JP2503412B2 - 自動改札機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《発明の分野》 この発明は、鉄道等の交通機関に好適なICカード，磁
気カード等のカードを用いた自動改札機に関する。

《発明の概要》 この発明は、有効期限が過ぎた定期券としてのカード
であっても、入場駅から降車駅までの区間料金を定期券
から徴収することで、利用者を改札機から通過させるも
のである。

《発明の背景》 近年、磁気カードについては一般的に普及されている
が、近い将来において、ICカードの普及に伴い、カード
を媒体としたサービス提供システム，物品販売シスムテ
等が広く実施されるものと予想されるが、この場合磁気
カード等に比べICカードには膨大な記憶容量が存在する
ため、これを有効に利用すべく様々な用途の開発が要望
されている。

例えば、近年、カードを鉄道等の交通機関の定期券に
利用した自動改札システムが普及してきている。

この自動改札システムに使用される自動改札機は、利
用者が誤って有効期間を過ぎた定期券を利用した場合に
は、当然にこの定期券は使用できず、利用者は自動改札
機の通行を遮断され、通行の流れを著しく阻害してしま
うという問題点があった。

《発明の目的》 この発明は、上述の問題点に鑑み、有効期間外の定期
券を使用しても、通行を遮断しないような自動改札機を
提供することを目的とする。

《発明の構成と効果》 上記目的を達成するため、この発明は、少なくとも有
効期間、有効区間を含む定期券情報、価値情報、入場駅
を特定する入場駅情報を記憶したカードを利用する自動
改札機であって、前記カードから定期券情報、価値情
報、入場駅情報を読み取る情報読取り手段と、現時点が
前記有効期限を経過しているか否かを判断する有効期限
判断手段と、現時点が前記有効期限をすでに経過してい
る場合には、前記入場駅情報を用いて降車駅までの料金
の値を算出する料金算出手段と、前記料金算出手段によ
り算出された料金の値を、前記価値情報から減算し、そ
の減算結果を新に価値情報として前記カードに書き込む
価値情報書込み手段とを備えたことを特徴とする。

《実施例の説明》 第１図は本発明の一実施例に係わる自動改札機（入場
用または退場用）の説明的側面図、第２図は同斜視図で
ある。

同図に示す如く、自動改札機Ａのハウジングは、良く
知られているように、入場用または退場用通路に沿って
伸びる細長形状をなし、その前部には挿入口１が、また
後部には返却口２が開口形成されている。

ハウジングの内部には、挿入口１から返却口２に至る
ベルト搬送機構が図中２点鎖線で示す如く設けられてお
り、このベルト搬送機構はモータ３を介して正逆駆動可
能になされている。

ベルト搬送機構に沿うカード通路上には、挿入口１か
ら返却口２へ向けて順に、挿入口センサ4,シャッタソレ
ノイド5,R/W位置センサ6,R/Wプローブ7,返却口センサ10
がそれぞれ設けられている。

挿入口センサ4,R/W位置センサ6,返却口センサ10はそ
れぞれ透過型光電センサで構成されている。

シャッタソレノイド５は挿入口１を開閉するシャッタ
の駆動を行なうものである。

自動改札機のハウジング側面には、光電センサで構成
された人間センサ11〜14が設けられ、これらのセンサに
よって入場用改札口を人間が通過したことが検知され
る。

また、良く知られているように、ハウジングの側面に
は扉15が開閉自在に設けられ、この扉15によって利用者
の通過を許可または阻止可能になされている。

ハウジングの上面には、表示器16が設けられ、この表
示器によって後述する如く投入されたカードが残額不足
である等の警告が可能になされている。

次に、第３図はこの実施例装置の電気的なハードウエ
ア構成を示すブロック図である。

同図に示す如く、この実施例装置は、マイクロプロセ
ッサからなるCPU18を主体として構成され、このCPU18は
伝送ラインを介して上位システムに接続が可能になされ
ている。

