JPH07334802A

JPH07334802A - 磁気ストライプリーダライタ

Info

Publication number: JPH07334802A
Application number: JP6127223A
Authority: JP
Inventors: Kenji Konuma; 賢二小沼; Hisao Waki; 久夫脇; Shinji Kobori; 真志小堀; Yasuhiro Nishiyama; 康弘西山
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ストライプが劣化していても、確実に磁
気データの読み取りが可能な磁気ストライプリーダライ
タを提供する。【構成】増幅器８から出力される増幅波形が目標波高
値に追従するように、該増幅器８におけるゲインを設定
する自動ゲイン設定部１０と、この自動ゲイン設定部１
０の出力に応じて増幅器８におけるゲインを切り換える
ゲイン切換部９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に金融機関等で用い
られる通帳伝票プリンタに搭載され、通帳に具備された
磁気ストライプに対して磁気データの読み取り，書き込
みを行う磁気ストライプリーダライタの機構およびその
リード方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、通帳伝票プリンタに搭載される
磁気リーダライタによって通帳等に具備される磁気スト
ライプに書き込まれたデータを読み取るには、磁気スト
ライプと対向して配置される磁気ヘッドより出力される
微小アナログ信号を増幅器により増幅し、さらにパルス
信号等に変換して、伝票を解読し、情報を読み出すもの
である。

【０００３】以下に磁気ストライプリーダライタによる
データ読み取りの方法を説明する。図１１は通帳の一例
を表す平面図で、通帳１の表紙あるいは裏表紙に磁気デ
ータが書き込まれる磁気ストライプ２が貼り付けられて
いる。図１２は磁気ストライプと磁気ヘッドの位置関係
を表す説明図で、通帳伝票プリンタの磁気ストライプリ
ーダライタにおいて、搬送されてくる通帳１の磁気スト
ライプ２と対向するように磁気ヘッド３が具備され、通
帳１あるいは磁気ヘッド３を適当な速度で移動させるこ
とにより、磁気ストライプ２に沿って磁気ヘッド３が移
動し、このとき、磁気ストライプ２に書き込まれている
磁気データによって、磁気ヘッド３から微小アナログ信
号が出力される。

【０００４】図１３は磁気ストライプリーダライタにお
ける従来のリード回路を表すブロック図で、３は磁気ヘ
ッド、４は前記磁気ヘッドの出力を増幅する増幅器、Ｖ
Ｒは前記増幅器のゲインを決める可変抵抗、５は絶対値
増幅器、６はピーク検出器、７はデータ解析部である。
図１４は上述した各構成要素における出力の波形図であ
る。

【０００５】図１４（ａ）は、磁気ヘッド３より出力さ
れる微小アナログ信号（ｖ₀）であり、磁気ストライプ
に書き込まれた磁気データの配列に応じて、＋ｖ₀と−
ｖ₀の電圧が交互の出力される。この磁気ヘッド３の出
力は、可変抵抗ＶＲの値に応じて増幅率が決定される増
幅器４により増幅されて、図１４（ｂ）に表されるよう
に、＋Ｖ₀と−Ｖ₀の電圧が交互に出力される波形とな
る。

【０００６】さらに、絶対値増幅器５により、前記増幅
器４により増幅された波形（ｂ）は、図１４（ｃ）に表
されるように、−Ｖ₀が反転されたものとなる。そし
て、波形（ｃ）はピーク検出器６に入力されることでピ
ークが検出され、図１４（ｄ）に表されるようにピーク
パルスが出力され、データ解析部７によりピークパルス
の間隔ｔ_nからデータが解析される。

【０００７】図１５は前記増幅器４の回路図で、増幅器
４は、ＡＭＰ素子，抵抗Ｒ，可変抵抗ＶＲ等により構成
され、可変抵抗ＶＲの抵抗値の調整は、図１４の波形
（ｃ）の波高値が基準値Ｖ₀となるように、装置製造時
に調整されている。ここで、磁気ヘッドの出力特性にバ
ラツキがあるため、基準となるテスト媒体の磁気ストラ
イプをリードさせ、可変抵抗ＶＲを調整し、波形（ｃ）
の波高値がＶ₀となるように調整された状態で装置が出
荷され、運用時におけるさまざまな状態の磁気ストライ
プもリード可能となるように配慮されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の磁気ストライプリーダライタであると、増幅器
のゲインを可変抵抗ＶＲを用いて調整するため、装置製
造時に調整時間を必要とし、結果として装置が高価とな
るという問題がある。また、磁気ストライプに書き込ま
れたデータとしての磁気が、ハンドバックの口金等に用
いられている磁石等の外部強磁界により弱められて出力
が充分に出なくなったり、磁気ストライプ面に傷，汚
れ，折れ等がつき、出力が劣化した場合、調整により決
定されたゲインは固定となるため、劣化した磁気ストラ
イプをリードすると、十分な大きさの出力波形が得られ
ず、結果として、磁気ストライプのデータを正しくリー
ドできないという問題がある。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、磁気ストライプが劣化している場合で
も、確実に磁気データの読み取りが可能な磁気ストライ
プリーダライタを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、通帳やカードに等に貼り付けられた磁気
ストライプに対して磁気データの読み取り，書き込みを
行う磁気ヘッドと、磁気ヘッドより出力される波形を増
幅する増幅器と、増幅した波形より波形のピーク部を検
出するピーク検出部と、検出されたピーク部からデータ
を解析する解析部とを備えた磁気ストライプリーダライ
タにおいて、前記増幅器から出力される増幅波形のピー
ク値と所望の波高値よりも大きく設定されたスライスレ
ベルＳ_Hとを比較する第１の比較器と、増幅波形のピー
ク値と所望の波高値よりも小さく設定されたスライスレ
ベルＳ_Lとを比較する第２の比較器と、前記第１の比較
器の出力と前記ピーク検出部より出力されたピークパル
スよりダウンパルスを生成する手段と、前記第２の比較
器の出力と前記ピーク検出部より出力されたピークパル
スよりアップパルスを生成する手段と、前記アップパル
ス，ダウンパルスによりカウント値がアップ，ダウンす
るカウンタと、前記カウンタの出力に応じて逐次ゲイン
切り換えを行うゲイン切換部とを備えたものである。

