(57)【要約】【課題】水や香料の微粒子を固まりにして放出し、人に視覚的、嗅覚的な癒しを与える空気砲式微粒子放出装置に関し、解決しようとする課題は（１）美しい形状の微粒子の固まりを安定に再現性良く放出し癒し効果を高める。（２）微粒子の残り粕が付着し難く、汚れても簡単に洗浄できる。（３）香料の切替を可能とする。（４）インテリア性のあるデザインとする。【解決手段】砲筒と、当該砲筒に水又は香料の微粒子を注入する手段と、当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて気流を発生させ当該微粒子の固まりを放出する空気ポンプと、当該空気ポンプの駆動制御装置とからなる空気砲式微粒子放出装置である。当該砲筒は、開口部の放射角が鋭角であり、当該開口部から砲筒腹部に掛けて、断面積が滑らかに増える形状である。砲筒と空気ポンプは、脱着機構部を介して接続されている。揮発手段は、超音波振動子又は加熱素子を用いる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砲筒（１０）と、
当該砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段（３０）と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプ（２０）と、
当該空気ポンプを駆動制御する手段（２６）と、
からなる空気砲式微粒子放出装置（１）であって、
当該砲筒は、当該砲筒開口部の放射角が鋭角であり、当該開口部から砲筒腹部に掛けて、当該砲筒の断面積が滑らかに増える形状であり、
当該砲筒と当該空気ポンプは、脱着機構部（５０）を介して接続される、ことを特徴とする空気砲式微粒子放出装置
【請求項２】
請求項１において、
砲筒に香料微粒子を注入する手段は、当該砲筒の開口部付近に設けられることを特徴とする空気砲式微粒子放出装置
【請求項３】
砲筒と、
当該砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該水または香料の微粒子を注入する手段（３０）は、当該水または香料を収める容器（３１）と、当該水または香料を揮発させる手段とから構成され、
当該水または香料を揮発させる手段は、超音波振動子（３２、８５）、または、加熱素子（６５、６６４）が駆動源として用いられ、当該砲筒内の微粒子が所定濃度になるように、当該駆動源の電力、または、空気ポンプの駆動回数が制御されることを特徴とする空気砲式微粒子放出装置
【請求項４】
砲筒と、
当該砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該水または香料の微粒子を注入する手段（３０）は、当該水または香料を収める小型容器（３１）と当該水または香料を揮発させる手段（３２）とから構成され、
当該小型容器には、別に設けた水または香料の蓄積タンク（７３）から当該内容物を選択的に小分けする手段（７０）が設けられる、ことを特徴とする空気砲式微粒子放出装置
【請求項５】
砲筒と、
当該砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該空気ポンプを駆動制御する手段（２６）において、1回の駆動パターンは、微粒子の固まりを作るための所定の速度でポンプを押し出すパートと、当該微粒子の固まりが砲筒を離れる間押し出した状態で保持するパートと、当該固まりに寄与しなかった残り微粒子を砲筒内に取り戻す引き込みパートとから構成され、各パートは制御可能であることを特徴とする空気砲式微粒子放出装置
【請求項６】
砲筒と、
当該砲筒の水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該空気ポンプを駆動制御する手段（２６１）において、当該微粒子の固まりを放出する所定間隔が出現する頻度が、概ね当該放出周波数の逆数に比例するように制御する、ことを特徴とする空気砲式微粒子放出装置
【請求項７】
砲筒と
砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該空気ポンプを駆動制御する手段（２６１）は、当該微粒子の固まりを放出する速度が制御可能であって、当該速度は、予め設定された中心設定速度の回りに揺らぐように制御されることを特徴とする空気砲式微粒子放出装置
【請求項８】
砲筒と、
砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
当該砲筒内部、または、当該砲筒から放出される微粒子の固まりを照明する手段（６０、６５１、６３、６４、６６１、６６４）と、からなることを特徴とする空気砲式微粒子放出装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水や香料の微粒子を固まりにして放出し、人に視覚的、または、嗅覚的な癒しを与える微粒子放出装置に関し、特に空気砲の原理を利用した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストレスが多い現代、人に癒しを与える各種商品が開発されている。人の嗅覚器を対象とした商品としては、芳香器が代表的である。
【０００３】
芳香器では、加熱した湯に香料を滴下させて香りを楽しむアロマポット、液体香料を霧状にして室内に拡散させるディフューザなどが代表的である。
【０００４】
アロマポットは、安価であるが、香りが弱い、濃度や香り提示タイミングを制御できない欠点がある。
【０００５】
ディフューザは、強い香りを発生させることができるが、構造が複雑で汚れやすい、汚れた場合の洗浄が面倒など、メンテナンスの問題がある。また、香料を霧状にする際に大量の香料が空気に触れるが、空中に拡散する以外の香料は、香料タンクに戻る仕組みなので、タンク内の香料は徐々に酸化して劣化する問題がある。
【０００６】
アロマポット、ディフューザの両方に共通の問題としては、香りが等方的に拡散するため、部屋が広い場合、部屋全体を香りで満たそうとすると、相当量の香料を必要とし不経済である。また、香りの種類を変えて提示することができないと言う問題もある。
【０００７】
これらの問題を解決するため、最近、空気砲を用いた芳香器が開発された。この原理は、開口部のある箱にディフューザなどを用いて霧状香料を注入し、箱に取り付けた空気ポンプを駆動して、箱内の気圧を瞬間的に高め、箱内の香料入り空気を固まりとして放出するものである。人物の嗅覚器を目標に、当該香料入り空気の固まりを放出すると、効率的に香りを提示することができる。
【０００８】
しかし、従来の空気砲を用いた芳香器は、箱に単に開口部を設けた砲筒を用いているため、放出される香料入り空気の固まりは、その形状が不安定になる問題や、当該固まり放出後、固まりに寄与しなかった残りの香料入り空気が、開口部周辺に漂う問題がある。
【０００９】
当該、空気砲を用いた芳香器が、臨場感の高い通信会議やバーチャルリアリティなどへの利用を狙いとしたものであって、香りの固まりを可視化する必要がない場合には、上記、形状の不安定性や開口部付近に漂う残り香料は、大きな問題にはならないが、下記に述べる本発明のように、砲筒に可視的な霧を注入し放出することで、嗅覚提示に加えて、視覚的な癒し効果も同時に期待するような場合には、微粒子の固まりを、美しい形状で、安定して放出することが極めて重要な課題になる。
【００１０】
また、従来の空気砲を用いた芳香器は、砲筒に空気ポンプが一体的に取り付けられており、当該砲筒に霧状香料を注入する構造であるため、霧状香料の残り粕によって砲筒内が汚染されやすく、また、汚染された場合、洗浄が面倒でメンテナンス性が悪いと言う問題がある。
【００１１】
特に、高級感のある香料として知られる自然香料（天然香料）を用いる場合には、有機物が多いため、残り粕は粘り気のある油状の物質になることが多く、洗浄が面倒である。
【００１２】
これまで、各種の芳香器が開発されてきたが、あまり普及しない理由として、メンテナンス性が悪いことが指摘される。当該空気砲を用いた芳香器は、構造が複雑であるため、特に、大きな問題である。
【００１３】
また、香りの切り替え概念は、従来の空気砲を用いた芳香器においても提案されているが、香りを高速に切り替えることができ、メンテナンス性も良い具体的な機構についての提案は未だ報告されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記のように、従来のアロマポット、ディフューザ、空気砲式芳香器などの芳香器には、癒し効果と言う点で機能的な問題、香料の経済性の問題、メンテナンス上の問題があった。
【００１５】
本発明は、主として芳香器として利用する空気砲式微粒子放出装置において、以下の課題を解決しようとするものである。
【００１６】
（１）微粒子の固まりを、美しい形状で、安定に再現性良く放出する構造、または、駆動方法を得る。これによって、視覚・嗅覚提示特性を良くし、香料を効率的・経済的に利用できるようにし、癒し効果を高める。つまり基本機能の向上である。
【００１７】
（２）微粒子の残り粕による汚れが生じにくく、汚れても洗浄が容易なメンテナンス性の良い構造とする。これによって、高級感があるが残り粕が生じやすい自然香料を快適に利用できるようにする。
【００１８】
（３）香りの切り替えが可能で、嗅覚的な癒し効果を一層向上する構造または駆動方法を得る。つまり、高機能化である。
【００１９】
（４）インテリア性のある、美しいデザインとする。
【課題を解決するための手段１】
【００２０】
上記課題を解決するための微粒子放出装置は、
砲筒（１０）と、
当該砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段（３０）と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプ（２０）と、
当該空気ポンプを駆動制御する手段（２６）と、
からなる空気砲式微粒子放出装置（１）であって、
当該砲筒は、当該砲筒開口部の放射角が鋭角で、当該開口部から砲筒腹部に掛けて、当該砲筒の断面積が滑らかに増える形状であり、
当該砲筒と当該空気ポンプは、脱着機構部（５０）を介して接続されており、
当該水または香料の微粒子を注入する手段は、当該水または香料を収める容器（３１）と、当該水または香料を揮発させる手段（３２）とから構成される。
【００２１】
