JP6935619B2 - 自動改札機及び改札システム - Google Patents

Description

本発明は、二次元コードが印刷された乗車券を処理する自動改札機、及び、これを備える改札システムに関する。

従来、二次元コード（ＱＲコード（登録商標））が印刷された乗車券（以下、ＱＲ乗車券という。）を処理する自動改札機が提案されている（例えば、特許文献１）。ＱＲコードには、自動改札機の読取部が読み取る乗車券情報が記録される。

ＱＲ乗車券を処理する自動改札機は、読取部に翳されたＱＲ乗車券のＱＲコードを光学的に読み取ることにより乗車券情報を取得する構成であるため、磁気券を処理する自動改札機に必要な券搬送機構などが不要になる。このため、ＱＲ乗車券を処理する自動改札機は、磁気券を処理する自動改札機と比較して、自動改札機本体の小型化及び低コスト化を図ることができる。

特開２００６−５９２４９号公報

ここで、一般的に、ＱＲコードに記録された情報は、コピー又は印刷により用紙等に付加され易い。このため、例えば第三者は、ＱＲコードが印刷された乗車券をコピーすることにより、容易に偽造乗車券を作成することができる。また、ＱＲ乗車券の場合、自動改札機においてＱＲコードに入場記録及び出場記録などの情報を書き込むことができないため、使用済みのＱＲ乗車券が複数回使用（使い回し）されてしまう可能性もある。今後、ＱＲ乗車券を処理する自動改札機を普及させるためには、ＱＲ乗車券の不正利用に対する対策が必要である。

本発明の目的は、券媒体の券面に印刷される情報コードに記録される券情報を光学的に読み取る自動改札機であって、情報コードが印刷された券媒体の不正利用を防止することが可能な自動改札機、及び、これを備える改札システムを提供することにある。

本発明の一の局面に係る自動改札機は、熱により変色する変色部を備える券媒体に印刷された情報コードを光学的に読み取る読取処理部と、前記変色部が変色しているか否かを判定する色判定処理部と、前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が変色していない場合に、前記券媒体に向けて電磁波を発信する電磁波発信部と、前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が変色している場合に、利用者が改札通路を通行することを禁止するゲート処理部と、を備える。

本発明の他の局面に係る改札システムは、前記自動改札機と、第２コイル及び第２コンデンサを含む第２ＬＣ共振回路と、前記第２コンデンサの近傍に配置され、熱を感知することにより色が変化し、変化した色を保持する機能を有する前記変色部と、券情報が記録され、前記自動改札機の前記読取処理部に前記券情報が読み取られる前記情報コードと、を備える前記券媒体と、を備える。

本発明によれば、券媒体の券面に印刷される情報コードに記録される券情報を光学的に読み取る自動改札機において、前記券媒体の不正利用を防止することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る駅務システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る駅務システムの主要部の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る乗車券情報の一例を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係るＱＲ乗車券の構成を示す平面図である。 図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係るＱＲ乗車券の回路基板の構成を示す平面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る自動改札機の一例を示す外観図である。 図８は、本発明の実施形態に係る自動改札機で実行される入場改札処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施形態に係る自動改札機のＱＲコード読取部を含む部分の拡大図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る自動改札機の電磁波発信部と、ＱＲ乗車券との構成を示す図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る自動改札機で実行される出場改札処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施形態に係る自動改札機で実行される入場改札処理の手順の他の例を示すフローチャートである。 図１３は、本発明の実施形態に係る自動改札機の他の構成を示す図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［駅務システム１００］
図１に示すように、本発明の実施形態に係る駅務システム１００は、自動改札機１、券売機２、駅サーバ３、及び、センタ装置４を含む。図１では、駅Ａ、駅Ｂ及び駅Ｃを示しており、その他の駅については図示を省略している。各駅には、自動改札機１、券売機２、駅サーバ３、精算機（不図示）、及び、係員端末（不図示）等の駅務機器が設置されている。これら駅務機器は、ＬＡＮ等のネットワークを介して駅サーバ３に接続されている。また、各駅の駅サーバ３は、専用回線、公衆回線等のネットワークを介して、鉄道会社のセンタ装置４に接続されている。なお、図１では、各駅に１台の自動改札機１と１台の券売機２とが設置された状態を示しているが、各駅に複数台の自動改札機１と複数台の券売機２とが設置されてもよい。

自動改札機１には、駅構内に入場する利用者に対して改札処理（入場改札処理）を行う入場用自動改札機１ａと、駅構内から出場する利用者に対して改札処理（出場改札処理）を行う出場用自動改札機１ｂとがある。以下の説明では、用途を区別しない場合は、自動改札機１として説明し、用途を入場用と出場用とで区別する場合は、入場用自動改札機１ａ、出場用自動改札機１ｂとして説明する。入場用自動改札機１ａ、出場用自動改札機１ｂは、本発明の自動改札機の一例である。

券売機２は、駅の改札口付近に設置され、利用者に対して乗車券（切符）を発行する。例えば、券売機２は、後述する乗車券情報を記録した二次元コード（以下、ＱＲコードという。）を券面に印刷した媒体（例えば、紙媒体）を乗車券（以下、ＱＲ乗車券という。）として発行する。また券売機２は、前記乗車券情報を磁気により記録した乗車券（磁気乗車券）を発行する。ＱＲコードＣ１（図４参照）は、本発明の情報コードの一例である。ＱＲ乗車券５（図４参照）は、本発明の券媒体の一例である。なお、本発明の情報コードは、バーコードであってもよく、本発明の券媒体は、バーコード乗車券であってもよい。

