１は、磁気ストライプ２を備える磁気カード３を読み取って磁気ストライプ２に記録された磁気情報を取得する。図１（ａ）に示すように、カードリーダ１は、カード挿入口５と、磁気情報読取用の磁気ヘッド６と、カード挿入口５から磁気ヘッド６による読取位置Ａを経由して延びるカード搬送経路７と、カード挿入口５に挿入された磁気カード３をカード搬送経路７に沿って搬送する搬送機構８を備える。

また、カードリーダ１は、磁気カード３がカード挿入口５に挿入されたことを機械的に検出する検出器９と、磁気カード３がカード挿入口５に挿入されたことを磁気的に検出するプリヘッド１０を備える。検出器９による磁気カード３の検出位置Ｂはカード挿入口５である。プリヘッド１０による磁気カード３の検出位置Ｃは、検出器９による磁気カード３の検出位置Ｂと読取位置Ａとの間であって、読取位置Ａよりもカード挿入口５に近い位置に設定されている。プリヘッド１０の検出位置Ｃは検出器９による磁気カード３の検出位置Ｂの近傍である。

磁気ヘッド６は、センサ面６ａをカード搬送経路７の側に向けて配置されている。磁気ヘッド６は、磁気カード３の磁気ストライプ２に形成される３本の磁気トラック１１を読み取る３チャンネル型の磁気ヘッド６である。搬送機構８は磁気カード３を間に挟んで搬送する２組の搬送ローラー対１３を備える。一方の搬送ローラー対１３は、プリヘッド１０による検出位置Ｃと読取位置Ａの間に配置されている。他方の搬送ローラー対１３は、読取位置Ａを間に挟んでプリヘッド１０とは反対側に配置されている。また、搬送機構８は、各搬送ローラー対１３の駆動源として搬送モータ１４を備える。

検出器９は、カード挿入口５に挿入された磁気カード３に当接して移動する移動部材と、移動部材の移動に基づいてオフ、オンされるスイッチを備える。なお、検出器９は、磁気カード３がカード挿入口５に挿入されたことを光学的に検出するものでもよい。

プリヘッド１０は、磁気カード３がカード挿入口５に挿入されたときの磁界の変化を磁気抵抗素子２１、２２により検出する（図２参照）。より詳細には、プリヘッド１０は、磁気カード３の磁気ストライプ２に形成される３本の磁気トラック１１のうちの１本のトラックが検出位置Ｃを通過する際の磁界の変化を磁気抵抗素子２１、２２により検出する。磁気抵抗素子２１、２２は、ＭＲ素子であり、センサ基板（不図示）の表面にニッケル−鉄合金（Ｎｉ−Ｆｅ）の薄膜を形成したものである。磁気抵抗素子２１、２２は、磁界
の変化により自己の抵抗値を変化させる。プリヘッド１０は磁界の変化を電圧信号Ｓ１として出力する。

カード挿入口５に磁気カード３が挿入されると、磁気カード３は検出器９により検出される。検出器９により磁気カード３の挿入が検出されると、カードリーダ１はプリヘッド１０に電圧を印加する。そして、カードリーダ１は、プリヘッド１０から出力される電圧信号Ｓ１に基づいて、磁気カード３の磁気ストライプ２に磁気情報が記録されているか否かを判定する。

ここで、磁気カード３に磁気情報が記録されていると判定した場合には、カードリーダ１は、搬送モータ１４を駆動して磁気カード３をカード搬送経路７に沿って搬送する。そして、カードリーダ１は、磁気カード３が読取位置Ａを通過する際に、磁気ヘッド６により磁気ストライプ２に記録された磁気情報を読取る。すなわち、磁気カード３が読取位置Ａを通過する際には、磁気ヘッド６から磁界の変化に対応する読取信号が出力されるので、カードリーダ１は読取信号に基づいて磁気情報を取得する。

（プリヘッドの制御系）
図２はプリヘッド１０の制御系の概略ブロック図である。プリヘッド１０の制御系は、磁気カード３の磁気ストライプ２に磁気情報が記録されているか否かを判定する判定動作を行う。プリヘッド１０の制御系は、検出器９、プリヘッド１０、電圧印加回路２３、信号処理回路２４、および、制御部２５を備える。また、プリヘッド１０の制御系は、カップリングコンデンサ（コンデンサ）２６とスイッチング回路２７を備える。

