JP5728791B2

JP5728791B2 - カードリーダ

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Publication number: JP5728791B2
Application number: JP2009052733A
Authority: JP
Inventors: 高明宮部; 善仁小松
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: US9552501B2; EP2405427A1; CN102341854A; JP2010205187A; EP3062310B1; CN103793674A; US20120002313A1; JP2011070746A; US8824073B2; CN103793674B; EP2405427A4; EP3062310A1; WO2010100904A1; US20140353379A1; CN102341854B

Description

本発明は、磁気ストライプの有無を検出するプリヘッドを有するカードリーダに関する。

従来より、銀行等の金融機関で使用され、キャッシュレスや個人認証などを実現するカードとして、プラスチック基板表面に磁気ストライプが形成された磁気カードがある。この磁気カードに対する磁気データの記録再生は、カードリーダ（カードリーダライタを含む）なる装置によって行われる。具体的には、カードリーダは、カード挿入口から磁気カードを搬送路内へ取り込み、駆動ローラによって搬送路内の所定の位置まで搬送させながら磁気情報の記録再生を行っている。

また、カードリーダの中には、磁気カードがカード挿入口に挿入されたことを検出するプリヘッドを有するものがある。プリヘッドは、磁気ストライプの存在を検出し、磁気ストライプに記録された磁気情報に基づく出力信号をＣＰＵに送信する。これを受信したＣＰＵは、搬送路へのシャッタを開き、駆動モータを駆動する（例えば特許文献１参照）。

ここで、プリヘッドと、プリヘッドの出力信号を検出する回路基板（ＣＰＵを含む）とは、物理的に離れた位置に配置されることが多く、両者はケーブル等で接続されるのが一般的である。

特開２００２−７４６０７号公報

しかしながら、プリヘッドの出力端子や、プリヘッドと回路基板を繋ぐケーブル等にリード線が不正に取り付けられた場合、プリヘッドからの出力信号が解析されることで、磁気ストライプに記録された磁気情報が漏洩する虞がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリヘッドからの出力信号に基づき磁気ストライプに記録された磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことが可能なカードリーダを提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１）磁気ストライプを有する磁気カードを搬送路に導くカード挿入口と、前記カード挿入口の近辺に配置され、前記磁気ストライプの有無を検出することにより、前記磁気カードのカードリーダ内部への取込みを行わせるためのプリヘッドと、前記カードリーダ内部に設けられ、前記磁気カードの前記磁気ストライプに対する磁気データの読み書きを行う磁気ヘッドと、を有するカードリーダであって、前記プリヘッドは、磁気ギャップを挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コア及び一対の磁気コアに巻回されたコイルを有するヘッド部と、前記ヘッド部からの出力信号を、前記磁気ヘッドで再生される前記磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号に変換する信号変換手段と、を備え、前記信号変換手段からの出力が前記プリヘッドからの出力信号として前記カードリーダに入力されるものであって、前記プリヘッドからは、前記磁気ストライプを検出したときに、前記磁気ストライプに記録された磁気情報への復調及び解読が困難で前記磁気ストライプに記録された磁気情報そのものに依拠せず、磁気ストライプを検出したことのみを示す信号が前記信号変換手段により発生されて出力されることを特徴とするカードリーダ。

本発明によれば、カード挿入口とプリヘッドを有するカードリーダで、そのプリヘッドには、磁気ギャップを挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コア及び一対の磁気コアに巻回されたコイルを有するヘッド部が設けられ、そのプリヘッドからは、磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されることとしたので、磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことができる。

すなわち、プリヘッドから磁気ストライプに記録された磁気情報を示す信号が出力されると、出力信号の解析によって磁気情報が漏洩する虞があるが、本発明のように、磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されると、出力信号の解析によっても磁気情報を取得できない。そのため、プリヘッドの出力端子や、プリヘッドと回路基板を繋ぐケーブル等にリード線が不正に取り付けられた場合であっても、磁気ストライプに記録された磁気情報が漏洩し、磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことができる。