当該砲筒の放射角を、当該砲筒の微粒子放出軸と当該砲筒先端の砲筒外壁面の長手方向との角と定義すると、当該放射角度は、鋭角の中でも、０から４５度の範囲が望ましい。
【００２２】
また、上記砲筒の断面積の滑らかな増え方は、当該開口部から砲筒腹部に向けての当該断面積が、当該開口部からの距離に対して１〜４乗に比例して増加することが望ましい。
【００２３】
当該脱着機構部（５０）は、差し込み機構（５１）で構成され、砲筒と空気ポンプのいずれかが他方に差し込まれる構造とすることができる。例えば、砲筒は、空気ポンプの筐体周辺に差し込む、つまり、挿入するようにして接続できる。当該脱着機構部を介して、砲筒は、別な形状のものに取り替えることができる。
【００２４】
更に、当該砲筒として、先端の開口部付近が「つる首」のように曲がったもの（１７）を用い、脱着機構部で、砲筒を回転可能に構成してもよい。
【００２５】
上記空気ポンプは、筐体と、当該筐体の断面を塞ぐように収められた錐形膜（２２）と当該錐の中心部付近を外側から押下する電磁機構（２４、２５）とから構成してもよい。
【００２６】
更に、当該錐形膜を撥水性にして、当該錐中心部付近に、水滴通過機構（２７）を設けることができる。また、当該砲筒と当該筐体との接続部に水滴通過機構（５３）を設けることもできる。
【解決手段１の作用および効果】
【００２７】
上記構造の芳香器は、香料微粒子の固まり、または、香料と水の混合微粒子の固まりが砲筒から放出されるので、当該砲筒を人に向けておけば、少量の香料で十分な嗅覚刺激を提示でき、効率的である。また、消費量が少ないため、癒し効果の高いローズやネロリなどの高級自然香料を経済的に利用できる。
【００２８】
当該砲筒の断面積が、当該砲筒開口部から砲筒腹部に向けて滑らかに増えるとともに、開口部の放射角が鋭角である場合には、上記砲筒内部から開口部に向けて、気流の乱れは少なく、気圧は滑らかに高まっていく。従って、当該気流が開口部から押し出される際に、当該開口部付近において安定した渦を生じやすく、美しい形状の微粒子の固まりを生成しやすい。当然再現性も高い。
【００２９】
微粒子の固まりが整っていると言うことは、固まりを遠方に飛ばすことができ、広い範囲で使用できる。霧状の可視微粒子の場合には視覚的にも美しい。また、香りの固まりを安定に人の嗅覚器に運ぶことができるので、嗅覚提示特性も良い。
【００３０】
特に、前記砲筒の放射角度の鋭角の範囲が、０から４５度の範囲で、開口部から砲筒の腹部に掛けての断面積の増え方が、当該開口部からの距離に対して１〜４乗に比例して変化すると、上記砲筒内部の空気の乱れが少ないのみならず、気流が開口部から押し出される際に、砲筒の外側面においても気流が発生し、当該気流の一部も微粒子固まりの生成に寄与する。微粒子固まりの生成に寄与する気流が多いと言うことは、微粒子の固まりが更に安定に美しく生成されることを意味し、上記効果は増大する。
【００３１】
上記構造において、砲筒と空気ポンプとの間に脱着機構部を設けることによって、砲筒内部と空気ポンプ内部を簡単に露出させることができる。また、機構的に複雑な微粒子注入機構部も簡単に露出させることができる。露出した砲筒内部、空気ポンプ内部は、水洗浄可能であり、メンテナンス性が良い。
【００３２】
砲筒の内部は、砲筒の内壁と空気ポンプの錐形膜で構成されるが、これらの面は滑らかであるため、そもそも香料などの微粒子の粕は付着し難い。
【００３３】
空気ポンプと砲筒は、脱着機構部によって分離できるため、砲筒を様々な形状のものに取り替えることができる。つまり、適用場所、用途に合わせて選択することができる。
【００３４】
例えば、砲筒を天井に向け、立ち上るドーナッツ形の霧の固まりを見て楽しむとともに、周辺に拡散する香りを楽しむ使い方、砲筒を人の嗅覚器に向け、強いインパクトのある香りを楽しむ使い方、砲筒を下に向け、香りのシャワーを楽しむ使い方、等が可能である。変化に富んだ使い方ができ、癒し効果が高い。
【００３５】
また、砲筒開口部の形状を多角形に変えれば、変化に富んだ形状の微粒子の固まりを放出でき、癒し効果が高い。
【００３６】
砲筒の先端を「鶴首」のように曲げると、砲筒自体が幾何学的に美しく、インテリア性がある。砲筒にデザイン性の高い絵が描かれていれば、癒し効果は更に高くなる。
【００３７】
更に、当該鶴首型の砲筒を脱着機構部で回転可能にすると、微粒子の固まりの放出方向を変えることができる。モータ制御で自動的に首を振らせることもできる。インテリア性、癒し効果ともに高い。
【００３８】
空気ポンプを錐形膜で構成すると、錐形膜の中心軸を軸方向に前後させることによって、膜は、撓むことなく、空気を確実に高速で押し出すことができる。美しい微粒子の生成に貢献する。
【００３９】
錐形膜を撥水性にして、当該錐形膜の中心部付近に水滴通過機構を設けると、稼動中に砲筒内に水滴が付着する場合でも、当該水滴は、当該錐形中心部に集まるので、当該水滴通過機構から砲筒外に排出できる。従って、動作は安定であり、メンテナンス性が良い。
【００４０】
また、砲筒と空気ポンプを接続する脱着機構部に水滴通過機構を設ける場合も、当該水滴を砲筒外に排出できるため、同様な効果がある。
【課題を解決するための手段２】
【００４１】
上記課題を解決するための手段１において、前記砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段は、砲筒の開口部付近に設けることができる。
【００４２】
当該砲筒の開口部付近の微粒子注入手段は、砲筒の一部を成す形状の香料微粒子発生手段（４０）とすることができる。
【００４３】
また、前記砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段は、水の微粒子を発生する手段（３０；第１の微粒子発生手段）と香料微粒子を発生する手段（４０；第２の微粒子発生手段）とからなり、当該第２の微粒子発生手段は、砲筒の開口部付近に設けることができる。
【００４４】
前記砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段は、砲筒から脱着可能に設けられることが望ましい。
【解決手段２の作用および効果】
【００４５】
香料微粒子発生手段を、砲筒開口部付近に設けると、当該香料微粒子の残り粕が、砲筒の奥を汚すことが少ない。ましてや、砲筒より下にある空気ポンプを汚すことは少ない。従って、メンテナンス性が良い。
【００４６】
当該香料微粒子発生手段が、砲筒開口部の一部を形成する場合、当該香料微粒子は、空気の渦に巻き込まれ、香り玉となって前方に放出されやすい。
【００４７】
前記第１と第２の微粒子発生手段を用いる場合には、第１の微粒子発生手段によって砲筒内に注入された水微粒子が、砲筒開口部付近の第２の微粒子発生手段によって生成される香料微粒子と混ざり、開口部から放出される。水微粒子は可視化することができるため、水微粒子と一体になって放出される香料微粒子は、「見える香り」にすることができる。
【００４８】
また、香料微粒子発生手段が、砲筒の一部を成す形状であって、当該砲筒に被せるように設けられている場合には、当該香料微粒子発生手段を砲筒から外して洗浄することができるため、メンテナンス性が良い。従って、常に、清潔で鮮明な香りを楽しむことができる。
【課題を解決するための手段３】
【００４９】
砲筒と、
当該砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該水または香料の微粒子を注入する手段は、当該水または香料を収める容器と当該水または香料を揮発させる手段とから構成され、
当該水または香料を揮発させる手段には、超音波振動子（３２、８５）、または、加熱素子（６５１、６６４）が駆動源として用いられ、当該砲筒内の微粒子が所定濃度になるように、当該駆動源の電力、または、空気ポンプの駆動回数が制御される。
【００５０】
前記において、当該砲筒内の微粒子濃度と空気ポンプの駆動回数が利用者によって指定される場合には、当該微粒子濃度を保持するに必要な当該駆動源の電力が推定され、当該電力を供給するように制御することができる。
【００５１】
前記において、当該砲筒内の微粒子濃度が所定の範囲にあるか否かを計測し、当該範囲に入るように当該駆動源の電力、または、空気ポンプの駆動回数を制御することができる。
【００５２】
前記駆動源に超音波振動子を用いる場合、砲筒内の微粒子濃度は、砲筒内に設けたフォトカプラ（９０、９１）で検出しても良い。
【００５３】
前記駆動源の電力制御は、連続駆動であって電圧・電流積で制御する方法の他、間欠駆動であって電圧・電流積の単位時間当たりの積分値で制御する方法が利用できる。
【００５４】
前記駆動源に加熱素子を用いる場合、当該素子は、２．５３〜３．０μｍ、または、５．０〜７．０μｍの波長の遠赤外線を放射するカーボン系素材が適している。
【解決手段３の作用および効果】
【００５５】
上記駆動源に超音波振動子を用いる場合、超音波振動子の駆動周波数を制御することによって、微粒子径を可視域にすることができる。つまり、可視の霧を作ることができる。霧状の微粒子が輪形状の固まりになって、空中に漂う様子は、視覚的な癒し効果がある。
【００５６】
また、超音波振動によって、水の粒子を小さくすると、大量のマイナスイオンを発生させることができる。当該マイナスイオンを人の嗅覚器に向けて放出すると、体内に取り込まれやすい。マイナスイオンは体内に取り込まれると、血液の粘性を下げる効果、リフレッシュ効果、免疫力向上効果などがある。
【００５７】
超音波振動子を用いる他の利点は、容器に入れた水と油性の香料を超音波で振動させると、水と香料は分離せず、一体となって揮発する。従って、香料に水を加えることで、砲筒から放出される香料微粒子の濃度を適度に調整することができる。
【００５８】
上記駆動源に加熱素子を用いる場合、香料は赤外線や電磁波によって内部から温められるため、より小さな微粒子になる。少量の香料でも大きな体積になるため、当該微粒子を空気砲によって人の嗅覚器に向けて提示すると、極めて効率の良い芳香器を構成することができる。少量の香料でも十分な嗅覚刺激が得られるため、高価な自然香料（天然香料）を効率的・経済的に使用することができる。一般に高価な香料は良い香りを放つので嗅覚的な癒し効果が高い。
【００５９】
加熱素子が、２．５３〜３．０μｍ、または、５．０〜７．０μｍの遠赤外線を放射すると、当該遠赤外線エネルギーは、液体香料に効率良く吸収される。これは、液体香料の中の水分子が当該波長で共振し、共鳴吸収を強く起こすためである。従って、液体は、少ないエネルギーで効率良く揮発する。
