JP6498099B2 - 磁気情報処理装置及び磁気情報処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、カード等の磁気情報記録媒体に記録された磁気情報を読み取り、カード等に対して新たな磁気情報を書き込む磁気情報処理装置及び磁気情報処理方法に関する。

従来から、磁気情報処理装置の一例として、カード上に形成された磁気ストライプに磁気ヘッドを接触、摺動させることで、カードに記録された磁気情報を読み取り、およびカードに対し新たな磁気情報を書き込むカードリーダがある。

カードリーダに搭載された磁気ヘッドは、周囲環境の外来磁気ノイズ等を磁気信号として拾う場合がある。すなわち、この磁気ノイズが磁気ヘッドに悪影響し、磁気情報を正確に読み取れない場合がある。
そこで、外来磁気ノイズの対策を行うカードリーダとして、例えば、特許文献１を参照すると、切替スイッチを介して、カードの取り込みを検知するカード検知回路が設けられている磁気ヘッドが記載されている。このカード検知回路は、カード状媒体を取り込んだときに磁気ヘッドより発生するアナログ信号が設定された閾値を越えると、カードを検知したという信号（出力信号検知信号）を出力し、上位装置に送信する。上位装置は、出力信号検知信号を受信すると、切替スイッチが動作して磁気ヘッド装置を待機状態から動作状態に切り換える。

特開２０１２−２１６２６４号公報

近年、カードリーダが設置される環境において、ノイズを発生させる機器が増加していた。たとえば、携帯電話基地局、ＷｉＦｉルータ、窃盗等防止用のセキュリティーゲート等の電子機器からは、電磁的なノイズが恒常的に放射されていた。
しかしながら、カードリーダが設置される環境は様々であり、カードリーダの磁気情報の読み取りに影響を与えるノイズの大きさを事前に把握することは難しかった。
このため、特許文献１に示すカード検知回路は、強い外部ノイズがあると、磁気ヘッドから発生するアナログ信号が設定された閾値を越え、出力信号検知信号として誤出力されてしまうという問題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ノイズの多い環境であっても磁気情報記録媒体の情報を確実に読み取ることが可能な磁気情報処理装置及び磁気情報処理方法を提供することを目的とする。

本発明の磁気情報処理装置は、挿入された磁気記録媒体をセンサにより検知する磁気カード検知部と、前記磁気記録媒体に記録された磁気信号を読み取り、アナログ信号として出力する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を増幅し、設定された磁気検知感度の閾値を超える場合に出力信号検知信号を出力する信号検知部と、前記磁気カード検知部により前記磁気記録媒体の挿入が検知されない場合、前記信号検知部により出力された前記出力信号検知信号は、前記磁気記録媒体に記録された前記磁気信号とは異なる信号と判定する判定部とを備えることを特徴とする。
このように構成することで、磁気信号とノイズとを確実に判別でき、誤動作を抑制することが可能となる。

本発明の磁気情報処理装置は、ユーザが手動で装置内部に前記磁気記録媒体を挿入し、又、装置内部から前記磁気記録媒体を引き抜くことで、前記磁気記録媒体に記録された前記磁気信号を読み取る手動式カードリーダであることを特徴とする。
このように構成することで、誤動作を抑制し、処理効率を高めることが可能となる。

本発明の磁気情報処理装置は、前記判定部は、前記磁気ヘッドに流入するノイズ環境を学習し、前記磁気検知感度の閾値の初期値を学習データとして保存することを特徴とする。
このように構成することで、装置の処理効率をより高めることが可能となる。

本発明の磁気情報処理装置は、前記信号検知部の前記磁気検知感度の閾値は可変であり、前記磁気検知感度を切り換える閾値切換部を備え、前記判定部は、前記磁気記録媒体に記録された前記磁気信号が減磁している場合に、前記閾値切換部により前記信号検知部の前記磁気検知感度の閾値を切り換えることを特徴とする。
このように構成することで、減磁している磁気記録媒体の読み取りの可能性を高めることができる。

本発明の磁気情報処理方法は、挿入された磁気記録媒体をセンサにより検知する磁気カード検知部と、前記磁気記録媒体に記録された磁気信号を読み取り、アナログ信号として出力する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を増幅し、設定された磁気検知感度の閾値を超える場合に出力信号検知信号を出力する信号検知部とを備える磁気情報処理装置により実行される磁気情報処理方法であって、前記磁気カード検知部により前記磁気記録媒体の挿入が検知されない場合、前記信号検知部により出力された前記出力信号検知信号は、前記磁気記録媒体に記録された前記磁気信号とは異なる信号と判定することを特徴とする。
このように構成することで、磁気信号とノイズとを確実に判別でき、誤動作を抑制することが可能となる。

本発明によれば、磁気記録媒体の挿入が検知されない場合、磁気ヘッドのアナログ信号に対する出力信号検知信号があっても、磁気記録媒体に記録された磁気信号とは異なる信号であると判定することで、ノイズの多い環境であっても磁気記録媒体の情報を確実に読み取ることが可能な磁気情報処理装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るカードリーダの概略平面図である。 本発明の実施の形態に係るカードリーダの制御構成を示すブロック図である。 図２に示す出力信号検出部の制御構成を示すブロック図である。 図２に示す磁気データ読取部及び磁気データ処理部の制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るカードリーダ動作処理のフローチャートである。 図５に示す磁気検知感度設定処理のフローチャートである。 図５に示すカード読み取り開始処理のフローチャートである。 図７に示す磁気検知感度水準一定設定処理のフローチャートである。 図５に示す磁気データ読み取り出力処理のフローチャートである。

＜実施の形態＞
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１の外観構成〕
図１は、本発明の実施の形態に係るカードリーダの概略平面図である。
本発明の実施の形態に係るカードリーダ１（磁気情報処理装置）は、カード２等の磁気情報記録媒体をユーザが手動で操作して、カード２に記録された磁気情報を読み取るための手動式カードリーダである。具体的には、カードリーダ１は、ユーザが手動で装置内部にカード２を挿入し、又は装置内部からカード２を引き抜くことで、カード２に記録された磁気情報を読み取るいわゆるディップ式のカードリーダである。

また、本実施形態のカードリーダ１は、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）等の上位装置に搭載されて使用される。
カードリーダ１は、インターフェイス部９０（図２）を介して、ＡＴＭ等の上位装置と通信する。

図１によると、カードリーダ１は、カードリーダ１の筐体３は、挿入口４及び切欠部５が形成され、磁気ヘッド６、フロントセンサ７、及びリアセンサ８が備えられている。本実施形態では、図１に示すように、カードリーダ１の内部には、挿入口４から挿入されるカード２が通過するカード通過路が形成されている。また、カードリーダ１は、カード２に記録された磁気情報を読み取る磁気ヘッド６を備えている。また、カードリーダ１は、フロントセンサ７及びリアセンサ８を含むカード検出部により、カード２が内部に挿入されたことを検出する。
また、図１では図示しないものの、カードリーダ１には、磁気ヘッド６、フロントセンサ７及びリアセンサ８が接続され、磁気ヘッド６からの磁気信号を取得し、各部を制御するための各種回路を含む回路基板９（図２）を備えられている。

カード２は、例えば、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の矩形状の塩化ビニール製のカード等のカード状の磁気記録媒体である。カード２の一面には、磁気信号が記憶される磁気ストライプ２ａが形成されている。なお、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）カードや、所定の厚さの紙カード等であってもよい。

カードリーダ１の手前端側の一部分には、ユーザによるカード２の挿入及びカード２の引き抜きが可能となるように切り欠かれた切欠部５が形成されている。このため、カードリーダ１奥端側に挿入されたカードの一部は、切欠部５では露出する。また、カード通過路の手前端が、カード２の挿入口４となる。すなわち、カード通過路は、挿入口４に繋がるように形成されている。磁気ヘッド６は、カードリーダの手前端側に配置されている。また、磁気ヘッド６は、図１におけるカード通過路の下側に配置されている。

カード２は、ユーザにより切欠部５から挿入口４に挿入されてカード停止位置で停止し、その後、引き抜かれる。これにより、磁気ストライプ２ａの磁気信号が磁気ヘッド６により読み取られる。また、カード２が挿入され、停止位置まで到達したことは、それぞれ、フロントセンサ７とリアセンサ８を含むカード検出部により検知される。