以下、駅務システム１００に含まれる自動改札機１、券売機２、駅サーバ３、及び、センタ装置４の具体的な構成について説明する。

［券売機２］
図２に示すように、券売機２は、制御部２１と、操作表示部２２と、通信部２３と、購入部２４と、発行部２５と、を備えている。

制御部２１は、券売機２本体各部の動作を制御する。また制御部２１には、現在の日時を計時するタイマ（不図示）が設けられている。制御部２１は、受付処理部２１１と、ＱＲコード生成部２１２と、発行処理部２１３とを含んでいる。

通信部２３は、券売機２を有線又は無線でネットワークに接続し、ネットワークを介して駅サーバ３などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

操作表示部２２は、利用者に対して操作案内画面を表示する表示部と、当該表示部の画面上に貼付されたタッチパネル（操作部）とを有し、利用者による入力操作を受け付ける。

購入部２４は、利用者が投入する紙幣、硬貨、プリペイドカード、クレジットカード等の媒体を受け付ける。

制御部２１の受付処理部２１１は、利用者が操作表示部２２及び購入部２４において操作した情報を取得し、当該情報に応じた処理を実行する。

制御部２１のＱＲコード生成部２１２は、受付処理部２１１により取得される利用者の操作に応じた情報に基づいて、乗車券情報を記録したＱＲコードＣ１を生成する。

図３は、乗車券情報の一例を示す図である。乗車券情報には、駅名コード、券売機コード、発行日付、発行時刻、発行券種、金額、及び、発行番号などが含まれている。駅名コードは、ＱＲ乗車券５を発行する駅（すなわち、券売機２が設置されている駅）を示すコードである。券売機コードは、ＱＲ乗車券５を発行する券売機２を示すコードである。発行日付は、ＱＲ乗車券５の発行日を示し、発行時刻は、ＱＲ乗車券５の発行時刻を示す。発行券種は、ＱＲ乗車券５が大人用「１」であるか、子供用「０」であるかを示すコードである。金額は、ＱＲ乗車券５を発行する駅から利用者が指定した駅（降車駅）までの運賃を示す。発行番号は、発行するＱＲ乗車券５を識別する識別番号である。

例えば、利用者が駅Ａの券売機２で駅Ｃまでの乗車券を購入する操作を行った場合、ＱＲコード生成部２１２は、駅Ａを示す駅名コードと、ＱＲ乗車券５を発行する券売機２の券売機コードと、ＱＲ乗車券５の発行日付及び発行時刻と、ＱＲ乗車券５の発行券種と、駅Ａから駅Ｃまでの運賃（金額）と、ＱＲ乗車券５の発行番号と、を含む乗車券情報を記録したＱＲコードＣ１を生成する。

発行処理部２１３は、ＱＲコード生成部２１２により生成されるＱＲコードＣ１を券媒体の券面に印刷し、印刷した券媒体をＱＲ乗車券５として発行部２５から発行（発券）させる。

ここで、ＱＲ乗車券５の具体的な構成について説明する。図４は、券売機２で発行されるＱＲ乗車券５を示す平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。

図５に示すように、ＱＲ乗車券５は、回路基板５０と、回路基板５０の表面（券面）側に配置される変色部５１ａと、回路基板５０の裏面側に配置される変色部５１ｂと、回路基板５０の表面を覆うカバー層５３ａと、回路基板５０の裏面を覆うカバー層５３ｂと、を備えている。

変色部５１ａ、５１ｂは、熱を感知することにより色が変化し、変化した色を保持する機能を有する。例えば、変色部５１ａ、５１ｂは、感熱紙、又は、感熱材料が塗布された紙媒体である。以下の説明では、変色部５１ａ、５１ｂの用途を区別しない場合は、変色部５１として説明する。

カバー層５３ａ、５３ｂは、紙、保護フィルムなどの媒体である。カバー層５３ａ、５３ｂにおける変色部５１ａ、５１ｂに重なる部分は、開口部が形成されてもよいし、透明フィルムで構成されてもよい。すなわち、変色部５１ａ、５１ｂは、外部から視認可能に設けられている。なお、変色部５１を構成する感熱紙は、回路基板５０の表面側及び裏面側の全面に貼り付けられてもよい。

図６は、回路基板５０の構成を示す平面図である。図６に示すように、回路基板５０は、ＱＲ乗車券５の外周に沿うように配置されるコイル５２１と、コイル５２１に接続されるコンデンサ５２２とを含んでいる。コイル５２１とコンデンサ５２２とは、ＬＣ共振回路５２を構成する。ＬＣ共振回路５２は本発明の第２ＬＣ共振回路の一例であり、コイル５２１は本発明の第２コイルの一例であり、コンデンサ５２２は本発明の第２コンデンサの一例である。

図６に示すように、変色部５１は、ＱＲ乗車券５を平面的に見て、コンデンサ５２２に重なるように配置されている。これにより、コンデンサ５２２が発熱すると、変色部５１の色が変化する。

また図４に示すように、ＱＲ乗車券５の券面には、ＱＲコードＣ１が印刷されるとともに、利用者等が確認できるように、乗車券情報の一部が文字で印刷される。ＱＲコードＣ１は、ＱＲ乗車券５の略中央に印刷され、変色部５１は、ＱＲコードＣ１の近傍に配置される。発行部２５には、回路基板５０と変色部５１とカバー層５３ａ，５３ｂとからなる媒体が収納されている。発行処理部２１３は、利用者の操作に応じて前記媒体にＱＲコードＣ１及び乗車券情報を印刷して、発行部２５からＱＲ乗車券５として発行させる。