【００６０】
特に、６．２７μｍの波長は、水分子と共振しながら水のクラスターをこわして大量のマイナスイオンを発生させる。従って、マイナスイオンが大量に含まれた水微粒子を発生させることができる。水が揮発すると、水に溶けている香料も一緒に揮発する。
【００６１】
超音波振動子で液体香料を微粒子にし、更に、その微粒子を遠赤外線で加熱すると、香りの固まりが見えて、かつ、嗅覚刺激の強い芳香器を作ることができる。
【００６２】
砲筒内の微粒子が所定濃度になるように駆動制御すると、前記微粒子の輪は美しい形状になり、視覚的な癒し効果が高くなる。また、香料入り微粒子の場合、常に、安定した濃度の香料固まりを人の嗅覚器に提示することができるので、嗅覚的な癒し効果が高い。
【００６３】
砲筒内の微粒子が所定濃度を超えると、過飽和状態になって砲筒の壁に水滴を作ることや、微粒子の固まりにならなかった香料微粒子の粕が、砲筒や空気ポンプに付着し、汚染することがあるが、砲筒内の微粒子濃度を制御すると、微粒子の固まりに貢献しない無駄な微粒子が大量に生成されることはないので、砲筒や空気ポンプは汚れにくい。従って、メンテナンスが容易である。
【課題を解決するための手段４】
【００６４】
砲筒と、
当該砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該水または香料の微粒子を注入する手段は、当該水または香料を収める小型容器（３１、８９）と当該水または香料を揮発させる手段（３２、８５）とから構成され、
当該小型容器には、別に設けた水または香料の蓄積タンク（３７、７３）から当該内容物を選択的に小分けする手段（７０）が設けられる。
【００６５】
当該小型容器（８９）は、毛細管現象を利用した網目構造、または、多孔質構造の液体吸蔵体が用いられ、当該網目、または、当該孔に、少量の水または香料が保持されても良い。
【解決手段４の作用および効果】
【００６６】
水または香料の蓄積タンクから当該内容物を小型容器に小分けした後、揮発させるので、当該小分けした香料のみが空気に触れ、蓄積タンクの香料は空気に触れない。従って、香料の劣化が少ない。自然香料は、酸化によって劣化しやすいが、当該手段により酸化を防止できるので、高価な自然香料を安心して利用できる。当然、メンテナンス性も良い。
【００６７】
また、当該小型容器の香料は短時間で消耗されるため、当該香料が消耗した時点で、香料蓄積タンクから別の香料を当該小型容器に小分けすることで、順次、香りを切り替えることができる。従って、時間の経過にあわせて様々な香りを提示する演出が可能である。嗅覚的な癒し効果は高い。
【００６８】
また、当該小型容器として、毛細管現象を利用した網目構造、または、多孔質構造の液体吸蔵体を用いると、極めて少量の水や香料を所定の場所に保持できるため、超音波振動子や加熱素子のエネルギーを当該液体に集中的に加えることができ、効率的に揮発、消耗させることができる。従って、別な香料への高速切り替えが可能である。
【００６９】
香りを短い時間で切り替えることができるため、映像や音楽と組み合わせて利用することができ、この場合、癒し効果は更に大きくなる。
【課題を解決するための手段５】
【００７０】
砲筒と、
砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該空気ポンプを駆動制御する手段（２６）において、1回の駆動パターンは、微粒子の固まりを作るための所定の速度でポンプを押し出すパートと、当該微粒子の固まりが砲筒を離れる間押し出した状態で保持するパートと、当該固まりに寄与しなかった残り微粒子を砲筒内に取り戻す引き込みパートとから構成され、各パートは制御可能にしても良い。
【解決手段５の作用および効果】
【００７１】
空気ポンプの駆動方法において、1回の駆動パターンを３パートに分けて制御するが、第１の押し出しパートは、砲筒内の気圧を瞬間的に高めて微粒子の固まりを確実に作るように作用する。第２の保持パートは、微粒子の固まりが砲筒からしっかり離れるまで、当該固まりに外乱を与えないように作用する、第３の引き込みパートは、当該固まりに寄与しなかった残り微粒子を砲筒内に取り戻すように作用する。従って、当該微粒子が開口部の周辺に拡散して美感を損なうことが少ない。
【００７２】
当該駆動パターンは、常に安定な形状の微粒子の固まりを生成するのに効果的である。また、形状が安定しているため、空気ポンプの駆動力に幅を持たせることが可能である。低速でも高速でも美しい微粒子の固まりが生成できるので、適用範囲が広く、癒し効果が高い。変化に富んだ様々な芳香提示演出に利用できる。
【課題を解決するための手段６】
【００７３】
砲筒と、
当該砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該空気ポンプを駆動制御する手段（２６１）において、当該微粒子の固まりを放出する所定間隔が出現する頻度が、概ね当該放出周波数の逆数に比例するように制御することができる。
【解決手段６の作用および効果】
【００７４】
上記解決手段６は、微粒子の固まりの放出間隔に、周波数の逆数に比例する性質、つまり、１／Ｆ揺ぎを与えるものである。１／Ｆ揺ぎは、自然界が持つ基本的な性質である。従って、香料入りの微粒子を１／Ｆ揺ぎを与えて、放出すると、嗅覚的にも視覚的にも自然界のリズムに合致した印象が得られ、癒し効果は高い。
【課題を解決するための手段７】
【００７５】
砲筒と、
砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該空気ポンプを駆動制御する手段（２６１）は、当該微粒子の固まりを放出する速度が制御可能であって、当該速度は、予め設定された中心設定速度の回りに揺らぐように制御することができる。
【００７６】
当該中心設定速度の回りの揺らぎは、所定速度が出現する頻度が「当該所定速度−中心設定速度」の絶対値の逆数に比例することが望ましい。
【解決手段７の作用および効果】
【００７７】
微粒子の固まりの放出速度を予め設定された中心設定速度の回りに揺らぐように制御すると、当該固まりの到達距離は、所定の距離の回りに揺らぐ。従って、濃度変化のある香り空間を作ることができる。変化のある香り提示は、人に興味や関心を与え、癒しの効果がある。
【００７８】
また、当該所定速度が出現する頻度を「当該所定速度−中心設定速度」の絶対値の逆数に比例するようにすることによって、癒し効果は、更に高いものになる。
【課題を解決するための手段８】
【００７９】
砲筒と、
砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段と、
当該砲筒内の気圧を瞬間的に高めて、当該筒内に気流を発生させ、前記砲筒開口部より当該水または香料微粒子を固まりとして放出する空気ポンプと、
当該空気ポンプを駆動制御する手段と、
からなる空気砲式微粒子放出装置であって、
当該砲筒内部、または、当該砲筒から放出される微粒子の固まりを照明する手段（６０、６５１、６３、６４、６６１、６６４）を設けることができる。
【００８０】
当該照明手段は、発熱する光源（６０、６５１、６６４）で構成され、砲筒を内部から照明すると共に、当該光源から放射される熱、赤外線により水または香料を揮発させる手段を兼ねることもできる。
【００８１】
当該照明する手段は、青、緑、赤のＬＥＤ（６３、６４）から構成され、当該ＬＥＤは３色の強度を変えて駆動することができる。
【００８２】
当該照明する手段において、所定の照明強度が出現する周期の頻度は、当該照明強度周波数の逆数に比例するように制御することができる。
【解決手段８の作用および効果】
【００８３】
当該照明手段によって、砲筒や香りを含む微粒子の固まりに様々な色を付けることができるため、嗅覚だけでなく、視覚的にも香りを楽しむことができる。インテリア性が高くなる。
【００８４】
熱や赤外線が放出される電球のような光源を砲筒の照明に用いることにより、香料は内部から温められるため、揮発が促進される。揮発した香料は上昇する性質があるので、砲筒に沿って開口部に向かう。ここで、空気ポンプが動作すると、当該香料微粒子は固まりとして開口部より放出される。従って、使用中に汚れる部分は、砲筒の腹部から開口部に掛けてであり、砲筒の下部、および、空気ポンプ部分は汚れることが少ない。当然、メンテナンス性が良い。
【００８５】
照明する光の色彩や強度を変化させると、インテリアとして素敵である。特に、当該光の強度の出現頻度が周波数の逆数に比例するように制御すれば、自然界のリズムに合致するため、癒し効果は高い。
【００８６】
超音波振動子を用いて、水と香料の可視微粒子を生成し、当該微粒子の固まりを開口部から放出させ、その方向に電球の光を照射すると、微粒子の固まりに色が付くことに加えて、赤外線の熱によって当該微粒子の揮発が促進されて、嗅覚刺激が増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
上記目的を達成するため、本発明は、以下のような形態で実現できる。
【実施例１】
【００８８】
図１は、本発明の空気砲式微粒子放出装置の第１の実施例で、断面構造を示したものである。図２は、空気ポンプの構造、図３は、砲筒の一部を構成する砲筒形香料発生部である。これらの図を用いて、本発明の基本構成を説明する。
【００８９】
図１、２、３において、１は空気砲式微粒子放出装置、１０は砲筒、２０は空気ポンプ、３０は水または香料の微粒子を注入する手段、４０は砲筒の一部を成す香料微粒子発生部、５０は脱着機構、６０は照明手段である。図１−１は、微粒子注入手段３０を上面から見た構造である。
【００９０】
空気ポンプ２０の上には、砲筒１０が、脱着機構５０を介して接続されている。５１は当該脱着機構の部品で、差し込み機構である。砲筒と空気ポンプは、当該差し込み機構５１によって接続される。つまり、砲筒１０は、筐体２１に差し込むようにして接続される。本実施例では、空気ポンプ、砲筒ともに円形断面の例である。従って、砲筒が筐体に差し込まれた状態で砲筒は回転可能である。
【００９１】
砲筒の上部には、砲筒の上部および開口部を構成するとともに香料を発生する機構を備えた砲筒形香料微粒子発生部４０が砲筒の腹部に差し込まれるように接続されており、この部分も脱着可能であり、回転可能である。
【００９２】
空気ポンプの上部にある脱着機構５０の近傍には、砲筒内に、水または香料の微粒子を注入する手段３０が、砲筒断面のほぼ中央の位置に設けられており、微粒子が砲筒の腹部または開口部に注入されるように構成されている。
