(57)【要約】【課題】香料の放出と香料の放出を遮断する機構を備えた匂いカートリッジ、およびこの匂いカートリッジを複数用意することにより構成される嗅覚ディスプレイを提供することを課題とする。【解決手段】少なくとも香料を貯蔵するための貯液槽と、一端が前記貯液槽に接続され他端に前記香料を放出するための開口部を有する流路とを備え、前記流路が香料を前記開口部から前記貯液槽に移動させる一対の電極を備えることを特徴とする匂いカートリッジとした。さらには、前記流路の断面積が１平方ミリメートル以下であることを特徴とする匂いカートリッジとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも香料を貯蔵するための貯液槽と、
一端が前記貯液槽に接続され他端に前記香料を放出するための開口部を有する流路とを備え、
前記流路が香料を前記開口部から前記貯液槽に移動させる一対の電極が接続された多孔質体を備えることを特徴とする匂いカートリッジ。
【請求項２】
前記一対の電極間に多孔質体を備えることを特徴とする請求項１記載の匂いカートリッジ
【請求項３】
前記流路の断面積が０．００１平方ミリメートル以上、１平方ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の匂いカートリッジ。
【請求項４】
前記流路が、開口部に前記香料を微小な液滴にして放出するための素子を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の匂いカートリッジ。
【請求項５】
前記香料を微小な液滴にして放出するための素子として弾性表面波素子が用いられていることを特徴とする請求項４に記載の匂いカートリッジ。
【請求項６】
前記開口部が、香料の外部への放出を遮断させるための弁を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の匂いカートリッジ。
【請求項７】
少なくとも請求項１乃至６のいずれかに記載の匂いカートリッジが複数並べられており、前記匂いカートリッジの開口部が一の配管により直列に接続されていることを特徴とする嗅覚ディスプレイ。
【請求項８】
少なくとも香料を貯蔵するための貯液槽と、一端が前記貯液槽に接続され他端に前記香料を放出するための開口部を有する流路とを備える匂い発生方法であって、
前記流路が香料を前記開口部から前記貯液槽に移動させる一対の電極を備え、
前記香料を開口部から発生しない際に前記一対の電極に電圧を印加し、前記流路内で開口部から貯液槽に向かって香料を移動させることを特徴とする匂い発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、匂いカートリッジおよびこれを用いた嗅覚ディスプレイに関するものである。
【０００２】
従来の情報伝達手段の一例として、例えばテレビジョン、映画、ウェブサイトなどにおいて見られるような、画像や動画に音声を重畳して伝達している方式、すなわちわれわれの視覚と聴覚に依存した情報伝達手段があげられる。
【０００３】
近年、このような方式に加えて「匂い」を伝達することで、視覚と聴覚だけでなく嗅覚にも訴求する情報伝達手段を構築するための研究が進められている。この研究の中で、われわれの身の回りの様々な匂いを、いくつかの香料の持つ匂い（要素臭）を調合することにより再現することが試みられている。このように要素臭を調合して様々な匂いを再現しユーザに提示する装置のことを、嗅覚ディスプレイとよんでいる。
【０００４】
嗅覚ディスプレイにおいては、その内部に多数の香料を収納しておき、画像、動画、音声などの情報と同期して香料の調合を行い、ユーザに提示しなければならない。したがって、適切なタイミングで個々の香料の放出と遮断を繰り返す必要がある。しかしながら、嗅覚ディスプレイ内部において香料が外部と確実に遮断された状態で収納されていないと、この香料がディスプレイ外部へと漏れ出すことによって、提示したい香料に別の香料が混ざってしまう、といった問題の発生が予想される。
【０００５】
この問題を解決するために、様々な方法が提案されている。例えば特許文献１においては、香料を温度刺激に応じてゾル状およびゲル状に可逆的に相転移する高分子ゲルと混合し、この混合物を小型のチップに塗布してある。さらに嗅覚ディスプレイ内に温度刺激源を設けて、高分子ゲルに温度刺激を与えることにより、高分子ゲルがゾル状のときには香料を放出し、ゲル状のときには香料を閉じ込めてその放出を抑制する。このような方法によって、適切なタイミングで香料の放出と遮断を繰り返すことのできる嗅覚ディスプレイを提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−８１０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法においては、高分子ゲルが相転移を繰り返すうちに、高分子ゲルに内包されていた香料がゲルの表面に染み出すことが予想される。またこの方法においては、高分子ゲルが塗布された小型のチップには通気孔が設けられているので、ゲルの表面に染み出した香料が通気孔を経て嗅覚ディスプレイの周囲に拡散してしまうことが予想され、好ましくない。
