(57)【要約】【課題】口内で電気を供給可能であって、利用可能時間が長い口内電気味覚提示装置を提供する。【解決手段】口内電気味覚提示装置２０は、圧電素子４０と、圧電素子に接続された第１味覚電極５１と、第１味覚電極とは絶縁状態で圧電素子に接続された第２味覚電極５２と、を備え、第１味覚電極及び第２味覚電極の少なくとも一方の電極はユーザの舌Ｚに接触可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子と、
前記圧電素子に接続された第１味覚電極と、
前記第１味覚電極とは絶縁状態で前記圧電素子に接続された第２味覚電極と、
を備え、
前記第１味覚電極及び前記第２味覚電極の少なくとも一方の電極はユーザの味覚器に接触可能に構成されていることを特徴とする口内電気味覚提示装置。
【請求項２】
前記圧電素子を厚み方向において挟持するカバー部をさらに備える、
請求項１に記載の口内電気味覚提示装置。
【請求項３】
前記カバー部と前記圧電素子との間に配され、前記第１味覚電極又は前記第２味覚電極と前記圧電素子とを接続する導電性基材をさらに備える、
請求項２に記載の口内電気味覚提示装置。
【請求項４】
前記カバー部において前記導電性基材及び前記圧電素子に対向する第１面に、前記導電性基材及び前記圧電素子に近づく向きに突出する凸部が設けられ、
前記カバー部において前記導電性基材及び前記圧電素子に対向して前記第１面とは異なる第２面に、前記導電性基材及び前記圧電素子から離間する向きに凹む凹部が形成されている、
請求項３に記載の口内電気味覚提示装置。
【請求項５】
前記導電性基材、前記圧電素子、前記第１味覚電極の前記導電性基材側の端部及び前記第２味覚電極の前記圧電素子側の端部を覆うフィルムをさらに備える、
請求項３又は請求項４に記載の口内電気味覚提示装置。
【請求項６】
前記圧電素子に含まれる圧電材料は、生体適合材料である、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の口内電気味覚提示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口内電気味覚提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気味覚は、舌や口内に存在する味覚器に対して電気刺激を提示した際に感じる味覚である。近年では、電気味覚は、バーチャルな味覚の提示、再現や、食品の味の制御等に応用されている。
【０００３】
バーチャルな味覚を口腔内に提示する装置（口内電気味覚提示装置）の一例として、例えば非特許文献１には、一対の電極のうち片方の電極を口内に、他方の電極を皮膚表面に配置し、人体を用いて回路を形成する一極型の口内電気味覚提示装置が開示されている。非特許文献１に開示の一極型口内電気味覚提示装置のうち飲料用のものでは、ユーザが銀素材の棒をストローに刺して銅箔部を把持して飲料を飲むと、ストロー内を流れる飲料、ユーザの口内、腕を通して電気回路が生成され、ユーザに電気味覚が付加される。また、食料用のものでは、口内提示側の電極としてフォークが用いられ、ユーザがフォークで食料を刺し、舌面に乗せる形で電気回路が生成される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】中村裕美、宮下芳明；「一極型電気味覚付加装置の提案と極性変化による味質変化の検討」，情報処理学会論文誌，Vol.54，No.4，pp.1442-1449，2013年4月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に記載の一極型口内電気味覚提示装置では、電気を口外から口内の電気味覚提示装置に供給する必要があるため、電気供給のための配線が外見的にも動作的にも食事行為の妨げになるという問題があった。この問題を解決するために小型バッテリーを口内に設置する方法が考えられるが、その場合には利用可能な時間が短いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、口内で電気を供給可能であって、利用可能時間が長い口内電気味覚提示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、圧電素子と、前記圧電素子に接続された第１味覚電極と、前記第１味覚電極とは絶縁状態で前記圧電素子に接続された第２味覚電極と、を備え、前記第１味覚電極及び前記第２味覚電極の少なくとも一方の電極はユーザの味覚器に接触可能に構成されていることを特徴とする口内電気味覚提示装置である。