【００９３】
微粒子注入手段３０の上部には、砲筒の内部および開口部を照明する電球などの照明装置６０が取り付けられている。以上が主要な構成部品の説明である。
【００９４】
次に、図１、２、３において、前記主要部品の詳細な構成について説明する。
空気ポンプ２０は、筐体２１、錐形膜２２、蛇腹膜２３、電磁芯２４、電磁コイル２５、電磁コイル駆動装置２６、水滴通過機構２７、水滴排出管２８から構成される。
【００９５】
電磁芯２４は、電磁コイル２５に通電することにより、同図において上下に移動する。電磁芯２４が上に押し出されると、蛇腹膜２３は上方向に収縮し、錐形膜２２は全体が上に動き、当該錐形膜の上にある空気は、砲筒内に押し出される。
【００９６】
次に、微粒子注入手段３０について説明する。当該微粒子注入手段は、水または香料を収める小型容器３１、揮発手段３２、揮発手段駆動装置３３、水位検出装置３４、液体通過弁３５、水供給管３６、水槽３７、微粒子放出窓３８から構成される。当該小型容器３１は、保持機構５２によって、空気ポンプ２０の筐体２１に取り付けられている。
【００９７】
図１の実施例では、微粒子注入手段３０は、水の微粒子を生成し砲筒内に注入する例を示している。水は水槽３７に蓄積されており、その一部が水供給管３６を介して、小型容器３１に小分けされる。小型容器内の水量は、フォトカプラなどで構成される水位検出装置３４で検出され、適量になるように液体通過弁３５で調節される。
【００９８】
当該小型容器３１の底には超音波振動子等の揮発手段３２が設けられ、揮発手段駆動装置３３によって駆動される。超音波振動子が駆動すると、小型容器３１内の水（Ｗ０）は、霧状に揮発し、水の微粒子Ｗ１は、微粒子放出窓３８から矢印のように砲筒の腹部、または、開口部に向けて出る。
【００９９】
２６１は、砲筒内の微粒子濃度が所定の範囲に入るように、揮発手段駆動装置３３、または、電磁コイル駆動装置２６を制御する駆動制御装置である。
【０１００】
図３は、砲筒形香料微粒子発生部４０の構造を示したもので、空気穴４６を設けた外側カバー板４７、内側カバー板４９、両カバー板の間に設けた液体香料を吸蔵する網状構造板４８の３層からなり、円筒形に作られている。当該円筒は前述のように砲筒の一部を成し、図１の砲筒１０の腹部に差し込むように接続される。
【０１０１】
ここで、当該砲筒形香料微粒子発生部４０は、本発明者による特願２００２−３２９００５に詳細に示されたものが用いられてもよい。それによると、香料は網目状の液体香料吸蔵板４８に確実に吸蔵され、漏れることが少ない。また、外側カバー板４７と内側カバー板４９には、錐形の特殊な空気穴４６が設けられており、当該空気穴を通じて板の厚さ方向に適度な空気の流れを作ることができる。
【０１０２】
ここで、空気穴の大きさは、１０μｍから１ｍｍ程度が良い。また、網目状の液体香料吸蔵板の厚さは、５０μｍから２ｍｍ程度が良い。
【０１０３】
吸蔵板４８に蓄積された香料は揮発して香料微粒子になり、当該空気穴から砲筒の内側にも外側にも放出される。当該香料微粒子は、空気ポンプの動作によって、香りの固まり（香り玉）になるが、その動作原理については後述する。
【０１０４】
当該砲筒形香料微粒子発生部４０への香料供給は、香料をスポイトなどで、外側カバー板４７の一部から手動で供給することができるが、液体香料タンク４１の香料を、香料供給管４２を介して、香料供給ポンプ４３で自動的に供給しても良い。
【０１０５】
また、香料吸蔵板４８の香料を揮発させる方法は、自然揮発方式でも良いが、砲筒内に設けた電球６０の熱を利用して、当該砲筒形香料微粒子発生部４０を加熱し、その熱で香料吸蔵板４８を加熱し、揮発を促進しても良い。
【０１０６】
図２の６２は、当該電球の駆動を制御する装置である。電球の熱を利用して、当該砲筒形香料微粒子発生部４０を暖めると柔らかい香りが得られる。
【０１０７】
更に、当該砲筒形香料微粒子発生部４０を砲筒１０に差し込む機構部に、揮発手段４４を設け、揮発手段駆動装置４５でこれを駆動して、香料吸蔵板４８の香料の揮発を促進させてもよい。強くクリアな香りが得られる。
【０１０８】
因みに、揮発手段４４としては、当該砲筒形香料微粒子発生部４０の中の香料蓄積部を超音波で振動させる方法、または、当該砲筒形香料微粒子発生部４０を加熱する電熱器を使用する方法が利用できる。
【０１０９】
更に、上記特願２００２−３２９００５に示されているように、網目状の香料吸蔵板４８を発熱体で構成し、通電によって香料を加熱してもよい。
【０１１０】
以上、図１の砲筒形香料発生部４０について、液体香料を用いる場合を述べたが、香料微粒子を砲筒開口部周辺に発生できるものであれば、液体香料を利用するものでなくてもよい。
【０１１１】
例えば、砲筒形香料微粒子発生部４０は、伽羅、白檀などの香木を砲筒の形状に削りだして作ることもできる。また、香料を樹脂などに混ぜて固めた素材で砲筒の形を作ることもできる。この場合、液体香料のように、香料の補充は必要ない。
【０１１２】
要するに、砲筒形香料微粒子発生部４０は、砲筒の一部を成し、砲筒開口部周辺に香料微粒子を発生させるものであれは良い。
【０１１３】
次に、脱着機構５０について説明する。当該脱着機構は、前述のように、砲筒差し込み機構５１などで構成できるが、通常の操作では、間違って外れることがなく、取り外しの際には簡単に外れるように、差込部にスナップ式の鍵機構が取り付けられてもよい。
【０１１４】
また、本実施例では、空気ポンプと砲筒は、脱着機構によって分離できるようにしてあるため、砲筒を様々な形状のものに取り替えることもできる。この例については後述する。
【０１１５】
また、後述の本発明の動作説明にあるように、砲筒内が過飽和になり、水滴が砲筒内に発生した場合、この水滴が砲筒外の放出されるような水滴通過機構５３を当該脱着機構の一部に設けても良い。
【０１１６】
当該水滴通過機構５３について、具体的には、水滴が重力によって筒外に排出されるように小さな空気穴を設けておけばよい。本発明では、砲筒に注入した微粒子の固まりを砲筒開口部から放出するように設計するので、上記小さな空気穴とは、当該基本機能に影響を与えない程度の大きさのものを意味する。つまり、空気ポンプ動作の際、砲筒の気圧が瞬間的に上がるように、砲筒の開口部に比べて十分に小さい穴と言う意味である。
【０１１７】
次に、照明装置６０について説明する。照明装置は、砲筒内を照明する目的、砲筒開口部から出た微粒子の固まりを照明する目的、および、前記のように、香料の揮発を促進する目的で使用する。ｂｍ１の矢印は照明装置の光である。
【０１１８】
上記３つの目的には、ハロゲンランプ、白熱燈などが適している。これらは、高熱を発生し、遠赤外線も発生するので、香料を揮発させる作用が高い。つまり、砲筒や霧状の微粒子の固まりに対して光を照射して雰囲気を演出すると同時に、砲筒内の香料、または、砲筒から出る香料入り微粒子の固まりに対して、遠赤外線を照射して揮発を促進させることができる。
【０１１９】
また、上記、砲筒内の照明、または、砲筒開口部から出た微粒子の固まりの照明のみが目的の場合には、半導体発光素子（ＬＥＤ）を用いた照明装置も利用できる。青、緑、赤のＬＥＤを組み合わせることで、様々な色の光で照明できる。
【０１２０】
次に、本発明の空気砲式微粒子放出装置１の動作原理について図１を用いて説明する。
微粒子注入手段３０の小型容器３１内にある水は、超音波振動子３２によって揮発され、霧状になって、微粒子放出窓３８から矢印のように砲筒の腹部、または、開口部に向けて出る。
【０１２１】
砲筒内の微粒子が適当な濃度になったところで、空気ポンプ２０を駆動すると、錐形膜２２は瞬間的に全体が持ち上がるので、当該錐形膜の上にある空気は、砲筒内に押し出される。
【０１２２】
本発明の砲筒は、図１に示すように、脱着機構部５０から砲筒の腹部あたりまでは一定の断面積であるが、腹部から開口部１１にかけては断面積が滑らかに小さくなっている。
【０１２３】
従って、空気ポンプ２０が動作すると、砲筒内の気圧は、砲筒の腹部から開口部１１にかけて次第に高くなり、空気の流れは砲筒開口部に向かって滑らかに速くなり、開口部で一気に放出される。
【０１２４】
このとき、砲筒形香料微粒子発生部４０から、香料微粒子Ｋ１が砲筒内に注入されている場合には、当該香料微粒子Ｋ１は、前記霧状の水微粒子Ｗ１を含んだ空気に混じって、開口部から一緒に放出される。この気流を主気流と呼び、一点鎖線（Ａ）で示す。
【０１２５】
このように、小型容器３１と超音波振動子３２によって、砲筒内に水微粒子を注入する手段が第１の微粒子注入手段とすると、砲筒形香料微粒子発生部４０は、砲筒の開口部付近から香料微粒子を注入する第２の微粒子注入手段になる。
【０１２６】
当該砲筒開口部から空気が放出される際、開口部の先では、空気の気圧が急に下がるので、前記水微粒子と香料微粒子を含んだ空気は、外側に広がろうとして同図（Ａ）のように渦を作る。この渦は、砲筒から押し出されて出来たものなので、「ドーナッツ形の見える微粒子の固まり（香り玉）３００」となって前進する。
【０１２７】
本発明の砲筒形状は、砲筒開口部から砲筒腹部に向けて、当該砲筒の断面積が滑らかに増えるとともに、砲筒の放射角θが鋭角となるように構成されている。ここで、当該放射角θは、図１に示すように、微粒子放出軸１２と平行なｘ軸に対して、砲筒先端の砲筒外壁面の長手方向の角度と定義される。
【０１２８】
砲筒をこのような形状にすると、前述のように、砲筒腹部から開口部に向けての空気の流れは安定し、常に美しい形状の微粒子の固まりを作ることができる。
【０１２９】
砲筒の内面は、滑らかに変化するので、砲筒に香料の残り粕などの汚れが付着する機会は少なく清潔であり、メンテナンスも容易である。
【０１３０】
また、当該砲筒放射角θを特に０から４５度の範囲とし、更に望ましくは、砲筒の断面積の滑らかな増え方を、当該開口部から砲筒腹部に向けての当該断面積が、当該開口部からの距離に対して１〜４乗倍に比例して変化するようにすると、以下に示すように特徴的な作用がある。
【０１３１】
即ち、前記砲筒内部の空気の乱れが少ないのみならず、気流が開口部から押し出されて固まりを作る際に、図１に一点鎖線（ａ）で示すように、砲筒の外側面においても副気流が発生し、当該副気流の一部は、当該微粒子固まり３００の生成に寄与する。
【０１３２】