なお、「磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号」については、磁気情報を意味するものでなければ如何なる信号であってもよく、ステップ状の信号であってもよいし、正弦波状の信号であってもよいし、パルス状の信号であってもよい。

また、本発明によれば、上述したプリヘッドには、ヘッド部からの出力信号を、それとは異なる信号に変換する信号変換手段が設けられることとしたので、たとえ信号変換手段の出力が不正に取得されたとしても、その出力は復調しても解読しても磁気情報を取得できないものなので、磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことができる。

また、信号変換手段が設けられたプリヘッドは、信号変換手段が設けられていないものとは出力が異なるものである。したがって、回路基板等を、信号変換手段が設けられたプリヘッド向けに作成しておけば、メンテナンス時に模造品（信号変換手段が設けられていないプリヘッド）と不正に交換されるのを防ぐことができる。

（２）前記信号変換手段により発生される信号は、ステップ信号、パルス信号、正弦波信号又はホールド信号であることを特徴とするカードリーダ。

（３）前記信号変換手段は、前記ヘッド部からの出力信号を検出する検出回路と、当該出力信号とは異なる信号を出力する出力回路とを備えることを特徴とするカードリーダ。

本発明によれば、上述した信号変換手段には、ヘッド部からの出力信号を検出する検出回路と、出力信号とは異なる信号を出力する出力回路とが設けられることとしたので、カードリーダ内の各部の駆動制御を司るＣＰＵ等を含む回路基板側に検出回路を設ける必要がない。したがって、メンテナンス時に模造品と不正に交換されるのを防ぎつつ、磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことができる。

（４）前記プリヘッドからの出力信号により、前記磁気カードを前記カードリーダ内部へ取り込むために駆動ローラを回転駆動する駆動モータの駆動制御と、前記磁気カードを搬送する搬送路へのシャッタの開閉制御との少なくとも一方が行われることを特徴とするカードリーダ。
（５）前記信号変換手段は、前記一対の磁気コア及び前記コイルを覆うケース内に収納されていることを特徴とするカードリーダ。

本発明によれば、上述した信号変換手段は、一対の磁気コア及びコイルを覆うケース内に収納されていることとしたので、信号変換手段にリード線を繋ぐ等の行為ができなくなり、信号変換手段から磁気情報が漏洩するのを防ぎ、ひいては磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことができる。

（６）前記プリヘッドは、前記ヘッド部が複数のデータトラックに対応して複数設けられた多チャンネル磁気ヘッドであって、複数の前記磁気コアには、コイルが巻回された共通のボビンが装着されて、各々の磁気コアから得られた信号が合成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のカードリーダ。

本発明によれば、上述したプリヘッドは、ヘッド部が複数のデータトラックに対応して複数設けられた多チャンネル磁気ヘッドであって、複数の磁気コアには、信号変換手段としての、コイルが巻回された共通のボビンが装着されていることとしたので、プリヘッドからは、磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されることになる。

すなわち、多チャンネルの磁気ヘッドの場合、通常は複数のボビン及びコイルを備え、それら複数のコイルから複数のチャンネル信号が得られる。しかし、本発明では、共通のボビンが、複数の磁気コアに装着されている。そうすると、複数のチャンネル信号ではなく、複数のチャンネル信号が合成されたチャンネル信号が出力されることになり、その出力信号をいくら解析しても磁気情報を取得することは困難である。したがって、プリヘッドの出力端子や、プリヘッドと回路基板を繋ぐケーブル等にリード線が不正に取り付けられた場合であっても、磁気ストライプに記録された磁気情報が漏洩し、磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことができる。

本発明に係るカードリーダは、プリヘッドから磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されることで、プリヘッドを通じて磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカードリーダ１の構造を示す縦断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るカードリーダ１の電気的構成を示すブロック図である。