なお、第１味覚電極及び第２味覚電極の少なくとも一方の電極がユーザの味覚器に接触するとは、少なくとも一方の電極が味覚器に当接する場合のように直接接触する場合は勿論のこと、直接接触しなくても、少なくとも一方の電極が食べ物や飲み物、唾液に触れ、かつ、それら自身が導電性を有し、それらが味覚器に接触する場合のように、味覚器と間接的・電気的に接触する場合も含む。
【０００８】
また、本発明の一態様は、前記圧電素子を厚み方向において挟持するカバー部をさらに備える口内電気味覚提示装置である。
【０００９】
また、本発明の一態様は、前記カバー部と前記圧電素子との間に配され、前記第１味覚電極又は前記第２味覚電極と前記圧電素子とを接続する導電性基材をさらに備える口内電気味覚提示装置である。
【００１０】
また、本発明の一態様は、前記カバー部において前記導電性基材及び前記圧電素子に対向する第１面に、前記導電性基材及び前記圧電素子に近づく向きに突出する凸部が設けられ、前記カバー部において前記導電性基材及び前記圧電素子に対向して前記第１面とは異なる第２面に、前記導電性基材及び前記圧電素子から離間する向きに凹む凹部が形成されている口内電気味覚提示装置である。
【００１１】
また、本発明の一態様は、前記導電性基材、前記圧電素子、前記第１味覚電極の前記導電性基材側の端部及び前記第２味覚電極の前記圧電素子側の端部を覆うフィルムをさらに備える口内電気味覚提示装置である。
【００１２】
また、本発明の一態様は、前記圧電素子に含まれる圧電材料は、生体適合材料である口内電気味覚提示装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、口内で電気を供給可能であって、利用可能時間が長い口内電気味覚提示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第１実施形態の口内電気味覚提示装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す口内電気味覚提示装置の分解斜視図である。
【図３】ユーザが図１に示す口内電気味覚提示装置を口内で噛んだときの様子を説明するための模式図である。
【図４】図１に示す口内電気味覚提示装置を噛み合わせ方向に沿って切断した断面図である。
【図５】図１に示す口内電気味覚提示装置の変形例を示す図であって、噛み合わせ方向に沿って切断した断面図である。
【図６】図１に示す口内電気味覚提示装置の別の変形例を示す図であって、噛み合わせ方向に沿って切断した断面図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の口内電気味覚提示装置の構成を示す断面図である。
【図８】ユーザが図７に示す口内電気味覚提示装置を口内で噛んだときの様子を説明するための模式図である。
【図９】実施例において、試作した口内電気味覚提示装置から出力された電圧を測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した口内電気味覚提示装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
はじめに、第１実施形態の口内電気味覚提示装置の構成について説明する。図１は、ユーザの口内に配された第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０の構成を示す模式図である。図２は、口内電気味覚提示装置２０の分解斜視図である。図３は、ユーザが口内電気味覚提示装置２０を口内で噛んだときの様子を説明するための模式図である。口内電気味覚提示装置２０は、ユーザの単数又は複数の下の歯ＴＢに載せられ、かつ例えばガムを噛むときのように下の歯ＴＢと下の歯ＴＢに対向する上の歯ＴＵ（図３参照）によって噛むことができるように構成され、噛まれることによってユーザに所望の電気味覚を提示する装置である。口内電気味覚提示装置２０によって電気味覚が提示される原理については、後述する。
また、本発明における味覚は、味覚器官に化学物質が刺激となって生ずる基本味等に対する感覚に限られず、電気等の物理的な刺激によって生ずる味に対する感覚（電気味覚）を含む。
【００１７】
図１に示すように、口内電気味覚提示装置２０は、少なくとも圧電素子４０、第１味覚電極５１、第２味覚電極５２を備える。口内電気味覚提示装置２０は、前述の構成に加えて、導電性基材３０と、カバー部６０と、フィルム７０と、を備える。なお、図１及び図３では、カバー部６０及びフィルム７０の図示を省略する。
【００１８】
以下、ユーザが上の歯ＴＵと下の歯ＴＢとの間で口内電気味覚提示装置２０を噛む方向を噛み合わせ方向Ｄ１とし、噛み合わせ方向Ｄ１において上の歯ＴＵに近い方を上側、下の歯ＴＢに近い側を下側とする。また、上側から下側に向かって口内電気味覚提示装置２０をみる状態を平面視、噛み合わせ方向Ｄ１に直交する方向から口内電気味覚提示装置２０をみる状態を側面視という。