また発行処理部２１３は、乗車券情報（図３参照）を券売機２の発行情報として、駅サーバ３に送信する。乗車券情報及び発行情報は、互いに関連付けられる。発行処理部２１３は、ＱＲ乗車券５を発行する度に、発行情報を駅サーバ３に送信する。なお、発行情報は、乗車券情報と同一内容であってもよいし、乗車券情報に他の情報が追加されてもよい。

［自動改札機１］
図２及び図７を用いて自動改札機１について説明する。図７は、自動改札機１の一例を示す外観図である。

自動改札機１は、制御部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、通信部１４と、ゲート１５と、ＩＣカード読取部１６と、ＱＲコード読取部１７と、変色検知部１８と、交流信号発生部１９と、電磁波発信部２０と、を備えている。

制御部１１は、自動改札機１本体各部の動作を制御する。また、制御部１１には、現在の日時を計時するタイマ（不図示）が設けられている。

記憶部１２は、メモリ、ハードディスク等の記憶媒体を有し、駅サーバ３から送信される発行情報を必要に応じて記憶する。

表示部１３は、制御部１１からの指示に従って、改札通路を通行する利用者に対してメッセージを表示する。表示部１３は、例えば、液晶パネルを有している。表示部１３は、入場用自動改札機１ａ及び出場用自動改札機１ｂのそれぞれに設けられており、改札通路の中心付近に配置されている。利用者の通行が許可される場合、表示部１３には、利用者に通行可能であることを示すメッセージが表示される。また、利用者の通行が許可されない場合、表示部１３には、利用者に通行不可(禁止)であることを示すメッセージが表示される。なお、出場用自動改札機１ｂに設けられる表示部１３には、例えば、運賃が不足していることを示すメッセージが表示されてもよい。

通信部１４は、自動改札機１を有線又は無線でネットワークに接続し、ネットワークを介して駅サーバ３などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

ゲート１５は、自動改札機１の出入口に設置される。ゲート１５は、例えば開閉可能な扉である。ゲート１５が開放されると、利用者は自動改札機１の改札通路を通過することが可能となり、ゲート１５が閉鎖されると、利用者は自動改札機１の改札通路を通過することが不可能となる。なお、ゲート１５は、物理的な扉であってもよいし、光を用いた電子的な扉であってもよい。さらに、ゲート１５は、音声により利用者の通過を許可又は禁止する音声ゲートであってもよい。

ＩＣカード読取部１６は、ＩＣカード形式の乗車券（以下、ＩＣ乗車券という。）の情報を読み取る。ＩＣカード読取部１６により読み取られた情報は制御部１１に送信され、制御部１１は当該情報に基づいて改札処理を実行する。ＩＣ乗車券を利用する利用者は、ＩＣカード読取部１６にＩＣ乗車券を翳して、改札通路を通行する。

ＱＲコード読取部１７は、ＱＲ乗車券５の券面に印刷されているＱＲコードＣ１（図４参照）の画像を撮像してデジタル画像データ（以下、画像データという。）として出力するデジタルカメラである。ＱＲコード読取部１７により撮像された画像データは制御部１１に送信される。制御部１１は、当該画像データに基づいて乗車券情報を取得して改札処理を実行する。ＱＲ乗車券５を利用する利用者は、ＱＲコード読取部１７にＱＲコードＣ１を翳して、改札通路を通行する。

変色検知部１８は、ＱＲ乗車券５の変色部５１の色を検知する。例えば、変色検知部１８は、色識別センサ（カラーセンサ）により構成される。例えば、変色検知部１８は、ＱＲコード読取部１７がＱＲコードＣ１を読み取ったタイミングで変色部５１の色を検知し、検知結果を制御部１１に送信する。なお、制御部１１が、ＱＲコード読取部１７を構成するデジタルカメラにより撮像された画像データに基づいて変色部５１の色を検知してもよい。

交流信号発生部１９は、制御部１１からの指示に基づいて所定の交流信号Ｓ１を発生させ、当該交流信号Ｓ１を電磁波発信部２０に供給する。

電磁波発信部２０は、交流信号発生部１９から供給された交流信号Ｓ１に基づいて、ＱＲ乗車券５に向けて、所定の電界強度及び所定の周波数の電磁波を発信する。電磁波発信部２０の構成については後述する。

制御部１１は、読取処理部１１１と、判定処理部１１２と、ゲート処理部１１３と、通知処理部１１４とを含む。

読取処理部１１１は、ＩＣカード読取部１６により読み取られたＩＣ乗車券の情報を取得して、当該情報を更新する。例えば、出場用自動改札機１ｂにおいて、読取処理部１１１は、ＩＣ乗車券にチャージされている金額から所定の金額（運賃）を減額し、減額された残りの金額をＩＣ乗車券の情報に書き込む。また、読取処理部１１１は、ＩＣ乗車券の入場記録及び出場記録を更新等する。なお、ＩＣ乗車券を利用した改札処理は、周知の技術を適用することができるため、以下では説明を省略する。

読取処理部１１１は、さらに、ＱＲコード読取部１７により撮像された画像データを取得し、当該画像データからＱＲコードＣ１を光学的に読み取る。また読取処理部１１１は、読み取ったＱＲコードＣ１に記録された乗車券情報を取得する。

