JP6612018B2 - 磁界発生装置、磁界発生装置の制御方法、および磁気記録媒体処理装置 - Google Patents

磁界発生装置、磁界発生装置の制御方法、および磁気記録媒体処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、妨害磁界を発生する磁界発生装置、磁界発生装置の制御方法、並びに磁気記録媒体に記録された磁気データの読み取りおよび/または磁気記録媒体への磁気データの書き込みを行う磁界発生装置を備えた磁気記録媒体処理装置に関する。
従来、磁気記録媒体としてカード状をした磁気記録媒体(以下、「カード」という。)に記録された磁気データの読み取りおよび/またはカードへの磁気データの書き込みを行う磁気記録媒体処理装置としてのカードリーダが広く利用されている。この種のカードリーダは、たとえば、銀行等の金融機関に設置されるATM(Automate Teller Machine)等の上位装置に搭載されて使用されている。
また、カードリーダが使用される金融機関等の業界では、従来、不正行為者がカードリーダのカード挿入口の前方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、従来、カード挿入口の前方に取り付けられる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。)によるカードの磁気データの読み取りを妨害するための妨害磁界を発生させる磁界発生装置を備えた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では、カードリーダのカード挿入口に磁界(磁気)発生装置を備え、磁界(磁気)発生装置から放出される妨害磁界(磁気)により、スキミング用磁気ヘッドがカード利用者の磁気データを読み取ることを妨害する技術が開示されている。
この技術において、妨害磁界を発生する回路は、コイル(インダクタ)の電源を、スイッチ機能を有するトランジスタにて駆動させる構成が採用される。
特許文献1に示すカードリーダにおいて、上記した磁界(磁気)発生装置は、次のように適用される。不正行為者が、カードの磁気データを読み取るために、カードリーダのカード挿入口に、磁気ヘッドであるスキミング用磁気ヘッドと磁気読み取り回路を取り付ける。このスキミング用磁気ヘッドに対し、磁気データが読み取れないようにするため、スキミング用磁気ヘッドに向けて妨害磁界を発生させている。
特開2001−67524号公報(または特許第3936496号)
しかしながら、特許文献1で使用されている磁界発生装置では、コイル(インダクタ)の電源を、スイッチ機能を有するトランジスタにて駆動させる回路であるので、単発的な磁界発生となり、妨害している時間が短いとか、または、その磁界が弱い場合があった。
そこで、本発明の課題は、妨害磁界を継続的にかつ効率的に発生することが可能な磁界発生装置、磁界発生装置の制御方法、および磁気記録媒体処理装置を提供することにある。
本発明の第1の観点の磁界発生装置は、インダクタおよびキャパシタが接続される共振部を含み、前記キャパシタへの電荷のチャージと、チャージした電荷を放電することより前記インダクタと前記キャパシタ間に交流の電流を流し共振により磁界を発生する磁界発生部と、前記磁界発生部の前記インダクタに流れる電流の方向を監視する電流方向監視部と、前記電流方向監視部の監視により得られる前記インダクタに流れる電流方向に応じて前記磁界発生部のチャージするタイミングを制御する判定部とを有する。
これにより、妨害磁界の発生を継続させることが可能で、インダクタに流れる電流の方向監視を実施することにより、共振部のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができ、高い精度で効率の良い妨害磁界制御が可能となる。
好適には、前記インダクタには、一端側から他端側に向かう第1方向電流と、他端側から一端側に向かう第2方向電流とが交互に流れ、前記判定部は、前記電流方向監視部の監視結果により前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じたか否かを判定する電流方向判定部と、前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じたことにより前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する動作指示部とを有する。
これにより、電流方向監視部の監視結果によりインダクタに流れる電流が第1方向電流に転じたか否かを判定するので、共振部のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を高い精度で実現することが可能となる。
好適には、前記判定部は、前記チャージを停止させてからあらかじめ設定した共振時間が経過したか否かを判定する時間判定部を有し、前記動作指示部は、前記共振時間を経過し、前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じたことを確認して前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する。
これにより、あらかじめ設定した共振時間の判定を行い、適正な時間が経過してから電流が第1方向に転じたことを確認していることから、さらに共振部のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を高い精度で実現することが可能となる。
好適には、前記判定部の前記時間判定部は、前記共振時間が経過後あらかじめ設定した監視時間を経過したか否かを判定し、前記動作指示部は、前記監視時間を経過し、前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じないときは前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する。
これにより、時間判定部はあらかじめ設定した監視時間を経過したか否かを判定しており、動作指示部は、監視時間を経過後、インダクタに流れる電流が第1方向電流に転じないときは磁界発生部をチャージするように駆動制御するので、チャージと共振を所望の期間継続的に行うことが可能となる。
好適には、前記判定部の前記時間判定部は、あらかじめ設定したチャージ時間を経過したか否かを判定し、前記動作指示部は、前記チャージ時間内に、前記電流方向監視部の監視結果により前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じた場合には、チャージ時間が終了してから共振を開始させる。
これにより、動作指示部は、あらかじめ設定したチャージ時間Tcが経過したと認識すると、磁界発生部を共振状態に駆動制御するので、共振を適正なタイミングで開始させることが可能となる。
好適には、前記判定部の動作指示部は、前記チャージ時間内に、前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じない場合には、異常として前記磁界発生部の駆動制御を終了する。
これにより、判定部がインダクタに流れる電流が第1方向電流に転じない場合には、異常として前記磁界発生部の駆動制御を終了するので、共振部の損傷等による機能不能を検出することが可能となり、磁界発生装置としての信頼性向上を図ることが可能となる。
好適には、前記判定部は、前記チャージを停止させてからあらかじめ設定した共振時間が経過したか否かを判定し、共振時間経過後あらかじめ設定した監視時間を経過したか否かを判定する時間判定部を有し、前記電流方向判定部は、前記共振時間内に、前記電流方向監視部の監視結果により前記インダクタに流れる電流の反転回数を取得し、前記動作指示部は、前記共振時間内に、前記取得した反転回数が規定回数以上である場合には、前記監視時間内に前記電流方向監視部の監視結果により前記インダクタに流れる電流に応じた前記磁界発生部の駆動制御を行う。
これにより、電流方向判定部は、共振時間内にインダクタに流れる電流の反転回数を取得し、動作指示部は、取得した反転回数が規定回数以上である場合にはインダクタに流れる電流に応じた前記磁界発生部の駆動制御をするので、共振部のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化をさらに高い精度で実現することができる。
好適には、前記判定部の前記動作指示部は、前記共振時間内に、前記取得した反転回数が規定回数に達しない場合には、異常として前記磁界発生部の駆動制御を終了する。
あるいは、前記判定部の前記時間判定部は、あらかじめ設定した監視時間を経過したか否かを判定し、前記動作指示部は、前記監視時間を経過して前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じないときは前記磁界発生部をチャージするように駆動制御することなく異常として前記磁界発生部の駆動制御を終了する。
これにより、判定部がインダクタであるコイルの電流状態を常時監視することにより、共振部の損傷等による機能不能を検出することが可能となり、磁界発生装置としての信頼性向上を図ることが可能となる。
本発明の第2の観点の磁気記録媒体処理装置の制御方法は、インダクタおよびキャパシタが接続される共振部を含み、前記キャパシタへの電荷のチャージと、チャージした電荷を放電することより前記インダクタと前記キャパシタ間に交流の電流を流し共振により磁界を発生する磁界発生部の駆動を制御するに際し、前記磁界発生部の前記インダクタに流れる電流の方向を監視し、前記監視により得られる前記インダクタに流れる電流方向に応じて前記磁界発生部のチャージするタイミングを制御する。
これにより、妨害磁界の発生を継続させることが可能で、インダクタに流れる電流の方向監視を実施することにより、共振部のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができ、かつ高い精度で効率の良い妨害磁界制御が可能となる。
本発明の第3の観点は、磁気記録媒体上に記録されている磁気情報を処理する磁気記録媒体処理装置であって、磁気記録媒体の磁気情報の読み取りを妨害する磁界を発生する磁界発生装置を有し、前記磁界発生装置は、インダクタおよびキャパシタが接続される共振部を含み、前記キャパシタへの電荷のチャージと、チャージした電荷を放電することより前記インダクタと前記キャパシタ間に交流の電流を流し共振により磁界を発生する磁界発生部と、前記磁界発生部の前記インダクタに流れる電流の方向を監視する電流方向監視部と、前記電流方向監視部の監視により得られる前記インダクタに流れる電流方向に応じて前記磁界発生部のチャージするタイミングを制御する判定部とを有する。
これにより、共振部のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができ、高い精度で効率の良い妨害磁界制御が可能となる。
そして、磁気記録媒体処理装置において、妨害磁界を適正な時間、強度をもって継続的にかつ効率的に発生することが可能で、かつ、磁気データの不正取得を高い精度で確実に防止することが可能となる。
本発明によれば、妨害磁界を継続的にかつ効率的に発生することが可能となる。
本発明の実施形態に係る磁気記録媒体処理装置としてのカードリーダの主要部の概略構成を示す図である。 本実施形態に係る磁気記録媒体処理装置としてのカードリーダのカード挿入部の概略構成を示す図である。 図1に示すカードリーダの制御部およびその関連部分の概略構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る駆動制御回路の第1の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る駆動制御回路の第2の構成例を示すブロック図である。 装置外部側にスキミング用磁気ヘッド装置が取り付けられた状態を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る磁界発生装置の磁界発生部、駆動制御回路、および電流方向監視回路を示す回路図である。 本実施形態に係る磁界発生装置の動作を説明するための波形図である。 駆動制御回路として図4の第1の構成例を採用した場合の動作を説明するためのフローチャートである。 駆動制御回路として図5の第2の構成例を採用した場合の動作を説明するためのフローチャートである。 電流方向の監視を実施しない場合のチャージおよび共振動作が正常に行われた場合の状態を示す波形図である。 電流方向の監視を実施しない場合のチャージおよび共振動作が正常に行わなかった場合の状態を示す波形図である。 カード取込み時の動作を説明するためのフローチャートである。 カード取込み時の動作を説明するための図である。 カード排出時の動作を説明するためのフローチャートである。 カード排出時の動作を説明するための図である。 図1に示すカードリーダの制御部およびその関連部分の他の概略構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