【００１１】

【作用】上述した構成を有する本発明は、増幅器から出
力される増幅波形のピーク値が所望の波高値よりも大き
く設定されたスライスレベルＳ_Hを越すと、ダウンパル
スが生成され、これによりカウンタのカウント値がダウ
ンする。カウント値がダウンすると、ゲイン切換部では
増幅器におけるゲインが小さくなるようにゲインを切り
換えて、増幅波形のピークが下がるようにする。

【００１２】また、増幅器から出力される増幅波形のピ
ーク値が所望の波高値よりも小さく設定されたスライス
レベルＳ_Lを下回ると、アップパルスが生成され、これ
によりカウンタのカウント値がアップする。カウント値
がアップすると、ゲイン切換部では増幅器におけるゲイ
ンが大きくなるようにゲインを切り換えて、増幅波形の
ピークが上がるようにする。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して実施例を説明する。図
１は磁気ストライプリーダライタにおける本発明の第１
の実施例のリード回路のブロック図である。図におい
て、３は磁気ヘッド、８は磁気ヘッド３の出力を増幅す
る増幅器、９は前記増幅器８におけるゲインを切り換え
るゲイン切換部、５は絶対値増幅器、６はピーク検出
器、７はデータ解析部、１０は磁気ヘッド３の出力から
増幅器８でのゲインを設定する自動ゲイン設定部であ
り、この自動ゲイン設定部１０には、絶対値増幅器５の
出力（ｃ）、ピーク検出器６の出力（ｄ）、図示しない
ＣＰＵ等より出力されるＳＥＴ−１，ＳＥＴ−２信号、
あらかじめ設定されて決まっている３種類のスライスレ
ベルＳ_H，Ｓ_L，Ｓ_Cが入力され、また自動ゲイン設定
部１０の出力は、ゲイン切換部９へ接続され、この出力
を受けて、ゲイン切換部９は増幅器８におけるゲインを
切り換える。

【００１４】図２は上記自動ゲイン設定部の詳細を表す
ブロック図である。１１は第１の比較器で、この第１の
比較器１１には、前記絶対値増幅器５の出力（ｃ）と所
定のスライスレベルＳ_Hが入力される。１２は第２の比
較器で、この第２の比較器１２には、絶対値増幅器５の
出力（ｃ）と所定のスライスレベルＳ_Lが入力される。

【００１５】１３は第３の比較器で、この第３の比較器
１３には、絶対値増幅器５の出力（ｃ）と所定のスライ
スレベルＳ_Cが入力される。１４はＩＮＶ素子で、この
ＩＮＶ素子１４には、前記第２の比較器１２の出力
（ｆ）が入力される。１５は第１のＡＮＤ素子で、この
第１のＡＮＤ素子１５には、前記ピーク検出部６の出力
であるピークパルス（ｄ）と前記第１の比較器１１の出
力（ｅ）が入力される。

【００１６】１６は第２のＡＮＤ素子で、この第２のＡ
ＮＤ素子１６には、ピーク検出部の出力（ｄ）と前記Ｉ
ＮＶ素子１４を通った第２の比較器１２の出力が入力さ
れる。１７は４ｂｉｔのカウンタで、このカウンタ１７
のＤＯＷＮ入力には、前記第１のＡＮＤ素子１５の出力
（ｈ）が入力され、ＵＰ入力には、第２のＡＮＤ素子１
６の出力（ｉ）が入力される。さらに、カウンタ１７に
は図示しないＣＰＵ等より出力されるＳＥＴ−１信号と
イニシャル値データが入力される。

【００１７】１８は４ｂｉｔのレジスタで、このレジス
タ１８には、前記カウンタ１７からの４ｂｉｔの出力
と、図示しないＣＰＵ等より出力されるＳＥＴ−２信号
と、前記第３の比較器１３の出力（ｇ）が入力され、こ
のレジスタ１８の４ｂｉｔの出力（Ｄ₀〜Ｄ₃）は、図
１で説明したゲイン切換部９に入力される。図３は図１
で説明したゲイン切換部および増幅器の詳細を表すブロ
ック図である。

