JP7403900B1 - ウェアラブル刺激制御装置及びそのための刺激制御ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが移動しても、人の感覚に対して所定の刺激をタイムラグなしに与えることができる刺激制御装置を提供する。【解決手段】刺激制御装置５０は、第１表面及び第２表面を持つ中空の筐体であって、第１表面に形成された複数の開口を持つ筐体６２、６４と、筐体６２、６４の内部に空気を送り込む空気送出口を持つメインブロアと、複数の開口に対してそれぞれ設けられ、互いに独立に制御可能なシャッタとを含む。【選択図】図１

Description

この発明はユーザに対する新たな刺激を与える装置に関し、特に、場面に応じて多様な香りなどの刺激をユーザに与える多機能の刺激制御装置に関する。

香りは人の感覚の中において最も基本的なものである。人は、生活の様々な場面において香りを経験し、香りに対応した様々な反応を示す。

一方、最近はバーチャルリアリティ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ：ＶＲ）という言葉がよく使用される。これは、例えば映像再生装置及び音声再生装置を内蔵したゴーグルと呼ばれる装置を頭部に装着し、映像と音声とにより形成される仮想的世界を経験させるものである。こうした仮想的世界においても香りを使用することが考えられる。

しかしそのためには、状況に応じた香りを自在に発生し、また自在に消去する技術が必要である。そうした技術が後掲の特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示の装置によれば、複数種類の香りを望み通りのタイミングにおいて発生し、また消去することが可能である。特許文献１には、さらに、ユーザが香り発生に伴う音を気にすることがないように、環境音の大きさに応じて香り発生の強度を変化させることが開示されている。

特許第７０２７５８５号公報

特許文献１に開示の装置によれば、例えば映画を自宅のテレビジョンにより楽しんでいるときに、その場面に応じた香りを発生させることができる。また映画の再生に伴う音の大きさにあわせて香り発生に伴う音を調整するため、香り発生に伴う音を気にすることなく映画を楽しむことができるという効果がある。

しかし、特許文献１に開示された技術は、ＶＲに適用するためには未だ改良の余地があると思われる。それは、特許文献１に開示された装置は、主として机上又はテーブル上などにおいて用いられるという事実である。ＶＲにおいては、ユーザが仮想環境の内部に置かれ、その仮想環境の内部を動き回ることが想定される。特許文献１に開示されたように固定された位置に置く装置の場合には、場面にあわせて香りを出すようにしても実際に移動することがあるユーザが十分に香りを感じることは難しく、仮に感じることができたとしてもタイムラグが生じる。したがって、特許文献１に開示の装置は、仮想環境においては十分に効果を発揮できない可能性がある。また、仮想環境において香りを利用するだけにとどまらず、仮想環境のように人が移動する環境において、人の感覚に対して今まで実現されていなかった刺激をタイムラグなしに実現できるとより好ましい。

それゆえに、この発明の目的は、ユーザが移動しても、人の触覚又は嗅覚に対する刺激をタイムラグなしに与えることができるウェアラブル刺激制御装置、及びそのための刺激制御ヘッドを提供することである。

この発明の第１の局面に係る刺激制御装置は、第１表面及び第２表面を持つ中空の筐体であって、第１表面に形成された複数の開口を持つ筐体と、筐体の内部に空気を送り込む空気送出口を持つメインブロアと、複数の開口に対してそれぞれ設けられ、互いに独立に制御可能なシャッタとを含む。

好ましくは、筐体の第１表面には、複数の開口にそれぞれ隣接して複数のカートリッジ挿入口が形成され、さらに、筐体の内部であって、複数のカートリッジ挿入口に挿入された香りカートリッジの底部に当接するようにそれぞれ設けられた空気噴出口を持つ複数のサブブロアを含み、メインブロアは、複数のサブブロアのいずれよりも高い送風能力を持つ。

より好ましくは、刺激制御装置はさらに、複数のカートリッジ挿入口のいずれかに挿入される香りカートリッジを含む。

さらに好ましくは、筐体は、長手方向と短手方向とを持ち、複数のカートリッジ挿入口と複数の開口とは、長手方向に沿って配列されている。

より好ましくは、複数のカートリッジ挿入口と、複数の開口とは、互い違いに長手方向に沿って配列されている。

さらに好ましくは、複数のカートリッジ挿入口の内壁のうち、長手方向に伸びる内壁は、いずれも第１の表面に対して互いに同じ第１所定角度だけ傾くように形成されている。

好ましくは、複数のカートリッジ挿入口の内壁のうち、長手方向と交わる方向に伸びる内壁は、いずれも第１の表面に対して互いに同じ第２所定角度だけ傾くように形成されている。

好ましくは、刺激制御装置は、複数のカートリッジ挿入口の内部にそれぞれ設けられた、複数のＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アンテナをさらに含んでもよく、また香りカートリッジには、ＲＦＩＤアンテナに対向する位置に設けられたＲＦＩＤタグが設けられてもよい。

より好ましくは、刺激制御装置は、メインブロアの空気送出口と複数の開口の各々とを結ぶパイプをさらに含む。

より好ましくは、パイプの複数の開口に隣接する部分の各々は、その外周が、複数のカートリッジの内壁と平行になるように形成されている。

さらに好ましくは、パイプは、メインブロアの空気送出口に接続された吸入口を持つパイプ本体と、パイプ本体から分岐し、複数の開口にそれぞれ接続される複数の分岐部とを持つ。

好ましくは、複数のシャッタは、複数の分岐部にそれぞれ形成されている。

さらに好ましくは、複数のカートリッジ挿入口及び複数の開口は、いずれも、筐体の、長手方向の中心線よりも同じ一方側に形成されている。

この発明の第２の局面に係るウェアラブル刺激制御装置は、上記したいずれかの、互いに面対称に形成された第１刺激制御装置及び第２刺激制御装置と、第１刺激制御装置及び第２刺激制御装置の長手方向が互いに平行になるように、かつ互いが面対称の位置に配置されるように、第１刺激制御装置及び第２刺激制御装置の各々の長手方向端部に接続されたネック部とを含む。