本実施形態においては、磁気記録媒体処理装置として、カード状をした記録媒体等に記録された磁気データを読み取りあるいは磁気データを記録するカードリーダを例に説明する。
以下では、まず、本実施形態に係るカードリーダの概略構成を説明した後、妨害磁界を発生する磁界発生装置の具体的な回路構成および動作等を説明する。そして、このカードリーダのカードの取り込みおよび排出動作を磁界発生装置の駆動タイミングと関連付けて説明する。
[カードリーダの概略構成]
図1は、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体処理装置としてのカードリーダの主要部の概略構成を示す図である。
図2は、本実施形態に係る磁気記録媒体処理装置としてのカードリーダのカード挿入部の概略構成を示す図である。
本実施形態のカードリーダ10は、カードMCに形成された磁気ストライプmp上に記録された磁気データの読み取りおよび/またはカードMCへの磁気データの書き込みを行うための磁気記録媒体処理装置であり、たとえば、金融機関等に設置される自動取引装置(ATM(Automated Teller Machine))等の所定の上位装置に搭載されて使用される。
カードリーダ10は、上位装置の筺体の前面を構成するフロントパネル20の奥側に配置されている。フロントパネル20には、磁気データが記録された磁気記録媒体としてのカードMCが挿入または排出される開口21が形成されている。
カードリーダ10は、図1に示すように、カードMCに記録された磁気データの読み取りおよび/またはカードMCへの磁気データの書き込みを行うカード処理部30と、カードMCが挿入、排出されるカード挿入口311が形成されるカード挿入部31と、カードリーダ10を制御する制御部40と、スキミング用磁気ヘッドでカードMCの磁気データの読み取りを阻止するための妨害磁界を発生させる磁界発生装置50とを備えている。
カードリーダ10の内部には、カード挿入口311から挿入されたカードMCが搬送されるカード搬送路32が形成されている。また、カードリーダ10の各種の制御を行う制御部40は、回路基板(図示省略)に実装されている。
本実施形態では、図1および図2のX方向(左右方向)にカードMCが搬送される。すなわち、X方向は、カードMCの搬送方向である。また、図1のZ方向(上下方向)は、カードMCの厚さ方向であり、X方向とZ方向とに直交する図1および図2のY方向(図1の紙面垂直方向)は、カードMCの幅方向(短手幅方向)である。
カードMCは、たとえば、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である。このカードMCには、磁気ストライプmpが形成されている。なお、カードMCには、ICチップが固定されても良いし、通信用のアンテナが内蔵されても良い。また、カードMC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。
カード処理部30は、カード搬送路32でカードMCを搬送するためのカード搬送機構33と、磁気データの読み取りおよび/または書き込みを行う磁気ヘッド34と、カード搬送路32内のカードMCの有無を検出するためのフォトセンサ35とを備えている。
カード搬送機構33は、3個の搬送ローラ331〜333と、搬送ローラ331〜333を回転駆動する駆動用モータ36と、駆動用モータ36の動力を搬送ローラ331〜333に伝達する動力伝達機構(図示せず)とを備えている。また、カード搬送機構33は、搬送ローラ331〜333にそれぞれ対向配置されるとともに搬送ローラ331〜333に向かって付勢されるパッドローラ334〜336を備えている。3個の搬送ローラ331〜333は、カードMCの搬送方向で所定の間隔をあけた状態で配置されている。
各搬送ローラ331,332,333は、制御部40の制御の下、駆動用モータ36によって回転駆動される。
磁気ヘッド34は、図1に示すように、カードMCの搬送方向において、カード処理部30の中央部に配置される搬送ローラ332の回転中心と磁気ヘッド34の中心とがX方向で略一致するように配置されている。また、磁気ヘッド34には、カード搬送路32を通過するカードMCに対して磁気ヘッド34に向かう付勢力を与えるための対向するパッドローラ335が対向配置されている。
フォトセンサ35は、発光素子と受光素子とを有する光学式のセンサである。本実施形態では、磁気ヘッド34は、フォトセンサ351によってカードMCの先端が検出された直後から磁気ストライプmpに記録された磁気データを読み取り、フォトセンサ351によってカードMCが検出されなくなる直前に磁気データの読み取りを終える。すなわち、本実施形態では、フォトセンサ351によって磁気ヘッド34で磁気データの読み取りが行われているか否かを検出することが可能である。
カード挿入部31は、カード挿入口311からカードMCが挿入されたか否かを検出するためのカード挿入検出機構37と、カード搬送路32を開閉するシャッター38と、磁気ストライプmpに記録された磁気データを読み取るプリヘッド(磁気ヘッド)39とを備えている。
カード挿入検出機構37は、たとえば図2に示すように、挿入されるカードMCの幅方向の一方の端部が横方向(Y方向)に押し付けられるとオンし、離れて押し付け状態が解除されるとオフするカード検出センサとしてのカード幅センサ371を有する。
カード挿入検出機構37は、たとえばカードMCの幅方向の一方の端部に接触可能な図示しないセンサレバーがカードMCに接触しているか否かを検出するカード幅センサ(カード検出センサ)を備えるように構成することも可能である。この場合、カードの挿入を検出するセンサのレバーは、所定の回動軸を中心に回動可能となっており、カード搬送路32に出没可能に配置される。
なお、カード幅センサ371は、発光素子と受光素子とを有する光学式のセンサであっても良い。また、カード挿入検出機構37は、カードMCの幅方向の端部に直接、接触する接点を有する機械式の検出機構であっても良い。
プリヘッド39は、カードMCの搬送方向において、カード挿入口311の近傍に配置されている。具体的には、プリヘッド39は、カード挿入検出機構37の近傍、たとえばカード幅センサ371のカードMCとの当接部分の近傍に配置されている。本実施形態では、プリヘッド39は、カード挿入検出機構37によってカードMCの先端が検出された直後から磁気ストライプmpに記録された磁気データを読み取り、カード挿入検出機構37によってカードMCが検出されなくなる前に磁気データの読み取りを終える。すなわち、本実施形態では、カード挿入検出機構37によってプリヘッド39で磁気データの読み取りが行われているか否かを検出することが可能である。
なお、磁界発生装置50は、インダクタおよびキャパシタが接続される共振部(共振回路)を含み、キャパシタへの電荷のチャージと、チャージした電荷を放電することよりインダクタとキャパシタ間に交流の電流を流し共振により磁界を発生する磁界発生部と、磁界発生部のインダクタに流れる電流の方向を監視する電流方向監視回路と、磁界発生部を駆動制御する駆動制御部とを有している。
この磁界発生装置50の具体的な構成については、後で詳細に説明する。
[カードリーダの制御部の概略構成]
図3は、図1に示すカードリーダ10の制御部40およびその関連部分の概略構成を示すブロック図である。図3は、本実施形態に係るカードリーダに設けられている、妨害磁界を発生する磁界発生装置のインダクタの構成例およびキャパシタとの接続例をあわせて示している。
制御部40は、回路基板(図示省略)に実装されている。制御部40は、カードリーダ10の各種、各部の制御を行い、たとえば、CPU41を含んで構成されている。制御部40は、その内蔵ROM内に格納されている制御プログラムに従って、カードMCの搬送動作、磁気ヘッド34による読み取り動作等を制御する。さらに、制御部40には、フォトセンサ35、カード検出センサとしてのカード幅センサ371、プリヘッド39が接続されており、これらの各構成からの出力信号が入力される。また、制御部40には、ドライバ42を介して駆動用モータ36が接続される。さらに、制御部40には、エンコーダ361が接続されており、駆動用モータ36の回転状態等を検出するエンコーダ361からの出力信号が入力される。
また、本実施形態では、制御部40は、不正に取り付けられたスキミング用磁気ヘッドに妨害磁界を発生する磁界発生装置50が接続される。磁界発生装置50は、カード幅センサ371のカード検出結果、プリヘッド39の磁気検出結果等に応じて、磁界発生や磁界発生の停止等の駆動制御を行われる。
[磁界発生装置の概略構成]
本実施形態の磁界発生装置50は、磁界発生部51と、磁界発生部51による磁界発生や磁界発生部51の停止等を駆動制御する駆動制御回路(駆動制御部)52と、磁界発生部51のインダクタに流れる電流の方向を監視する電流方向監視回路53を有している。
磁界発生部51は、磁界を発生するためのインダクタとしてのコイルL51を含んで構成されている。コイルL51は、たとえば図3に示すように、鉄心FCにコイルCLを巻いて形成される。本実施形態では、磁界発生部51は、カード挿入部31に配置されている。
磁界発生部51は、後で詳述する例ように、コイルL51はキャパシタC51と並列に接続されて共振部(並列共振回路)を形成し、妨害磁界を継続して発生する。磁界発生部51は、妨害磁界を適正な時間、強度をもって継続的に発生するように駆動制御される。
このように、磁界発生装置50は、コイル(インダクタ)L51とキャパシタ(コンデンサ)C51を並列に接続した並列共振回路により構成することが可能である。
この並列共振回路では、まずキャパシタC51に直流の電流を流して電気(電荷、共振エネルギー)を蓄え(以降、これを“チャージ”と呼称する)、次にキャパシタC51に蓄えられた電気(電荷)を放電させることによりコイル(インダクタ)L51とキャパシタC51間に交流の電流を流す(以降、これを“共振”と呼称する)。
これにより、磁界発生装置50は、スキミング用磁気ヘッドのコイルに相互誘導作用を与えて出力を乱し、不正行為者による磁気データ搾取を妨害する。
ただし、磁界発生装置において、チャージと共振を繰り返し連続して行う場合、共振中にコイルL51の電流が逆向きに流れているタイミング(キャパシタが放電中)でチャージを行うと、逆起電力が発生して電源回路(駆動電源部)にダメージを与えるおそれがあるとともに、この逆起電力の影響によりキャパシタC51へのチャージ効率が低下し、スキミング用磁気ヘッドへの妨害出力強度も低下する可能性がある。
そこで、本実施形態においては、以下に詳細に説明するように、磁界発生装置50において、コイルL51に流れる交流電流の方向監視を実施することにより、並列共振回路のキャパシタC51に直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図るために、電流方向監視回路53の監視により得られるコイルL51に流れる電流方向に応じて磁界発生部51のチャージするタイミングを制御する。
磁界発生装置50は、共振時において、インダクタであるコイルL51には、コイルL51の一端側から他端側に向かう第1方向電流(正方向電流)と、他端側から一端側に向かう第2方向電流(逆方向電流)とが交互に流れる。
本実施形態では、図3中に示すように、コイルL51の一端部TP1側から他端部TP2側に向かって流れる電流を第1方向電流(正方向電流)IL1とし、他端部TP2側から一端部TP1側に向かって流れる電流を第2方向電流(逆方向電流)IL2とする。
電流方向監視回路53は、コイルL51の両端部TP1、TP2の電位を検知し、その電位の高低を比較して、その比較結果を示す比較出力信号DIRを駆動制御回路52に出力する。
本実施形態において、電流方向監視回路53は、コイルL51の一端部TP1側の電位が他端部TP2側の電位より高いときは比較出力信号DIRを、たとえばローレベル(L)で駆動制御回路52に出力する。
一方、電流方向監視回路53は、コイルL51の一端部TP1側の電位が他端部TP2側の電位より低い(または以下の)ときは比較出力信号DIRを、たとえばハイレベル(H)で駆動制御回路52に出力する。