CPU18のシステムバス上には、図示しないインターフ
ェースを介して、カード搬送回路19,通過検知回路20,リ
ード・ライト制御回路21,ソレノイド制御回路22,扉制御
回路23,メモリ24,カード検知回路25,警報回路26,時計回
路27がそれぞれ接続されている。

カード搬送回路19は、モータ３に対して正逆，停止な
どの指令を与え、これを駆動することによって、ベルト
搬送機構を介してカード17を必要な方向へと搬送させる
回路である。

通過検知回路20は、前述した人間センサ11〜14からの
各出力に基づいて、入場用または退場用改札口に人が通
過したことを検知する回路である。

リード・ライト制御回路21は、ICカード上のコネクタ
パッドに対してR/Wプローブ７を接触させて、投入され
たカード17内のICメモリに所望の情報を書込み、また当
該ICメモリから所望の情報を読出し可能な回路である。

ソレノイド制御回路22は、挿入口１の直後に介挿され
たシャッタソレノイド５に対する通電を制御する回路で
ある。

扉制御回路23は、通過阻止用の扉15の開閉用アクチュ
エータを制御する回路である。

メモリ24は、ROM,RAM等で構成され、制御用システム
プログラムの他、各種データの一時記憶エリア等として
利用される。

カード検知回路25は、前述した挿入口センサ4,R/W位
置センサ6,返却口センサ10からの各出力に基づいて、当
該位置にカード17が存在することを検知する回路であ
る。

警報回路26は、図示しないブザーを駆動するととも
に、表示器16上に残額不足等の警報表示を行なう回路で
ある。

時計回路27は、いわゆる電子時計回路で構成され、現
在日時に相当する日時データを発生するようになされて
いる。

次に、第４図はこの実施例装置に適用されるICカード
17上のICメモリ内における情報フォーマットを示す図で
ある。

同図に示す如く、ICカード17上のICメモリ（RAM）内
には、残額エリア，入場日付エリア，入場駅コードエリ
アがそれぞれ設けられ、残額エリアには当該カードの価
値残額情報が、また入場日付エリア，入場駅コードエリ
アにはそれぞれ、入場日付，入場駅コードが記憶される
ようになされている。

次に、第５図は入場用改札機のCPUに組込まれた制御
用システムプログラムの構成を示すフローチャート、第
６図は退場用改札機のCPUに組込まれた制御用システム
プログラムの構成を示すフローチャートであり、以下、
これらのフローチャートに従って本実施例システムの動
作を系統的に説明する。

先ず、第５図を参照しながら入場用改札機の動作につ
いて説明する。挿入口１にICカード17が挿入され、これ
を挿入口センサ４が検出すると（ステップ501肯定）、
直ちにシャッタソレノイド５に対して通電が行なわれ、
シャッタが開くとともに、モータ３が駆動を開始され、
挿入されたICカード17は装置の奥方へと吸込まれる。

次いで搬送されるICカード17によって、R/W位置セン
サ６が遮光されると（ステップ503肯定）、リード・ラ
イト制御回路21が駆動されて、カード情報の読取りが行
なわれる（ステップ504）。このカード情報の読取りで
は、第４図に示される残額エリアの内容が読込まれる。

次いで、読込まれた残額情報が最低乗車区間料金（い
わゆる初乗り料金）以上であるか否かに基づいて、当該
ICカードの有効性が判定される（ステップ505）。

ここで、最低料金に満たない残額のカードについては
無効と判定がなされ（ステップ505否定）、直ちにブザ
ー等による警報がなされるとともに、表示器16には残額
不足が表示される（ステップ506）。

次いで、モータ３が逆転されてカードは返却口方向へ
と搬送され、挿入口１へと戻される（ステップ507）。

この状態で、利用者が挿入口１からカードを抜取った
ことにより、挿入口センサ４が透光状態になると（ステ
ップ508肯定）、直ちにシャッタソレノイド５が招請さ
れてシャッタは閉じ（ステップ509）、その後搬送モー
タが停止して（ステップ510）、以後カード投入待機状
態に復帰する。

従って、最低利用料金以下のカードを用いて入場を行
ない、その後キセル乗車を行なおうとしても、入場自体
が許可されないことから、このようなキセル行為を未然
に防止できる。