【００１８】ゲイン切換部９は、４つのアナログスイッ
チＡＳＷ−１，ＡＳＷ−２，ＡＳＷ−３，ＡＳＷ−４
と、これらアナログスイッチＡＳＷ−１〜ＡＳＷ−４と
それぞれ接続された４つの抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄
とから構成され、アナログスイッチＡＳＷ−１〜ＡＳＷ
−４の片方のスイッチ端子は、全て結線されて０Ｖに接
続され、他方のスイッチ端子はそれぞれ抵抗Ｒ₁〜Ｒ₄
に接続される。また、この抵抗Ｒ₁〜Ｒ₄の他方の端子
は、全て結線されて増幅器８に接続される。そして、ア
ナログスイッチＡＳＷ−１〜ＡＳＷ−４のＯＮ／ＯＦＦ
端子は、それぞれレジスタ１８の出力であるＤ₀〜Ｄ₃
と接続されており、レジスタ１８の出力によりアナログ
スイッチＡＳＷ−１〜ＡＳＷ−４のＯＮ／ＯＦＦが制御
され、増幅器８に接続される抵抗値が切り換えられるこ
とで、該増幅器８のゲインが切り換えられる。

【００１９】図４は上記自動ゲイン設定部の各部から出
力される波形を表す波形図であり、以下に、第１の実施
例の作用を説明する。第１の比較器１１には、絶対値増
幅器５の出力である波形（ｃ）と、所望される目標波高
値Ｖ₀より高く設定してあるスライスレベルＳ_Hが入力
され、その出力（ｅ）は、比較の結果、波形（ｃ）がス
ライスレベルＳ_Hより大きい部分では“１”（で表さ
れる状態）となり、波形（ｃ）がスライスレベルＳ_Hよ
り小さい部分では“０”となる。これは、第１の比較器
１１の出力（ｅ）が“１”の場合は、自動ゲイン切換部
９により設定されるゲインが大きすぎることを意味して
いる。

【００２０】第２の比較器１２には、絶対値増幅器５の
出力の波形（ｃ）と、所望される目標波高値Ｖ₀より低
く設定してあるスライスレベルＳ_Lが入力され、その出
力（ｆ）は、比較の結果、波形（ｃ）がスライスレベル
Ｓ_Lより小さい部分では“０”（，で表される状
態）となり、波形（ｃ）がスライスレベルＳ_Lより大き
い部分では“１”となる。これは、第２の比較器１２の
出力（ｆ）が“０”の場合は、ゲイン切換部９により設
定されるゲインが小さすぎることを意味している。

【００２１】第１のＡＮＤ素子１５では、ピーク検出部
６の出力であるピークパルス（ｄ）と第１の比較器１１
の出力（ｅ）の論理ＡＮＤをとり、その出力（ｈ）は、
ピークパルス（ｄ）が“１”で第１の比較器１１の出力
（ｅ）が“１”のとき、すなわち、ピークがあって、か
つそのピークが所望される目標波高値Ｖ₀より所定量以
上高い場合に“１”となって、′に表されるようなパ
ルスが出力される。

【００２２】そして、これがカウンタ１７に入力される
ことで、カウント値（ｋ）がダウンするようになってい
る。第２のＡＮＤ素子１６では、ピーク検出部６の出力
であるピークパルス（ｄ）と第２の比較器１２の出力
（ｆ）をＩＮＶ素子６４で反転させたものとの論理ＡＮ
Ｄをとり、その出力ｉは、ピークパルス（ｄ）が“１”
で第２の比較器１２の出力（ｆ）が“０”のとき、すな
わち、ピークがあって、かつそのピークが所望される目
標波高値Ｖ₀より所定量以上低い場合に“１”となっ
て、′，′に表されるようなパルスが出力される。

【００２３】そして、これがカウンタ１７に入力される
ことで、カウント値（ｋ）がアップするようになってい
る。ここで、上記カウンタ１７は４ｂｉｔ構成で、図示
されないＣＰＵ等より出力されるＳＥＴ−１信号（ｊ）
により、あらかじめ所定のイニシャル値がセットされて
おり、これが、第１のＡＮＤ素子１５，第２のＡＮＤ素
子１６より出力されるダウンパルス，アップパルスによ
りカウントダウン，アップする。

【００２４】レジスタ１８は４ｂｉｔのレジスタで、図
示されないＣＰＵ等より出力されるＳＥＴ−２信号
（ｌ）により、カウンタ１７にセットされたイニシャル
値と同じ値がレジスタのイニシャル値としてセットされ
る（図４（ｍ））。第３の比較器１３には、絶対値増幅
器５の出力の波形（ｃ）と、スライスレベルＳ_Lよりも
さらに低く設定されるスライスレベルＳ_Cが入力され、
その出力（ｇ）は、比較の結果、波形（ｃ）がスライス
レベルＳ_Cより小さい部分では“０”となり、波形
（ｃ）がスライスレベルＳ_Cより大きい部分では“１”
となる。