【００１９】
導電性基材３０は、板状かつ平面視で円形に形成されている。導電性基材３０の素材は、例えば金、銀、アルミニウム、白金、チタン、ステンレス、銅、炭素等であるが、導電性を備えていれば特に限定されない。安全性の観点では、導電性基材３０の素材として、導電性があり、かつ食器等に用いられる素材が好ましく、例えば金、銀、白金、チタン、ステンレス、炭素等が好ましい。
【００２０】
圧電素子４０は、機械的ひずみを与えたときに電圧を発生する素子である。圧電素子４０は、平面視で導電性基材３０より小さな半径を有して円形に形成され、導電性基材３０の上側の面３０ａに導電性基材３０と同軸で貼り付けられている。
【００２１】
圧電素子４０は、圧電材料４２と、圧電材料４２の上側の面４２ａに設けられた圧電素子電極４４と、圧電材料４２の下側の面４２ｂに設けられた圧電素子電極４６とを備える。すなわち、圧電材料４２は、圧電素子電極４４，４６によって挟まれている。
【００２２】
圧電素子４０は、所望の電気味覚に基づく電圧を発生させるために、ユーザが上の歯ＴＵと下の歯ＴＢによって噛んだときに、口内で少なくとも４μＡ以上４００μＡ以下、好ましくは８μＡ以上１０００μＡ以下の電流を舌（味覚器）Ｚに流すことができる電気量を有する。
【００２３】
圧電材料４２は口内で用いられるため、圧電材料４２の素材は生体適合材料であることが好ましく、例えばチタン酸バリウム等の無鉛圧電セラミック、ポリビニリデンフルオライド等であることが好ましい。圧電材料４２の平面視の大きさ及び噛み合わせ方向Ｄ１の厚みは、前述の所望の電気味覚に基づく電圧を発生させることができるように適宜設定されている。
【００２４】
例えば、圧電材料４２の素材が圧電セラミックであれば、圧電材料４２は平面視の長さ４５ｍｍ×幅３４ｍｍ×厚み１０ｍｍ程度の大きさを有し、口内電気味覚提示装置２０はマイクロコンピュータＭＣを備えている。マイクロコンピュータＭＣとしては、省電力ワンチップマイクロコンピュータが好適である。マイクロコンピュータＭＣは、圧電素子４０及び第２味覚電極５２と電気的に接続可能な任意の位置に配置され、本実施形態では、導電性基材３０の上側の面３０ａにおいて平面視で圧電素子４０に隣接して圧電素子４０と電気的に接続された状態で配置されている。
【００２５】
マイクロコンピュータＭＣは、ユーザが上の歯ＴＵと下の歯ＴＢによって圧電素子４０を噛んだときに生じる電圧（電気）によって駆動する。省電力ワンチップマイクロコンピュータＭＣは、駆動時に、例えば酸味に対応する約６０μＡ以上の電流信号等、所望の電気味覚をユーザに提供するための電流信号を出力するように構成されている。所望の電気味覚をユーザに提供するための電流信号は、舌Ｚに出力されるべき所望の電気味覚に対応する味（例えば、酸味、苦み、辛み等）を示す電気信号から、ユーザの舌唾の電気抵抗等の影響を考慮して、逆算されている。
【００２６】
また、圧電素子電極４４，４６の素材は、特に限定されないが、例えば上述の導電性基材３０と同様の素材である。
【００２７】
第１味覚電極５１は、導電性基材３０に接続されている。具体的には、第１味覚電極５１は所定の長さを有して帯状に形成され、第１味覚電極５１の一方の端部５１ｅが導電性基材３０の下側の面３０ｂに貼り付けられている。
【００２８】
第２味覚電極５２は、導電性基材３０及び第１味覚電極５１とは絶縁状態（図１では、非接触状態）で圧電素子４０に接続されている。具体的には、第２味覚電極５２は第１味覚電極５１と同様に所定の長さを有して帯状に形成され、第２味覚電極５２の一方の端部５２ｅが圧電素子４０の上側の面４０ａに貼り付けられている。第２味覚電極５２の延在方向は第１味覚電極５１の延在方向とは異なり、導電性基材３０及び圧電素子４０の平面視中心から径方向に沿って離れるにしたがって、第１味覚電極５１と第２味覚電極５２とは互いに離間する。
【００２９】
第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２の素材は、例えば金、銀、銅等であり、上述の導電性基材３０と同様の素材である。第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２の素材は、それぞれの電極が接続されている導電性基材３０又は圧電素子４０からの電流を通すものであれば特に限定されない。
【００３０】
図２に示すように、カバー部６０は、上部カバー部６１及び下部カバー部６２で構成されている。上部カバー部６１及び下部カバー部６２は、噛み合わせ方向Ｄ１において導電性基材３０及び圧電素子４０を挟持可能な部材であり、平面視で圧電素子４０より大きく、かつ導電性基材３０と略同等の半径及び適度な圧みを有して円形に形成されている。