図１において、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、磁気カードを搬送路２に導くカード挿入口３と、後述する駆動モータ８が駆動する契機となる信号や、搬送路２へのシャッタ５を開閉する契機となる信号を送信するプリヘッド４と、挿入されたカードが磁気カードである場合に、その磁気カードと磁気データの送受信を行う磁気ヘッド７と、伝達ベルトや駆動軸を介して駆動ローラ１１ｄ〜１１ｆを回転駆動する駆動モータ８と、駆動ローラ１１ｄ〜１１ｆと対になっており、挿入されたカードを挟持するための従動ローラ１１ａ〜１１ｃと、回路基板３００と、その他、様々な機械部品・電気部品から構成されている。

回路基板３００には、図２に示すように、各部の駆動制御を司るＣＰＵ３０１等が搭載されているとともに、エンコーダ３０２、磁気ヘッド７の磁気信号を検出する検出回路３０３、駆動モータ制御手段３０４、シャッタ開閉制御手段３０５等が形成されている。

プリヘッド４は、カード挿入口３の近辺で、磁気カードの磁気ストライプが通過する位置に配置されており、カード挿入口３から磁気カードが取り込まれると、磁気ストライプの有無を検出する。そして、駆動モータ８を駆動する契機となる信号が、カードリーダ１内の回路基板３００に対して出力される。ＣＰＵ３０１は、プリヘッド４からの出力信号の有無を認識した後、駆動モータ制御手段３０４を介し、駆動モータ８に対して駆動信号を送信することで、磁気カードの引き込みを行う。また、シャッタ開閉制御手段３０５を介し、シャッタ５に対して開信号を送信することで（例えばアクチュエータを動作させることで）搬送路２内への取り込みを許可する。なお、駆動モータ８の回転を検出し、カード搬送を制御するエンコーダ３０２がＣＰＵ３０１に接続されている。また、本実施形態において、プリヘッド４は、駆動モータ８とシャッタ５の両方を動作させる機能を有しているが、いずれか一方のみの機能を有するものであってもよい。

磁気ヘッド７は、磁気カード表面上の磁気ストライプに接触・摺動することによって磁気データの読み書きを行う。より具体的には、磁気ヘッド７は、磁気ギャップ（ギャップスペーサ）を挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コア及び一対の磁気コアに巻回されたコイルを有するヘッド部を備えており、磁気ストライプに記録された磁気情報を読み取ったり（再生）、磁気カードに対して新たな磁気情報を書き込んだり（記録）することが可能である。磁気情報を読み取る際には、検出回路３０３を通じて変換されたデジタル信号がＣＰＵ３０１に入力される。なお、プリヘッド４に接続されるべき検出回路３０３については、本実施形態では不要であるので省略しているが、後述する［第２の実施形態］のように、プリヘッド４の構造を変えた場合等、必要に応じて設けても構わない。

本実施形態では、プリヘッド４も、磁気ヘッド７と同様にヘッド部を備えている。すなわち、プリヘッド４は、磁気ギャップを挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コア及び一対の磁気コアに巻回されたコイルを有するヘッド部を備えている。両者を同様の構成とすることで、部品共通化によるコスト削減を図ることができる。

また、プリヘッド４及び磁気ヘッド７は、図示していないが、上述したヘッド部を、磁気シールド用の金属製のケース内に収容しており、このケースの表面に露呈する磁気コアのギャップ部分で磁気カードの磁気ストライプの磁気変化を検出し、その磁気変化に対応する信号をコイルから出力するようにしている。なお、磁気ヘッド７のコイルから出力される信号は、ＣＰＵ３０１内の復調手段（図示せず）に入力される。復調手段は、磁気ヘッド７のコイルから出力される信号から磁気カードに磁気記録されているカードデータを復調するようにしている。

