(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記憶媒体と電磁誘導通信装置との間に中継通信装置を介在させ、前記情報記憶媒体を搬送させながら通信する通信システムであって、
前記情報記憶媒体は、
電磁誘導方式又は電磁結合方式で通信可能なＩＣチップと、
前記ＩＣチップに接続され、導電性を有する一対の導電プレートとを備え、
前記中継通信装置は、
中継ループアンテナと、
前記中継ループアンテナの両端に接続され、前記情報記憶媒体の搬送方向に沿ってレール状に設けられ、前記情報記憶媒体の前記一対の導電プレートと静電結合し、導電性を有する一対の導電レールとを備え、
前記電磁誘導通信装置は、
前記中継ループアンテナとの間で電磁誘導方式又は電磁結合方式により通信する通信装置側ループアンテナと、
前記通信装置側ループアンテナが前記中継通信装置との間で電磁誘導方式又は電磁結合方式により通信し、前記中継通信装置及び前記情報記憶媒体が静電結合することにより、前記情報記憶媒体の前記ＩＣチップとの間で通信処理をする制御部とを備えること、
を特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記情報記憶媒体の前記一対の導電プレートは、搬送方向とは直交する方向に並べて配列されていること。
を特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の通信システムにおいて、
前記中継通信装置は、前記情報記憶媒体を搬送方向に搬送する搬送装置を備えること、
を特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
前記中継通信装置は、
利用者が前記情報記憶媒体を挿入する挿入口と、
前記挿入口に挿入された前記情報記憶媒体を、前記一対の導電プレートが並べられた方向が、搬送方向とは直交する方向に整列する整列装置とを備えること、
を特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
前記導電プレートを有する前記情報記憶媒体は、長方形であり、前記一対の導電プレートが前記長方形の長辺に沿った方向に並べて配置され、
前記中継通信装置は、前記情報記憶媒体の搬送方向と前記情報記憶媒体の前記長方形の長辺とが、直交するように前記情報記憶媒体を搬送すること、
を特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
前記中継通信装置は、前記導電レールの表面に設けられた複数の開口部に配置され、前記情報記憶媒体の搬送方向に配列された複数のローラを備えること、
を特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
前記中継通信装置は、前記一対の導電レール上に、通信処理の結果を判定する領域である通信結果判定範囲を有し、
前記電磁誘導通信装置又は前記中継通信装置に設けられ、通信処理の結果を報知する報知部と、
前記電磁誘導通信装置又は前記中継通信装置に設けられ、前記情報記憶媒体が前記通信結果判定範囲まで搬送された場合に、通信処理の結果を判定する通信結果判定制御部とを備え、
前記通信結果判定制御部は、
通信処理の結果が異常と判定した場合には、前記報知部を制御して異常発生を報知し、
通信処理中の場合には、通信処理が完了するまで通信処理を継続し、その結果が異常と判定した場合には、前記報知部を制御して異常発生を報知すること、
を特徴とする通信システム。
【請求項８】
通信システムに設けられた情報記憶媒体と電磁誘導通信装置との間に介在して、前記情報記憶媒体を搬送しながら通信する中継通信装置であって、
前記電磁誘導通信装置の通信装置側ループアンテナとの間で、電磁誘導方式又は電磁結合方式により通信する中継ループアンテナと、
前記中継ループアンテナの両端に接続され、前記情報記憶媒体の搬送方向に沿ってレール状に設けられ、前記情報記憶媒体に設けられ電磁誘導方式又は電磁結合方式で通信可能なＩＣチップに接続され導電性を有する一対の導電プレートとの間で静電結合して通信し、導電性を有する一対の導電レールとを備えること、
を特徴とする中継通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の中継通信装置において、
前記情報記憶媒体を搬送方向に搬送する搬送装置を備えること、
を特徴とする中継通信装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の中継通信装置において、
利用者が前記情報記憶媒体を挿入する挿入口と、
前記挿入口に挿入された前記情報記憶媒体を、前記一対の導電プレートが並べられた方向が、搬送方向とは直交する方向に整列する整列装置とを備えること、
を特徴とする中継通信装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の中継通信装置において、
前記導電プレートを有する前記情報記憶媒体は、長方形であり、前記一対の導電プレートが前記長方形の長辺に沿った方向に並べて配置され、
前記情報記憶媒体の搬送方向と前記情報記憶媒体の長辺とが、直交するように前記情報記憶媒体を搬送すること、
を特徴とする中継通信装置。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１までのいずれか１項に記載の中継通信装置において、
前記導電レールの表面に設けられた複数の開口部に配置され、前記情報記憶媒体の搬送方向に配列された複数のローラを備えること、
を特徴とする中継通信装置。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２までのいずれか１項に記載の中継通信装置において、
前記一対の導電レール上に、通信処理の結果を判定する領域である通信結果判定範囲を有し、
前記電磁誘導通信装置又はこの中継通信装置は、
通信処理の結果を報知する報知部と、
前記情報記憶媒体が前記通信結果判定範囲まで搬送された場合に、通信処理の結果を判定する通信結果判定制御部とを備え、
前記通信結果判定制御部は、
通信処理の結果が異常と判定した場合には、前記報知部を制御して異常発生を報知し、
通信処理中の場合には、通信処理が完了するまで通信処理を継続し、その結果が異常と判定した場合には、前記報知部を制御して異常発生を報知すること、
を特徴とする中継通信装置。
【請求項１４】
請求項８から請求項１３までのいずれか１項に記載の前記電磁誘導通信装置と、
請求項８から請求項１３までのいずれか１項に記載の前記中継通信装置と、
を備える中継通信装置及び電磁誘導通信装置の組み合わせ。
【請求項１５】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の通信システムに使用され、
前記通信装置側ループアンテナと、前記制御部とを備えること、
を特徴とする電磁誘導通信装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の通信システムに使用され、
前記ＩＣチップと、前記一対の導電プレートとを備えること、
