JP2004081851A - 匂い提示装置 - Google Patents

Abstract

　　【構成】　匂い提示装置１０はコンピュータ１２を含み、コンピュータ１２は第１カメラ１４ａと第２カメラ１４ｂとの撮影画像を解析し、匂いを放出すべきタイミングを判断し、提示する匂いを決定する。また、三角測量の方法によって、人間の鼻の３次元位置を特定する。そして、俯仰モータ２０および旋回モータ２２の少なくとも一方を駆動し、空気砲２４の放出孔が当該鼻を向くように制御する。その後、提示する匂いに応じたヘッド２６ａ〜２６ｃの少なくとも１つを駆動するとともに、ソレノイド１８を励磁して、ソレノイド１８と機械的に連結されるプランジャ３２を駆動して空気砲２４に圧力を与える。すると、ヘッド２６ａ〜２６ｃから吐き出された匂い粒子が人間の鼻に向けて放出される。
　　【効果】　人間に装置等を装着させる煩わしさがなく、特定の目標に匂いを提示することができる。
【選択図】　図１

Description

　この発明は匂い提示装置に関し、特にたとえば、人間などの生体の鼻に局所的に所望の匂いを提示する、匂い提示装置に関する。

　この種の匂い提示装置の一例が非特許文献１に開示される。この非特許文献１に開示される匂い提示装置は、米国のＤｉｇｉＳｃｅｎｔｓ社により提案されたものである。図１２に示すように、この匂い提示装置１は、コンピュータ２の周辺機器として用いられ、複数の匂いの中から、ユーザの指示に応じて、その入力に従った匂いを選択して該当する放出孔１ａから放出していた。

　また、他の匂い提示装置の一例が非特許文献２に開示され、この非特許文献２に開示される匂い提示装置は、芳香源から電磁弁を介してチューブから鼻先に香りを放出するものであった。
インターネット＜ＵＲＬ：http://www.digiscents.com/＞ 廣瀬通孝，谷川智洋，田中信吾，崎川修一郎，「嗅覚ディスプレイに関する研究」，日本バーチャルリアリティ学会第５回大会論文集，pp.193-196,2000.

　しかし、上述の従来技術では、前者の場合には、自由空間内に匂いを放出し拡散するだけであり、特定人物に向けられないので、周囲の人間にもその匂いが届いてしまっていた。

　また、後者の場合には、香りが必要な個人にのみ提示できる点では、前者の場合と異なるが、チューブなどを装着しなければならず、煩わしく、しかも匂いを発生する装置を固定位置に置いて、屋内の任意の位置に存在する特定人物に対して匂いを提示しようとすると、チューブの長さの制限などにより、困難であった。

　それゆえに、この発明の主たる目的は、煩わしさがなく、個別に匂いを提示できる、匂い提示装置を提供することである。

　請求項１は、匂い源、生体の鼻の３次元位置を検出する検出手段、および検出手段によって検出された３次元位置に向けて匂い源から匂い粒子を放出する放出手段を備える、匂い提示装置である。

　請求項１の発明では、検出手段は、３次元空間に存在する生体（人間）の臭覚器としての鼻の３次元位置を検出する。鼻の３次元位置が検出されると、放出手段は、検出手段によって検出された３次元位置に向けて、すなわち鼻めがけて、匂い源から匂い粒子を放出する。

　請求項１の発明によれば、生体の鼻の３次元位置を特定し、その鼻をめがけて匂い粒子を放出するので、チューブを装着するなどの煩わしさがなく、しかも個別に局所的に匂いを提示できる。

　請求項２は請求項１に従属し、放出手段は、匂い粒子を放出する距離を制御する距離制御手段を含む。

　請求項２の発明では、距離制御手段は、匂い粒子を放出する距離を制御するので、少なくとも放出手段と鼻の３次元位置との距離だけ匂い粒子を飛ばすようにしておけば、放出された匂い粒子を目的の鼻まで到達させることができる。

　請求項３は、匂い源、匂い源から匂い粒子を放出する放出手段、および放出手段から見た生体の鼻の２次元位置を検出する検出手段を備え、放出手段は検出手段によって検出された２次元位置に向けて匂い粒子を放出する、匂い提示装置である。

　請求項３の発明では、放出手段から見た生体（人間）の鼻の２次元位置を検出する。鼻の２次元位置が検出されると、放出手段は、検出手段によって検出された２次元位置に向けて、すなわち鼻めがけて、匂い源から匂い粒子を放出する。この発明においても、請求項１の発明と同様に、チューブを装着するなどの煩わしさがなく、個別に局所的に匂いを提示できる。

　請求項４は請求項１ないし３のいずれかに従属し、放出手段は、放出孔を有する空気砲および放出孔の向きを制御する向き制御手段を含む。

　請求項４の発明では、空気砲を用いて匂い粒子を放出するようにする場合、向き制御手段は、空気砲に設けられる放出孔が鼻の３次元位置を向くように制御する。つまり、目標の鼻めがけて匂い粒子を放出することができる。

　請求項５は請求項４に従属し、匂い源から放出孔或いはその近傍に匂い粒子を供給する供給手段をさらに備える。

　請求項５の発明では、供給手段が、匂い源から空気砲の放出孔或いはその近傍に匂い粒子を供給するので、空気砲から放出される空気によって、匂い粒子が鼻に直線的に運ばれる。

　請求項６は請求項５に従属し、供給手段は、匂い源から異なる種類の匂い粒子の各々を供給する２つ以上の個別供給手段を含み、少なくとも１つの個別供給手段が匂い源から匂い粒子を供給する。