判定処理部１１２は、読取処理部１１１により取得された乗車券情報と、記憶部１２に記憶された発行情報とに基づいて、利用者に対する改札通路の通行可否を判定する。判定処理部１１２は、本発明の券判定処理部の一例である。

判定処理部１１２により改札通路における利用者の通行を許可すると判定された場合、制御部１１は、制御信号を交流信号発生部１９に送信する。交流信号発生部１９は、前記制御信号を受信すると、所定の交流信号Ｓ１を発生させて電磁波発信部２０に供給する。

また、判定処理部１１２は、変色検知部１８から検知結果を取得し、ＱＲ乗車券５の変色部５１の色が変化しているか否かを判定する。判定処理部１１２は、本発明の色判定処理部の一例である。

ゲート処理部１１３は、乗車券情報に基づく判定処理部１１２の判定結果に基づいて、ゲート１５の動作（開閉など）を制御する。例えば、改札通路における利用者の通行を許可された場合、ゲート処理部１１３は、ゲート１５を開放する。一方、改札通路における利用者の通行を禁止された場合、ゲート処理部１１３は、ゲート１５を閉鎖する。

また、ゲート処理部１１３は、ＱＲ乗車券５の変色部５１の色が変化したか否かを示す判定処理部１１２の判定結果に基づいて、ゲート１５の動作（開閉など）を制御する。この処理の詳細については後述する。

通知処理部１１４は、判定処理部１１２の判定結果に基づいて、改札通路を通行する利用者に対する前記各メッセージを表示部１３に表示させる。

［駅サーバ３及びセンタ装置４］
図２に示すように、駅サーバ３は、制御部３１と、記憶部３２と、通信部３３と、を備えている。制御部３１は、駅サーバ３本体の動作を制御する。記憶部３２は、制御部３１における駅サーバ３本体の動作制御に必要な情報を記憶する。例えば、記憶部３２は、券売機２から送信される上述の発行情報を記憶する。通信部３３は、駅務機器及びセンタ装置４とのデータ通信を制御する。

例えば、駅サーバ３は、前記発行情報を、当該駅サーバ３が設置されている駅の入場用自動改札機１ａ及びセンタ装置４に送信する。

図２に示すように、センタ装置４は、制御部４１と、記憶部４２と、通信部４３と、を備えている。制御部４１は、センタ装置４本体の動作を制御する。記憶部４２は、制御部４１におけるセンタ装置４本体の動作制御に必要な情報を記憶する。通信部４３は、各駅の駅サーバ３とのデータ通信を制御する。

入場用自動改札機１ａは、駅サーバ３から送信される発行情報を記憶部１２に記憶する。すなわち、入場用自動改札機１ａは、当該入場用自動改札機１ａが設置されている駅の券売機２で発行されたＱＲ乗車券５毎に発行情報を記憶する。また、センタ装置４は、駅サーバ３から送信される発行情報を、記憶部４２に記憶する。すなわち、センタ装置４は、各駅の券売機２で発行されたＱＲ乗車券５毎に発行情報を記憶する。

［入場改札処理］
以下、図８を参照しつつ、自動改札機１（入場用自動改札機１ａ）において実行される入場時の改札処理について説明する。ここでは、利用者が、駅Ａで乗車し、駅Ｃで降車する場合を例に挙げる。

先ず、利用者は、駅Ａの任意の券売機２で駅ＣまでのＱＲ乗車券５を購入した後、ＱＲ乗車券５のＱＲコードＣ１を、任意の入場用自動改札機１ａのＱＲコード読取部１７に翳す。ＱＲコードＣ１には、駅Ａを示す駅名コードと、ＱＲ乗車券５を発行した券売機２の券売機コードと、ＱＲ乗車券５の発行日付及び発行時刻と、ＱＲ乗車券５の発行券種と、駅Ａから駅Ｃまでの運賃（金額）と、ＱＲ乗車券５の発行番号と、を含む乗車券情報が記録される。

図９には、入場用自動改札機１ａのＱＲコード読取部１７を含む部分の拡大図を示している。ＱＲコード読取部１７の近傍に、電磁波発信部２０が設けられている。具体的には、電磁波発信部２０は、ＱＲコード読取部１７の読取面の周囲を囲むように配置されるコイル２０１と、コイル２０１に接続されるコンデンサ２０２とで構成されるＬＣ共振回路を備えている。なお、電磁波発信部２０は、自動改札機１を構成する筐体１０の内部に設けられている。電磁波発信部２０を構成するＬＣ共振回路は本発明の第１ＬＣ共振回路の一例であり、コイル２０１は本発明の第１コイルの一例であり、コンデンサ２０２は本発明の第１コンデンサの一例である。

また、ＱＲコード読取部１７の読取面の近傍（図９では上部）に、変色検知部１８が設けられている。なお、変色検知部１８は、ＱＲコード読取部１７の読取面の領域内に配置されてもよい。また、制御部１１が、ＱＲコード読取部１７（デジタルカメラ）により撮像された画像データに基づいて変色部５１の色を検知する構成の場合、変色検知部１８は省略されてもよい。

利用者がＱＲ乗車券５のＱＲコードＣ１をＱＲコード読取部１７に翳すことにより、入場改札処理が開始される。

ステップＳ１０１において、入場用自動改札機１ａのＱＲコード読取部１７は、ＱＲ乗車券５に印刷されているＱＲコードＣ１を撮像する。

ステップＳ１０２において、入場用自動改札機１ａの読取処理部１１１は、ＱＲコード読取部１７により撮像されたＱＲコードＣ１の画像データからＱＲコードＣ１を読み取り、乗車券情報を取得する。