【００２５】そして、レジスタ１８は、第３の比較器１
３の出力（ｇ）の波形の立ち下がり部でカウンタ１７の
出力を保持するよう動作し、その出力Ｄ₀〜Ｄ₃がゲイ
ン切換部９へ出力される。たとえば、カウンタ１７のイ
ニシャル値が“８”の場合で説明すると、絶対値増幅器
５の出力（ｃ）の波形のピークがスライスレベルＳ_Hと
スライスレベルＳ _Lとの間に入る状態では、上述したよ
うに、第１のＡＮＤ素子１５，第２のＡＮＤ素子１６と
もパルスを出力せず、これにより、カウンタ１７のカウ
ント値（ｋ）は、上記“８”のままであり、第３の比較
器１３の出力（ｇ）の波形の立ち下がり毎に、レジスタ
１８にこのカウント値“８”がセットされる。

【００２６】絶対値増幅器５の出力（ｃ）の波形のピー
クがスライスレベルＳ_Hを越えると、第１のＡＮＤ素子
１５からパルスが出力され、これにより、カウンタ１７
のカウント値（ｋ）がカウントダウンされて“７”とな
る。そして、カウントダウンして最初に第３の比較器１
３の出力（ｇ）の波形が立ち下がったときに、レジスタ
１８にこのカウント値“７”がセットされる。

【００２７】なお、レジスタ１８の出力によってゲイン
切換部９が操作され、増幅器８におけるゲインが切り換
えられて、上述したように、カウンタ１７のカウント値
がカウントダウンされると、増幅の幅が小さくなるよう
になっている。これにより、絶対値増幅器５の出力
（ｃ）の波形のピークがスライスレベルＳ_Hを越えて、
その結果としてカウント値がダウンされると、増幅の幅
が小さくなり、絶対値増幅器５の出力（ｃ）の波形の次
のピークは前回より下がることになる。

【００２８】この後、絶対値増幅器５の出力（ｃ）の波
形のピークがスライスレベルＳ_HとスライスレベルＳ_L
との間に入る状態ではカウント値は変化せず、“７”の
ままである。この状態から、絶対値増幅器５の出力
（ｃ）の波形のピークがスライスレベルＳ_Lに到達しな
くなると、第２のＡＮＤ素子１６からパルスが出力さ
れ、これにより、カウンタ１７のカウント値（ｋ）がカ
ウントアップされて“８”となる。そして、カウントア
ップして最初に第３の比較器１３の出力（ｇ）の波形が
立ち下がったときに、レジスタ１８にこのカウント値
“８”がセットされる。

【００２９】なお、レジスタ１８の出力によってゲイン
切換部９により増幅器８におけるゲインが切り換えら
え、上述したように、カウンタ１７のカウンタ値がカウ
ントアップされると、増幅の幅が大きくなるようになっ
ている。これにより、絶対値増幅器５の出力（ｃ）の波
形のピークがスライスレベルＳ_Lに到達せず、その結果
としてカウント値がアップされると、増幅の幅が大きく
なり、絶対値増幅器５の出力（ｃ）の波形の次のピーク
は前回より上がることになる。

【００３０】これにより、絶対値増幅器５の出力（ｃ）
の波形のピークがスライスレベルＳ _Hとスライスレベル
Ｓ_Lとの間に入ると、カウント値は変化せず、“８”の
ままとなるが、図４の場合のように、絶対値増幅器５の
出力（ｃ）の波形のピークがまらスライスレベルＳ_Lに
到達しないと、第２のＡＮＤ素子１６からパルスが出力
され、これにより、カウンタ１７のカウント値（ｋ）が
カウントアップされて“９”となる。そして、カウント
アップして最初に第３の比較器１３の出力（ｇ）の波形
が立ち下がったときに、レジスタ１８にこのカウント値
“９”がセットされる。

【００３１】このように、絶対値増幅器５の出力（ｃ）
の波形のピークがスライスレベルＳ _Hとスライスレベル
Ｓ_Lとの間に入っている状態では、カウンタ１７のカウ
ント値は変化せず、絶対値増幅器５の出力（ｃ）の波形
のピークがスライスレベルＳ _Hを越えたり、スライスレ
ベルＳ_Lに到達しない状態では、カウンタ１７のカウン
ト値はアップあるいはダウンする。なお、レジスタ１８
の出力は第３の比較器１３の出力（ｇ）の立ち下がり部
で切り換わるため、結果として、ゲイン切換部９のゲイ
ン切り換えは絶対値増幅器５の出力（ｃ）がスライスレ
ベルＳ_Cより小さい部分で行われ、これにより、ゲイン
切り換え時に絶対値増幅器５の出力（ｃ）の波形が乱れ
ても、余分なピークパルスがでることはなく、データ解
析時に影響がでないようになっている。

