JP2000348241A - Ｉｃカード型電子マネー対応の自動販売機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】在来の自動販売機に装備した制御システムを資
源として有効に活用してその制御システムに大幅な変更
を加えることなしに、ＩＣカード型の電子マネーによる
商品販売，電子決済を高いセキュリティを確保しつつ高
速処理できるようにする。 【解決手段】ＩＣカード型の電子マネーに対応して商品
販売を行う自動販売機において、その制御システムを構
成するカード処理スレーブ５に当該スレーブの制御用Ｃ
ＰＵ９とは別個に処理速度の高い暗号処理専用のＣＰＵ
１４を搭載して暗号処理部１２を装備し、利用者が使用
するＩＣカード７との間で電子決済を行う際に、前記の
暗号処理専用ＣＰＵ１４により所定の暗号処理アルゴリ
ズム，暗号鍵を使って電子決済に必要なデータの暗号処
理，復号処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイン，紙幣の現
金による通常の販売の他に、ＩＣカード型の電子マネー
を使って商品の販売，電子決済が行えるようにしたＩＣ
カード型電子マネー対応の自動販売機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年になり、電子マネーを使って商取引
の電子決済を行う電子マネーシステムの取組が活発化し
ており、その中でもモンデックス・カードで代表される
ＩＣカードを利用した小口決済用の「オープン・ループ
型」電子マネーシステムのフィールド実験が国内でも一
部で進められている。

【０００３】この電子マネーシステムは、よく知られて
いるように電子マネーの発行機関が認証したＩＣカード
を消費者個人，小売店などのユーザー向けに発行し、消
費者は電子マネーシステムに加盟している銀行などの金
融機関に開設した個人の口座からＡＴＭなどを使ってＩ
Ｃカードに現金と等価な電子マネーを引出した上で、そ
のＩＣカードを使って小売店，レストラン，自動販売機
などで商品が購入できるようにしたシステムであり、そ
の商取引の電子決済，および電子マネーの転送は小売
店，自動販売機に備えたカード処理用の端末で行い、商
品の代金として利用者のＩＣカードから引き落とした電
子マネーは端末に内蔵したＩＣカード，ないしは電子マ
ネー用のメモリに一旦格納しておき、後に金融機関の口
座に振り込むか，あるいは金融機関で現金に換金する。

【０００４】また、ＩＣカードを使って商品販売を行う
場合に、利用者が使用するＩＣカード，および小売店，
自動販売機側の端末のＩＤチェック（カード，端末の正
当性の確認など），および電子決済，電子マネーの転送
には不正防止のために高度なセキュリティが要求される
ことから、利用者のＩＣカードと端末との間ではデータ
を暗号化して交信を行うようにしている。

【０００５】ここで、前記したＩＣカードに使われる暗
号システムとしては、所定の暗号アルゴリズムと暗号鍵
をつかって暗号処理（データの暗号処理，復号処理）を
行う秘密鍵暗号方式，あるいはＲＳＡ方式として知られ
ている公開鍵暗号方式があるが、いずれの暗号方式でも
セキュリティを高めるために複雑な暗号化関数を組合せ
て暗号，復号処理を行うようにしており、その暗号処理
には膨大な計算量を必要とする。

【０００６】一方、今後の普及，拡大化が予想される電
子マネーシステムに対応して、自動販売機のメーカーで
も、ＩＣカード型の電子マネーを使って商品の購入，電
子決済が行える自動販売機の開発が進められている。

【０００７】また、カード対応の自動販売機として、従
来よりプリペードカード，クレジットカードが使用でき
る自動販売機が一部で実用化されている。この自動販売
機では、カードリーダーライタ，およびカード処理用Ｃ
ＰＵなどを組合せたカードターミナルユニットを装備
し、これを自動販売機の制御システムのカード処理スレ
ーブとして主制御部（マスター）との間でカード情報を
交信して商品販売，および決済を行うようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したプ
リペイドカードが使用できる自動販売機に装備した制御
システムを資源として利用し、これにＩＣカード用のカ
ードリーダーライタを組合せてＩＣカード型の電子マネ
ーによる電子決済，電子マネーの転送処理を行うとする
と、販売動作などの面で次のような問題点がある。