具体的には、カード検出部は、フロント検出機構とリア検出機構とを備えている。
本実施形態のフロント検出機構は、接触部材であるフロントセンサ板（図示せず）と、接触部材の変位を検出するセンサであるフロントセンサ７とを備える機械式の検出手段である。フロント検出機構は、カードリーダ１の手前端側に配置されている。また、フロント検出機構は、挿入口４からカード２が挿入されたことを検出する。

また、本実施形態のリア検出機構は、フロント検出機構と同様に、カード２が接触するリアセンサ板と、リアセンサ８とを備える機械式の検出手段である。リア検出機構は、カードリーダ１の奥端側に配置されている。また、リア検出機構は、カードリーダ１の奥端側までカード２が挿入されたことを検出する。すなわち、リア検出機構は、カード２の先端がカード通過路の奥端側に到達してカード２が停止したことを検出する。

なお、本実施形態の接触部材であるフロントセンサ板及びリアセンサ板には、カード２が接触する。また、本形態のフロント検出機構は、第１検出手段であり、リア検出機構は、第１検出手段であるフロント検出機構よりも奥側に配置される第２検出手段である。

〔カードリーダ１の制御構成〕
次に、図２により、カードリーダ１の制御構成について説明する。
カードリーダ１は、磁気ヘッド６、フロントセンサ７、及びリアセンサ８が、回路基板９に接続されている。

磁気ヘッド６は、カード２が接触され摺動されることで、磁気ストライプ２ａ（図１）に磁気情報を書き込んだり、磁気ストライプ２ａに書き込まれた磁気情報を読み出したりして記録又は再生を行う磁気ヘッドである。
磁気ヘッド６で読み取られた磁気信号は、アナログ信号として出力される。磁気ヘッド６は、カード２に記録された磁気情報を読み取り、読み取った磁気情報に応じたアナログ信号を出力する。
また、外部からノイズが磁気ヘッド６に流入した場合も、アナログ信号として出力される。

フロントセンサ７及びリアセンサ８は、上述したように、それぞれ、フロント検出機構とリア検出機構に備えられ、カード２のカード２が挿入及びカード通過路の奧端への到達を検知する。
フロントセンサ７は、発光素子と受光素子とを備える光学式のセンサ（図示せず）等である。このフロントセンサ７は、フロントセンサ板の変位を検出して、検出信号を出力するセンサである。
リアセンサ８は、フロントセンサ７と同様に、発光素子と受光素子とを備える光学式のセンサ（図示せず）等である。このリアセンサ８は、リアセンサ板の変位を検出して、検出信号を出力するセンサである。
なお、フロントセンサ７及びリアセンサ８は、機械式又は音波式等の検知センサであってもよい。

回路基板９は、出力信号検出部１０、磁気データ読取部２０、磁気データ処理部３０、磁気カード検知部４０、入力切換部５０、ＳＷ５５、制御部６０、主記憶部７０、補助記憶部８０、及びインターフェイス部９０等の回路を主に含んでいる。

出力信号検出部１０は、磁気ヘッド６からのアナログ信号を受信して、カード２の磁気出力かどうかを検出し判断する回路である。
出力信号検出部１０は、ＳＷ５５を介して、カード２の挿入を検知する。具体的には、出力信号検出部１０は、磁気カード検知部４０を介して、フロントセンサ７及びリアセンサ８によりカード２が挿入されたことを検知し、磁気ヘッド６より発生するアナログ信号が、磁気検知感度の閾値（以下、「スライスレベル」という。）を超えたか否かの検知の結果により、スライスレベルを変更し、又、変更した結果について学習する。出力信号検出部１０は、この学習結果を制御部６０に送信し、補助記憶部８０に学習データ５００として保存する。この上で、出力信号検出部１０は、カード検知信号を制御部６０へ送信する。また、出力信号検出部１０は、スライスレベルの変更の時系列データから、ノイズ環境を学習する。
出力信号検出部１０の詳細については、後述する。

磁気データ読取部２０は、磁気ヘッド６からのアナログ信号を受信し、波形を整形し、復調し、磁気データの生データであるビットデータを生成する回路である。
磁気データ読取部２０の詳細についても、後述する。

磁気データ処理部３０は、磁気データ読取部２０により生成された磁気データのビットデータをバッファリング等して一時保存して編集して保存する磁気データ処理を行う回路である。制御部６０により、この保存されたデータが読み出され、データ信号として取得される。このデータ信号として取得されたデータが、上位装置へ送信する復調後の磁気データ（以下、「復調データ」という。）となる。
磁気データ処理部３０の詳細についても、後述する。

磁気カード検知部４０は、フロントセンサ７及びリアセンサ８の検出信号により、カード２の物理的な挿入を検知する回路である。具体的には、磁気カード検知部４０は、フロントセンサ７及びリアセンサ８の検出信号を、出力信号検出部１０及び制御部６０に送信する。
なお、磁気カード検知部４０は、フロントセンサ７及びリアセンサ８の検出信号から、カード２の筐体３内の位置を取得することも可能である。

入力切換部５０は、制御部６０からウェイクアップ信号を受信すると、ＳＷ５５に切り換え信号を送信し、下記で説明するように、磁気ヘッド６を待機状態から動作状態に切り換える。

ＳＷ５５は、磁気ヘッド６を待機状態と動作状態とに切り換えるためのスイッチである。
ＳＷ５５は、磁気ヘッド６の待機状態では、出力信号検出部１０の側に接続されている。この上で、ＳＷ５５は、入力切換部５０からウェイクアップ信号を受信すると、ＳＷ５５を磁気データ読取部２０の側に接続する。これにより、ＳＷ５５は、磁気ヘッド６を動作状態に切り換える。この動作状態では、磁気ヘッド６からのアナログ信号が磁気データ読取部２０へ出力され、磁気信号の読み取りが行われる。

制御部６０は、カードリーダ１の磁気信号の読み取りや書き込みを制御する。
制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の制御手段等から構成される。
また、制御部６０は、出力信号検出部１０からカード検知信号を受信すると、入力切換部５０により、磁気ヘッド６にウェイクアップ信号を送信させる。
また、制御部６０は、動作状態の磁気ヘッド６で取得され、ＳＷ５５を介して磁気データ読取部２０でビットデータに変換され、磁気データ処理部３０で編集され保存された復調データを取得して、上位装置に送信する。

また、制御部６０には、出力信号検出部１０、磁気データ処理部３０，入力切換部５０、主記憶部７０、補助記憶部８０、インターフェイス部９０がそれぞれ接続される。

主記憶部７０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一時的でない記憶媒体である。主記憶部７０は、カードリーダ１の制御プログラムが補助記憶部８０から読み出されて展開され、この制御プログラムを実行するための一時データ等が記憶される。
また、主記憶部７０は、カード２から読み取られた、又はカード２に書き込む情報を一時的に保存するバッファとしても機能する。

補助記憶部８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリ等の一時的でない記憶媒体である。
補助記憶部８０は、制御プログラム及びデータを記憶している。この制御プログラムは、カード２に記録された磁気情報の読み取り及びカードへの磁気情報の記録を行うために制御部６０により実行される。また、この制御プログラムにより、出力信号検出部１０から取得した磁気検知信号を復号して復号データを作成することも可能である。

また、補助記憶部８０は、学習データ５００を記憶している。これにより、補助記憶部８０は、学習データ格納部として機能する。
学習データ５００は、具体的には、磁気検知感度設定値として、出力信号検出部１０の比較器１２０（図３）のスライスレベルの初期値と、後述する学習の終了時におけるスライスレベルを含んでいる。
このスライスレベルは、磁気ヘッド６より発生するアナログ信号が、ノイズであるかカード２の磁気信号であるかを判断するための閾値である。

インターフェイス部９０は、復調部から入力されたデジタル信号を、ＲＳ−２３２Ｃ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の規格のシリアルやパラレル等の規格のデジタル信号に変換して出力する通信インターフェイスである。

なお、図示しないものの、制御部６０には、デコード（復号）部が含まれており、このデコード部は磁気データ読取部２０の復調部２６０（図４）からのクロック信号及びデータ信号を受信し、データ信号を復号するように構成することも可能である。
また、主記憶部７０及び補助記憶部８０は、制御部６０に内蔵されたＳＯＣ（System On Chip）等として構成されていてもよい。
また、制御部６０によって入力切換部５０からのウェイクアップ信号を生成さずに、出力信号検出部１０からのカード検知信号のみでＳＷ５５を磁気データ読取部２０に接続して、磁気ヘッド６を動作状態に切り換えるような構成としてもよい。