図２に示すように、プリヘッド１０は、磁気抵抗素子として、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２を備える。第１磁気抵抗素子２１および第２磁気抵抗素子２２は、センサ基板上において、それぞれの感磁方向を磁気カード３の挿入方向Ｉに向けている。また、第１磁気抵抗素子２１および第２磁気抵抗素子２２は挿入方向Ｉに並列に配置されており、磁気カード３の挿入方向Ｉから見た場合に、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２とはセンサ基板上で重なる。従って、カード挿入口５に挿入された磁気カード３が検出位置Ｃを通過する際に、磁気カード３の磁気ストライプ２における読取対象の１本の磁気トラック１１は、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２の双方を通過する。

第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２は直列に接続されている。本実施例では、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２はそれぞれの抵抗値が等しくなるように設定されている。第１磁気抵抗素子２１における第２磁気抵抗素子２２とは反対側には電圧印加回路２３から所定の印加電圧Ｖが印加される。第２磁気抵抗素子２２における第１磁気抵抗素子２１とは反対側は接地されている。プリヘッド１０は電圧信号Ｓ１として第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２との間の中点２８の電圧を出力する。

信号処理回路２４は、プリヘッド１０から出力される電圧信号Ｓ１の振幅に基づいて検知信号Ｓ４を出力する。信号処理回路２４は、基準電圧回路３０、アンプ回路３１、コンパレータ回路３２を備える。

基準電圧回路３０は、磁気カード３がカード挿入口５に挿入されていないときに（プリヘッド１０が磁界の変化を検出していないときに）、アンプ回路３１に入力される電圧信号Ｓ１の電位を基準電圧Ｖ０とする。すなわち、基準電圧回路３０は、プリヘッド１０とアンプ回路３１との間に接続されて、これらの間に基準電圧Ｖ０を重畳する。基準電圧Ｖ０は、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２との間の中点２８の電圧と等しくなるように設定されている。本実施例では、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２
はそれぞれの抵抗値が等しいため、基準電圧Ｖ０は電圧印加回路２３による印加電圧Ｖの１／２である。

アンプ回路３１には、プリヘッド１０からの電圧信号Ｓ１に基準電圧Ｖ０を重畳した重畳電圧信号Ｓ２と、基準電圧回路３０からの基準電圧Ｖ０とが入力される。アンプ回路３１は、差動アンプを備えており、重畳電圧信号Ｓ２と基準電圧Ｖ０との差を増幅した増幅信号Ｓ３を出力する。ここで、重畳電圧信号Ｓ２と基準電圧Ｖ０との差は電圧信号Ｓ１の振幅である。

コンパレータ回路３２にはアンプ回路３１からの増幅信号Ｓ３が入力される。コンパレータ回路３２は、予め設定した閾値とアンプ回路３１からの増幅信号Ｓ３とを比較して、増幅信号Ｓ３の振幅が閾値以上となる場合に、制御部２５に検知信号Ｓ４を出力する。

カップリングコンデンサ２６は、プリヘッド１０と信号処理回路２４（基準電圧回路３０）との間に挿入されている。

ここで、プリヘッド１０の第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２とを厳密に同一の抵抗値を備えるものとすることは困難である。従って、プリヘッド１０が磁界の変化を検出していないときに第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２の中点２８の電位を印加電圧Ｖの１／２の電位（基準電圧Ｖ０）とすることも困難である。換言すれば、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２とを厳密に同一の抵抗値を備えるものとすることは困難なので、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２の中点２８から出力される電圧信号Ｓ１の基準電位を基準電圧Ｖ０とすることは困難である。しかし、電圧信号Ｓ１の基準電位を正確に規定できなければ、電圧信号Ｓ１に基づいて磁気カード３に磁気情報が記録されているか否かを正確に判定することができなくなってしまう。このような問題に対して、本例では、プリヘッド１０（中点２８）と信号処理回路２４（基準電圧回路３０）との間にカップリングコンデンサ２６を挿入することにより、中点２８の電位と基準電圧Ｖ０の電位との誤差を補完して、プリヘッド１０から出力される電圧信号Ｓ１の基準電位を基準電圧Ｖ０としている。これにより、電圧信号Ｓ１は、基準電位（基準電圧Ｖ０）を中心に振幅する信号となる。従って、信号処理回路２４は、電圧信号Ｓ１と基準電圧Ｖ０との差に基づいて検知信号Ｓ４を出力するものである。

