JP7368114B2 - カードリーダ及びカードリーダの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気カードに対する磁気データの読み出しと書き込みとの少なくとも一方を行うカードリーダと、カードリーダの制御方法とに関する。

磁気カードに記録された磁気データの読み出しや磁気カードへの磁気データの書き込みを行うカードリーダは、ＡＴＭ（現金自動預け払い機；Automated teller machine）などにおいて広く用いられている。カードリーダでは、磁気データの読み書きのために磁気ヘッドが設けられるが、正規の磁気ヘッドのほかに犯罪者が不正な磁気ヘッドをカードリーダ内に配置して磁気データを不正に取得するいわゆるスキミングが行われることがある。スキミング行為を検出するために、金属検出センサをカードリーダ内に設け、スキミング用の磁気ヘッドなどの異物が配置されたことを金属検出センサによって検出することが提案されている。金属検出センサとしては、例えば、磁性材料からなるコアに対し検出用コイルと一対の励磁用コイルとを巻回し、コアの近傍に金属を含む物体があると検出用コイルからの出力の電圧を上昇させるように構成されたものがある。カードリーダ内に磁気カードがない状態において金属検出センサの出力電圧値が閾値である異物検出スライスを超えているかを検出して、異物の有無を判定することができる。特許文献１には、周囲温度の変化による金属検出センサの出力の変動を補償して異物を検出できるようにするために、異物検出スライスと金属検出センサの出力とを比較するのではなく、金属検出センサによる現在の測定値Ｖと基準電圧値Ｖｂとの差ΔＶが基準値ΔＶｄを超えていれば異物検知と判定するとともに、ΔＶが第２基準値ΔＶｂ以下であれば、現在の測定値Ｖ自体を次回の異物検出に用いる基準電圧値Ｖｂとすることが開示されている。

特開２０１５－８２３０７号公報

水で濡れた磁気カードをカードリーダに挿入して抜き取った場合には、カードリーダ内に水滴が残ることがある。あるいは、風雨に曝される環境に設置されている場合には、カード挿入口からカードリーダ内に水滴が侵入することがある。カードリーダ内に水滴が侵入した場合、金属検出センサの特性によっては、侵入した水滴を異物として誤検出することがある。

本発明の目的は、カードリーダ内に侵入した水分を異物として誤検出することを低減したカードリーダと、その制御方法とを提供することにある。

本発明のカードリーダは、カードに記録された磁気データの読み出し及びカードへの磁気データの書き込みの少なくともいずれか一方を行うカードリーダであって、金属を含む異物を検出する金属検出センサと、カードリーダにカードが挿入されていない状態において金属検出センサの出力値と所定の閾値とを比較して異常を判断する判断部と、判断部によって異常と判断された場合に、基準値と金属検出センサの出力との差であって、金属検出センサの出力の変動幅を表わす差を求め、この差が安定判定幅以内である事象が所定の時間を超えて継続した場合に異物であると判定する異常判定部と、を有する。

本発明のカードリーダでは、カードリーダにカードが挿入されていない状態において金属検出センサの出力と所定の閾値との比較により異常であると判断したときに、金属検出センサの出力と判定用の基準値との差であって、金属検出センサの出力の変動幅を表わす差を求めてこの差が安定判定幅内にあるときに異物であると判定することにより、カードリーダ内に侵入した水分を異物として誤検出することが低減され、カードリーダの信頼性を向上させることができる。

本発明のカードリーダでは、異常判定部は、差が安定判定幅以内である事象が所定の時間を超えて継続した場合に異物であると判定する。水分による誤検出の場合には、水分の排出などに伴って金属検出センサの出力の値が安定しないので、差が安定判定幅以内である事象が所定の時間を超えて継続した場合に異物であると判定することにより、誤検出を低減しつつ異物を確実に検出できるようになる。

本発明のカードリーダでは、判断部は、金属検出センサの出力と閾値との比較との結果、異常と判断しなかった場合に、金属検出センサの出力によって基準値を更新することが好ましい。このように構成することによって、経時による金属検出センサの特性変化による影響を軽減することができる。また異常判定部は、差が安定判定幅以内でないときに、金属検出センサの出力によって基準値を更新することが好ましい。このように構成することよって、異物の検出か水滴などによる誤検出かを判別する基準値を実情に合わせて更新することができ、誤検出を低減することができる。

