JP5115950B2 - 自動改札機 - Google Patents

Description

本発明は、一人の利用者が複数枚の非接触型ＩＣカードを同時に使用することのできる非接触式の自動改札機に係り、特に、自社線と他社線との連絡改札口に設置されるワンラッチ型に好適なものに関する。

近年、自動改札機は、利用者（旅客）の利便向上を図るために、定期券やＳＦカード等の乗車券媒体を無線機能を備えたＩＣカードからなる非接触型ＩＣカードとし、この非接触型ＩＣカードを自動改札機の本体に設けられているアンテナに軽くタッチ又はそのアンテナの通信範囲にかざして（本発明では、このタッチもかざしの中に含めている。）入出場（入場又は出場を意味している。）できるようになってきている。また、自社線から他社線への乗り継ぎの利便を図る等の理由により、一人の利用者が複数枚の非接触型ＩＣカードを同時にアンテナにかざして入出場できるようにすることも提案されている（特許文献１，２参照）。

上述の非接触型ＩＣカードを処理することのできる自動改札機においては、自動改札機の本体に設けられているアンテナにかざされた非接触型ＩＣカードの読取・書込処理に先だって、その非接触型ＩＣカードがその自動改札機の本体で処理可能な媒体であるか否かの相互認証処理が行われ、非接触型ＩＣカード複数枚の場合は一枚毎に行われる。すなわち、この相互認証処理は、自動改札機の本体（アンテナ）側からのポーリング出力に対する非接触型ＩＣカードからの応答があれば、各非接触型ＩＣカードに対応したキー情報である所定のエリア・サービスコードリストを送信する形で行われる。
特開２０００−１２３１２１号 特開２０００−２７６５６１号

一人の利用者が複数枚の非接触型ＩＣカードを同時にアンテナにかざして入出場できるようにした場合は、利用者の利便向上が一層図られるという特長が得られる。しかし、複数枚の非接触型ＩＣカードがアンテナにかざされたときに非接触型ＩＣカードの読取・書込処理に先だって行われる相互認証処理は、各非接触型ＩＣカードに対する相互認証処理の順序が決められていないために、非接触型ＩＣカードが誤って認証され、その後の処理に不都合が生じるおそれがあった。

図６を用いて更に説明すると、この図６では、非接触式の自動改札機Ｇ′はＡ₁社線とＢ社線との連絡改札口に設置されるワンラッチ型として示されている。そして、この自動改札機Ｇ′はＡ₁社線の鉄道会社によって管理運用されている。したがって、Ｂ社線の鉄道会社は自動改札機Ｇ′に対して非管理側に相当している。さらにここでは、カードＡ₁及びカードＡ₂はＡ₁社線及びＡ₂社線で共通して使用できる共用の非接触型ＩＣカードであるので、これらカードＡ₁及びカードＡ₂は管理側カードとして示され、そして、カードＢはＢ社線専用の非接触型ＩＣカードの非管理側カードとして示されている。

ところで、上述の非接触型ＩＣカードＡ₁，Ａ₂，Ｂ及び図示しないその他の鉄道会社の路線で使用される非接触型ＩＣカードのデータフォーマットは、相互乗り入れ等に便利なように似かよった形に形成されている等の原因により誤って相互認証されるおそれがあった。例えば、図６の例において、管理側カードＡ₂が非管理側カードＢとバージョンが近似していて、利用者がその自動改札機Ｇ′の本体のアンテナｇに共に有効なカードＡ₂，Ｂをかざした場合に、その非管理側カードＢが管理側カードとして認証されてしまうおそれがあった。このように、管理側カードと非管理側カードとの認証に誤りが生じると、管理側及び非管理側間の運賃精算処理に不具合が発生したり、あるいは、その後の非接触型ＩＣカードに対する読取・書込処理に不具合が発生して円滑な入出場に支障を来すおそれがあった。

そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、一人の利用者が複数枚の非接触型ＩＣカードを同時にアンテナにかざして入出場する際、相互認証処理後の処理に不都合を生じさせないようにした自動改札機を提供することにある。