〔出力信号検出部１０の構成〕
次に、図３により、出力信号検出部１０の詳細な制御構成について説明する。
出力信号検出部１０は、信号検知部１００、判定部１３０、及び閾値切換部１４０を備えている。

（信号検知部１００）
信号検知部１００は、磁気ヘッド６から後述する閾値を超えるアナログ信号を取得した場合、出力信号検知信号を出力する。

具体的に、信号検知部１００は、増幅器１１０及び比較器１２０で構成される。
増幅器１１０は、磁気ヘッド６によりされ再生されたアナログ信号を増幅し、波形整形し、比較器１２０に出力する。
比較器１２０は、コンパレータ（Comparator）と電子スイッチとで構成される。比較器１２０には、判定部１３０により、スライスレベルが可変可能に設定される。
つまり、信号検知部１００は、増幅器１１０において待機状態の磁気ヘッド６からのアナログ信号が増幅され、比較器１２０においてスライスレベルを超えた場合、出力信号検知信号を出力する。

（判定部１３０）
判定部１３０は、磁気カード検知部４０の出力と、信号検知部１００の出力とにより、カード２の実際の挿入の有無を判定する。このため、判定部１３０は、ＣＰＵやＭＰＵ等の制御手段等から構成される。
具体的には、判定部１３０は、磁気カード検知部４０を介して取得したフロントセンサ７並びに／若しくはリアセンサ８の検出信号によりカード２の挿入が検知されない場合、信号検知部１００により出力された出力信号検知信号は、カード２に記録された磁気信号とは異なる信号と判定する。また、判定部１３０は、フロントセンサ７並びに／若しくはリアセンサ８の検出信号からカード２の挿入が検知されて、更に、信号検知部１００により出力された出力信号検知信号が出力された場合に、カード検知信号を制御部６０に送信する。
また、判定部１３０は、磁気ヘッド６に流入するノイズ環境を学習し、スライスレベルの初期値を補助記憶部８０に、学習データ５００として保存する。

具体的に、判定部１３０は、磁気カード検知部４０を介して、フロントセンサ７の検出信号及びリアセンサ８の検出信号の取得を試みる。
判定部１３０は、フロントセンサ７及びリアセンサ８のいずれかの検出信号を取得した場合には、カード２が筐体３内に挿入されていると判定する。
この場合、判定部１３０は、カード２が挿入されていたとして、カード検知信号を制御部６０に送信する。

また、判定部１３０は、フロントセンサ７からの検出信号及びリアセンサ８からの検出信号を取得できないのに、信号検知部１００の出力信号検知信号を取得した場合には、筐体３の内部にカード２はないと判断する。この場合、判定部１３０は、外部ノイズであると判断する。すなわち、判定部１３０は、カード２の挿入がないと判断された際に、信号検知部１００により出力信号検知信号が出力されていた場合、（外部磁気）ノイズが磁気ヘッド６から流入していると判定する。
この場合、判定部１３０は、カード２が挿入されていないにも関わらず、出力信号検知信号があったとして、下記で説明するように、閾値切換部１４０により比較器１２０のスライスレベルを変更させ、ノイズ環境を学習させる。

具体的に、判定部１３０は、カード２が筐体３の内部にないと判断された状態で、信号検知部１００の出力信号検知信号を取得した場合、カードリーダ１が設置された環境のノイズが強いと判断し、スライスレベルを１レベルずつ上げて（磁気検知感度を下げて）、再度、判定する。判定部１３０は、これを繰り返し、信号検知部１００から出力信号検知信号が出力されない状態になった際に、磁気ヘッド６から流入するノイズに対して適切なレベルである判断し、このスライスレベルを設定値として、制御部６０に出力する。すなわち、判定部１３０は、カード２がないのに信号検知部１００から出力信号検知信号が出力されないように、スライスレベルを切り換えさせる。このスライスレベルの設定値を受信した制御部６０は、補助記憶部８０の学習データ５００に、学習後の磁気検知感度の設定値として保存する。この学習後のスライスレベルは、カード２が挿入され、最初の読み取り操作で読み取り可能とするレベルとなる。
なお、判定部１３０が、直接、変更されたスライスレベルを補助記憶部８０の学習データ５００に保存することも可能である。

また、判定部１３０は、学習されたノイズの環境が概略一定な環境である場合、カード２の読み取り又は書き込み時に、カード２に記録された情報を最初の読み取り操作で読み取り可能とするレベルのスライスレベルの設定値に対応するよう、閾値切換部１４０により比較器１２０のスライスレベルを切り換える。なお、判定部１３０は、読み取り可能と推定される複数のスライスレベルの設定値に対応するよう、閾値切換部の磁気検知感度を順番に切り換えることも可能である。

また、判定部１３０は、学習されたノイズが概略一定でない環境である場合、ノイズの変動のパターンに追従するよう、判定部１３０のスライスレベルを逐次切り換える。これにより、ノイズに追従してカード２を読み取る可能性を高められる。

なお、判定部１３０は、読み取り可能と推定される複数のスライスレベルの設定値も算出して、補助記憶部８０の学習データ５００に含めて保存してもよい。
また、判定部１３０は、スライスレベルを最大レベルまで繰り返し上げても、すなわち、磁気検知感度を最低にしても、まだ信号検知部１００から出力信号検知信号が出力される場合には、制御部６０に、エラーとして報知する。

（閾値切換部１４０）
閾値切換部１４０は、比較器１２０のコンパレータに設定されるスライスレベル（磁気検知感度の閾値）を、特定の段階（レベル）単位で切り換える。ここで、閾値切換部１４０は、スライスレベルを、例えば、１〜４等の特定のレベル単位で切り換え可能である。すなわち、本実施形態では、スライスレベルを４レベルで切り換え可能とする例について説明する。
また、本実施形態では、スライスレベルが低いと磁気検知感度が高くなり、スライスレベルが高いと磁気検知感度が低くなる。つまり、スライスレベルが低ければ、増幅器１１０で増幅された磁気ヘッド６からのアナログ信号が小さくても、信号検知部１００により出力信号検知信号が出力される。また、スライスレベルが高ければ、このアナログ信号が大きくないと、信号検知部１００により出力信号検知信号が出力されない。

〔磁気データ読取部２０の構成〕
次に、図４（ａ）を参照して、磁気データ読取部２０の詳細な制御構成について説明する。
磁気データ読取部２０は、増幅部２１０、増幅度切換部２２０、ピーク検出部２３０、スライスレベル切換部２４０、波形整形部２５０、及び復調部２６０を含んで構成されている。

（増幅部２１０）
増幅部２１０は、演算増幅器により構成される回路である。増幅部２１０は、磁気ヘッド６によりされ再生されたアナログ信号を増幅する。
また、増幅部２１０は、適正な磁気検知感度の増幅率（ゲイン）で磁気信号を増幅する。この増幅部２１０の磁気検知感度は、例えば、高いゲインと低いゲインに変更可能である。
また、増幅部２１０は、設定された磁気検知感度で増幅されたアナログ信号（増幅信号）をピーク検出部２３０に出力する。
なお、増幅部２１０は、１〜１０程度の特定のゲインレベル単位でゲインを変更可能であってもよい。

（増幅度切換部２２０）
増幅度切換部２２０は、増幅部２１０の磁気検知感度のゲインを切り換える切換回路である。増幅度切換部２２０は、制御部６０からの制御によって増幅部２１０の磁気検知感度のゲインを調整する。具体的には、増幅度切換部２２０は、制御部６０から増幅率設定信号を取得する。増幅度切換部２２０は、この増幅率設定信号の増幅率に対応したゲインを増幅部２１０に設定する。増幅度切換部２２０は、例えば、高い感度である第一感度と、低い感度である第二感度にゲインを設定することが可能である。これにより、ＳＷ５５経由で取得した磁気ヘッド６から出力されるアナログ信号の電圧が、増幅部２１０により、増幅率設定信号に設定されたゲインで増幅される。

