(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された磁気乗車券を搬送するとともに、磁気乗車券のデータを読み取って改札・集札処理を行う自動改札機を備えた自動改札装置において、
前記自動改札機は、
ＩＣカードのかざす位置を示すためのかざし部と、
前記かざし部にかざしたＩＣカードと無線通信するための通信手段と、
前記通信手段を介してＩＣカードのデータの読み取り／書き込みを行うリーダ／ライタと、
インターフェースを介して前記リーダ／ライタとデータの授受を行うとともに、ＩＣカードから読み取ったデータを処理し、磁気乗車券のデータ及びＩＣカードから読み取ったデータの処理結果に応じてドアの開閉を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、自動改札の終了を示す信号と、中央検知センサの検知信号との論理積により案内表示を切り換え、
前記かざし部は、その中心から乗客にとって手前側にかざす位置の指標としてカード状の画像が表示されていることを特徴とするＩＣカードを利用した自動改札装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は定期券、ストアード・フェア（ＳＦ）カード等の機能を持たせたＩＣカードと自動改札機とを無線通信可能にした装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、首都圏各駅の改札口には磁気券を利用した自動改札機が設置されて改札・集札業務の円滑化に貢献している。現在設置されている自動改札機では乗車券を投入してこれを機械的に搬送し、搬送期間中にデータの読み書きを行って、自動改札機に案内表示を行っているが、通行許可の判定に一定の時間がかかり、乗降客が極めて多い場合に迅速な対応ができない場合がある。また、機械的に乗車券を搬送しているため、搬送系のトラブルが生じ易い。この対策として本出願人は、ＩＣカードと自動改札機とを通信可能にし、非接触式で自動改札するシステムを既に提案している（特願平９ー１００１７２号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案したＩＣカードによる非接触式での入場は、従来の磁気乗車券を利用する場合に比して短時間でできるため、複数の乗客が自動改札機内に滞留することが起こり得る。現在の自動改札機は磁気乗車券を取り出したとき、或いは集札したときに案内表示を消し、ＩＣカードの場合には、自動改札機を出たとき（後述する出口センサで検知）に案内表示を消し、次の人が自動改札機の所定位置を通過すると（後述する中央のセンサで検知）、その人に対する案内表示を行っている。しかし、複数の乗客が自動改札機内に滞留した場合、前の乗客の案内が消える条件が整わないうちに、次の人の案内に切り換わってしまう可能性があり、前の人が戸惑うことも予想される。また、ＩＣカードと自動改札機との無線通信を確実に行わせることが必要である。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためのもので、定期券、ＳＦカード等の機能を持たせたＩＣカードと自動改札機とを無線通信可能とした装置において、案内表示の切り換えを適切に行えるようにするとともに、ＩＣカードと自動改札機との確実な無線通信を可能にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、投入された磁気乗車券を搬送するとともに、磁気乗車券のデータを読み取って改札・集札処理を行う自動改札機を備えた自動改札装置において、
前記自動改札機は、
ＩＣカードのかざす位置を示すためのかざし部と、
前記かざし部にかざしたＩＣカードと無線通信するための通信手段と、
前記通信手段を介してＩＣカードのデータの読み取り／書き込みを行うリーダ／ライタと、
インターフェースを介して前記リーダ／ライタとデータの授受を行うとともに、ＩＣカードから読み取ったデータを処理し、磁気乗車券のデータ及びＩＣカードから読み取ったデータの処理結果に応じてドアの開閉を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、自動改札の終了を示す信号と、中央検知センサの検知信号との論理積により案内表示を切り換え、