本発明に係る一発明の実施の形態例の自動改札機は、上記目的を達成するために、複数枚の非接触型ＩＣカードが自社線と他社線との連絡改札口に設置される自動改札機の本体のアンテナに同時にかざされたときに、それら複数枚の非接触型ＩＣカードの相互認証処理を行い、それら相互認証された複数枚の非接触型ＩＣカードに記録されているカードデータを読み取り、その読み取られたカードデータを基に所定の入出場の演算処理を行い、その演算処理の結果、入出場を許可できると判定されたときに、それら複数枚の非接触型ＩＣカードに入出場に係る新たなデータを書き込む自動改札機であって、前記複数枚の非接触型ＩＣカードのうち、前記自動改札機の本体を管理する管理側に係る非接触型ＩＣカード以外の非管理側に係る非接触型ＩＣカードに対して先に相互認証処理を行うように設定する認証処理設定手段と、前記認証処理設定手段で設定された順序に従って相互認証処理を行う認証処理制御手段とを有することを特徴としている。
そして例えば、管理側に係る非接触型ＩＣカードは、その管理側に係る路線以外の他の路線でも使用可能な共通券を含むことを特徴としている。
また例えば、自動改札機の本体は、一つの改札通路が自社線側から他社線側に通過できるとともに、他社線側から自社線側に通過できることを特徴としている。
更に例えば、自動改札機の本体は、磁気券も処理することを特徴としている。

本発明によれば、誤認証を効果的に防止することができ、したがって、その後の処理を円滑に進めることができる。
請求項２に記載の自動改札機は、管理側の非接触型ＩＣカードが相互に利用できる場合であっても正確に認証処理を行うことができる。
請求項３に記載の自動改札機は、一つの改札通路が自社線側から他社線側に通過できるとともに、他社線側から自社線側に通過できるので、機器の設置面積を小さくして効率よく正確に認証処理を行うことができる。
請求項４に記載の自動改札機は、自動改札機の本体が磁気券も処理することができので、磁気券も効率よく処理を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明に係る自動改札機の本体（以下、「改札機本体」という。）Ｇを構成する一対の筐体のうち、一方の筐体Ｇ₁を改札通路Ｐ側から見たときの正面図である。この改札機本体Ｇは、上記図６に示されるように、Ａ₁社線とＢ社線との連絡改札口に設置されるワンラッチ型として示されているとともに、この改札機本体Ｇは、Ａ₁社線の鉄道会社によって管理運用されている。そして、この改札機本体Ｇの筐体Ｇ₁の入口側（図１において右側）の上面には、磁気券からなる乗車券（図示せず）を投入するための投入口１が設けられているとともに、その投入口１よりも改札通路Ｐの内側の上面には、図示しない無線通信機能を備えたＩＣカードからなる非接触型ＩＣカード（以下、「カード」という。）Ａ₁，Ｂと交信するためのアンテナ２が設けられている。

また、この改札機本体Ｇは、上記図６に示されるように、改札通路Ｐを挟んで設けられる図示しない他方の筐体も、上述の一方の筐体Ｇ₁と同様に、投入口１及びアンテナ２を有している。したがって、この改札通路Ｐは、自社線側から他社線側に通過することができるとともに、他社線側から自社線側に通過することができ、改札口に設置する機器数を減らすことができる。もちろん、改札口には、自社線側から他社線側に通過するための改札機本体と、他社線側から自社線側に通過するための改札機本体との二種類の機器を設置するようにしてもよい。

なお、図示の例では、利用者イが二枚のカードＡ₁，Ｂを積層して手に直接保持してアンテナ２にかざしている状態が示されているが、これらカードＡ₁，Ｂが図示しないカードケースに積層して収納し、そのカードケースをアンテナ２にかざす場合であってもよいことはもちろんである。また、図示の例では、上記図６の例と同様に、カードＡ₁及びカードＡ₂は、Ａ₁社線及びＡ₂社線で共通して使用できる管理側カードとして、そしてカードＢは、Ｂ社線専用の非管理側カードとして示されている。したがって、この改札機本体Ｇでは、共に有効なカードＡ₁及びカードＢの二枚をアンテナ２にかざして改札通路Ｐを通過する場合と、共に有効なカードＡ₂及びカードＢの二枚をアンテナ２にかざして改札通路Ｐを通過する場合とが存在している。

