特集JVRSJ Vol.9 No.3 September, 2004

匂いと VR

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VR 空間と香り岡田謙一
慶應義塾大学

1．はじめに

2． 香りを提供する空間
2.1 香りの拡散

情報通信技術やメディア処理技術の進展とともに，これまで我々は時間と距離の壁を越えた臨場感あふれ香りを空間に拡散する手法は自然拡散と強制拡散に大る空間の構築を目指してきた．音はモノラルからステ別され，空間の広さや放出する香りの種類に応じて使いレオ，そして 5.1ch サラウンドへ，映像は白黒からカ分けられる．特に空間が広い場合は，香りを空間全体にラー，そして立体映像へと進化してきた．触覚ディス均一に分布させる必要があるため，適切な香りの拡散手プレイもまだ研究レベルではあるが様々な製品が登場法が求められる．以下に，現在用いられている香りの拡しており，五感情報通信で残されたメディアは嗅覚と散方式をあげる．

味覚となった．五感情報の中でも，嗅覚器官で認識される情報には視覚や聴覚などでは補うことのできない(a) 自然拡散

独特な情報が含まれている．嗅覚情報は言葉での表現(1) 昇華：昇華性の溶媒に芳香成分を溶解させ，溶媒ととは異なり，目の前にある物体や環境の香りを直接得同時に気化させる方式．

ることができるため，その場にいるという実感や物体(2) 蒸発：アルコールや水に芳香成分を溶解させ，一緒の存在感が容易に得られる．したがって，嗅覚情報はに蒸発させる方式．蒸発面積を大きくするために，ゲ空間に臨場感を持たせるためには，無くてはならないル化剤で固形化したり吸着剤に吸着させて成形するこものということができる．とで表面積を大きくして用いる．

本稿では，香りあふれるメディア空間の構築を目指し(3) 毛細管現象：紙や繊維の毛細管現象を利用して，液て，最初に空間における香りの拡散，消臭，方向認知の体の芳香成分の蒸発面積を大きくして香気を拡散させ問題を取り上げる．次に，メディア空間での香りの取りる方式．

扱い手法を述べ，著者らが開発した実際のシステム例をいくつか紹介する．そして最後に香り通信が実用化され(b) 強制拡散るための課題について考察する．

(1) 送風：強制送風により芳香成分の蒸発量を増やす方式．

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特集(2) 加温：加温することで芳香成分の蒸発量を増やす方式．

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2.3 空間における香りの方向知覚(3) バブリング：液体の芳香成分に空気の気泡を送るこ

人間は左右一対の器官を使うことにより，空間の認知とで気化量を増やす方式．

が可能となっている．視覚に関しては左右の目の視差に(4) エアゾール：噴射剤を利用して芳香成分をスプレーより立体視を行い，聴覚に関しては左右の耳に届く音のする方式．

位相差や強弱の違いにより音源の位置を把握している．

(5) 加圧スプレー：空気を圧送して芳香成分をスプレー

Bekesy は嗅覚に関しても同じ機構で発生源を認識できする方式．

ると考え，両鼻に嗅覚刺激を与える実験を行った．その(6) 超音波：超音波振動により芳香成分をミスト化して結果，左右の鼻腔に入る香気の到達時間差が 0.1ms 以
上或いは香気の濃度差が 10 ％以上の場合，香気が先に空間に提供する方式．

到達するか濃度の高い側を判定できるとした．
これに対し Kobal は，無嗅覚症者が嗅覚刺激臭を感知

2.2 消臭・脱臭
ある程度以上の密度で香り成分が空気中に拡散されるできないが三叉神経刺激臭は感知できる事を踏まえ，嗅と，しばらくの間その香りは消えずに残ってしまう．ま覚刺激臭と三叉神経刺激臭を明確に分離して再実験をた布などに吸着し，いわゆる残り香として長時間感じら行った．左右の鼻腔内にランダムに香気を送り込んだとれることもある．空気の循環がよいところでは短時間のころ，三叉神経刺激臭に対しては正答率が非常に高かっ

間に香りの濃度は薄くなるが，密閉された空間では消臭・たが，嗅覚刺激臭に対しては正答と誤答がほぼ同率で脱臭が大きな問題となる．さらに状況によっては，今まあった．Kobal はこの実験結果を踏まえ，嗅覚情報は，でとは別の香りを拡散させたいことがある．しかし，香触覚や圧覚，痛覚などの体性感覚によって方向を知覚す

りが混合されると互いの香りを打ち消しあうマスキングる事が可能であるが，嗅覚そのものでは不可能であるとを起こすことや，別の香りと感じてしまうこと，さらに結論付けた [1]．