駆動制御回路52は、電流方向監視回路53の監視により得られるコイルL51に流れる電流方向に応じて磁界発生部51のチャージするタイミングを制御する。
駆動制御回路52は、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことにより、たとえばコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に切り替わったタイミングで磁界発生部51をチャージするように駆動制御する。
これにより、磁界発生装置50は、共振回路のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を高い精度で実現する。
駆動制御回路52は、磁界発生部51をチャージさせる場合、あらかじめ設定した所定のチャージ時間Tcの間、チャージ信号CHGを、アクティブレベルのたとえばハイレベルで磁界発生部51に出力する。
駆動制御回路52は、チャージ時間(期間)Tcが経過すると、磁界発生部51を共振状態に駆動制御するために、チャージ信号CHGを、非アクティブレベルのローレベルに切り替えて磁界発生部51に出力する。
駆動制御回路52は、チャージを停止させてから(チャージ時間(期間)が経過してから)、あらかじめ設定した共振時間Trが経過すると、電流方向監視回路53の監視結果によりコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認して磁界発生部51をチャージするように駆動制御する。
すなわち、駆動制御回路52は、磁界発生部51をチャージさせる場合、あらかじめ設定した所定のチャージ時間Tcの間、チャージ信号CHGを、アクティブレベルのたとえばハイレベルで磁界発生部51に出力する。
駆動制御回路52は、共振時間Trが経過し、あらかじめ設定した監視時間Tmを経過してもコイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1に転じないときは磁界発生部51をチャージするように駆動制御するような構成を採用することも可能である。
これにより、磁界発生装置50は、チャージと共振を所望の期間継続的に行うことが可能となる。
[駆動制御回路の第1の構成例]
図4は、本実施形態に係る駆動制御回路の第1の構成例を示すブロック図である。
図4の駆動制御回路52Aは、記憶部521、時計部522、判定部523、および駆動部としてのドライバ524を有している。
記憶部521は、たとえ不揮発性メモリにより構成され、あらかじめ設定されたチャージ時間(期間)Tc、共振時間(期間)Tr、および監視時間(期間)Tmの各種データが記憶されている。
記憶部521に記憶されているチャージ時間(期間)Tc、共振時間(期間)Tr、および監視時間(期間)Tmの各種データは判定部523で参照される。
時計部522は、現在の時間情報CTMを判定部523に供給する。
判定部523は、時間(期間)判定部5231、電流方向判定部5232、および動作指示部5233を含んで構成されている。
判定部523の動作指示部5233は、基本的に、時間判定部5231、電流方向判定部5232、およびドライバ524の動作を指示して制御する。
動作指示部5223は、チャージ時間(期間)Tc、共振時間(期間)Tr、および監視時間(期間)Tmの経過情報、コイルL51に流れる電流方向に応じて、ドライバ524が出力するチャージ信号CHGの出力タイミングを制御する。
時間判定部5231は、動作指示部5233による動作指示情報に応じて、時計部522による供給される現在時間CTMから、記憶部521に記憶されているチャージ時間(期間)Tc、共振時間(期間)Tr、および監視時間(期間)Tmが経過したか否かを判定し、その結果を動作指示部5233に供給する。
また、時間判定部5231は、共振時間Trが経過したことを示す情報等を電流方向判定部5232に供給する。なお、この共振時間Trが経過したことを示す情報は、動作指示部5233を経由して電流方向判定部5232に供給するように構成することも可能である。
電流方向判定部5232は、共振時間Trが経過したことを示す情報を受けると、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたか否かを判定し、その結果を動作指示部5233に供給する。
動作指示部5233は、妨害磁界発生時には、まず、チャージを開始するために、ドライバ524に対してチャージ信号CHGをアクティブレベルのハイレベルで出力するように指示する。
動作指示部5233は、チャージ開始を指示したことを時間判定部5231および電流方向判定部5232に報知する。
動作指示部5233は、時間判定部5231による情報によりチャージ時間(期間)Tcが経過したことを認識すると、磁界発生部51を共振状態に駆動制御するために、チャージ信号CHGを、非アクティブレベルのローレベルに切り替えるようにドライバ524に指示する。
動作指示部5233は、時間判定部5231による情報により共振時間Trが経過したことを認識して、電流方向判定部5232の判定結果によりコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認すると、ドライバ524に対してチャージ信号CHGをアクティブレベルのハイレベルで出力するように指示する。
動作指示部5233は、時間判定部5231による情報により共振時間Trが経過し、さらに監視時間Tmが経過したことを認識すると、強制的に、ドライバ524に対してチャージ信号CHGをアクティブレベルのハイレベルで出力するように指示する。
以上に本実施形態の駆動制御回路52の第1の構成例について説明した。
本実施形態の駆動制御回路52は、この第1の構成例の機能に加えて、あるいは第1の構成例とは別に、以下に示すような第2の構成例を採用することも可能である。
[駆動制御回路の第2の構成例]
第2の構成例においては、駆動制御回路52は、チャージを開始してからあらかじめ設定したチャージ時間(期間)Tc内に、電流方向監視回路53の監視結果によりコイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1に転じた場合には、チャージ期間が終了してから共振を開始させ、また、チャージ時間(期間)Tc内に、コイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1に転じない場合には、異常として磁界発生部の駆動制御を終了するように構成することも可能である。
これにより、磁界発生装置50は正常な状態の場合にチャージおよび共振を行うことができる。
また、駆動制御回路52は、共振を開始してからあらかじめ設定した共振時間(期間)Tc内に、電流方向監視回路53の監視結果によりコイルL51に流れる電流の反転回数を取得し、取得した反転回数Nが規定回数Nc以上である場合には、あらかじめ設定した監視時間Tm内に電流方向監視回路53の監視結果によりコイルL51に流れる電流に応じた磁界発生部51の駆動制御を行う。
具体的には、第1の構成例の場合と同様に、駆動制御回路52は、チャージを停止させてから(チャージ期間が経過してから)、あらかじめ設定した共振時間Trが経過すると、電流方向監視回路53の監視結果によりコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認して磁界発生部51をチャージするように駆動制御する。
すなわち、駆動制御回路52は、磁界発生部51をチャージさせる場合、あらかじめ設定した所定のチャージ時間Tcの間、チャージ信号CHGを、アクティブレベルのたとえばハイレベルで磁界発生部51に出力する。
これにより、磁界発生装置50は、共振回路のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化をさらに高い精度で実現することができる。
また、駆動制御回路62は、共振期間Tc内に、取得した反転回数Nが規定回数Ncに達しない場合には、異常として磁界発生部の駆動制御を終了する。
また、駆動制御回路62は、あらかじめ設定した監視時間Tmを経過してコイルL51に流れる電流が第1方向電流に転じないときは磁界発生部をチャージするように駆動制御することなく異常として磁界発生部の駆動制御を終了する。
これにより、磁界発生装置50は、正常な状態の場合、すなわち、チャージ中あるいは共振中のコイルL51に流れる電流の方向が正しく変化していると判断した場合にチャージおよび共振の駆動制御を行うことができる。
図5は、本実施形態に係る駆動制御回路の第2の構成例を示すブロック図である。
図5の駆動制御回路52Bが図4の駆動制御回路52Aと異なる点は、以下の通りである。
記憶部521Bは、あらかじめ設定されたチャージ時間(期間)Tc、共振時間(期間)Tr、および監視時間(期間)Tmの各種データに加えて、電流方向反転回数の規定回数Ncが記憶されている。
記憶部521Bに記憶されているチャージ時間(期間)Tc、共振時間(期間)Tr、および監視時間(期間)Tmの各種データは判定部523の時間判定部5231で参照される。
記憶部521Bに記憶されている規定回数Ncは電流方向判定部5232Bで参照される。
なお、チャージ時間Tc、共振時間Trは妨害磁界の制御方法により、任意に定められる。たとえば、チャージ時間Tcは100μs〜700μsに設定され、共振時間Trは1000μs〜2000μsに設定される。
また、監視時間Tmも並列共振回路の共振周期(1/共振周波数)を基に、任意に定められる。監視時間Tmはたとえば100μs〜200μsに設定される。
電流方向判定部5232Bは、チャージ時間Tc内であることを示す情報を受けると、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたか否かを判定し、その結果を動作指示部5233Bに供給する。
電流方向判定部5232Bは、共振時間Tr内であることを示す情報を受けると、共振時間(期間)Tr内にコイル電流方向のフラグFLGを「0」と「1」で切り替えながら、電流方向回転数Nを計数し、その結果を動作指示部5233Bに供給する。
電流方向判定部5232Bは、共振時間Trが経過したことを示す情報を受けると、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたか否かを判定し、その結果を動作指示部5233Bに供給する。
動作指示部5233Bは、妨害磁界発生時には、まず、チャージを開始するために、ドライバ524に対してチャージ信号CHGをアクティブレベルのハイレベルで出力するように指示する。
動作指示部5233Bは、チャージ開始を指示したことを時間判定部5231および電流方向判定部5232に報知する。
動作指示部5233Bは、チャージ時間Tc内に、電流方向監視回路53の監視結果によりコイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1である場合には、磁界発生部51を共振状態に駆動制御するために、チャージ時間Tcが経過した時点でチャージ信号CHGを、非アクティブレベルのローレベルに切り替えるようにドライバ524に指示する。
動作指示部5233Bは、チャージ時間Tc内に、コイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1にならない場合(転じない場合)には、異常として磁界発生部の駆動制御を終了する。
動作指示部5233Bは、時間判定部5231による情報によりチャージ時間Tcが経過したことを認識すると、磁界発生部51を共振状態に駆動制御するために、チャージ信号CHGを、非アクティブレベルのローレベルに切り替えるようにドライバ524に指示する。
動作指示部5233Bは、共振時間Tr内に、取得した反転回数Nが規定回数Nc以上である場合には、時間判定部5231による情報により共振時間Trが経過したことを認識して、電流方向判定部5232Bの判定結果によりコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認すると、ドライバ524に対してチャージ信号CHGをアクティブレベルのハイレベルで出力するように指示する。
動作指示部5233Bは、共振時間Tr内に、取得した反転回数Nが規定回数Ncに達しない場合や、時間判定部5231による情報により監視時間Tmが経過しても、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じない場合には、異常として磁界発生部の駆動制御を終了する。
以上、本実施形態の駆動制御回路52の第1の構成例および第2の構成例について説明したが、これら第1の構成例および第2の構成例の動作例については、後でフローチャートに関連付けて説明する。