【０００９】すなわち、現在の自動販売機に採用されて
いる制御システムは、マスターと呼ばれる主制御部と、
スレーブと呼ばれる複数の従制御部（コイン機構，ビル
バリデータなどを制御するコインスレーブ、商品選択ボ
タン，金額表示器などを制御する扉スレーブ、商品収納
ラックから商品の搬出を制御する商品搬出スレーブ、庫
内の冷却／加熱ユニットなどを制御する冷熱スレーブ、
およびホット，コールド運転モードの切換え，商品価格
の設定など行うキーボードスレーブ、ＰＯＳデータの集
計などを行うＰＯＳスレーブ，および先記したカード処
理スレーブなど）とを組合せた分散制御システムを基本
としてマスターと各スレーブとの間をバスラインで結
び、マスターと各スレーブ間で指令，データのやり取り
を行って商品の販売制御を行うようにしている。

【００１０】また、これら制御を行うプロセッサーとし
ては、自動販売機の販売制御が左程複雑ではなく，かつ
高速な処理も必要ないことから、マスター，各スレーブ
には８，ないし１６ビットのＣＰＵを搭載して制御を行
っているのが現状である。

【００１１】ここで、前記の制御システムを装備した従
来の自動販売機では、コイン，紙幣の現金投入，あるい
はプリペードカードによる通常の販売では、金銭投入，
カード挿入から商品選択ボタンの販売許可ランプが点灯
するまでの時間は長くても１秒程度、また利用者が商品
選択ボタンを押してから商品が搬出されまでの時間も通
常の缶，瓶商品の場合には高々数秒程度であり、かつ釣
銭の搬出も商品搬出から殆ど時間の遅れなしに行われ
る。

【００１２】これに対して、在来の自動販売機に装備し
た制御システムを資源としてそのまま利用し、これにＩ
Ｃカード用のカードリーダーライタ，および電子マネー
の決済に必要なソフトウェアを組合せてＩＣカード型の
電子マネーによる商品販売を行うとすると、その電子決
済，電子マネーの転送にはそのデータの暗号処理を伴う
ことから、先記したプリペードカードの場合と比べて倍
以上の長い処理時間がかかることになる。

【００１３】このために、利用者がカードを挿入してか
ら商品選択ボタンの販売許可ランプが点灯するまでに長
い時間がかかり、また利用者が押ボタンを押して選択し
た商品が商品取出口に搬出された後も、ＩＣカードとの
間で行う電子決済に要する暗号処理に長い時間がかかっ
てカードが返却されるまでの時間が長くなり、この間は
自分のカードが自動販売機に取り込まれたままであるこ
とから、利用者に不安，不信感を与える。さらに、後続
の利用者が待っている場合には１回の販売時間が長引い
て自動販売機の販売効率が低くなるといった問題もあ
る。

【００１４】かかる点、小売店などでのサービス提供の
代金をＩＣカード型の電子マネーを使って決済する場合
には、店員との対面で電子決済の端末操作を行うのでそ
の作業時間が多少長くなっても利用者に不安感を与える
おそれはないが、自動販売機で商品を購入する場合には
前記した待ち時間が長くなるとそれだけ利用者に与える
不安感も大きくなる。

【００１５】また、前記の問題を解消するために、自動
販売機に装備した制御システムのプロセッサに処理パワ
ーの高いＣＰＵを採用しようとすれば、これに合わせて
自動販売機の制御システム全体を大幅に変更する必要が
生じてコスト高となる。