なお、プリヘッド１０と信号処理回路２４との間にカップリングコンデンサ２６を挿入した場合には、カップリングコンデンサ２６を挿入することに起因するフィルター効果によって、プリヘッド１０から信号処理回路２４に入力される電圧信号Ｓ１から磁気情報が記録されているか否かの判定動作に必要な周波数帯の成分がカットされてしまう可能性がある。例えば、着磁強度が劣化して磁気記録密度が小さくなっている磁気カード３が検出位置Ｃを所定の速度で通過する場合には、通常の磁気カード３が検出位置Ｃを所定の速度で通過する場合と比較して、電圧信号Ｓ１の周波数が低くなる。このような場合に、フィルター効果によって、電圧信号Ｓ１における低い周波数帯の成分が、カットされてしまう可能性がある。このような事態を回避するために、本例では、着磁強度が本来の１０％まで低下した磁気カード３においても、電圧信号Ｓ１における低い周波数帯の成分がカットされない程度に、カップリングコンデンサ２６の容量を大きくしている。

スイッチング回路２７は、電圧印加回路２３とプリヘッド１０との間を継断する第１アナログスイッチ（第１スイッチング素子）３５と、カップリングコンデンサ２６と信号処理回路２４との間を継断する第２アナログスイッチ（第２スイッチング素子）３６を有する。また、スイッチング回路２７は、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６のオンとオフを制御するスイッチング素子制御部を備える。本例では、スイッチング素子制御部は制御部２５である。制御部２５は検出器９からの信号に基づいて、第１
アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３５をオンとする。

より具体的には、制御部２５の入力側には検出器９が接続されている。制御部２５は、検出器９から信号が入力されると、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６に制御信号を出力して、これらを同時にオンとする。

第１アナログスイッチ３５がオンとされると、第１アナログスイッチ３５は切断状態から接続状態に切り替わる。これにより、電圧印加回路２３とプリヘッド１０との間が接続されるので、電圧印加回路２３からプリヘッド１０に印加電圧Ｖが印加される。ここで、印加電圧Ｖは基準電圧Ｖ０の２倍の電位なので、プリヘッド１０に印加電圧Ｖが印加された時点では、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２との間の中点２８の電位（カップリングコンデンサ２６におけるプリヘッド１０の側の電位）は印加電圧Ｖのほぼ半分となり、基準電圧Ｖ０とほぼ同一となる。また、第２アナログスイッチ３６がオンとされると、第２アナログスイッチ３５は切断状態から接続状態に切り替わる。これにより、カップリングコンデンサ２６と信号処理回路２４（基準電圧回路３０）との間が接続されるので、カップリングコンデンサ２６におけるプリヘッド１０とは反対側の電位は基準電圧Ｖ０となる。従って、第１アナログスイッチ３５と第２アナログスイッチ３６とが同時にオンとされると、カップリングコンデンサ２６におけるプリヘッド１０の側とプリヘッド１０とは反対の側の電位は同時にほぼ同一の電位（基準電圧Ｖ０）となる。換言すれば、第１アナログスイッチ３５と第２アナログスイッチ３６とが同時にオンとされると、カップリングコンデンサ２６の両側の電位差がほぼなくなる。