[磁界発生装置の配置例]
磁界発生装置50は、制御部40により統合的に制御される駆動制御回路52の制御の下に、コイルCLには交流あるいは直流電流が流される。電流が流されると、開口21あるいはカード挿入部31の外側部分に妨害磁界が発生するように構成され、配置される。妨害磁界の発生領域は、カード挿入部31を介して挿入あるいは排出される磁気カードMCに形成されている磁気ストライプmpの通過領域を含む領域となるように構成されている。
以上の構成を有する磁界発生装置50は、回路配置としては、図1に示すように、フロントパネル20の内部側(裏面側)近傍に磁界発生部51、駆動制御回路52、および電流方向監視回路53を、全体回路を含んで配置することができる。
ただし、たとえばコイル(インダクタ)L51およびキャパシタC51により構成される磁界発生部51としての共振部をフロントパネル20の内部側近傍に配置し、残りの回路系を他の位置、たとえば制御部40側に配置する等、種々の態様が可能である。
図6は、装置外部側にスキミング用磁気ヘッド(を含むスキマー)が取り付けられた状態を模式的に示す図である。
カードリーダ10では、カードMCの挿入時には、その先端がカード挿入口311に挿入されると同時に、カードMCが搬送ローラ331によって一定の速度で搬送される。同様に、磁気カードMCの排出時にも、磁気カードMCがカード挿入口311から実質的に外部に排出されるまで搬送ローラ331によって一定の速度で搬送される。
したがって、カード挿入口311の外部側にスキミング用磁気ヘッドおよび磁気読み取り回路を含むスキマー(不正に磁気カードのデータを読み取る装置)を取り付けた場合には、スキミング用磁気ヘッドに沿って、一定の速度でカードが移動することになる。このため、このようなカードスロットの外部側に取り付けた磁気ヘッドにより、カードの記録データを読み取ることが可能である。
本実施形態に係るカードリーダ10においては、たとえば図6に示すように、カードスロット用開口21が形成されているフロントパネル20の表面に不正にスキミング用磁気ヘッド61を含むスキマー60が取り付けられたとしても、このようなスキミング用磁気ヘッド61によるカードMCの読み取り動作を、磁界発生装置50による妨害磁界によって阻止することができる。
すなわち、本実施形態の磁界発生装置50においては、妨害磁界の発生を継続させることが可能で、インダクタであるコイルに流れる交流電流の方向監視を実施することにより、並列共振回路のキャパシタC51に直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができ、かつエネルギー効率の良い妨害磁界制御が可能である。
また、本磁界発生装置50においては、インダクタであるコイルの電流状態を常時監視することにより、共振回路素子の損傷やコイルの断線による機能不能を検出することが可能となり、妨害磁界発生装置としての信頼性向上を図ることができる。
また、本磁界発生装置50においては、電流方向監視回路43をコンパレータ(比較器)回路素子の追加で実現可能である。
次に、このような特徴的効果を奏する磁界発生装置50のより具体的な構成および機能について説明する。
[磁界発生装置50の磁界発生部51、駆動制御回路52、電流方向監視回路53の構成例]
次に、磁界発生装置50の磁界発生部51および駆動制御回路52、並びに電流方向監視回路53の具体的な回路構成および動作を実施形態として詳細に説明する。なお、以下の説明では、駆動制御回路52に関しては、図4および図5の構成を除く駆動回路系について説明する。
以下の説明において、図7に関連付けて説明する本実施形態に係る磁界発生装置50の磁界発生部51を構成する共振部511は、基本的に、インダクタであるコイルLおよびキャパシタCを接続して形成されるLC並列共振回路を有し、このLC並列共振回路により磁界を継続的に発生する機能を有する。
さらに、本実施形態において、この磁界発生部51は、LC並列共振回路により、コイルのみの従来のものより強い磁界を発生させる機能を有している。これにより、磁界発生装置50は、妨害磁界の出力を増大させ、磁界を所定期間にわたり継続的に発生することができ、妨害磁界を適正な時間、強度をもって継続的に発生することが可能で、スキミング用磁気ヘッドを用いて磁気データを不正に取得することを確実に防止することができる。
さらに、本実施形態においては、電流方向監視回路53の監視により得られるコイルL51に流れる電流方向に応じて磁界発生部51のチャージするタイミングを制御する。
このように、本実施形態においては、磁界発生装置50において、コイルL51に流れる交流電流の方向監視を実施することにより、並列共振回路のキャパシタC51に直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができる。
そのため、高い精度で効率の良い妨害磁界制御が可能であり、スキミング用磁気ヘッドを用いて磁気データを不正に取得することを確実に防止することができる。
また、本磁界発生装置50においては、インダクタであるコイルの電流状態を常時監視することにより、共振回路素子の損傷やコイルの断線による機能不能を検出することが可能となり、妨害磁界発生装置としての信頼性向上を図ることができる。
[磁界発生装置の実施形態]
次に、本実施形態に係る磁界発生装置の磁界発生部等の構成について説明する。
図7は、本発明の本実施形態に係る磁界発生装置の磁界発生部、駆動制御回路、および電流方向監視回路を示す回路図である。
図7の磁界発生装置50Cは、基本的に、磁界発生部51Cを構成する共振部511、駆動制御回路52Cとしての駆動電源電圧VCCを供給する駆動電源部(電源回路)525、基準電位部526、共振駆動部527、および電流方向監視回路53Cを有する。
本実施形態においては、駆動電源部525が供給する(以下、駆動電圧という)VCCは、24Vあるいは20Vに設定される。駆動電源部525は、電源回路として駆動電圧VCCの供給源SVCCに接続された接続ノードND51を通して駆動電圧VCCを共振部511に供給する。
駆動電源部525は、接続ノードND51と共振部511の電力入力ノード(第1のノードND52)との間に逆流防止用のダイオードD51が接続されている。ダイオードD51は、接続ノードND51から共振部511の第1のノードND52に向かって順方向となるように接続されている。すなわち、ダイオードD51は、アノードが接続ノードND51に接続され、カソードが共振部511の第1のノードND52に接続されている。
基準電位部526は、基準電位VSSに設定される。本実施形態において、基準電位は接地電位GNDである。
共振部511は、第1のノードND52と第2のノードND53との間にインダクタであるコイルL51、およびキャパシタC51が並列接続された並列共振回路を含んで構成されている。
共振部511は、第1のノードND52に駆動電圧VCCを受け、第2のノードND53が基準電位部526に電気的に接続された後、基準電位部526が電気的に切り離された状態で共振し、コイルL51に流れる電流に応じた磁界を発生する。
すなわち、共振部511は、スキミング用磁気ヘッドに対し妨害磁界を発生させて、不正に磁気データを取得することを防止するように構成されている。
本実施形態において、共振回路は、図7に一例として示すように、第1のノードND52と第2のノードND53との間にインダクタL51およびキャパシタC51が並列に接続されたLC並列共振回路により構成されている。
インダクタであるコイルL51の一端部TP1が第1のノードND52に接続され、コイルL51の他端部TP2が第2のノードND53に接続されている。キャパシタC51一方の電極(端子)が第1のノードND52に接続され、他方の電極(端子)が第2のノードND53に接続される。
第1のノードND52は、駆動電源部525の駆動電圧VCCの供給ラインに接続されている。第2のノードND53は、共振駆動部527の大電力用の駆動スイッチング素子DSW51を介して基準電位部526に選択的に接続される。
LC並列共振回路においては、LCの互いの電流が打消しあい、共振周波数において外部からはインピーダンスが無限大に見える。このときキャパシタC51の内部に電界として蓄えられたエネルギーと、インダクタであるコイルL51の内部に磁界として蓄えられたエネルギーが並列共振回路の内部で互いに移動する。
本実施形態では、共振部511は、共振駆動部527を通してパルス状の制御信号であるチャージ信号CHGにより周期的に継続して共振するように制御される。
なお、パルス状のチャージ信号CHGは、チャージを停止させてから(チャージ期間が経過してから)、あらかじめ設定した共振時間Trが経過すると、電流方向監視回路53Cの監視結果によりコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことが確認されると、磁界発生部51である共振部511をチャージするように駆動制御される。
本実施形態においては、磁界発生部51の共振部511をチャージさせる場合、あらかじめ設定した所定のチャージ時間Tcの間、チャージ信号CHGは、アクティブレベルのたとえばハイレベルで供給される。
共振部511は、共振駆動部527を通して第2のノードND53と基準電位部526との接続状態および非接続状態が切り替えられることにより、共振が誘起されて、磁界を発生するように制御される。
また、共振部511は、共振駆動部527を通して、カード挿入口311にカードMCが挿入され、カード幅センサ371がカードMCを検出してから、発生した磁界が妨害磁界としての機能を保持できない程度となる、あるいは発生した磁界がなくなるまで、上述した周期より長い時間、妨害磁界を発生しないように制御(磁界発生停止制御)される。この妨害磁界の発生が停止された所定期間にプリヘッド39で磁気が検出されたか否かの判断が制御部40で行われる。
ここでいう周期とは、共振作用が誘起されて磁界を発生した後、共振部に蓄積された共振エネルギーの減衰に伴い磁界が減衰するが、この減衰する磁界が妨害磁界としての機能を保持している間に、共振を誘起することができる期間をいう。
共振駆動部527は、制御部40(駆動制御回路52のドライバ524)によるチャージ信号CHGに応じて、共振部511の第2のノードND53と基準電位部526との接続状態および非接続状態が切り替えられることにより、共振が誘起されて、磁界を発生するように制御する。
また、共振駆動部527は、チャージ信号CHGに応じて、共振部511の第2のノードND53と基準電位部526とが非接続状態に周期的または/および非周期的に切り替えられることにより、発生した磁界が妨害磁界としての機能を保持できない程度となる上述した周期より長い時間、妨害磁界を発生しないように制御される。
本実施形態の共振駆動部527は、たとえばバイポーラ等のトランジスタにより形成される大電力用の駆動スイッチング素子DSW51を含んで構成される。
図7の例では、駆動スイッチング素子DSW51はnpn型バイポーラスイッチにより形成されており、コレクタが共振部511の第2のノードND53に接続され、エミッタが基準電位部526に接続され、ベースがチャージ信号CHGの供給ラインに接続されている。
このように、駆動スイッチング素子DSW51は、共振部511の第2のノードND53と基準電位部526との間に接続され、チャージ信号CHGに応じて導通状態と非導通状態が切り替えられ、共振部511の第2のノードND53と基準電位部526との接続状態、非接続状態を切り替える。
共振駆動部527は、チャージ信号CHGをたとえばアクティブのハイレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51を導通状態に駆動する。共振駆動部527は、チャージ信号CHGを非アクティブのローレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51を非導通状態に駆動する。
[電流方向監視回路の構成例]
ここで、共振部511を構成するコイルL51に流れる電流方向を監視する電流方向監視回路53Cの具体的な構成例について説明する。
電流方向監視回路53Cは、コイルL51の両端部TP1、TP2の電位を検知し、その電位の高低を比較して、その比較出力信号DIRを図3、図4および図5に示すような駆動制御回路52(52A,52B)に出力する。
本実施形態において、電流方向監視回路53Cは、コイルL51の一端部TP1側の電位が他端部TP2側の電位より高いときは比較出力信号DIRを、たとえばローレベル(L)で駆動制御回路52に出力する。