好ましくは、ウェアラブル刺激制御装置は、外部から受けた制御信号又はプログラムに従って、第１刺激制御装置及び第２刺激制御装置の各々の、複数のサブブロア及びメインブロアを互いに独立に制御する制御部をさらに含む。

より好ましくは、制御部は、ネック部に設けられる。

この発明の第３の局面に係るウェアラブル刺激制御装置は、上記したいずれかの、互いに面対称に形成された第１刺激制御装置及び第２刺激制御装置を含む、ショルダー型のウェアラブル刺激制御装置である。

ウェアラブル刺激制御装置はさらに、第１刺激制御装置が取り付けられた第１端部と、第２刺激制御装置が取り付けられた第２端部とを持ち、ユーザの頸部にユーザの背後からかけることにより、第１刺激制御装置及び第２刺激制御装置がユーザの胸に位置するように形成されたネック部をさらに含んでもよい。

この発明の上記及び他の目的、特徴、局面及び利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

図１は、この発明の１実施形態に係る刺激制御装置である香り制御装置の斜視図である。 図２は、図１に示す香り制御装置において使用される香りカートリッジの前方斜め上方向からの拡大斜視図である。 図３は、図２に示す香りカートリッジの後方斜め下方向からの拡大斜視図である。 図４は、図１に示した香り制御装置において香りカートリッジを装填した状態を示す斜視図である。 図５は、図１に示した香り制御装置を頸部に装着した状態を示す図である。 図６は、図１に示した香り制御装置の正面図である。 図７は、図１に示した香り制御装置の背面図である。 図８は、図１に示した香り制御装置の右側面図である。 図９は、図１に示した香り制御装置の左側面図である。 図１０は、図１に示した香り制御装置の平面図である。 図１１は、図１に示した香り制御装置の底面図である。 図１２は、図１に示した香り制御装置の香り制御ヘッドの分解斜視図である。 図１３は、図１に示した香り制御装置のカートリッジ挿入口付近の拡大図である。 図１４は、図１に示した香り制御装置のネック部の内部を示す図である。 図１５は、図１４において制御基板を除いた状態を示す図である。 図１６は、図１２に示したパイプの正面図である。 図１７は、図１２に示したパイプの背面図である。 図１８は、図１２に示したパイプの右側面図である。 図１９は、図１２に示したパイプの左側面図である。 図２０は、図１２に示したパイプの平面図である。 図２１は、図１２に示したパイプの底面図である。 図２２は、図２１に示すパイプの２０－２０方向の矢視断面図である。 図２３は、図１７に示すパイプの２１－２１方向の矢視断面図である。 図２４は、図１４に示した制御基板の構成を示すブロック図である。 図２５は、図１４に示した制御基板実行するヘッド駆動プログラムの制御構造を示すフローチャートである。 図２６は、触感刺激を用いて人間に特定の感触を生じさせるプログラムの１例の制御構造を示す図である。 図２７は、この発明の第２実施形態に係る刺激制御装置である香り制御装置の斜視図である。 図２８は、図２７に示す香り制御装置の分解斜視図である。 図２９は、図２７に示す香り制御装置において使用される香りカートリッジの後方斜め上方向からの拡大斜視図である。 図３０は、図２７に示す香り制御装置の制御基板の概略ブロック図である。

以下の説明及び図面においては、同一の部品には同一の参照番号を付してある。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１実施形態＞
１．構成
図１から図１１を参照して、この発明の１実施形態は、ユーザが移動する環境においても、ユーザの感覚に対する香りと触覚の感覚に対する刺激を生じさせることができるウェアラブルな香り制御装置５０に関する。香り制御装置５０は、香りカートリッジが挿入可能な複数のカートリッジ挿入口７０、７２及び７４を持つ、中空の筐体を持つ香り制御ヘッド６４と、香り制御ヘッド６４と面対称な形状を持ち、香り制御ヘッド６４と面対称となる位置に配置された、カートリッジ挿入口７６、７８及び８０を持つ香り制御ヘッド６２と、これら２つの香り制御ヘッド６２及び６４を両端に保持するネック部６０とを含む。

ネック部６０は、合成樹脂からなり、浅いＵ字型の形状を持つネックバンド９０と、ネックバンド９０の一端と香り制御ヘッド６２との間と、ネックバンド９０の他端と香り制御ヘッド６４との間とにそれぞれ設けられ、全体としては棒状であり、曲げられるとその形を保持するような変形が可能となるように形成されたアジャストアーム９２及び９４とを含む。ネックバンド９０並びにアジャストアーム９２及び９４は、ネック部６０のネックバンド９０をユーザの頸部に後方からかけることにより、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４がユーザの胸の部分に、カートリッジ挿入口７０などが上を向いて安定するような形状及び寸法に形成されている。

特に図１及び図６を参照して、ネック部６０は、ほぼＵ字型の正面形状を持つ。図８に示す香り制御装置５０の右側面を参照して、ネック部６０は中央付近、具体的にはネックバンド９０とアジャストアーム９２との接続部分に近いアジャストアーム９２の部分において右側に曲がっており、アジャストアーム９２の下端には香り制御ヘッド６２が固定されている。図９を参照して、ネック部６０の左側面は右側面と対称形である。具体的には、ネック部６０の左側面は中央付近、具体的にはネックバンド９０とアジャストアーム９４との接続部分に近いアジャストアーム９４の部分において左側に曲がっており、アジャストアーム９４の下端には香り制御ヘッド６４が固定されている。

香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４はいずれも長手方向９６と短手方向９８とを持つ。例えば、香り制御ヘッド６２においては、長手方向９６の一方端部がテーパしており、図６及び図７に示すように、その先端がネック部６０の正面から見て右側のアジャストアーム９２の下端に固定されている。図６及び図７を参照して、香り制御ヘッド６４は正面から見て香り制御装置５０の上下方向（長手方向９６）の中心線に関して香り制御ヘッド６２と面対称な位置に配置され、アジャストアーム９４の下端に固定されている。