【００３１】
上部カバー部６１の下面（カバー部において導電性基材及び圧電素子に対向する第１面）６１ｂに、下側（導電性基材及び圧電素子にに近づく向き）に突出する凸部６５が設けられている。凸部６５は、平面視で圧電素子４０より小さい半径を有して円柱状に形成され、圧電素子４０と同軸で配置されている。
【００３２】
下部カバー部６２の上面（カバー部において導電性基材及び圧電素子に対向して第１面とは異なる第２面）６２ａに、下側（導電性基材及び圧電素子から離間する向き）に凹む凹部６６が形成されている。凹部６６は、平面視で圧電素子４０より一回り大きい半径を有して圧電素子４０と同軸で形成されている。導電性基材３０は、下部カバー部６２と圧電素子４０との間に配され、第１味覚電極５１と圧電素子４０とを接続している。
【００３３】
上部カバー部６１及び下部カバー部６２の素材は、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）やアクリル等であるが、上の歯ＴＵ及び下の歯ＴＢで噛みあわされても破損しない程度の適度な強度及び絶縁性を有するものであれば特に限定されない。
【００３４】
フィルム７０は、上部フィルム７１と下部フィルム７２で構成されている。フィルム７０は、上部カバー部６１の上側から、及び下部カバー部６２の下側から、少なくとも導電性基材３０、圧電素子４０、第１味覚電極５１の導電性基材３０側の端部５１ｅ及び第２味覚電極５２の圧電素子４０側の端部５２ｅを覆う。
【００３５】
具体的には、上部フィルム７１と下部フィルム７２との間に、上側から下側に向かって、上部カバー部６１、第２味覚電極５２の圧電素子４０側の部分、圧電素子４０、導電性基材３０、第１味覚電極５１の導電性基材３０側の部分、下部カバー部６２が挟持されている。上部フィルム７１と下部フィルム７２はラミネート加工され、上部カバー部６１、第２味覚電極５２の圧電素子４０側の部分、圧電素子４０、導電性基材３０、第１味覚電極５１の導電性基材３０側の部分、下部カバー部６２は封止されている。フィルム７０の素材は、例えばプラスチック等であるが、上述のように挟持対象の複数の構成を封止するのに適していれば特に限定されない。
【００３６】
なお、第１味覚電極５１と第２味覚電極５２とのショートをより確実に防止するために、上部フィルム７１と下部フィルム７２とのラミネート加工の際に、平面視で導電性基材３０から径方向の外側に延出する第１味覚電極５１と第２味覚電極５２で周方向に挟まれている領域に絶縁シート７４が設けられている。
【００３７】
次いで、口内電気味覚提示装置２０によって電気味覚が提示される原理について説明する。図４は、上部カバー部６１、圧電素子４０、導電性基材３０、下部カバー部６２を、中心軸を通って噛み合わせ方向Ｄ１で切断した断面図である。図３及び図４に示すように、ユーザが上の歯ＴＵと下の歯ＴＢとの間に口内電気味覚提示装置２０を挟み、ガムを噛むように、上の歯ＴＵと下の歯ＴＢで口内電気味覚提示装置２０を噛む。
【００３８】
上の歯ＴＵと下の歯ＴＢで噛まれることによって、導電性基材３０及び圧電素子４０は、凸部６５で下側に押され、凹部６６の内壁面に近接するように部分的に折れ曲がり、歪みが生じる。ユーザの噛む力が強ければ、凹部６６の内壁面に近接した状態からさらに下側に押され、図４の破線に示すように主に圧電素子４０の厚みが減少する。すなわち、圧電素子４０は、ユーザの噛む力に応じて、振動する、或いは圧縮等の変形をする。
【００３９】
圧電素子４０が上述のように振動又は変形すると、圧電素子４０の振動や変形が圧電材料４２（図２参照）に伝達し、圧電材料４２の振動や変形に伴う圧力に比例した分極が圧電効果によって発生し、面４０ａ，４０ｂそれぞれに近い圧電素子４０の内部に、互いに異なる極性の電荷が発生する。このことによって、圧電素子４０（すなわち、圧電材料４２）からマイクロコンピュータＭＣに電流が流れ、マイクロコンピュータＭＣが作動する。マイクロコンピュータＭＣからは、所望の電気味覚をユーザに提供するための電流信号が第１味覚電極５１に流れる。第１味覚電極５１の端部５１ｅとは反対側の端部５１ｆ、及び第２味覚電極５２の端部５２ｅとは反対側の端部５２ｆは、ユーザの舌面に載せられるので、第１味覚電極５１の端部５１ｆから電流が舌Ｚの味蕾（味覚器、図示略）を通して端部５２ｆから第２味覚電極５２、導電性基材３０に流れる。この際、ユーザは酸味、苦味や辛み等を感じ、ユーザに電気味覚が提示される。
【００４０】