【０００８】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、本発明にあっては、香料の放出と香料の放出を遮断する機構を備えた匂いカートリッジ、およびこの匂いカートリッジを複数用意することにより構成される嗅覚ディスプレイを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１にかかる発明としては、少なくとも香料を貯蔵するための貯液槽と、一端が前記貯液槽に接続され他端に前記香料を放出するための開口部を有する流路とを備え、前記流路が香料を前記開口部から前記貯液槽に移動させる一対の電極を備えることを特徴とする匂いカートリッジとした。
請求項２に係る発明としては、前記一対の電極間に多孔質体を備えることを特徴とする請求項１記載の匂いカートリッジとした。
また、請求項３にかかる発明としては、前記流路の断面積が０．００１平方ミリメートル以上、１平方ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の匂いカートリッジとした。
また、請求項４にかかる発明としては、前記流路が、開口部に前記香料を微小な液滴にして放出するための素子を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の匂いカートリッジとした。
また、請求項５にかかる発明としては、前記香料を微小な液滴にして放出するための素子として弾性表面波素子が用いられていることを特徴とする請求項４に記載の匂いカートリッジとした。
また、請求項６にかかる発明としては、前記開口部が、香料の外部への放出を遮断させるための弁を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の匂いカートリッジとした。
また、請求項７にかかる発明としては、少なくとも請求項１乃至６のいずれかに記載の匂いカートリッジが複数並べられており、前記匂いカートリッジの開口部が一の配管により直列に接続されていることを特徴とする嗅覚ディスプレイとした。
また、請求項８にかかる発明としては、少なくとも香料を貯蔵するための貯液槽と、一端が前記貯液槽に接続され他端に前記香料を放出するための開口部を有する流路とを備える匂い発生方法であって、前記流路が香料を前記開口部から前記貯液槽に移動させる一対の電極を備え、前記香料を開口部から発生しない際に前記一対の電極に電圧を印加し、前記流路内で開口部から貯液槽に向かって香料を移動させることを特徴とする匂い発生方法とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の匂いカートリッジにあっては、少なくとも香料を貯蔵するための貯液槽と、一端が前記貯液槽に接続され他端に前記香料を放出するための開口部に接続される流路とを備え、前記流路が香料を前記開口部から前記貯液槽に移動させる一対の電極を備えることを特徴とする。本発明では流路内で一対の電極に電圧を印加することにより、流路内で開口部から貯液槽に向かって電気浸透流を発生させ、この電気浸透流により香料の放出を遮断することができる。いいかえると、一対の電極が流路内での香料の流れを匂い放出時の香料の流れとは逆にすることにより香料の放出を遮断することができる。すなわち、匂いの発生の切り替えをスムーズにおこなうことができる。匂いカートリッジから外部への香料の放出および遮断を繰り返し確実に行うことが可能になる。また、仮に、開口部に弁を設けることのみにより香料を遮断する場合には、開口部付近に香料が存在するために匂いの十分な遮断ができない。本発明の匂いカートリッジにあっては、流路内の一対の電極により電気浸透流を発生させて香料を開口部から遠ざけることができる。したがって、開口部に弁を設けることのみにより香料を遮断する場合と比較して匂いの遮断を十分とすることができ、香料の放出と香料の放出の遮断の切り替えを確実なものとすることができる。
さらには、本発明の匂いカートリッジは、流路の断面積が１平方ミリメートル以下であることが好ましい。流路の断面積が１平方ミリメートルを超えると、電気浸透流により香料を逆流させた際に香料が流路内に液滴として残ってしまう場合がある。さらには、本発明の匂いカートリッジにあっては、前記流路において開口部が前記香料を微小な液滴にして放出するための素子を備えることが好ましい。流路の開口部が香料を微小液滴として放出する素子を備えることにより、開口部から匂いを発生させることができる。
さらには、本発明の匂いカートリッジにあっては、開口部が香料の外部への放出を遮断させるための弁を備えることが好ましい。弁は香料から発生させる臭いを遮断することができ、匂いの発生の切り替えをよりスムーズにおこなうことができる。
さらには、本発明の匂いカートリッジを複数並べ、それぞれの匂いカートリッジの開口部を一の配管により直列に接続することにより、複数の匂いが放出可能な嗅覚ディスプレイとすることができる。そして、これらの複数の匂いの放出と遮断の切り替えをスムーズにおこなうことができる。本発明の嗅覚ディスプレイは匂いカートリッジを複数並べることによって構成されているため、ユーザに対して各匂いカートリッジから放出される複数の香料を適当な比率で混合し、また不要な香料を混ぜることなく提示させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明に係る匂いカートリッジの一実施形態を示した斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】図２は、本発明に係る匂いカートリッジの一実施形態を示した斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図３】図３は、本発明に係る嗅覚ディスプレイの一実施形態を示した斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る匂いカートリッジおよび嗅覚ディスプレイの、構成ならびに実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。