前記かざし部は、その中心から乗客にとって手前側にかざす位置の指標としてカード状の画像が表示されていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１〜図７により既提案のシステムについて概略説明する。
図１は既提案の自動改札システムを説明する図、図２は自動改札機の制御系を説明するブロック図で、１は自動改札機本体、２は磁気乗車券投入口、３は磁気乗車券搬送部、４は磁気乗車券取出口、５は案内表示部、６はドア、７は表示灯、８は進行方向案内表示部、９1 ，９2 ，９3 は人間検知用センサ、１０は制御装置、１１は電源、１２は集札箱、２０はＩＣカードかざし部である。
図１において、自動改札機本体１の下側部分には制御装置１０、電源１１が設けられて、各部への電源供給を行うとともに、各部の制御を行っている。自動改札機本体１の上側位置には磁気乗車券搬送部３が設けられ、乗車券投入口２から投入された磁気乗車券を磁気乗車券取出口４まで自動搬送する。
【０００７】
本発明においては、磁気乗車券の他にＩＣカードにより非接触で改集札ができるように、磁気乗車券搬送部３の上面にＩＣカードかざし部２０が設けられている。かざし部２０の下側には、図示は省略するがＩＣカードと通信可能なアンテナ及びリーダ／ライタが設けられ、ＩＣカードにもコイルが設けられていて、ＩＣカードをかざし部２０の上にかざすと、自動改札機のアンテナとＩＣカードのコイルとの無線結合により、非接触でＩＣカードのデータが読み取られたり、また、ＩＣカードにデータが書き込まれる。
【０００８】
磁気乗車券を投入するか、或いはＩＣカードをかざすと、案内表示部５に、磁気乗車券を取ることを促すメッセージ、残金等の案内、あるいは後述するように再度ＩＣカードをかざすことを促すメッセージ等を表示する。
【０００９】
自動改札機本体１の前後部にはドア６が設けられて乗降客の入出を規制しており、ドアには進入禁止のマーク等が付されている。すなわち、磁気乗車券の場合には、乗車券投入口２から投入された磁気乗車券を図示しないセンサで読み取り、また、ＩＣカードの場合にはかざし部２０にかざしたＩＣカードのデータを読み取り、その結果、通行を許可する条件を満たしていないと制御装置１０で判断すると、制御装置１０は通路を塞ぐようにドア６を閉じ、それ以外のときはドア６を開いて通行可能なように制御する。
【００１０】
また、異常等が生じた場合は表示灯７を点灯したり、図示しないスピーカで異常音を発生させて駅員に知らせるようにする。また、自動改札機が集札用となっている場合は、投入された磁気乗車券は自動改札機本体１の下側部分に設けられた集札箱１２に収納される。なお、進行方向案内表示部８は進入禁止や進入方向を示す矢印を表示するためのものである。
【００１１】
次に、図２により制御系の構成について説明すると、前述したようにかざし部２０の下面に設置されたアンテナ３１でＩＣカード３０から読み取ったデータは、リーダ／ライタ３２、インターフェース３３を介してＣＰＵ３４に取り込まれる。ＣＰＵ３４にはＩＣカード用（無線カード用）処理ルーチン３５がＲＯＭに記憶されて併設されている。ＣＰＵ３４は、磁気乗車券の場合のような従来の処理を行い、ＩＣカードについては、無線カード用処理ルーチン３５に処理を渡して、その結果をもらうように構成されている。もちろん、ＣＰＵ３４ですべての処理を行うように構成してもよい。料金演算ユニット３６は、ＩＣカードが定期券、ＳＦカード等を兼用している場合の料金計算を行うユニットである。ＣＰＵ３４で通行可あるいは不可を判断し、その結果に応じてドア６を開閉制御するとともに、かざし部のエリアを示す表示灯２１を点滅させたり、案内表示部５に所定のメッセージ表示を行う。
【００１２】
図３は上記システムで使用するＩＣカードの説明図である。
図３（ａ）に示すようにＩＣカードはさまざまな用途に使用され、その機能の一部として定期・ＳＦ複合券の機能を有しているものである。図３（ｂ）に示すように、ＩＣカードのメモリの鉄道エリアには、ＳＦエリアと定期券エリアとが設けられている。ＳＦエリアには購入料金に相当する値が初期値として設定され、使用金額に対応して減算されるカウンタが構成されており、定期券エリアには利用区間、有効期限等のデータが設定されている。後述するように、この複合券により、定期券とＳＦ券を併用して精算可能である。