　請求項６の発明では、個別供給手段が異なる種類の匂い粒子の各々を供給する。したがって、いずれか１つまたは２つ以上の個別供給手段によって１種類または２種類以上の匂いを供給することができる。つまり、様々な種類の匂いを提供することができる。

　請求項７は請求項４ないし６のいずれかに従属し、空気砲に衝撃力を与えるプランジャをさらに備え、空気砲の筐体の少なくとも１つの壁面はプランジャの衝撃力によって変形可能に構成される。

　請求項７の発明では、空気砲の筐体の少なくとも１つの壁面すなわたちプランジャによって衝撃力を与えられる壁面は、その衝撃力により変形可能な構成とされる。したがって、プランジャによって空気砲に衝撃力が与えられると、放出孔から空気が直線的に放出されるのである。

　請求項８は請求項５ないし７のいずれかに従属し、空気砲は供給手段によって供給される匂い粒子を切り替える切替手段をさらに備える。

　請求項８の発明では、切替手段は、供給手段によって供給される匂い粒子を切り替えるので、異なる匂いを連続的に提示することができる。

　請求項９は請求項８に従属し、切替手段は、空気砲の筐体に連結され、放出孔を形成する筒と、筒の放出口および筒と筐体との連結口の少なくとも一方を開閉する開閉手段と、を含み、供給手段は、匂い源から筒の放出口またはその近傍もしくはその内部に匂い粒子を供給する。

　請求項９の発明では、空気砲の筐体に連結され、放出孔を形成する筒が設けられる。この筒の開口すなわち放出口および筒と筐体との連結口の少なくと一方が、開閉手段によって開閉される。供給手段は、匂い源からその筒の放出口またはその近傍もしくはその内部に匂い粒子を供給する。匂い粒子を放出した後に、開閉手段によって放出孔を閉じるようにすれば、空気砲に空気を充填する際に、一旦放出された匂い粒子が逆流するのを防止することができ、次回放出する匂い粒子に前回の匂い粒子が混ざってしまうような不都合を防止することができる。したがって、異なる匂いを連続的に提示することができるのである。

　請求項１０は請求項９に従属し、開閉手段は、放出口を開閉する第１シャッタを含む。

　請求項１０の発明では、第１シャッタが放出口を開閉するので、これにより、放出された匂い粒子が空気砲（筒および筐体）の内部に逆流を防止することができる。また、匂い粒子を筒内部に供給する場合には、匂いを放出する前に、筒から匂い粒子が漏れてしまうのを防止することもできる。

　請求項１１は請求項９または１０に従属し、開閉手段は、連結口を開閉する第２シャッタを含む。

　請求項１１の発明では、第２シャッタが連絡口を開閉するので、これにより、放出された匂い粒子が筐体内部に逆流するのを防止することができる。また、第１シャッタおよび第２シャッタの両方を設けるようにすれば、筒内部に匂い粒子を供給する際に、筒外部に匂い粒子が漏れてしまうのを防止することができるとともに、匂い粒子を混ざり合わせることもできる。

　請求項１２は請求項９ないし１１のいずれかに従属し、空気砲の筐体に開閉可能な空気弁を設け、放出孔を閉じるとき空気弁を開放し、放出孔を開放するとき空気弁を閉じる。

　請求項１２の発明によれば、筐体に設けた空気弁を、放出孔を閉じるとき開放し、放出孔を開放するとき閉じるので、放出孔からの匂い粒子の逆流を防止するとともに、筐体内に空気を充填することができる。

　この発明によれば、生体の鼻めがけて匂い粒子を放出するので、チューブを装着するなどの煩わしさがなく、しかも個別に局所的に匂いを提示できる。

　この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

＜第１実施例＞
　図１を参照して、第１実施例の匂い提示装置１０はコンピュータ１２を含み、コンピュータ１２には第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂがそれぞれＡ／Ｄ変換器１６ａ、１６ｂを介して接続される。このコンピュータ１２は、たとえば、パーソナルコンピュータ或いはワークステーションである。

　第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂは、たとえばステレオカメラである。この第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂによって撮影された画像（撮影画像）は、Ａ／Ｄ変化器１６ａおよびＡ／Ｄ変換器１６ｂでディジタルデータに変換され、コンピュータ１２に与えられる。

　また、コンピュータ１２には、ソレノイド１８、俯仰モータ２０および旋回モータ２２が接続される。ソレノイド１８は、コンピュータ１２からの指令信号によって動作するドライバ（図示せず）からの駆動電流によって励磁され、これにより、ソレノイド１８と機械的に連結されるプランジャ３２が駆動される。

　俯仰モータ２０および旋回モータ２２は、駆動機構（図示せず）を介して空気砲２４に連結され、コンピュータ１２の指令信号によって動作するドライバ（図示せず）によって回転駆動され、空気砲２４を上下或いは左右に回転する。

　さらに、コンピュータ１２には、第１ヘッド２６ａ、第２ヘッド２６ｂおよび第３ヘッド２６ｃが接続される。この第１実施例では、ヘッド２６ａ〜２６ｃは、たとえば、インクジェットプリンタに適用されるピエゾ素子を用いたカイザ型ヘッドと同様に構成され、ヘッドに貼り付けられたピエゾ素子に電圧を加えることにより、後述するタンクから供給される匂いの液体（液滴）を吐き出すことができる。