図４に示すように、香り制御ヘッド６４の３つのカートリッジ挿入口には、香りカートリッジ１００、１０２及び１０４が挿入される。香り制御ヘッド６２の３つのカートリッジ挿入口には、香りカートリッジ１０６、１０８及び１１０が挿入される。

図５に示すように、香り制御装置５０のユーザは、香り制御装置５０のネック部６０のネックバンド９０をユーザの首筋にかけ、アジャストアーム９２及び９４が肩の上に乗るように、香り制御装置５０を装着する。この結果、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４がユーザの顔の斜め下の位置となる。すなわち、香り制御装置５０は、ショルダー型のウェアラブルな香り制御装置である。カートリッジ挿入口７０から８０は、いずれも、香りカートリッジをこれらに装着したときに、各香りカートリッジの香りの噴出口が顔面の中央付近、すなわち鼻の方向を向くように形成されている。アジャストアーム９２及び９４により、ネックバンド９０をユーザの首にかけたときに、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４に装着された香りカートリッジの先端がそのユーザの鼻を向くように香り制御装置５０の姿勢を調整できる。

図２に、この香り制御装置５０において使用される香りカートリッジ１００の上方向からの拡大斜視図を示し、図３に香りカートリッジ１００の下方向からの拡大斜視図を示す。図２及び図３を参照して、香りカートリッジ１００は、内部に芳香剤ペレットを格納可能な空間を持つペレット収納部１３０と、ペレット収納部１３０の内部の空間を閉じるためのカバー１３２とを含む。ペレット収納部１３０及びカバー１３２が香りカートリッジ１００の筐体を形成する。この筐体は、全体としては扁平な直方体であり、香りを含む空気の噴出口１４０を持つ上面１３４（図２）と、ペレット収納部１３０の内部の空間に空気を供給するための給気口１４２を持つ底面１３８（図３）と、ペレット収納部１３０の外側面からなる前面１３６（図２）と、カバー１３２の外側面からなる裏面１４６（図３）とを持つ。給気口１４２を介して空気を香りカートリッジ１００の内部に吹き込むことにより、カートリッジ１００の内部に封入された芳香剤ペレットからの香りを含んだ空気が噴出口１４０から吹き出される。

図２及び図３を参照して、香りの噴出口１４０は香りカートリッジ１００の長手方向１４４の一方端部である上面１３４の中央に形成されている。香りカートリッジ１００の長手方向の他方端部である底面１３８の中央には、給気口１４２が形成されている。この給気口１４２に、後述するマイクロブロアにより空気を送り込むことにより、香りの噴出口１４０から香りを含んだ空気が吹き出される。ただしマイクロブロアは交番電圧に応答して振動する振動膜により空気を送り出すものであり、空気の流れを作るときのパワーは限定されている。したがって、マイクロブロアにより香りの噴出口１４０から吹き出される空気が到達する範囲はそれほど広範囲ではない。ただし図５に示すように香りカートリッジ１００の香り噴出口がユーザの鼻を向くように香りカートリッジ挿入口の内周壁を形成しておくことにより、ユーザの鼻付近にまで香りを届かせることができる。なお、ユーザの鼻付近に香りが届く際、香りを搬送する空気の流れがユーザの頬にあたり、ユーザが空気の流れを感じるという効果もある。空気の流れを感じる効果は、香りを噴出させないときにも得られる。

図１２に、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４のうち、例えば香り制御ヘッド６４の分解斜視図を示す。香り制御ヘッド６２の構造は、香り制御ヘッド６４と面対称である。図１２を参照して、香り制御ヘッド６４は、底板２００と、底板２００の上部から底板２００に固定されるカバー２０２と、香り制御ヘッド６４の、香り制御ヘッド６２と反対側の側面をカバーするようにカバー２０２に固定される側面カバー２０４と、ネック部６０側の端部において底板２００及びカバー２０２の間に装着され、外部から香り制御ヘッド６４への給電及び制御信号のための配線を通すための接続部２０６とを含む。底板２００、カバー２０２及び側面カバー２０４により形成される中空の筐体の内部には、後述するような様々な部品が設けられる空間が形成される。

カバー２０２には、カートリッジ挿入口７０、７２及び７４が、香り制御ヘッド６４のネック部６０側から順番に長手方向の直線上に互いに等間隔となるように形成されている。これらカートリッジ挿入口７０、７２及び７４は、香りカートリッジが挿入される方向から見たときに、ほぼ香りカートリッジの外周より少し大きく、丸みを帯びた４隅を持つ長方形となるように形成されている。より具体的には、カートリッジ挿入口７０、７２及び７４の各々の内周を形成する４面のうち、香り制御ヘッド６４の長手方向と平行な２面は、カバー２０２の上面におけるその位置が、裏面における位置よりも少し側面カバー２０４から遠い位置となるように形成されている。他の２面、すなわち香り制御ヘッド６４の長手方向と交わる方向の２面は、カバー２０２の上面における位置が、裏面における位置よりも少しネック部６０に近くなるように形成されている。このようにカートリッジ挿入口７０、７２及び７４を形成することにより、香りカートリッジをカートリッジ挿入口７０、７２及び７４に挿入したときに、香りカートリッジの香りの噴出口をユーザの鼻の方向に向かせることができる。

なお、カートリッジ挿入口７０、７２及び７４の内周の４面がカバー２０２の上面となす角度は、ネック部６０のアーム部分の長さ、香り制御ヘッド６４の長手方向の長さ、香り制御ヘッド６４の短手方向の幅、及び香り制御装置５０を装着するユーザの鼻の想定位置とにより異なり、一様に決めることはできず、設計により定まる事項である。