を特徴とする情報記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導方式を利用する通信システム、中継通信装置、中継通信装置及び電磁誘導通信装置の組み合わせ、電磁誘導通信装置、情報記憶媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、利用者が所持するＩＣカードを電磁誘導方式によって読み取る（又は書き込む）通信システムがあった（例えば特許文献１）。このような通信システムのＩＣカードは、少なくとも非接触通信機能を有するＩＣチップとアンテナコイルにより構成されており、ＩＣカード内に具備されたＩＣチップは、リーダライタから送出された信号より駆動電力の供給を受け、リーダライタから送出されるアナログ信号を受信しデジタル変換し、応答信号を返送することによりデータ送受信を実現している。非接触ＩＣカードは、交通システム、電子マネー、社員証システム、物流管理等の各種システムで用いられている。
非接触ＩＣカード用いた通信方式としては、通信周波数帯域に応じて、電磁結合方式、静電結合方式、電磁誘導方式、電波方式が用いられており、カード形態の非接触ＩＣ通信システムでは電磁誘導方式が主流となっている。
しかし、電磁誘導方式の通信システムは、ＩＣカードのアンテナコイルをエッチング等により形成するため高コストであった。
一方、利用者が所持するＩＣカードを静電結合方式によって、読み取る（又は書き込む）通信システムがあった（例えば特許文献２）。
しかし、静電結合方式の通信システムの情報記憶媒体及び読取書込装置間の通信距離は、電磁誘導方式の通信システムと比較すると短い。このため、電磁誘導方式の通信システムは、情報記憶媒体が読取書込装置から少し離れた状態で通信が開始されるのに対して、静電結合方式の通信システムは、情報記憶媒体をリーダライタにほぼ密着させないと通信が開始されない。そのため、情報記憶媒体及び読取書込装置の間の通信時間は、電磁誘導方式の通信システムと同等であっても、利用者が体感する処理時間は、情報記憶媒体をより近づけるために要する時間の分、長くなる。これにより、静電結合方式の通信システムを例えば自動改札機に利用すると、ゲートでの混雑を招くおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２３１２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、電磁誘導方式又は電磁結合方式で通信する通信システムを低コストで実現できる通信システム、中継通信装置、中継通信装置及び電磁誘導通信装置の組み合わせ、電磁誘導通信装置、情報記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【０００６】
第１の発明は、情報記憶媒体（４０，２４０）と電磁誘導通信装置（２０）との間に中継通信装置（３０，２３０）を介在させ、前記情報記憶媒体を搬送させながら通信する通信システム（１）であって、前記情報記憶媒体は、電磁誘導方式又は電磁結合方式で通信可能なＩＣチップ（４１）と、前記ＩＣチップに接続され、導電性を有する一対の導電プレート（４２Ｌ，４２Ｒ，２４２Ｌ，２４２Ｒ）とを備え、前記中継通信装置は、中継ループアンテナ（３１）と、前記中継ループアンテナの両端に接続され、前記情報記憶媒体の搬送方向（Ｙ）に沿ってレール状に設けられ、前記情報記憶媒体の前記一対の導電プレートと静電結合し、導電性を有する一対の導電レール（３２Ｌ，３２Ｒ，２３２Ｌ，２３２Ｒ）とを備え、前記電磁誘導通信装置は、前記中継ループアンテナとの間で電磁誘導方式又は電磁結合方式により通信する通信装置側ループアンテナ（２１ａ）と、前記通信装置側ループアンテナが前記中継通信装置との間で電磁誘導方式又は電磁結合方式により通信し、前記中継通信装置及び前記情報記憶媒体が静電結合することにより、前記情報記憶媒体の前記ＩＣチップとの間で通信処理をする制御部（２７）とを備えること、を特徴とする通信システムである。
第２の発明は、第１の発明の通信システムにおいて、前記情報記憶媒体（４０，２４０）の前記一対の導電プレート（４２Ｌ，４２Ｒ，２４２Ｌ，２４２Ｒ）は、搬送方向（Ｙ）とは直交する方向（Ｘ）に並べて配列されていること、を特徴とする通信システムである。
第３の発明は、第１又は第２の発明の通信システムにおいて、前記中継通信装置（３０，２３０）は、前記情報記憶媒体（４０，２４０）を搬送方向（Ｙ）に搬送する搬送装置（３３，２３３）を備えること、を特徴とする通信システムである。
第４の発明は、第１から第３までのいずれかの発明の通信システムにおいて、前記中継通信装置（２３０）は、利用者が前記情報記憶媒体（２４０）を挿入する挿入口（２３４）と、前記挿入口に挿入された前記情報記憶媒体を、前記一対の導電プレート（２４２Ｌ，２４２Ｒ）が並べられた方向が、搬送方向（Ｙ）とは直交する方向（Ｘ）に整列する整列装置（２３４ｃ）とを備えること、を特徴とする通信システムである。
第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の通信システムにおいて、前記導電プレート（２４２Ｌ，２４２Ｒ）を有する前記情報記憶媒体（２４０）は、長方形であり、前記一対の導電プレートが前記長方形の長辺（２４２ａ）に沿った方向に並べて配置され、前記中継通信装置（２３０）は、前記情報記憶媒体の搬送方向（Ｙ）と前記情報記憶媒体の前記長方形の長辺とが、直交するように前記情報記憶媒体を搬送すること、を特徴とする通信システムである。
第６の発明は、第１から第５までのいずれかの発明の通信システムにおいて、前記中継通信装置（３０，２３０）は、前記導電レール（３２Ｌ，３２Ｒ，２３２Ｌ，２３２Ｒ）の表面に設けられた複数の開口部（３２ｃ）に配置され、前記情報記憶媒体（４０，２４０）の搬送方向（Ｙ）に配列された複数のローラ（３３ａ）を備えること、を特徴とする通信システムである。
第７の発明は、第１から第６までのいずれかの発明の通信システムにおいて、前記中継通信装置（３０，２３０）は、前記一対の導電レール（３２Ｌ，３２Ｒ，２３２Ｌ，２３２Ｒ）上に、通信処理の結果を判定する領域である通信結果判定範囲（Ａ１）を有し、前記電磁誘導通信装置（２０）又は前記中継通信装置に設けられ、通信処理の結果を報知する報知部（２３，２４）と、前記電磁誘導通信装置又は前記中継通信装置に設けられ、前記情報記憶媒体（４０，２４０）が前記通信結果判定範囲まで搬送された場合に、通信処理の結果を判定する通信結果判定制御部（２７，３７）とを備え、前記通信結果判定制御部は、通信処理の結果が異常と判定した場合には、前記報知部を制御して異常発生を報知し、通信処理中の場合には、通信処理が完了するまで通信処理を継続し、その結果が異常と判定した場合には、前記報知部を制御して異常発生を報知すること、を特徴とする通信システムである。
【０００７】
第８の発明は、通信システム（１）に設けられた情報記憶媒体（４０，２４０）と電磁誘導通信装置（２０）との間に介在して、前記情報記憶媒体を搬送しながら通信する中継通信装置（３０，２３０）であって、前記電磁誘導通信装置の通信装置側ループアンテナ（２１ａ）との間で、電磁誘導方式又は電磁結合方式により通信する中継ループアンテナ（３１）と、前記中継ループアンテナの両端に接続され、前記情報記憶媒体の搬送方向（Ｙ）に沿ってレール状に設けられ、前記情報記憶媒体に設けられ電磁誘導方式又は電磁結合方式で通信可能なＩＣチップ（４１）に接続され導電性を有する一対の導電プレート（４２Ｌ，４２Ｒ，２４２Ｌ，２４２Ｒ）との間で静電結合して通信し、導電性を有する一対の導電レール（３２Ｌ，３２Ｒ，２３２Ｌ，２３２Ｒ）とを備えること、を特徴とする中継通信装置である。