ここで、本実施形態に係るカードリーダ１では、プリヘッド４から、磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されるようになっている。具体的には、図３を用いて説明する。図３は、プリヘッド４からの出力信号を説明するためのブロック図である。図３（ａ）は従来のカードリーダのブロック図を示し、図３（ｂ）は本実施形態に係るカードリーダ１のブロック図を示す。

図３（ａ）に示すように、従来のカードリーダでは、プリヘッド４も磁気ヘッド７と同様に、検出回路３０３を通じてデジタル信号がＣＰＵ３０１に入力されていたため、プリヘッド４のヘッド部４１と検出回路３０３の間には、磁気ストライプに記録された磁気情報そのものが送信されていた（例えば図４（ａ）に示すデータ）。そして、検出回路３０３を通過した後、上述のデジタル信号（例えば図４（ｂ）に示すデータ）がＣＰＵ３０１に入力されていた。

しかし、このような構成だと、プリヘッド４と検出回路３０３を繋ぐケーブル等にリード線が不正に取り付けられた場合、磁気ストライプに記録された磁気情報が漏洩する虞がある。

そこで、本実施形態に係るカードリーダ１では、上述したとおり、プリヘッド４には、上述したヘッド部を、磁気シールド用の金属製のケース内に収容しているが、図３（ｂ）に示すように、このプリヘッド４のケース内に、ヘッド部４１からの出力信号を検出する検出回路４２と、その出力信号とは異なる信号を出力する偽信号出力回路４３とを設けている。偽信号出力回路４３の一例としては、マルチバイブレータやシュミットインバータ発振回路など、定期的なパルスを発生するパルスジェネレータとすることもできるし（例えば図４（ｃ）に示す出力）、信号入力を検知すると一定のホールド信号を出力する論理回路（例えば図４（ｄ）に示す出力）とすることもできる。

また、これらの磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されるタイミングとしては、磁気ストライプの有無を検出するタイミングとしているが、それ以外のタイミング、例えば、プリヘッド４が磁気ストライプに接触・摺動している間でもよいし、一部の間だけでもよい。

このように、検出回路４２及び偽信号出力回路４３を通じて、プリヘッド４から例えば図４（ｃ）や図４（ｄ）に示す信号が出力されると、磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号であるため復調も解読も困難である。したがって、磁気情報の漏洩や不正利用を防ぐことができる。

なお、検出回路４２については、従来の検出回路３０３と同等のものであってもよいが、更にオミット（単発ノイズ除去）回路や検出感度の変更回路などが追加された回路とすることができる。これにより、外来ノイズに対する耐ノイズ性を高めることができる。また、検出回路４２をプリヘッド４内に設けることで、回路基板３００側の回路構成を簡素化することができる。このように、上述した検出回路４２及び偽信号出力回路４３は、ヘッド部４１からの出力信号を、それとは異なる信号に変換する「信号変換手段」の一例として機能する。

一方で、プリヘッド４から磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されることを実現するために、本実施形態に係るカードリーダ１では、上述したとおり、「信号変換手段」としての偽信号出力回路等を、プリヘッド４のケース内に収容しているが、「信号変換手段」として他の方法によってもこれを実現することができる。図５〜図７を用いて詳細に説明する。

［第２の実施形態］
図５は、従来の多チャンネル用プリヘッド４０の主な機械構造を示す斜視図である。図６は、従来のプリヘッド４０の主な機械構造を示す縦断面図である。なお、図５及び図６に示すプリヘッド４０は、ヘッド部４１が２つのデータトラックに対応して２個（ヘッド部４１ａ及びヘッド部４１ｂ）設けられた２チャンネル用磁気ヘッドとなっている。なお、第１の実施形態では、磁気ギャップ（ギャップスペーサ）を挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コア及び一対の磁気コアに巻回されたコイルを有するヘッド部であり、１チャンネル用磁気ヘッドを含めて説明しているが、この多チャンネル用プリヘッドは、２チャンネル以上であるので、プリヘッド４０と付記している。