カバー２０２の上面にはさらに、開口２２０、２２２及び２２４が形成されている。この実施形態においては、これら開口２２０、２２２及び２２４は、それぞれカートリッジ挿入口７０、７２及び７４に、ネック部６０側から隣接する位置に形成されている。開口２２０はカートリッジ挿入口７０とネック部６０との間に、開口２２２はカートリッジ挿入口７２とカートリッジ挿入口７０との間に、開口２２４はカートリッジ挿入口７４とカートリッジ挿入口７６との間に、それぞれ形成されている。すなわち、カートリッジ挿入口７０、７２及び７４と開口２２０、２２２及び２２４とは、互い違いとなるように配置されている。この実施形態において、開口２２０、２２２及び２２４は、カートリッジ挿入口７０、７２及び７４と同様、例えばカートリッジ挿入口７０にカートリッジが挿入される方向から見たときにほぼ長方形となるように形成されている。したがって、開口２２０、２２２及び２２４の内周を形成する４面の形状はカートリッジ挿入口７０などの内周を形成する４面と同様である。

図１２をさらに参照して、香り制御ヘッド６４の内部の、カートリッジ挿入口７０、７２及び７４にそれぞれ香りカートリッジが挿入されたときに、各香りカートリッジの給気口が形成された端部と当接する位置には、外部からの駆動信号に応答して、それぞれこれら香りカートリッジの給気口１４２に空気を吹き込むためのマイクロブロア２６０、２６２及び２６４が設けられる。

香り制御ヘッド６４の内部にはさらに、マイクロブロア２６０などよりも大きなパワーにより空気の流れを作り出すためのシロッコファンからなるブースタブロア２１０と、ブースタブロア２１０を制御するためのブロア基板２１２と、ブースタブロア２１０の空気送出口に一端が接続され、ブースタブロア２１０が吹き出す空気を開口２２０、２２２及び２２４に分配するための、分岐部２３２、２３４及び２３６を持つパイプ２１４とを含む。ブースタブロア２１０はメインブロアに相当し、マイクロブロア２６０などはサブブロアに相当する。上記したように、マイクロブロア２６０などの送風能力は、いずれもブースタブロア２１０の送風能力よりも低い。分岐部２３２、２３４及び２３６には、外部から独立に開閉制御可能なシャッタ２４０、２４２及び２４４がそれぞれ設けられている。これらシャッタを駆動することにより、ブースタブロア２１０が吹き出す空気をカバー２０２の開口２２０、２２２及び２２４のうちの任意の開口からユーザの鼻付近に向けて吹き出したり、止めたりできる。なお、ここで用いられるシャッタ２４０、２４２及び２４４としては、常時は閉じていて通電時のみ開く常閉シャッタが望ましい。

側面カバー２０４には、ブースタブロア２１０、並びにマイクロブロア２６０、２６２及び２６４が使用する空気を外部から取入れるための空気取入れスリット２５８が形成されている。側面カバー２０４の先端の外側（カートリッジ挿入口７０などと反対側）の面には、電源ボタン２５２と、電源ボタン２５２の動作に応じて前後に移動するスイッチバー２５０が設けられている。香り制御ヘッド６４の内部には、スイッチバー２５０の動きに応じて電源のオン及びオフを示す信号を生成し、図１２には図示しない制御回路に送信するためのスイッチ基板２５６が設けられる。スイッチ基板２５６と側面カバー２０４との間には、香り制御ヘッド６４の稼働状態を複数の表示色を切り替えて表示するためのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）２５４が設けられている。

図１３は、図１において矢印Ａの方向からカートリッジ挿入口７４の内部を見たときの拡大図である。図１３を参照して、カートリッジ挿入口７４の内部の、カートリッジ挿入口７４に挿入された香りカートリッジの給気口側の端部に当接する位置にはマイクロブロア２６４が設けられる。マイクロブロア２６４は、その空気吹き出し口が香りカートリッジの給気口と接する位置に設けられる。他のマイクロブロア２６２、２６０も同様にカートリッジ挿入口７２、７０の内部に設けられる。なお、図１３において、カートリッジ挿入口７４に隣接するカバー２０２の表面に３つの凸部からなるマーク２７０が形成されている。マーク２７０は、カートリッジ挿入口７４が香り制御ヘッド６４のネック部６０側から数えて何番目の香りカートリッジの挿入口かを指の触覚により知るためのものである。ＶＲを経験する際には、ゴーグルを着用することが一般的である。ゴーグル着用時には首元に近いところの胸部に位置するカートリッジ挿入口を見ることは難しい。そのため、指定された香りカートリッジを香り制御ヘッド６４の所定のカートリッジ挿入口に装着することが難しい。図１３に示すようにマーク２７０のようなマークをカートリッジ挿入口の各々の近傍に設けておくことにより、香り制御装置５０のユーザはカートリッジ挿入口の位置を把握できる。

図１４は、ネック部６０の裏面のカバーを取り去った状態の香り制御装置５０の背面図である。図１４に示すように、ネック部６０の中央部分には、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４の内部の部品を制御するための制御基板３００が設けられる。制御基板３００は図示しないマイクロコンピュータを搭載している。制御基板３００にはＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタ３０２が設けられている。マイクロコンピュータはＵＳＢコネクタ３０２を介して外部と通信可能である。また制御基板３００には各種無線規格に従って外部と無線通信可能な無線通信装置も搭載されている。この結果、このマイクロコンピュータは例えば外部から無線通信により与えられる信号に応答して香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４の各部を制御して、指定された香りを指定されたタイミングにおいて発生したり停止したり、ブースタブロア２１０のみを起動して各香りカートリッジを動作させないことにより、既に発生した香りを消散させたり、又は風によりユーザの頬に対して所定の触感に似た感覚を生じさせたりできる。

図１５は、図１４において制御基板３００を取り除いた状態を示す香り制御装置５０の背面図である。図１５に示すように、制御基板３００の下部には充電池３５０が設けられる。充電池３５０は、図１４に示すＵＳＢコネクタ３０２を介して外部からの電力供給を受けて充電される。充電池３５０は、制御基板３００、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４の各部品にパワーを供給する。このＵＳＢコネクタ３０２を介しての外部からの直接的な電力供給に代えて電磁誘導によるワイヤレス方式による充電も可能である。