また、カード残額を知らずに入場しようとする者も、
ブザーや表示器16によって残額不足が表示されることと
なるため、新たにカードの購入を促されることとなる。

一方、投入されたICカードが有効と判定された場合に
は（ステップ505肯定）、扉15が開いて通行が許可され
るとともに、挿入口１のシャッタが閉じ（ステップ51
1）、その後人間センサ11〜14に対し動作許可指令が与
えられる（ステップ512）。

次いで、R/Wプローブ７に対して入場日付および入場
駅コードが与えられ、第４図に示される入場駅コードエ
リア，入場日付エリアには入場駅コードおよび入場日付
がそれぞれ書込まれる（ステップ513,514）。

その後、人間センサ11〜14の出力に基づき、人の通過
が確認され（ステップ515否定）、かつ返却口センサ10
の出力に基づき、カードの抜取りが判定されると（ステ
ップ516肯定）、扉15は閉じて人の通過を阻止するとと
もに、モータ３の回転も停止し（ステップ517）、その
後カード投入待機状態に復帰する。

次に、第６図を参照しながら退場用改札機の処理につ
いて説明する。なお、同図においてステップ601〜604の
処理については、第５図で説明したステップ501〜504の
処理と同様であるため説明は省略する。

カード情報の読取処理によって（ステップ604）、入
場駅コードが読取られると、続いて入場駅と退場駅とに
基づき乗車区間料金の算出が行なわれ（ステップ60
5）、続いて求められた乗車区間料金が当該カードに記
録されたカード残額から精算可能であるか、および入場
日付情報に基づき本日乗車か否かの判定が行なわれる
（ステップ606）。

ここで、料金精算が不能であるか、あるいは本日乗車
でないかのいずれかが判定されると（ステップ606否
定）、ブザーが鳴動するとともに、料金精算不能あるい
は不正乗車の表示が行なわれた後（ステップ615）、入
場用改札機の場合と同様にして、カードの返却処理が行
なわれる（ステップ616〜619）。

これに対して、料金精算が可能であって、しかも本日
乗車との判定が行なわれると（ステップ606肯定）、直
ちにカード残額から乗車区間料金の精算処理が行なわれ
る（ステップ607）。

次いで、扉15が開いて通行が許可されるとともに、挿
入口１のシャッタがとじ（ステップ608）、その後人間
センサ11〜14に対し動作許可指令が与えられる（ステッ
プ508）。

次いで、R/Wプローブ７に対してステップ607で求めら
れた新残額情報が与えられ、第４図に示される残額エリ
アには減額後の新たな残額情報が書込まれるとともに、
入場駅コードエリア，入場日付エリアの情報は消去され
る（ステップ610,611）。

その後、人間センサ11〜14の出力に基づき、人の通過
が確認され（ステップ612否定）、かつ返却口センサ10
の出力に基づき、カードの抜取りが判定されると（ステ
ップ613肯定）、扉15は閉じて人の通過を阻止するとと
もに、モータ３の回転も停止し（ステップ614）、その
後カード投入待機状態に復帰する。

このように料金精算が可能で、かつ本日乗車と判定さ
れた場合には、扉15が開くとともにICカード17の内蔵IC
メモリから乗車区間料金に相当する減額処理が自動的に
行なわれ、これにより在来の鉄道切符と同様な自動退場
が可能となるのである。

次に、第７図は以上説明したICカードに入金するため
のICカード切符入金機の外観を示す斜視図である。

同図に示す如く、入金機28の正面パネルには、現在高
表示器29,入金額表示器30,合計残高表示器31,カード投
入口32,現金投入口33,紙幣投入口34,金額ボタン36およ
び釣銭返却口35がそれぞれ設けられている。

そして、第８図に示されるように、カード投入口32に
ICカードを挿入すると（ステップ801肯定）、ICカード
の内蔵メモリからカード情報の読取りが行なわれ（ステ
ップ802）、現在高表示器29には読取られた現在高が表
示される（ステップ803）。