　このような構成の匂い提示装置１０は、たとえば、図２に示すような３次元空間（自由空間）に設置される。そして、第１カメラ１４ａ、第２カメラ１４ｂおよび空気砲２４は３次元空間内に配置される。また、３次元空間の一角に机が配置され、その上にりんごを模した置物が配置される。さらに、壁には、観葉植物が配置される。

　なお、図２においては、簡単に示すため、コンピュータ１２等は省略してある。

　このような３次元空間内に存在する人間、机、置物や観葉植物は、第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂによって撮影され、撮影画像に基づいて、コンピュータ１２で認識される。図示等は省略するが、第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂはパンおよびチルト可能であり、第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂの位置情報（３次元位置）、パンおよびチルトのための機構の制御情報（角度）および撮影画像に基づいて、人間や机、置物、観葉植物等のオブジェクトを認識したり、人間の特定部位（この第１実施例では、鼻）の３次元位置を決定したりすることができる。

　ここで、空気砲２４について詳しく説明すると、図３に示すように、空気砲２４には上述したような第１ヘッド２６ａ、第２ヘッド２６ｂおよび第３ヘッド２６ｃが設けられる。第１ヘッド２６ａ、第２ヘッド２６ｂおよび第３ヘッド２６ｃのそれぞれには、異なる匂いの液体が入った第１タンク２８ａ、第２タンク２８ｂおよび第３タンク２８ｃが装着される。

　なお、空気砲２４は、ポリエチレンテレフタレート（PolyEthylene Terephthalate）のような材質で形成され、後述するように、プランジャ３２の衝撃力によって変形可能である。

　また、第１ヘッド２６ａ、第２ヘッド２６ｂおよび第３ヘッド２６ｃには、それぞれ、第１チューブ３０ａ、第２チューブ３０ｂおよび第３チューブ３０ｃの一方端が接続され、チューブ３０ａ〜３０ｃの他方端は空気砲２４に形成される孔（放出孔）２４ａ或いは放出孔２４ａの近傍に配置される。つまり、ヘッド２６ａ〜２６ｃから吐き出された匂いの液体は、チューブ３０ａ〜３０ｃを介して放出孔２４ａ或いは放出孔２４ａの付近に供給される。

　さらに、図３から分かるように、上述したソレノイド１８およびプランジャ３２が一体的に構成され、これらは空気砲２４の一方側面側に配置され、ソレノイド１８が励磁されプランジャ３２が駆動されることにより、空気砲２４（筐体）に圧力を加えることができる。空気砲２４に圧力が加えられると、その圧力により空気砲２４（の側面）が変形され、放出孔２４ａから空気がまっすぐ放出される。放出される空気は、空気砲２４の大きさやプランジャ３２によって与える衝撃力（圧力）にもよるが、数メートル先まで到達する。

　したがって、ヘッド２６ａ〜２６ｃの少なくとも１つを駆動し、匂いの液体を吐き出して、空気砲２４から空気を放出すると、放出される空気によって匂いの粒子が放出孔２４ａの向く方向に直線的に運ばれる。このとき、プランジャ３２から空気砲２４に加える圧力を調節することにより、空気（匂いの粒子）が到達する距離を変えることができる。

　なお、プランジャ３２から空気砲２４に加える圧力すなわちソレノイド１８の駆動電流と空気砲２４の放出孔２４ａから放出される空気の到達距離との関係は、実験等により予め得られる。

　つまり、図２に示したような３次元空間において、第１カメラ１４ａと第２カメラ１４ｂとの撮影画像を解析し、人間の臭覚器の３次元位置を特定するとともに、当該臭覚器と空気砲２４との距離を算出することにより、空気砲２４の向きを制御するとともに、プランジャ３２が空気砲２４に加える圧力（ソレノイド１８の駆動電流）を決定することができる。その結果、直接人間の臭覚器（特定の目標）めがけて匂いを提示することができる。

　したがって、たとえば、人間が壁に配置された観葉植物に近づいたときに、当該観葉植物を感じることができる匂い、すなわち木や葉の匂いを提示したり、りんごの置物に近づいたときに、りんごの匂いを提示したりすることができる。或いは、それら両方の匂いを提示したりすることもできる。つまり、ヘッド２６ａ〜２６ｃを、それぞれ、単独で駆動させたり、いずれか２つ以上を組み合わせて駆動させたりすることにより、数パターンの匂いを提示することができるのである。

　なお、空気砲２４が設けられる３次元空間に合わせた匂いの液体が、図３に示したタンク２８ａ〜２８ｃに充填されるが、これは設置者の意図により、自由に変更することができる。

　また、この第１実施例では、３つのヘッド２６ａ〜２６ｃを設けるようにしてあるが、さらに多数のヘッドを設けて、異なる種類の匂いの液体を充填したタンクを装着するようにすれば、さらに多種類の匂いを提示することが可能である。

　具体的には、図１に示したコンピュータ１２が図４および図５に示すフロー図を処理する。図４に示すように、匂い提示処理を開始すると、ステップＳ１で匂いを提示するタイミングかどうかを判断する。このタイミングは、匂い提示装置１０が設置される場所等により、設計者が決定することができるが、図２に示したような３次元空間においては、たとえば、人間が観葉植物やりんごの置物に近づいたり、触ったりしたときなどがタイミングである。

　なお、タイミングを判断する場合には、カメラ１４ａ、１４ｂ（イメージセンサ）の撮影画像を画像処理することによって、人間が観葉植物やりんごの置物に近づいたり、触ったりしたことを検出することができる。しかし、かかる画像処理は膨大であるため、たとえば、反射型の光センサや接触センサを設けておき、当該センサからの入力の有無でタイミングかどうかを判断することも可能である。