つまり、図１の（ａ）で示す副気流の中にある香料粒子Ｋ２は、（Ａ）で示す主気流の中にあるＫ１と共に渦に巻き込まれ、美しい形状の香り玉３００を生成する。微粒子固まり生成に寄与する気流が多いと言うことは、微粒子の固まりが美しく安定に生成されることを意味する。
【０１３３】
図４は、前記放射角θをパラメータとして、香り玉３００の形状を実験で調べた結果である。同図において、ｘ軸＝０の面が、開口部の面に当る。１０ア〜オは、砲筒を縦に切った断面を示す。１０ア、１０イ、１０ウは、放射角θが０〜４５度の砲筒縦断面である。また、開口部の大きさは、直径が２ｃｍ〜７ｃｍの範囲で実験した。
【０１３４】
同図の太い実線で示す１０アの砲筒は、開口部から砲筒の腹部に向けてほぼ直線で膨らんでいる。従って、砲筒を横に切った断面積は、当該開口部からの距離（ｘ軸）に対して約２乗に比例して増加している。
【０１３５】
同様に、太い一点鎖線で示す１０イの砲筒は、当該断面積が、当該開口部からの距離（ｘ軸）に対して約１乗に比例して増加している。太い破線で示す１０ウの砲筒は、当該断面積が、当該開口部からの距離（ｘ軸）に対して約４乗に比例して増加している。
【０１３６】
放射角θが０〜４５度で、砲筒の断面積が、開口部から砲筒の腹部にかけて、滑らかに増加している砲筒１０ア、１０イ、１０ウを用いると、空気ポンプの動作を厳密に制御しなくても美しい形状の香り玉３００が得られる。同図○印で示す。
【０１３７】
一方、１０オに示すように、放射角θが−１０度で、砲筒の断面積が、開口部から砲筒の腹部にかけて、一旦小さくなって大きくなる砲筒、または、１０エに示すように、放射角θが８０度で、砲筒の断面積が、開口部から砲筒の腹部にかけて、急激に大きくなる砲筒を用いた場合には、空気ポンプの動作を厳密に制御しないと、美しい形状の香り玉３００は得られ難かった。同図△印で示す。
【０１３８】
放射角θは、０〜６０度程度で効果が高い。特に、０〜４５度では、空気ポンプの動作を厳密に制御しなくても美しい香り玉が得られる。
【０１３９】
以上より、当該砲筒の形状は、砲筒開口部から砲筒腹部にかけて、当該砲筒の断面積が滑らかに増えるとともに、開口部の放射角θは鋭角であり、特に、０度〜４５度の範囲にすることが合理的である。
【０１４０】
次に、美しい微粒子の固まりを作る他の条件として、砲筒内の微粒子濃度を調整する方法について述べる。
【０１４１】
所定の間隔で空気ポンプを駆動中、砲筒内の水微粒子濃度が低くなると当該水微粒子の固まりは見えにくくなる。一方、水微粒子濃度が高すぎる場合には、砲筒内が過飽和状態になり、砲筒の壁に水滴が生ずることがある。水滴は装置を汚染する原因になるため望ましくない。そこで、砲筒内の水微粒子濃度が適当になるように調節することが望ましい。
【０１４２】
当該砲筒内の水微粒子濃度は、超音波振動子に加える駆動電力と、単位時間当たりの空気ポンプの駆動回数から推測できる。逆に言えば、当該駆動回数と当該微粒子の濃度が与えられれば、適切な超音波振動子の駆動電力を決めることができる。
【０１４３】
図５は、具体的な砲筒内の微粒子濃度制御方法である。利用者が、単位時間当たりの空気ポンプの駆動回数（ｎ）と、微粒子の固まりの濃度（Ｄ）を設定するものとする。
【０１４４】
この場合、砲筒内の微粒子濃度を維持するための超音波振動子３２の駆動電力Ｐは、ｎとＤの積をパラメータとする関数ｇで与えられる。つまり、Ｐ＝ｇ（ｎ・Ｄ）で近似される。
【０１４５】
ｇの性質を予め実験等によって求めておけば、前記ｎとＤを指定すれことによって、超音波振動子３２の最適な駆動電力Ｐを決めることができる。
【０１４６】
当該超音波振動子の駆動方法は、連続駆動の他、間欠駆動が可能である。当該駆動電力の制御は、連続駆動の場合は、電圧・電流積で制御することができる。また、間欠駆動の場合は、電圧・電流積の単位時間当たりの積分値で制御することができる。当該間欠駆動の間隔は、０．５秒〜数１０秒程度が適当である。
【０１４７】
また、上記砲筒内の微粒子濃度を推測する他の方法として、フォトカプラを用いることもできる。
【０１４８】
例えば、図１において、９０はＬＥＤ、９１はフォトトランジスタ、ｂｍ２はＬＥＤから出る光線である。微粒子が霧状の場合、当該微粒子は、光が直進するのを妨げるため、フォトトランジスタの出力変化を計測することで当該微粒子濃度を推測することができる。
【０１４９】
図６は、砲筒内の微粒子濃度をフォトカプラの出力変化から推測し、超音波振動子３２の駆動電力を適切に設定する方法である。
【０１５０】
単位時間当たりの空気ポンプの駆動回数（ｎ）と、微粒子の固まりの濃度（Ｄ）は、利用者が設定する。ΔＤは設定許容範囲で、システムが予め設定する。
【０１５１】
先ず、超音波駆動電力の初期値Ｐを設定する。砲筒内の微粒子濃度ｄが、フォトカプラ出力から推測される。ここで、ｄがＤ−ΔＤより低い場合、濃度を上げるため、超音波振動子の駆動電力Ｐを上げる。
【０１５２】
また、ｄがＤ＋ΔＤより高い場合には、濃度が高すぎると判断して、Ｐを下げる。ｄが適切な範囲にあれば、Δｔ時間後、再び、前記の処理を行う。
【０１５３】
次に、砲筒内に水滴が生じた場合、この水滴を砲筒外に排除する方法について述べる。砲筒内の超音波振動子の駆動電力が大きすぎる場合などに、砲筒内は過飽和になり、水滴が発生する場合がある。
【０１５４】
図１の空気ポンプの錐形膜２２の底に設けられた水滴通過機構２７、および、水滴排出管２８は、当該水滴を排出するためのものである。
【０１５５】
砲筒内の水滴の一部は、前記のように、脱着機構の一部に設けた水滴通過機構５３によって排出されるが、当該機構で排出仕切れない水滴が生成されてしまった場合、当該水滴は、空気ポンプの錐形膜に到達する。
【０１５６】
錐形膜は凹型をしているので、当該水滴は、水滴通過機構２７に集まる。２７には水滴を通過させる小さな穴が開けられている。水滴はこの穴を通過し、排出管２８で外部に排出される。
【０１５７】
図７は、本発明の空気砲式微粒子放出装置の第２の実施例で、小型容器に水と香料を入れ、超音波振動子で揮発させて、水と香料の微粒子を砲筒内に発生させ、当該砲筒の開口部から当該微粒子の固まりを放出する香り切り替え形微粒子放出装置を示している。
【０１５８】
超音波振動子の周波数によって、微粒子の大きさを選択することができ、「見える香り」をつくることができる。図７−１は断面図、図７−２は空気ポンプの上面図である。
【０１５９】
以下、図７の実施例において、図１の実施例と異なる構成要素と動作を説明する。１３は、樹脂、ガラスなどで構成される透明な砲筒で、空気ポンプ２０の筐体２１と差し込み構造の脱着機構５１を介して回転可能に接続されている。
【０１６０】
図７−１において、７０は、砲筒に水または香料の微粒子を注入する手段の一部で、小型容器３１に香料を供給する装置である。当該香料供給装置７０は、香料供給ポンプ７１、香料供給管７２、香料タンク７３、香料供給駆動制御装置７４、香料選択制御装置７５からなる。
【０１６１】
図７−２において、７３２、７３３、７３４、７３５は、別な香料タンク、７４５は、別な香料供給駆動制御装置である。
【０１６２】
香料供給ポンプ７１は、三角形のロータリーカム機構７６、ロータリーカム回転軸７７からなる。当該ロータリーカムが左回転すると、香料供給管７２の中の香料は、押し出され、小型容器３１に供給される。香料供給管は、香料と化学反応せず、管の通路が変形する素材を用いる。
【０１６３】
当該香料供給ポンプ７１において、香料が接触する部分は、香料タンクと香料供給管のみであり、それ以外には接する部分がない。従って、香料は、小型容器３１に供給されるまで空気に触れることがないため、酸化による劣化が少ない。
【０１６４】
また、極めて微小な香料を制御して小型容器３１に供給することができる。香料を混ぜて小型容器に供給するためには、その混ぜ方を香料選択制御装置７５で設定し、７４、７４５などの香料供給駆動制御装置で調整することができる。
【０１６５】
小型容器３１に滴下された香料は、水槽３７から供給された水と混ざる。これをＫＷ０で示す。自然香料は油性のものが多いので、通常は、水の上に香料が浮かび、分離された状態になるが、ＫＷ０を超音波振動子３２によって超音波で振動すると、水と香料は混ざり、霧状になって揮発、放出される。
【０１６６】
小型容器３１に水と香料を小分けして揮発させるので、香料７３は保存性が良く、劣化が少ない。
【０１６７】
また、小型容器が香料の粕で汚れることは少ない。また、汚れた場合は、空気ポンプから砲筒を外し、当該小型容器３１を空気ポンプから外し、簡単に洗浄できる。従って、メンテナンス性が良い。
【０１６８】
水と香料の霧状微粒子Ｋ１、Ｗ１は、砲筒内に供給され、当該Ｋ１、Ｗ１を含む空気は、空気ポンプ２０によって開口部から放出される。以上のようにして、香りを含む輪形状の微粒子の固まり３００が得られる。
【０１６９】
６３、６４は、ＬＥＤ照明装置である。砲筒１３は透明なので、光線ｂｍ３、ｂｍ４は砲筒の中を通過し、砲筒の開口部から出る。
【０１７０】
砲筒１３の開口部は、小型レンズとなっている。光は、前記放出された微粒子の固まり３００を照明する。
【０１７１】
６３、６４の各々に、青、緑、赤の３色のＬＥＤを用いることによって、砲筒が彩られると共に、香りの玉３００にも色をつけることができる。美しいので癒し効果は高い。
【０１７２】
照明装置６０として電球を用いた場合は、砲筒１３が透明であると、ランプ機能のある芳香器になる。
【０１７３】
光線ｂｍ１は、砲筒１３の壁を通過して回りを照明すると共に、香り玉３００を照明し、かつ、赤外線が当該香り玉の揮発を促進する。
【０１７４】
砲筒は美しく輝き、香り玉も暖色が付き、視覚的な癒し効果が得られる。また、香料微粒子が増えるので嗅覚特性が良くなる。
【０１７５】
図８は、網目構造の液体吸蔵板を水または香料の小型容器とし、超音波振動子を揮発手段とした空気砲式微粒子放出装置の第３の実施例である。図７の実施例と比較して異なる部分を説明する。
【０１７６】
同図において、８０は、網目構造の液体吸蔵板を小型容器として用いた超音波式揮発装置である。８０は、ＰＺＴなどの圧電板８１、電極８２、８３、振動突起接続樹脂８４、振動突起８５、圧電板保持部８６、錐形空気穴付きカバー板８７、錐形空気穴８８、網目状液体吸蔵部８９からなる。
【０１７７】
８０には、水槽３７から水が、水供給管３６と、液体通過弁３５を介して、少量ずつ供給される。また、香料タンク７３の香料が、香料供給管７２と香料供給ポンプ７１を介して、少量ずつ供給される。
【０１７８】