【００３２】図５はゲインの変化を表すグラフであり、
以下に、図３および図５を用いてゲイン切り換えの詳細
を説明する。アナログスイッチＡＳＷ−１〜４のＯＮ／
ＯＦＦ端子にレジスタ１８の出力Ｄ ₀〜Ｄ₃が入力さ
れ、このＤ₀〜Ｄ₃の各ｂｉｔの状態に応じて前記アナ
ログスイッチＡＳＷ−１〜４はＯＮまたはＯＦＦ状態と
なり、ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて抵抗Ｒ₁〜Ｒ₄が並列
接続され、合成抵抗Ｒ_Sを生成する。そして、この合成
抵抗Ｒ_Sの値に応じて、増幅器８ではゲインが可変とな
る。

【００３３】増幅器８のゲインは抵抗Ｒ_fと合成抵抗Ｒ
_Sにより（１＋（Ｒ_f／Ｒ_S））にて表現され、レジ
スタ１８の出力Ｄ₀〜Ｄ₃の２進数表示をＮとすると、
ゲインＧ（Ｎ）は以下の（１）式で表される。

【００３４】

【数１】（但し、Ｎ＝１〜１５）ここで、Ｒ₁＝ｒ，Ｒ₂＝ｒ／２，Ｒ₃＝ｒ／４，Ｒ₄
＝ｒ／８，Ｒ_f＝Ｋ・ｒとすると、上記（１）式は以下
の（２）式で表される。

【００３５】

【数２】Ｇ（Ｎ）＝１＋Ｎ・Ｋ・・・（２）上記（２）式より、ゲインの増加は直線で表すことがで
き、Ｋの値により直線の傾きが決定される。また、Ｇ
（Ｎ＋１）−Ｇ（Ｎ）＝Ｋであるので、Ｎの±１増減に
より、ゲインはＫ増減することになる。

【００３６】よって、カウンタ１７の出力であるレジス
タ１８の出力（Ｄ₀〜Ｄ₃＝Ｎ）に応じて増減するゲイ
ン値はＫとなる。ここで、増幅器８に入力される磁気ヘ
ッドの出力をＶ_inとすると、Ｖ_in・Ｋ＜（Ｓ_H−Ｓ_L）
となるようにＫを設定すれば、増幅器８で増幅された出
力波形はスライスレベルＳ_H〜Ｓ_L間に収まることにな
る。そして、上述したようにＫ＝Ｒ_f／ｒであるので、
標準の磁気ヘッドで基準となる磁気ストライプをリード
したときの増幅器８の入力信号をｖ_inとした場合、ｖ_in
・Ｋ＜（Ｓ_H−Ｓ_L）を満足するようなＫが得られるよ
うに、ゲイン切換部９の各抵抗の抵抗値が決められてい
る。

【００３７】以上のように、第１の実施例によれば、比
較器の出力に応じてカウント値がアップダウンするカウ
ンタを備え、このカウント値に応じてゲインを変化させ
る自動ゲイン設定部１０とゲイン切換部９を設けたの
で、増幅器８のゲインは、絶対値増幅器５の出力波形
（ｃ）のピーク値がスライスレベルＳ_H〜Ｓ_L間に入る
様可変される。

【００３８】これにより、劣化した磁気ストライプ等の
データをリードする場合は、磁気ヘッドの出力の大きさ
に追随してゲインが可変となるため、従来では出力波形
が小さいためにリードできなかったものがリード可能と
なり、品質向上に大きく貢献するものである。図６は磁
気特性が部分的に劣化した磁気ストライプを従来方式に
よる固定ゲインの磁気ストライプリーダライタでリード
した場合の出力波形を表す波形図であり、従来である
と、ゲインが固定であるため、磁気が劣化すると、リー
ドしたデータのピーク値が低くなり、これが目標波高値
に対してあるレベル以下になると、ピーク検出が正しく
できず、データを正しく解析できない。

【００３９】これに対して、本実施例では、磁気が劣化
していても、リードしたデータのピーク値が目標波高値
に近づく様、逐次ゲイン切換が行われるため、正しくピ
ークと捕らえ、データの解析が可能となる。ここで、磁
気特性が劣化する代表的な例が、ハンドバック，サイフ
等の口金に用いられる強磁性体の磁石による場合であ
る。その他、外部磁界が発生する環境、例えばテレビの
周辺に長時間磁気ストライプを放置した場合等でも、磁
気ストライプ全体の特性が劣化する。

【００４０】さらに、外部磁界によらなくても、磁気ス
トライプに折れ目，曲がり，汚れの付着等が発生した場
合にも、図６に示す如く部分的に出力特性が劣化する。
この様に、通帳等の磁気ストライプの使用環境は、通帳
が身辺で持ち運びされるものであるがゆえに、非常な過
酷な環境となる。さらに、磁気ストライプと対向した磁
気ヘッドによる直線的な動きによりデータをリードライ
トするため、一回の動作で確実に読み取りを行わなけれ
ばならない。ＦＤＤ，ＨＤＤ等は高速回転する円板状の
媒体上で磁気データがリードライトされるため、リード
エラーになっても繰り返しリード動作を行うことは短時
間で遂行できる。これに対し、通帳の磁気ストライプで
リードエラー等が発生すると、磁気ヘッドまたは通帳を
再度移動させなければならず、処理時間に多大な影響を
及ぼす。