図１６はパイプ２１４の正面図、図１７は背面図、図１８は右側面図、図１９は左側面図、図２０は平面図、図２１は底面図である。これらの図により示されるように、パイプ２１４は、図１２に示すブースタブロア２１０の空気吹き出し口と嵌合する吸入口４００を持つ主パイプ２３０と、主パイプ２３０から分岐する分岐部２３２、２３４及び２３６とを含む。分岐部２３２、２３４及び２３６は、主パイプ２３０から分岐して、それぞれ図１２に示す開口２２０、２２２及び２２４からブースタブロア２１０から供給される空気を吹き出すためのものである。

図２２は図２１の２２－２２方向の矢視断面図である。図２２に示されるように、主パイプ２３０の内部は吸入口４００に開口する空気供給路４５０となっており、空気供給路４５０は分岐部２３２、２３４及び２３６の内部と通じている。主パイプ２３０から分岐部２３２、２３４及び２３６に分岐する部分には、それぞれシャッタ２４０、２４２及び２４４が設けられている。図１２に示すブースタブロア２１０を起動し、これらシャッタ２４０、２４２及び２４４を独立に制御することにより、パイプ２１４は、その分岐部２３２、２３４及び２３６の任意の組合せから空気を吹き出すことができる。シャッタ２４０、２４２及び２４４はいずれも同種の電磁シャッタであり、例えばソレノイドバルブ、ロータリシャッタ、チェック弁などを利用できる。

図２３は図１７の２３－２３方向の矢視断面図である。吸入口４００と空気供給路４５０とは連続しており、空気供給路４５０は分岐部２３６などの内部と連続している。

図１７から図２３、特に図２３に示すように、分岐部２３２、２３４及び２３６は主パイプ２３０に対して直角ではなく所定の角度を持って分岐している。この角度は、図５及び図１２に示すように、香りカートリッジが香り制御ヘッド６４に装着されるときに香りカートリッジの香りの噴出口１４０が向く方向とほぼ一致するように選ばれている。図１２に示す開口２２０、２２２及び２２４も同様に形成されているため、これら分岐部の内周面は、開口２２０、２２２及び２２４の４つの内周面のうち、対応するものとほぼ平行とされている。こうすることにより、香りカートリッジから香りを持つ空気が吹き出されるときに、ブースタブロア２１０を動作させ、開口２２０、２２２及び２２４のうちの対応する開口部においてシャッタを開くことにより、その香りカートリッジの近傍の開口部から空気が吹き出される。ブースタブロア２１０により生成される空気の流れは強く、早い。その結果、香りカートリッジから吹き出される香りを含んだ空気は、この流れにすぐに合流し、流れに乗って比較的遠くに届くことになる。

なお、前述したように、香りカートリッジから香りを含んだ空気を吹き出していないときにシャッタ２４０、２４２及び２４４の任意の組合せを開いてブースタブロア２１０を動作させることにより、既に吹き出された香りを含んだ空気を直ちに消散させたり、風によってユーザの顔に触覚的な刺激を与えたりできる。

図２４は、この実施形態に係る香り制御ヘッド６２及び６４の制御を行うための制御基板３００の構成を示す。図２４を参照して、制御基板３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１０と、ＣＰＵ５１０に接続されたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５１２及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５１４と、ＣＰＵ５１０に接続されたタイマ、電源回路などの周辺回路５１６と、ＣＰＵ５１０に接続された入出力Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５１８とを含む。制御基板３００はさらに、入出力Ｉ／Ｆ５１８に接続され、入出力Ｉ／Ｆ５１８から出力される、香り制御ヘッド６２及び６４の各マイクロブロアの制御信号に応答して、各マイクロブロアを駆動するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力するＰＷＭ回路５２０と、入出力Ｉ／Ｆ５１８に接続された無線通信機５２２とを含む。入出力Ｉ／Ｆ５１８からは、香り制御ヘッド６２及び６４のブロア基板２１２の駆動信号と、各シャッタの駆動信号とが出力される。また入出力Ｉ／Ｆ５１８には、ＵＳＢコネクタ３０２が接続される。

香り制御ヘッド６２及び６４を制御するためのプログラムはＲＯＭ５１４に格納されており、実行時にはＲＡＭ５１２にロードされる。ＣＰＵ５１０はこのプログラムを実行し、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４の各部を駆動するための信号を入出力Ｉ／Ｆ５１８に出力する。ＰＷＭ回路５２０は、ＣＰＵ５１０が出力する香り制御ヘッド６２及び６４の各部を駆動する信号のうち、各マイクロブロアを制御するための信号に基づいて、各マイクロブロアを駆動するためのＰＷＭ信号を生成して各マイクロブロアの駆動部に供給する。

無線通信機５２２は、例えば香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４を駆動するための所定のプログラムを受信してＲＡＭ５１２に格納したり、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４を駆動させるための命令を受信して直ちにＣＰＵ５１０に与えて命令を実行させたりする。

なお、ＣＰＵ５１０は、図１２に示すＬＥＤ２５４を駆動するための信号も出力するが、図２４においては、図面を簡略にするためにそれら信号は図示していない。

図２５に、ＣＰＵ５１０が、動作開始命令５６２を受けて実行するカートリッジ駆動プログラム５６０の制御構造を示す。なお、この実施形態においては、プログラムに応じて定められる香りカートリッジを、カートリッジ挿入口７０から８０にそれぞれ予め挿入しておく必要がある。どの香りカートリッジをどのカートリッジ挿入口に挿入すべきかについては、例えばカートリッジ駆動プログラム５６０の使用説明書などに記載しておく。この実施形態においては、カートリッジ駆動プログラム５６０は、発生すべき香りを香り識別子により特定する。この識別子が、どのカートリッジ挿入口に挿入された香りカートリッジから発生される香りに対応するかという情報が、デコード用テーブル５６４に予め記憶されている。

図２５を参照して、この実施形態においては、動作開始命令５６２は、香り識別子と、ブースタブロア２１０の起動／停止を示すブースタ動作指示と、その香りを発生させる時間である動作時間とを含む。この香りは、香りカートリッジの香りと１対１に対応する訳ではない。例えば複数の香りカートリッジを動作させることにより複数の香りを調合して得られる香りの場合もある。その調合に関する情報もデコード用テーブル５６４に記憶されている。