（ピーク検出部２３０）
ピーク検出部２３０は、増幅部２１０の出力信号のピーク値を検出して、検出パルスを発生させる。ピーク検出部２３０は、この検出パルスの列からなる出力信号を、波形整形部２５０に対して出力する。
ピーク検出部２３０は、一定レベルの出力が得られた場合に、出力を二値のデータに復調するピークレベル検出回路を備えている。ピークレベル検出回路は、ピーク検出回路とノイズによる誤認識を減少させるためのレベル検出回路とから構成される。

より具体的に説明すると、本実施形態のカードリーダ１は、カード２の読み取りにＦＭ方式を使用している。このため、ピーク検出部２３０は、アナログ信号がＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換されたデータが「０」のときのピークパルス信号の各パルス間の間隔を基準間隔とすると、当該データが「１」のときには前記基準間隔の１／２の部分にピークが形成される。
ピーク検出部２３０のピークレベル検出回路は、ピーク検出回路によりこの形成されたピークを検出し、レベル検出回路によりこのピークの大きさを検出し、ピークパルス信号を発生させる。この際、ピーク検出部２３０のピーク検出回路は、スライスレベル切換部２４０により設定されたピーク値検出用のスライスレベルにより、ピークを検出する。

具体的に説明すると、カード２の磁気ストライプ２ａ上の磁性体が磁化される方向が反転させられる位置において、磁気出力の波形がピークになる。そこで、ピーク検出部２３０は、磁気ヘッド６で取得したアナログ信号の電圧波形のピークを検出して出力する。この際に、ピーク検出部２３０は、アナログ信号の電圧波形を微分して、信号のピークが立ち上がる又は立ち下がるエッジをピークとして検出する。

（スライスレベル切換部２４０）
スライスレベル切換部２４０は、制御部６０からの制御によってピーク検出部２３０のピーク検出用の閾値となるスライスレベルを切り換える。
スライスレベル切換部２４０は、ピーク検出部２３０に動作閾値設定信号を送信する。この動作閾値設定信号によって設定された閾値に対応した電圧と、増幅部２１０の出力信号の電圧とが、ピーク検出部２３０により比較される

（波形整形部２５０）
波形整形部２５０は、ピーク検出部２３０により検出されたピークの検出パルスの列からなる出力信号を取得し、それぞれのピークが検出された位置にパルスを形成したピークパルス信号を生成する。具体的には、波形整形部２５０は、波形整形したＦ２Ｆ信号をピークパルス信号として生成する。すなわち、波形整形部２５０は。供給された図示しないクロックを基に、論理「１」の場合はクロック間のセンターにパルスを入れ、論理「０」の場合はクロック間のセンターにパルスを入れるＦ２Ｆ変調データに変調する。より具体的には、波形整形部２５０は、クロックによりビット０となる基準時間幅Ｔをカウントし、時間幅が５／７Ｔとなるデータ弁別信号を作成する。波形整形部２５０は、このピークパルス信号を復調部２６０に出力する。

（復調部２６０）
復調部２６０は、波形整形部２５０から出力されたピークパルス信号を取得して、磁気情報を復調し、ビットデータとして磁気データ処理部３０へ送信する。
具体的には、復調部２６０は、ピークパルス信号の各パルス間の間隔を測定し、所定の規則に基づいてピークパルス信号を復調して「１」又は「０」の磁気情報を読み出してビットデータ（生データ）に変換する。つまり、波形整形部２５０のＦ２Ｆ信号は、復調部２６０においてデジタル信号に復調される。
より具体的には、復調部２６０は、弁別信号を基準とし、５／７Ｔ以内にＦ２Ｆ信号の次のビットの立ち上がりまたは立ち下がりがなければ次のビットを０とし、あれば次のビットを１と判別する。また、復調部２６０の出力は、Ｆ２Ｆ信号に対して１ビット遅れて出力される。

〔磁気データ処理部３０の構成〕
次に、図４（ｂ）を参照して、磁気データ処理部３０の詳細な制御構成について説明する。
磁気データ処理部３０は、第一バッファ３１０、データ編集部３２０、第二バッファ３３０、保存処理部３４０、及び読取保存用バッファ３５０を含んで構成されている。

第一バッファ３１０は、磁気データ処理部３０の復調部２６０から受信したビットデータを未編集のまま格納するバッファである。

データ編集部３２０は、第一バッファ３１０に格納されたビットデータを編集する回路である。
具体的に、データ編集部３２０による編集処理としては、通常、ＪＩＳ Ｘ６３０２に規定された記録仕様に基づいて、ビットデータから、同期用の「始め符号」を検索し、その後は、一文字ごとに「終わり符号」、「ＬＲＣ」までの文字を切り出す。データ編集部３２０は、この文字の切り出しの際に、文字のデータのチェック（正当性確認）を実行することも可能である。データ編集部３２０は、このチェック結果を、エラー検知データとして出力する。
なお、この編集処理として、上述の処理以外の処理を行ってもよい。

第二バッファ３３０は、データ編集部３２０で編集されたデータを格納するバッファである。

保存処理部３４０は、第二バッファ３３０に格納されているデータの保存処理を行う回路である。
保存処理部３４０による保存処理は、通常はデータの「始め符号」から「終わり符号」、「ＬＲＣ」までの全データを、読取保存用バッファ３５０に格納する。すなわち、この保存処理では、主に、読み取られたデータを複写する。

読取保存用バッファ３５０は、保存処理部３４０により保存処理されたデータを保存するバッファである。
制御部６０は、この読取保存用バッファ３５０へのデータの保存を検知して、この保存されたデータをデータ信号として読み出して取得する。

なお、磁気データ処理部３０は、ＤＭＡ（Direct Memory Access）等により、主記憶部７０にこの保存されたデータをデータ信号として転送してもよい。

〔カードリーダ動作処理〕
次に、図５により、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１によるカードリーダ動作処理の説明を行う。
カードリーダ動作処理は、カードリーダ１の出力信号検出部１０と制御部６０とが、補助記憶部８０に記憶された制御プログラムを主記憶部７０に展開し、各部と協働し、ハードウェア資源を用いて実行する。
なお、出力信号検出部１０は、内蔵されたＲＯＭ等に記憶された制御プログラムを実行して、下記の処理を実行してもよい。

（ステップＳ１０１）
まず、制御部６０は、スライスレベルの初期値の設定が必要であるか否かを判定する。
制御部６０は、例えば、カードリーダ１が上位装置に設置され、カードリーダ１の電源がオンになって起動された際、又はリセットされた際に、スライスレベルの初期値の設定が必要であるとしてＹｅｓと判定する。また、制御部６０は、カードリーダ１が稼動した後、カード２の挿入待ちの状態等で、ノイズの環境が変化した場合にも、Ｙｅｓと判定する。また、制御部６０は、上位装置からの指示信号を受信した場合、又はカードリーダ１に備えられた図示しないスイッチ等により、ユーザの再設定の指示等があった場合にも、Ｙｅｓと判定する。それ以外の場合は、制御部６０は、スライスレベルの初期値の設定が必要ないため、Ｎｏと判定する。
制御部６０は、Ｙｅｓの場合、処理をステップＳ１０２に進める。
制御部６０は、Ｎｏの場合、処理をステップＳ１０３に進める。

（ステップＳ１０２）
スライスレベルの初期値の設定が必要である場合、制御部６０及び出力信号検出部１０は、磁気検知感度設定処理を行う。制御部６０は、出力信号検出部１０に、スライスレベルを１レベル単位で切り換え、ノイズ環境を学習し、設定値を取得させる。出力信号検出部１０は、切り換え後のスライスレベルの設定値を、補助記憶部８０の学習データ５００に、スライスレベルの初期値として保存する。
また、出力信号検出部１０は、カード検知信号を制御部６０に送信する。
この磁気検知感度設定処理の詳細については後述する。

（ステップＳ１０３）
スライスレベルの初期値の設定が必要ない場合には、制御部６０及び出力信号検出部１０は、カード読み取り開始処理を行う。
制御部６０は、設定されたスライスレベルの設定値を基に、出力信号検出部１０に、更にスライスレベルを調整させる。
このカード読み取り処理の詳細についても後述する。

（ステップＳ１０４）
ここで、制御部６０は、切り換え処理を行う。
制御部６０は、入力切換部５０にウェイクアップ信号を送信する。すると、入力切換部５０により、ＳＷ５５が切り換えられ、磁気ヘッド６が待機状態から動作状態に切り換わる。