以上説明したように、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０は、前述の圧電素子４０と、第１味覚電極５１と、第２味覚電極５２と、を備え、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２はユーザの舌Ｚの味蕾に接触可能に構成されている。口内電気味覚提示装置２０によれば、口外からの電気供給を必要とせず、ユーザが口内でガムを噛むように噛むだけで、圧電素子４０の圧電効果に基づいて口内で電圧を発生させ、それに基づく電力をマイクロコンピュータＭＣに供給し、マイクロコンピュータＭＣから出力され、かつ所望の電気味覚に応じた電流信号を、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２を通してユーザの舌Ｚの味蕾等に提示できる。また、口内電気味覚提示装置２０によれば、圧電素子４０を備えるので、口外からの電気供給なしで半永久的に電圧を発生させ、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２に電流信号を流せるので、利用可能時間を長くすることができる。
【００４１】
また、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０は、圧電素子４０を厚み方向（すなわち、噛み合わせ方向Ｄ１）において挟持する上部カバー部６１及び下部カバー部６２を備えるので、圧電素子４０の破損等を防ぎ、圧電素子４０の長寿命化を図ることができる。
【００４２】
また、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０は、下部カバー部６２と圧電素子４０との間に配され、第１味覚電極５１と圧電素子４０とを接続する導電性基材３０を備えるので、下側の面４０ｂから圧電素子４０を保護できる。
【００４３】
また、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０では、上部カバー部６１の下面６１ｂに凸部６５が設けられ、下部カバー部６２の上面６２ａに凹部６６が形成されている。このような構成では、上の歯ＴＵ及び下の歯ＴＢによって噛み合わせ方向Ｄ１に沿って圧電素子４０を圧縮するように力をかけることによって、凸部６５が設けられていない、かつ凹部６６が形成されていない場合に比べて、力を集中させ、圧電素子４０に対して効果的に加えることができる。このことによって、圧電素子４０の発電効率を高めることができる。
【００４４】
また、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０は、導電性基材３０、圧電素子４０、第１味覚電極５１の端部５１ｅ及び第２味覚電極５２の端部５２ｅ、上部カバー部６１及び下部カバー部６２を覆うフィルム７０を備えるので、口内の唾液や口腔接触による第１味覚電極５１と第２味覚電極５２との短絡発生を防止できる。
【００４５】
また、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０では、圧電素子４０に含まれる圧電材料が生体適合材料で構成されるので、誤飲時に人体に対する影響が少なく、ユーザが安心して使用できる。
【００４６】
以上説明した第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０における変形例について説明する。上述の第１実施形態では、導電性基材３０が圧電素子４０より大きな直径を有すると説明したが、圧電素子４０と導電性基材３０との大小関係は逆であってもよく、特に限定されない。また、導電性基材３０の形状は、特に限定されない。また、導電性基材３０は、上部カバー部６１と圧電素子４０との間に配置されてもよい。
【００４７】
また、図２においては、導電性基材３０、第１味覚電極５１、第２味覚電極５２、圧電素子電極４４，４６が個別の構成であるものとして説明したが、導電性基材３０と第１味覚電極５１と圧電素子電極４４のうち、少なくとも二以上の構成同士を一体化させて構成してもよい。上述のように、導電性基材３０を上部カバー部６１と圧電素子４０との間に配置する場合は、導電性基材３０と第２味覚電極５２と圧電素子電極４６のうち、少なくとも二以上の構成同士を一体化させて構成してもよい。このように一体化することによって、導電性基材３０は、圧電素子４０を保護する効果に加えて、口内電気味覚提示装置２０の部品数を減らし、口内電気味覚提示装置２０の設計を容易にする効果を奏する。
【００４８】
また、図２においては、圧電素子４０が導電性基材３０の上側の面３０ａ上に設けられているが、第１味覚電極５１と第２味覚電極５２とのショートを確実に防止可能であれば、圧電素子４０は導電性基材３０の内部に埋設されてもよい。その場合は、圧電素子４０から延びかつ導電性基材３０の内部に配置される端部５２ｅ近傍の第２味覚電極５２の表面を絶縁素材で覆うことが好ましい。