ここで、本例では、カップリングコンデンサ２６の容量を大きくしているので、カップリングコンデンサ２６と信号処理回路２４とを直接接続した場合には、プリヘッド１０に印加電圧Ｖを印加した時点からプリヘッド１０からの電圧信号Ｓ１がカップリングコンデンサ２６を介して信号処理回路２４に入力される時点までの時間（プリヘッドの立ち上がり時間）が長くなってしまうという問題がある。これに対して、本例では、カップリングコンデンサ２６と信号処理回路２４との間に第２アナログスイッチ３６を介在させて、プリヘッド１０への印加電圧Ｖの印加と同時に第２アナログスイッチ３６をオンとして、カップリングコンデンサ２６の両側の電位を同時にほぼ同一の電位とする。これにより、カップリングコンデンサ２６が飽和するまでの飽和時間を短縮できるので、プリヘッド１０に電圧を印加した時点からプリヘッド１０からの電圧信号Ｓ１がカップリングコンデンサ２６を介して信号処理回路２４に入力される時点までの時間（プリヘッドの立ち上がり時間）を短縮できる。

次に、制御部２５は、信号処理回路２４（コンパレータ回路３２）から出力された検知信号Ｓ４の回数などに基づいて、磁気カード３の磁気ストライプ２に磁気情報が記録されているか否かを判定する。制御部２５は、例えば、信号処理回路２４から出力された検知信号Ｓ４が予め設定した基準回数を超えている場合に、磁気カード３の磁気ストライプ２に磁気情報が記録されているものと判定する。

（磁気カードに磁気情報が記録かれているか否かの判定動作）
検出器９がカード挿入口５に挿入された磁気カード３を検出すると、検出器９から制御部２５に信号が入力される。従って、制御部２５は、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６に制御信号を出力して、これらを同時にオンとする。この結果、プリヘッド１０には印加電圧Ｖが印加される。また、プリヘッド１０と信号処理回路２４とがカップリングコンデンサ２６を介して接続され、カップリングコンデンサ２６の両側の電位がほぼ同一の電位とされる。

その後、磁気カード３がカード挿入口５の奥まで挿入されて磁気カード３が検出位置Ｃ
を通過すると、プリヘッド１０は磁気カード３の移動に起因する磁界の変化を検出して電圧信号Ｓ１を出力する。プリヘッド１０からの電圧信号Ｓ１は、カップリングコンデンサ２６を介して信号処理回路２４に入力される。

信号処理回路２４はプリヘッド１０から出力される電圧信号Ｓ１の振幅（電圧信号Ｓ１と基準電圧Ｖ０との差）に基づいて検知信号Ｓ４を出力する。制御部２５は、信号処理回路２４から出力される検知信号Ｓ４に基づいて、磁気カード３に磁気情報が記録かれているか否かを判定する。ここで、制御部２５が磁気カード３に磁気情報が記録かれていると判断すると、搬送モータ１４が駆動され、磁気カード３は読取位置Ａを通過するように搬送される。

（作用効果）
本例では、プリヘッド１０は、磁気抵抗素子２１、２２により磁界の変化を検出する。従って、プリヘッド１０に電圧が印加されていない状態では、磁気カード３がプリヘッド１０による検出位置Ｃを通過した場合でも、プリヘッド１０から電圧信号Ｓ１が出力されることはない。よって、カードリーダ１に電源が投入されていない場合（プリヘッド１０への電圧の印加が無い場合）には、プリヘッド１０を介して、磁気カード３の磁気情報を取得することは困難である。

また、本例では、プリヘッド１０と信号処理回路２４との間にカップリングコンデンサ２６を挿入することにより、プリヘッド１０からの電圧信号Ｓ１の振幅の基準となる基準電位を基準電圧Ｖ０としている。従って、プリヘッド１０からの電圧信号Ｓ１に基づいて、カード挿入口５に挿入された磁気カード３の磁気ストライプ２に磁気情報が記録されているか否かを精度よく判定できる。

ここで、プリヘッド１０と信号処理回路２４との間にカップリングコンデンサ２６を挿入した場合には、カップリングコンデンサ２６を挿入することに起因するフィルター効果によって、プリヘッド１０から信号処理回路２４に入力される電圧信号Ｓ１から磁気情報が記録されているか否かの判定動作に必要な周波数帯の成分がカットされる場合がある。これに対して、本例では、カップリングコンデンサ２６の容量を比較的大きなものとすることにより、電圧信号Ｓ１の低い周波数成分がカットされないようにしている。