【００１３】
図１（ａ）は、本発明に係る発明の匂いカートリッジの一実施形態を表した斜視図である。また図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図１（ａ）に示したように、本発明の匂いカートリッジ１１は、香料貯蔵部１２と香料放出部１３が連結された構造となっている。香料貯蔵部１２および香料放出部１３はどちらも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、などのような絶縁性を有する合成樹脂、あるいは金属酸化物やシリコンなどのようなセラミック材料で構成されている。
【００１４】
図１（ｂ）に示したように、香料貯蔵部１２の内部には空洞状に貯液槽２１が設けられており、ここに香料を貯蔵することができる。また香料放出部１３の内部には流路２２が、切削、フォトリソグラフィーなどの公知の技術を利用することによって形成されている。流路２２の途中には、多孔質体５１が設けられており、香料はこの多孔質体５１内部を通り抜けて流れるようになっている。また流路２２の、貯液槽２１とは反対側の終端の上部には開口部２３が、またこの終端の底部には香料を放出させるための素子２４が設けられている。素子２４は圧電素子やヒーターなどのように液滴を噴射させるための素子を用いてよい。また、弾性表面波素子のように液滴を霧化、飛翔させるための素子を用いれば、香料の放出量や放出の方向などを制御できるため、より好ましい。弾性表面波素子としては、公知のものを使用できる。
【００１５】
また、多孔質体５１の両端には一対の電極２５が接続されており、この電極２５に電圧を印加することにより多孔質体５１の内部において電気浸透流を発生させ、香料を流路２２から貯液槽２１へ向かって逆流させることが可能である。なおこのとき、電気浸透流によって香料を流路２２から貯液槽２１に向かって確実に逆流させるためには、流路２２の断面積を１平方ミリメートル以下とすることが好ましい。例えば、流路２２の断面形状を一辺１ミリメートルの正方形とすることができる。流路の断面積が１平方ミリメートルを超える場合には、電気浸透流により香料を逆流させた際に香料が流路２２内に液滴として残ってしまう場合がある。また、流路２２および多孔質体５１の断面積は、香料をスムーズに移動させる点から０．００１平方ミリメートル以上であることが好ましい。
【００１６】
図１に示した匂いカートリッジ１１において、流路内の一対の電極間に設けられる多孔質体は、電極印加時の香料の移動をスムーズにおこなうために設けられる。特に流路の断面積を大きなものとした場合には、多孔質体を配置したほうが好ましい。具体的には、流路２２の断面積が０．２５平方ミリメートル以上１ミリ平方ミリメートル以下の範囲内である場合には、多孔質体を流路内の一対の電極間に設けることが好ましい。また、多孔質体としては窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどのセラミックス材料、あるいはポリエチレン、ポリプロピレンなどのプラスチック材料の粉末を焼結成型した材料を用いることができる。
【００１７】
図１に示した匂いカートリッジ１１においては、貯液槽２１に香料を液体あるいはゾルなど流動性を有した状態で貯蔵しておく。貯液槽２１と流路２２は匂いカートリッジ１１内部で連結されているため、貯蔵された香料が流路２２へと導かれる。素子２４および電極２５を匂いカートリッジ外部の制御回路（不図示）と接続しておき、香料を放出したい場合には素子２４を作動させ、香料を流路２２の終端から開口部２３を経て匂いカートリッジ１１の外部へと放出させる。香料の放出を遮断したい場合には、素子２４の作動を停止させるとともに、電極２５に電圧を印加し、香料を流路２２から貯液槽２１へ向かって逆流させる。このような動作を行うことにより、匂いカートリッジ１１外部への香料の放出および遮断を、繰り返し確実に行うことが可能になる。特に、本発明にあっては、香料を遮断する際に電気浸透流を用いて香料を開口部から遠ざけることができるため、香料遮断時の匂いの漏れを確実に防ぐことができる。
【００１８】
図２（ａ）は、本発明の匂いカートリッジの一実施形態を表した斜視図である。また図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図２に示した匂いカートリッジ１４では、図１の匂いカートリッジ１１と比較して、開口部２３と匂いカートリッジ１４の外部とを仕切るように、アクチュエータ２６が設けられている点が異なっている。アクチュエータ２６は、誘電エラストマーによって構成されている。誘電エラストマーは、強電場中に置かれると電場と平行な方向に収縮し、電場と垂直な方向には膨張する性質を持っている。したがって図２に示したように、誘電エラストマーで構成された、半円盤状の形状を有する一対のアクチュエータ２６を開口部２３の直上に配置して、外部電源（不図示）からアクチュエータ２６に電界を印加させることにより、一対のアクチュエータ２６の間に隙間を形成させたり、またアクチュエータ２６同士を密着させることが可能になる。これにより開閉弁としての機能を発現させている。
【００１９】