本発明の制御方法は、カードに記録された磁気データの読み出し及びカードへの磁気データの書き込みの少なくともいずれか一方を行うカードリーダの制御方法であって、カードリーダにカードが挿入されていない状態において、金属を含む異物を検出する金属検出センサの出力値を取得し、出力値と所定の閾値とを比較して異常を判断し、異常と判断した場合に基準値と出力値との差であって、金属検出センサの出力の変動幅を表わす差を求め、この差が安定判定幅以内である事象が所定の時間を超えて継続した場合に異物であると判定する。

本発明の制御方法では、カードリーダにカードが挿入されていない状態において金属検出センサの出力値と所定の閾値との比較により異常であると判断したときに、出力値と判定用の基準値との差であって、金属検出センサの出力の変動幅を表わす差を求めてこの差が安定判定幅内にあるときに異物であると判定することにより、カードリーダ内に侵入した水分を異物として誤検出することが低減され、カードリーダの信頼性を向上させることができる。

本発明の制御方法では、カードリーダにカードが挿入されていない状態において、所定の時間間隔で、出力値の取得を繰り返すことが好ましい。所定の時間間隔で繰り返す態様とすることにより、例えばマイクロプロセッサによって制御部が構成されている既存のカードリーダにおいて、ハードウェアの追加や改変を伴うことなく本発明の制御方法を実行することが可能になる。また本発明の制御方法では、差が安定判定幅以内である事象が所定の時間を超えて継続した場合に異物であると判定する。水分による誤検出の場合には、水分の排出などに伴って金属検出センサの出力の値が安定しないので、差が安定判定幅以内である事象が所定の時間を超えて継続した場合に異物であると判定することにより、誤検出を低減しつつ異物を確実に検出できるようになる。

本発明の制御方法では、出力値と閾値との比較との結果、異常と判断しなかった場合に、出力値によって基準値を更新することが好ましい。このように構成することによって、経時による金属検出センサの特性変化による影響を軽減することができる。また、差が安定判定幅以内でないときに、出力値によって基準値を更新することが好ましい。このように構成することよって、異物の検出か水滴などによる誤検出かを判別する基準値を実情に合わせて更新することができ、誤検出を低減することができる。

本発明によれば、カードリーダ内に侵入した水分を異物として誤検出することが低減され、カードリーダの信頼性を向上させることができる。

本発明の実施の一形態のカードリーダの構成を示す概略図である。 カードセンサと金属検出センサの出力の例を示す波形図である。 カードセンサと金属検出センサの出力の例を示す波形図である。 異物検出のための処理を説明するフローチャートである。

次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態のカードリーダを示している。図１に示すカードリーダ１は、磁気カードであるカード２に記録された磁気データの読み取りとカード２への磁気データの記録との少なくとも一方を行うものであって、例えばＡＴＭなどの上位装置に搭載されて上位装置の上位制御部３との間でデータの交換を行い、上位制御部３によって制御されるものである。カード２は、例えば適切な厚さの塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレートあるいは紙製のものであって、磁気データが記録される磁気ストライプが裏面側に形成された一般的なものである。カード２は、ＩＣ（集積回路）チップが埋め込まれたいわゆる磁気ストライプ付きＩＣカードであってもよい。以下の説明では、カードリーダ１は、利用者が手動で装置内部にカード２を挿入し、また装置からカード２を引き抜くことでカード２に対する磁気データの読み書きが行われるいわゆるディップ式のものであるものとするが、本発明が適用可能なカードリーダはディップ式のものに限定されない。スキミングなど懸念されるカードリーダであれば、モータ式のカードリーダなどにも本発明を適用することができる。

カードリーダ１は、カード２が差し込まれる挿入口１１を備えており、挿入口１１から挿入されたカード２が搬送路Ｌに沿ってカードリーダ１内を移動できるように構成されている。カードリーダ１の内部では、搬送路Ｌに沿って、カードリーダ１へのカード２の挿入の有無を検出するカードセンサ１２と、カードリーダ２内に不正に配置された異物の検出を行う金属検出センサ１３と、カード２の磁気ストライプに対して磁気データの読み書きを行う正規の磁気ヘッド１４とが設けられている。金属検出センサ１３は、金属を含む異物を検出するものであって、例えば、検出コイルと所定の周波数の交流電流が供給される１対の励磁コイルとが磁性材料からなるコアに巻回されたものである。金属検出センサ１３は、その近傍に金属を含む異物が存在するときには、異物が存在しないときに比べて検出コイルに誘導される電圧が大きくなるように構成されている。金属検出センサ１３は、検出コイルに誘導される交流電圧を直流電圧に変換して出力する。