第９の発明は、第８の発明の中継通信装置において、前記情報記憶媒体（４０，２４０）を搬送方向（Ｙ）に搬送する搬送装置（３３，２３３）を備えること、を特徴とする中継通信装置である。
第１０の発明は、第８又は第９の発明の中継通信装置において、利用者が前記情報記憶媒体を挿入する挿入口（２３４）と、前記挿入口に挿入された前記情報記憶媒体を、前記一対の導電プレート（２４２Ｌ，２４２Ｒ）が並べられた方向が、搬送方向（Ｙ）とは直交する方向（Ｘ）に整列する整列装置（２３４ｃ）とを備えること、を特徴とする中継通信装置である。
第１１の発明は、第８から第１０までのいずれかの発明の中継通信装置において、前記導電プレート（２４２Ｌ，２４２Ｒ）を有する前記情報記憶媒体（２４０）は、長方形であり、前記一対の導電プレートが前記長方形（２４２ａ）の長辺に沿った方向に並べて配置され、前記情報記憶媒体の搬送方向（Ｙ）と前記情報記憶媒体の長辺とが、直交するように前記情報記憶媒体を搬送すること、を特徴とする中継通信装置である。
第１２の発明は、第８から第１１までのいずれかの発明の中継通信装置において、前記導電レール（３２Ｌ，３２Ｒ，２３２Ｌ，２３２Ｒ）の表面に設けられた複数の開口部（３２ｃ）に配置され、前記情報記憶媒体（４０，２４０）の搬送方向（Ｙ）に配列された複数のローラ（３３ａ）を備えること、を特徴とする中継通信装置である。
第１３の発明は、第８から第１２までのいずれかの発明の中継通信装置において、前記一対の導電レール（３２Ｌ，３２Ｒ，２３２Ｌ，２３２Ｒ）上に、通信処理の結果を判定する領域である通信結果判定範囲（Ａ１）を有し、前記電磁誘導通信装置（２０）又は前記中継通信装置（３０，２３０）は、通信処理の結果を報知する報知部（２３，２４）と、前記情報記憶媒体が前記通信結果判定範囲まで搬送された場合に、通信処理の結果を判定する通信結果判定制御部（２７，３７）とを備え、前記通信結果判定制御部は、通信処理の結果が異常と判定した場合には、前記報知部を制御して異常発生を報知し、通信処理中の場合には、通信処理が完了するまで通信処理を継続し、その結果が異常と判定した場合には、前記報知部を制御して異常発生を報知すること、を特徴とする中継通信装置である。
【０００８】
第１４の発明は、第８から第１３までのいずれかの発明の前記電磁誘導通信装置（２０）と、第８から第１３までのいずれかの発明の前記中継通信装置（３０，２３０）と、を備える中継通信装置及び電磁誘導通信装置の組み合わせである。
【０００９】
第１５の発明は、第１から第７までのいずれかの発明の通信システムに使用され、前記通信装置側ループアンテナ（２１ａ）と、前記制御部（２７）とを備えること、を特徴とする電磁誘導通信装置である。
【００１０】
第１６の発明は、第１から第７までのいずれかの発明の通信システムに使用され、前記ＩＣチップ（４１）と、前記一対の導電プレート（４２Ｌ，４２Ｒ，２４２Ｌ，２４２Ｒ）とを備えること、を特徴とする情報記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明は、中継通信装置が、電磁誘導通信装置との間で電磁誘導方式又は電磁結合方式により通信する中継通信装置側ループアンテナと、情報記憶媒体との間で静電結合方式により通信する一対の導電レールとを備える。これにより、電子情報記憶媒体に駆動電力が伝達されるとともに、電磁誘導通信装置からの送信データを電子情報記憶媒体に伝達でき、また、電子情報記憶媒体からの返信データを中継通信装置を介して、電磁誘導通信装置に伝達できる。
また本発明は、情報記憶媒体にループアンテナを形成する必要がなく、２つの導電プレートを設ければよいので、従来の複雑なエッチング等のアンテナ形成工程が不要となり、低コストで情報記憶媒体を製造できる。このため、情報記憶媒体の発行量が多くなる程、従来のシステムと比較してコスト面で有利になり、低コストでシステムを構築できる。
さらに、本発明は、市場で多く流通している電磁誘導方式又は電磁結合方式の電磁誘導通信装置を流用してシステムを構築できるので、低コストで導入できる。すなわち、情報記憶媒体のＩＣチップとして、市場に多く流通している電磁誘導方式又は電磁結合方式の非接触ＩＣカードに用いられるＩＣチップを流用でき、かつ、電磁誘導通信装置として、既存の非接触ＩＣカード用のリーダライタを流用して装置を構成できる。これにより、静電結合用の特殊なＩＣチップと、リーダライタとを新たに開発する必要なく、システムを構築できる。
さらにまた、本発明は、情報記憶媒体を搬送させる場合に、中継通信装置に具備される導電レールと情報記憶媒体に具備される導電プレートとが近接して対向した状態を維持できる。これにより、情報記憶媒体を搬送させながら通信処理できるため、ゲートアクセス処理時間等を短縮できる。
加えて、本発明は、情報記憶媒体に一対の導電プレートを設ければよいので、情報記憶媒体にループアンテナを設ける場合と比較すると、情報記憶媒体の外形を小さくできる。これにより、情報記録媒体をさらに低コストで製造できる。
【００１２】
（２）本発明は、情報記憶媒体の一対の導電プレートが、搬送方向とは直交する方向に並べて配列されているので、情報記憶媒体の搬送時に、導電プレートと導電レールとを常に対向配置して、通信処理を行うことができる。
（３）本発明は、挿入された情報記憶媒体の整列装置を備えるので、利用者が情報記憶媒体を回転させて挿入しても情報記憶媒体を整列して、通信安定性を向上できる。
【００１３】
（４）本発明は、情報記憶媒体の搬送装置を備えるので、情報記憶媒体に具備される導電プレートと中継媒体に具備される導電レールとを対向させ、情報記憶媒体を自動で搬送させながら通信処理ができる。
（５）本発明は、導電プレートが情報記憶媒体の長辺に沿った方向に並べて配置され、搬送方向と情報記憶媒体の長辺とが直交するので、搬送方向とは直交する方向（長辺方向）に情報記憶媒体がずれても、導電プレートと導電レールとが対向する面積の減少率を少なくできるため、位置ずれの許容度を向上でき、通信安定性を向上できる。
【００１４】
（６）本発明は、複数のローラが導電レールの開口部に、搬送方向に配列されているので、導電レールと導電プレートとが対向する面積を広くでき、通信安定性を向上できる。
（７）本発明は、一対の導電レール上に、通信処理の結果を判定する領域である通信結果判定範囲を有し、情報記憶媒体が通信結果判定範囲まで搬送された場合に、通信処理の結果が異常と判定したときは、報知部を制御して異常発生を報知するので、通信処理時間と搬送スピードとを合わせる必要がなくなるとともに、通信処理遅延にともなう異常発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の中継自動改札システム１のブロック図である。
【図２】第１実施形態の中継改札機１０の斜視図である。
【図３】第１実施形態のリーダライタ２１近傍の分解斜視図と、電磁誘導改札機２０、中継通信装置３０及びＩＣカード４０の間の通信を説明する断面図である。
【図４】第１実施形態の搬送装置３３を説明する平面図、及び断面図である。
【図５】導電レールと導電プレートとが対向する面積を説明する平面図である。
【図６】第１実施形態の中継改札機１０の動作のフローチャートである。
【図７】第２実施形態のＩＣカード２４０の平面図、及びＩＣカード２４０のずれを説明する平面図である。