ステップＳ１０３において、入場用自動改札機１ａの判定処理部１１２は、前記乗車券情報に含まれる駅名コードが正しいか否かを判定する。ここでは、利用者がＱＲコード読取部１７に翳したＱＲ乗車券５が、駅Ａの券売機２で発行されたものであるか否かを判定する。

ＱＲ乗車券５が駅Ａの券売機２で発行されたものでないと判定された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、入場用自動改札機１ａのゲート処理部１１３は、改札通路の出口側（駅構内側）に設けられているゲート１５（図７参照）を閉鎖して、改札通路における利用者の通行（駅構内への入場）を禁止する（ステップＳ１０４）。

ＱＲ乗車券５が駅Ａの券売機２で発行されたものであると判定された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、入場用自動改札機１ａの判定処理部１１２は、さらに、前記乗車券情報に基づいて、発行時刻からの経過時間が予め定められている時間（例えば３０分）以内であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

発行時刻からの経過時間が予め定められている時間（例えば３０分）以内でないと判定された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、コピー等によって作成された偽造乗車券である可能性があると判断し、改札通路における利用者の通行（駅構内への入場）を禁止する（ステップＳ１０４）。

発行時刻からの経過時間が予め定められた時間以内であると判定された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、入場用自動改札機１ａの判定処理部１１２は、さらに、ＱＲ乗車券５の変色部５１の色が変化しているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。例えば、判定処理部１１２は、入場用自動改札機１ａの変色検知部１８が検知した変色部５１の色と、予め登録された変色部５１の色（初期設定色）とを比較して、変色部５１の色が変色しているか否かを判定する。

ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色していないと判定された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、入場用自動改札機１ａの制御部１１は、制御信号を交流信号発生部１９に送信する（ステップＳ１０７）。

次に、交流信号発生部１９は、前記制御信号を受信すると、所定の交流信号Ｓ１を電磁波発信部２０に供給する（ステップＳ１０８）。

図１０は、自動改札機１の電磁波発信部２０と、ＱＲ乗車券５との構成を示す図である。交流信号発生部１９は、例えば自動改札機１の外部電源から供給される電力を用いて、所定の交流信号Ｓ１（高周波電力）を発生する回路である。交流信号発生部１９は、判定処理部１１２の判定結果に応じて制御部１１から送信される制御信号を受信すると、所定の交流信号Ｓ１を発生する。交流信号Ｓ１は、電磁波発信部２０を構成するＬＣ共振回路に供給される。交流信号発生部１９は、例えば、スイッチングアンプを含んで構成される。

電磁波発信部２０は、交流信号発生部１９から交流信号Ｓ１を受信すると、コイル２０１及びコンデンサ２０２を利用して、ＱＲコード読取部１７に翳されたＱＲ乗車券５に向けて、所定の電界強度及び所定の周波数の電磁波（磁束）を発信する。例えば、電磁波発信部２０は、ＱＲ乗車券５のＬＣ共振回路５２が共振する周波数を包含する周波数帯の発振周波数を発信し、当該発振周波数に応じた電磁波を発信する。なお、前記発振周波数は、例えば、産業、科学、医療において高周波エネルギー源として利用するために割り当てられたＩＳＭ（Industry Science Medical）バンドが有効である。例えば、前記発振周波数は、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ等である。

自動改札機１から発信される電磁波の周波数がＬＣ共振回路５２の共振周波数と略同一である場合に、自動改札機１の電磁波発信部２０を構成するＬＣ共振回路と、ＱＲ乗車券５のＬＣ共振回路５２とが磁気結合して電磁誘導により共振動作が起こる。これにより、ＬＣ共振回路５２のコイル５２１に起電力（誘導起電力）が生じ、コンデンサ５２２にエネルギーが蓄えられる。

コンデンサ５２２にエネルギーが蓄えられると、コンデンサ５２２が発熱する。ＱＲ乗車券５には、コンデンサ５２２の近傍に感熱材料から成る変色部５１が設けられているため（図５及び図６参照）、コンデンサ５２２の発熱により変色部５１が変色する。なお、自動改札機１及びＱＲ乗車券５は、本発明の改札システムの一例である。

このように、ＱＲコード読取部１７に翳されたＱＲ乗車券５の変色部５１が変色していない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、電磁波発信部２０は、交流信号Ｓ１に基づいて、ＱＲ乗車券５に向けて電磁波を発信する（ステップＳ１０９）。これにより、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色する。なお、図１０において、制御部１１が、ＱＲコード読取部１７（デジタルカメラ）により撮像された画像データに基づいて変色部５１の色を検知する構成の場合、変色検知部１８は省略されてもよい。

その後、入場用自動改札機１ａのゲート処理部１１３は、ゲート１５を開放し、改札通路における利用者の通行（駅構内への入場）を許可する（ステップＳ１１０）。

以上のように、適切に改札処理が行われた場合、改札通路を通行（駅構内への入場）した利用者のＱＲ乗車券５の変色部５１は、変色した状態となる。すなわち、変色部５１が変色しているＱＲ乗車券５は、既に改札処理が行われたもの（使用済み）であることを表している。

ここで例えば、利用者が、使用済みのＱＲ乗車券５を用いて不正に駅構内に入場しようとした場合、以下の処理が実行される。例えば、使用済みのＱＲ乗車券５が駅Ａの券売機２で発行されたものであると判定された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）であって、かつ、発行時刻からの経過時間が予め定められた時間以内であると判定された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０６に移行する。