カードリーダ１は、上位制御部３に接続してカード２に対する磁気データの読み書きを制御し、カードリーダ１の動作を制御する制御部２０をさらに備えている。制御部２０には磁気ヘッド１４が接続するとともに、カードセンサ１２の検出結果と金属検出センサ１３の検出結果も入力する。制御部２０は、上位制御部３からの制御によって磁気ヘッド１４を介してカード２に対して磁気データを読み書きする処理部２１と、金属検出センサ１３での現在の測定値である電圧Ｖと所定の閾値である異物検出スライスＶｅとを比較して異常の有無を判断する判断部２２と、判断部２２において異常であると判断したときに、現在の電圧Ｖと基準値Ｖｄとの差を求めこの差の絶対値が安定判定幅Ｖｓ以内であるかどうかを判定し、｜Ｖ－Ｖｄ｜≦Ｖｓであれば異物検出と判定する異常判定部２３と、制御部２０での処理に必要なプログラムやデータを格納する記憶部２４と、を備えている。

制御部２０において、処理部２１、判断部２２、異常判定部２３及び記憶部２４の各々を個別のハードウェア要素として構成することもできるが、本実施形態では、制御部２０の全体をマイクロプロセッサで構成し、処理部２１、判断部２２及び異常判定部２３についてはそれらの機能に対応するソフトウェアをマイクロプロセッサ上で実行することによって実現することができる。

図２及び図３は、本実施形態における異物検出を説明するための図であり、いずれも、カードセンサ１２の出力と金属検出センサ１３の出力Ｖの時間変化を示している。カードセンサ１２の出力は、カード２がカードリーダ１に挿入されると上昇する。し、カード２がカードリーダ１から引き抜かれると元の値に戻る。金属検出センサ１３の出力Ｖも、カード２がカードリーダ１に挿入されると上昇しする。カード２がカードリーダ１から引き抜かれると出力Ｖも元の値に戻るはずである。ところで、スキミング用の磁気ヘッドなどの異物は、カード２とともにカードリーダ１内に挿入され、その後、カード２だけを引き抜くことによってカードリーダ１内に配置されるものと考えられる。その結果、カード２とともに異物がカードリーダ１内に持ち込まれた後、カード２だけがカードリーダ１から引き抜かれたとすると、異物が残留するので、金属検出センサ１３の出力Ｖは、図２に示すように、カード２の挿入前の元の値に戻らず、カード２の引き抜き後も大きな電圧値で一定の値を示すようになる。このときの金属検出センサ１３の出力Ｖは、異物検出スライスＶｅよりも大きい。

異物検出において誤検出の原因となる水滴も、例えば濡れたカード２がカードリーダ１に挿入されることによってカードリーダ１内に持ち込まれ、カード２を引く抜くときにそのままカードリーダ１内に残留するものと考えられる。しかしながら水滴等の侵入が想定される条件で使用されるカードリーダ１には、通常、排水機構が設けられている。したがって、カードリーダ１内に水が侵入しても、その水は徐々に排出され、カードリーダ１内に残存する水の量は時間の経過とともに低下する。金属検出センサ１３は水滴に対しても反応するので、金属検出センサ１３の出力Ｖは、図３に示すように、カード２の引き抜きの直後には異物検出スライスＶｅを超える大きな電圧値を示すが、カードリーダ１からの水の排出に伴って徐々に減少する。図では途中までしか描かれていないが、周囲温度の変化などによる金属検出センサ１３の特性の変動の寄与を無視すれば、最終的には金属検出センサ１３の出力Ｖは、カード２を挿入する前の元の値に収束するものと考えられる。

そして本発明者らの検討によれば、異物を検出したことによる金属検出センサ１３の出力Ｖの変動幅は、安定判定幅Ｖｓ以内であることが分かった。言い換えれば、カードリーダ１内に異物が存在しないことが分かっているときの金属出力センサ１３の出力を基準値Ｖｄとして、カードリーダ１へのカード２の挿入と引抜きとが行われたのちに金属出力センサ１３の出力Ｖが異物検出スライスＶｅを超えて異物の存在が疑われるときであっても、｜Ｖ－Ｖｄ｜＞Ｖｓであれば、異物を検出したのではなく水滴による誤検出であると判断することができる。そこで本実施形態のカードリーダ１では、判断部２２において、金属検出センサ１３の出力の電圧Ｖと異物検出スライスＶｅとを比較し、Ｖ＞Ｖｅであれば異常と判断し、判断部２２において異常であると判断したときに、異常判定部２３が、金属検出センサ１３の現在の出力の電圧Ｖと基準値Ｖｄとの差を求めこの差の絶対値が安定判定幅Ｖｓ以内である場合に、すなわち｜Ｖ－Ｖｄ｜≦Ｖｓである場合に異物検出と判定している。