【００１６】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、その目的は前記課題を解決し、在来の自動販売機に
装備した制御システムを資源として有効に活用してその
制御システムに大幅な変更を加えることなしに、ＩＣカ
ード型の電子マネーによる商品販売，電子決済を高いセ
キュリティを確保しつつ高速で処理できるように改良し
たＩＣカード型電子マネー対応の自動販売機を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、自動販売機の制御システムを構成
するカード処理スレーブに当該スレーブの制御用ＣＰＵ
とは別個に高速処理が可能な暗号処理専用のＣＰＵを装
備し、利用者が使用するＩＣカードとの間で電子決済を
行う際に、前記の暗号処理専用ＣＰＵにより電子決済に
必要な所定の処理を行うようにする（請求項１）ものと
する。

【００１８】これにより、ＩＣカード型の電子マネーで
商品の販売，電子決済を行う際に、所定の暗号アルゴリ
ズム、暗号鍵を使ってＩＣカードとの間で行うデータの
暗号化・復号化処理を専用のＣＰＵで高速処理し、利用
者に長い待ち時間，不安感を与えることなしに、短時間
で商品販売，電子決済を行うことができる。しかも、在
来の自動販売機に装備している制御システムは大幅な変
更を要せず、ハードウェアとしては僅かに暗号処理専用
のＣＰＵ，ＩＣカード用のカードリーダーライタなどを
含むターミナルユニットを追加装備するだけで対応でき
る。

【００１９】また、本発明によれば、商品の販売代金と
して利用者のＩＣカードから自動販売機に取り込んだ電
子マネーを安全に回収，転送するために次記のように構
成するものとする。

【００２０】(1) 前記のカード処理スレーブに外部の集
計センタとの間で電子マネー，およびＰＯＳデータの転
送を行う通信手段を備え、集計センタとの間で自動販売
機に蓄積されている電子マネー，ＰＯＳデータの転送を
行う際に、暗号処理専用ＣＰＵを使ってデータ交信に必
要な暗号処理を行うようにする（請求項２）。

【００２１】(2) 前記のカード処理スレーブにルートマ
ンが携帯するデータ集計器（このデータ集計器は電子マ
ネー用のＩＣカードを内蔵している）との間で電子マネ
ー，およびＰＯＳデータの転送を行う通信手段を備え、
ルートマンがデータ集計器を使って自動販売機に蓄積さ
れている電子マネーを回収する際に、先記の暗号処理専
用ＣＰＵを使ってデータの交信に必要な暗号処理を行う
ようにする（請求項３）。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図７に示す実施例に基づいて説明する。

【００２３】〔実施例１〕まず、図１(a),(b) に本発明
による自動販売機に装備した制御システムの基本的な実
施例を示す。図において、１は主制御部（マスター）、
２はコイン機構，ビルバリデータを制御するコインスレ
ーブ、３は外扉のディスプレイ室に配した各販売商品に
対応する商品選択ボタンなどを制御する扉スレーブ、４
は庫内の商品収納ラック（例えばサーペンタイン式商品
収納ラック）のベンド機構を制御する搬出スレーブ、５
はターミナルユニットとして自動販売機に装備したＩＣ
カード型の電子マネーに対応するカード処理スレーブ、
６は主制御部と各スレーブとの間のデータ伝送用のバス
ライン、７は電子マネー用のＩＣカードである。なお、
主制御部１，スレーブ２〜４で構築された制御システム
は在来の自動販売機に装備されているものと同様であ
り、カード処理スレーブ５はバスライン６の拡張バスに
接続して使用する。

【００２４】ここで、カード処理スレーブ５は、バスラ
イン６に対するインターフェース８と、当該スレーブを
制御するＣＰＵ９と、ＩＣカード用のカードリーダーラ
イタ１０と、後記のように商品販売の電子決済に伴って
自動販売機が利用者のＩＣカード７から引き落とした電
子マネー，および電子マネーによる販売のＰＯＳデータ
を格納するメモリ１１、およびＩＣカード７の間でデー
タ交信を行う際の暗号，復号処理を行う暗号処理部１２
との組合せからなる。