改札機本体Ｇの筐体Ｇ₁の出口側の上面には、利用者へ磁気券から乗車券を返却するための取出口３が設けられている。さらに、この改札機本体Ｇの内側には、図示しないが、投入口１から投入された乗車券を取出口３又は集札箱（図示せず）まで搬送する磁気ヘッド等を備えたカードハンドラが設けられている。

図中、Ｄ₁，Ｄ₂はドアであり、このうちドアＤ₁は改札通路Ｐの出口側（図１に示す例では左側）に設けられ、ドアＤ₂は改札通路Ｐの入口側に設けられている。これらドアＤ₁，Ｄ₂は後述する制御器によって開閉制御されて利用者の改札通路Ｐの通過を許可したり、または阻止できるように構成されている。そして、改札通路Ｐの出口側のドアＤ₁は、乗車券類（磁気券からなる乗車券及び本発明に係るカード）に記憶されているデータ（カードデータ）を基にして開閉制御され、改札通路Ｐの入口側のドアＤ₂は、改札通路Ｐを利用者が逆進してきたとき、すなわち、改札通路Ｐを出口側から入口側に進入したときに閉じられるとともに、改札機本体Ｇが稼動停止中に閉じられるように構成されている。

図１中、４ａ４ｆは、光電素子からなる透過型人間検知器であって、改札機本体Ｇの筐体Ｇ₁の側面に所定の間隔を保って設けられている。さらに、この人間検知器は、改札機本体Ｇの筐体Ｇ₁の上面の改札通路Ｐと反対側で、その改札通路Ｐの通過方向に沿って設けられたセンサ取付ボックス５内にそれぞれ設けられている赤外線を利用した測距式の反射型人間検知器６ａ〜６ｃによっても構成されている。この反射型人間検知器６ａ〜６ｃは、改札通路Ｐ内の大人の利用者を検知できるように、改札通路Ｐの床面から所定高さ以上の物体（利用者）を検知できるように構成されている。したがって、透過型人間検知器４ａ〜４ｆ及び反射型人間検知器６ａ〜６ｃの両方で検知されたときは、その利用者を大人の利用者と判定し、反射型人間検知器６ａ〜６ｃで検知されることなく透過型人間検知器４ａ〜４ｆのみで検知されたときは、その利用者を子供（小児）の利用者と判定することができる。

上記透過型人間検知器４ａ〜４ｆは、改札通路Ｐ内への利用者の進入及び進出を検出するとともに、改札通路Ｐのほぼ中央部に設けられている透過型人間検知器４ｃ，４ｄは、他の透過型人間検知器よりも間隔が狭く設けられていて、これら透過型人間検知器４ｃ，４ｄの検知順序により利用者の進行方向を検知できるように構成されている。

上記改札機本体Ｇの筐体Ｇ₁の側面には、利用者に対して音声により所定の案内を行うためのスピーカ７が取付けられている。また、この改札機本体Ｇの筐体Ｇ₁の上面の出口側には、利用者に対して文字により所定の案内を行うための表示画面８が取付けられている。さらに、筐体Ｇ₁のセンサ取付ボックス５の上面で改札通路Ｐの出口側には、係員に対して無効券の発生及び利用者が子供である旨を報知するための報知灯Ｌが設けられている。

図１中、Ｃは、改札機本体Ｇの制御動作を司る筐体Ｇ₁内に設けられた制御器であり、その概略構成を示すブロック図が図２に示されている。この制御器Ｃは、ＲＯＭ２０に記憶されているシステムプログラム及びＲＡＭ２１に記憶されているワーキングデータを用いて所定の演算処理を行う中央処理部（ＣＰＵ）２２を有している。そして、このＣＰＵ２２は、本発明の書込順序設定手段及び書込制御手段の機能を有しているとともに、Ｉ／Ｏユニット２３を介して磁気券からなる乗車券を処理するカードハンドラ（図示せず）を駆動制御するカードハンドラドライバ２４と、ドアＤ₁，Ｄ₂のドア駆動機構を駆動制御するドアドライバ２５と、各人間検知器４ａ〜４ｆ，６ａ〜６ｃの検知信号を入力するセンサアンプ２６とが接続されている。またこのＣＰＵ２２には、アンテナ２を接続し、カードＡ，Ｂを処理するためのリーダライタ２７が接続されている。このリーダライタ２７は、カードＡ₁，Ａ₂，Ｂとデータ授受を行う機能と、カードＡ₁，Ａ₂，Ｂに電力を供給するための機能とを有している。なお、Ｉ／Ｏユニット２３には、表示画面８の表示内容を駆動制御する表示ドライバや報知灯Ｌを駆動制御するランプドライバ等も接続されているが、ここでは省略されている。