一方、電流方向監視回路53Cは、コイルL51の一端部TP1側の電位が他端部TP2側の電位より低い(または以下の)ときは比較出力信号DIRを、たとえばハイレベル(H)で駆動制御回路52に出力する。
電流方向監視回路53Cは、図7に示すように、抵抗素子R51,R52,R53,R54、およびコンパレータ531を有する。
共振部511のコイルL51の一端部TP1と基準電位部526との間に抵抗素子R51とR52が直列に接続されている。直列に接続された抵抗素子R51とR52の接続ノードND531がコンパレータ531の反転入力端子(−)に接続されている。
共振部511のコイルL51の他端部TP2と基準電位部526との間に抵抗素子R53とR54が直列に接続されている。直列に接続された抵抗素子R53とR54の接続ノードND532がコンパレータ531の非反転入力端子(+)に接続されている。
コンパレータ531は、接続ノードND531の電位と接続ノードND532の電位、すなわち、コイルL51の一端部TP1側の電位と他端部TP2側の電位とを比較する。
コンパレータ531は、コイルL51の一端部TP1側の電位が他端部TP2側の電位より高いときは比較出力信号DIRを、たとえばローレベル(L)で駆動制御回路52に出力する。
コンパレータ531は、コイルL51の一端部TP1側の電位が他端部TP2側の電位より低い(または以下の)ときは比較出力信号DIRを、たとえばハイレベル(H)で駆動制御回路52に出力する。
図3、図4および図5に示すような駆動制御回路52は、コンパレータ531の比較出力信号DIRを受けて、磁界発生部51のチャージするタイミングを制御する。
前述したように、駆動制御回路52は、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことにより、たとえばコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に切り替わったタイミングで磁界発生部51をチャージするように駆動制御する。
これにより、磁界発生装置50は、共振回路のキャパシタに直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を高い精度で実現する。
次に、本実施形態に係る磁界発生装置50Cの動作を、図8、図9、および図10に関連付けて説明する。
図8は、本実施形態に係る磁界発生装置の動作を説明するための波形図である。図8は、図1のカードリーダ10に図7の磁界発生装置50Cを搭載した場合の波形を示している。図8(a)はチャージ信号CHGを示し、図8(b)はコイル電流IL(1,2)を示し、図8(c)は電源電流ICSを示し、図8(d)はヘッド出力である妨害磁界DMGを示し、図8(e)は比較出力信号DIRを示している。
また、図9は、駆動制御回路として図4の第1の構成例を採用した場合の動作を説明するためのフローチャートである。
図10は、駆動制御回路として図5の第2の構成例を採用した場合の動作を説明するためのフローチャートである。
[第1の構成例の駆動制御回路を採用した場合の動作例]
まず、図8および図9に関連付けて、駆動制御回路として図4の第1の構成例を採用した場合の動作を説明する。
まず、妨害磁界を発生させていない状態で、図8(a)に示すように、妨害磁界を発生するように、チャージ信号CHGが制御部40の駆動制御回路52のドライバ524から磁界発生装置50Cにおける駆動制御回路52Aの共振駆動部527に供給される。
この場合、チャージ信号CHGがアクティブのハイレベル(H)で供給される。共振駆動部527では、チャージ信号CHGをアクティブのハイレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51が導通状態に駆動される。
これにより、チャージが開始される(図9のステップST1)。
このとき、駆動制御回路52Aの時間判定部5231は、チャージが開始された時点において時計部522から供給されるチャージ開始時点の現在時間CTM1を図示しないメモリに記憶しておく(図9のステップST2)。
共振部511において、第2のノードND53が基準電位部526と電気的に接続状態となる。共振部511においては、第1のノードND52には、駆動電源部525から駆動電圧VCCが供給されている。
すなわち、共振部511は、共振駆動部527を通して第2のノードND53と基準電位部526との接続状態に切り替えられることにより、キャパシタC51へのチャージが開始されて共振機能が誘起されて、図8(b)に示すように、コイル(インダクタ)L51に流れる正方向の第1電流IL1が増大し、妨害磁界を発生するように制御される。
ここで、駆動制御回路52Aの時間判定部5231において、現在時間CTM2とステップST2で記憶したチャージ開始時点の時間TMC1との差が所定のチャージ時間Tcを超えたか否かの判定が行われ(図9のステップST3)、その結果が動作指示部5233に供給される。
動作指示部5233は、時間判定部5231の判定結果によりチャージを開始してから所定のチャージ時間Tcが経過したと認識すると(図9のステップST3)、磁界発生部51を共振状態に駆動制御するために、チャージ信号CHGを、非アクティブレベルのローレベルに切り替えるようにドライバ524に指示する。
これにより、チャージ信号CHGは非アクティブのローレベル(L)に切り替えられ、共振駆動部527に供給される。共振駆動部527では、チャージ信号CHGを非アクティブのローレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51が非導通状態に駆動される。
これに伴い、チャージが停止して、共振が開始される(図9のステップST4)。
なお、動作指示部5233は、チャージ時間Tc内に、時間判定部5231の判定結果によりコイル(インダクタ)L51に流れる電流が正方向の第1方向電流IL1に転じた場合には、チャージ時間Tcが終了してから共振が開始するようにしている。
このとき、駆動制御回路52Aの時間判定部5231は、共振が開始された時点において時計部522から供給される共振開始時点の現在時間CTM3を図示しないメモリに記憶しておく(図9のステップST5)。
ここで、駆動制御回路52Aの時間判定部5231において、現在時間CTM4とステップST5で記憶した時間TMC3との差が所定の共振時間Trを超えたか否かの判定が行われ(図9のステップST6)、その結果が動作指示部5233に供給される。
動作指示部5233は、時間判定部5231の判定結果により共振を開始してから所定の共振時間Trが経過したと認識すると(図9のステップST6)、共振時間Trが経過した時点において時計部522から供給される現在時間CTM5を図示しないメモリに記憶しておく(図9のステップST7)。
そして、動作指示部5233は、電流方向判定部5232の判定結果によりコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認する(図9のステップST8)。
ステップST8において、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認すると、ドライバ524に対してチャージ信号CHGをアクティブレベルのハイレベルで出力するように指示する。
この場合、ステップST1の処理に戻り、チャージ信号CHGがアクティブのハイレベル(H)で供給される。共振駆動部527では、チャージ信号CHGをアクティブのハイレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51が導通状態に駆動される。
共振部511において、第2のノードND53が基準電位部526と電気的に接続状態となる。共振部511においては、第1のノードND52には、駆動電源部525から駆動電圧VCCが供給されている。
すなわち、共振部511は、共振駆動部527を通して第2のノードND53と基準電位部526との接続状態に切り替えられることにより、キャパシタC51へのチャージが開始されて共振機能が誘起されて、図8(b)に示すように、コイル(インダクタ)L51に流れる正方向の第1電流IL1が増大し、磁界を発生するように制御される。
すなわち、コイルL51に流れる電流が正方向(第1電流方向)に切り替わったタイミングでチャージを再開することから、チャージ効率の良い妨害磁界の発生が行われる。
ステップST8において、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認できない場合には、駆動制御回路52Aの時間判定部5231において、現在時間CTM6とステップST7で記憶した時間TMC5との差が所定の監視時間Tmを超えたか否かの判定が行われ(図9のステップST9)、その結果が動作指示部5233に供給される。
動作指示部5233は、時間判定部5231の判定結果により共振を開始してから所定の監視時間Trが経過するまで、ステップ8の処理を繰り返す。
一方、動作指示部5233は、時間判定部5231の判定結果により共振を開始してから所定の監視時間Tmが経過したと認識すると(図9のステップST9)、強制的に、ドライバ524に対してチャージ信号CHGをアクティブレベルのハイレベルで出力するように指示する。
すなわち、この場合もステップST1からの処理が繰り返される。
なお、共振時においては、共振部511の第2のノードND53が基準電位部526と電気的に切り離されることになるが、共振部511は誘起された共振エネルギーによりコイル(インダクタ)L51の電流ILが減衰しながら流れ、これに伴い、妨害磁界も減衰しながらもその発生が継続された状態となっている。
ここで、制御部40の駆動制御回路52Aは、たとえばパルス状のチャージ信号CHGを共振駆動部527に供給することにより、共振部511で共振作用が誘起されて磁界が発生した後、共振エネルギーの減衰に伴い磁界が減衰する。ただし、制御部40は、この減衰する磁界が妨害磁界としての機能を保持している間に、共振を誘起することができるように、前回の出力(供給)から一定の周期または/および非周期(ランダム)でチャージ信号CHGをアクティブのハイレベル(H)で共振駆動部527に供給する。
すなわち、上述したと同様に、図8(a)〜(d)に示すように、再度磁界を発生するように、チャージ信号CHGが制御部40から駆動制御回路52Aの共振駆動部527にアクティブのハイレベル(H)で供給される。共振駆動部527では、チャージ信号CHGをアクティブのハイレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51が導通状態に駆動される。
これにより、共振部511において、第2のノードND53が基準電位部526と電気的に接続状態となる。共振部511においては、第1のノードND52には、駆動電源部525から駆動電圧VCCが供給されている。すなわち、共振部511は、共振駆動部527を通して第2のノードND53と基準電位部526との接続状態に切り替えられることにより、共振機能が再度誘起されて、コイル(インダクタ)L51に流れる電流が増大し、磁界を発生するように制御される。
ここで、パルス状のチャージ信号CHGは非アクティブのローレベル(L)に切り替えられ、共振駆動部527に供給される。共振駆動部527では、チャージ信号CHGを非アクティブのローレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51が非導通状態に駆動される。
このとき、共振部511の第2のノードND53が基準電位部526と電気的に切り離されることになるが、共振部511は誘起された共振エネルギーによりコイル(インダクタ)L51の電流が減衰しながら流れ、これに伴い、妨害磁界も減衰しながらもその発生が継続された状態となっている。
以上の動作が妨害磁界を発生する期間に繰り返し行われる。
このように、本実施形態の磁界発生装置50Cを搭載したカードリーダ10においては、カード挿入口311に不正に取り付けられたスキミング用磁気ヘッドに対し、妨害磁界を発生させることにより、磁気データが読み取られることを防止することができる。
ところで、本実施形態の磁界発生装置50Cを搭載したカードリーダ10においては、妨害磁界を共振部(並列共振回路)511によって発生させている場合において、カード検出センサとしてのカード幅センサ371でカードが検出されると、プリヘッド39により磁気検知を行う必要があることから、妨害磁界の発生を停止する必要がある。
したがって、磁界発生装置50Cを搭載したカードリーダ10においては、カード幅センサ371でカードを検出したことをトリガとして、妨害磁界の発生を停止すべく、制御部40は、周期的または/および非周期的なチャージ信号CHGの駆動制御回路52Cの共振駆動部527に対する出力を停止するように構成されている。