【００２５】また、暗号処理部１２は、図１(b) で示す
ようにインターフェース１３と、前記ＣＰＵ９とは別に
ＩＣカード７に対する暗号処理専用のＣＰＵ１４と、暗
号処理（暗号化，および復号化処理）プログラムを格納
したＲＯＭ１５，およびＲＡＭ１６との組合せからな
る。ここで暗号処理専用のＣＰＵ１４には複雑な暗号化
関数の高速処理が可能な３２ビットＣＰＵを採用してい
る。

【００２６】そして、利用者がＩＣカード型の電子マネ
ーを使って自動販売機から商品を購入する場合には、図
４(a) 〜(d) で示すフローチャートにしたがって商品の
販売，およびＩＣカードとの間での電子決済を行う。な
お、図４(a) は商品販売動作の全体の流れを表し、図４
(b),(d) はそれぞれ(a) 図におけるＩＣカード処理I，I
Iの各ステップに対応してカード処理スレーブ５が実行
する処理、(c)は販売を実行する処理のフローチャート
を表している。

【００２７】商品を購入する時は、最初にＩＣカード処
理Ｉ（Ｓ１０）が行われ、図４（ｂ）が実行される。

【００２８】すなわち、利用者が先記したカードリーダ
ーライタ１０にＩＣカード７を挿入すると、これが検知
（Ｓ11）され、カード処理スレーブ５が所定のプロトコ
ルにしたがってＩＣカード７との間で通信処理（Ｓ１
２）を開始し、利用者の挿入したＩＣカードの認証（カ
ードの正当性など）を確認した上でＩＣカードに格納さ
れている電子マネーの残高などのデータを取り込み（Ｓ
１３）、さらに暗号化されているデータを暗号処理部１
２に入力してＣＰＵ１４が所定のアルゴリズムにより演
算を行って暗号化されているデータの復号化処理（Ｓ１
４）を行い、その上で電子マネー残高のデータを自動販
売機の主制御部１に伝送（Ｓ１５）し、ＩＣカード処理
工程を終了する。

【００２９】ＩＣカード処理（Ｓ１０）が終了すると販
売処理（Ｓ２０）に移行し、主制御部１はカード処理ス
レーブ５から伝送されて来た電子マネーのデータを基
に、通常の現金（コインなど）による販売と同様に、Ｉ
Ｃカード７の電子マネー残高で購入可能な商品に対応す
る販売許可信号を扉スレーブ３に送り（Ｓ２１）、商品
選択ボタンのランプを点灯する。

【００３０】ここで、利用者が所望の商品選択ボタンを
押し、これを検知（Ｓ２２）すると、選択された商品の
金額情報を主制御部１へ送信（Ｓ２３）する。これによ
り、販売処理（Ｓ２０）を終えてＩＣカード処理ＩＩ
（Ｓ３０）へ移行する。ＩＣカード処理ＩＩ（Ｓ３０）
の動作を示したものが、図４（ｂ）であり、商品の金額
情報が主制御部１からカード処理スレーブ５に送られ
（Ｓ３１）、電子決済処理を開始する（Ｓ３２）。

【００３１】すなわち、電子決済に必要なデータを所定
の暗号処理を行った上で（Ｓ３３）、ＩＣカード７との
間でデータ交信を行い、ＩＣカード７から販売代金を電
子マネーとして引き落として自動販売機に転送し、カー
ド処理スレーブ５のメモリ１１に格納する（Ｓ３４）と
ともに、さらにカードリードライタ１０に取り込まれた
ＩＣカードを利用者に返却（Ｓ３５）する。その後、電
子決済処理が終了したことを主制御部１に送り（Ｓ３
６）、これを受けて主制御部１は搬出スレーブ４に商品
搬出指令（Ｓ４０）を与えて商品を搬出することで、Ｉ
Ｃカード型の電子マネーによる一連の商品販売動作を終
了する。なお、この例ではＩＣカードを利用者に返却し
てから商品を搬出するフローを示したが、この順番に限
ることはなく、商品を搬出してからＩＣカードを返却し
てもよい。