図３は、カードＡ₁，Ａ₂，Ｂの電気的構成を示すブロック図である。これらはカードＡ₁，Ａ₂，Ｂは同一構成であるので、カードＡ₁を例に説明すると、このカードＡ₁Ａは、周知の無線通信機能を有する非接触型ＩＣカードと同様に構成されている。すなわち、このカードＡ₁には、アンテナ３０と、改札機本体Ｇ側と交信するための通信制御部３１と、その通信制御部３１と図示しないＩ／Ｏユニットを介して接続されているＣＰＵ３２と、システムプログラムデータの他に所定のカードデータの記憶されているメモリ３３と、改札機本体Ｇからの電力波をアンテナ３０を介して受信し、カードＡ₁の駆動電力を生成する電力生成回路３４とを有している。

上記メモリ３３は、カードＡ₁の識別データ（カードＩＤ）を記憶するカードＩＤデータ記憶部３３ａと、乗車区間や有効期間等の所定の定期券データを記憶する定期券データ記憶部３３ｂと、カードＡ₁が定期券の乗車区間外（定期券データが有効期間切れ等により無効券のときは、定期券の乗車区間内も含む。）で使用されたときに、乗車運賃を減額処理する普通乗車券の機能を有する金額データ（ＳＦデータ）を記憶するＳＦデータ記憶部３３ｃとを有している。また、図示しないが、このメモリ３３には、所定の入場データ及び出場データを記憶する記憶部等も設けられているが、ここでは省略されている。カードＢも同様に構成されている。

以下、改札機本体Ｇが上記図６に示されていると同様に、Ａ₁社線とＢ社線との連絡改札口に設置されるワンラッチ型の自動改札機のときの制御動作を図４及び図５のフローチャートを用いて説明する。なお、Ａ₁社線を自社線とした場合にＢ社線は他社線となり、Ｂ社線を自社線とした場合にＡ₁社線は他社線となる。また、ここでは、改札機本体ＧはＡ₁社線の鉄道会社によって管理運用されている。したがって、Ｂ社線の鉄道会社は改札機本体Ｇに対して非管理側となる。

今、改札機本体Ｇが稼動していて、利用者イによって、その改札機本体Ｇのアンテナ２に管理側カードＡ₂（利用者イがカードＡ₂の代わりにカードＡ₁を所持しているときはカードＡ₁となるが、ここでは、利用者イはカードＡ₂を所持しているものとして説明する。）及び非管理側カードＢが同時にかざされたとする（ステップ１００肯定。以下、ステップを「Ｓ」とする。）。またここでは、これらカードＡ₂，Ｂは、二枚でこのワンラッチ型の自動改札機を介して通過できる有効券であるとする。さらに、ここでは、管理側カードＡ₂が非管理側カードＢとバージョンが近似していて、その非管理側カードＢが管理側カードとして誤って認証されてしまうおそれがあるものとする。

カードＡ₂，Ｂがアンテナ２にかざされると、図５を用いて後に詳述する相互認証処理後（Ｓ１０２、Ｓ１０４肯定）、カードＡ₂，Ｂにそれぞれ記録（記憶）されているカードデータが読み取られてＲＡＭ２１に記憶され、その記憶されたカードデータを用いてＣＰＵ２２により所定の入出場の演算処理が行われ、その演算処理の結果である新たな入出場データがカードＡ₂，Ｂにそれぞれ送信されてカードＡ，Ｂのメモリ３３にそれぞれ書き込まれる（記憶される）（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０）。なお、この図４のフローチャートでは省略されているが、上述の演算処理の結果、有効期間切れ等で入出場を許可できないと判定されたときは、ドアＤ₁が閉じられて改札通路Ｐの通過が阻止されるとともに、スピーカ７及び表示画面８を介して精算処理等の所定の案内が行われる。この場合は、当然、カードＡ₂，Ｂに対しての新たな入出場データの書込みは行われない。