は悪臭になってしまうことがあり，異なる香りを拡散すしたがって，ある空間の中に香りを拡散しても，一般る前に残っている香りを消臭・脱臭する必要がある．

的に嗅覚そのものでは方向を認知することはできず，香消臭・脱臭は日常生活において用途が広く，様々な製り発生源を特定するためには空間内を移動して濃度差を品が開発されている．以下に代表的な消臭・脱臭法をあ感知する必要がある．逆に考えれば香り空間の構築にあげる．

たっては，5.1ch サラウンドの低音部のように１箇所で香りを発生しても，臨場感を損なうことはないと言える．

(1) 吸着法：吸着剤の表面力を利用して，固体表面に気体，2.4 現実空間における香りの適用

液体状の物質を濃縮する方法．
(2) 薬液洗浄法：薬液により悪臭成分を吸収・除去する

1980 年代に屋内環境の中に香りをとり入れる，環境方法．

フレグランスと呼ばれる試みが始められた．この試み(3) 生物脱臭法：好気性細菌は臭気物質を酸化分解しては空気中の悪臭を可能な限り除去すると同時に，供給空脱臭する能力があるので，この微生物が多数含まれて気に香りを混入させることで快適な空間を創り出すこといる活性汚泥，畑の土壌などに，臭気を含む空気を接を目的としている．これは香りが人々の心身をリフレッ触させて脱臭する方法．

シュさせたり，落ち着かせるという効果を持つことを踏(4) 燃焼法：燃焼により悪臭成分を酸化除去する方法．

まえて行われており，オフィス，ホテル，催事会場，ス悪臭を含むガスを高温で直接燃焼させる方法と，触媒ポーツジム，住まいなどに用いられてきた．香りの提供を用いて比較的低音で燃焼させる方法がある．

方法は空調設備に香り発生装置を組み込むものが多い．

(5) オゾン酸化法：オゾンの酸化作用により臭気成分を実際の空間とそこで香りを用いる目的としては，以下のようなものがある [2]．

分解する方法．
(6) 光触媒脱臭法：酸化チタンを触媒とし，光エネルギーによって空気中の水分や酸素から得られる酸化分解力

執務室，会議室：作業効率向上，覚醒により臭気を分解する方法．

洗面所，休憩室：不安解消，ストレス緩和(7) プラズマ脱臭法：臭気をプラズマ状態で酸化し分解

ショールーム：リラックスする方法．

客室：リフレッシュ

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エントランスホール：華やかさ

は，匂いに世界共通の表現方法がないという事実からも劇場，宴会場：雰囲気の演出裏付けられており，一般的に香りを表現する際には「シトラス」「バニラ」といった具体的なものの名前で示し

3．メディア空間における香りの表現手法

たり，「スウィート」「ソフト」といった感覚を表現する

3.1 基本香

用語，また「エレガント」「セクシー」といった情感を最近のディスプレイは何十億色の表現が可能であると表す言葉を用いている．すなわち匂いに関しては成分のうたっているが，人間の視覚は赤，緑，青の可視光を感同定も表現方法も一元的に表す事ができない．

じる器官であり，すべての色情報はこの RGB 三原色のすべての匂いの香気成分を用意することは非現実的で加色混合の組み合わせで表現できる．また，聴覚に関しあるが，一つの物質に着目すると，例えば「りんご」のては音の高低，強弱，音色で表現され，シンセサイザー

場合 250 ほどの香気成分が同定されおり，その中で「りによりあらゆる種類の音の合成が可能である．味覚も不んご」の香りを特徴付けている香気成分は約 12 種類ほ完全ではあるが，舌上皮の味蕾細胞でそれぞれの味の感どである．これらの成分比を変えることにより，単に「り覚を化学感覚として発生させ，電気インパルスに変換しんご」の香りというだけでなく品種や熟成度を表現するて神経伝達している．この時の感覚は，甘・酸・塩・苦・ことができる [5]．ただ，「りんご」，「バラ」，「森林」と旨の基本五味に大別される．

いうように様々な異なる香りを合成しようとすると，現これに対し，嗅覚情報にはこれらの様な単一の尺度，状では合成して意味のある香りの種類は，あらかじめ用即ち「基本香」は存在しない．嗅細胞受容体は 1000 種意した香気成分の種類よりも少なくなってしまうので，類に上り，一つの匂いがそれらの複数を発現させる．さ物質そのものの香りを用意しておくほうが現実的である

らに受容体発現のメカニズムも殆ど解明されていないたと考えられる．

め，匂いと受容体との関係を見出すのは極めて困難であ
3.3 物質香と背景香る．また，嗅覚情報は温度や湿度などの周囲の環境による誤差が大きく，個人の好き嫌いのような主観的な要素メディア空間において，五感情報を提示する手法は二にも左右され易い．複数の香りの組み合わせや，単一のつに大別される．一つは対象物の情報を可能な限り正確