【００４１】このように、金融機関で用いられる通帳伝
票プリンタの磁気ストライプリーダライタは、記録密度
の関してはＦＤＤ，ＨＤＤと比較して低密度であるが、
データがリードライトされる磁気媒体の使用環境ははる
かに過酷である。また、ゲインが自動設定されるため、
製造時，保守時共にゲインの調整は不要となり、安価で
高品質な装置を提供できる。さらに、調整のために従来
必要であった、厳格に品質特性が管理された基準媒体で
あるテスト媒体が不要となる。

【００４２】なお、本実施例では、金融機関等で用いら
れる通帳伝票プリンタに搭載される磁気ストライプリー
ダライタに適用した例を説明したが、比較的小容量の磁
気データを扱う装置、例えばカードリーダライタ，各種
発券機等に用いられる磁気リーダライタにも適用可能で
ある。図７は磁気ストライプリーダライタにおける本発
明の第２の実施例のリード回路のブロック図である。

【００４３】図において、３は磁気ヘッド、８は磁気ヘ
ッド３の出力を増幅する増幅器、５は絶対値増幅器、６
はピーク検出器、７はデータ解析部、２１は磁気ヘッド
３の出力から増幅器８でのゲインを設定する自動ゲイン
設定部であり、この自動ゲイン設定部２１には、絶対値
増幅器５の出力（ｃ）、ピーク検出器６の出力（ｄ）、
図示しないＣＰＵのデータバス（８ｂｉｔ）と接続さ
れ、その出力（８ｂｉｔ）は、前記増幅器８におけるゲ
インを切り換えるゲイン切換部２２へ接続される。そし
て、ゲイン切換部２２は増幅器８に接続される。

【００４４】図８は上記自動ゲイン設定部の詳細を表す
ブロック図である。２３はピークホールド部で、このピ
ークホールド部２３は絶対値増幅器５の出力波形（ｃ）
が入力され、波形のピークを出力する。２４はアナログ
減算器で、このアナログ減算器２４のプラス端子には前
記ピークホールド部２３の出力（ｐｈ）が入力され、マ
イナス端子には所望の目標波高値Ｖ₀の電圧が入力され
る。

【００４５】２５はＡ／Ｄ変換器で、このＡ／Ｄ変換器
２５には前記アナログ減算器２４の出力（ｄｆ）と所望
の目標波高値Ｖ₀の電圧が入力される。２６はデジタル
加減算器で、このデジタル加減算器２６には前記Ａ／Ｄ
変換器２５の出力である８ｂｉｔのデータ（ｇａ）と＋
／−信号が入力されるとともに、図示されないＣＰＵ等
のデータバス（８ｂｉｔ）が接続される。そして、デジ
タル加減算器２５の８ｂｉｔの出力（Ｄ₀〜Ｄ₇）はゲ
イン切換部２２に入力される。

【００４６】２７はパルス発生部で、このパルス発生部
２７には前記ピーク検出器６の出力であるピークパルス
（ｄ）が入力され、その出力は前記ピークホールド部２
３，アナログ減算器２４，Ａ／Ｄ変換器２５に入力され
る。図９は図７で説明したゲイン切換部の詳細を表すブ
ロック図である。ゲイン切換部２２は、８つのアナログ
スイッチＡＳＷ−１〜ＡＳＷ−８と、これらアナログス
イッチＡＳＷ−１〜ＡＳＷ−８とそれぞれ接続された４
つの抵抗Ｒ₁〜Ｒ₈とから構成され、アナログスイッチ
ＡＳＷ−１〜ＡＳＷ−８の片方のスイッチ端子は、全て
結線されて０Ｖに接続され、他方のスイッチ端子はそれ
ぞれ抵抗Ｒ₁〜Ｒ₈に接続される。また、この抵抗Ｒ₁
〜Ｒ₈の他方の端子は、全て結線されて増幅器８に接続
される。そして、アナログスイッチＡＳＷ−１〜ＡＳＷ
−８のＯＮ／ＯＦＦ端子は、それぞれデジタル加減算器
２５の出力（Ｄ₀〜Ｄ₇）と接続されており、デジタル
加減算器２５の出力によりアナログスイッチＡＳＷ−１
〜ＡＳＷ−８のＯＮ／ＯＦＦが制御され、増幅器８に接
続される抵抗値が切り換えられることで、該増幅器８の
ゲインが切り換えられる。

【００４７】図１０は上記自動ゲイン設定部の各部から
出力される波形を表す波形図であり、以下に、第２の実
施例の作用を説明する。ピーク検出器６で生成したピー
クパルス（ｄ）がパルス発生部２７に入力されると、所
定のパルス幅をもったピークホールド有効パルス（ｐ
ｅ）がピークホールド部２３に出力される。ピークホー
ルド部２３では、絶対値増幅器５の出力波形（ｃ）の波
高値がピークホールドされ、前記ピークホールド有効パ
ルス（ｐｅ）のパルス幅の間有効なピークホールド電圧
（ｐｈ）がアナログ減算器２４のプラス端子へ出力され
る。