（ステップＳ１０５）
次に、制御部６０は、磁気データ読み取り出力処理を行う。
制御部６０は、磁気ヘッド６から読み出され、ＳＷ５５を介して磁気データ読取部２０にてビットデータとして出力され、磁気データ処理部３０にて編集され保存されたカード２のデータを、データ信号として読み出して復調データとして取得する。制御部６０は、取得した復調データを一旦、主記憶部７０に保存した後、上位装置へ出力する。この復調データには、後述するエラー検知データも含まれている。
以上により、本発明の実施の形態に係るカードリーダ動作処理を終了する。

〔磁気検知感度設定処理〕
次に、図６により、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１による磁気検知感度設定処理の詳細について説明する。
本実施形態の磁気検知感度設定処理において、出力信号検出部１０は、磁気ヘッド６から入力される信号レベルがスライスレベル以上の場合、信号を磁気信号と判断し、磁気検知信号を出力する。このため、カード２が挿入されていない状態で磁気検知信号が出力された場合、設置された環境のノイズが強いと判断し、スライスレベルを上げる、すなわち、磁気検知感度を下げる。これを繰り返し、磁気検知信号が出力されない状態になれば磁気ヘッド６から流入するノイズの影響がなくなると判断し、磁気検知感度の設定値を確定する。このように、カード２が無い状態で、外部のノイズの対策を行って磁気検知信号が出力されていない状態とすることで、ノイズの影響を確実に抑える磁気検知感度の設定値を設定する。
本実施形態の磁気検知感度設定処理は、主に出力信号検出部１０及び制御部６０が、各部と協働し、ハードウェア資源を用いて実行する。

（動作の説明）
以下で、図６のフローチャートを参照して、本実施形態の磁気検知感度設定処理をステップ毎に説明する。

（ステップＳ２０１）
カードリーダ１の電源がオンにされると、出力信号検出部１０の判定部１３０は、カードリーダ初期設定処理を行う。
電源がオンにされた起動時には、磁気ヘッド６は、ＳＷ５５を介して出力信号検出部１０に接続され、待機状態となる。
また、出力信号検出部１０の比較器１２０のスライスレベルは、最小レベルである１の状態になる。すなわち、磁気検知感度は最大となる。
その後、判定部１３０は、制御部６０を介して、補助記憶部８０の学習データ５００に設定されたスライスレベルを、閾値切換部１４０により比較器１２０に設定する。

（ステップＳ２０２）
次に、出力信号検出部１０の判定部１３０が、出力信号検知信号を取得するまで待機する。
判定部１３０は、比較器１２０の閾値を設定させた後、カード２が挿入されるまで待機状態となる。
すなわち、判定部１３０は、磁気ヘッド６からの出力信号が閾値を超えず、信号検知部１００から出力信号検知信号が出力されない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、待機を続ける。
これに対して、判定部１３０は、信号検知部１００から出力信号検知信号が出力された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）に、処理をステップＳ２０３に進める。

（ステップＳ２０３）
ここで、出力信号検出部１０の判定部１３０が、フロントセンサ等の信号があるか否かを判定する。
判定部１３０は、磁気カード検知部４０を介してフロントセンサ７から又はリアセンサ８からの検出信号を検知した場合、Ｙｅｓと判定する。また、出力信号検出部１０は、フロントセンサ７及びリアセンサ８からの検出信号が両方検知されない場合には、Ｎｏと判定する。
Ｙｅｓの場合、判定部１３０は、処理をステップＳ２０５に進める。
Ｎｏの場合、判定部１３０は、処理をステップＳ２０４に進める。

（ステップＳ２０４）
信号検知部１００から出力信号検知信号があるにも関わらず、フロントセンサ７及びリアセンサ８からの検出信号が両方検知されない場合、判定部１３０が、磁気検知感度減少処理を行う。
この場合、判定部１３０は、カードリーダ１の内部にカード２が挿入されていない（無し）であり、ノイズが磁気ヘッド６から流入していると判断する。このため、判定部１３０は、閾値切換部１４０により、比較器１２０のスライスレベルを１レベル上げる（磁気検知感度を下げる）よう切り換えさせる。
その後、判定部１３０は、処理をステップＳ２０２に戻して、出力信号検知信号があるかについて検出する処理を続ける。

なお、判定部１３０は、このステップにおいて、スライスレベルが既に最大レベルであった（磁気検知感度が最小の）場合は、制御部６０にエラー報知してもよい。

（ステップＳ２０５）
ノイズに由来する磁気検知信号がなかった場合、判定部１３０及び制御部６０が、磁気検知感度設定値設定処理を行う。
判定部１３０は、上述したように、信号検知部１００から出力信号検知信号があり、磁気カード検知部４０を介してフロントセンサ７から又はリアセンサ８の検出信号の出力があることから、カードリーダ１の内部にカード２が挿入されている（有り）の状態だと判断する。このため、判定部１３０は、切り換えられたスライスレベルのレベルが、ノイズに由来する磁気検知信号が出力されない適切な水準であったと判断して、切り換えたスライスレベルを制御部６０へ出力する。制御部６０は、このスライスレベルを、磁気検知感度設定値として補助記憶部８０の学習データ５００に保存する。この磁気検知感度設定値は、読取判定の基準値となり、カード２に記録された情報を最初の読み取り操作で読み取り可能とするレベルの磁気検知感度を示す値となる。
なお、判定部１３０は、スライスレベルを更に上げてもカード２が読み取り可能と推定される複数の磁気検知感度設定値を推定し、これについても学習データ５００に保存しておいてもよい。

（ステップＳ２０６）
次に、判定部１３０が、ノイズ環境学習処理を行う。
判定部１３０は、定常的なノイズを対象としたノイズ環境の学習を行う。具体的には、判定部１３０は、磁気カード検知部４０を介してフロントセンサ７及びリアセンサ８から出力がない場合、数μ秒〜数秒程度の特定期間でスライスレベルを最低レベルから一レベルずつ上げて、信号検知部１００から出力信号検知信号が出力されないレベルを複数回取得し、これを補助記憶部８０の学習データ５００に、学習の結果として記録する。
また、判定部１３０は、この記録された学習の結果を示す、特定期間のスライスレベルの時系列データを分析する。判定部１３０は、ノイズのレベルが特定の閾値以下で変化している場合に、ノイズが概略一定の環境であると判断する。また、判定部１３０は、この学習において、ノイズが概略一定の環境でない場合に、ノイズのレベルのパターンを認識してもよい。
以上により、本発明の実施の形態に係る磁気検知感度設定処理を終了し、制御部６０は、処理をステップＳ１０４（図５）の切り換え処理に進める。

〔カード読み取り開始処理〕
次に、図７を参照して、図５のステップＳ１０３に示すカード読み取り開始処理の詳細について説明する。

（ステップＳ３０１）
まず、出力信号検出部１０は、磁気検知感度水準一定設定処理を行う。
出力信号検出部１０は、磁気ヘッド６からのノイズ環境によっては、再度、スライスレベルを再度設定する。
この磁気検知感度水準一定設定処理の詳細については後述する。

（ステップＳ３０２）
次に、制御部６０は、磁気カード検知部４０を介してフロントセンサ７からの検出信号を取得し、フロント検出機構において挿入口４へのカードの挿入が検出されたか否かを判断する。制御部６０は、フロントセンサ７から検出信号がない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、待機する。

（ステップＳ３０３）
ここで、挿入口４へのカードの挿入が検出されると（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、制御部６０は、磁気データ読取開始処理を行う。制御部６０は、磁気データ読取部２０及び磁気データ処理部３０に、磁気ヘッド６からのカード２に記録された磁気データの読み取りを開始させる。

以上により、本発明の実施の形態に係るカード読み取り開始処理を終了し、その後、制御部６０は、処理をステップＳ１０４（図５）の切り換え処理に進める。

〔磁気検知感度水準一定設定処理〕
次に、図８により、図７のステップＳ３０１に示す磁気検知感度水準一定設定処理の説明を行う。
本実施形態においては、磁気検知感度水準一定設定処理においては、出力信号検出部１０が、ノイズ環境が一定でなかったり、カード２の磁気ストライプ２ａが減磁しており磁気信号が弱かったりした場合に、上述の磁気検知感度設定処理（図５、図６）で学習したノイズ環境に基づいて、スライスレベルを再設定する。
以下で、図８のフローチャートを参照して、本実施形態の磁気検知感度水準一定設定処理を行う。