【００３２】次に、自動販売機に蓄積されている売上金
としての電子マネーをバッチ式に回収する方式について
述べる。すなわち、電子マネーの回収方法としては、現
金の売上金回収と同様にルートマンがロケーション先の
自動販売機を巡回し、ルートマンが携帯しているデータ
集計器（このデータ集計器にはＰＯＳデータの記録機能
のほかに、業務用として発行機関から認証を受けた電子
マネー集計用のＩＣカードが内蔵されている）を使って
電子マネーを自動販売機からデータ集計器のＩＣカード
に転送するか、あるいは電話，無線などの通信回線を使
ってロケーション先の自動販売機から各地のロケーショ
ン先に分散配備されいる自動販売機を管理する集約セン
タに電子マネーを転送する方法があるが、いずれの回収
方式でも途中で電子マネーのデータが盗まれるのを防止
するために高度なセキュリティが要求される。

【００３３】そこで、このような要求に対して、本発明
では次記の方式で自動販売機に蓄積されている売上金と
しての電子マネーを集約センタ，あるいはルートマンが
携帯するデータ集計器へ回収するようにしており、その
実施例の制御システムを図２，図３に、またそのフロー
チャートを図５，図６で説明する。 〔実施例２〕まず、図２は本発明の請求項２に対応する
実施例の制御システムを示すものであり、図１で述べた
制御システムのカード処理スレーブ５に対し、通信手段
１７，モデム用のインターフェース１８が追加装備され
ており、集約センタ１９との間で通信回線２０を介して
自動販売機に売上金とし蓄積している電子マネーの転
送，およびそのＰＯＳデータの伝送を行うようにしてい
る。すなわち、図５のフローチャートに示すように、集
約センタ１９からロケーション先の自動販売機に対し、
通信回線２０を通じて集計処理開始指令（Ｓ５０）を与
えると、自動販売機の制御システムでは、この指令に基
づきデータ集計処理（Ｓ６０）を開始し、カード処理ス
レーブ５がメモリ１１に格納されている電子マネーを含
む伝送データを暗号処理部１２に送って暗号処理した上
で、ＰＯＳデータとともに通信手段１７より通信回線２
０を通じて集約センタ１９に送信（Ｓ７０）する。これ
により通信回線２０の上で第三者により電子マネーのデ
ータが盗聴されたり，改ざんされたりするおそれはな
く、高いセキュリティが確保できる。なお、このように
暗号処理を行っているので、通信回線２０は一般の公衆
回線や専用線だけでなくＰＨＳや携帯電話回線によるこ
とも可能である。

【００３４】〔実施例３〕図３は本発明の請求項３に対
応する実施例であり、その制御システムのカード処理ス
レーブの構成を示している。この実施例では、ルートマ
ンが携帯するデータ集計器（この集計器には電子マネー
を格納する集計用のＩＣカードを内蔵している）２１と
の間でコネクタ方式，あるいは光通信方式などにより自
動販売機からデータを伝送する通信手段１７，インター
フェース１８を備えている。そして、ルートマンがロケ
ーション先の自動販売機を巡回する際に、携帯用のデー
タ集計器２１を使って自動販売機から電子マネー，ＰＯ
Ｓデータをデータ集計器２１に回収する。

【００３５】すなわち、図６のフローチャートに示すよ
うに、携帯データ集計器２１又は自動販売機の内部に設
けられたスイッチなどにより集計処理開始指令（Ｓ５
０）を与え、データ集計処理（Ｓ６０）を開始し、集計
用ＩＣカード処理（Ｓ８０）により電子マネー、ＰＯＳ
データを回収する。