図８−２において、圧電板８１の両端の電極８２、８３に超音波振動数の交流電圧を加えると、振動突起接続樹脂８４を介して、振動突起８５が同図において、横方向に高速に超音波振動する。振動突起の構造を変えることにより、縦方向に振動させることもできる。
【０１７９】
ここで、振動突起接続樹脂８４は、圧電板８１の振動衝撃を適度に緩和して、振動突起８５に伝達するように作用する。
【０１８０】
振動突起８５が高速に振動すると、吸蔵されている水（Ｗ０）、香料（Ｋ０）に振動が伝わり、振動突起と接触している部分から、大量の微粒子が発生する。
【０１８１】
水の微粒子Ｗ１と香料の微粒子Ｋ１は、カバー板８７の空気穴８８を通過し放出され、砲筒１３の中に供給される。
【０１８２】
図８−３は、超音波式揮発装置の上面図である。網目状液体吸蔵部８９は、複数の線材が縦横の帯をなし編まれている。帯の交点には、毛細管現象によって液体が吸蔵されやすい。従って、水や多数の異なる香料を蓄積することもできる。網目状液体吸蔵部８９の厚さは、５０μｍから２ｍｍ程度が良い。
【０１８３】
網目板の上にあるカバー板には、小さな空気穴が開けられるが、空気穴の内部で、網目側は、同図のように、錐形の広い空間を作るような構造になっている。
【０１８４】
振動突起８５によって、発生した微粒子は、当該錐形空間に一旦蓄えられたあと、空気穴８８から放出される。空気穴８８の大きさは、１０μｍから１ｍｍ程度が良い。空気穴をこのような構造にするのは、以下の理由である。
【０１８５】
振動突起８５が激しく振動すると、振動のモードによっては、液体Ｗ０、Ｋ０は、微粒子になるだけでなく、液体の大きな塊になって飛び出ようとする場合がある。カバー板８７を前記のような構造にすることによって、当該液体の大きな塊が、撥ねて飛び出ることはなく、径のそろった微粒子が空気穴８８から放出される。
【０１８６】
図８では、網目構造の液体吸蔵板を用いたが、多孔質構造の液体吸蔵体でも同様な効果があるのは当然である。
【０１８７】
図９は、美しい微粒子の固まりを生成する他の条件として、空気ポンプの駆動方法について説明したものである。
【０１８８】
空気ポンプの駆動制御は、３つのパートからなる。同図中、（ア）（イ）（ウ）は、当該３つのパートに対応する空気ポンプの電磁芯２４の動作を示している。
【０１８９】
太い線が動作の時間特性である。図９−１、図９−２、図９−３は、当該（ア）（イ）（ウ）の各パートで電磁芯２４が動作するときの空気砲と微粒子の固まりの様子を示している。
【０１９０】
また、（エ）は、比較のため、スプリング等による従来技術で空気ポンプ動作させた場合である。スプリングで空気ポンプの膜を動作させると、同図のように、膜は減衰振動する。膜が高速で振動すると、砲筒開口部では、放出した微粒子の固まりが開口部を十分離れない状況で、当該微粒子固まり周辺には、当該固まりを砲筒に戻そうとする気流が発生する。
【０１９１】
このようにして、砲筒開口部近傍では、気流に乱れが出るため、美しい微粒子の玉ができない。また、動作は安定しない。これに対して、（ア）（イ）（ウ）では、電磁芯の動作を以下のように制御している。
【０１９２】
（ア）では、電磁芯２４は、ｔ１からｔ２の短い時間で高速に動作する。図９−１において、電磁芯２４と錐形膜２２が矢印で示す方向に動作すると、砲筒から微粒子混入空気３００が放出される。気流は、一転鎖線Ａのように流れる。
【０１９３】
（イ）では、電磁芯２４は、ｔ２からｔ３までの間、動作しない。図９−２において、前記輪形状の微粒子の固まり３００は、砲筒の開口部から離れる。ｔ２からｔ３の時間の長さは、微粒子の固まり３００が、砲筒開口部から当該固まりの直径程度の距離、離れるまでの長さでよい。
【０１９４】
（ウ）では、電磁芯２４は、ｔ３からｔ４まで動作する。図９−３において、空気ポンプの錐形膜２２は矢印の方向に動作する。砲筒開口部付近に残った微粒子は、砲筒内に回収されると共に、次の微粒子放出に備えて、錐形膜２２は元の位置に戻る。
【０１９５】
このとき、気流は、破線Ｂのようになる。つまり、外側の空気は、砲筒の断面が狭くなった開口部を通過する際に、圧縮され気圧が上がる。砲筒の腹部では、断面が大きくなっているため、気圧が下がる。従って、同図のような輪形状の空気玉３０１が、砲筒内に発生する。
【０１９６】
３０１は、砲筒内の微粒子を砲筒の壁に押しやる。微粒子が砲筒の腹部から開口部の壁近くに分布すると、次の微粒子放出の際、美しい輪形状を作りやすい。
【０１９７】
本空気ポンプ駆動法によると、微粒子の固まりの放出が安定し、再現性が高い。従って、微粒子を高速に放出しても輪形状の乱れが少ない。放出可能速度に関して許容幅がある。
【０１９８】
（ア）において、ｔ１１からｔ２の傾きは、遅い速度の放出、ｔ１２からｔ２の傾きは、高速の放出を示している。
【０１９９】
次に、癒し効果を高める空気ポンプの駆動方法について説明する。図１０は、微粒子の固まりを放出する所定間隔が出現する頻度が、概ね当該放出周波数の逆数に比例するように制御する実施例である。
【０２００】
図１０−１は、放出間隔例である。（ア）は、１０秒間隔で１時間あたり３６０回放出するモード、（イ）は、３．１６秒間隔で１時間あたり２４０回放出するモード、（ウ）は、１秒間隔で１時間あたり１２０回放出するモードである。ＡＫは、（ア）（イ）（ウ）を重畳して放出した様子を示している。
【０２０１】
図１０−２は、放出間隔の揺らぎを発生させる方法で、放出間隔と当該放出間隔が出現する頻度の関係を示している。微粒子の固まりの放出間隔は、周波数Ｆの逆数に比例する性質、１／Ｆ揺ぎを与えている。
【０２０２】
つまり、周期の長い（ア）は、出現頻度が高く、周期の短い（ウ）は、出現頻度が低い。１／Ｆ揺ぎは、自然界が持つ基本的な性質である。従って、香料入りの微粒子を１／Ｆ揺ぎを与えて放出すると、嗅覚的にも視覚的にも自然界のリズムに合致した印象が得られ、癒し効果は高い。
【０２０３】
図１１は、空気ポンプの駆動制御において、微粒子の固まりを放出する速度が、予め設定された中心設定速度の回りに揺らぐように制御される実施例である。
【０２０４】
図１１−１は、放出距離例である。空気砲から放出される空気の固まりは、放出速度と放出距離が比例するため、放出速度を中心設定速度の回りに揺らぐように制御することによって、同図のように所定位置の周辺に香りの濃度空間を作ることができる。
【０２０５】
図１１−２は、放出速度の揺らぎを発生させる方法で、所定速度に対応する出現する頻度が「当該所定速度−中心設定速度」の絶対値の逆数に比例する例を示している。同図では、放出速度を放出距離に変換して示している。
【０２０６】
（カ）は、中心設定速度に対応し、放出距離が０．５ｍで、１時間当たり２８０回程度になるモードである。（キ）は、放出距離が０．３ｍ、または、０．７ｍで、１時間当たり２３０回程度、（ク）は、放出距離が０．２ｍ、または、０．８ｍで、１時間当たり１９０回程度、（ケ）は、放出距離が０．１ｍ、または、０．９ｍで、１時間当たり１２０回程度である。（カ）（キ）（ク）（ケ）を重畳すると、図１１−１のような頻度分布になる。
【０２０７】
このような空気ポンプの駆動制御によって作られる濃度変化のある香り空間は、人に興味や関心を与え、癒しの効果を生ずる。
【０２０８】
図１２は、本発明の第４の実施例で、天井に取り付けて使用する空気砲式微粒子放出装置である。同図において、１４は、樹脂、ガラスなどで構成される透明な鶴首型下向き砲筒、３８１、３８２は、微粒子発生装置３０から出る水微粒子Ｗ１、香料微粒子Ｋ１を砲筒に注入する微粒子放出管である。
【０２０９】
砲筒１４は、先端がつる首のように曲がっているので、香り玉３００を斜め下に放出できる。また、砲筒１４は、空気ポンプ２０と差し込み式脱着機構５１で接続されており、空気ポンプの周りに回転可能である。従って、砲筒１４を回転しながら香り玉３００を周辺に放出すると、香りのシャワーのような雰囲気を作り出すことができる。
【０２１０】
図１３は、本発明の第５の実施例で、砲筒を交換可能にした空気砲式微粒子放出装置である。図１３−１は、鼻腔を洗浄できる２連の開口部を持つ砲筒の例、図１３−２は、開口部が多角形の砲筒の例である。
【０２１１】
図１３−１において、１５は、先端分岐型砲筒で、砲筒分岐部１５１、１５２、水滴排出孔１５３、１５４、２連の開口部１１１、１１２、砲筒差し込み部１５５からなる。
【０２１２】
２連の開口部を鼻腔に入れて本装置を駆動すると、水微粒子、または、薄い香料微粒子を含む水微粒子の固まり３０２が鼻腔に入り洗浄する。水滴が発生した場合には、水滴排出孔１５３、１５４から排出される。
【０２１３】
アロマテラピーへの利用では、プライマリーケアとして、ペパーミントやユウカリなど、殺菌効果のある自然香料を水で希釈し、低濃度にして放出することにより、風邪や花粉症の予防に効果が期待できる。
【０２１４】
図１３−２において、１６は、特殊開口形状の砲筒で、１６１は四角形、１６２は三角形、１６３は六角形の砲筒開口部を示す。３０３は、四角形の可視化微粒子の固まりである。
【０２１５】
図１４は、本発明の第６の実施例で、微粒子発生装置を砲筒の外に設けた空気砲式微粒子放出装置である。３８３は、微粒子発生装置３０から出る水微粒子Ｗ１、香料微粒子Ｋ１を砲筒に注入する微粒子放出管である。
【０２１６】
図１５は、本発明の第７の実施例で、電球の熱で香料を加熱して香料微粒子を発生させる装置を組み込んだ空気砲式微粒子放出装置である。
【０２１７】
２０は、空気ポンプ、２０１は、空気ポンプ駆動装置、２０２は制御装置、１７は、樹脂、ガラスなど透明な素材で構成された鶴首形状の砲筒である。当該砲筒は、差し込み型脱着機構５１によって脱着可能に空気ポンプに取り付けられている。また、矢印１７１のように回転可能である。
【０２１８】
６５は、水または香料の微粒子を発生するための電球を用いた加熱手段で、電球６５１、透明容器６５２、電力調整手段６５３から構成される。６５４は、当該加熱手段の上に置かれた容器、７８０は、香料を滴下する香料供給瓶である。６５は、空気ポンプに脱着可能に取り付けられている。
【０２１９】
動作について説明する。容器６５４には少量の水（Ｗ０）が入っている。この中に香料供給瓶７８０から香料（Ｋ０）を滴下する。電球６５１に通電すると、光および熱線ｂｍ５が同図矢印のように出る。６５２は透明な容器なので、当該光は砲筒１７を照明する。
【０２２０】
また、当該電球の熱が容器６５４の水を温めると、水の微粒子Ｗ１と香料微粒子Ｋ１が砲筒内に注入される。空気ポンプを駆動すると、香り玉３０４が放出される。