ここでは、ステップＳ１０６において、判定処理部１１２は、変色部５１が変色していると判定し（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０４に移行する。これにより、入場用自動改札機１ａのゲート処理部１１３は、ゲート１５を閉鎖して、改札通路における利用者の通行（駅構内への入場）を禁止する（ステップＳ１０４）。

以上の処理によれば、券売機２が発行したＱＲ乗車券５が、発行駅で複数回使用（使い回し）されるといった不正使用を防止することができる。

なお、例えば、利用者が、駅Ｂで購入したＱＲ乗車券５を、不注意により駅Ａの入場用自動改札機１ａで利用して通行（駅構内への入場）を禁止された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）であっても、当該ＱＲ乗車券５には変色処理（Ｓ１０６〜Ｓ１０９）が行われないため、利用者は、当該ＱＲ乗車券５を駅Ｂの入場用自動改札機１ａで適切に利用することができる。

入場用自動改札機１ａの判定処理部１１２は、さらに、ステップＳ１０６の判定処理の前に、その他の乗車券情報（発行券種、発行番号など）に基づいて、利用者に対する改札通路の通行可否を判定してもよい。

［出場改札処理］
続いて、図１１を参照しつつ、自動改札機１（出場用自動改札機１ｂ）において実行される出場時の改札処理について説明する。ここでも、上述の例に従って説明する。

駅Ａから乗車した利用者は、目的地の駅Ｃで降車し、ＱＲ乗車券５のＱＲコードＣ１を駅Ｃに設置されている任意の出場用自動改札機１ｂのＱＲコード読取部１７に翳す。利用者が、ＱＲ乗車券５のＱＲコードＣ１をＱＲコード読取部１７に翳すことにより、出場改札処理が開始される。

ステップＳ２０１において、出場用自動改札機１ｂのＱＲコード読取部１７は、ＱＲ乗車券５に印刷されているＱＲコードＣ１を撮像する。

ステップＳ２０２において、出場用自動改札機１ｂの読取処理部１１１は、ＱＲコード読取部１７により撮像されたＱＲコードＣ１の画像データからＱＲコードＣ１を読み取り、乗車券情報を取得する。

ステップＳ２０３において、出場用自動改札機１ｂの判定処理部１１２は、前記乗車券情報に含まれる金額と、ＱＲ乗車券５の発行駅（駅Ａ）から当該出場用自動改札機１ｂが設置された駅（駅Ｃ）までの金額とを比較して、運賃が足りるか否かを判定する。

運賃が足りないと判定された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、出場用自動改札機１ｂのゲート処理部１１３は、改札通路の出口側（駅構外側）に設けられているゲート１５（図７参照）を閉鎖して、改札通路における利用者の通行（駅構外への出場）を禁止する（ステップＳ２０４）。この場合、通知処理部１１４は、利用者に不足金額を清算するように促すメッセージを表示部１３に表示させる。

運賃が足りると判定された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、出場用自動改札機１ｂの判定処理部１１２は、さらに、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。例えば、判定処理部１１２は、出場用自動改札機１ｂの変色検知部１８が検知した変色部５１の色と、予め登録された変色部５１の色（初期設定色）とを比較して、変色部５１の色が変色しているか否かを判定する。

ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色していると判定された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、出場用自動改札機１ｂのゲート処理部１１３は、ゲート１５を開放し、改札通路における利用者の通行（駅構外への出場）を許可する（ステップＳ２０６）。すなわち、駅Ａの入場用自動改札機１ａにおいて適切に入場改札処理が行われた場合は、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色しているため、出場用自動改札機１ｂは、当該変色を確認した場合に、改札通路における利用者の通行（駅構外への出場）を許可する。

ここで、駅Ａの券売機２で正規に購入されたＱＲ乗車券５であって、駅Ａの入場用自動改札機１ａにおいて改札通路における利用者の通行（駅構内への入場）を許可されたにもかかわらず、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色していない場合、すなわちＱＲ乗車券５の変色処理が適切に行われない場合（変色エラー）が考えられる。例えば、利用者が、ＱＲ乗車券５をＱＲコード読取部１７に急いでタッチした場合、又は、ＱＲ乗車券５がＱＲコード読取部１７の読取面から位置ずれした状態でＱＲコードＣ１が読み取られた場合などに、前記変色エラーが生じる可能性がある。このような事態が生じると、利用者が出場する駅Ｃにおいて、ＱＲ乗車券５が正しく入場改札処理が行われていないと判定されて、利用者は、改札通路の通行（駅構外への出場）を禁止されてしまう。このような不具合を防ぐために、ステップＳ２０５において、出場用自動改札機１ｂは、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色していないと判定した場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、以下の処理を実行する。

ステップＳ２０７において、出場用自動改札機１ｂの制御部１１は、制御信号を交流信号発生部１９に送信する。

次に、交流信号発生部１９は、前記制御信号を受信すると、所定の交流信号Ｓ１を電磁波発信部２０に供給する（ステップＳ２０８）。

次に、電磁波発信部２０は、交流信号Ｓ１を受信すると、ＱＲ乗車券５に向けて電磁波を発信する（ステップＳ２０９）。その後、処理は、ステップＳ２０５に戻る。

これによりＱＲ乗車券５の変色部５１が適切に変色している場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０６に移行して、出場用自動改札機１ｂのゲート処理部１１３は、ゲート１５を開放し、改札通路における利用者の通行（駅構外への出場）を許可する。