この状態において、現金投入口33,紙幣投入口34から
入金操作を行なうと、入金受付処理が行なわれて入金額
表示器30には該当金額の表示がなされる（ステップ80
4）。

さらに、この状態において、金額ボタン36のいずれか
が操作されると（ステップ805肯定）、現在残高と増額
希望額との合計処理が行なわれ（ステップ806）、合計
残高表示器31には求められた合計高の表示がなされる
（ステップ807）。

次いで、残高書替処理が行なわれ、ICカード17に内蔵
されたメモリ上のカード残額は、金額ボタン36で指定さ
れた額だけ増額され（ステップ807）、その後ICカード
はカード投入口32から利用者へと返却される（ステップ
809）。

このように、使用済みのICカード切符に対して希望額
を増額することにより、１枚のICカードを何回も再使用
することができるのである。

次に、第９図以下の図面を参照しながら、本発明に係
る他の一実施例について説明する。

なお、自動改札機の基本構成については第１発明の場
合と同様であるから説明は省略する。

第９図に示されるように、ICカード17に内蔵されたIC
メモリには、残高エリア，有効区間エリア，有効期間エ
リア，入場駅コードエリア，入場日付エリアがそれぞれ
設けられる。

次に、第10図を参照しながら、入場用改札機における
処理について説明する。

挿入口１にICカード17が挿入され、これを挿入口セン
サ４が検出すると（ステップ1001肯定）、直ちにシャッ
タソレノイド５に対して通電が行なわれ、シャッタが開
くとともに、モータ３が駆動を開始され、挿入されたIC
カード17は装置の奥方へと吸込まれる。

次いで、搬送されるカード17によってR/W位置センサ
６が遮光されると（ステップ1003肯定）、R/Wプローブ
７が駆動されて、カード情報の読取りが行なわれる（ス
テップ1004）。このカード情報の読取りでは、第９図に
示される有効期間エリアの内容が読込まれる。

次いで、有効期間が過ぎていないかに基づいて当該カ
ードの有効性判定が行なわれ、無効と判定がされると
（ステップ1005否定）、直ちにブザー等による警報がな
されるとともに、表示器16には期限切れである旨の表示
がなされる（ステップ1013）。

次いで、モータ３が逆転されてカード17は返却口方向
へと搬送され、挿入口１へと戻される（ステップ101
4）。

この状態で、利用者が挿入口１からICカード17を抜取
ったことにより、挿入口センサ４が投光状態になると
（ステップ1015肯定）、直ちにシャッタソレノイド５が
消勢されてシャッタが閉じ（ステップ1016）、その後搬
送モータが停止して（ステップ1017）、以後カード投入
待機状態に復帰する。

一方、投入されたICカードが有効と判定された場合に
は（ステップ1005肯定）、直ちに扉15が開いて通行が許
可されるとともに、挿入口１のシャッタが閉じ（ステッ
プ1006）、その後人間センサ11〜14に対し動作許可指令
が与えられる（ステップ1007）。

次いで、R/Wプローブ７に対して入場駅コード，入場
日付がそれぞれ与えられ、第９図に示される入場駅コー
ドエリア，入場日付エリアには、それぞれ該当情報が書
込まれる（ステップ1008,1009）。

その後、人間センサ11〜14の出力に基づき、人の通過
が確認され（ステップ1010否定）、かつ返却口センサ10
の出力に基づき、カードの抜取りが判定されると（ステ
ップ1011肯定）、扉15は閉じて人の通過を阻止するとと
もに、モータ３の回転も停止し（ステップ1012）、その
後カード投入待機状態に復帰する。

このように、カードが有効と判定された場合には、扉
15が開いて通行が許可されるとともに、当該カードの該
当エリアに、入場駅コード，入場日付がそれぞれ記録さ
れる。

次に、第11A図、第11B図を参照しながら、退場用改札
機の処理について説明する。

挿入口１にICカード17が挿入され、これを挿入口セン
サ４が検出すると（ステップ1101肯定）、直ちにシャッ
タソレノイド５に対して通電が行なわれ、シャッタが開
くとともに、モータ３が駆動を開始され、挿入されたIC
カード17は装置の奥方へと吸込まれる。