【０２２１】
この実施例では、電球から赤外線も放出される。香料は、当該赤外線によって内部から温められると、少量の香料でも大きな体積の微粒子になる。当該微粒子は小さいため、香り玉としては見えないが、前記で説明した砲筒と空気ポンプの特徴的な構造、および、駆動方法により、美しい形状の香り玉になる。
【０２２２】
当該香り玉を人の嗅覚器に向けて提示すると、極めて効率の良い芳香器を構成することができる。少量の香料でも十分な嗅覚刺激が得られるため、高価な香料を経済的に使用することができる。一般に高価な香料は良い香りを放つので嗅覚的な癒し効果が高い。
【０２２３】
次に、砲筒内の微粒子濃度を適正に制御する方法について述べる。香料揮発量は６５３で調整できる。空気ポンプは２０１で駆動制御できる。２０２は、微粒子の固まりの放出間隔、放出距離を制御すると共に、砲筒の微粒子濃度が適正になるように制御する。
【０２２４】
例えば、単位時間当たりの香り玉放出数が多い場合は、砲筒内の濃度が低く成り易いので、２０２は、６５３に電球に供給する電力を大きくするように指令を送る。
【０２２５】
また、香りの強さ（濃度）と空気ポンプ駆動回数が利用者によって指定される場合には、当該指定条件に対する適正な香料滴下量、および、６５３の電力調整値を予め設定しておき、当該香料滴下量については、利用者に通知して滴下してもらい、当該電力調整については、２０２から６５３に指令を送ることで、砲筒内の微粒子濃度を適正に制御することができる。
【０２２６】
更に、電力調整手段６５３は、電球６５１の光強度を蝋燭の炎が揺らぐように制御することができる。この場合、砲筒は、癒し効果の高い照明装置としても機能するため、付加価値の高い芳香器となる。
【０２２７】
次に、メンテナンス性について述べる。砲筒１７は脱着機構によって、空気ポンプから容易に取り外すことができる。水と香料は、当該砲筒を取り外して、容器６５４の中に注ぐことができる。
【０２２８】
洗浄の際は、当該容器を電球による加熱手段６５から取り外して水洗いできる。更に、当該加熱手段６５も空気ポンプ２０から取り外しできる。空気ポンプ、砲筒、加熱手段が分解可能なので、洗浄は簡単である。
【０２２９】
図１５では、液体香料揮発用加熱素子として電球６５１を用いたが、電気ヒータを用いても良い。電気ヒータには、香料を内部から温める遠赤外線を多く出すものが良い。
【０２３０】
遠赤外線は、ヒータの周りにカーボン素材を巻くなどで得られる。遠赤外線は、液体香料だけでなく、香木のような固体を加熱し、香料微粒子を放出することもできる。
【０２３１】
電気ヒータとしては、波長２．５３〜３．０μｍ、または、５．０〜７．０μｍの遠赤外線を放出すカーボン系素材が適している。当該波長の光エネルギーは、液体香料に効率良く吸収される。これは、液体香料の中の水分子が当該光の波長で共振し、共鳴吸収を強く起こすためである。従って、水は、少ないエネルギーで効率良く気化する。
【０２３２】
特に、６．２７μｍの波長は、水分子と共振しながら水のクラスターを壊して、大量のマイナスイオンを発生させる。従って、マイナスイオンが大量に含まれた水微粒子を発生させることができる。水が気化すると、水に溶けている香料分子も水蒸気に混じって気化する。
【０２３３】
図１６は、本発明の第８の実施例で、ハロゲン暖房機と連動にした空気砲式微粒子放出装置である。同図において、６６は、ハロゲン暖房機で、ハロゲンランプ６６１、反射鏡６６２、ハロゲンランプ駆動制御部６６３から構成される。２７０は、空気ポンプの筐体２１に設けた水滴回収容器である。
【０２３４】
ハロゲンランプ６６１は、中空円形状を成し、周辺に強い熱と赤外線を発生する。反射鏡６６２は、断面が放物線の形状を成し、当該放物面の焦点の近傍に６６１が設けられている。
【０２３５】
６６１から発生する熱と赤外線は、一部が前方を照射するが、残りは、反射鏡６６２で反射し、ｂｍ６の矢印のように前方を照射する。反射鏡には、ハロゲンランプの光を赤外線に変える作用がある。従って、大半の熱と赤外線は前方を照射し暖める。
【０２３６】
反射鏡６６１の中心部、即ち、円形状のハロゲンランプの中心部に、本発明の空気砲式微粒子放出装置８の砲筒の開口部１１が設けられている。反射鏡６６２と砲筒１３とはねじ込み式などによって脱着可能である。また、砲筒１３と空気ポンプ２０とは、差し込み型脱着機構５１を介して接続されている。
【０２３７】
従って、ハロゲン暖房機６６と砲筒１３と空気ポンプ２０は分離が可能である。分離できるため、洗浄などのメンテナンスが簡単である。また、収納にも便利である。砲筒内で水滴が発生する場合、当該水滴は、水滴回収容器２７０に集まり回収できる。
【０２３８】
次に、動作について説明する。水槽３７、および、香料タンク７３から、水と香料が小型容器３１に供給され、超音波振動子３２が、制御装置２６１の制御の下、駆動装置３３によって駆動されると、水微粒子Ｗ１、香料微粒子Ｋ１が砲筒に注入される。
【０２３９】
２６１の制御の下、空気ポンプ駆動装置２６が動作すると、電磁芯２４、および、錐形膜２２が動作し、当該Ｗ１、Ｋ１を含む空気が砲筒開口部から美しい輪形状の香り玉３００となって放出される。
【０２４０】
超音波振動により発生した微粒子Ｗ１、Ｋ１を開口部１１放出するので、開口部から出た直後の香り玉３００は「見える香り」である。
【０２４１】
当該香り玉３００が放出される方向に熱と赤外線ｂｍ６が放射されているため、当該香り玉の微粒子は、前進と共に揮発が促進されて、前方に一層良い香りを拡散する。少量の香料でも効果的に嗅覚を刺激する。ハロゲンランプの赤外線発生量を６６３によって調整して、微粒子発生濃度を制御することもできる。
【０２４２】
赤外線ｂｍ６の波長が、２．５３〜３．０μｍ、または、５．０〜７．０μｍの場合には、水または香料を効率よく揮発させることができ、前記のように、マイナスイオンを発生させることもできる。
【０２４３】
「見える香り」は、その形状から視覚的な癒し効果があるばかりでなく、香りが出ていることが分かるため、安心感が得られる。
【０２４４】
図１７は、本発明の第９の実施例で、ハロゲン光源と反射鏡を空気ポンプの中に実装した空気砲式微粒子放出装置である。
【０２４５】
同図において、６４４は、ハロゲン光源、２２０は、放物面の反射膜である。当該反射膜は、電磁芯２４に接続されている。電磁芯２４が駆動装置２６によって駆動され、図面左側に動くと、空気が砲筒内に押し出され、香り玉３００が放出される。
【０２４６】
ここで、ハロゲン光源６６４は、放物面反射鏡の焦点付近に設置されている。従って、６６４から出た赤外線ｂｍ６は、同図のように、反射鏡で反射し、砲筒の軸方向に進む。この光によって、水微粒子Ｗ１、および、香料微粒子Ｋ１の揮発は促進される。
【０２４７】
また、ハロゲン光源は、照明として、３００に色をつけるようにも作用する。
【０２４８】
このように、小さな空気砲の筐体内に効率良く、照明機能と揮発機能を持つハロゲン光源を実装できる。
【産業上の利用可能性】
【０２４９】
以下では、本発明の構成と効果を再度簡潔に示し、本発明が応用可能な製品について説明する。
【０２５０】
本発明は、請求項１によれば、特殊な形状の砲筒と、特殊な形状の空気ポンプと、両者を脱着する機構と、砲筒内に水または香料の微粒子を注入する手段から構成される空気砲式微粒子放出装置である。上記構造のため、生成される微粒子の固まり（玉）は、美しい輪形状を作る。当該固まりを可視化した場合、視覚的な癒し効果が高い。香料微粒子を含む固まりを放出した場合、少ない香料で十分な嗅覚的な癒し効果が得られ、経済的である。砲筒は汚れにくく、仮に汚れても分解洗浄が簡単で、メンテナンス性がよい。砲筒を取り替えて様々な形状の微粒子玉を放出できため、多目的な利用が可能である。また、本発明の装置は形状そのものにインテリア性がある。
【０２５１】
請求項２によれば、砲筒開口部付近に当該砲筒の一部を成す香料微粒子発生部を設けることができる。砲筒開口部に香料微粒子発生部を設けると、当該香料微粒子が砲筒の奥、あるいは、空気ポンプ領域に達することは少ないので、当該砲筒や空気ポンプが香料の粕で汚れることが少なく、メンテナンス性がよい。従って、粕の出やすい自然香料（天然香料）も抵抗感なく使用することができる。
【０２５２】
請求項３によれば、砲筒内に微粒子を注入する手段として、水または香料を、超音波振動子、または、加熱素子で揮発する機構を用いる。また、当該砲筒内の微粒子濃度を適度に制御する。このため、美しい微粒子の固まりを安定して放出することができる。また、余分な香料の消費が少ないので、経済的で、香料の残り粕が装置に付着し難いので、メンテナンスが簡単である。更に、大量のマイナスイオンを利用者に向けて放出することができるため、健康にも効果がある。
【０２５３】
請求項４によれば、砲筒への微粒子注入手段は、水または香料を小分けする小型容器と、当該水または香料を揮発させる超音波振動子などの部品で構成される。当該小分けした香料のみが空気に触れ、香料蓄積タンクの香料は空気に触れないため、当該香料は劣化が少ない。酸化しやすい高価な自然香料を安心して利用できる。当然、メンテナンス性も良い。また、当該小型容器内の香料は短時間で消耗するため、他の香料に切り替えることが容易である。様々な香りを楽しむことができる癒し効果の高い芳香器を実現できる。
【０２５４】
請求項５によれば、空気ポンプを特殊な駆動パターンで制御するため、美しい形状の微粒子の固まりを安定に放出できる。動作が安定しているため、近くから遠くまで放出範囲を広げることができる。癒し効果の高い微粒子放出装置、芳香器、マイナスイオン発生器に適している。
【０２５５】
請求項６によれば、微粒子の固まりの放出間隔を、自然界のリズムである１／Ｆ揺らぎをもつ放出パターンで制御できる。従って、視覚的にも嗅覚的にも癒し効果の高い微粒子放出装置、芳香器、マイナスイオン発生器に適している。
【０２５６】
請求項７によれば、微粒子の固まりの放出速度を、自然界のリズムである１／Ｆ揺らぎをもつ放出パターンで制御できる。当該微粒子の固まりは、特徴的な空間分布を作る。これにより、視覚的にも嗅覚的にも癒し効果の高い微粒子放出装置、芳香器、マイナスイオン発生器が実現できる。濃度変化のある香り空間を演出する装置に適している。
【０２５７】