[第2の構成例の駆動制御回路を採用した場合の動作例]
次に、図8および図10に関連付けて、駆動制御回路として図5の第2の構成例を採用した場合の動作を説明する。
まず、妨害磁界を発生させていない状態で、図8(a)に示すように、妨害磁界を発生するように、チャージ信号CHGが制御部40の駆動制御回路52のドライバ524から磁界発生装置50Cにおける駆動制御回路52Cの共振駆動部527に供給される。
この場合、チャージ信号CHGがアクティブのハイレベル(H)で供給される。共振駆動部527では、チャージ信号CHGをアクティブのハイレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51が導通状態に駆動される。
これにより、チャージが開始される(図10のステップST11)。
このとき、駆動制御回路52Bの時間判定部5231は、チャージが開始された時点において時計部522から供給されるチャージ開始時点の現在時間CTM11を図示しないメモリに記憶しておく(図10のステップST12)。
共振部511において、第2のノードND53が基準電位部526と電気的に接続状態となる。共振部511においては、第1のノードND52には、駆動電源部525から駆動電圧VCCが供給されている。
すなわち、共振部511は、共振駆動部527を通して第2のノードND53と基準電位部526との接続状態に切り替えられることにより、キャパシタC51へのチャージが開始されて共振機能が誘起されて、図8(b)に示すように、コイル(インダクタ)L51に流れる正方向の第1電流IL1が増大し、妨害磁界を発生するように制御される。
ここで、駆動制御回路52Bの動作指示部5233Bは、電流方向判定部5232Bの判定結果によりコイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1であるか否かを確認する(図10のステップST13)。
動作指示部5233Bは、チャージ時間Tc内に、電流方向監視回路53Cの監視結果によりコイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1である場合には、磁界発生部51を共振状態に駆動制御するためにチャージ時間Tcが経過したか否かを確認する(図10のステップST14)。
具体的には、駆動制御回路52Bの時間判定部5231において、現在時間CTM12とステップST12で記憶したチャージ開始時点の時間TMC11との差が所定のチャージ期間Tcを超えたか否かの判定が行われ(図10のステップST14)、その結果が動作指示部5233Bに供給される。
動作指示部5233Bは、時間判定部5231の判定結果によりチャージを開始してから所定のチャージ時間Tcが経過したと認識すると(図10のステップST14)、磁界発生部51を共振状態に駆動制御するために、チャージ信号CHGを、非アクティブレベルのローレベルに切り替えるようにドライバ524に指示する。
これにより、チャージ信号CHGは非アクティブのローレベル(L)に切り替えられ、共振駆動部527に供給される。共振駆動部527では、チャージ信号CHGを非アクティブのローレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51が非導通状態に駆動される。
これに伴い、チャージが停止して、共振が開始される(図10のステップST15)。
なお、動作指示部5233は、チャージ時間Tc内に、時間判定部5231の判定結果によりコイル(インダクタ)L51に流れる電流が正方向の第1方向電流IL1に転じた場合には、チャージ時間Tcが終了してから共振が開始するようにしている。
なお、ステップST13において、チャージ時間Tc内に、コイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1にならない場合(転じない場合)には、駆動制御回路52Bは異常として磁界発生部の駆動制御を終了する。
ステップST15において、共振を開始すると、駆動制御回路52Bの時間判定部5231は、共振が開始された時点において時計部522から供給される共振開始時点の現在時間CTM13を図示しないメモリに記憶しておく(図10のステップST16)。
次に、駆動制御回路52Bの電流方向判定部5232Bは、電流方向フラグFLGをたとえば“1”(または“0”)に設定し、電流方向反転回数Nを“0”に設定する(図10のステップST17)。すなわち、電流方向判定部5232Bは、電流方向フラグFLGと電流方向反転回数Nを初期化する。
次に、電流方向判定部5232Bは、電流方向監視回路53Cによる比較出力信号DIRに基づいてコイルL51に流れる電流方向が、設定されている電流方向フラグFLGが示す方向と一致する否かを判定する(図10のステップST18)。
ステップST18において、一致すると判定した場合にはステップST19の処理に移行し、一致しないと判定した場合にはステップST19の処理を行わず、ステップST20の処理に移行する。
ステップST19においては、電流方向フラグFLGの設定値を排他的論理和(XOR)した値、たとえば“0”に設定し、電流方向反転回数Nを1だけ加算する。そして、ステップST20の処理に移行する。
ステップST20においては、駆動制御回路52Bの時間判定部5231において、現在時間CTM14とステップST16で記憶した共振開始時点の時間TMC13との差が所定の共振時間Trを超えたか否かの判定が行われ、その結果が動作指示部5233に供給される。
動作指示部5233は、時間判定部5231の判定結果により共振を開始してから所定の共振時間Trが経過したと認識すると(図10のステップST20)、ステップST21の処理に移行し、経過していない場合にはステップST18の処理に戻り、共振時間Trが経過するまで、電流方向フラグFLGの設定と、電流方向反転回数Nを計数する(インクリメントする)。
ステップST21においては、駆動制御回路52Bの電流方向判定部5232Bにおいて、計数した電流方向反転回数Nが記憶部521Bに記憶されている規定回数Nc以上であるか否かの判定が行われ、その結果が動作指示部5233Bに供給される。
動作指示部5233Bは、計数した電流方向反転回数Nが規定回数Nc以上であることを確認すると、動作指示部5233Bは、時間判定部5231に指示を出す。
これにより、駆動制御回路52Bの時間判定部5231は、共振時間が経過した時点において時計部522から供給される共振経過時点の現在時間CTM15を図示しないメモリに記憶しておく(図10のステップST22)。
そして、動作指示部5233Bは、電流方向判定部5232Bの判定結果によりコイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認する(図10のステップST23)。
ステップST23において、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認すると(図10のステップST23)、ドライバ524に対してチャージ信号CHGをアクティブレベルのハイレベルで出力するように指示する。
この場合、ステップST11の処理に戻り、チャージ信号CHGがアクティブのハイレベル(H)で供給される。共振駆動部527では、チャージ信号CHGをアクティブのハイレベルで受けると、駆動スイッチング素子DSW51が導通状態に駆動される。
共振部511において、第2のノードND53が基準電位部526と電気的に接続状態となる。共振部511においては、第1のノードND52には、駆動電源部525から駆動電圧VCCが供給されている。
すなわち、共振部511は、共振駆動部527を通して第2のノードND53と基準電位部526との接続状態に切り替えられることにより、キャパシタC51へのチャージが開始されて共振機能が誘起されて、図8(b)に示すように、コイル(インダクタ)L51に流れる正方向の第1電流IL1が増大し、妨害磁界を発生するように制御される。
すなわち、コイルL51に流れる電流が正方向(第1電流方向)に切り替わったタイミングでチャージを再開することから、チャージ効率の良い妨害磁界の発生が行われる。
すなわち、この場合もステップST11からの処理が繰り返される。
ステップST23において、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたことを確認できない場合には、駆動制御回路52Bの時間判定部5231において、現在時間CTM16とステップST22で記憶した共振終了時点の時間TMC15との差が所定の監視時間Tmを超えたか否かの判定が行われ(図10のステップST24)、その結果が動作指示部5233Bに供給される。
動作指示部5233Bは、時間判定部5231の判定結果により共振を開始してから所定の監視時間Tmが経過するまで、ステップ23の処理を繰り返す。
一方、動作指示部5233Bは、ステップST21において、共振時間Tc内に、取得した反転回数Nが規定回数Ncに達しない場合、ステップST24において、時間判定部5231による情報により監視時間Tmが経過しても、コイルL51に流れる電流が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じない場合には、異常として磁界発生部の駆動制御を終了する。
以上のように、本実施形態においては、電流方向監視回路53Cの監視により得られるコイルL51に流れる電流方向に応じて磁界発生部51のチャージするタイミングを制御する。
すなわち、本実施形態においては、磁界発生装置50において、コイルL51に流れる交流電流の方向の監視および/または電流方向反転回数の監視を実施することにより、並列共振回路のキャパシタC51に直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができる。
そのため、高い精度で効率の良い妨害磁界制御が可能であり、スキミング用磁気ヘッドを用いて磁気データを不正に取得することを確実に防止することができる。
また、磁界発生装置50においては、インダクタであるコイルの電流状態を常時監視することにより、共振回路素子の損傷や異常として磁界発生部の駆動制御を終了する。
さらに、本磁界発生装置50においては、コイルの電流状態を常時監視することにより、共振回路素子の損傷やコイルの断線による機能不能を検出することが可能となり、妨害磁界発生装置としての信頼性向上を図ることができる。
また、電流方向監視回路53は、にコンパレータ(比較器)回路素子の追加で実現可能となる利点がある。
ここで、比較例として、本実施形態のようにコイルL51に流れる電流方向の監視および/または電流方向反転回数の監視を実施しない場合のチャージおよび共振動作について考察する。
図11は、電流方向の監視を実施しない場合のチャージおよび共振動作が正常に行われた場合の状態を示す波形図である。
図12は、電流方向の監視を実施しない場合のチャージおよび共振動作が正常に行わなかった場合の状態を示す波形図である。
図11および図12において、(a)はチャージ信号CHGを示し、図8(b)はコイル電流IL(1,2)を示し、(c)は電源電流ICSを示し、(d)は妨害磁界発生装置出力である妨害磁界DMGを示している。
電流方向の監視を実施しない場合の磁界発生装置の並列共振回路においても、まずキャパシタに直流の電流を流して電荷を蓄えるチャージを行い、次にキャパシタに蓄えられた電気を放電させることによりコイルとキャパシタ間に交流の電流を流す共振動作を行う。
このチャージおよび共振動作において、偶然に、図11(a)および〈b〉に示すように、電流方向が第2方向電流IL2から第1方向電流IL1に転じたタイミングで次のチャージを行うと、適正にキャパシタに電荷を蓄えることができる。
これにより、スキミングヘッドのコイルに相互誘導作用を与えて出力を乱し、磁気データ搾取を妨害することができる。
しかしながら、磁界発生装置50において、チャージと共振を繰り返し連続して行う場合、図12(a)〜(d)に示すように、共振中にコイルの電流が逆向きに流れているタイミング(キャパシタが放電中)でチャージを行うと、キャパシタへのチャージ効率が低下し、スキミング用磁気ヘッドへの妨害出力強度も低下する可能性がある。
これに対して、本実施形態においては、コイルL51に流れる電流方向の監視および/または電流方向反転回数の監視を実施することにより、並列共振回路のキャパシタC51に直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができる。