カートリッジ駆動プログラム５６０は動作開始命令５６２により示される香りを、デコード用テーブル５６４を参照してデコードし、どの香りカートリッジを動作させるかを決定するステップ５７０と、動作開始命令５６２に含まれるブースタ動作指示及び動作時間に従って、香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４内の各マイクロブロア、各シャッタ、及びブースタブロア２１０を動作させる時間をタイマにセットするステップ５７２と、タイマをスタートさせるステップ５７４と、ステップ５７０により決定された各香りカートリッジを駆動するためのパラメータを出力するステップ５７６とを含む。カートリッジ駆動プログラム５６０はさらに、タイマの満了を待機するステップ５７８と、タイマが満了したことに応答して、パラメータをクリアしてこのプログラムの実行を終了するステップ５８０とを含む。

ステップ５７６において出力される、各マイクロブロア２６０、２６２、２６４、各シャッタ２４０、２４２、２４４及びブースタブロア２１０を制御するためのパラメータは、１ヘッド（例えば香り制御ヘッド６４）について７個ある。マイクロブロアが３個、シャッタが３個、ブースタブロア２１０が１個である。これらは、例えば１であれば各装置が動作し、０であれば動作しないことを示す。これらのうち、シャッタ用のパラメータのいずれか１つが１であればブースタブロア２１０のためのパラメータは必ず１となる。シャッタ用のパラメータのいずれも０のときにおいても、ブースタブロア２１０のみを駆動させることがあり、その場合にはブースタブロア２１０のためのパラメータの値は１である。すなわち、ブースタブロア２１０のためのパラメータの値は、３つのシャッタのパラメータと、ブースタブロア２１０のみを駆動するためのパラメータとの論理和をとればよい。これらパラメータを香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４の双方について準備することにより、香り制御装置５０を動作させることができる。

なお、ステップ５８０においてパラメータをクリアすると、いずれのマイクロブロア２６０、２６２、２６４も、ブースタブロア２１０も動作しない。したがって香り制御ヘッドは停止する。

したがって、図２５に示す動作開始命令５６２を複数個準備し、順番に制御基板３００に共有し実行させることにより、所望の香りのシーケンスを香り制御ヘッド６２及び香り制御ヘッド６４に発生させることができる。

図２６に、そのようなプログラムのうち、香りを用いずに、ブースタブロア２１０が発生する風のみを用いて、ユーザに触感的な感覚を経験させるためのプログラムの制御構造を示す。図２６に示すプログラムは、図２５に制御構造を示すプログラムを利用して、ユーザにそよ風を感じるような特定の効果を得るためのものである。具体的には、このプログラムは、ブースタブロア２１０を動作させながら、例えば図２２に示すシャッタ２４０、２４２及び２４４を所定の時間ずつ、１時には１つだけ開くように、順番に１つずつ動作させることにより、頬をそよ風がなぜたような感覚をユーザに与える。

図２６を参照して、このプログラムは、以下の処理において各シャッタを開く時間の長さを特定する「持続時間」（ミリ秒単位）と、シャッタを開く順番（向き）を示す値とを含むパラメータ６００を受けて起動する。この実施形態における「向き」としては、例えば図１２を参照して、香り制御ヘッド６４の先端にある開口２２４のシャッタ２６４を最初に開き、続いて開口２２２のシャッタ２６２を開き、最後に開口２２０のシャッタ２６０を開く順番を「０」、逆を「１」とする。なお、ある開口のシャッタが開いている間、他のシャッタは閉じるようにする。

このプログラムは、パラメータとして与えられた向きの値が「０」か否かに従って制御の流れを分岐させるステップ６１０と、ステップ６１０における判定が肯定のときに、後述する繰り返し処理に使用する繰り返し制御変数の初期値Ｉｓを１に、最終値Ｉｅを３に、繰り返し制御変数の増分Ｊの値を１に、それぞれ設定するステップ６１２と、ステップ６１０における判定が否定のときに、繰り返し制御変数の初期値Ｉｓを３に、最終値Ｉｅを１に、繰り返し制御変数の増分Ｊの値を－１に、それぞれ設定するステップ６１４とを含む。

このプログラムはさらに、ステップ６１２の後、及びステップ６１４の後に、繰り返し制御変数Ｉの値を初期値Ｉｓから最終値Ｉｅまで、増分Ｊの値だけ増加させながらステップ６１８を繰り返し実行するステップ６１６を含む。

ステップ６１８は、図２５に示すプログラムに対する動作開始命令５６２のパラメータのうち、香り識別子として香りなしを示す値を、ブースタ動作指示として「１」を、動作時間としてＴミリ秒を設定するステップ６５０と、ステップ６５０において設定したパラメータを指定して図２５に示すカートリッジ駆動プログラム５６０を呼び出してステップ６１８の実行を終了するステップ６５２とを含む。

このプログラムを実行することにより、例えば向きとして０を指定すれば、図１２に示す開口２２４、２２２及び２２０の順番に風が各開口から吹き出され、香り制御装置５０を装着したユーザの頬に当たる。その結果、香り制御ヘッド６４のみをこのようにして動作させると、ユーザは右側からのそよ風により顔がなぜられたような感覚を経験できる。向きを１とすれば、逆の向きのそよ風を受けたようにユーザに感じさせることができる。香り制御ヘッド６２及び６４の双方を同時に同じように動作させれば、あたかも頬を他の人に手でなぜられたような感覚を経験させることができるという効果もある。この機能により、例えばＶＲにおいてユーザが自動車に乗って走っているような場面においてユーザの顔に正面から風があたるような感覚を経験させることができ、ＶＲの臨場感をより強めることができる。

なお、この実施形態においては、カートリッジ駆動プログラム５６０は、香りカートリッジによる香りの噴出の制御と、各シャッタの制御と、ブースタブロア２１０の制御とを組みにして行っている。しかしこの発明はそのような実施形態には限定されない。例えば、香りカートリッジによる香りの噴出の制御と、各シャッタ及びブースタブロア２１０の制御とを分離してもよい。この場合、香りを出す必要がない場合に、各シャッタとブースタブロア２１０とのみを制御すればよく、プログラムの構造が簡単になる。