さらに本実施形態では、金属検出センサ１３が検出したものが異物ではなく水滴である場合には金属検出センサ１３の出力Ｖが変動し、典型的には徐々に減少することに基づき、出力Ｖの時間変化を加味して異物判定を行うこともできる。図４は出力Ｖの時間変化を加味して異物判定を行う処理の手順を示している。まず、制御部２０は、初期化処理としてステップ１０１～１０２を実行する。ステップ１０１において、制御部２０は、カードセンサ１２の出力に基づき、カードリーダ１内にカード２が存在しないことを確認し、カードリーダ１内にカード２が存在しない状態となるまで待ち合わせる。カードリーダ１内にカード２が存在しない状態となれば、ステップ１０２において、金属検出センサ１３の現在の電圧測定値を基準値Ｖｄとし、安定検出時間Ｔｄを０にクリアする。

続いて、カードリーダ１内にカード２が存在しない状態で一定の時間間隔Δｔごとに異物の検出を行うために、制御部２０は、ステップ１０３において、カードリーダ１内にカード２がないことを確かめ、カード２がある場合にはカードリーダ１からカード２が抜き去られるまで待ち合わせ、その後、ステップ１０４において、一定の時間間隔Δｔが経過したかを判定し、経過していない場合にはステップ１０３を再度実行する。ステップ１０４において一定の時間間隔Δｔが経過していたら、判断部２２は、ステップ１０５において、金属検出センサ１３の現在の出力の電圧をＶとし、ステップ１０６において、Ｖと異物検出スライスＶｅとを比較する。Ｖ＞Ｖｅであれば、判断部２２は異常であると判断し、続いて異常判定部２３が、ステップ１０７において、｜Ｖ－Ｖｄ｜≦Ｖｓであるかどうかを判定する。｜Ｖ－Ｖｄ｜≦Ｖｓであれば、この事象が安定判定時間Ｔｓを超えて継続しているかどうかを判定するために、異常判定部２３は、ステップ１０８において、時間間隔Δｔを加算することによって安定検出時間Ｔｄを更新し、ステップ１０９において、安定検出時間Ｔｄが安定判定時間Ｔｓよりも長くなっているかを判定する。安定検出時間Ｔｄは、｜Ｖ－Ｖｄ｜≦Ｖｓである状態の継続時間を示すパラメータである。異物判定部２３は、Ｔｄ＞Ｔｓであればステップ１１０において異物検出と判定し、Ｔｄ≦Ｔｓであればステップ１１１において異物不検出と判定する。ステップ１１０において異物検出と判断したときは、異常判定部２３は、上位装置の上位制御部３に対するアラーム通知など、然るべき異常処理を実行する。ステップ１１１において異物不検出と判定したときは、カードリーダ１は全体として通常の処理を続行する。ステップ１１０，１１１の実行後は、異物検出の処理を繰り返すために処理はステップ１０３に戻る。異物検出の処理を繰り返しているので、実際に異物が存在するにも関わらすある時点でステップ１０９を実行した結果、Ｔｄ≦Ｔｓであるために異物不検出と判断した場合であっても、時間の経過によってＴｄ＞Ｔｓを満たすようになれば、ステップ１０９を再度実行した結果、異物検出と判断されることになる。

ステップ１０６においてＶ≦Ｖｅであった場合、すなわち現在の電圧Ｖが異物検出スライスＶｅ以下であった場合には、ステップ１２１において、判断部２２は、現在の電圧Ｖで基準値Ｖｄを更新し、さらに、安定検出時間Ｔｄを０にクリアする。Ｖ≦Ｖｅであって正常状態であるので、このときの電圧Ｖによって基準値Ｖｄを更新することにより、周囲温度の変化などによる金属検出センサ１３の特性の変化を補償でき、これ以降の異物検出において経時変化による影響を軽減できるようになる。ステップ１２１の実行後、処理はステップ１０９に移行するが、ステップ１２１においてＴｄを０としているので、ステップ１０９からは、処理は必ずステップ１１１すなわち異物不検出の側に処理は分岐する。

ステップ１０７において｜Ｖ－Ｖｄ｜＞Ｖｓである場合、すなわち安定検出時間Ｔｄを考慮することなく異常判定部２３が異物検出ではないと判定した場合は、ステップ１２２において、異物判定部２３は、現在の電圧Ｖで基準値Ｖｄを更新し、さらに、安定検出時間Ｔｄを０にクリアする。異物を検出したのか水滴などによる誤検出なのか判定するための基準値Ｖｄを更新することによって、これ以降の異物検出における誤検出をさらに低減することができる。ステップ１２２の実行後、処理はステップ１０９に移行するが、ステップ１２１においてＴｄを０としているので、ステップ１０９からは、処理は必ずステップ１１１すなわち異物不検出の側に処理は分岐する。