請求項８によれば、砲筒内部、または、砲筒から放出される微粒子の固まりを照明する手段を設けることができる。ＬＥＤなど、様々な色が出る照明装置を用いると、癒し効果の高い微粒子放出装置、芳香器が実現できる。照明強度に１／Ｆ揺らぎを与えると更に効果的である。また、電球など、可視光とともに遠赤外線を放出する照明装置を用いた場合には、視覚的な美しさは当然のこと、当該赤外線が水や香料の微粒子の揮発を促進するように作用するため、嗅覚提示特性の更に良い芳香器を実現できる。また、砲筒内の香料微粒子が当該揮発促進によって砲筒開口部から放出される機会が増えるため、砲筒や空気ポンプの汚染が少なく、メンテナンス性が良い。
【０２５８】
次に、本発明の応用として適当な製品について列挙する。
【０２５９】
（１）香り玉放出型芳香器（ディフューザ）
癒し効果の高い高級自然香料（天然香料）を微粒子にして香り玉として、人の嗅覚器に向けて放出する芳香器が実現できる。砲筒を回転させて放出することもできる。香りの種類を変えることで様々な場所で使用できる。例えば、ストレス解消や苦痛緩和の要求が高い病院の待合室、集中力を高めたい子供の勉強部屋、汗臭さを解消したいスポーツ練習場、安らかな眠りを誘発させたい寝室などに最適である。
【０２６０】
（２）電子香炉
香木をヒータで温め香りを楽しむ香炉が普及しているが、この香炉から出る香料微粒子を砲筒に取り込み、香り玉として人の嗅覚器に向けて放出する高機能電子香炉が実現できる。
【０２６１】
（３）香り発生時計
図７、図８の構造の本発明装置を用い、１時間毎であれば１２種類、２時間毎であれば６種類程度の自然香料を香料タンクに蓄積し、小型容器に小分けした当該香料を超音波振動子、または、加熱素子で揮発させ、香り玉を部屋に放出する掛け時計、置時計に利用することができる。見える香り玉であれば、更に良い。香りは、嗜好性があるが、多くの人が素敵だと感じる香りは、相性の良い複数の自然香料が複雑に混ざった嗅覚刺激である。具体的には、香料売り場、アロマテラピー店、香水店などで感じるうっとりする香りである。あるいは、花畑、森林などで感じる刺激である。複数の香りが混ざり合っているのが特徴である。香り時計として利用し、１時間置きに香りを切り替えて部屋に放出すると、香りが複雑に混ざり、素敵な芳香空間を作ることができる。
【０２６２】
（４）香り付きミストシャワー装置
図１２の実施例のように、本空気砲式微粒子放出装置を天井に設置し、香料を含む微粒子の固まり（香り玉）を下に向かって放出すると、天井から香りがシャワーのように振る感覚が得られる。髪の毛は香りを保留する作用がある。よって、香りをシャワーすることにより、残り香を楽しむことができる。特に、長髪の女性は、髪にこの香りが付き易く効果的である。平安時代には、良い香りを焚き染めたようであるが、現代版の香料の炊き染めである。
【０２６３】
（５）香り付き暖房機
図１６の実施例のように、ハロゲン暖房機と組み合わせた製品にすることもできる。
【０２６４】
（６）インテリアディスプレー装置
可視微粒子の輪が揺らぎながら漂う様子は、人の注意を引き、心を癒してくれる。本装置をいくつか使用すれば、大きい輪、小さい輪、円形輪、多角形輪など様々な形状の輪を組み合わせて提示できる。
【０２６５】
（７）自動車の運転支援装置
本装置は、複数の香料を切り替えて提示できるため、車の様々な運転支援に利用できる。例えば、運転中に疲労を感じた場合には、リフレッシュ効果のある柑橘系の香料を提示できる。渋滞などで、いらいら感が増し場合には、緊張緩和作用のあるラベンダーなどを提示できる。居眠りを検出する装置と組み合わせると、注意喚起する特徴的な香りを提示して、警告することもできる。また、本装置は、香り玉の放出方向や到達距離を制御することができるため、運転席、助手席、後部席に選択的な香りを提示することができる。
【０２６６】
（８）加湿器・脱臭器
水を微粒子として放出する構成では、加湿器としても利用できる。通常の加湿器は、単に霧が出るだけであるが、本装置では、霧の輪が踊るように見えるので癒し効果が高い。また、水微粒子は、空気中の埃や塵、汚染物質を包み込んで床に落とす作用があるので、脱臭器としても使用できる。
【０２６７】
（９）鼻腔洗浄装置
図１３−１に示したように、砲筒を二股の特殊な形状にすると、鼻腔洗浄器として利用できる。花粉症、風邪などの不快症状の緩和に効果的である。
【０２６８】
（１０）多目的微粒子放出装置
空気ポンプと形状の異なる幾つかの砲筒をセットにして、多目的微粒子放出装置として商品化することもできる。
【０２６９】
（１１）映像や音に匂いを付ける嗅覚提示装置  
最近、家庭では、大画面ディスプレーやＤＶＤが普及しており、映画や音楽などのコンテンツを臨場感溢れた環境で鑑賞したい要求が高まっている。所謂、ホームシアターが広まりつつある。また、インターネットでの商品販売にも映像や音が多用され同様な臨場感が求められている。臨場感を追求していけば、匂いの提示も当然必要になってくる。図８の構成は、複数の香料を短い時間で切り替えて提示できるため、場面変化が速い映画や音楽に合わせて匂いを提示する嗅覚提示装置として最適である。
【０２７０】
（１２）通信への利用
臨場感通信の一つとして、匂い伝送が知られている。図８のような構成を用いると、数多い匂いを切り替えて提示できるため、送信側で、提示したい匂い情報を伝送し、受信側では、当該匂い情報に近い匂いを選択して提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２７１】
【図１】本発明空気砲式微粒子放出装置の第１の実施例（装置断面図）である。
【図２】本発明空気砲式微粒子放出装置の部品で、空気ポンプ構成図である。
【図３】本発明空気砲式微粒子放出装置の部品で、砲筒形香料微粒子発生部である。
【図４】砲筒開口部の望ましい開口角範囲を説明する図である。
【図５】砲筒の微粒子濃度を推定して、揮発素子の駆動電力を制御する方法である。
【図６】砲筒の微粒子濃度を計測して、揮発素子の駆動電力を制御する方法である。
【図７】本発明空気砲式微粒子放出装置の第２の実施例（香料切り替え型）である。
【図８】本発明空気砲式微粒子放出装置の第３の実施例（香料吸蔵板・超音波揮発型）である。
【図９】空気ポンプの駆動方法である。
【図１０】微粒子の固まりを放出する間隔に揺らぎを与える方法である。
【図１１】微粒子の固まりを放出する速度（距離）に揺らぎを与える方法である。
【図１２】本発明空気砲式微粒子放出装置の第４の実施例（シャワー型）である。
【図１３】本発明空気砲式微粒子放出装置の第５の実施例（砲筒交換可能型）である。
【図１４】本発明空気砲式微粒子放出装置の第６の実施例（微粒子発生装置外付け型）である。
【図１５】本発明空気砲式微粒子放出装置の第７の実施例（アロマランプ型）である。
【図１６】本発明空気砲式微粒子放出装置の第８の実施例（ハロゲン暖房機連動型）である。
【図１７】本発明空気砲式微粒子放出装置の第９の実施例（放物面鏡利用熱線揮発型）である。
【符号の説明】
【０２７２】
１、２、３、４、５、６、７、８・・・空気砲式微粒子放出装置
１０・・・砲筒
１１・・・砲筒の開口部
１１１、１１２・・・２連の開口部
１２・・・微粒子放出軸
１３・・・樹脂、ガラスなどで構成される透明な砲筒
１４・・・樹脂、ガラスなどで構成される透明な鶴首型下向き砲筒
１５・・・先端分岐型砲筒
１５１、１５２・・・砲筒分岐部
１５３、１５４・・・水滴排出孔
１５５・・砲筒差し込み部
１６・・・特殊開口形状の砲筒
１６１・・四角形の砲筒開口部
１６２・・三角形の砲筒開口部
１６３・・六角形の砲筒開口部
１７・・・樹脂、ガラスなどで構成される透明な鶴首型砲筒
１７１・・砲筒回転方向
２０・・・空気ポンプ
２０１・・空気ポンプ駆動装置
２０２・・駆動制御装置
２１・・・空気ポンプの筐体
２２・・・錐形膜
２２０・・放物面鏡
２３・・・蛇腹膜
２４・・・電磁芯
２５・・・電磁コイル
２６・・・電磁コイル駆動装置
２６１・・駆動制御装置
２７・・・水滴通過機構
２７０・・水滴回収容器
２８・・・水滴排出管
３０・・・水または香料の微粒子を発生する装置
３１・・・水または香料を収める容器
３２・・・超音波振動子などの揮発手段
３３・・・揮発手段駆動装置
３４・・・水位検出装置
３５・・・液体通過弁
３６・・・水供給管
３７・・・水槽
３８・・・微粒子放出窓
３８１、３８２、３８３・・・微粒子放出管
３００、３０２・・・ドーナッツ形の可視化微粒子の固まり
３０３・・四角形の可視化微粒子の固まり
３０１・・空気の固まり
３０４・・香微粒子の固まり
４０・・・砲筒形香料微粒子発生部
４１・・・液体香料タンク
４２・・・香料供給管
４３・・・香料供給ポンプ
４４・・・揮発手段
４５・・・揮発手段駆動装置
４６・・・錐形空気穴
４７・・・外側カバー板
４９・・・内側カバー板
４８・・・液体香料を吸蔵する網状構造板
５０・・・脱着機構
５１・・・差し込み機構
５２・・・微粒子注入手段や照明手段を保持する機構
５３・・・水滴通過機構
６０・・・電球などの照明手段
６２・・・電球の駆動制御装置
６３、６４・・・ＬＥＤ
６５・・・水または香料の微粒子を発生する電球を用いた加熱手段
６５１・・電球
６５２・・透明容器
６５３・・電力調整手段
６５４・・水または香料容器
６６・・・ハロゲン暖房機
６６１、６６４・・・ハロゲンランプ
６６２・・反射鏡
６６３・・ハロゲンランプ駆動制御部
７０・・・小型容器３１に香料を供給する香料供給装置
７１・・・香料供給ポンプ
７２・・・香料供給管
７３、７３２、７３３、７３４、７３５・・・香料タンク
７４、７４５・・・香料供給駆動制御装置
７５・・・香料選択制御装置
７６・・・三角形のロータリーカム機構
７７・・・ロータリーカム回転軸
７８０・・香料供給瓶
８０・・・網目構造の液体吸蔵板を用いた超音波揮発装置
８１・・・ＰＺＴなどの圧電板
８２、８３・・・電極
８４・・・振動突起接続樹脂
８５・・・振動突起
８６・・・圧電板保持部
８７・・・錐形空気穴付きカバー板
８８・・・錐形空気穴
８９・・・網目状液体吸蔵部
９０・・・ＬＥＤ
９１・・・フォトトランジスタ
ｂｍ１・・照明装置６０の光
ｂｍ２・・ＬＥＤから出る光線
ｂｍ３・・ＬＥＤ６３から出る光線
ｂｍ４・・ＬＥＤ６４から出る光線
ｂｍ５・・可視光、および、熱線
ｂｍ６・・遠赤外線
Ｗ１・・・水微粒子
Ｗ０・・・水
Ｗ３、Ｗ４・・・水滴
Ｋ０・・・香料
Ｋ１・・・香料粒子
ＫＷ０・・香料と水の混合液
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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