【図８】第２実施形態の搬送装置２３３、挿入口２３４、排出口２３５を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の中継自動改札システム１のブロック図である。
中継自動改札システム１は、鉄道等の入退場ゲートに用いられる改札システムである。中継自動改札システム１は、サーバ２及び複数の電磁誘導改札機３が接続された従来のシステムに、中継改札機１０がサーバ２に接続されて構成される。中継自動改札システム１で用いられる切符、定期券等は、ＩＣチップが内蔵されたＩＣカード４，４０（情報記憶媒体）である。
サーバ２は、サーバ記憶部２ａ、サーバ制御部２ｂを備える。
サーバ記憶部２ａは、サーバ２の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。
サーバ記憶部２ａは、例えば、ＩＣカード４，４０の情報（乗車区間、期限、利用者の氏名等）を記憶する。サーバ記憶部２ａの情報は、券売機等でＩＣカード４，４０が再発行される場合等に適宜参照される。
サーバ制御部２ｂは、サーバ２を統括的に制御するための制御部であり、例えばＣＰＵ等から構成される。サーバ制御部２ｂは、サーバ記憶部２ａに記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行する。
電磁誘導改札機３は、従来の電磁誘導方式の改札機であり、電磁誘導方式のＩＣカード４との間で、情報の送受信をすることができる。
【００１７】
中継改札機１０は、従来の電磁誘導改札機２０（電磁誘導通信装置）に対して、中継通信装置３０が加えられることにより構成される。中継改札機１０は、中継通信装置３０を介して、電磁誘導改札機２０及び静電結合（静電容量結合）型のＩＣカード４０との間で情報を送受信できる。
なお、中継自動改札システム１は、電磁誘導改札機３を利用せずに、複数の中継改札機１０のみから構成してもよい。また中継改札機１０は、従来の電磁誘導改札機２０及び中継改札機１０を組み合わせた装置ではなく、新たに専用に設けた一体型の装置でもよい。
【００１８】
以下、中継改札機１０の構成について詳細に説明する。
図２は、第１実施形態の中継改札機１０の斜視図である。
図３は、第１実施形態のリーダライタ２１近傍の分解斜視図と、電磁誘導改札機２０、中継通信装置３０及びＩＣカード４０の間の通信を説明する断面図である。
図３（ａ）は、リーダライタ２１近傍の分解斜視図であり、図３（ｂ）は、電磁誘導改札機２０、中継通信装置３０及びＩＣカード４０の間の通信を説明する模式的な断面図（図３のＢ−Ｂ部矢視断面図）である。
なお、以下の説明において、図２に示すように、利用者が中継改札機１０の入口１０ａから出口１０ｂに進行する場合の利用者の左右方向をＸ、鉛直方向Ｚとする。利用者の進行方向は、ＩＣカード４０の搬送方向Ｙと一致している。また、鉛直方向Ｚの上側Ｚ２から見た図を、適宜平面図といい、その形状を平面形状という。
【００１９】
中継改札機１０は、鉄道の各駅に配置される装置である。中継改札機１０は、利用者が所持するＩＣカード４０の情報を読み取り、乗車区間、使用期間等の認証を行い、通過扉２２の開閉等を行う。
中継改札機１０は、従来の電磁誘導改札機２０と、電磁誘導改札機２０に載置された中継通信装置３０とを備える。図２では、中継改札機１０の手前側から奥側に向かって歩行するようになっている。実施形態では、利用者の入場、出場に関わらず、手前側を入口１０ａ、奥側を出口１０ｂとして説明する。
【００２０】
電磁誘導改札機２０は、本来は、電磁誘導方式のＩＣカード４との間で、情報を送受信可能な、電磁誘導改札機３と同様な装置であるが、実施形態では、中継通信装置３０を介して、電磁誘導方式のＩＣカード４０との間で情報を送受信できる。
図２、図３に示すように、電磁誘導改札機２０は、リーダライタ２１、通過扉２２、モニタ２３、音声出力部２４を備える。
図３に示すように、リーダライタ２１は、改札ループアンテナ２１ａ（電磁誘導通信装置側ループアンテナ）を備える。
改札ループアンテナ２１ａは、例えば、３回巻き程度のループアンテナであり、大きさが４０ｍｍ×４０ｍｍ程度である。改札ループアンテナ２１ａは、エッチング等の手法により、プリント配線基板上に銅線を配線して形成される。
【００２１】
図２に示すように、通過扉２２は、電磁誘導改札機２０の筐体に設けられた開閉扉である。通過扉２２は、ＤＣモータ等を備える駆動装置によって開閉駆動される。
モニタ２３及び音声出力部２４は、通信処理の結果を報知する報知部である。
モニタ２３は、液晶表示装置等の表示装置である。モニタ２３は、電磁誘導改札機２０のケース表面のうち搬送方向Ｙ下流側の範囲に配置されている。モニタ２３は、例えば文字等を出力して、残高、通信異常等を報知する。なお、利用者がモニタ２３を目視できるように、中継通信装置３０は、モニタ２３が露出するように、電磁誘導改札機２０上に載置されている。
音声出力部２４は、音声出力するスピーカである。音声出力部２４は、例えば、警告音、音声ガイド等を出力して、通信異常等を報知する。
【００２２】
図１から図３に示すように、中継通信装置３０は、電磁誘導改札機２０上に載置されることにより、電磁誘導改札機２０及びＩＣカード４０間の通信を可能にする装置である。中継通信装置３０は、中継ループアンテナ３１、一対の導電レール３２Ｌ，３２Ｒ、搬送装置３３、挿入口３４、排出口３５を備える。
図３に示すように、中継ループアンテナ３１は、改札ループアンテナ２１ａとの間で電磁誘導方式により通信（結合）するアンテナである。中継ループアンテナ３１は、例えば、３回巻き程度のループアンテナであり、大きさが４０ｍｍ×４０ｍｍ程度である。中継ループアンテナ３１は、エッチング等の手法により、プリント配線基板上に銅線を配線して形成される。
【００２３】
導電レール３２Ｌ，３２Ｒは、樹脂等の絶縁性材料に形成されたレール基材３２ａに、例えば、長さＬ１＝１ｍｍの間隔を隔てて、レール状に貼り付けられている。導電レール３２Ｌ，３２Ｒは、ＩＣカード４０の搬送方向Ｙに沿って平行に配置されている。なお、本発明でレールとは、情報記憶媒体を一定方向に搬送するために敷かれた細長いプレート、又は平面形状が長四角形状のプレートをいう。
導電レール３２Ｌ，３２Ｒは、銅箔等の導電性を有する材料により形成される。導電レール３２Ｌ，３２Ｒは、それぞれ、厚さ３５μｍ、幅４０ｍｍ、長さ６００ｍｍの細長い形状である。各導電レール３２Ｌ，３２Ｒは、それぞれ中継ループアンテナ３１の両端に電線３２ｂにより電気的に接続されている。
後述するように、カード搬送時において、導電レール３２Ｌ，３２Ｒは、ＩＣカード４０の一対の導電プレート４２Ｌ，４２Ｒ（後述する）にほぼ密着し（例えば、導電レール３２Ｌ，３２Ｒの上面と、導電プレート４２Ｌ，４２Ｒの下面との距離Ｌ３＝２ｍｍ程度）、かつ、この導電プレート４２Ｌ，４２Ｒにそれぞれ対向配置される。このため、導電レール３２Ｌ，３２Ｒは、カード搬送時において、ＩＣカード４０の導電プレート４２Ｌ，４２Ｒと静電結合する。
【００２４】
搬送装置３３は、ＩＣカード４０を導電レール３２Ｌ，３２Ｒ上を搬送方向Ｙに搬送する装置である。搬送装置３３の詳細は、後述する。
図２に示すように、挿入口３４は、利用者がＩＣカード４０を挿入するための入口である。挿入口３４には、挿入カード送り装置３４ａ、挿入口開閉扉３４ｂ（図１参照）が設けられている。