図２の匂いカートリッジ１４においては、外部電源からの電界の印加を行わない状態においては、一対のアクチュエータ２６同士は密着しており、匂いカートリッジ１４に貯蔵されている香料が開口部２３を経て匂いカートリッジ１４の外部へ放出されないようになっている。香料を放出したい場合には素子２４を作動させ、さらに一対のアクチュエータ２６に電界を印加し、アクチュエータ２６同士の間に隙間を形成する。これにより香料を流路２２の終端から開口部２３を経て匂いカートリッジ１４の外部へと放出させる。また香料の放出を遮断したい場合には、素子２４の作動を停止させるとともに、アクチュエータ２６への電界の印加を停止することにより、アクチュエータ２６同士を再び密着させる。さらに電極２５に電圧を印加し、香料を流路２２から貯液槽２１へ向かって逆流させる。このような動作を行うことにより、匂いカートリッジ１４外部への香料の放出および遮断を、より確実に繰り返し行うことが可能になる。
【００２０】
図３（ａ）は、本発明の嗅覚ディスプレイの一実施形態を表した斜視図である。また図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。この図３においては嗅覚ディスプレイの一実施形態として、図２に示した匂いカートリッジ１４を複数並べることによって構成された嗅覚ディスプレイについて説明する。なお、嗅覚ディスプレイとは様々な匂いを再現しユーザに提示する装置のことを指す。
【００２１】
図３の嗅覚ディスプレイは、匂いカートリッジ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを並列させ、それぞれのアクチュエータ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ上に配管３１を設けることによって構成されている。匂いカートリッジ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの内部にはそれぞれ異なる種類の香料が貯蔵されている。図３（ｂ）に示したように、配管３１は中空構造を有しており、アクチュエータ２６ａの直上の部分には開口部３２ａが設けられている。なお同様にアクチュエータ２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅの直上の部分には開口部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅが設けられている（不図示）。配管３１は金属、合成樹脂などの材料で構成されており、中空構造および開口部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅは押し出し成型、切削、エッチング、フォトリソグラフィーなどの公知の技術を利用することによって形成されている。配管３１の一端はポンプあるいはブロワなどに接続されており、また配管の別の一端にはチューブが接続されており、ユーザに香料を混合した匂いを提示できるようになっている（不図示）。
【００２２】
図３の嗅覚ディスプレイにおいては、画像、動画、音声などの情報と同期させることができ、図２の匂いカートリッジ１４において説明した手順と同様にして、匂いカートリッジ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅから、それぞれ適当な比率で香料の放出および遮断を繰り返しおこなうことができる。これらの香料の放出は、画像、動画、音声などの情報と関連したものとすることができる。匂いカートリッジ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅから放出された香料は配管３１に流れ込む。配管３１に接続されたポンプあるいはブロワなどから送風を行うことにより、配管３１に流れ込んだ香料をチューブを介してユーザに提示される。匂いカートリッジ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは香料の放出および遮断を、確実に繰り返し行うことが可能な構造を有しているため、複数の香料を適当な比率で混合し、また不要な香料を混ぜることなくユーザに送達させることが可能になる。
【００２３】
また、本発明は、少なくとも香料を貯蔵するための貯液槽と、一端が前記貯液槽に接続され他端に前記香料を放出するための開口部に接続される流路とを備え、前記流路が一対の電極を備え、一対の電極電圧を印加することにより流路内に電気浸透流を発生させ、前記香料を開口部からから貯液槽に逆流させることを特徴とする匂いカートリッジの使用方法である。
【符号の説明】
【００２４】
１１、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ……匂いカートリッジ
１２、１２ａ……香料貯蔵部
１３、１３ａ……香料放出部
２１、２１ａ……貯液槽
２２、２２ａ……流路
２３、２３ａ……開口部
２４、２４ａ……素子
２５、２５ａ……電極
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ……アクチュエータ
３１……配管
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ……開口部
５１、５１ａ……多孔質体
【図１】
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【図２】
2013116308.tif 000004
【図３】
2013116308.tif 000005