【００１３】
図４は上記システムの自動改札機におけるＩＣカードの使用方法を説明する概念図である。
磁気乗車券搬送部３の上面に設けられたかざし部２０に埋め込まれたアンテナ３１（図示せず）の通信有効範囲Ｓは、半径が約１０ｃｍ程の半球状の領域である。利用客がＩＣカード３０をかざし部２０にかざし、通信有効範囲Ｓ内にその存在が検知されると、ＩＣカードのデータの読み取り、ＩＣカードへのデータの書き込みが行われる。この場合、ＩＣカード３０はかざし部２０に非接触でもよく、もちろん接触させてもよい。ＩＣカードが通信有効範囲Ｓ内にある間に自動改札機との間で通信が行われ、この間にに正常な処理が行われればドアが開き（ゴー）、不正常な処理の場合にはドアは開かない（ＮＧ）。
【００１４】
図５は自動改札機とＩＣカードとの通信処理を説明する図である。
ＩＣカード３０が通信有効範囲Ｓ内に入るとその存在が確認され、ついで、ＩＣカードのチェックコードが読み取られて認証が行われる。認証の結果、正しいＩＣカードであると判定されると、ＩＣカードからのデータが読み取られる。ＩＣカード３０は、定期券、ＳＦカード等を兼用しており、読み取ったデータから、定期券であれば利用区間、期限の有効性、ＳＦカードであれば残金の利用運賃に対する充足性が判定され、判定結果がＯＫであれば駅名、年月日、時刻等が書き込まれ、また、ＳＦカードでは利用料金が減算された残金が書き込まれる。次いで、これらのデータが正常に書き込まれたことを確認した後、ドアを開いて通行許可となる。なお、通信処理途中にＩＣカードが通信有効範囲Ｓから外れるなどして、これらの処理のいずれかが不正常に終わった場合には、ドアが閉じられる。
【００１５】
図６は上記システムにおける振り返り処理を説明する概念図である。
図５で説明したように、ＩＣカードと自動改札機との通信は、ＩＣカードが通信有効範囲Ｓ内にある間に、存在確認、認証、読み出し、判定、書き込み、書き込み確認をすべて終了する必要がある。ＩＣカードをかざす時間が短すぎるとすべての処理が終わらない可能性があり、この場合、ドアが閉じてしまい通行できない。従来の磁気乗車券で何らかの原因で不正常となったときは、入口側に戻り、一旦、自動改札機を出たことを人体センサで検出した後、やり直しを行っていた。
【００１６】
上記システムでは、無線方式で迅速な改集札を行い、利用客の利便性を向上させるために、図６に示すように、１回目にＩＣカードをかざした時に、例えば、処理途中でカードが通信有効範囲を外れて不正常となった場合でも、自動改札機を出ることなく、再度かざし直しをすることで継続処理を可能にしている。
図７（ａ）に示すように、かざし部２０にはそのエリアを示す表示灯２１が設けられていて、この点灯により、かざし処理の準備が整ったことが示される。この状態でＩＣカードをかざし、正常に通信処理が終了するとドアが開くとともに、案内表示部５には「お通り下さい」のようなメッセージが表示される。一方、かざす時間が短すぎる等のため、通信処理の途中でカードが通信有効範囲Ｓを外れると、図７（ｂ）に示すように、表示灯２１が点滅（フリッカー）し、同時に案内表示部５には「再度かざして下さい」のようなメッセージが表示されて、再度かざすことを促す。このときかざし直しをすると、自動改札機側では１回目のときのＩＤ番号を記憶していて、それとの照合を行い、一致したことを確認して継続処理を行う。表示灯２１がフリッカーしているときに後続の利用客がＩＣカードをかざしても、ＩＤ番号が異なるのでデータの読みとりは行わない。
【００１７】
図８は本発明における自動改札機の案内表示を切り換える論理回路構成を説明する図である。
自動改札機は３人のデータまで受け付けることができるようになっており、ＩＣカードによる非接触式での入場は、従来の磁気乗車券投入に比して短時間でできるため、３人の乗客が自動改札機内に滞留することが起こり得る。この場合に、先頭の乗客が自動改札を終わらないうちに案内表示部５の表示が切り換わらないようにする必要がある。
【００１８】