カードＡ₂，Ｂのメモリ３３に新たな入出場データがそれぞれ書込まれたことを示す所定の信号が所定の時間内に改札機本体Ｇ（ＣＰＵ２２）に受信されたときは（Ｓ１１２肯定）、ＣＰＵ２２は、書込処理が完了し、一連の入出場処理が正常に終了したと判定してドアＤ₁が開かれて（改札機本体Ｇがノーマルオープン型のときは、そのまま）改札通路Ｐの通過が許可される（Ｓ１１４）。

カードＡ₂，Ｂのメモリ３３に新たな入出場データがそれぞれ書込まれたことを示す所定の信号が所定の時間内に改札機本体Ｇ（ＣＰＵ２２）に受信されないときは（Ｓ１１２否定）、ドアＤ₁が閉じられて改札通路Ｐの通過が阻止されるとともに、スピーカ７及び表示画面８を介して再かざしが案内される（Ｓ１１３）。

さて、上述の相互認証処理について図５のフローチャートを用いて説明する。改札機本体Ｇのアンテナ２からのポーリング出力信号に対してカードＡ₂（又はカードＢ）からの応答があれば、最初に非管理側カードＢに対応したキー情報である所定の非管理側エリア・サービスコードリストが送信され、次いで、管理側カードＡ₁，Ａ₂に対応したキー情報である所定の管理側エリア・サービスコードリストが送信される。このエリア・サービスコードリストの送信は、二枚のカードＡ₂，Ｂの相互認証処理が終了するまで繰り返される（図５のｔ参照）。

図示の例では、改札機本体Ｇで有効とされるカードの組み合わせは、上述のカードＡ₁及びカードＢと、カードＡ₂及びカードＢとの二種類があるので、上述の相互認証処理に際しては、管理側カードＡ₁用のエリア・サービスコードリストを送信後、カード側から送信されてきたバージョンにより管理側カードＡ₁であるか、管理側カードＡ₂であるかが判断される。

ここで、最初に非管理側のエリア・サービスコードリストを送信する理由は、管理側カードＡ₂及び非管理側カードＢのバージョンが近似していて、先に非管理側のカードＢが管理側のカードと誤って認証されるとその後の処理に不都合を来すためである。したがって、どちらのエリア・サービスコードリストを最初に送信するかは、相互認証後の処理に不都合を来さないように、改札機本体Ｇで使用されるカードの組み合わせによって決められる。このエリア・サービスコードリストの送信順序を規制するプログラムデータは、ＲＯＭ２０（又はＲＡＭ２１）に格納されている。したがって、制御器Ｃは、カードの相互認証処理時にそのプログラムデータに基づいてリーダライタ２７を制御することができる。

上述のように、最初に非管理側のエリア・サービスコードリストが送信されるので、その送信された信号を受信した一枚目のカードがカードＢであれば、送信されたエリア・サービスコードリストとバージョンが一致するので、その一枚目のカードは非管理側カードＢと認証される（Ｓ２００ａ、Ｓ２０１）。このように、カードＢが非管理側カードと認証されるので、カードＢがその後に管理側カードに誤って認証されるのを効果的に防止することができる。また、その一枚目のカードがカードＡ₂であれば、非管理側エリア・サービスコードリストの次に送信される管理側のエリア・サービスコードリストとバージョンが一致するので、その一枚目のカードは管理側のカードＡ₂と認証される（Ｓ２００ｂ、Ｓ２０２ａ、Ｓ２０２）。なお、一枚目のカードがカードＡ₂（利用者イがカードＡ₂の代わりにカードＡ₁を所持しているときはカードＡ₁）でもなく、しかもカードＢでもないときは、そのカードは改札機本体Ｇの処理対象外であるので、当然に入出場は拒否される。