本実施形態のカードリーダ１において、安定判定幅Ｖｓと安定判定時間Ｔｓは、浸水に対するカードリーダ１の排水性や金属検出センサ１３の感度等を考慮して予め定められる。特に、安定判定幅Ｖｓは、異物検出スライスＶｅの絶対値を超えない範囲内で予め設定される。異物検出スライスＶｅが例えば＋７０ｍＶである場合には、安定判定幅Ｖｓは例えば５ｍＶとされる。安定判定時間Ｔｓは例えば１５秒とされる。以上の説明においては、金属検出センサ１３として、金属を含む異物を検出したときにその出力値あるいは出力の電圧が上昇するものを用いたが、本発明で利用可能な金属検出センサ１３は、例えば、金属を含む異物を検出したときにその出力値あるいは出力の電圧が下降するものであってもよい。金属を含む異物を検出したときに出力値が低下する金属検出センサ１３を用いる時は、適切な異物検出スライスＶｅを設定した上で、上記のステップ１０６においてＶ＜Ｖｅかどうかを判定すればよい。また、特許文献１に記載されるように金属検出センサ１３の出力の変化量に基づいて異物の検出を行う場合であっても本発明に基づく異物検出を適用することができる。

以上説明した実施形態によれば、金属検出センサの出力値と異物検出スライスとの比較により異常と判断した場合において、金属を含む異物を実際に検出したのか水滴を誤検出したかに応じて金属検出センサの出力やその変動の挙動が異なることを利用して異物の検出を行うので、浸水による影響を回避してカードリーダ１内における異物の有無を安定的かつ確実に判定することが可能になる。また、制御部２０をマイクロプロセッサで構成しているとすれば、既存のカードリーダのハードウェア構成を変更する必要がないのて、コストの上昇を抑えつつ、浸水による誤検出を低減することが可能になる。

１…カードリーダ；２…カード；３…上位制御部；１１…挿入口；１２…カードセンサ；１３…金属検出センサ；１４…磁気ヘッド；２０…制御部；２１…処理部；２２…判断部；２３…異常判定部；２４…記憶部。

Claims (7)

1. カードに記録された磁気データの読み出し及び前記カードへの磁気データの書き込みの少なくともいずれか一方を行うカードリーダであって、
   金属を含む異物を検出する金属検出センサと、
   前記カードリーダに前記カードが挿入されていない状態において前記金属検出センサの出力と所定の閾値とを比較して異常を判断する判断部と、
   前記判断部によって異常と判断された場合に、基準値と前記金属検出センサの出力との差であって、前記金属検出センサの出力の変動幅を表わす差を求め、該差が安定判定幅以内である事象が所定の時間を超えて継続した場合に異物であると判定する異常判定部と、
   を有するカードリーダ。
2. 前記判断部は、前記金属検出センサの出力と前記閾値との比較との結果、異常と判断しなかった場合に、前記金属検出センサの出力によって前記基準値を更新する、請求項１に記載のカードリーダ。
3. 前記異常判定部は、前記差が前記安定判定幅以内でないときに、前記金属検出センサの出力によって前記基準値を更新する、請求項１または２に記載のカードリーダ。
4. カードに記録された磁気データの読み出し及び前記カードへの磁気データの書き込みの少なくともいずれか一方を行うカードリーダの制御方法であって、
   前記カードリーダに前記カードが挿入されていない状態において、金属を含む異物を検出する金属検出センサの出力値を取得し、
   前記出力値と所定の閾値とを比較して異常を判断し、
   前記異常と判断した場合に、基準値と前記出力値との差であって、前記金属検出センサの出力の変動幅を表わす差を求め、該差が安定判定幅以内である事象が所定の時間を超えて継続した場合に異物であると判定する、制御方法。
5. 前記カードリーダに前記カードが挿入されていない状態において、所定の時間間隔で、前記出力値の取得を繰り返す、請求項４に記載の制御方法。
6. 前記出力値と前記閾値との比較との結果、異常と判断しなかった場合に、前記出力値によって前記基準値を更新する、請求項４または５に記載の制御方法。
7. 前記差が前記安定判定幅以内でないときに、前記出力値によって前記基準値を更新する、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の制御方法。

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