次いで、搬送されるカード17によって、R/W位置セン
サ６が遮光されると（ステップ1103肯定）、R/Wプロー
ブ７が駆動されて、カード情報の読取りが行なわれる
（ステップ1104） このカード情報の読取りでは、第９図に示される残高
エリア，有効区間エリア，有効期間エリア，入場駅コー
ドエリア，入場日付エリアの各データが読込まれる。

次いで、入場駅コードにより確認された入場駅と、当
該改札機が設置された退場駅とにより求められた乗車区
間が、ICカードから読込まれた有効乗車区間内のもので
あり（ステップ1105肯定）、しかも本日日付がカードか
ら読取られた有効期間内と判定されると（ステップ1106
肯定）、直ちに扉15が開いて人の通行が許可されるとと
もに、挿入口１のシャッタがとじ（ステップ1112）、そ
の後人間センサ11〜14に対し動作許可指令が与えられる
（ステップ1113）。

次いで、R/Wプローブ７に対して残額情報が与えら
れ、これにより第９図に示される残高エリアには新残額
が記録され、同時に入場駅コードエリア，入場日付エリ
アの各データは消去される（ステップ1114,1115）。

なお、このように乗車区間が有効区間内に収まってお
り、かつ乗車期日が有効期間内に収まっている場合に
は、カード残額からの減額処理は全く行なわれない。こ
のため、残高エリアの内容は変更されない。

このように、退場用改札機側では、入場駅コードの内
容に基づき入場駅を確認した上で、扉の開閉処理を行な
っているため、有効乗車区間を外れて遠方駅から乗車
し、有効区間内の駅で降車する如きキセル乗車をした場
合には、扉が開かないことから自動改札機を通過するこ
とができず、このようなキセル乗車を確実に防止するこ
とができる。

次に、入場駅コードに基づいて確認された乗車区間
が、有効乗車区間内を通過したものであることが確認さ
れ（ステップ1107肯定）、しかも乗車期日が有効期間内
に収まっていた場合には（ステップ1108肯定）、定期乗
車区間を除く不足部分の乗車料金が求められ（ステップ
1109）、これが、カード残額から精算可能である場合に
限り（ステップ1111肯定）、前述と同様にして扉が開か
れ、人間の通過が可能となる（ステップ1112〜1118）。

この場合、ステップ1115Aにおける処理では、カード
残額から不足料金を差引いて得られた新残額をもって、
残額情報の書替処理が行なわれる結果、第９図に示され
る残高エリアの内容は、ステップ1109で求められた不足
料金分だけ減額されることとなる。

このように、有効乗車区間を通過して、いずれかの駅
で降車したことにより、乗車料金に不足が生じたような
場合には、直ちにカード残額からの減額処理が行なわれ
るため、わざわざ精算窓口へ出向くことなく、迅速な改
札通過を行なうことができるのである。

次に、有効期間切れのICカードを使ってしまったよう
な場合（ステップ1106否定）、あるいは有効区間を全く
通過しないような乗車区間を利用したような場合には
（ステップ1105否定,1107否定）、全乗車区間料金が求
められ（ステップ1110）、これがカード残額から精算可
能である場合に限り（ステップ1111B肯定）、扉が開か
れて、人の通過が可能となる。

また、この場合にあっては、ステップ1115Bの処理に
よって、全乗車区間料金に相当する料金徴収が行なわ
れ、新たな残額情報の書替処理が行なわれる結果、第９
図に示される残高エリアの内容は、全乗車区間料金分だ
け差引かれる結果となる。

このように、全く有効乗車区間にかからない乗車を行
なったような場合には、このICカードは単なるICカード
切符として機能する結果、この場合にあっても、価値残
額が乗車区間料金以上である限り、精算窓口等へ出向く
ことなく、直ちに改札機を通過することができるわけで
ある。