　ステップＳ１で“ＮＯ”であれば、つまり匂いを提示するタイミングでなければ、そのままステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ１で“ＹＥＳ”であれば、つまりタイミングであれば、ステップＳ３で、提示する匂いの決定処理を実行する。たとえば、上述したような画像処理等に基づいて、人間がどのオブジェクトに近づいたかを特定し、特定されたオブジェクトに対して予め決めてある匂いを決定する。具体的には、駆動するヘッド２６ａ〜２６ｃの少なくとも１つを決定する。

　続くステップＳ５では、生体（人間）の臭覚器（鼻）の３次元位置を検出する。つまり、第１カメラ１４ａと第２カメラ１４ｂとの撮影画像から背景差分法によって人間の全身画像を抽出し、抽出した全身画像から顔領域を認識する。顔領域は、全身画像からの輪郭線抽出処理、輪郭線からの特徴点検出処理を経て認識される。続いて、顔領域から肌色領域を抽出し、肌色領域の中心（重心）を臭覚器としての鼻と特定する。

　続いて、第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂの３次元位置と画像解析の結果から三角測量の方法で当該鼻の３次元位置を特定する。つまり、第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂの３次元位置は予め知ることができ、それらを結ぶ線（基線）も予め知ることができる。次に、撮影画像を撮影したときの第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂの方向に基づいて、特定した鼻の位置が基線に対してなす角度を求めることにより、第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂのそれぞれと鼻との距離および方向（角度）を算出することができる。したがって、鼻の３次元位置が検出（特定）される。

　さらに、空気砲２４の３次元位置も予め知ることができるため、人間の鼻の３次元位置が特定されると、空気砲２４と鼻との間の距離および空気砲２４の向きを決定することができる。

　続いて、ステップＳ７では、空気砲２４の向きを制御する。つまり、ステップＳ５の処理の結果に基づいて決定された空気砲２４の向きに応じて、俯仰モータ２０および旋回モータ２２の少なくとも一方を駆動する。そして、ステップＳ９では、ステップＳ３において決定されたヘッドが第１ヘッド２６ａのみかどうかを判断する。

　ステップＳ９で“ＹＥＳ”であれば、つまり第１ヘッド２６ａのみであれば、ステップＳ１１で第１ヘッド２６ａのみを駆動し、ステップＳ１３でソレノイド１８（プランジャ３２）を駆動して、処理を終了する。

　ただし、ステップＳ１３では、ステップＳ５の処理の結果に基づいて決定された空気砲２４と人間の鼻との間の距離に応じた圧力が空気砲２４に与えられるように、ソレノイド１８の駆動電流が決定される。

　一方、ステップＳ９で“ＮＯ”であれば、つまり第１ヘッド２６ａのみでなければ、ステップＳ１５で、ステップＳ３において決定されたヘッドが第２ヘッド２６ｂのみかどうかを判断する。ステップＳ１５で“ＹＥＳ”であれば、つまり第２ヘッド２６ｂのみであれば、ステップＳ１７で第２ヘッド２６ｂのみを駆動し、ステップＳ１３に進む。

　ステップＳ１５で“ＮＯ”であれば、つまり第２ヘッド２６ｂのみでなければ、ステップＳ１９で、ステップＳ３において決定されたヘッドが第３ヘッド２６ｃのみかどうかを判断する。ステップＳ１９で“ＹＥＳ”であれば、つまり第３ヘッド２６ｃのみであれば、ステップＳ２１で第３ヘッド２６ｃのみを駆動し、ステップＳ１３に進む。

　ステップＳ１９で“ＮＯ”であれば、つまり第３ヘッド２６ｃのみでなければ、ステップＳ２３で、ステップＳ３において決定されたヘッドが第１ヘッド２６ａと第２ヘッド２６ｂとであるかどうかを判断する。ステップＳ２３で“ＹＥＳ”であれば、つまり第１ヘッド２６ａと第２ヘッド２６ｂとであれば、ステップＳ２５で第１ヘッド２６ａと第２ヘッド２６ｂとを駆動し、ステップＳ１３に進む。

　ステップＳ２３で“ＮＯ”であれば、つまり第１ヘッド２６ａと第２ヘッド２６ｂとでなければ、図５に示すステップＳ２７で、ステップＳ３において決定されたヘッドが第２ヘッド２６ｂと第３ヘッド２６ｃとであるかどうかを判断する。ステップＳ２７で“ＹＥＳ”であれば、つまり第２ヘッド２６ｂと第３ヘッド２６ｃとであれば、ステップＳ２９で第２ヘッド２６ｂと第３ヘッド２６ｃとを駆動し、図４に示したステップＳ１３に進む。

　ステップＳ２７で“ＮＯ”であれば、つまり第２ヘッド２６ｂと第３ヘッド２６ｃとでなければ、ステップＳ３１で、ステップＳ３において決定されたヘッドが第１ヘッド２６ａと第３ヘッド２６ｃとであるかどうかを判断する。ステップＳ３１で“ＹＥＳ”であれば、つまり第１ヘッド２６ａと第３ヘッド２６ｃとであれば、ステップＳ３３で第１ヘッド２６ａと第３ヘッド２６ｃとを駆動し、ステップＳ１３に進む。