また、カップリングコンデンサ２６の容量を大きなものとした場合には、カップリングコンデンサ２６が飽和するまでの飽和時間に起因して、プリヘッド１０に電圧を印加した時点からプリヘッド１０からの信号がカップリングコンデンサ２６を介して信号処理回路２４に入力される時点までの時間（プリヘッド１０の立ち上がり時間）が長くなるという問題がある。これに対して、本例では、検出器９によって磁気カード３が検出されると、プリヘッド１０への印加電圧Ｖの印加と同時にカップリングコンデンサ２６における両側の電位を同時にほぼ同一の電位として、カップリングコンデンサ２６の飽和時間を短縮する。

図３はプリヘッド１０の立ち上がり時間を示すグラフである。図３（ａ）は、本例の場合であり、検出器９が磁気カード３を検出したときに、第１アナログスイッチ３５と第２アナログスイッチ３６とを同時にオンとすることにより、カップリングコンデンサ２６の両側の電位を同時に同一の電位とした場合である。図３（ｂ）は、プリヘッド１０の制御系に第２アナログスイッチ３６を備えず、プリヘッド１０と信号処理回路２４が直接接続されている場合である。図３（ａ）に示す本例では、図３（ｂ）に示す場合と比較して、検出器９が磁気カード３を検出した時点（プリヘッド１０に電圧を印加した時点）ｔ０からプリヘッド１０からの信号がカップリングコンデンサ２６を介して信号処理回路２４に入力される時点ｔ１までの時間Δｔ（プリヘッド１０の立ち上がり時間）が短い。従って
、カード挿入口５に挿入された磁気カード３に磁気情報が記録されているか否かの判定動作を迅速に行うことができる。

また、本例では、磁気カード３に磁気情報が記憶されているか否かを判定する判定動作を行うプリヘッド１０の制御系として、コア５１とコイル５２を備えるプリヘッド５０の信号処理回路２４（図４参照）をそのまま用いることができる。これにより、コア５１とコイル５２を備えるプリヘッド５０を備える従来のカードリーダ１からの制御系の変更点を少なくすることができるので、プリヘッド５０を磁気抵抗素子２１、２２により磁界の変化を検出するプリヘッド１０に置き換えた場合に問題が発生するリスクを減らすことができる。

さらに、本例では、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６を用いてプリヘッド１０と前後の回路とを継断している。ここで、アナログスイッチは、回路部分を接続したときの抵抗が小さいので、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６を同時にオンとしたときに、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６が磁気抵抗素子２１、２２の特性に影響を与えることを抑制できる。

（その他の実施の形態）
磁気抵抗素子２１、２２は、例えば、センサ基板の表面にニッケル−コバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）の薄膜を形成したものでもよい。

また、上記の第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６に替えて、リレーなどのスイッチング素子を用いることができる。

さらに、スイッチング回路２７において、検出器９からの信号を、そのまま、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６をオンとする制御信号としてもよい。すなわち、上記の例では、スイッチング回路２７は、検出器９からの信号に基づいて第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６をオンとする制御信号を出力する制御部を備えるが、スイッチング回路２７は、検出器９からの信号を、そのまま、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６をオンとする制御信号とすることもできる。

また、本例では、図２および図４に示すように、信号処理回路２４が、コア５１とコイル５２を備えるプリヘッド５０を用いた場合と同一である。従って、磁気抵抗素子２１、２２により磁界の変化を検出する本例のプリヘッド１０と、コア５１とコイル５２を備えるプリヘッド５０の双方を信号処理回路２４に接続することが可能である。よって、これら２つのプリヘッド１０、５０の双方を信号処理回路２４に接続して、排他的に使用可能としてもよい。

なお、上述した形態では、カードリーダ１は磁気カード３がカード挿入口５に挿入されたことを検出する検出器９を備えるが、検出器９に替えて、或いは、検出器９と共に、カードリーダ１が、当該カードリーダ１の利用者の動きを検出する人感センサを備えてもよい。

カードリーダ１が人感センサを備える場合には、人感センサが利用者の動きを検出したときに、第１アナログスイッチ３５と第２アナログスイッチ３６とを同時に切断状態から接続状態に切り替えるものとすることができる。具体的には、制御部２５の入力側に人感センサを接続する。そして、制御部２５は、人感センサから信号が入力されると、第１アナログスイッチ３５および第２アナログスイッチ３６に制御信号を出力して、これらを同時にオンとするものとすることができる。或いは、人感センサから信号を第１アナログス
イッチ３５および第２アナログスイッチ３６をオンとする制御信号として、これらを同時にオンとするものとすることができる。