挿入カード送り装置３４ａは、ローラ及びこれを回転するモータ等を備え、挿入されたＩＣカード４０を搬送装置３３に導く装置である。
挿入口開閉扉３４ｂは、挿入口３４を開閉する扉及びこれを開閉駆動するモータ等を備える装置である。
【００２５】
排出口３５は、搬送装置３３によって搬送されたＩＣカード４０を排出する出口である。排出口３５は、排出カード送り装置３５ａ（図１参照）が設けられている。
排出カード送り装置３５ａは、ローラ及びこれを回転するモータ等を備え、搬送装置３３によって搬送されたＩＣカード４０を、排出口３５に導く装置である。
【００２６】
図３に示すように、ＩＣカード４０は、外部接触端子を備えない非接触型のＩＣカード４０である。ＩＣカード４０は、ＩＣチップ４１、一対の導電プレート４２Ｌ，４２Ｒ（導電性板部材）、下層４３、上層４４を備える。
ＩＣチップ４１は、電磁誘導方式で通信可能な集積回路であり、従来のアンテナを具備する電磁誘導方式のＩＣカード４（図１参照）に内蔵されているものと、同種のものである。ＩＣチップ４１は、厚さが例えば１５０μｍ程度である。ＩＣチップ４１は、導電プレート４２Ｌ，４２Ｒを跨ぐように配置されている。
ＩＣチップ４１の入出力部（リードフレーム等）は、導電プレート４２Ｌ，４２Ｒに対して、異方性導電性ペースト、異方性導電性フィルム、導電性接着剤等の接続部材４６によって、それぞれ電気的及び機械的に接続されている。ＩＣチップ４１が電磁誘導方式であるので、この入出力部は、本来、ループアンテナに接続されるものである。ＩＣチップ４１は、この入出力部を導電プレート４２Ｌ，４２Ｒに接続することにより、後述するように、中継通信装置３０を介して、電磁誘導改札機２０との間で通信できる。
【００２７】
導電プレート４２Ｌ，４２Ｒは、それぞれ厚さ１０μｍ、短辺×長辺が１０ｍｍ×５０ｍｍのアルミ箔である。導電プレート４２Ｌ，４２Ｒは、短手方向（搬送方向Ｙとは直交する方向）に並べて配置され、下層４３に貼り付けられている。導電プレート４２Ｌ，４２Ｒとの間隔Ｌ２は、例えば０．５ｍｍ程度である。
下層４３は、例えば、厚さ１８０μｍ、短辺×長辺が２５．０ｍｍ×５７．５ｍｍのＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ、ポリイミド等の絶縁性フィルム基材である。
上層４４は、厚さ２００μｍの紙、樹脂等である。上層４４は、ＩＣチップ４１、導電プレート４２Ｌ，４２Ｒを覆うように、粘着剤４５等によって下層４３に貼り付けられている。
【００２８】
中継通信装置３０を介した、電磁誘導改札機２０及びＩＣカード４０の間通信について説明する。
改札ループアンテナ２１ａ及び中継ループアンテナ３１の間は、電磁誘導方式により非接触で接続され、情報の送受信をすることができる。電磁誘導方式を用いたＩＣカード４０の通信方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３，１５６９３，１８０９２にて規格化されており、１３．５６ＭＨｚの信号周波数が用いられる。改札ループアンテナ２１ａ及び中継ループアンテナ３１の間の通信方式も、これに準ずる。
なお、改札ループアンテナ２１ａ及び中継ループアンテナ３１の巻数は、３巻程度である例を説明したが、これに限定されない。両者の間が電磁誘導方式により非接触で接続される巻数であればよく、巻数は、例えば１巻以上であればよい。
【００２９】
一方、導電レール３２Ｌ，３２Ｒ及び導電プレート４２Ｌ，４２Ｒは、コンデンサプレートとして機能して、両者の間が静電結合方式により非接触で接続され、情報の送受信をすることができる。
【００３０】
中継改札機１０は、中継ループアンテナ３１が改札ループアンテナ２１ａに電磁誘導により発生した起電力によって、導電レール３２Ｌ，３２Ｒ及び導電プレート４２Ｌ，４２Ｒが静電結合し、ＩＣチップ４１に駆動電力が伝達される。また、電磁誘導改札機２０からの送信データをＩＣチップ４１に伝達でき、一方、ＩＣチップ４１からの返信データを中継通信装置３０を介して、電磁誘導改札機２０に伝達できる。
【００３１】
搬送装置３３について説明する。
図４は、第１実施形態の搬送装置３３を説明する平面図、及び断面図である。
図４（ａ）は、導電レール３２Ｌ，３２Ｒに配置された下ローラ３３ａを説明する平面図である。
図４（ｂ）は、下ローラ３３ａ及び上ローラ３３ｂを説明する断面図（図４（ａ）のＢ−Ｂ部矢視断面図）である。
搬送装置３３は、複数の下ローラ３３ａ、上ローラ３３ｂを備える。
下ローラ３３ａ、上ローラ３３ｂは、静電結合に影響を与えないように、ゴム等の絶縁材によって形成される。下ローラ３３ａ、上ローラ３３ｂは、それぞれ回転軸の方向が、左右方向Ｘになるように配置される。
下ローラ３３ａは、導電レール３２Ｌ，３２Ｒに部分的に設けられた開口部３２ｃに配置され、ＩＣカード４０の搬送方向Ｙに配列されている。この開口部３２ｃは、下ローラ３３ａが回転可能であればよいので、下ローラ３３ａの平面形状よりも、少し大きい程度である。下ローラ３３ａは、外周面の一部が、導電レール３２Ｌ，３２Ｒの表面から突出するように配置される。この突出量は、導電レール３２Ｌ，３２Ｒの表面と、ＩＣカード４０の導電プレート４２Ｌ，４２Ｒとの間の距離Ｌ３が、前述したように、例えば約２ｍｍ程度になるように、設定されている。下ローラ３３ａは、ＤＣモータ等（図示せず）によって、搬送方向Ｙの下流側Ｙ２に対応した方向（図４（ｂ）に示す右回り）に回転駆動される。
【００３２】
各上ローラ３３ｂは、平面図において、各下ローラ３３ａに対応した位置に配置され、鉛直方向Ｚにおいて、各下ローラ３３ａとの間にＩＣカード４０を挟み込める程度の隙間を有するように配置される。各上ローラ３３ｂは、中継通信装置３０内に回転可能に支持される。
【００３３】
搬送装置３３は、ＩＣカード４０の長手方向が搬送方向Ｙになるように、かつカード表が鉛直方向を向くように、ＩＣカード４０を搬送する。これにより、導電プレート４２Ｌ，４２Ｒは、左右方向Ｘ（搬送方向Ｙに直交する方向）に並べて配列され、導電プレート４２Ｌ，４２Ｒの長辺方向は、ＩＣカード４０の搬送方向Ｙに一致する。
これにより、搬送装置３３は、導電レール３２Ｌ，３２Ｒ上の上流側Ｙ１から下流側Ｙ２に至るまで、導電プレート４２Ｌ，４２Ｒと導電レール３２Ｌ，３２Ｒとを常に対向配置できる。このため、中継改札機１０は、ＩＣカード４０を搬送させながら通信処理を行うことができる。
なお、後述するように、導電レール３２Ｌ，３２Ｒ上の下流側Ｙ２の範囲は、通信結果を判定するために、搬送装置３３が搬送しているＩＣカード４０を停止する停止範囲Ａ１（通信結果判定範囲）である。
【００３４】
図５は、導電レールと導電プレートとが対向する面積を説明する平面図である。
図５（ａ）は、実施形態の下ローラ３３ａの配置を説明する平面図である。
図５（ｂ）は、下ローラ３３ａ−２を導電レール３２Ｌ−２，３２Ｒ−２間の中心線に沿って配列し、導電レール３２Ｌ−２，３２Ｒ−２間の間隔を大きくした例である。
図５（ｃ）は、下ローラ３３ａ−３を導電レール３２Ｌ−３，３２Ｒ−３の外側に配置し、導電レール３２Ｌ，３２Ｒの幅を小さくした例である。
図５（ｂ）、図５（ｃ）の場合には、実施形態の図５（ａ）の場合よりも、導電レール３２Ｌ，３２Ｒと導電プレート４２Ｌ，４２Ｒとが対向する面積が小さくなってしまう。