　ステップＳ３１で“ＮＯ”であれば、つまり第１ヘッド２６ａと第３ヘッド２６ｃとでなければ、第１ヘッド２６ａ、第２ヘッド２６ｂおよび第３ヘッド２６ｃであると判断し、ステップＳ３５で第１ヘッド２６ａ、第２ヘッド２６ｂおよび第３ヘッド２６ｃのすべてのヘッドを駆動し、ステップＳ１３に進む。

　この実施例によれば、人間の鼻の３次元位置を特定し、特定した鼻をめがけて所望の匂いを放出するので、チューブを装着するなどの煩わしさがなく、個別に局所的に匂いを提示することができる。

　また、直接鼻をめがけて匂いを提示するため、３次元空間に拡散するように匂いを放出する場合に比べて、周囲の人間に不快感を与えることがなく、しかも放出する匂い粒子を少なくすることができるので、低コストにすることもできる。

　なお、上述の実施例では、空気砲を用いて匂いを提示するようにしたが、電気的な構成により、匂いを提示するようにすることも可能である。たとえば、ヘッドを駆動することにより吐き出した匂い粒子を帯電させた後、加速電極および偏向電極を駆動して、匂い粒子を人間の鼻めがけて放出することができる。このとき、加速電極によって、匂い粒子を放出する距離を調節し、偏向電極によって、匂い粒子を放出する方向を調節することができる。

　また、上述の実施例では、撮影画像を解析して、人間の鼻を特定し、三角測量の方法により鼻の３次元位置を特定するようにしたが、これに限定されるべきでない。たとえば、米国のＰｏｌｈｅｍｕｓ社が提案する磁気センサを用いた方法やカナダのノーザンディジタル社が提案する光学センサを用いた方法（オプトトラック）により、３次元位置を特定するようにしてもよい。かかる場合には、鼻に磁気的或いは光学的に検出可能なマーカを装着（付着）するので、複雑画像処理を必要とせず、容易に３次元位置を特定することができる。

　さらに、上述の実施例では、３次元空間内に実際に観葉植物や置物などを配置した場合について説明したが、これは仮想空間であってもよい。つまり、人間が観葉植物や置物などのオブジェクトを立体映像で視認できるようにしておき、人間の位置をカメラからの撮影画像に基づいて特定し、仮想空間に配置されたオブジェクトとの位置関係を認識して、匂いを提示するタイミングを判断したり、提示する匂いを決定したりすることもできる。かかる場合には、たとえば、仮想空間におけるストーリの展開に応じて匂いを提示することも可能であり、当該ストーリの展開が上述の実施例で説明したタイミング（図４のステップＳ１）の判断となる。

　また、上述の実施例では、人間に匂いを提示する場合についてのみ説明したが、人間に限らず臭覚器を有する動物等の生体にも匂いを提示できることは言うまでもない。
＜第２実施例＞
　第２実施例の匂い提示装置１０は、１台のカメラを設け、空気砲から見た人間の鼻の２次元位置を特定し、特定した２次元位置すなわち鼻めがけて、匂い粒子を放出するようにした以外は、第１実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。

　図６に示すように、第２実施例の匂い提示装置１０は、図１に示した第１実施例の匂い提示装置１０において、第２カメラ１４ｂとこれに接続されたＡ／Ｄ変換器１６ｂを削除したものである。それ以外の構成については第１実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。

　また、第２実施例では、図７に示すように、第１カメラ１４ａは、空気砲２４と一体的に設けられる。したがって、空気砲２４の旋回および俯仰に従って、第１カメラ１４ａが旋回（パン）および俯仰（チルト）される。これにより、空気砲２４が配置される３次元空間内の映像（画像）を撮影することが可能である。

　このような構成の匂い提示装置１０では、第１カメラ１４ａの撮影画像を解析し、空気砲２４から見た人間の鼻の２次元位置を特定する。そして、撮影画像の中心に人間の鼻が来るように、空気砲２４は旋回または俯仰或いはその両方を制御される。つまり、空気砲２４の放出孔２４ａが当該人間の鼻に向けられる。そして、プランジャ３２によって空気砲２４に圧力が加えられ、直接人間の鼻めがけて匂いが放出される。

　ただし、第１カメラ１４ａのレンズ（図示せず）の中心位置と、空気砲２４の放出孔２４ａの中心位置とには、縦（高さ）方向にずれがあるため、このずれ（差）に起因するオフセットを考慮して、空気砲２４の放出孔２４ａの方向が決定される。つまり、上述したように、第２実施例においては、第１カメラ１４ａを空気砲２４に一体的に設けるようにしたのは、それぞれの横方向の中心位置を合わせることにより、空気砲２４の方向を比較的簡単に決定するためである。

　なお、第１カメラ１４ａと空気砲２４とは、必ずしも一体的に設ける必要はなく、図２に示したように、別個独立に設けるようにすることもできる。この場合には、第１カメラ１４ａの光学中心と空気砲２４の回転中心とが一致しなくなるため、空気砲２４の向きを決定する場合には、第１カメラ１４ａの設置位置と空気砲２４の設置位置とに基づいて、空気砲２４から見た人間の鼻の位置を近似的に計算する必要がある。たとえば、撮影画像における鼻の２次元位置から角度を算出する場合には、オフセットを考慮した撮影画像の中心からの画素数に適切な定数を掛けた（乗算した）上で、ａｒｃｔａｎの演算が施される。