【００４８】アナログ減算器２４のマイナス端子には、
所望の目標波高値であるＶ₀の電圧が入力され、ここで
各ピーク毎のピーク電圧と目標波高値との差（（ｐｈ）
−Ｖ ₀＝（ｄｆ））が求められて、これがＡ／Ｄ変換器
２５に入力される。Ａ／Ｄ変換器２５では前記差の電圧
の絶対値をとったもの（｜（ｄｆ）｜＝｜（ｐｈ）−Ｖ
₀｜）が８ｂｉｔにデジタル変換され、これがデジタル
加減算器２６に入力されるとともに、その時の符号（＋
／−）がデジタル加減算器２６に入力される。

【００４９】ここで、前記Ａ／Ｄ変換器２５による差の
絶対値電圧｜（ｐｈ）−Ｖ₀｜のデジタル変換は、Ｖ₀
の電圧を基準とし、｜（ｄｆ）｜＝０のとき、すなわ
ち、ピーク電圧が目標波高値と等しいときのデジタル変
換値をＧ₀としたとき、（ｇａ）／Ｇ₀＝（ｄｆ）／Ｖ
₀となる様、ゲインとして８ｂｉｔのデジタル値に変換
される。つまり、（ｇａ）はゲインの意味を持つ様変換
される。

【００５０】そして、ピーク検出器６で生成したピーク
パルス（ｄ）のｎのタイミングにおけるＡ／Ｄ変換器２
５の出力を（ｇａ）ｎとしたとき、デジタル加減算器２
６の内容Ｑ（８ｂｉｔ）をＱ_nとすると、デジタル加減
算器２６は、Ａ／Ｄ変換器６からの符号（＋／−）信号
に応じて、符号がプラスのときは減算，マイナスのとき
は加算となるように、Ｑ_n＝Ｑ_n-1±（ｇａ）_nの加減
算を行う。ここで、Ｑ _nは増幅器８のゲインをデジタル
で表現したものであり、また、アナログ減算器２４の出
力（ｄｆ），Ａ／Ｄ変換器２５の出力（ｇａ）は、いず
れもパルス（ｐｈ）の幅の間有効なデータとなる様動作
する。

【００５１】さらに、デジタル加減算器２６の初期値Ｑ
₀は、図示されないＣＰＵ等により、Ｑ₀＝Ｇ₀となる
様に設定される。次に、ゲイン切換部２２の動作につい
て説明する。アナログスイッチＡＳＷ−１〜８のＯＮ／
ＯＦＦ端子にデジタル加減算器２６の出力Ｑ（Ｄ₀〜Ｄ
₇）が入力され、このＤ₀〜Ｄ₇の各ｂｉｔの状態に応
じて前記アナログスイッチＡＳＷ−１〜８はＯＮまたは
ＯＦＦ状態となり、ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて抵抗Ｒ₁
〜Ｒ₈が並列接続され、合成抵抗を生成する。そして、
この合成抵抗の値に応じて、増幅器８ではゲインが可変
となる。

【００５２】すなわち、Ｒ₁＝ｒ，Ｒ₂＝ｒ／２，Ｒ₃
＝ｒ／４・・・Ｒ₈＝ｒ／１２８とすると、デジタル加
減算器２６の出力Ｑ（Ｄ₀〜Ｄ₇）の値に応じて増幅器
８のゲインは切り換わり、そのゲイン特性は図５で説明
したように直線となる。この直線の特性を用いることに
より、Ｑ_n＝Ｑ_n-1±（ｇａ）_nの演算によりゲインコ
ントロールすることが有効な意味を持つことになる。

【００５３】以上の動作により、絶対値増幅器９の出力
波形（ｃ）は、目標波高値Ｖ₀に逐次追随するようにな
る。以上のように、第２の実施例では、自動ゲイン設定
部２１にピークホールド部２３，Ａ／Ｄ変換部２５を設
け、目標波高値Ｖ₀に絶対値増幅器５の出力波形（ｃ）
が逐次追随する様にゲイン切換部２２のゲインが設定さ
れるため、第１の実施例と比較してより精度のよいゲイ
ンコントールが可能となる。

【００５４】一方、第１の実施例では、所定のスライス
レベルＳ_H，Ｓ_Lを設定し、絶対値増幅器５の出力波形
（ｃ）が前記スライスレベル間に入る様ゲインコントロ
ールされるが、回路構成が汎用素子であるカウンタ，レ
ジスタ，比較器等で構成でき、非常に安価に構成するこ
とができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、磁気ヘ
ッドの出力を増幅して出力する増幅器からの増幅波形
が、所望される大きさに追従するように該増幅器におけ
るゲインを可変として、増幅波形が所望される大きさよ
り小さいときはゲインを大きくして増幅波形のピーク値
が上がるようにし、増幅波形が所望される大きさより大
きい時はゲインを小さくして増幅波形のピーク値を下げ
るようにしたので、磁気データが劣化する等で磁気ヘッ
ドの出力が小さくなってしまった場合でも増幅波形はデ
ータ解析に必要な所望の大きさまで増幅され、これによ
りデータを正しく読み取って解析を行うことができると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における磁気ストライプ
リーダライタのブロック図である。