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態においては、カートリッジ駆動プログラム５６０により、どの香りカートリッジをどのカートリッジ挿入口に挿入すべきかが指定される。ユーザは、各香りカートリッジを正しいカートリッジ挿入口に挿入しなければならない。したがって、この方法によれば、カートリッジ駆動プログラムが入れ替えられると、各香りカートリッジを新しいプログラムにより指定されたものに変更し、かつ各香りカートリッジを指定された正しいカートリッジ挿入口に挿入する必要がある。そうした方法によれば、プログラムの入れ替えに手間がかかるだけではなく、香りカートリッジを誤ったカートリッジ挿入口に挿入することにより、プログラムの動作時に誤った香りが発生されてしまうという問題がある。第２実施形態は、そうした問題を解決する。

図２７及び図２８を参照して、第２実施形態に係る香り制御装置６７０は、図１に示す香り制御装置５０とほぼ同じである。ただし香り制御装置６７０は、香り制御装置５０と異なり、図１の香り制御ヘッド６２及び６４に替えて、香り制御ヘッド６８０及び香り制御ヘッド６８２とを含む。

例えば香り制御ヘッド６８２は、香り制御ヘッド６４の構成に加え、カートリッジ挿入口７０、７２及び７４の側壁内に、カートリッジ挿入口７０、７２及び７４に近接して設けられた近接通信のためのＲＦＩＤアンテナ６９０、６９２及び６９４を含む。香り制御ヘッド６８０は、香り制御ヘッド６２の構成に加え、カートリッジ挿入口７６、７８及び８０の側壁内に設けられたＲＦＩＤアンテナ６９６、６９８及び７００をさらに含む。ＲＦＩＤアンテナ６９０、６９２、…、７００は、カートリッジ挿入口７０、…、８０のうち、ネックバンド９０側の側壁内に埋め込まれている。

図２９に、この実施形態において使用される香りカートリッジ７２０を後方斜め上方向から見た斜視図を示す。香りカートリッジ７２０は、裏面１４６内にＲＦＩＤタグ７３０を埋め込んだ点を除き、図２及び図３に示す香りカートリッジ１００と同じである。ＲＦＩＤタグ７３０は、例えば図２７に示すカートリッジ挿入口７０に挿入されたときに、ＲＦＩＤアンテナ６９０と対向する位置となり、ＲＦＩＤとの間で相互に通信が可能となる。香りカートリッジ７３０に埋め込まれたＲＦＩＤタグ７３０には、例えば、該当する香りカートリッジに封入されている香源の種類(ハーブ、百合、コーヒーなど)、その香源の産地、香源ペレットの封入年月日、香り噴射回数、香り噴射回数の累計、香りの最終噴射日時、などを記録する。なお、ＲＦＩＤタグの位置は、この実施形態におけるものには限定されない。香りカートリッジ挿入口に香りカートリッジが挿入されたときに、通信相手となるＲＦＩＤアンテナとの通信が可能となるような位置であればどのような位置であってもよい。

図３０は、第２実施形態に係る香り制御装置６７０の制御基板７５０の概略ブロック図である。制御基板７５０は、第１実施形態の図２４に示す制御基板３００に代わるものである。

図３０を参照して、制御基板７５０は、図２４に示す制御基板３００の構成に加えて、図２８に示すＲＦＩＤアンテナ６９０、６９２、…、７００からなるアンテナ群７６０にそれぞれ接続された入力を持つマルチプレクサ７６２と、ＲＦＩＤアンテナ６９０などが受信したコード情報を、マルチプレクサ７６２を介して受信し、さらにこれらを順番に選択して入出力Ｉ／Ｆ５１８を介してＣＰＵ５１０に送信するためのＲＦＩＤリーダライタ７６４とを含む。

このような構成とすることにより、ＣＰＵ５１０は、香り制御装置６７０の各カートリッジ挿入口７０、７２、…、８０に挿入された香りカートリッジに封入されている香源ペレットからどのような香りが発生されるか、その産地はどこか、香源ペレットが香りカートリッジに封入されたのはいつか、などの情報を知ることができる。その結果、ユーザは、プログラムが必要とする香りカートリッジを香り制御装置６７０のカートリッジ挿入口７０、７２、…、８０のいずれかに挿入しさえすればよく、指定されたカートリッジ挿入口に挿入しなくても、プログラムが正しい香りを適時に発生させることができる。

なお、図には示していないが、例えば、マルチプレクサ７６２と並列にＲＦＩＤリーダライタ７６４とアンテナ群７６０とを結ぶデマルチプレクサを設け、入出力Ｉ／Ｆ５１８の制御に従って各ＲＦＩＤタグの内容を更新することができる。こうすることにより、例えば、各香りカートリッジによる香りの噴出回数及び噴出継続時間などを各ＲＦＩＤタグに記録し更新できる。その結果、香り制御装置６７０に装着された香りカートリッジからの噴出回数又は合計の噴出継続時間が上限値に近い場合などに、ユーザに対して警告を発したりできる。

上記の実施形態においては、ブースタブロア２６０からの空気はパイプ２１４を経由して開口２２０、２２２、２２４に導かれる。しかしこの発明はそのような実施形態には限定されない。香り制御ヘッド６２、６４は中空の筐体で構成されている。そのため、ブースタブロア２６０の空気送出口からの空気を筐体内に充満させておくと同時に、各開口２２０、２２２、２２４のそれぞれにシャッタを設けておき、各シャッタを開閉制御することによって、上記の実施形態と同じように、既に発生した香りを消散させたり、又は風によりユーザの頬に対して所定の触感に似た感覚を生じさせたりできる。なお、そのような実施形態において用いられるシャッタとしては、常閉の電磁シャッタが望ましい。