香りでも濃度を変える事で全く異なる匂いに感じてしまに表現することで，実空間同様のリアリティをユーザにう事もある [1, 3]．したがって，ある匂いを一意に定義す提供する手法である．もう一つは対象物そのものを表現る事は不可能であり，少数の基本香を組み合わせによりするのではなく，それらが持つ特徴をデフォルメ化し，全ての匂いを再現する事は不可能である [4]．

心理的あるいは感覚的にユーザに情報を提示する手法ですなわちメディア空間において香りを再現するためある．音を例にとると，海岸で恋人同士が黙って見つめには，表現したい物質の香りを前もって用意する必要がているシーンでは，波の音が前者であり，甘い音楽が後ある．これには表現したい物質そのものの香りを用意す者である．著者は香り表現において，前者の手法，すなる方法と，各物質の香りに含まれる香気成分を用意する

わち物体の香りをできるだけ正確に表現する事を目的と方法がある．しかし，数十万種の香気成分が存在し，数している場合を物質香と定義し，後者の手法，すなわち十の香気成分により一つの香りが決定されるため，その心理面や感情面から感性的なイメージを提供することを組み合わせはほぼ無限となりすべての香りを再現する

目的としている場合を背景香と定義している [6]．

ことは不可能である．一方，人間の感じる香りの種類は

物質香には，「りんご」や「バラ」のように単体の香5000 種ほどであると言われており，これをすべて用意りを表す場合と，「森林」や「海」のようにそれらを構することは不可能ではないが現実には困難であろう．

成している無数の物体の複合的な香りを表す場合がある．物質香の場合，ある物体の匂いを他の匂いで代用す

3.2 香りの合成

ることはできず，再現したい物体あるいは環境の数だけ各々の物質の匂いは通常十数種類の香気成分から構成の香りを用意しなければならない．また，香りのリアリされているが，一般にそれら構成物質を定量的に示す事ティに対する個人差もそれほど大きくない．

は難しい．それぞれの物質を特徴付ける匂いを持つ化学

物質香が果物や花など香りを出している元の物体が存成分は殆どの場合含有率が数％以下であり，匂い分子と在するのに対し，背景香は「ムードのある」や「さわや匂いを法則的に結びつける事を困難にしている．これらかな」のように言葉や情感のキーワードが先に存在し，

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図1特集

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画面例と香り発生装置

これらのイメージを満たすように選択された香りであ

元 CG で表現された花は，磁気センサレシーバを取り付る．提供された香りに対してどのようなイメージを持つ

けた花瓶の中に重畳表示され，同じく磁気センサレシーかは個人差がある．
物質香が代用不能であるのに対して，バが取り付けられた HMD がある距離内，すなわち香り違う香りが同じイメージを表したり，一つの香りが複数オーラ内に入ると花の香りを放出する．ユーザが空間ののイメージを表すことがある．このことは限定された種中を移動して花に近づくこともできるが，現実の花瓶を類の背景香で，様々な状況を演出できる可能性を示して移動させれば仮想の花も花瓶とともに移動するので，花いる．

を手元に引き寄せることもできる．図 2 は，実験中の被験者と被験者が見ている複合現実空間を示している．

4．システム例
著者らの研究室では 6 年前より香り通信の研究を始

4.3 背景香を付加した動画像表示 [9,10]

め，これまでに香りを付加した様々なメディア空間を開匂いの出るテレビをソフト面から支援する試みとし発してきた．そのいくつかを簡単に紹介しよう．て，画像と香りを結び付けるオーサリングツールを試作した．当然ながら動画コンテンツには様々な香りを持つ

4.1 香るサイバースペース - Friend Park[7]オブジェクトが存在し，それらすべてを再現することはFriend Park は 1998 年に開発され，3 次元 CG で表現不可能である．そこで香りの中で心理的効果の強いものされた森林，バー，リビングルーム，和室という四つのをいくつか選び，テレビドラマの雰囲気にあわせて香り空間とそれらを結合する回廊から構成されており，ユーを出すようにした．被験者に脳波形をつけて測定したとザはこれらの空間内を自由に移動できる．各空間では，ころ，香りを付加することにより画像だけよりも緊張感

あらかじめ用意された「森林」，「ワイン」，「香水」，「ろや安らぎ感を演出できることが確認された．

うそく」，「線香」の 5 種類の香りがユーザの空間移動やこれまでのシステムでは，喫茶店の映像にはコーヒー

アクションに応じて放出され，空間の臨場感を高めていの香りというように主に物質香が用いられてきたが，こる．本システムは香りオーラという概念を提唱し，ユーザが仮想オブジェクトの香りオーラ内に入った否かで香りを発生させるタイミングを制御した．図 1 は，Friend
Park の四つの空間の画面例と圧縮空気を用いた香り発生装置である．
4.2 嗅覚情報を付加した複合現実空間 - MR Garden[8]MR Garden はビデオシースルーの HMD を用いて，現実空間と仮想空間を重畳する複合現実空間上に構築されたシステムで，5 種類の花の香りを提供している．3 次