つまり、図５（ａ）のように、下ローラ３３ａを導電レール３２Ｌ，３２Ｒに部分的に設けられた開口部３２ｃに配置することにより、導電レール３２Ｌ，３２Ｒの表面積の減少を少なくできる。これにより、搬送装置３３は、導電レール３２Ｌ，３２Ｒと導電プレート４２Ｌ，４２Ｒとが対向する面積を広くでき、通信安定性を向上できる。
【００３５】
図１を参照して、中継改札機１０、ＩＣカード４０のブロック図について説明する。
電磁誘導改札機２０は、改札機記憶部２６、改札制御部２７（通信結果判定制御部）を備える。
改札機記憶部２６は、電磁誘導改札機２０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するための半導体メモリ素子等の記憶装置である。
改札制御部２７は、電磁誘導改札機２０を統括的に制御するための制御部であり、例えばＣＰＵ等から構成される。改札制御部２７は、改札機記憶部２６に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、前述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。
なお、電磁誘導改札機２０は、電磁誘導改札機３と同様な構成であるので、改札機記憶部２６、改札制御部２７は、電磁誘導改札機３に設けられている記憶部、制御部（図示せず）と、基本的な構成が同様である。
【００３６】
中継通信装置３０は、中継記憶部３６、中継制御部３７を備える。
中継制御部３７は、中継通信装置３０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するための半導体メモリ素子等の記憶装置である。
中継制御部３７は、中継通信装置３０を統括的に制御するための制御部であり、例えばＣＰＵ等から構成される。中継制御部３７は、中継記憶部３６に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、前述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。
中継制御部３７は、電磁誘導改札機２０に電気的に接続されており、電磁誘導改札機２０及びＩＣカード４０間での通信の結果、判定及び状況を確認できる。
【００３７】
ＩＣカード４０のＩＣチップ４１は、ＩＣチップ記憶部４１ａ、ＩＣチップ制御部４１ｂ、アナログ回路部４１ｃを備える。
ＩＣチップ記憶部４１ａは、ＩＣカード４０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するための記憶回路である。ＩＣチップ記憶部４１ａは、例えば、乗車区間、使用期間、利用者の氏名等の情報を、書き換え可能に記憶する。
ＩＣチップ制御部４１ｂは、ＩＣカード４０を統括的に制御するための制御部であり、例えばＣＰＵ等から構成される。ＩＣチップ制御部４１ｂは、ＩＣチップ記憶部４１ａに記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、本発明に係る各種機能を実現している。
アナログ回路部４１ｃは、整流回路、変調回路、復調回路、ＣＬＫ抽出回路により構成されており、ＩＣチップ入出力端子を介して入力された信号よりＡＤ変換、クロック生成を行い、ＩＣチップ制御部４１ｂへの電圧供給、クロック供給、データ入出力を行う。
【００３８】
次に、実施形態の中継改札機１０の動作について説明する。
図６は、第１実施形態の中継改札機１０の動作のフローチャートである。
（ＩＣカード挿入処理）
Ｓ１において、図１，図２に示すように、利用者が入口１０ａでＩＣカード４０を挿入口３４に挿入すると、挿入口３４の光学センサ等の検出部（図示せず）は、挿入されたＩＣカード４０を検出し、検出情報を中継制御部３７に出力する。中継制御部３７は、この検出部の出力に応じて、挿入カード送り装置３４ａを駆動して、挿入されたＩＣカード４０を搬送装置３３へと導く。
Ｓ２において、中継制御部３７は、挿入口３４の検出部の出力に基づいて、挿入口３４から他のＩＣカード４０が挿入できないように、挿入口開閉扉３４ｂを閉駆動する。挿入口開閉扉３４ｂを閉駆動する理由は、ＩＣカード４０の通信処理中に他のＩＣカード４０が挿入されと、リーダライタ２１がいずれのＩＣカード４０と通信しているのかの判別が困難になり、通信処理の異常発生要因となるためである。
なお、利用者は、入口１０ａから出口１０ｂに向けて歩行を続ける。
【００３９】
（カード搬送処理）
Ｓ３において、導電レール３２Ｌ，３２Ｒの上流の光学センサ等の検出部（図示せず）は、挿入カード送り装置３４ａによって導かれたＩＣカード４０を検出すると、検出情報を中継制御部３７に出力する。中継制御部３７は、この検出部の出力に基づいて、搬送装置３３を駆動してＩＣカード４０の搬送を開始する。
（通信処理）
Ｓ４において、ＩＣカード４０が導電レール３２Ｌ，３２Ｒ上を搬送方向Ｙに搬送される間、改札ループアンテナ２１ａが中継ループアンテナ３１に電磁誘導方式により接続され、導電レール３２Ｌ，３２ＲがＩＣカード４０の導電プレート４２Ｌ，４２Ｒに静電結合する。
これにより、改札制御部２７は、導電レール３２Ｌ，３２Ｒ上を移動しているＩＣカード４０のＩＣチップ４１との間で情報の送受信を開始する。
Ｓ５において、改札制御部２７は、通信処理として、ＩＣチップ４１の情報を読み出し、書き込みを開始する。例えば、改札制御部２７は、ＩＣチップ４１の情報を読み出して乗車区間等が適切であるかの認証や、利用者の改札からの出入に関する情報のＩＣチップ４１への書き込みを行う。
【００４０】
（搬送停止処理）
Ｓ６において、ＩＣカード４０が、導電レール３２Ｌ，３２Ｒ上の下流側Ｙ２の停止範囲Ａ１（図４参照）に搬送されると、停止範囲Ａ１に配置された光学センサ等の検出部は、搬送されたＩＣカード４０を検出して、検出情報を中継制御部３７に出力する。中継制御部３７は、この検出部の出力に基づいて、搬送装置３３を駆動停止して、停止範囲Ａ１にＩＣカード４０を滞留させる。
【００４１】
（通信終了判定処理）
Ｓ７において、中継制御部３７は、改札制御部２７及びＩＣチップ４１の間の送受信の監視内容に基づいて、改札制御部２７及びＩＣチップ４１の間で通信中であるか否かを判定する。中継制御部３７は、改札制御部２７及びＩＣチップ４１の間で通信中であると判定した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、Ｓ７１に進み、一方、通信が終了したと判定した場合には（Ｓ７：ＮＯ）、Ｓ１２に進む。
Ｓ７１において、中継制御部３７は、停止範囲Ａ１にＩＣカード４０を滞留させた状態を維持し、Ｓ７からの処理を繰り返す。これにより、中継制御部３７は、通信が終了するまで（Ｓ７：ＮＯ）、ＩＣカード４０を停止範囲Ａ１に滞留する。
これにより、中継制御部３７は、通信処理時間と搬送スピードとを合わせる必要がなくなるので、搬送装置３３の制御を容易にできる。
また、中継自動改札システム１は、通信処理遅延にともなう異常発生を低減できる。その理由は、以下の通りである。
例えば、「搬送に要する時間＞通信に要する時間（リトライなし）」となるように搬送スピードを設定したとしても、通信異常が発生し、リトライ処理が行われた場合、「搬送に要する時間＜通信処理に要する時間（リトライ処理含む）」となり、搬送完了時に通信処理が完了せずに、通信異常と判定されてしまうおそれがある。これに対して、中継自動改札システム１は、中継制御部３７が、通信が終了するまで、停止範囲Ａ１にＩＣカード４０を滞留させた状態を維持するので、リトライ等による通信処理遅延にともなう異常発生を低減できる。