以上の処理によれば、入場時に適切に改札処理が行われずＱＲ乗車券５の変色エラーが生じた場合であっても、出場時に適切に改札処理を行って、利用者を通行させることができる。また、出場時に変色処理を行うことができるため、ＱＲ乗車券５の使い回しなどの不正使用を防止することもできる。

本発明の駅務システム１００は、上述の実施形態に限定されず、以下に示す形態であってもよい。

他の実施形態として、入場用自動改札機１ａにおいて実行される入場改札処理は、図１２に示す処理であってもよい。なお、図１２に示す入場改札処理では、図８に示す入場改札処理と同一の処理については、同一のステップ番号を示している。

図１２に示すように、ＱＲ乗車券５のＱＲコードＣ１が読み取られて乗車券情報が取得された場合（Ｓ１０１、Ｓ１０２）、ステップＳ１０６に移行し、入場用自動改札機１ａの判定処理部１１２は、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色しているか否かを判定する。

ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色していない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、入場用自動改札機１ａの制御部１１は、ステップＳ１０７〜Ｓ１０９の処理を実行して、電磁波をＱＲ乗車券５に向けて発信する。これにより、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色する。

一方、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色している場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、入場用自動改札機１ａの制御部１１は、ゲート１５を閉鎖して、改札通路における利用者の通行（駅構内への入場）を禁止する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０９の処理が実行されてＱＲ乗車券５の変色部５１が変色した後、ステップＳ１０３、Ｓ１０５の処理が実行される。ステップＳ１０５において、発行時刻からの経過時間が予め定められた時間以内であると判定された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、入場用自動改札機１ａの制御部１１は、ゲート１５を開放して、改札通路における利用者の通行（駅構内への入場）を許可する（ステップＳ１１０）。

以上のように、自動改札機１は、ＱＲコードＣ１を読み取った後にＱＲ乗車券５の変色部５１の変色を判定する処理（Ｓ１０６）を実行し、その後にＱＲコードＣ１の乗車券情報による判定処理（Ｓ１０３、Ｓ１０５）を実行してもよい。これにより、ＱＲ乗車券５を一旦、入場用自動改札機１ａのＱＲコード読取部１７に翳してＱＲコードＣ１が読み取られると、当該ＱＲ乗車券５は使用済みとなる。これにより、ＱＲ乗車券５の使い回しを防止することができる。

また、他の実施形態として、電磁波発信部２０は、ＱＲ乗車券５の変色部５１が変色していない場合に、乗車券情報による判定処理の判定結果に基づいて、異なる電界強度の電磁波をＱＲ乗車券５に向けて発信してもよい。例えば制御部１１は、交流信号発生部１９から発生する交流信号Ｓ１を制御することにより電界強度を所望の値に変化させる。

例えば、読取処理部１１１によりＱＲコードＣ１が読み取られたときに変色部５１が変色していない場合であって、かつ、乗車券情報による判定処理において利用者が改札通路を通行することを許可された場合に、電磁波発信部２０は、ＱＲ乗車券５に向けて第１電界強度の電磁波を発信する。利用者が適切にＱＲ乗車券５を利用した場合は上述の処理が実行される。

一方、読取処理部１１１によりＱＲコードＣ１が読み取られたときに変色部５１が変色していない場合であって、かつ、乗車券情報による判定処理において利用者が改札通路を通行することを禁止された場合に、電磁波発信部２０は、ＱＲ乗車券５に向けて第１電界強度とは異なる第２電界強度の電磁波を発信する。例えば、利用者が駅Ａで購入したＱＲ乗車券５を駅Ｂの入場用自動改札機１ａに利用した場合に上述の処理が実行される。

これにより、例えば、ＱＲ乗車券５の変色部５１は、第１電界強度の電磁波に基づいてＬＣ共振回路５２から発せられる熱を感知した場合に第１色に変色し、第２電界強度の電磁波に基づいてＬＣ共振回路５２から発せられる熱を感知した場合に第１色とは異なる第２色に変色する。

この場合、例えば駅Ａの入場用自動改札機１ａは、ＱＲ乗車券５の変色部５１の色が第２色の場合、使い回しの乗車券ではないと判断し、利用者が改札通路を通行することを許可する。なお、この場合、入場用自動改札機１ａは、ＱＲ乗車券５に向けて電磁波を発信し、変色部５１の色を第１色に変色させる。上述の構成によれば、例えば、変色部５１が変色している場合でも、直ちに使い回しの乗車券であると判断せず、正規の乗車券であると判断することができる。また例えば、ＱＲ乗車券５の変色部５１の色が第２色である場合、当該ＱＲ乗車券５は一度入場用自動改札機１ａで読み取られたが正規の乗車券であると判断（認識）することができ、利用者は、当該ＱＲ乗車券５を再度利用することができる。このように、自動改札機１は、ＱＲ乗車券５の変色部５１の色に応じて異なる処理を実行してもよい。

また、他の実施形態として、ＩＣカード読取部１６とＱＲコード読取部１７と電磁波発信部２０とは、同一の領域に配置されてもよい。例えば、図１３に示すように、ＩＣカード読取部１６の読み取りが可能な領域内に、ＱＲコード読取部１７及び電磁波発信部２０が配置されてもよい。これにより、自動改札機１の上面の領域を縮小することができる。また、利用者は、ＩＣ乗車券を利用する場合とＱＲ乗車券を利用する場合とで、乗車券を翳す位置を変える必要がないため、利便性を向上させることができ、また乗車券の読み取りエラーを防ぐことできる。