図226

現実空間と複合現実空間

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A地点

27153など，面白そうな応用はたくさんあるだろう．初期の匂B地点

いが出る映画は成功しなかったが，香るメディア空間実現のための研究は着実に進展している．実用化にはまだまだたくさんの課題はあるが，今後の発展に期待したい．

香り図3

参考文献

香り’

[1] 中川照子：においの科学，理工学社 (1998)

香り通信システム[2] 岩橋基行：香りと環境，1，(1995)[3] 栗岡豊，外池光雄：匂いの応用工学，朝倉書店 ( 1994)

こでは新たに背景香の概念を導入し，少ない種類の香り[4] 渋谷達明，外池光雄：アロマサイエンスシリーズ 21

でも多くの場面に効果的な演出ができる可能性を示した．

においの受容，フレグランスジャーナル社 (2002)[5] 富 永 健 太 郎 他： 仮 想 空 間 上 に お け る 匂 い の 再 現，

4.4 香り通信システム [6]日本 VR 学会サイバースペースと仮想都市研究会，

従来研究では，前もって用意された香りをそのまま放CSVC2001-17, pp.19-24 (2001)

出するものがほとんどであるが，香り通信システムは，[6] 岡田謙一，相場秀太郎：香り情報を付加した放送の実現ある地点での香りを解析し，別の地点でその香りを合成に向けて，映像情報メディア学会 高臨場感ディスプしようという試みである．図 3 で示すように，半導体セレイフォーラム 2003 IDY2003-83, AIT2003-142,

ンサを用いて解析した香気成分の構成比をネットワーク

pp.31-34, Nov (2003)経由で送り，25 種類の香気成分を格納できる自作のコン[7]Kentaro Tominaga, Kenichi Okada, et. al:Friend Park

ピュータ制御の合成装置で，香気成分の構成比に基づい- Expression of the Wind and the Scent on Virtual Space,て香りを合成した．一度に合成できる香りは，「りんご」，

IEEE 7th International Conference on Virtual Systems and「みかん」「ぶどう」などのうちの一つだけであるが，熟Multimedia, pp.507-515 (2001)成度や品種の違いまでも再現することが可能となった．

[8] 山下泰生，岡田謙一他：MR 空間における香りの効
果の実験的検討，日本 VR 学会サイバースペースと仮5．おわりに想都市研究会，CSVC2004-17, pp.1-6 (2004)

研究レベルでは，様々な香り通信システムや香り空間[9] 日経産業新聞 (2003.12.25)が構築されてきたが，実際のビジネスとしての将来性は[10] 相場秀太郎，岡田謙一他：香り情報を付加した放送

どうであろうか．最大のマーケットは匂いの出るテレビシステムの実現，日本バーチャルリアリティ学会研究の出現だと思われるが，これには例えば次のような技術報告， CSVC2003-9, pp.19-24 (2003)的課題がある．
(1) 小型，安価で多くの香りを取り扱える嗅覚ディスプ

【略歴】

レイの開発

岡田謙一（OKADA Kenichi）(2) 香りの拡散技術と消臭技術の確立

慶應義塾大学(3) 香りを一義的に取り扱える香り ID の定義と標準化

工学博士．専門は，CSCW，グループウェア，ヒューマ(4) 香り通信プロトコルの定義と標準化

ン・コンピュータ・インタラクション．「ヒューマン(5) 動画コンテンツに対応する物質香や背景香を編集すコンピュータインタラクション」( オーム社 )，「コラボるオーサリング技術の開発

理工学部情報工学科教授

レーションとコミュニケーション」( 共立出版 ) をはじ(6) 香りカートリッジを安価に配布するためのビジネスめ著書多数．情報処理学会誌編集主査，論文誌編集主査，モデルの確立

GW 研究会主査などを歴任．現在，情報処理学会 GN 研

著者は 5.1ch サラウンドシステムのようにまず蓄積型究会運営委員，BCC 研究グループ幹事，日本 VR 学会

メディアでのサービスが始まり，香り機器がある程度普CS 研究会副委員長．情報処理学会論文賞 (1996,2001)，

及してから香り放送に進むと考えている．もちろんテレ

情報処理学会 40 周年記念論文賞，日本 VR 学会サイバービ以外にも，音と香りを組み合わせた環境システムや，スペース研究賞を受賞．情報処理学会フェロー，IEEE，相手によって香りが変わる携帯電話 ( 着メロならぬ着香 )ACM，電子情報通信学会，人工知能学会会員．

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