【００４２】
Ｓ８において、改札制御部２７は、ＩＣチップ４１との間の送受信の内容に基づいて、乗車期間の情報等が適切であるか否か、つまり通信処理の結果が正常であるか否を判定する。
改札制御部２７は、通信処理の結果が正常である判定した場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、Ｓ９に進み、一方、通信処理の結果が異常であると判定した場合には（Ｓ８：ＮＯ）、Ｓ８１に進む。
【００４３】
（通過扉開閉処理）
Ｓ９において、改札制御部２７は、通過扉２２を開駆動する。
Ｓ１０において、光学センサ等の検出部は、出口１０ｂに向かって利用者が改札機を通過したことを検出すると、改札制御部２７は、この検出部の出力に基づいて、通過扉２２を閉駆動したり、又は、一定時間経過の後、通過扉２２を閉駆動し、そして、電磁誘導改札機２０側の処理を終了し、次のＩＣカード４０の受付を開始する（Ｓ１１）。
（異常報知処理）
Ｓ８１において、改札制御部２７は、通過扉２２の閉状態を維持して、Ｓ８２において、音声出力部２４か警告音を出力し、また表示部にＩＣカード４０が不適切である旨の表示をして、利用者に通信処理の結果が異常であることを報知する。そして、電磁誘導改札機２０側の処理を終了し、次のＩＣカード４０の受付を開始する（Ｓ１１）。
【００４４】
（カード排出処理）
Ｓ１２において、中継制御部３７は、排出搬送機構を駆動して、停止範囲Ａ１に搬送されたＩＣカード４０を排出口３５から排出する。
なお、ＩＣカード４０が切符等の一回券である場合のために、出場時においては、ＩＣカード４０を収容する収容装置を設けてもよい。この場合には、中継制御部３７（通信結果判定制御部）が改札制御部２７及びＩＣチップ４１の間の送受信の監視内容に基づいて、改札制御部２７及びＩＣチップ４１の間の通信処理が正常に終了したか否かを判定すればよい。そして、中継制御部３７は、正常に終了したと判定した場合には、収容装置を制御して、ＩＣカード４０を収容容器内に収容し、一方、異常があったと判定した場合には、ＩＣカード４０を排出すればよい。
【００４５】
（挿入口開駆動処理）
Ｓ１３において、排出口３５に設けられた光学センサ等の検出部（図示せず）は、排出口３５から排出されたＩＣカード４０を利用者が抜き取ったことを検出すると、検出情報を中継制御部３７に出力する。中継制御部３７は、この検出部の出力に基づいて、挿入口開閉扉３４ｂを開駆動して、中継通信装置３０側の処理を終了し、次のＩＣカード４０の受付を開始する（Ｓ１４）。
これにより、ＩＣカード４０の通信処理が正常に終了し通過扉２２の挿入口開閉扉３４ｂが開駆動が完了するまで（Ｓ１０）、又は通信処理が異常であった場合に復旧処理が完了するまで、挿入口３４への他のＩＣカード４０の挿入防止をすることができる。
【００４６】
以上の処理によって、利用者は、通信結果が正常である場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、排出口３５から排出されたＩＣカード４０（Ｓ１２）を抜き取って、開駆動された通過扉２２を通って出口１０ｂから中継改札機１０を通過できる。
一方、利用者は、通信結果が異常である場合には（Ｓ８：ＮＯ）、通過扉２２が閉位置を維持されているので（Ｓ８１）、中継改札機１０を通過できず、入口１０ａに戻って排出口３５から排出されたＩＣカード４０（Ｓ１２）を抜き取って、再度挿入口３４に挿入したり、ＩＣカード４０が不適切であることを認識して、清算処理等を行うことができる。
【００４７】
また、ＩＣカード４０の導電レール３２Ｌ，３２Ｒがレール状に設けられているので、ＩＣカード４０を搬送させる場合に、導電レール３２Ｌ，３２ＲとＩＣカード４０の導電プレート４２Ｌ，４２Ｒとが近接して対向した状態を維持できる。これにより、利用者が中継改札機１０内を歩行する時間を利用して、ＩＣカード４０を搬送させながら通信処理できるため、ゲートアクセス処理時間等を短縮できる。
【００４８】
例えば、従来の電磁誘導式の通信システムは、ＩＣカード４とリーダライタとが数十ｍｍ程度多少離れていても通信できるため、ＩＣカード４をリーダライタに近づけている途中から通信が可能となる。
これに対して、静電結合方式の通信システムのＩＣカード４０及びリーダライタ２１間の通信距離は、前述したように２ｍｍ程度であり、電磁誘導方式の通信システムと比較すると短い。このため、ＩＣカード４０をリーダライタ２１にほぼ密着させないと通信が開始されない。そのため、ＩＣカード４０及びリーダライタ２１の間の通信時間は、電磁誘導方式の通信システムと同等であっても、利用者が体感する処理時間は、ＩＣカード４０を２ｍｍ程度まで近づける時間の分、長くなる。
実施形態の中継改札機１０は、前述したように、利用者が入口１０ａから出口１０ｂに向かって歩行する時間を利用して、ＩＣカード４０を通信処理して、利用者が体感する処理時間の短縮を図っている。これにより、中継改札機１０は、静電結合方式を利用しても、利用者の通過時の混雑を抑制できる。
【００４９】
例えば、従来の搬送装置を有する電磁誘導方式の通信システムは、ＩＣカードを通信可能領域まで搬送する時間が「搬送時間２秒」、停止させた後、通信処理をする時間が「通信処理時間１秒」であり、計３秒を要していた。これに対して、実施形態の中継改札機１０は、ＩＣカード４０を搬送させながら通信処理を行うので、「搬送時間２秒」内で通信処理を終了させる。このため、処理時間を従来よりも１秒短縮できる。
【００５０】
以上説明したように、中継自動改札システム１は、改札ループアンテナ２１ａと中継ループアンテナ３１とが電磁誘導することにより信号が伝達し、中継通信装置３０の導電レール３２Ｌ，３２ＲとＩＣカード４０の導電プレート４２Ｌ，４２Ｒとを向かい合わせ、静電結合させることにより信号を伝達できる。
また、中継自動改札システム１は、ＩＣカード４０にループアンテナを形成する必要がなく、２つの導電プレート４２Ｌ，４２Ｒを設ければよいので、従来の複雑なエッチング等のアンテナ形成工程が不要となり、低コストでＩＣカード４０を製造できる。このため、ＩＣカード４０の発行枚数が多くなる程、コスト面で有利になり、低コストでシステムを構築できる。
【００５１】
さらに、中継自動改札システム１は、市場で多く流通しているサーバ２及び電磁誘導システムの電磁誘導改札機３を用いるので、既存の電磁誘導システムに対して、中継改札機１０を付加すれば、容易かつ低コストでシステムを構築できる。
さらにまた、新たなシステムを導入する場合であっても、電磁誘導方式のＩＣカード４０に用いられるＩＣチップ４１を流用でき、かつ、既存の非接触ＩＣ用のリーダライタ２１を流用できる。これにより、静電結合用の特殊なＩＣチップ４１と、電磁誘導改札機２０とを開発する必要なく、システムを構築できる。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図７は、第２実施形態のＩＣカード２４０の平面図、及びＩＣカード２４０のずれを説明する平面図である。
図７（ａ）に示すように、ＩＣカード２４０は、導電プレート２４２Ｌ，２４２Ｒは、ＩＣカード２４０の長手方向に沿って並べて配置されている。
例えば、ＩＣカード２４０の外形は、長辺×短辺が、５７．５ｍｍ×２５ｍｍであり、また導電プレート２４２Ｌ，２４２Ｒの外形は、長辺×短辺が、２５ｍｍ×２０ｍｍである。
