Wearable嗅覚ディスプレイ

嗅覚ディスプレイとは?

複数の匂いを任意の割合で調合してユーザに提示する装置です。

SAWデバイスを用いた嗅覚ディスプレイ

当研究室ではマイクロポンプで微小量の香料を搬送し、弾性表面波(SAW)デバイスで霧にする方式の嗅覚ディスプレイを開発しています。
SAWデバイスを用いた嗅覚ディスプレイの概念図
SAWデバイスを用いた嗅覚ディスプレイの概念図

ここでSAWデバイスは圧電基板に櫛形電極を実装した基板であり、高電力を入力すると霧化器として動作します。
霧化の様子
SAWデバイスを用いた霧化の様子

この嗅覚ディスプレイは、
・匂い残りが少ない
・駆動音が小さい
・匂いの切り替えが高速
などの特徴があります。
タブレット端末に装着できる大きさの嗅覚ディスプレイを開発しましたが、さらなる小型化と安定化が必要であると考えています。
タブレットに装着可能な嗅覚ディスプレイ
タブレット端末に装着可能な嗅覚ディスプレイ

装置の小型化

嗅覚ディスプレイを小型化するために、従来より小型なマイクロポンプを採用しました。
マイクロポンプ
従来型のマイクロポンプと新しいマイクロポンプ

新しいマイクロポンプの組み込みを行うために、
・3Dプリンタを用いた液貯め付き治具の作製
・部品点数の少ない駆動回路の作製
を行いました。
その結果、装置全体の大きさを40%削減することに成功しました。

SAWデバイス駆動の安定化

SAWデバイスを連続で駆動すると、駆動時に生じる熱によって最適な共振周波数がシフトすることが問題となりました。
そこで、温度変化を赤外線温度センサでモニタリングし、その温度に基づいてSAWデバイスの駆動周波数を調節するシステムを構築しました。
温度補償システム
温度補償システム

この周波数補正を行うことによって、SAWデバイスを連続で駆動したときの霧化能力が持続し、安定性の向上に成功した。
周波数補正システムの有無の比較
周波数補償システムの有無の比較

今後の展望

嗅覚は人の感情に強く作用する感覚であると言われています。
嗅覚ディスプレイをテレビ・PCなどと連動させることで、ゲーム、映像、電子公告、教育にさらなる臨場感と没入感を演出することができると考えています。

今後の展望として、嗅覚ディスプレイをウェアラブル化し、ヘッドマウントディスプレイと連動させることで臨場感のあるコンテンツ作りを目指しています。