（ステップＳ３１１）
まず、出力信号検出部１０の判定部１３０が、カードリーダ初期設定処理を行う。この処理は、ステップＳ２０１（図６）と同様に行う。

（ステップＳ３１２）
次に、判定部１３０が、磁気検知感度切り換え処理を行う。
ここでは、判定部１３０は、補助記憶部８０の学習データ５００に設定された磁気検知感度設定値を、制御部６０を介して読み出し、閾値切換部１４０により、比較器１２０のスライスレベルを、当該磁気検知感度設定値に対応したレベルに切り換えさせる。
この磁気検知感度設定値は、上述したように、学習されたノイズ環境から、最適な読み取り感度となるよう、カード２が最初の読み取り操作で読み取り可能なように設定されたものである。

（ステップＳ３１３）
次に、判定部１３０が、出力信号検知信号を取得していない場合（ステップＳ３１３：Ｎｏ）、待機する。この処理も、ステップＳ２０２（図６）と同様に行う。
判定部１３０は、出力信号検知信号を取得した場合（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３１４に進める。

（ステップＳ３１４）
ここで、判定部１３０が、フロントセンサ７からの検出信号の有無を検知する。
判定部１３０は、磁気カード検知部４０を介して、フロントセンサ７からの検出信号を検知した場合、Ｙｅｓと判定する。また、出力信号検出部１０は、フロントセンサ７からの検出信号が検知されない場合には、Ｎｏと判定する。
Ｙｅｓの場合、判定部１３０は、磁気検知感度水準一定設定処理を終了して、処理をステップＳ３０２（図７）に進める。
Ｎｏの場合、判定部１３０は、処理をステップＳ３１５に進める。

（ステップＳ３１５）
フロントセンサ７からの検出信号を検知しなかった場合、判定部１３０が、磁気検知感度が最大であるか否かを判定する。ここでは、判定部１３０は、磁気検知感度が最大である、即ち、スライスレベルが最小のレベルである場合、Ｙｅｓと判定する。また、出力信号検出部１０は、それ以外の場合にＮｏと判定する。
Ｙｅｓの場合、判定部１３０は、処理をステップＳ３１６に進める。
Ｎｏの場合、判定部１３０は、処理をステップＳ３１７に進める。

（ステップＳ３１６）
判定部１３０が、スライスレベルが既に最小のレベルであった場合（磁気検知感度が最大）は、エラー報知処理を行う。
ここでは、判定部１３０は、磁気検知感度水準一定設定処理を終了し、制御部６０に対して、エラーを報知する。これを受信した制御部６０は、カード２の読み取りエラーである旨を上位装置に報知し、エラー表示等をさせる。
その後、判定部１３０は、磁気検知感度水準一定設定処理を終了して、処理をステップＳ３０２（図７）に進める。

（ステップＳ３１７）
判定部１３０が、スライスレベルが最小のレベルでなかった場合（磁気検知感度が最大より低い場合）は、磁気検知感度減少処理を行う。
判定部１３０は、閾値切換部１４０により、比較器１２０のスライスレベルを高くする（磁気検知感度を減少させる）よう設定する。
なお、判定部１３０は、学習データ５００に設定された磁気検知感度設定値が複数ある場合、単に比較器１２０のスライスレベルを切り換えるのではなく、カード２を読み取れると思われる可能性が高い順に、当該磁気検知感度設定値に対応して、スライスレベルのレベルを順次、切り換えさせてもよい。

（ステップＳ３１８）
ここで、判定部１３０が、変動のパターン追従処理を行う。
判定部１３０は、上述のノイズ環境学習処理において、学習データ５００に、ノイズが概略一定ではなく変動が激しい環境であると記録されていた場合に、ノイズの変動のパターンに追従させる。すなわち、判定部１３０は、閾値切換部１４０により、実時間（リアルタイム）で比較器１２０のスライスレベルのレベルを、学習データ５００に記録されていた時系列データに基づいて切り換える。
この際、判定部１３０は、カード２の未挿入時に外部のノイズが上昇し読み取りに影響が出る場合は、スライスレベルを１レベルずつ調整するように切り換えさせる。しかしながら、判定部１３０は、磁気ストライプ２ａの磁気信号が減磁している減磁カードに対する読み取りマージンを確保するため、スライスレベルを大きく変化させすぎないように調整する。

より具体的に説明すると、判定部１３０は、突発的なノイズ、例えば携帯電話を接近させられた等の時に、特定の期間内においては、スライスレベルを切り換えさせない。これは、むやみに追従すると、減磁カードに対する読み取りのマージンが損なわれるためである。したがって、判定部１３０は、適切な期間で追従を行い、基本的には上述のノイズ環境が一定の場合と同様に、定常的にノイズを検知しないレベルに磁気検知感度を切り換えた後は、数秒〜数十秒のインターバルで緩やかに追従させる。

（ステップＳ３１９）
次に、判定部１３０が、カード２は減磁カードであるか否かを判定する。
判定部１３０は、制御部６０を介して、最初の読み取り操作で読み取りに失敗した場合に制御部６０により主記憶部７０に記憶される、エラー検知データを参照する。エラー検知データは、例えば、前回読み取り操作時の復調データに含まれる、カード２に記憶された情報が正しく読み取られているか否かを判断するためのチェックサムやハッシュ値等である。そして、判定部１３０は、カード２の情報が正しく読み取られていなかった場合、切り換えられた磁気検知感度では読めない減磁カードであったとして、Ｙｅｓと判定する。また、判定部１３０は、カード２が正しく読み取られていた場合は、減磁カードではないため、Ｎｏと判定する。
Ｙｅｓの場合、判定部１３０は、処理をステップＳ３２０に進める。
Ｎｏの場合、判定部１３０は、処理をステップＳ３１３に戻す。

（ステップＳ３２０）
カード２が減磁カードであった場合、判定部１３０が、磁気検知感度一時調整処理を行う。
判定部１３０は、カード２の磁気信号を読み取りやすくするように、閾値切換部１４０により、比較器１２０のスライスレベルのレベルを一時的に調整させる。
具体的に説明すると、カード２の磁気信号は、通常、ノイズに比べて十分大きいため、スライスレベルを高くする（磁気検知感度を下げる）場合でも、読み取ることが可能である。しかしながら、比較器１２０のスライスレベルのレベルを高く切り換えると、減磁カードに対する読み取りのマージンが低下する。
このため、判定部１３０は、一時的にスライスレベルのレベルを低下させる（磁気検知感度を上げる）ように一時調整する。これにより、カード２が減磁カードであっても、磁気信号を読み取る可能性を高めることができる。
その後、判定部１３０は、処理をステップＳ３１３に戻して、信号検知部１００による出力信号検知信号の検知を待つ。
以上により、本発明の実施の形態に係る磁気検知感度水準一定設定処理を終了する。

〔磁気データ読み取り出力処理〕
次に、図９を参照して、図５のステップＳ１０５に示す磁気データ読み取り出力処理の詳細について説明する。

（ステップＳ５０１）
制御部６０は、データ信号取得処理を行う。
制御部６０は、磁気データ読取部２０及び磁気データ処理部３０により処理されたデータ信号を取得する。制御部６０は、取得したデータ信号を、復号データとして、主記憶部７０へ保存する。

具体的には、カード２が挿入口４より切欠部５に挿入されると、カード２の磁気ストライプ２ａに記録されたデータが磁気ヘッド６により読み取られて、磁気データ読取部２０により処理され、ビットデータとして磁気データ処理部３０のバッファに記憶される。磁気データ処理部３０は、読み取り後、記憶されたビットデータを編集する。制御部６０は、編集後のデータをデータ信号として取得し、上位装置に送信する復調データとして一時的に、主記憶部７０に記憶する。
なお、この送信される復調データには、上述したエラー検知データも含まれる。

（ステップＳ５０２）
その後、制御部６０は、リアセンサ８からの出力信号に基づいて、カードリーダ１の奥端側へのカード２の挿入が検出されたか否かを判断する。
制御部６０は、リアセンサ８から検出信号がない場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、待機する。