【００５３】
図７（ｂ）に示すように、中継通信装置２３０の搬送装置２３３は、搬送方向Ｙと、導電プレート２４２Ｌ，２４２Ｒの長辺２４２ａが直交するように、ＩＣカード２４０を搬送する。
これにより、ＩＣカード２４０が左右方向Ｘ（搬送方向Ｙとは直交する方向（長辺方向））にずれても、ＩＣカード２４０の導電プレート２４２Ｌ，２４２Ｒと中継通信装置２３０の導電レール２３２Ｌ，２３２Ｒとが対向する面積の減少率が少なくなるため、位置ずれの許容度を向上でき、通信安定性を向上できる。
【００５４】
ずれにともなう面積の減少率が少なることについて説明する。
図７（ｃ）のＩＣカード３４０は、導電プレート３４２Ｌ，３４２Ｒが、ＩＣカード３４０の長手方向に細長く、短辺３４２ｂの方向に並べて配置されたものである。平面形状において、ＩＣカード２４０の面積は、ＩＣカード３４０の面積に等しい。このため、各導電プレートの搬送方向Ｙの長さは、「Ｌ２０＜Ｌ３０」である。
例えば、図７（ｂ）、図７（ｃ）に示すように、ＩＣカード２４０及びＩＣカード３４０が左右方向Ｘに長さΔ分ずれた場合を考える。ＩＣカード２４０の場合は、導電プレート２４２Ｌ，２４２Ｒと導電レールとが対向する面積は、「Δ×Ｌ２０」減少し、一方、ＩＣカード３４０は、「Δ×Ｌ３０」減少する。「Ｌ２０＜３０」であるため、「Δ×Ｌ２０＜Δ×Ｌ３０」が成り立つ。
【００５５】
このように、ＩＣカード２４０は、ずれにともなう面積減少量がＩＣカード３４０よりも少なく、通信安定性を向上できる。
なお、ＩＣカード２４０、ＩＣカード３４０が搬送方向Ｙにずれた場合は、いずれの場合も面積減少はなく、同等の通信安定性を保つことができる。
【００５６】
図８は、第２実施形態の搬送装置２３３、挿入口２３４、排出口２３５を模式的に示す平面図である。
挿入口２３４、排出口２３５の内部には、それぞれ、ＩＣカード整列装置２３４ｃ，２３５ｃを備える。
挿入口２３４のＩＣカード整列装置２３４ｃは、長手方向が搬送方向Ｙになるように、ＩＣカード２４０が挿入口２３４に挿入された場合に、ＩＣカード２４０が挿入カード送り装置２３４ａによって搬送装置２３３に導かれる途中で、ＩＣカード２４０をその長手方向（つまり一対の導電プレート２４２Ｌ，２４２Ｒが並べられた方向）が左右方向Ｘ（搬送方向Ｙとは直交する方向）になるように、回転させて整列させる装置である。ＩＣカード整列装置２３４ｃは、突出したり、引き込んだりする突起２３４ｄを備えており、これらを駆動して、ＩＣカード２４０を整列させる。なお、ＩＣカード整列装置２３４ｃの構成は、これに限らず、搬送するカードを回転する他の公知技術を用いることができる。
【００５７】
中継改札機２１０は、上記構成により、導電レール２３２Ｌ，２３２Ｒと導電プレート２４２Ｌ，２４２Ｒとが対向配置されるように、ＩＣカード２４０を搬送装置２３３に導くことができ、また長手方向に細長いＩＣカード２４０であっても、挿入口２３４に挿入しやすい。
【００５８】
排出口２３５のＩＣカード整列装置２３５ｃは、搬送装置２３３によって長手方向が左右方向Ｘになる状態で搬送されたＩＣカード２４０を、排出カード送り装置２３５ａによって排出口２３５に導かれる途中で、長手方向が搬送方向Ｙになるように回転させて整列させる装置である。ＩＣカード整列装置２３５ｃの構成は、ＩＣカード整列装置２３４ｃと同様な構成である。
【００５９】
なお、利用者がＩＣカード２４０を挿入口２３４に挿入する場合に、長手方向が左右方向Ｘになるように挿入する仕様であっても、利用者が多少回転させて挿入してしまうときがある。この場合であっても、ＩＣカード整列装置２３４ｃと同様な装置を設けることにより、ＩＣカード２４０を整列し、通信安定性を向上できる。なお、このようなＩＣカード整列装置２３４ｃ，２３５ｃは、第１実施形態の中継改札機１０に設けてもよい。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態の中継改札機２１０は、長手方向に細長いＩＣカード２４０であっても、ＩＣカード２４０を挿入口２３４に挿入しやすく、また排出口２３５から取り出しやすく、操作性を向上できる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００６２】
（変形形態）
（１）実施形態において、リーダライタ及び中継通信装置は、電磁誘導方式により通信する例を示したが、これに限定されない。例えば、リーダライタ及び中継通信装置は、電磁結合方式によって通信してもよい。この場合には、ＩＣカードに設けるＩＣチップを、電磁結合方式によって通信できるタイプにすればよい。
なお、電磁結合は、原理的には電磁誘導と同じである。また、電磁結合方式の通信とは、カード側のアンテナとリーダライタ側のアンテナを対向させ、静止状態で電磁誘導により通信することをいう。
【００６３】
（２）実施形態において、中継通信装置は、プレート型の導電レールとＩＣカードを搬送する搬送装置を備える例を示したが、導電レールを可動式のベルト形態とし、ＩＣカードを前記ベルト上に乗せ、ベルトを駆動させることによりＩＣカードを移動してもよい。
【００６４】
（３）実施形態において、中継通信装置は、ＩＣカードを搬送する搬送装置を備える例を示したが、これに限定されない。例えば、利用者が自ら導電レール上を、ＩＣカードを搬送方向に滑らせながら移動してもよい。
【００６５】
（４）実施形態において、通信異常を報知する報知部は、電磁誘導改札機に設けられた例を示したが、これに限定されない。報知部は、中継通信装置に設けてもよい。この場合には、中継制御部が、ＩＣカードが停止範囲に搬送されたときに、監視する改札制御部及びＩＣチップの間の送受信の内容に基づいて、通信異常であるか否かを判定し、報知部を制御すればよい。
【００６６】
（５）実施形態において、中継通信装置は、中継ループアンテナ、導電レール、搬送装置等が一体で１つの筐体内に組み込まれている例を示したが、これに限定されない。これらが一体として機能するシステムであれば、別々の筐体内に設けられていてもよい。
【００６７】
（６）実施形態において、中継通信装置は、鉄道の改札システムに設けられている例を示したが、これに限定されない。このシステムは、電子マネー、社員証システム、物流管理等の各種システム等の様々なシステムに適用できる。例えば、店舗等のレジスタシステムに、電子マネーに関する電磁誘導方式のリーダライタが設けられている場合には、実施形態と同様に、このリーダライタに対して通信する中継通信装置を設ければ、容易に従来のレジスタシステムの適用できるし、また新たなレジスタシステムであっても、低コストで導入できる。
【符号の説明】
【００６８】
１…中継自動改札システム
１０，２１０…中継改札機
２０…電磁誘導改札機
２１…リーダライタ
２１ａ…改札ループアンテナ
３０，２３０…中継通信装置
３１…中継ループアンテナ
３２Ｌ，３２Ｒ…導電レール
３３…搬送装置
３３ａ…下ローラ
３３ｂ…上ローラ
３７…中継制御部
４０，２４０…ＩＣカード
４１…ＩＣチップ
４２Ｌ，４２Ｒ，２４２Ｌ，２４２Ｒ…導電プレート
２３４…挿入口
２３４ｃ，２３５ｃ…ＩＣカード整列装置
Ａ１…停止範囲
【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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