一枚目のカードが非管理側カードＢと認証されたときは、二枚目のカードが次回の管理側のエリア・サービスコードリストの送信で管理側カードＡ₂と認証される（Ｓ２０４ｂ、Ｓ２０６ａ、Ｓ２０８）。また、一枚目のカードが管理側カードＡ₂と認証されたときは、二枚目のカードが次回の非管理側のエリア・サービスコードリストの送信で非管理側カードＢと認証される（Ｓ２０４ａ、Ｓ２０５）。なお、二枚目のカードがカードＡ₂（利用者イがカードＡ₂の代わりにカードＡ₁を所持しているときはカードＡ₁）でもなく、しかもカードＢでもないときは、そのカードは改札機本体Ｇの処理対象外であるので、当然に入出場は拒否される。

以上のように、管理側カード及び非管理側カードからなる二枚のカードＡ₂（又はカードＡ₁），Ｂの読取・書込処理に先だって行われる相互認証処理は、所定のエリア・サービスコードリストを一定の順序で送信して行うので、その後の処理を円滑に進めることができる。なお、上述の例では、改札機本体Ｇは磁気券からなる乗車券も処理できるようにしたが、もちろん、カードのみを処理できる形式としてもよい。この場合は、改札機本体Ｇ内から磁気券を処理するためのカードハンドラ等の機器を省略でき、機器構成を簡略化できる。しかし、上述のように磁気券からなる乗車券も処理できるようにしたときは、一つの機器でカード及び磁気券が処理できるので、改札口の機器設置数を減らすことができる。

本発明に係る改札機本体を改札通路側から見たときの正面図である。 制御器の電気的構成を示すブロック図である。 カードの電気的構成を示すブロック図である。 制御動作を示すフローチャートである。 書込順序の制御動作を示す説明図である。 Ａ₁社線とＢ社線との連絡改札口に設置されるワンラッチ型の自動改札機の説明図である。

符号の説明

Ａ₁，Ａ₂，Ｂ 非接触型ＩＣカード（カード）
Ｇ 自動改札機の本体（改札機本体）
Ｇ₁ 筐体
Ｄ₁，Ｄ₂ ドア
１ 投入口
２ アンテナ
３ 取出口
４ａ〜４ｆ 透過型人間検知器
５ センサ取付ボックス
６ａ〜６ｃ 反射型人間検知器
７ スピーカ
８ 表示画面
Ｌ 報知灯
Ｃ 制御器
２０ ＲＯＭ
２１ ＲＡＭ
２２ ＣＰＵ
イ 利用者（旅客）

Claims (4)

1. 複数枚の非接触型ＩＣカードが自社線と他社線との連絡改札口に設置される自動改札機の本体のアンテナに同時にかざされたときに、それら複数枚の非接触型ＩＣカードの相互認証処理を行い、それら相互認証された複数枚の非接触型ＩＣカードに記録されているカードデータを読み取り、その読み取られたカードデータを基に所定の入出場の演算処理を行い、その演算処理の結果、入出場を許可できると判定されたときに、それら複数枚の非接触型ＩＣカードに入出場に係る新たなデータを書き込む自動改札機であって、
   前記複数枚の非接触型ＩＣカードのうち、前記自動改札機の本体を管理する管理側に係る非接触型ＩＣカード以外の非管理側に係る非接触型ＩＣカードに対して先に相互認証処理を行うように設定する認証処理設定手段と、
   前記認証処理設定手段で設定された順序に従って相互認証処理を行う認証処理制御手段と、
   を有することを特徴とする自動改札機。
2. 請求項１に記載の自動改札機において、前記管理側に係る非接触型ＩＣカードは、その管理側に係る路線以外の他の路線でも使用可能な共通券を含むことを特徴とする自動改札機。
3. 請求項１又は２に記載の自動改札機において、前記自動改札機の本体は、一つの改札通路が自社線側から他社線側に通過できるとともに、他社線側から自社線側に通過できることを特徴とする自動改札機。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の自動改札機において、前記自動改札機の本体は、磁気券も処理することを特徴とする自動改札機。

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