図５及び図６において、各々コイル４１１，４１２が巻回される２個のボビン４１３，４１４は、樹脂によって形成され、これらボビン４１３，４１４間の連結部４１５を介して一体的に連結されている。また、ボビン４１３，４１４の中央には、上下方向を貫通するように中心孔４１６，４１７が形成されている。さらに、ボビン４１３，４１４の上下端部には端子板４１８が突設されている。

このようにコイル４１１，４１２が巻回されたボビン４１３，４１４は、磁気コア４１９の巻線コア部４２０に対して同時挿入する。そして、ボビン４１３，４１４の中心孔４１６，４１７には、図６に示すように、上方の半体をなす磁気コア４２１の巻線コア部４２２が挿入される。さらに、両磁気コア４１９及び４２１の先端側に図示しない数ミクロンの厚さのスペーサー（ギャップ）を介在させて突き合わせた状態で、磁気シールド用の金属製のケース４２３に装着される。その後、シールドケース４２３内に所定の樹脂が充填されて、２チャンネル用磁気ヘッド（プリヘッド４０）が完成する。

ここで、図５及び図６に示す従来のプリヘッド４０では、コイル４１１，４１２それぞれに対してボビン４１３，４１４が存在するため、２つのデータトラックに対応した２個（ヘッド部４１ａ及びヘッド部４１ｂ）から磁気ストライプに記録された磁気情報を取得することができ、磁気情報の漏洩や不正利用の危険性がある。そこで、図７に示すように、ボビン４１３，４１４を一体化することを考え、具体的にはコイルが巻回された共通のボビンを設けるようにしている。

図７に示すプリヘッド４０では、２個の巻線コア部４２０（磁気コア４１９の巻線コア部４２０と磁気コア４２１の巻線コア部４２０）を挿入することが可能な中心孔４２４が形成された、一つのボビン４２５を用いることとしている。すなわち、２個の磁気コア４１９，４２１には、コイル４２６が巻回された共通のボビン４２５が装着されている。このようにすることで、磁気コア４１９から得られる信号と磁気コア４２１から得られる信号とが合成されるため、それぞれのデータを独立して取得できなくなる。その結果、磁気情報の漏洩や不正利用を防ぐことができる。なお、プリヘッド４０は、磁気ストライプの有無を検出する機能を有していれば足り、ボビン４２５でも、駆動モータ８やシャッタ５を動作させる役割は果たすこと可能である。

なお、本実施形態では、第1の実施形態と同様に、図４（ｂ）のように、プリヘッド４０内に検出回路を設けてもよいし、図４（ａ）のように、回路基板側に検出回路を設けてもよい。

［実施形態の主な効果］
以上説明したように、信号変換手段として、第１実施形態で説明した検出回路４２及び偽信号出力回路４３等や、第２実施形態で説明した共通のボビン４２５を用いる。これにより、プリヘッド４、４０から、磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されることになり、磁気情報の漏洩や不正利用を防ぐことができる。

なお、本明細書では、信号変換手段としての偽信号出力回路４３等と共通のボビン４２５は別々に説明したが、もちろん双方を有するプリヘッド４、４０を考えてもよい。また、信号変換手段として、第１実施形態で説明した検出回路４２及び偽信号出力回路４３等については、一対の磁気コア４１９，４２１及びコイル４２６を覆うシールドケース４２３内に収納されていてもよい。これにより、プリヘッド４にリード線等が取り付けられ、磁気情報が漏洩するのを防ぐことができる。

また、プリヘッド４から磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号が出力されることによって、カードリーダ１の保守の際、プリヘッド４を他の模造品へ交換することが困難になる。すなわち、従来のプリヘッド４（図３（ａ）参照）はヘッド部４１からアナログ出力されていたため、他の模造品へ変換することは可能である。しかし、本実施形態におけるプリヘッド４（図３（ｂ）参照）は、検出回路４２及び偽信号出力回路４３を通じてデジタル信号が出力されるものであるため、アナログ出力される模造品へ交換することはできなくなり、結果的に、他の模造品へ交換することが困難になる。これにより、模造品への交換に対するセキュリティ性を高めることができる。