この場合、磁気カード３の挿入方向Ｉにおいてカード挿入口５を有する方向を手前側とすると、人感センサは検出方向をカードリーダ１の手前側に向けて、カード挿入口５の周囲に配置される。人感センサは例えば赤外線センサである。このように構成するとカードリーダ１の利用者を検出したときに電圧印加回路２３とプリヘッド１０との間を接続してプリヘッド１０に印加電圧を印加できる。また、プリヘッド１０への印加電圧の印加と同時にコンデンサ２６と信号処理回路２４との間を接続して、コンデンサ２６におけるプリヘッド１０とは反対側の電位を基準電圧Ｖ０とすることができる。

１・・・カードリーダ
２・・・磁気ストライプ
３・・・磁気カード
５・・・カード挿入口
９・・・検出器
１０・・・プリヘッド
２１・・・第１磁気抵抗素子
２２・・・第２磁気抵抗素子
２３・・・電圧印加回路
２４・・・信号処理回路
２５・・・制御部
２６・・・カップリングコンデンサ（コンデンサ）
２７・・・スイッチング回路
２８・・・中点
３３・・・基準電圧回路
３５・・・第１アナログスイッチ（第１スイッチング素子）
３６・・・第２アナログスイッチ（第２スイッチング素子）
Ｖ０・・・基準電圧

Claims (7)

1. 磁気抵抗素子により磁界の変化を検出するプリヘッドと、
   前記プリヘッドに所定の印加電圧を印加する電圧印加回路と、
   前記プリヘッドからの電圧信号に基準電圧を重畳させる基準電圧回路を備え、前記電圧信号と前記基準電圧との差に基づいて検知信号を出力する信号処理回路と、
   前記プリヘッドと前記基準電圧回路との間に挿入されたコンデンサと、
   前記電圧印加回路から前記プリヘッドへの前記印加電圧の印加と同時に前記コンデンサと前記基準電圧回路との間を切断状態から接続状態に切り替えるスイッチング回路と、
   前記検知信号に基づいて、カード挿入口に挿入された磁気カードの磁気ストライプに磁気情報が記録されているか否かを判定する制御部と、を有することを特徴とするカードリーダ。
2. 請求項１において、
   前記スイッチング回路は、前記電圧印加回路と前記プリヘッドとの間を継断する第１スイッチング素子と、前記コンデンサと前記信号処理回路との間を継断する第２スイッチング素子とを備え、
   前記第１スイッチと前記第２スイッチとが同時に切断状態から接続状態に切り替わることを特徴とするカードリーダ。
3. 請求項２において、
   前記カード挿入口に挿入された前記磁気カードを機械的または光学的に検出する検出器を有し、
   前記検出器によって前記磁気カードが検出されると、前記第１スイッチと前記第２スイッチとが同時に切断状態から接続状態に切り替わることを特徴とするカードリーダ。
4. 請求項２において、
   利用者の動きを検出する人感センサを有し、
   前記人感センサによって前記利用者の動きが検出されると、前記第１スイッチと前記第２スイッチとが同時に切断状態から接続状態に切り替わることを特徴とするカードリーダ。
5. 請求項２から４のうちのいずれか一項において、
   前記第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のそれぞれは、アナログスイッチであることを特徴とするカードリーダ。
6. 請求項１から５のうちのいずれか一項において、
   前記磁気抵抗素子として、直列に接続された第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子と、を有し、
   前記第１磁気抵抗素子における前記第２磁気抵抗素子とは反対側に前記電圧印加回路から前記印加電圧が印加され、前記第２磁気抵抗素子における前記第１磁気抵抗素子とは反対側が接地され、
   前記プリヘッドは、前記電圧信号として、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との間の中点の電圧を出力することを特徴とするカードリーダ。
7. 請求項６において、
   前記印加電圧は、前記基準電圧の電位の２倍であることを特徴とするカードリーダ。

Images