次に第12図は、このICカード定期券の期限延長・入金
を行なうための装置の外観を示す斜視図である。

同図に示す如くこの入金機37のフロントパネルには、
CRT38,現金投入口39,釣銭返却口40,テンキー41,期限延
長ボタン42および変更ボタン43がそれぞれ設けられる
他、ICカード投入口44が設けられている。

そして第13図に示されるように、投入口44にICカード
が挿入されると（ステップ1301肯定）、直ちにカード情
報の読取りが行なわれた後（ステップ1302）、当該カー
ドの有効乗車区間，有効期限がそれぞれCRT38に表示さ
れる（ステップ1303,1304）。

この状態において、現金投入口39から必要な入金を行
なうと、装置側では入金受付処理が行なわれて入金額が
CRT38に表示され（ステップ1305）、その後テンキー41
また期限延長ボタン42のいずれかが操作されると（ステ
ップ1306肯定）、入力された有効区間あるいは有効期限
がそれぞれCRT38に表示される（ステップ1307,1308また
はステップ1309,1310）。

その後、変更ボタン43が操作されると（ステップ1311
肯定）、入力された有効区間，有効期限はそれぞれ第９
図に示される各エリアに記録されて、カード情報の書換
えが行なわれ（ステップ1312）、また定期料金に相当す
る金額が入金金額から徴収された後（ステップ1313）、
期限延長等の終了したICカード定期券が投入口44から使
用者へと返却されることとなるのである（ステップ131
4）。

このように、この入金機37を使用することによって、
１枚のICカードを何度も再利用することができ、特に通
常、有効区間については固定的な情報であることを考慮
すれば、有効期限の書替処理を行なうだけで済み、１枚
のカードを何回も再使用することが可能となるのであ
る。

以上説明したように、この発明によれば、ICカードを
鉄道等の切符または定期券として利用することが可能と
なり、殊にICカードの場合には実施例に示された入金機
を利用することによって何度も再利用することが可能と
なり、ICカードの普及に資するものである。

また、利用者が誤って有効期間を過ぎたカードを利用
した場合でも、記録されている価値情報を用いて、この
カードをいわゆる切符のように取り扱うことができ、利
用者の通行を遮断しない。このため、改札口の通行人の
流れを阻害しないようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例および他の実施例に利用され
る自動改札機の説明的側面図、第２図は同斜視図、第３
図は本発明の一実施例の電気的なハードウエア構成を示
すブロック図、第４図は第１発明実施例のICカード上に
おける情報フォーマットを示す説明図、第５図は本発明
の一実施例における入場用改札機の制御プログラムの構
成を示すフローチャート、第６図は同退場用改札機の制
御用プログラムの構成を示すフローチャート、第７図は
本発明の一実施例における入金機の外観を示す斜視図、
第８図は同入金機の制御プログラムの構成を示すフロー
チャート、第９図は本発明の他の実施例におけるICカー
ド上の情報フォーマットを示す説明図、第10図は本発明
の他の実施例における入場用改札機の制御プログラムの
構成を示すフローチャート、第11A図、第11B図は同退場
用改札機の制御プログラムの構成を示すフローチャー
ト、第12図は本発明の他の実施例における入金機の構成
を示す斜視図、第13図は同入金機の制御プログラムの構
成を示すフローチャートである。 １……挿入口 ２……返却口 ３……モータ ７……読取ヘッド ９……書込ヘッド 15……扉 16……表示器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも有効期間、有効区間を含む定期
   券情報、価値情報、入場駅を特定する入場駅情報を記憶
   したカードを利用する自動改札機であって、 前記カードから定期券情報、価値情報、入場駅情報を読
   み取る情報読取り手段と、 現時点が前記有効期限を経過しているか否かを判断する
   有効期限判断手段と、 現時点が前記有効期限をすでに経過している場合には、
   前記入場駅情報を用いて降車駅までの料金の値を算出す
   る料金算出手段と、 前記料金算出手段により算出された料金の値を、前記価
   値情報から減算し、その減算結果を新に価値情報として
   前記カードに書き込む価値情報書込み手段と、 を備えたことを特徴とする自動改札機。