（ステップＳ５０３）
カードリーダ１の奥端側へのカード２の挿入が検出された場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、制御部６０は、磁気データ読取終了処理を行う。
ここで、制御部６０は、カードリーダ１内でカード２が所定位置まで達してリアセンサ８により検出されることで、磁気ヘッド６によるカード２の磁気信号の読み取りを終了して、カード２が正常挿入されたことを知らせる正常挿入信号を上位装置へ送信する。
制御部６０は、例えば、インターフェイス部９０を介して、上位装置に正常挿入信号を送信する。この上で、制御部６０は、復調データを上位装置に送信する。

このように、本実施形態のカードリーダ１では、磁気カード２から読み取った復調データを確実に上位装置に伝えるために、上位装置にデータが受け入れられるまでは復調データをカードリーダ１の内部に保持するようにしている。
そして、データを上位装置に送信する条件の一つであるカード２が所定位置まで達したことがリアセンサ８により検出され、さらにデータが上位装置に送信された後に、制御部６０は、主記憶部７０から当該復調データを消去される。
なお、制御部６０は、消去コマンドを上位装置から受信してから、復調データを消去してもよい。

上位装置は、例えば、正常挿入信号及びデータ信号が入力されると、カードリーダ１からカード２を引き抜くようにユーザに促す表示を所定の表示部等に表示させる。
以上により、本発明の実施の形態に係る磁気データ読み取り出力処理を終了する。

〔本発明の実施の形態の主な効果〕
以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
従来から、銀行キャッシュカードやクレジットカード等のカードを手動で搬送させて、磁気データを読み取ることができるカードリーダが存在した。
このような、従来のカードリーダは、磁気ヘッドから流入するノイズに応じて磁気検知感度を可変できる構成でなかった。このため、カードリーダを実装するユニット周辺のノイズが強い場合、外部ノイズによって磁気カードの読取エラーを発生させる可能性があった。特に、昨今では、携帯電話やセキュリティーゲート等、大きなノイズを発生させる機器が普及している。このため、これらからの外部ノイズが、完全にスライスによる調整を超える環境下では、読み取りエラーが頻発してしまい、カードの読み取りができなくなることがあった。

これに対して、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、挿入されたカード２をフロントセンサ７及び／又はリアセンサ８により検知する磁気カード検知部４０と、カード２に記録された磁気信号を読み取り、アナログ信号として出力する磁気ヘッド６と、磁気ヘッド６から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器１１０と設定されたスライスレベルを超える場合に出力信号検知信号を出力する比較器１２０とを含む信号検知部１００と、磁気カード検知部４０によりカード２の挿入が検知されない場合、信号検知部１００により出力された出力信号検知信号は、カード２に記録された磁気信号とは異なる信号と判定する判定部１３０とを備えることを特徴とする。
このように構成することで、磁気信号とノイズとを確実に判別でき、誤動作を抑制することが可能となる。すなわち、カードリーダ１が設置される場所のノイズ環境に応じて、ノイズを判定し、磁気読み取りエラーを回避することが可能となる。これにより、ノイズの多い環境であっても、カード２に記憶された情報を、確実に読み取ることが可能となる。つまり、ユーザが、カードリーダ１にカード２を何度も挿入、取り出ししなくても、最初の読み取り操作でエラーなくカード２の情報を読み取ることができる可能性を高められる。

また、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、ユーザが手動でカードリーダ１の装置内部にカード２を挿入し、又、装置内部からカード２を引き抜くことで、カード２に記録された磁気信号を読み取る手動式カードリーダであることを特徴とする。
このように構成することで、誤動作を抑制し、処理効率を高めることができる。

また、従来の手動式カードリーダの多くは、モータ式とは異なり、自発的にリトライ動作ができるものでなかった。このため、磁気信号の読み取り感度を複数切り換えられるものは少なかった。また、従来のカードリーダとしては、磁気信号の読み取り感度を複数切り換えられるものであっても、磁気ストライプの減磁に対応して読める可能性を高めるために微妙に感度等を変えるものだけが存在していた。つまり、従来の減磁カード等を読める可能性を高めるカードリーダは、磁気信号を読み取る際に、実際の磁気リード波形に対して微妙な調整をして、総合的に読み取り性を向上させるものであった。すなわち、従来のカードリーダは、磁気ヘッド６から流入する外来ノイズに応じて磁気検知感度の閾値を可変にできる構成でなかった。
このため、従来のカードリーダの周辺のノイズレベルが強く、外部からのノイズが磁気ヘッド６から流入した場合、この外来ノイズによって磁気カードの読み取りエラーが必ず発生していた。

これに対して、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、判定部１３０は、磁気ヘッド６に流入するノイズ環境を学習し、スライスレベルの初期値を学習データとして保存することを特徴とする。
このように構成することで、本実施形態のカードリーダ１は、カード２が挿入されていない場合のノイズ環境における磁気検知感度のレベルを設定し、設定後に、そのレベルを用いて、カード２の磁気信号を増幅するよう当該レベルに切り換える。このため、カード２の読み取りのエラーを確実に少なくすることができる。

また、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、信号検知部１００の比較器１２０に設定されるスライスレベルは可変であり、磁気検知感度を切り換える閾値切換部１４０を備えることを特徴とする。
すなわち、本実施形態のカードリーダ１は、カードリーダ１を設置した際に、カード２を搬送させない状態で磁気検知信号が出力された場合、ノイズが磁気ヘッド６から流入していると判断し、磁気検知感度の閾値であるスライスレベルを変更する。このため、設置される環境のノイズレベルに応じて、磁気検知感度を変更することにより、対ノイズ性能を向上させることが可能となる。つまり、外部ノイズによる磁気カードの読み取りエラーを回避することが可能となる。
また、対ノイズ性能を向上させる際に、ハードウェア構成及び回路基板の実装部品等の変更をする必要性が少なく、主にソフトウェアの変更で対応ができるため、コストを低減できる。

また、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、判定部１３０は、カード２に記録された磁気信号が減磁している場合に、閾値切換部１４０により信号検知部１００の比較器１２０のスライスレベルを切り換えることを特徴とする。
このように構成することで、カード２として減磁カードが挿入された場合、一時的にスライスを調整することにより、読み取りの可能性を向上させることが可能となる。結果として、ノイズが多い環境下でも、カード２の状態にかかわらず、読み取りができる可能性を高めることができる。
すなわち、スライスレベルを一時的に調整することで、ノイズ環境に影響ない程度に磁気検知感度を低下させた状態であっても、カード２がまったく読めなくなる事態を回避し、正常な読み取りを極力維持することが可能となる。

また、通常、磁気カードの磁気信号は、ノイズに比べて十分大きいため、スライスレベルを上げて、磁気検知感度を低下させても読み取ることが可能である。しかしながら、単に磁気検知感度を下げた場合、減磁カードに対する読み取りマージンは低下する。
これに対して、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、閾値切換部１４０を備えることで、減磁カードに対するマージンをノイズ環境においても適切に設定することができる。よって、カード２の総合的な読み取り率を向上させることができる。

また、従来の微妙に感度等を変えるカードリーダは、単にカードが挿入されたことを検知した後に、減磁カードに対応するよう磁気検知感度を少し高くしていた。このように単に磁気検知感度を少し大きくするだけだと、外来ノイズを多く取得することになっていた。このため、磁気ストライプを読み取る周波数の全域で外来ノイズが大きいような場合には、磁気情報をまったく読めなくなり、エラー状態から脱却できない状態となってしまっていた。
これに対して、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、一時的にスライスレベルを調整する。これにより、減磁カードについてスライスレベルを調整することで、読み込める可能性を高められる。よって、カード２の総合的な読取率を向上させることができる。

また、外部からのノイズは、通常の読み取りレベルとは関係なく、携帯電話基地局、ＷｉＦｉルータ、窃盗等防止用のセキュリティーゲート、その他電子機器から恒常的に発生されている。
従来、これらの外部からのノイズを受けると、カードリーダによっては、正規読み取り以前に読み取り用のゲートが開いてしまったり、実際のカードの磁気信号を取得する前に読み取りを開始したりしてしまうため、読み取りが正常にできないことがあった。