なお、自動改札機１の制御部１１は、ＣＰＵ、メモリ、その他の電子回路によって構成される。ＣＰＵは、本実施形態に係る改札処理（入場改札処理（図８及び図１２参照）、出場改札処理（図１１参照））に応じた改札処理プログラムを実行したときに、読取処理部１１１、判定処理部１１２、ゲート処理部１１３、及び通知処理部１１４として動作する。また、メモリは、前記改札処理プログラムを展開する領域、及び、前記改札処理プログラムの実行時に生じたデータ等を一時記憶する領域を有している。制御部１１は、ＣＰＵ、メモリ等を一体化したＬＳＩであってもよい。また、ＣＰＵは、前記改札処理に応じた改札処理方法を実行するコンピュータであってもよい。

１ ：自動改札機
１ａ ：入場用自動改札機
１ｂ ：出場用自動改札機
２ ：券売機
３ ：駅サーバ
４ ：センタ装置
５ ：ＱＲ乗車券
１１ ：制御部
１２ ：記憶部
１３ ：表示部
１４ ：通信部
１５ ：ゲート
１６ ：ＩＣカード読取部
１７ ：ＱＲコード読取部
１８ ：変色検知部
１９ ：交流信号発生部
２０ ：電磁波発信部
２１ ：制御部
５０ ：回路基板
５１ ：変色部
５１ａ ：変色部
５１ｂ ：変色部
５２ ：ＬＣ共振回路
５３ａ ：カバー層
５３ｂ ：カバー層
１００ ：駅務システム
１１１ ：読取処理部
１１２ ：判定処理部
１１３ ：ゲート処理部
１１４ ：通知処理部
２０１ ：コイル
２０２ ：コンデンサ
２１１ ：受付処理部
２１２ ：ＱＲコード生成部
２１３ ：発行処理部
５２１ ：コイル
５２２ ：コンデンサ
Ｃ１ ：ＱＲコード
Ｓ１ ：交流信号

Claims (8)

1. 熱により変色する変色部を備える券媒体に印刷された情報コードを光学的に読み取る読取処理部と、
   前記変色部が変色しているか否かを判定する色判定処理部と、
   前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が変色していない場合に、前記券媒体に向けて電磁波を発信する電磁波発信部と、
   前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が変色している場合に、利用者が改札通路を通行することを禁止するゲート処理部と、
   を備える自動改札機。
2. 前記読取処理部により読み取られた前記情報コードに記録された券情報に基づいて、利用者が前記改札通路を通行することを許可するか否かを判定する券判定処理部をさらに備え、
   前記電磁波発信部は、前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が変色していない場合であって、かつ、前記券判定処理部により利用者が前記改札通路を通行することを許可された場合に、前記券媒体に向けて電磁波を発信する、
   請求項１に記載の自動改札機。
3. 前記ゲート処理部は、前記電磁波発信部が前記券媒体に向けて電磁波を発信した後に、前記改札通路に設置されたゲートを開放する、
   請求項２に記載の自動改札機。
4. 所定の交流信号を前記電磁波発信部に供給する交流信号発生部をさらに備え、
   前記電磁波発信部は、第１ＬＣ共振回路を含み、
   前記第１ＬＣ共振回路は、前記交流信号発生部から供給される前記交流信号に基づいて、前記券媒体に含まれる第２ＬＣ共振回路の共振周波数と同一の周波数の前記電磁波を発信する、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自動改札機。
5. 前記第１ＬＣ共振回路は、第１コイルと第１コンデンサとを含み、
   前記第１コイルは、前記情報コードを読み取る際に前記券媒体が翳される読取面の周囲に配置される、
   請求項４に記載の自動改札機。
6. 前記第１ＬＣ共振回路と前記第２ＬＣ共振回路との磁気結合による共振動作に基づいて、前記第２ＬＣ共振回路を構成する第２コンデンサの発熱により前記変色部を変色させる、
   請求項４に記載の自動改札機。
7. 前記変色部は、前記券媒体に向けて発信される電磁波の電界強度に応じて異なる色に変色する機能を有し、
   前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が変色していない場合であって、かつ、前記券判定処理部により利用者が前記改札通路を通行することを許可された場合に、前記電磁波発信部は、前記券媒体に向けて、前記変色部を第１色に変色させる第１電界強度の電磁波を発信し、
   前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が変色していない場合であって、かつ、前記券判定処理部により利用者が前記改札通路を通行することを禁止された場合に、前記電磁波発信部は、前記券媒体に向けて前記第１電界強度とは異なる、前記変色部を前記第１色とは異なる第２色に変色させる第２電界強度の電磁波を発信し、
   前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が前記第１色に変色している場合に、前記ゲート処理部は利用者が改札通路を通行することを禁止し、
   前記読取処理部により前記情報コードが読み取られたときに前記変色部が前記第２色に変色している場合に、前記電磁波発信部は前記変色部を前記第１色に変色させる電磁波を発信し、前記ゲート処理部は利用者が改札通路を通行することを許可する、
   請求項２又は請求項３に記載の自動改札機。
8. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の自動改札機と、
   熱を感知することにより色が変化し、変化した色を保持する機能を有する前記変色部と、券情報が記録され、前記自動改札機の前記読取処理部に前記券情報が読み取られる前記情報コードと、を備える前記券媒体と、
   を備える改札システム。
   

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