ところで、図１に示したように、自動改札機１には人間検知用センサとして９1 （入り口センサ），９2 （中央検知センサ），９3 （出口検知センサ）が設けられている。そこで、図８に示すように、出口検知センサ９3 の検出信号または、磁気乗車券取り出し信号の論理和をとると、その出力があったことにより先頭の乗客が自動改札を終わった信号が得られる。そこで、論理和出力と中央検知センサ９2 で検出した信号との論理積をとると、先頭の乗客が自動改札を終わり、かつ次の乗客が中央検知センサを通ったことになる。そこで、論理積出力により案内表示切り換え指示を行うようにすると、先頭の乗客が自動改札を終わり、かつ次の乗客が自動改札機中央を通っているので、適切なタイミングでの案内表示切り換えが可能となる。なお、これらの処理は図１の制御装置１０で行われ、図８ではハードロジックで構成するようにしたが、ソフト的に演算処理するようにしてもよい。
【００１９】
図５で説明したように、ＩＣカードが通信有効範囲Ｓ内にある間にシステムは一連の処理を終了する必要があり、そのためＩＣカードは通信有効範囲Ｓ内に長く滞留することが望ましい。次に、図９により通信有効範囲Ｓ内にＩＣカードがなるべく長く滞留するようにした例について説明する。
図９（ａ）はかざし部２０の平面図であり、Ｏはかざし部の中心である。かざし部には、その中心Ｏから乗客にとって手前側にかざす位置の指標としてカード状の画像２２が描かれており、その中心がＯ′である。図９（ｂ）において、かざし部の中心ＯにＩＣカードをかざした場合のカードの軌跡を破線Ａで表し、かざし部の中心Ｏから手前側にずらした位置Ｏ′にＩＣカードをかざした場合のカードの軌跡を実線Ｂで表している。いろいろ実験したところ、かざし部にカードを触れるまでの動作が、かざし部からカードを離していく動作よりも速いことが分かった。したがって、通信有効範囲Ｓ内でかざし部にカードが触れるまでの距離と、かざし部からカードが離れる距離がほぼ同じ場合の軌跡（破線Ａ）に比して、通信有効範囲Ｓ内でかざし部にカードが触れるまでの距離が、かざし部からカードが離れる距離の方が長い軌跡（実線Ｂ）の方が、通信有効範囲Ｓ内にＩＣカードが滞留する時間が長いことになる。そこで、ＩＣカードをかざす場合に、破線Ｂのようなカード軌跡となることが望ましく、そのために、かざす位置の指標であるカード状の画像２２をかざし部の中心Ｏより手前側にずらすことにより、自動改札機との通信時間を長くして確実な通信を可能にすることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、自動改札装置内に複数の乗客が滞留するような場合でも、適切な案内表示の切り換えを行うことが可能となり、また、ＩＣカードのかざす位置を、かざし部の中心より手前とすることにより、自動改札機との通信時間を長くして、確実な通信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の自動改札機の実施の形態の一例を説明する図である。
【図２】  本発明の自動改札機の制御系を説明するブロック図である。
【図３】  本発明で使用するＩＣカードを説明する図である。
【図４】  本発明の自動改札機におけるＩＣカードの使用方法を説明する概念図である。
【図５】  自動改札機とＩＣカードとの通信処理を説明する図である。
【図６】  本発明の振り返り処理を説明する概念図である。
【図７】  かざし部表示灯と案内表示部を説明する図である。
【図８】  案内表示を切り換える論理回路を説明する図である。
【図９】  本発明のかざし部を説明する図である。
【符号の説明】
１…自動改札機本体、２…磁気乗車券投入口、３…磁気乗車券搬送部、４…磁気乗車券取出口、５…案内表示部、６…ドア、７…表示灯、８…進行方向案内表示部、９1 ，９2 ，９3 …人間検知用センサ、１０…制御装置、１１…電源、１２…集札箱、２０…かざし部、２１…かざし部表示灯、２２…カード状の画像、３０…ＩＣカード、３１…アンテナ、３２…リーダ／ライタ、３３…インターフェース、３４…ＣＰＵ、３５…無線カード用処理ルーチン、３６…料金演算ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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