そのため、高い精度で効率の良い妨害磁界制御が可能であり、スキミング用磁気ヘッドを用いて磁気データを不正に取得することを確実に防止することができる。
なお、このような特徴を有する磁界発生装置50をカードリーダ10に適用した場合、残留妨害磁界が磁気検出に影響を与えないように、一旦、磁界発生を停止させ、駆動制御回路52の共振部511に蓄積された共振エネルギーを放出(放電)させるような構成を採用することも可能である。
この構成では、たとえば、磁界発生装置50において、共振部511の第1のノードND52に放電用の第1のスイッチング素子としてのトランジスタを接続して共振エネルギーの放出経路(放電経路、逃げ道)を確保する。
また、磁界発生装置50Cにおいては、駆動電源部525の駆動電圧VCCの共振部511への供給ラインに妨害磁界発生動作の停止時に駆動電圧VCCの共振部511の第1のノードND52への供給を停止させる第2のスイッチング素子としてのトランジスタを接続する。
この場合、妨害磁界発生動作の停止時には、好適には、第2のスイッチング素子をオフして第1のノードND52を駆動電圧VCCの供給源から切り離した後に、第1のスイッチング素子をオンして共振エネルギーを放出する。
一方、磁界発生動作の開始時には、第1のスイッチング素子をオフにして放電経路を閉鎖してから、第2のスイッチング素子をオンして駆動電圧VCCの供給源に接続する。
[カードリーダのカード取り込みおよび排出動作]
最後に、一例として、カードリーダ10のカードMCの取り込みおよび排出動作を磁界発生装置50の駆動タイミングと関連付けて説明する。
なお、以下の説明では、磁界の発生については既に詳述した電流方向の監視による動作は省略し、単に妨害磁界発生として述べる。換言すれば、妨害磁界発生ステップにおいては、上述した電流方向の監視によるチャージ開始制御動作等の全てを含めて行われ、妨害磁界の発生においては図9や図10と同様の処理が行われる。
まず、取り込み動作を図13および図14に関連付けて説明する。図13は、カード取込み時の動作を説明するためのフローチャートである。図14は、カード取込み時の動作を説明するための図である。
ここでは、制御部40による制御の下、磁界発生装置50の駆動制御回路52が駆動されてスキミング用磁気ヘッドに対して妨害磁界が発生されている(ステップST31)。妨害磁界の発生は図9や図10と同様の処理が行われる。
この妨害磁界の発生状態で、利用者がカードMCをカード挿入口311に挿入すると(ステップST32)、カード幅センサ371によって挿入されたカードが検出される(ステップST33)。この検出情報は制御部40に供給される。
制御部40は、カードMCの挿入が検出されると、次にプリヘッド39がカードMCに形成された磁気ストライプmpを摺動し、磁気ストライプmp上に書き込まれている磁気データを読み取る。
このとき、制御部40は、プリヘッド39がカードMCの磁気データを読み取る、磁気検出が行われる際に、残留妨害磁界が磁気検出に影響を与えないように、上述した動作と同様に、磁界発生を停止させ、駆動制御回路52の共振部511に蓄積された共振エネルギーを放出(放電)させる(ステップST34、ST35)。
この状態で、挿入されたカードMCに形成されている磁気ストライプ部がカード挿入検出用のプリヘッド39によって検出される(ステップST36)。そして、このプリヘッド39による検出信号により、制御部40は、磁界発生装置50の駆動制御回路52を所定時間駆動して、妨害磁界を発生させる(ステップST37)。
そして、妨害磁界を発生した状態で、制御部40は、シャッター38を開き(ステップST8)、駆動用モータ36を起動して(ステップST39)、取込み用の搬送ローラ331を含む搬送系を駆動する。
この結果、カードMCを内部に取込み可能になる。カードMCがシャッター38の位置を超えて奥まで挿入されると、その先端が搬送ローラ331にくわえ込まれて、カードMCの取込み動作が開始される(ステップST40)。
ここで、本例では、カードMCの取り込みが開始された後は、たとえばカードMCの後端がカード挿入口311から突出している状態の間は、磁界発生装置50により妨害磁界を発生させ、その後、妨害磁界の発生を停止するようにしている(ステップST41)。妨害磁界の発生時間は、カード挿入検出用のプリヘッド39による検出時点からの経過時間やカード幅センサ371等によって管理できる。
次に、カードMCを読み取り用の磁気ヘッド34の位置まで取り込んだ後は、磁気ヘッド34により、カードMCの読み取り動作あるいは書き込み動作を行う(ステップST42)。
このように、本例のカードMCの取込み動作においては、カードMCの後端がカード挿入口311から突出している時点で、妨害磁界を発生させるようにしている。
この結果、たとえば、図14において想像線で示すように、カード挿入口311の外部側位置、たとえば、上位装置のフロントパネル20の表面にスキミング用磁気ヘッド61が取り付けられていたとしても、妨害磁界の発生により、挿入されるカードMCの磁気データをスキミング用磁気ヘッド61によっては完全に読み取ることはできない。よって、このようなスキミング用磁気ヘッド61による磁気データの不正な読み取りを阻止できる。
次に、排出動作を図15および図16に関連付けて説明する。図15は、カード排出時の動作を説明するためのフローチャートである。図16は、カード排出時の動作を説明するための図である。
この場合、搬送ローラ331,332,333によってカードMCの排出動作を開始し(ステップST51)、排出されるカードMCの排出方向の先端がカード幅センサ371によって検出されると(ステップST52)、磁界発生装置50が駆動され、妨害磁界が発生される(ステップST53)。妨害磁界の発生は図9や図10と同様の処理が行われる。
この後は、フォトセンサ352によって排出されるカードMCの後端が検出されると(ステップST54)、駆動用モータ36を停止して(ステップST55)、カード排出動作を終了する。この後、制御部40は、磁界発生装置50の駆動制御回路52の駆動を止め、妨害磁界の発生を停止させる(ステップST56)。
カード排出動作が終了した時点では、カードMCの後端が搬送ローラ331にくわえ込まれた状態にある。利用者が軽くカードMCを引っ張ることにより、カード挿入口311からカードMCを取り出すことができる。なお、利用者がカードMCを取り出すことを忘れた場合には、所定の時間経過後に、搬送ローラを駆動して、カードMCを内部に回収できるようになっている。
このように、本例のカードリーダ10では、カードの排出時においても、その排出側の先端部分がカード挿入口311から外部の突き出た状態で、一時的に妨害磁界を発生させるようにしている。したがって、フロントパネル表面にスキミング用磁気ヘッド61が取り付けられていたとしても、このスキミング用磁気ヘッド61によって排出されるカードMCの磁気データが読み取られてしまうことを阻止できる。
なお、本例では、一例であって、磁界発生装置50の駆動を、カード挿入時および排出時に所定の期間にわたり1回だけ駆動しているが、2回以上に亘り間欠的に駆動してもよく、種々の態様が可能である。
[実施形態の主な効果]
上述したように、本実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
本実施形態においては、基本的に、インダクタであるコイルLおよびキャパシタCを接続して形成されるLC並列共振回路を有し、このLC並列共振回路により強い磁界を共振エネルギーの保持特性により所定期間継続的に発生する。
そして、本実施形態においては、電流方向監視回路53の監視により得られるコイルL51に流れる電流方向に応じて磁界発生部51のチャージするタイミングを制御する。
また、磁界発生装置50は、チャージと共振を繰り返し連続して行う場合、共振中にコイルL51の電流が逆向きに流れているタイミング(キャパシタC51が放電中)でチャージを行うこともなくなる。そのため、逆起電力が発生して駆動電源部525(電源回路)にダメージを与えるおそれも無くなり、安全でかつエネルギー効率、例えば、キャパシタC51へのチャージ効率の良い妨害磁界制御が可能となる。
磁界発生装置50において、判定部523は、チャージを停止させてからあらかじめ設定した共振時間Trが経過したか否かを判定する時間判定部5231を有し、動作指示部5233は、共振時間Trを経過し、コイルL51に流れる電流が正方向の第1方向電流IL1に転じたことを確認して磁界発生部51をチャージするように駆動制御する。これにより、あらかじめ設定した共振時間Trの判定をおこない、適正な時間が経過してから電流が第1方向に転じたことを確認していることから、さらに共振部511(磁界発生部51)のキャパシタC51に直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を高い精度で実現することが可能となる。
また、磁界発生装置50は、判定部523の時間判定部5231は、共振時間Trが経過後あらかじめ設定した監視時間Tmを経過したか否かを判定し、動作指示部5233は、監視時間Tmを経過し、コイルL51に流れる電流が正方向の第1方向電流IL1に転じないときは磁界発生部51をチャージするように駆動制御する。これにより、磁界発生装置50は、動作指示部5233は、監視時間Tmを経過後、コイルC51に流れる電流が第1方向電流IL1に転じないときは磁界発生部51をチャージするように駆動制御するので、チャージと共振を所望の期間継続的に行うことが可能となる。
さらに、磁界発生装置50の時間判定部5231は、あらかじめ設定したチャージ時間Tcを経過したか否かを判定し、動作指示部5233は、チャージ時間Tc内に、電流方向監視回路53の監視結果によりコイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1に転じた場合には、チャージ時間Tcが終了してから共振を開始させる。これにより、動作指示部5233は、あらかじめ設定したチャージ時間Tcが経過したと認識すると、磁界発生部51を共振状態に駆動制御するので、共振を適正なタイミングで開始させることが可能となる。
また、判定部523の動作指示部5233は、チャージ時間Tc内に、コイルL51に流れる電流が第1方向電流IL1に転じない場合には、異常として前記磁界発生部の駆動制御を終了するので、共振部511を構成する共振回路素子(コイルL51やキャパシタC51など)の損傷やコイルL51の断線による機能不能を検出することが可能となり、磁界発生装置50としての信頼性向上を図ることが可能となる。
次に、本実施形態においては、磁界発生装置50において、コイルL51に流れる交流電流の方向の監視および/または電流方向反転回数の監視を実施することにより、並列共振回路のキャパシタC51に直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができる。
そのため、高い精度で効率の良い妨害磁界制御が可能であり、スキミング用磁気ヘッドを用いて磁気データを不正に取得することを確実に防止することができる。
また、本磁界発生装置50においては、コイルL51に流れる電流の電流方向反転回数を監視することにより、共振回路素子の損傷やコイルの断線による機能不能を検出することが可能となり、装置としての信頼性向上を図ることができる。
また、電流方向反転回数が規定回数に達した場合にチャージするタイミングを制御することから、より高精度に電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができる。
本実施形態においては、カードMCに記録されている磁気データを処理するカードリーダ10であって、カードMCの磁気データの読み取りを妨害する磁界を発生する磁界発生装置50を有しているが、電流方向監視回路53には、コンパレータ(比較器)回路素子で構成したので、構成の大型化を抑制でき、共振回路のキャパシタC51に直流電流を流して電荷を蓄えるタイミングの適正化を図ることができ、高い精度で効率の良い妨害磁界制御が可能となる。さらに、カードリーダ10において、妨害磁界を適正な時間、強度をもって継続的にかつ効率的に発生することが可能で、かつ、磁気データの不正取得を高い精度で確実に防止することが可能となる。
したがって、本実施形態によれば、不正行為者が、カードの磁気データを読み取るために、フロントパネルの外部側において、カードリーダのカード挿入口に、スキミング用磁気ヘッドと磁気読み取り回路を含むいわゆるスキミング用磁気ヘッド装置(スキマー)60を取り付けていたとしても、強い磁界を発生することが可能で、妨害磁界の出力を増大させることはもとより、エネルギー効率の良い妨害磁界制御が可能であり、スキミング用磁気ヘッドを用いて磁気データを不正に取得することを高い確度で確実に防止することができる。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