【００４９】
また、口内電気味覚提示装置２０では、凸部６５及び凹部６６の個々の形状及び数は、上述説明した内容に限定されない。図５及び図６はそれぞれ、口内電気味覚提示装置２０の変形例を示す図であって、噛み合わせ方向Ｄ１に沿って切断した断面図である。例えば、図５に示すように、側面視形状は頂点が下側になる逆三角形であってもよい。すなわち、凸部６５の幅は、上側から下側に加工するにしたがって減少してもよい。
【００５０】
また、口内電気味覚提示装置２０では、圧電素子４０の歪みをより多くするために、凸部６５及び凹部６６は、上部カバー部６１の下面６１ｂ及び下部カバー部６２の上面６２ａに複数形成されていてもよい。図６では、上部カバー部６１の下面６１ｂに２つの凸部６５が設けられると共に、下部カバー部６２の上面６２ａに２つの凹部６６が形成された例を示している。さらに、凸部６５及び凹部６６の形状を変更する、あるいは凸部６５及び凹部６６の数を例えば３個から１０個程度に増やすことができる。
【００５１】
また、図２においては、カバー部６０は、上部カバー部６１と下部カバー部６２で構成されているが、上部カバー部６１と下部カバー部６２が分離せずに一体化されたものであってもよい。同様に、フィルム７０は、上部フィルム７１と下部フィルム７２が分離せずに一体されたものであってもよい。
【００５２】
また、口内電気味覚提示装置２０では、ユーザの噛む力が充分に強い場合や、上の歯ＴＵや下の歯ＴＢのそれぞれにおいて口内電気味覚提示装置２０に対向する面の凹凸によって、上の歯ＴＵと下の歯ＴＢによって口内電気味覚提示装置２０を噛んだときに圧電素子４０の歪みや変形を良好に生じさせることができる場合は、上部カバー部６１及び下部カバー部６２を省略できる。すなわち、上部フィルム７１と下部フィルム７２によって、第２味覚電極５２の圧電素子４０側の部分、圧電素子４０、導電性基材３０、第１味覚電極５１の導電性基材３０側の部分のみが封止されていてもよい。
【００５３】
また、マイクロコンピュータＭＣは、小型無線通信受信部と電流信号制御部とを備えてもよい。このような構成では、ユーザは無線通信出力部を通して口内の小型無線通信受信部に所望の味の情報を送信することによって、電流信号制御部によって第１味覚電極５１と第２味覚電極５２に出力する電流信号をユーザからの送信情報に基づいて変化させ、口内電気味覚提示装置２０から提示される電気味覚を容易に変えることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次いで、第２実施形態の口内電気味覚提示装置の構成について説明する。図７及び図８は、ユーザの口内に配された第２実施形態の口内電気味覚提示装置２１の構成を示す模式図である。以下の説明では、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０とは異なる口内電気味覚提示装置２１の構成を主体に説明し、第１実施形態と共通する構成及び部材については同じ符号を付し、その詳細を省略する。
【００５５】
図７に示すように、口内電気味覚提示装置２１は、圧電素子４０と、第１味覚電極５１と、第２味覚電極５２と、を備え、口内電気味覚提示装置２０において導電性基材３０、上部カバー部６１、下部カバー部６２、上部フィルム７１、下部フィルム７２、マイクロコンピュータＭＣを省略したものである。第１味覚電極５１と第２味覚電極５２における圧電素子４０側の端部５１ｅ，５２ｅはそれぞれ、圧電素子電極４４，４６のそれぞれに連結されている。第１味覚電極５１と第２味覚電極５２はそれぞれ、ユーザの口腔側の端部５１ｆ，５２ｆを残して絶縁カバー５５で被覆されている。第１味覚電極５１と第２味覚電極５２の端部５１ｆ，５２ｆは、不図示の口腔内の粘膜（味覚器）に接触可能とされている。すなわち、第２実施形態のように、第１味覚電極５１と第２味覚電極５２との短絡を確実に防止できる場合は、口内電気味覚提示装置２０の上部フィルム７１と下部フィルム７２を省略できる。
【００５６】
圧電素子４０の圧電材料４２は、噛み合わせ方向Ｄ１において圧縮されたときに、所望の電気味覚（すなわち、酸味等の所望の味をユーザに感じさせる電流信号、電圧等の電気）を出力するように構成されている。
【００５７】