これに対して、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、検知センサとしてフロントセンサ７とリアセンサ８を備えており、磁気カード検知部４０により、このフロントセンサ７とリアセンサ８の検出信号と、出力信号検出部１０の出力信号検知信号とによりカード２の挿入の有無を判定することが可能である。
このため、カード２の誤検出により、ノイズ環境下において、読み取りゲートが開いてしまうことでの読み取りエラーを回避することができる。

また、上述のように、従来、カードリーダ周辺の外部ノイズが強い場合、磁気ヘッド６から流入するノイズにより磁気カードの読取性能を低下させる可能性があった。
ここで、カードリーダが設置される環境は様々であり、カードリーダの磁気データの読み取りに影響を与えるノイズレベルを事前に把握することは難しかった。
これに対して、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、ノイズ環境を学習することで、カード２の読み取りの可能性を高めることができる。

また、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、判定部１３０は、磁気ヘッド６から流入するノイズの環境を学習し、ノイズが概略一定な環境である場合、カード２に記録された情報を最初の読み取り操作で読み取り可能とするレベルにスライスレベルを切り換え、又は読み取り可能と推定される複数のスライスレベルに順番に切り換えることを特徴とする。
このように構成することで、カードリーダ１が設置される場所のノイズ環境に応じて、確実に磁気検知感度を切り換えることができる。よって、ノイズ環境下におけるカード２の読み取りエラーを少なくすることができる。

また、本発明のカードリーダ１は、判定部１３０は、磁気ヘッド６から流入するノイズの環境を学習し、ノイズが概略一定でない環境の場合、ノイズの変動のパターンに追従するよう、出力信号検出部１０の比較器１２０のスライスレベルを逐次切り換えることを特徴とする。
このように構成することで、ノイズの変動が激しい環境であることを検出し、ノイズの変動に追従するよう設定することができる。よって、カード２の情報を読み取る可能性を高めることが可能になる。
つまり、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、判定部１３０により、ノイズ環境の学習を行い、ノイズの影響でカード２の磁気信号がまったく読み取りできなくなる事態を回避しつつ、適切な磁気検知感度のレベルを逐次に設定し、カード２の読み取りを正常に維持することができる。つまり、カードリーダ１は、ノイズ環境において最適な磁気検知感度の切り換えのスライスレベルに順番に切り換えることができ、ノイズ環境下でもカード２の読み取りができる可能性を高めることができる。

〔他の実施の形態〕
なお、上述の実施の形態では、手動のディップ式のカードリーダ１を例として示した。すなわち、カードリーダ１は、カード状媒体であるカード２をユーザが手動で操作して、カード２に記録されたデータの再生やカード２へのデータの記録を行うためのカード状媒体処理装置である例について説明した。
しかしながら、カードリーダ１として、これに限らず、各種方式のものを使用することが可能である。たとえば、手動式のカードリーダとして、カードの短手幅よりも浅く形成された溝状のカード通路に沿ってカード２を移動させながらカード２の磁気データを読み取る、いわゆるスワイプ式のカードリーダが存在する。本発明においては、このようなスワイプ式のカードリーダについても適用可能である。また、モータ等の駆動源を用いたカード２の搬送機構を備えた、カード搬送式のカードリーダにも適用できる。
このように構成することで、各種方式のカードリーダにおいても、読み取りエラーを少なくすることができる。また、各種方式のカードリーダに対応して、最適に磁気検知感度を切り換えることが可能となる。

また、上述の実施の形態において、フロントセンサ７及びリアセンサ８として光学式のセンサについてのみ説明したものの、機械式又は音波式等の検知センサを使用することも可能である。
このように構成することで、各種方式のカードリーダに対応することが可能となる。

また、上述の実施の形態において、出力信号検出部１０は、起動時又はリセットの際、スライスレベルの初期値の設定が必要な場合に、磁気検知感度設定処理において、ノイズ環境学習処理により、ノイズの環境の学習を行うように記載した。
しかしながら、カードリーダ１が設置され、起動又はリセットされた際、又は磁気検知感度の再設定の指示があった場合等に、カード２が挿入されていない状態で、磁気ヘッド６から流入するノイズ環境を学習してもよい。

また、上述の実施の形態では、出力信号検出部１０が、磁気検知感度設定処理の際に、ノイズ環境学習処理を行うように記載した。
しかしながら、出力信号検出部１０は、磁気検知感度設定処理とは別に、ノイズ環境の学習のみを行う学習処理を実行することも可能である。この場合、出力信号検出部１０の判定部１３０は、カード２が挿入されていないことを確認した上で、例えば、数秒〜数時間の特定期間の間、閾値切換部１４０により、比較器１２０のスライスレベルを数百μ秒程度で切り換えながら、信号検知部１００から出力信号検知信号が出力されるか否かを検知してもよい。
このように構成することで、判定部１３０は、ノイズの大きさ（レベル）についての時系列データを、適切に取得することができる。

また、上述の実施の形態においては、減磁カードであるか否かの判断は、最初の読み取り操作で記憶されたエラー検知データを検知して判断するように記載した。
しかしながら、出力信号検出部１０又は磁気データ読取部２０に、カード２の磁気信号のピーク値を検出するピーク値検出部を備えて、このピーク値により比較器１２０のスライスレベルを変更するように構成してもよい。
このように構成することで、減磁カードであっても、より正確にカード２から復調データを取得することが可能になる。

なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。

１ カードリーダ
２ カード
２ａ 磁気ストライプ
３ 筐体
４ 挿入口
５ 切欠部
６ 磁気ヘッド
７ フロントセンサ
８ リアセンサ
９ 回路基板
１０ 出力信号検出部
２０ 磁気データ読取部
３０ 磁気データ処理部
４０ 磁気カード検知部
５０ 入力切換部
５５ ＳＷ
６０ 制御部
７０ 主記憶部
８０ 補助記憶部
９０ インターフェイス部
１００ 信号検知部
１１０ 増幅器
１２０ 比較器
１３０ 判定部
１４０ 閾値切換部
２１０ 増幅部
２２０ 増幅度切換部
２３０ ピーク検出部
２４０ スライスレベル切換部
２５０ 波形整形部
２６０ 復調部
３１０ 第一バッファ
３２０ データ編集部
３３０ 第二バッファ
３４０ 保存処理部
３５０ 読取保存用バッファ
５００ 学習データ

Claims (5)

1. 挿入された磁気記録媒体をセンサにより検知する磁気カード検知部と、
   前記磁気記録媒体に記録された磁気信号を読み取り、アナログ信号として出力する磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を増幅し、設定された磁気検知感度の閾値を超える場合に出力信号検知信号を出力する信号検知部と、
   前記磁気カード検知部により前記磁気記録媒体の挿入が検知されない場合、前記信号検知部により出力された前記出力信号検知信号は、前記磁気記録媒体に記録された前記磁気信号とは異なる信号と判定する判定部とを備える
   ことを特徴とする磁気情報処理装置。
2. ユーザが手動で装置内部に前記磁気記録媒体を挿入し、又、装置内部から前記磁気記録媒体を引き抜くことで、前記磁気記録媒体に記録された前記磁気信号を読み取る手動式カードリーダである
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気情報処理装置。
3. 前記判定部は、
   前記磁気ヘッドに流入するノイズ環境を学習し、前記磁気検知感度の閾値の初期値を学習データとして保存する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気情報処理装置。
4. 前記信号検知部の前記磁気検知感度の閾値は可変であり、前記磁気検知感度を切り換える閾値切換部を備え、
   前記判定部は、
   前記磁気記録媒体に記録された前記磁気信号が減磁している場合に、前記閾値切換部により前記信号検知部の前記磁気検知感度の閾値を切り換える
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気情報処理装置。
5. 挿入された磁気記録媒体をセンサにより検知する磁気カード検知部と、
   前記磁気記録媒体に記録された磁気信号を読み取り、アナログ信号として出力する磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドから出力されるアナログ信号を増幅し、設定された磁気検知感度の閾値を超える場合に出力信号検知信号を出力する信号検知部とを備える磁気情報処理装置により実行される磁気情報処理方法であって、
   前記磁気カード検知部により前記磁気記録媒体の挿入が検知されない場合、前記信号検知部により出力された前記出力信号検知信号は、前記磁気記録媒体に記録された前記磁気信号とは異なる信号と判定する
   ことを特徴とする磁気情報処理方法。

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