　また、撮影画像の解析処理は、第１実施例で説明した解析処理と同じであるため、重複した説明は省略する。

　さらに、上述したように、この第２実施例では、空気砲２４から見た人間の鼻の２次元位置を特定し、直接人間の鼻めがけて匂いを提示するようにしてある。つまり、人間の鼻と空気砲２４との距離を無視してある。これは、空気砲２４から放出される匂い粒子が、当該空気砲２４が設置される３次元空間内のいずれの位置にも到達するようにしておけば、人間の鼻めがけて放出される匂い粒子は必ず当該鼻まで到達するからである。したがって、この第２実施例では、プランジャ３２が空気砲２４に加える圧力すなわちソレノイド１８の駆動電流は、空気砲２４から放出される匂い粒子が、当該空気砲２４が設置される３次元空間内のいずれの位置にも到達するような値（一定値）に決定されるのである。

　具体的には、図６に示したコンピュータ１２が、図４および図５に示した匂い提示処理とほぼ同様の匂い提示処理を実行する。なお、ほとんどの処理が重複するため、異なる処理についてのみ説明することにする。

　この第２実施例では、ステップＳ５において、空気砲２４から見た人間の鼻の２次元位置を特定する。また、ステップＳ１３においては、鼻と空気砲２４との距離に拘わらず一定値の駆動電流をソレノイド１８に与えて、プランジャ３２を駆動する。これら以外の処理は、第１実施例の場合と同じである。

　第２実施例によれば、空気砲から見た人間の鼻の２次元位置を特定するだけなので、演算処理の負担を軽減することができる。また、第１実施例と同様に、直接鼻めがけて匂い粒子を放出するので、チューブを装着するなどの煩わしさがなく、しかも個別に局所的に匂いを提示することができる。
＜第３実施例＞
　第３実施例の匂い提示装置１０は、空気砲の構成が異なる以外は、第１実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。

　図８（Ａ）に示すように、第３実施例の空気砲２４は、たとえば硬化樹脂やプラスチックで形成され、筐体２４ｂと、この筐体２４ｂに連結され、放出孔２４ａを形成する筒２４ｃとによって構成される。また、筐体２４ｂの背面すなわち筒２４ｃが形成される面の対面には、ゴム膜２４ｄが貼り付けられる。空気砲２４（筐体２４ｂ）には、第１実施例と同様に、タンク２８ａ〜タンク２８ｃが設置され、それぞれのヘッド２６ａ〜２６ｃに連結されるチューブ３０ａ〜３０ｃの先端は、筒２４ｃに差し込まれる。図示は省略するが、筒２４ｃには、チューブ３０ａ〜３０ｃを差し込むための孔が設けられており、したがって、ヘッド２６ａ〜２６ｃから吐き出された匂いの粒子は、チューブ３０ａ〜３０ｃを介して、放出孔２４ａすなわち筒２４ｃの内部に供給されるのである。ただし、チューブ３０ａ〜３０ｃの先端は、筒２４ｃに差し込む必要はなく、放出口２４ｄ或いはその近傍に配置するようにしてもよい。

　また、この第３実施例では、ゴム膜２４ｄを押圧可能な位置にソレノイド１８およびプランジャ３２が配置される。

　図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す空気砲２４の上面図である。なお、簡単のため、図８（Ｂ）においては、タンク２８ａ〜２８ｃ等は省略してある。この図８（Ｂ）のIXA−IXA断面図である図９（Ａ）に示すように、筒２４ｃの両端に設けられる開口すなわち放出口２４ｅおよび連結口２４ｆの各々を開閉するシャッタ３４およびシャッタ３６が設けられる。なお、図８（Ａ）および図（Ｂ）においては、分かり易く説明するために、シャッタ３４およびシャッタ３６は省略した。シャッタ３４およびシャッタ３６は、軸３８に軸支され、軸３８の一方端にシャッタ３４が固定的に取り付けられ、軸３８の他方端にシャッタ３６が固定的に取り付けられる。したがって、軸３８が回転すると、シャッタ３４およびシャッタ３６も回転される。

　図９（Ｂ）に示すように、シャッタ３４（シャッタ３６も同じ。）は、円盤状に形成され、その中心に軸３８が貫通する軸孔３４ａが設けられる。また、シャッタ３４には、扇形の切抜（スリット）３４ｂおよびスリット３４ｃが設けられ、スリット３４ｂとスリット３４ｃとは、シャッタ３４の中心点に対して互いに点対象に形成される。また、図９（Ａ）から分かるように、シャッタ３４およびシャッタ３６は、放出口２４ｅおよび連結口２４ｆの開閉が同時に制御されるように、軸３８に固定される。つまり、回転機構により、放出口２４ｅおよび連結口２４ｆが開閉される。

　なお、スリット３４ｃは、放出口２４ｅの開口径を確保すればよいので、図９（Ｂ）に示した形状に限定される必要はなく、他の形状にすることも可能である。

　さらに、図９（Ａ）に示すように、筐体２４ｂの底面には、空気孔２４ｇが形成され、この空気孔２４ｇを開閉するシャッタ（空気弁）４０が設けられる。このシャッタ４０は、たとえば板状に形成され、図示は省略するが、スライド（スレッド）機構により、空気孔２４ｇを開閉する。ただし、シャッタ４０は、シャッタ３４およびシャッタ３６と同様の形状に形成して、回転機構により、空気孔２４ｇを開閉するようにしてもよい。

　したがって、図１０に示すように、第３実施例では、図１に示した匂い提示装置１０に加えて、さらに、シャッタ３４およびシャッタ３６を開閉するためのモータ５０とシャッタ４０を開閉するためのモータ５２とが設けられる。このモータ５０およびモータ５２もまた、コンピュータ１２によって回転（駆動）制御される。