【００３６】この際に、図２の実施例と同様にセキュリ
ティを高めるために、メモリ１１に格納されているデー
タを暗号処理部１２で暗号処理した上で、通信手段１７
によりデータ集計器へ転送するようにする。なお、この
ルートマンによるデータ回収作業は自動販売機の外扉を
開いて行い、その作業中は自動販売機の販売が停止とな
る。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、自
動販売機の制御システムを構成するカード処理スレーブ
に当該スレーブの制御用ＣＰＵとは別個に処理能力の高
い暗号処理専用のＣＰＵを装備し、利用者が使用するＩ
Ｃカードとの間で電子決済を行う際に、前記の暗号処理
専用ＣＰＵにより所定の暗号処理アルゴリズム，暗号鍵
を使って電子決済に必要なデータの暗号処理，復号処理
を行うようにしたことにより、在来の自動販売機に装備
した制御システムに大幅な変更を加えることなく、その
制御システムを資源として活用しつつ、利用者がＩＣカ
ード型の電子マネーを使って商品を購入する電子決済に
必要なセキュリティ確保のためのデータの暗号，復号処
理を高速で行うことができる。これにより、ＩＣカード
の利用者に対してカード処理に要する販売動作時間の遅
れが殆どなく、現金販売動作と同様な速さで商品販売，
電子決済を行うことができる。

【００３８】また、本発明の請求項２，３の構成によれ
ば、自動販売機に売上金として蓄積した電子マネー，お
よびＰＯＳデータを、高いセキュリティを確保して集約
センタ，あるいはルートマンの携帯するデータ集計器に
転送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係わるＩＣカード型電子マ
ネー対応の自動販売機の制御システムを表す図であり、
(a) は制御システム全体のブロック図、(b) は(a) にお
ける暗号処理部のブロック図

【図２】本発明の実施例２に対応する集約センタとの間
の通信手段を備えた制御システムのブロック図

【図３】本発明の実施例３に対応するルートマン携帯用
データ集計器との間の通信手段を備えた制御システムの
カード処理スレーブのブロック図

【図４】実施例１に対応したＩＣカード型電子マネーに
よる商品販売動作のフローチャート図であり、(a) は販
売動作全体を表すフローチャート、(b),(c)，(ｄ)はそ
れぞれ(a) におけるＩＣカード処理Ｉ，販売処理、ＩＣ
カード処理IIのカード処理を表すフローチャート

【図５】実施例２に対応した商品販売動作，および集約
センタとの間で行う集計処理を表すフローチャート

【図６】実施例３に対応した商品販売動作，および集約
センタとの間で行う集計処理を表すフローチャート

【符号の説明】

１ 主制御部 ５ カード処理スレーブ ７ ＩＣカード ９ スレーブ制御用ＣＰＵ １０ ＩＣカード用のカードリーダーライタ １１ メモリ １２ 暗号処理部 １４ 暗号処理専用ＣＰＵ １７ 通信手段 １９ 集約センタ ２０ 通信回線 ２１ 携帯用のデータ集計器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＩＣカード型の電子マネーに対応して商品
   販売を行う自動販売機であって、その制御システムを構
   成するカード処理スレーブに当該スレーブの制御用ＣＰ
   Ｕとは別個に暗号処理専用のＣＰＵを装備し、利用者が
   使用するＩＣカードとの間で電子決済を行う際に、前記
   の暗号処理専用ＣＰＵにより電子決済に必要な所定の処
   理を行うことを特徴とするＩＣカード型電子マネー対応
   の自動販売機。
2. 【請求項２】請求項１記載の自動販売機において、制御
   システムのカード処理スレーブに、外部の集計センタと
   の間で電子マネー，およびＰＯＳデータの転送を行う通
   信手段を備えたことを特徴とするＩＣカード型電子マネ
   ー対応の自動販売機。
3. 【請求項３】請求項１記載の自動販売機において、制御
   システムのカード処理スレーブにルートマンが携帯する
   データ集計器との間で電子マネー，およびＰＯＳデータ
   の転送を行う通信手段を備えたことを特徴とするＩＣカ
   ード型電子マネー対応の自動販売機。