上記実施形態においては、一方の香り制御ヘッドには３個のカートリッジ挿入口を設けている。しかしこの発明はそのような実施形態には限定されない。カートリッジ挿入口の数を２個、又は４個以上としてもよい。カートリッジ挿入口の数を１個としてもよいが、発生できる香りの種類は限定されるし、上記した「そよ風」のような効果を生じさせることはできないため、好ましくは、カートリッジ挿入口は２個以上設けることが望ましい。また上記実施形態において、１つの香り制御ヘッド６４に複数個のカートリッジ挿入口を設ける場合、それらを一直線上に配置している。しかしこの発明はそのような実施形態には限定されない。一直線上でなくランダムな位置に設けてもよいし、複数行及び複数列の行列状にそれらカートリッジ挿入口を設けてもよい。

上記各実施形態においては、カートリッジ挿入口に対して１対１の関係となるように空気を噴出するための開口を形成している。しかしこの発明はそのような実施形態に限定されるわけではない。カートリッジ挿入口を、隣り合う２つずつの組に分けて各組の中央に開口を設け、別々の組に属する隣接するカートリッジ挿入口の間には開口を設けないようにしてもよい。この場合には、各開口のシャッタを開くか否かは、その開口に隣接する２つのカートリッジ挿入口に対応するシャッタを開くか否かを示す信号の論理和をとればよい。

図２６に示したのは、この実施形態に係る香り制御ヘッドを駆動するためのプログラムの１つの例にすぎない。これ以外にも図２５に示すプログラムを組合せることにより、香り制御ヘッドを用いて多様な機能を実現できる。

以上のようにこの発明によれば、ユーザは香り制御装置を着用して様々な香りとそれに伴う刺激を経験できる。ユーザが動いてもユーザの顔に対する香り制御装置の相対位置は変わらず、タイムラグを生じることなく、多様な香りを適切に再現しユーザに提示できるという効果がある。また、香りを発生させることなく空気の流れを香り制御装置から発生させることにより、ユーザの顔の部分に、触感に似た感覚刺激を生じさせることができる。この結果、仮想環境のように人が移動する環境において、人の感覚に対して今まで実現されていなかった、嗅覚又は触覚に関する刺激をタイムラグなしに実現できる。

なお、上記各実施形態においては、香り制御装置５０及び６７０のようにユーザが首に着用する形式を採用している。しかし例えば、上記した香り制御ヘッド６２、６４、６８０及び６８４は香り制御装置５０及び６７０のように首にかけて利用できるだけではない。例えばこれらをユーザが着席する椅子の両側に固定してもよいし、ＶＲ空間をユーザが動き回るときに、その動きに追従するように制御されるアームの先に固定して利用したり、又はユーザが着用するヘルメット若しくはゴーグルに取り付けたりすることもできる。

今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

５０、６７０ 香り制御装置
６０ ネック部
６２、６４、６８０、６８２ 香り制御ヘッド
７０、７２、７４、７６、７８、８０ カートリッジ挿入口
９０ ネックバンド
９２、９４ アジャストアーム
９６、１４４ 長手方向
９８ 短手方向
１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、７２０ 香りカートリッジ
１３０ ペレット収納部
１４０ 噴出口
１４２ 給気口
２００ 底板
１３２、２０２ カバー
２０４ 側面カバー
２０６ 接続部
２１０ ブースタブロア
２１２ ブロア基板
２１４ パイプ
２２０、２２２、２２４ 開口
２３０ 主パイプ
２３２、２３４、２３６ 分岐部
２４０、２４２、２４４ シャッタ
２５８ 空気取入れスリット
２６０、２６２、２６４ マイクロブロア
２７０ マーク
３００、７５０ 制御基板
４００ 吸入口
４５０ 空気供給路
５２０ ＰＷＭ回路
５６０ カートリッジ駆動プログラム
６９０、６９２、６９４、６９６、６９８、７００ ＲＦＩＤアンテナ
７３０ ＲＦＩＤタグ
７６２ マルチプレクサ
７６４ ＲＦＩＤリーダライタ

Claims (6)

1. 第１表面及び第２表面を持つ中空の筐体であって、前記第１表面に形成された複数の開口を持つ筐体と、
   前記筐体の内部に空気を送り込む空気送出口を持つメインブロアと、
   前記複数の開口に対してそれぞれ設けられ、互いに独立に制御可能な複数のシャッタと、
   前記複数のシャッタと前記メインブロアとを連動させて制御するための制御回路とを含む、刺激制御ヘッド。
2. 前記筐体は長手方向と短手方向とを持ち、
   前記複数の開口は前記長手方向に沿って形成され、
   前記制御回路は、前記メインブロアを動作させながら、前記長手方向に従った順番に前記複数のシャッタを開閉することによって、ユーザの顔がそよ風によりなぜられたかのような感覚を前記ユーザに生じさせる制御を行う、請求項１に記載の刺激制御ヘッド。
3. 前記制御回路は、前記メインブロアを動作させながら、前記複数のシャッタの開口の持続時間を制御するようにプログラム可能であり、それによって任意の触感的な感覚をユーザの顔に生じさせる、請求項１に記載の刺激制御ヘッド。
4. 前記筐体の前記第１表面には、前記複数の開口にそれぞれ隣接して複数のカートリッジ挿入口が形成され、
   さらに、前記筐体の内部であって、前記複数のカートリッジ挿入口に挿入された香りカートリッジの底部に当接するようにそれぞれ設けられた空気噴出口を持つ複数のサブブロアを含み、
   前記メインブロアは、前記複数のサブブロアのいずれよりも高い送風能力を持つ、請求項１に記載の刺激制御ヘッド。
5. 前記筐体は、長手方向と短手方向とを持ち、前記複数のカートリッジ挿入口と前記複数の開口とは、前記長手方向に沿って配列されている、請求項４に記載の刺激制御ヘッド。
6. いずれも請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の、互いに面対称に形成された第１刺激制御ヘッドおよび第２刺激制御ヘッドと、
   前記第１刺激制御ヘッドが取り付けられた第１端部と、前記第２刺激制御ヘッドが取り付けられた第２端部とを持ち、ユーザの頸部に前記ユーザの背後からかけることにより、前記第１刺激制御ヘッド及び前記第２刺激制御ヘッドが前記ユーザの胸に位置するように形成されたネック部とを含む、ショルダー型のウェアラブル刺激制御装置。

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