　なお、図示は省略するが、モータ５０は、たとえば、歯車等によって軸３８と連結され、モータ５２は、たとえば、スレッド機構等によってシャッタ４０に連結される。

　このような構成の匂い提示装置１０では、提示する匂いが決定され、人間の鼻の３次元位置が特定され、そして、空気砲２４の向きが設定されると、シャッタ３４およびシャッタ３６によって、放出口２４ｅおよび連結口２４ｆが閉じられ、シャッタ４０によって、空気孔２４ｇが閉じられる。ただし、提示する匂いを決定したり、人間の鼻の３次元位置を特定したり、空気砲２４の向きを決定したりする前に、シャッタ３４、３８および４０を閉じておくようにしてもよい。

　次に、決定された匂いに応じて、第１ヘッド２６ａ、第２ヘッド２６ｂおよび第３ヘッド２６ｃの少なくとも１つが駆動され、筒２４ｃ内部に匂い粒子が封入される。次に、シャッタ３４およびシャッタ３６が回転され、放出口２４ｅおよび連結口２４ｆが開放され、プランジャ３２が駆動され、ゴム膜２４ｄが押圧される。すると、放出口２４ｅから匂い粒子が放出される。このように、筒２４ｃ内部に匂い粒子を封入するので、放出前に匂い粒子が空気砲２４の外部や筐体２４ｂ内部に漏れるのを防止することができる。つまり、必要最小限の匂い粒子を封入すればよいので、匂い粒子の無駄を省くことができるのである。また、ゴム膜２４ｄを押圧したときに減少する筐体２４ｂの体積が筒２４ｃの内容積と同じ或いはそれよりも大きくなるように、物理的（筐体２４ｂと筒２４ｃの大きさ）に或いは電気的（ソレノイド１８に与える駆動電流の値）またはその両方について設定しておけば、筒２４ｃ内部に封入された匂い粒子を無駄なく放出することができる。

　匂い粒子を放出すると、シャッタ３４およびシャッタ３６が回転され、放出口２４ｅおよび連絡口２４ｆが閉じられる。これと同時或いは略同時に、シャッタ４０が開放され、プランジャ３２によって押圧されたゴム膜２４ｄが元に戻るときに、空気孔２４ｇから筐体２４ｂ内に空気が充填される。このため、放出口２４ｅから放出された匂い粒子が筐体２４ｂ内に逆流するのを防止することができる。したがって、次回匂い粒子を放出する際に、前回放出した匂い粒子が混ざってしまうことがない。つまり、連続的に異なる匂いに切り替えて提示する場合であっても、所望でない匂いが提示されてしまうことを回避できるのである。

　なお、ゴム膜２４ｄは、ソレノイド１８によりプランジャ３２を駆動することにより、または、ゴム膜２４ｄ自身の弾性力によって、元の状態に戻る。

　具体的には、図１０に示したコンピュータ１２が、図４および図５に示した匂い提示処理とほぼ同様の匂い提示処理を実行する。ただし、上述したように、シャッタ３４、３６および４０を設けて、それらを開閉するようにしたので、その開閉についての処理が追加される（図１１参照）。したがって、ここでは、追加された処理についてのみ説明することとし、重複する説明は省略することにする。また、図４に示した匂い提示処理に、シャッタ３４、３６および４０の開閉についての処理を追加した図１１では、図面の都合上、図４で示した処理の一部について省略してある。

　なお、図５に示したステップＳ２７〜ステップＳ３５の処理については、同じであるため、図面は省略してある。

　図１１に示すように、コンピュータ１２が匂い提示処理を開始し、ステップＳ１〜Ｓ７の処理を実行すると、ステップＳ１０１で、モータ５０および５２を駆動制御して、シャッタ３４、３６および４０を閉じる。ただし、上述したように、ステップＳ１０１の処理は、ステップＳ１，ステップＳ３，ステップＳ５，ステップＳ７の処理のいずれかの処理の前に実行するようにしてもよい。

　また、ステップＳ１１、Ｓ１７、Ｓ２１、Ｓ２５、Ｓ２９、Ｓ３３またはＳ３５によって、第１ヘッド２６ａ、第２ヘッド２６ｂおよび第３ヘッド２６ｃの少なくとも１つを駆動すると、ステップＳ１０３で、モータ５０を駆動制御して、シャッタ３４およびシャッタ３６を開放する。そして、ステップＳ１３で、プランジャ３２を駆動して、筒２４ｃ内部に封入された匂い粒子を放出する。

　匂い粒子を放出すると、ステップＳ１０５では、モータ５０を駆動制御して、シャッタ３４およびシャッタ３６を閉じて、次のステップＳ１０７で、モータ５２を駆動制御して、シャッタ４０を開放して、処理を終了する。

　第３実施例によれば、放出孔を筒状に形成し、その開口をシャッタで遮るようにするので、筒内部に匂い粒子を封入して漏洩を防ぐので、匂い粒子の無駄を無くすことができる。

　また、筐体に空気孔を設けるので、ゴム膜が元に戻る際に、一旦放出した匂い粒子が筐体に逆流することがなく、次回提示すべき匂いが前回の匂いと混ざってしまうのを回避することができる。すなわち、所望の匂いを正確に提示することができる。

　さらに、第１実施例と同様に、直接鼻めがけて匂い粒子を放出するので、チューブを装着するなどの煩わしさがなく、個別に局所的に匂いを提示することができるのは言うまでもない。