口内電気味覚提示装置２１では、ユーザが上の歯ＴＵと下の歯ＴＢによって圧電素子４０を噛むことによって、上の歯ＴＵと下の歯ＴＢのそれぞれにおいて圧電素子４０に対向する面の凹凸が口内電気味覚提示装置２０の凸部６５及び凹部６６と同様に機能し、図８に示すように圧電素子４０を振動又は変形させる。圧電素子４０が振動又は変形すると、圧電効果によって圧電材料４２で電圧（電気）が発生する。圧電材料４２で発生した電気は、圧電素子電極４４，４６に伝わり、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２を介して口腔内や味覚器等に流れる。このことによって、ユーザは酸味、苦味や辛み等を感じ、ユーザに電気味覚が提示される。
【００５８】
以上説明した第２実施形態の口内電気味覚提示装置２１では、圧電素子４０、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２を備え、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２が口腔内に配置可能とされている。したがって、第２実施形態の口内電気味覚提示装置２１によれば、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０と同様に、口外からの電気供給なしで、圧電素子４０によって半永久的に電圧を発生させ、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２に電流信号を流せるので、利用可能時間を長くすることができる。
【００５９】
また、第２実施形態の口内電気味覚提示装置２１では、圧電素子４０をユーザの上の歯ＴＵと下の歯ＴＢで直接噛むことによって、歯の力を圧電材料４２に効率よく伝えることができる。このことによって、口内電気味覚提示装置２１における圧電素子４０の発電効率を高くすることができる。
【００６０】
（第３実施形態）
次いで、第３実施形態の口内電気味覚提示装置の構成について説明する。以下の説明では、第１実施形態の口内電気味覚提示装置２０とは異なる第３実施形態の口内電気味覚提示装置の構成を主体に説明し、第１実施形態と共通する構成及び部材については同じ符号を付し、その詳細を省略する。
【００６１】
図示していないが、第３実施形態の口内電気味覚提示装置では、圧電素子４０、第１味覚電極５１、第２味覚電極５２のうち少なくとも１つ以上が義歯と一体化されている。義歯の形態としては、差し歯、ブリッジ、インプラント義歯、有床義歯等が挙げられるが、圧電素子４０、第１味覚電極５１、第２味覚電極５２等を設置可能であれば特に限定されない。
【００６２】
例えば、図３の下の歯ＴＢに対向する上の歯ＴＵが義歯である場合、圧電素子４０と第１味覚電極５１と、第２味覚電極５２は上の歯ＴＵに一体化するように設けられる。このような構成では、ユーザが上の歯ＴＵと下の歯ＴＢとを噛み合わせることで、圧電素子４０で電圧が発生する。
【００６３】
また、複数の義歯に圧電素子４０と、第１味覚電極５１と、第２味覚電極５２がそれぞれ組み込まれてもよく、一つの義歯にのみ圧電素子４０と、第１味覚電極５１と、第２味覚電極５２が全て組み込まれてもよい。
【００６４】
また、図３の下の歯ＴＢと下の歯ＴＢに対向する上の歯ＴＵの双方が義歯である場合、第３実施形態の口内電気味覚提示装置では、例えば圧電素子４０と第１味覚電極５１が上の歯ＴＵに一体化するように設けられ、第２味覚電極５２を下の歯ＴＢに一体化するように設けられ、かつ、上の歯ＴＵと下の歯ＴＢとを噛み合わせることで、回路が形成されて電圧が発生するように構成されてもよい。
【００６５】
上述した第３実施形態の口内電気味覚提示装置の各構成例において、図２に示すような導電性基材３０、上部カバー部６１、下部カバー部６２、上部フィルム７１、下部フィルム７２を適宜設け、それぞれを歯の形状に近い形状とすることができる。
このように口内電気味覚提示装置の各構成を義歯と一体化することによって、ユーザは歯の噛み合わせだけで、より違和感なく電気味覚を発生させることができる。
【００６６】
以上、本発明を適用した実施形態の口内電気味覚提示装置について説明したが、本発明に係る口内電気味覚提示装置は、上記説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、上述した変形例以外に種々の変更が可能である。
【００６７】
例えば、圧電素子４０は、素子電極１及び素子電極２で挟まれた圧電材料４２が複数層重ねられたものでもよい。圧電素子４０の構造は特に限定されず、モノモルフ型、バイモルフ型、積層型等、任意の圧電素子が圧電素子４０として適用可能である。
【００６８】
また、圧電素子４０の平面視の大きさや噛み合わせ方向Ｄ１の厚みは、ユーザが上の歯ＴＵと下の歯ＴＢによって噛んだときに、所望の電気味覚に基づく電圧を発生させることができるように適宜設定される。
【００６９】