【図２】第１の実施例の自動ゲイン設定部の詳細を表す
ブロック図である。

【図３】第１の実施例のゲイン切換部および増幅器の詳
細を表すブロック図である。

【図４】第１の実施例の自動ゲイン設定部の各部から出
力される波形を表す波形図である。

【図５】ゲインの変化を表すグラフである。

【図６】磁気特性が部分的に劣化した磁気ストライプを
固定ゲインでリードした場合の出力波形を表す波形図で
ある。

【図７】第２の実施例における磁気ストライプリーダラ
イタのブロック図である。

【図８】第２の実施例の自動ゲイン設定部の詳細を表す
ブロック図である。

【図９】第２の実施例のゲイン切換部の詳細を表すブロ
ック図である。

【図１０】第２の実施例の自動ゲイン設定部の各部から
出力される波形を表す波形図である。

【図１１】通帳の一例を表す平面図ある。

【図１２】磁気ストライプと磁気ヘッドの位置関係を表
す説明図である。

【図１３】従来の磁気ストライプリーダライタのブロッ
ク図である。

【図１４】従来の出力波形図である。

【図１５】従来の増幅器の構成を表す説明図である。

【符号の説明】

３磁気ヘッド６ピーク検出器７データ解析部８増幅器９ゲイン切換部１０自動ゲイン設定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西山康弘東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通帳やカードに等に貼り付けられた磁気
ストライプに対して磁気データの読み取り，書き込みを
行う磁気ヘッドと、磁気ヘッドより出力される波形を増幅する増幅器と、増幅した波形より波形のピーク部を検出するピーク検出
部と、検出されたピーク部からデータを解析する解析部とを備
えた磁気ストライプリーダライタにおいて、前記増幅器から出力される増幅波形が、所望される大き
さに追従するように該増幅器におけるゲインを可変とす
る自動ゲイン設定部を備えたことを特徴とする磁気スト
ライプリーダライタ。
【請求項２】請求項１記載の磁気ストライプリーダラ
イタにおいて、前記自動ゲイン設定部は、前記増幅器から出力される増幅波形のピーク値と所望の
波高値よりも大きく設定されたスライスレベルＳ_Hとを
比較する第１の比較器と、増幅波形のピーク値と所望の波高値よりも小さく設定さ
れたスライスレベルＳ _Lとを比較する第２の比較器と、前記第１の比較器の出力と前記ピーク検出部より出力さ
れたピークパルスよりダウンパルスを生成する手段と、前記第２の比較器の出力と前記ピーク検出部より出力さ
れたピークパルスよりアップパルスを生成する手段と、前記アップパルス，ダウンパルスによりカウント値がア
ップ，ダウンするカウンタと、前記カウンタの出力に応じて逐次ゲイン切り換えを行う
ゲイン切換部とを備えたことを特徴とする磁気ストライ
プリーダライタ。
【請求項３】請求項２記載の磁気ストライプリーダラ
イタにおいて、前記スライスレベルＳ_Lよりも小さく設定されたスライ
スレベルＳ_Cと前記増幅波形とを比較する第３の比較器
と、前記第３の比較器の出力によって、増幅波形が前記スラ
イスレベルＳ_Cよりも低くなる時に、前記カウンタから
出力されるカウント値を一時格納し、これを前記ゲイン
切換部に送出するレジスタを備えたことを特徴とする磁
気ストライプリーダライタ。
【請求項４】請求項２記載の磁気ストライプリーダラ
イタにおいて、前記カウンタのカウント値がアップダウンする毎に前記
増幅器においてゲインがＫずつ増減するように前記ゲイ
ン切換部で設定されているとき、磁気ヘッドで基準とな
る磁気ストライプをリードしたときの前記増幅器の入力
信号をＶ_inとすると、あらかじめ設定される前記スライ
スレベルＳ_H，Ｓ_Lを用いて、Ｖ_in・Ｋ＜（Ｓ_H−
Ｓ_L）を満足するように前記Ｋの値が決められているこ
とを特徴とする磁気ストライプリーダライタ。
【請求項５】請求項１記載の磁気ストライプリーダラ
イタにおいて、前記自動ゲイン設定部は、前記ピーク検出部で検出されるピーク部の電圧を保持す
るピークホールド部と、このピークホールド電圧と目標波高値電圧との差の電圧
を出力する減算器と、前記減算器の出力を目標波高値電圧を基準としてデジタ
ル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力に対して加減算を行ってゲイン
を設定するデータを生成する加減算器と、前記加減算器の出力により逐次ゲイン切り換えを行うゲ
イン切換部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の
磁気ストライプリーダライタ。