　なお、第３実施例では、第１実施例と同様に、２台のカメラを設けて人間の鼻の３次元位置を特定するような構成にしてあるが、第２実施例で示したように、１台のカメラを設けて空気砲から見た人間の鼻の２次元位置を特定するような構成にすることもできる。

　また、第３実施例では、空気孔２４ｇを筐体２４ｂの底面に形成するようにしたが、これに限定される必要はなく、ゴム膜２４ｄやシャッタ３６が設けられる部分以外であれば、いずれの位置に形成してもよい。

　さらに、第３実施例に示したシャッタの形状等はこれに限定される必要はなく、様々な形状等を採用できることは言うまでもない。たとえば、羽絞り機構のシャッタを用いることができる。

　さらにまた、第３実施例では、匂い粒子の漏洩および逆流を防止するために、２つのシャッタを設けて、筒の両開口を開閉するようにしたが、匂い粒子の逆流のみを防止する場合には、いずれか１つのシャッタを設けるようにすればよい。

　また、第３実施例では、匂い粒子を筒に封入する場合には、匂い粒子の漏洩を防止するため、２つのシャッタによって筒の放出口および連結口を閉じるようにしたが、筒の外部で濃度の高い匂い付き空気を生成し、その匂い付き空気を筒の内部に封入する場合には、たとえば、連結口を少し開けておき、その匂い付き空気を封入し易くする必要がある。かかる場合には、２つのシャッタを別個独立に回転させたり、その取り付け位置を回転方向にずらしたりすればよい。

この発明の匂い提示装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１実施例に示す匂い提示装置が適用される３次元空間の一例を示す図解図である。 図１実施例に示す空気砲、ソレノイドおよびプランジャの構成の一例を示す図解図である。 図１実施例に示すコンピュータの匂い提示処理の一部を示すフロー図である。 図１実施例に示すコンピュータの匂い提示処理の他の一部を示すフロー図である。 この発明の匂い提示装置の構成の他の一例を示す図解図である。 図６実施例に示す匂い提示装置が適用される３次元空間の一例を示す図解図である。 この発明の匂い提示装置に適用される空気砲の他の一例を示す図解図である。 図８実施例に示す空気砲の断面図および空気砲に設けられるシャッタの図解図である。 この発明の匂い提示装置の構成のその他の一例を示すブロック図である。 図１０実施例のコンピュータの匂い提示処理の一部を示すフロー図である。 従来の匂い提示装置の一例を示す図解図である。

符号の説明

　１０　…匂い提示装置
　１２　…コンピュータ
　１４ａ、１４ｂ　…カメラ
　１８　…ソレノイド
　２０　…俯仰モータ
　２２　…旋回モータ
　２４　…空気砲
　２６ａ，２６ｂ，２６ｃ　…ヘッド
　２８ａ，２８ｂ，２８ｃ　…タンク
　３２　…プランジャ
　３６，３８，４０　…シャッタ

Claims (12)

1. 　匂い源、
   　生体の鼻の３次元位置を検出する検出手段、および
   　前記検出手段によって検出された前記３次元位置に向けて前記匂い源から匂い粒子を放出する放出手段を備える、匂い提示装置。
2. 　前記放出手段は、前記匂い粒子を放出する距離を制御する距離制御手段を含む、請求項１記載の匂い提示装置。
3. 　匂い源、
   　前記匂い源から匂い粒子を放出する放出手段、および
   　前記放出手段から見た生体の鼻の２次元位置を検出する検出手段を備え、
   　前記放出手段は前記検出手段によって検出された前記２次元位置に向けて前記匂い粒子を放出する、匂い提示装置。
4. 　前記放出手段は、放出孔を有する空気砲および前記放出孔の向きを制御する向き制御手段を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の匂い提示装置。
5. 　前記匂い源から前記放出孔或いはその近傍に前記匂い粒子を供給する供給手段をさらに備える、請求項４記載の匂い提示装置。
6. 　前記供給手段は、前記匂い源から異なる種類の匂い粒子の各々を供給する２つ以上の個別供給手段を含み、
   　少なくとも１つの前記個別供給手段が前記匂い源から匂い粒子を供給する、請求項５記載の匂い提示装置。
7. 　前記空気砲に衝撃力を与えるプランジャをさらに備え、
   　前記空気砲の筐体の少なくとも１つの壁面は前記プランジャの衝撃力によって変形可能に構成される、請求項４ないし６のいずれかに記載の匂い提示装置。
8. 　前記空気砲は前記供給手段によって供給される前記匂い粒子を切り替える切替手段をさらに備える、請求項５ないし７のいずれかに記載の匂い提示装置。
9. 　前記切替手段は、前記空気砲の筐体に連結され、前記放出孔を形成する筒と、前記筒の放出口および前記筒と前記筐体との連結口の少なくとも一方を開閉する開閉手段と、を含み、
   　前記供給手段は、前記匂い源から前記筒の放出口またはその近傍もしくはその内部に前記匂い粒子を供給する、請求項８記載の匂い提示装置。
10. 　前記開閉手段は、前記放出口を開閉する第１シャッタを含む、請求項９記載の匂い提示装置。
11. 　前記開閉手段は、前記連結口を開閉する第２シャッタを含む、請求項９または１０記載の匂い提示装置。
12. 　前記空気砲の筐体に開閉可能な空気弁を設け、
    　前記放出孔を閉じるとき前記空気弁を開放し、前記放出孔を開放するとき前記空気弁を閉じる、請求項９ないし１１のいずれかに記載の匂い提示装置。

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