また、第２実施形態及び第３実施形態のように、口内電気味覚提示装置２０が導電性基材３０を含まない場合には、第１味覚電極５１は圧電素子電極４４に連結され、第２味覚電極５２は圧電素子電極４６に連結される。
【００７０】
また、本発明に係る口内電気味覚提示装置では、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２の少なくとも一方の電極がユーザの舌Ｚの味蕾等の味覚器に接触可能であればよい。上述説明したように、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２の両方の電極が舌Ｚの味蕾に接触可能な場合は、口内電気味覚提示装置２０を両極型として用いることができる。一方で、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２のうち一方の電極を舌Ｚの味蕾に接触させ、他方の電極を口内以外のユーザの体の部位に接続した場合は、口内電気味覚提示装置２０を一極型として用いることができる。
【００７１】
また、本発明に係る口内電気味覚提示装置では、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２が接触可能、又は第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２を配置可能な味覚器を、ユーザの舌Ｚの味蕾、口腔内の粘膜の他に、口腔内の上あごや喉の奥側の味蕾、味細胞としてもよい。
【実施例】
【００７２】
図２に例示した口内電気味覚提示装置を試作し、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２から出力される電流をオシロスコープで電圧に変換し、電圧信号を測定した。ただし、試作した口内電気味覚提示装置（以下、試作装置という）には図２に示すマイクロコンピュータＭＣは設けず、第２味覚電極５２の端部５２ｅを圧電素子４０の圧電素子電極４６に連結させた。試作装置の各構成の詳細は、以下である。
＊導電性基材；直径１５ｍｍ、厚み０．１９ｍｍの銅
＊圧電素子；直径１５ｍｍ（結晶部分は直径１２ｍｍ）、厚み０．１９ｍｍの圧電セラミック
＊第１味覚電極，第２味覚電極；幅３ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ３．０ｍｍの銀
＊上部カバー部，下部カバー部；直径１２．５ｍｍ、厚み２ｍｍのアクリル
＊凸部；直径４．０ｍｍ、厚み１．２ｍｍ
＊凹部；直径１２．５ｍｍ、厚み１．２ｍｍ
＊上部フィルム，下部フィルム；プラスチックフィルム
【００７３】
また、試作装置の圧電素子４０と上部カバー部６１との間に、キャリブレーションを行った後の圧力センサを挟んだ。ユーザ（噛む力；０．６〜３．６３ｋｇｆ）には、圧電素子４０を噛む位置を上の歯ＴＵ及び下の歯ＴＢの第一大臼歯と第二大臼歯とし、５回噛むように指示し、噛むスピードは特に指示しなかった。
【００７４】
図９は、オシロスコープを用いて、試作装置をユーザが上述の条件で５回噛んだときに、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２のそれぞれに接続した端子から口外に出力された電流を電圧として測定した結果を示すグラフである。図９に示すように、ユーザの咬合に合わせて電圧が生じ、各ピーク後に略同じ振幅の逆電圧が生じた。また、図９に示す波形、電圧値から、第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２から出力される電流が電気味覚の提示に必要と考えられる電流量（４μＡ）を超えていることを確認した。
【００７５】
さらに、試作した口内電気味覚提示装置の第１味覚電極５１及び第２味覚電極５２の延材方向の略中央付近でフィルム７０共々折り曲げ、口内に含みやすい形態にした。ユーザ（噛む力；０．６〜３．６３ｋｇｆ）が折り曲げた形態の口内電気味覚提示装置を口内で噛んだ際に、噛んだ瞬間と離した瞬間に苦みと金属味が強く感じられた。
【００７６】
上述説明した実施例の結果のとおり、本発明を適用した口内電気味覚提示装置によって、口外からの電気供給なしで、圧電素子４０の咬合によって口内に電気味覚を提示できた。
【符号の説明】
【００７７】
２０…口内電気味覚提示装置
３０…導電性基材
４０…圧電素子
５１…第１味覚電極
５２…第２味覚電極
６１…上部カバー部（カバー部）
６２…下部カバー部（カバー部）
７１…上部フィルム（フィルム）
７２…下部フィルム（フィルム）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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