たとえば、上述した実施形態では、図3に示すように、コイル(インダクタ)L51とキャパシタ(コンデンサ)C51を並列に接続したLC並列共振回路により構成したがこれに限定されるものではなく、たとえば、コイル(インダクタ)L51とキャパシタ(コンデンサ)C51を直列に接続したLC直列共振回路であってもよい。
たとえば、上述した実施形態では、図3に示すように、磁界発生部51の並列共振回路をL1を鉄心FCにコイルL51を巻いて形成したが、図17に示すように、鉄心を用いずコイルL1により形成することも可能である。
また、磁界発生装置50をカードリーダ10に適用した場合、残留妨害磁界が磁気検出に影響を与えないように、一旦、磁界発生を停止させ、駆動制御回路52の共振部511の共振エネルギーを放出(放電)させるような構成を採用することも可能である。
この構成では、たとえば、磁界発生装置50Cにおいて、共振部511の第1のノードND52に放電用の第1のスイッチング素子としてのトランジスタを接続して共振エネルギーの放出経路(放電経路、逃げ道)を確保することができる。
また、磁界発生装置50Cにおいては、駆動電源部525の駆動電圧VCCの共振部511への供給ラインに妨害磁界発生動作の停止時に駆動電圧VCCの共振部511の第1のノードND52への供給を停止させる第2のスイッチング素子としてのトランジスタを接続する。
この場合、磁界発生動作の停止時には、好適には、第2のスイッチング素子をオフして第1のノードND52を駆動電圧VCCの供給源から切り離した後に、第1のスイッチング素子をオンして共振エネルギーを放出する。その結果、効率良く共振エネルギーの放出(放電)を行うことができる。
一方、磁界発生開始時には、第1のスイッチング素子をオフにして放電経路を閉鎖してから、第2のスイッチング素子をオンして駆動電圧VCCの供給源に接続する。その結果、効率良く磁界発生を開始または再開させることができる。
このような構成を採用することにより、プリヘッド39による磁界の誤検知を防止でき、また、シャッターの開閉制御を応答性良く行うことができ、ひいては素早くカードを挿入した場合であっても、カードがシャッターにぶつかる(衝突する)といった事象の発生を抑止することができる。
10・・・カードリーダ(磁気記録媒体理装置)、20・・・フロントパネル、21・・・開口、30・・・カード処理部、34・・・磁気ヘッド、311・・・カード挿入口、37・・・カード挿入検出機構、371・・・カード検出センサ、38・・・シャッター、39・・・プリヘッド、40・・・制御部、50,50C・・・磁界発生装置、51・・・磁界発生部、511・・・共振部、52,52A,52B・・・駆動制御回路、521,521B・・・記憶部、522・・・時計部、523,523B・・・判定部、5231・・・時間判定部、5232,5232B・・・電流方向判定部、5233,5233B・・・動作指示部、524・・・ドライバ、525・・・駆動電源部、526・・・基準電位部、527・・・共振駆動部、53,53C・・・電流方向監視回路、531・・・コンパレータ,R51〜R54・・・抵抗素子、L51・・・インダクタ(コイル)、C51・・・キャパシタ、DSW51・・・駆動スイッチング素子、MC・・・カード。

Claims (19)

  1. インダクタおよびキャパシタが接続される共振部を含み、前記キャパシタへの電荷のチャージと、チャージした電荷を放電することより前記インダクタと前記キャパシタ間に交流の電流を流し共振により磁界を発生する磁界発生部と、
    前記磁界発生部の前記インダクタに流れる電流の方向を監視する電流方向監視部と、
    前記電流方向監視部の監視により得られる前記インダクタに流れる電流方向に応じて前記磁界発生部のチャージするタイミングを制御する判定部と
    を有することを特徴とする磁界発生装置。
  2. 前記インダクタには、一端側から他端側に向かう第1方向電流と、他端側から一端側に向かう第2方向電流とが交互に流れ、
    前記判定部は、
    前記電流方向監視部の監視結果により前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じたか否かを判定する電流方向判定部と、
    前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じたことにより前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する動作指示部と
    を有することを特徴とする請求項1記載の磁界発生装置。
  3. 前記判定部は、
    前記チャージを停止させてからあらかじめ設定した共振時間が経過したか否かを判定する時間判定部を有し、
    前記動作指示部は、
    前記共振時間を経過し、前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じたことを確認して前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する
    ことを特徴とする請求項2記載の磁界発生装置。
  4. 前記判定部の前記時間判定部は、
    前記共振時間が経過後あらかじめ設定した監視時間を経過したか否かを判定し、
    前記動作指示部は、
    前記監視時間を経過し、前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じないときは前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する
    ことを特徴とする請求項3記載の磁界発生装置。
  5. 前記判定部の前記時間判定部は、
    あらかじめ設定したチャージ時間を経過したか否かを判定し、
    前記動作指示部は、
    前記チャージ時間内に、前記電流方向監視部の監視結果により前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じた場合には、チャージ期間が終了してから共振を開始させる
    ことを特徴とする請求項3または4に記載の磁界発生装置。
  6. 前記判定部の動作指示部は、
    前記チャージ期間内に、前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じない場合には、異常終了する
    ことを特徴とする請求項5記載の磁界発生装置。
  7. 前記判定部は、
    前記チャージを停止させてからあらかじめ設定した共振時間が経過したか否かを判定し、共振時間経過後あらかじめ設定した監視時間を経過したか否かを判定する時間判定部を有し、
    前記電流方向判定部は、
    前記共振時間内に、前記電流方向監視部の監視結果により前記インダクタに流れる電流の反転回数を取得し、
    前記動作指示部は、
    前記共振時間内に、前記取得した反転回数が規定回数以上である場合には、前記監視時間内に前記電流方向監視部の監視結果により前記インダクタに流れる電流に応じた前記磁界発生部の駆動制御を行う
    ことを特徴とする請求項2から6のいずれか一に記載の磁界発生装置。
  8. 前記判定部の前記動作指示部は、
    前記共振時間内に、前記取得した反転回数が規定回数に達しない場合には、異常とし
    て前記磁界発生部の駆動制御を終了する
    ことを特徴とする請求項7記載の磁界発生装置。
  9. 前記判定部の前記時間判定部は、
    あらかじめ設定した監視時間を経過したか否かを判定し、
    前記動作指示部は、
    前記監視時間を経過して前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じないときは前記磁界発生部をチャージするように駆動制御することなく異常として前記磁界発生部の駆動制御を終了する
    ことを特徴とする請求項5から8のいずれか一に記載の磁界発生装置。
  10. インダクタおよびキャパシタが接続される共振部を含み、前記キャパシタへの電荷のチャージと、チャージした電荷を放電することより前記インダクタと前記キャパシタ間に交流の電流を流し共振により磁界を発生する磁界発生部の駆動を制御するに際し、
    前記磁界発生部の前記インダクタに流れる電流の方向を監視し、
    前記監視により得られる前記インダクタに流れる電流方向に応じて前記磁界発生部のチャージするタイミングを制御する
    ことを特徴とする磁界発生装置の制御方法。
  11. 前記インダクタには、一端側から他端側に向かう第1方向電流と、他端側から一端側に向かう第2方向電流とが交互に流れ、
    前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じたことにより前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する
    ことを特徴とする請求項10記載の磁界発生装置の制御方法。
  12. 前記チャージを停止させてからあらかじめ設定した共振時間が経過すると、前記監視の監視結果により前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じたことを確認して前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する
    ことを特徴とする請求項11記載の磁界発生装置の制御方法。
  13. あらかじめ設定した監視時間を経過して前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じないときは前記磁界発生部をチャージするように駆動制御する
    ことを特徴とする請求項12記載の磁界発生装置の制御方法。
  14. チャージを開始してからあらかじめ設定したチャージ時間内に、前記監視の監視結果により前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じた場合には、チャージ時間が終了してから共振を開始させる
    ことを特徴とする請求項11から13のいずれか一に記載の磁界発生装置の制御方法。
  15. 前記チャージ時間内に、前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じない場合には、異常終了する
    ことを特徴とする請求項14記載の磁界発生装置の制御方法。
  16. 共振を開始してからあらかじめ設定した共振時間内に、前記監視の監視結果により前記インダクタに流れる電流の反転回数を取得し、当該取得した反転回数が規定回数以上である場合には、あらかじめ設定した監視時間内に前記監視の監視結果により前記インダクタに流れる電流に応じた前記磁界発生部の駆動制御を行う
    ことを特徴とする請求項11から15のいずれか一に記載の磁界発生装置の制御方法。
  17. 前記共振時間内に、前記取得した反転回数が規定回数に達しない場合には、異常として前記磁界発生部の駆動制御を終了する
    ことを特徴とする請求項16記載の磁界発生装置の制御方法。
  18. あらかじめ設定した監視時間を経過して前記インダクタに流れる電流が前記第1方向電流に転じないときは前記磁界発生部をチャージするように駆動制御することなく異常として前記磁界発生部の駆動制御を終了する
    ことを特徴とする請求項14から17のいずれか一に記載の磁界発生装置の制御方法。
  19. 磁気記録媒体上に記録されている磁気情報を処理する磁気記録媒体処理装置であって、
    磁気記録媒体の磁気情報の読み取りを妨害する磁界を発生する磁界発生装置を有し、
    前記磁界発生装置は、
    インダクタおよびキャパシタが接続される共振部を含み、前記キャパシタへの電荷のチャージと、チャージした電荷を放電することより前記インダクタと前記キャパシタ間に交流の電流を流し共振により磁界を発生する磁界発生部と、
    前記磁界発生部の前記インダクタに流れる電流の方向を監視する電流方向監視部と、
    前記電流方向監視部の監視により得られる前記インダクタに流れる電流方向に応じて
    前記磁界発生部のチャージするタイミングを制御する判定部と
    を有することを特徴とする磁気記録媒体処理装置。
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