また、本実施の形態では、共通のボビン４２５を用いた場合には、ボビンの数を従来の２個（図５及び図６におけるボビン４１３，４１４）から１個（図７におけるボビン４２５）にすることができ、かつ、コイルの巻線も１個（図７におけるコイル４２６）にすることができるので、製造コストを下げることができる。

なお、図５〜図７では、２チャンネルの磁気ヘッドを考えたが、３チャンネルの磁気ヘッドにも応用可能である。

本発明に係るカードリーダは、プリヘッドを通じて磁気情報が不正に取得されるのを防ぐことが可能なものとして有用である。

本発明の実施の形態に係るカードリーダの構造を示す縦断面図である。本発明の実施の形態に係るカードリーダの電気的構成を示すブロック図である。プリヘッドからの出力信号を説明するためのブロック図である。プリヘッドからの出力信号の具体例を示す図である。従来のプリヘッドの主な機械構造を示す斜視図である。従来のプリヘッドの主な機械構造を示す縦断面図である。プリヘッドの主な機械構造を示す縦断面図である。

１カードリーダ
２搬送路
３カード挿入口
４、４０プリヘッド
５シャッタ
７磁気ヘッド
８駆動モータ
１１ｄ〜１１ｆ駆動ローラ
３００回路基板
３０１ＣＰＵ
３０２エンコーダ
３０３検出回路
３０４駆動モータ制御手段
３０５シャッタ開閉制御手段

Claims

磁気ストライプを有する磁気カードを搬送路に導くカード挿入口と、前記カード挿入口の近辺に配置され、前記磁気ストライプの有無を検出することにより、前記磁気カードのカードリーダ内部への取込みを行わせるためのプリヘッドと、前記カードリーダ内部に設けられ、前記磁気カードの前記磁気ストライプに対する磁気データの読み書きを行う磁気ヘッドと、を有するカードリーダであって、
前記プリヘッドは、磁気ギャップを挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コア及び一対の磁気コアに巻回されたコイルを有するヘッド部と、前記ヘッド部からの出力信号を、前記磁気ヘッドで再生される前記磁気ストライプに記録された磁気情報とは異なる信号に変換する信号変換手段と、を備え、
前記信号変換手段からの出力が前記プリヘッドからの出力信号として前記カードリーダに入力されるものであって、
前記プリヘッドからは、前記磁気ストライプを検出したときに、前記磁気ストライプに記録された磁気情報への復調及び解読が困難で前記磁気ストライプに記録された磁気情報そのものに依拠せず、磁気ストライプを検出したことのみを示す信号が前記信号変換手段により発生されて出力されることを特徴とするカードリーダ。
前記信号変換手段により発生される信号は、ステップ信号、パルス信号、正弦波信号又はホールド信号であることを特徴とする請求項１記載のカードリーダ。
前記信号変換手段は、前記ヘッド部からの出力信号を検出する検出回路と、当該出力信号とは異なる信号を出力する出力回路とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のカードリーダ。
前記プリヘッドからの出力信号により、前記磁気カードを前記カードリーダ内部へ取り込むために駆動ローラを回転駆動する駆動モータの駆動制御と、前記磁気カードを搬送する搬送路へのシャッタの開閉制御との少なくとも一方が行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のカードリーダ。
前記信号変換手段は、前記一対の磁気コア及び前記コイルを覆うケース内に収納されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のカードリーダ。
前記プリヘッドは、前記ヘッド部が複数のデータトラックに対応して複数設けられた多チャンネル磁気ヘッドであって、
複数の前記磁気コアには、コイルが巻回された共通のボビンが装着されて、各々の磁気コアから得られた信号が合成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のカードリーダ。