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公開番号2025118208
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024013391
出願日2024-01-31
発明の名称感覚提示システム
出願人太陽誘電株式会社
代理人個人,個人
主分類G06F 3/01 20060101AFI20250805BHJP(計算;計数)
要約【課題】ユーザの心理状態や周囲環境に適した温度感覚を提示する。
【解決手段】AIスピーカ1は、温度感覚用アレイ122Aと、ユーザの心理状態に関する心理情報を取得する心理情報取得部16と、環境情報を取得する環境情報取得部18と、設定された温度感覚を提示するための温度感覚用流体を発生する流体発生部43と、2つの温度感覚用アレイ122Aに近接して配置され、温度感覚用流体を超音波の放射側の空間に放出するノズル47と、提示対象部位の位置情報を測定する3つの提示位置測定部14と、制御部30とを備え、制御部30は、心理情報および環境情報に基づいて、ユーザの心理状態および周囲環境に対応する温度感覚を提示するための温度感覚用流体を発生するように流体発生部43を制御し、かつ、ノズル47から放出された温度感覚用流体が超音波の放射圧によって提示対象部位の周辺に到達するように温度感覚用アレイ122Aの駆動を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超音波を放射する超音波トランスデューサと、
ユーザの心理状態に関する心理情報を取得する心理情報取得部と、
前記ユーザの対象部位に対して、設定された温度感覚を提示するための流体を発生する流体発生部と、
前記心理情報取得部で取得した前記心理情報に基づいて、温度感覚を設定し、設定した温度感覚を前記対象部位に提示するための流体を発生するように前記流体発生部を制御する流体制御部と、
前記超音波トランスデューサに近接して配置され、前記流体発生部で発生した流体を前記超音波トランスデューサの超音波の放射側の空間に放出する流体放出部と、
前記対象部位の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出した前記対象部位の位置に基づいて、前記流体放出部から放出された流体が前記超音波の放射圧によって前記対象部位の周辺に到達するように前記超音波トランスデューサの駆動を制御する駆動制御部と、
を備える感覚提示システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記ユーザの周囲環境に関する環境情報を取得する環境情報取得部をさらに備え、
前記流体制御部は、前記心理情報に加えて前記環境情報取得部で取得した前記環境情報に基づいて、前記ユーザの心理状態および周囲環境に対応する温度感覚を設定し、設定した温度感覚を提示するための流体を発生するように前記流体発生部を制御する感覚提示システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記駆動制御部は、前記超音波トランスデューサの放射する超音波の放射圧によって前記対象部位に前記温度感覚に加えて触覚を提示するように前記超音波トランスデューサの駆動を制御する感覚提示システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記温度感覚を提示するための第１の超音波トランスデューサと、前記触覚を提示するための第２の超音波トランスデューサとを備え、
前記駆動制御部は、前記対象部位に温度感覚を提示する場合に前記第１の超音波トランスデューサの駆動を制御し、前記対象部位に触覚を提示する場合に前記第２の超音波トランスデューサの駆動を制御する感覚提示システム。
【請求項５】
請求項１または２において、
アレイ状に配置された複数の前記超音波トランスデューサを備え、
前記駆動制御部は、前記複数の超音波トランスデューサが前記対象部位の表面または周辺に焦点を形成するように前記超音波トランスデューサの駆動を制御する感覚提示システム。
【請求項６】
請求項１または２において、
前記心理情報取得部は、前記ユーザの音声情報または顔面を含む画像情報を取得し、
前記駆動制御部は、前記音声情報または前記画像情報に基づいて前記ユーザの心理状態を判定する感覚提示システム。
【請求項７】
請求項２において、
前記流体発生部は、温風を発生する温風発生機構と冷風を発生する冷風発生機構とを備え、
前記流体制御部は、前記温風発生機構と前記冷風発生機構とのうち前記心理状態および前記周囲環境に対応した温度感覚を提示する機構を選択し、選択した機構を制御する感覚提示システム。
【請求項８】
請求項７において、
前記流体制御部は、前記温風発生機構と前記冷風発生機構とのうち前記選択した機構の発生する流体の温度を前記心理状態および前記周囲環境に対応した温度に制御する感覚提示システム。
【請求項９】
請求項１または２において、
前記流体発生部は、ミストを含む流体を発生する感覚提示システム。
【請求項１０】
請求項９において、
前記流体発生部は、前記温度感覚の１種である冷感を提示する流体としてミストを含む常温の流体を発生し、
前記駆動制御部は、さらに、前記超音波によって前記対象部位の周辺に到達した前記ミストが気化されるように前記超音波トランスデューサの駆動を制御する感覚提示システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いて温度感覚を提示する感覚提示システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、超音波によって形成した音場により、空中で触覚を提示する技術が提供されており、映像や音声と連動した触覚変化による体験の提供が可能となってきている。
【０００３】
かかる技術は、映像、音楽、ゲームにおける没入感向上の効果から、顧客提供価値がもたらされている。また、近年のCOVID-19の流行から、非接触のユーザインタフェースが求められており、これに対応する触覚フィードバック機能として、空中触覚提示の価値が高まってきている。
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、超音波源として圧電セラミックスを含む超音波トランスデューサを利用している。このトランスデューサを複数実装したアレイの位相を制御するフェーズドアレイを使用して空中の標的に音響放射力を及ぼすことによって、ヒトの皮膚での触感が作り出されている。
【０００５】
他方、空中触覚と温度感覚との組み合わせについても以下の検討がなされている。
非特許文献１に記載の技術は、複数の超音波トランスデューサを用いて、空中に収束させた超音波による音場を形成し、ミストによる冷却効果を促進するものである。
【０００６】
特許文献２に記載の技術は、複数の超音波トランスデューサを用いて、空中に収束させた超音波による音場を形成し、音響エネルギーによる加熱効果を発生させるものである。かかる技術では、音響エネルギーを効果的に熱へ変換するために、メッシュを利用する工夫がされている。
特許文献３に記載の技術は、超音波による空中触覚の他、水の噴霧や、冷却器／クーラーによる冷たさ、ヒータによる熱さの疑似体験を可能とするものである。
特許文献４に記載の技術は、超音波による空中触覚の他、指向性スピーカを含むシステムを提示している。システムには、赤外線レーザによる温感提示機能や、ペルチェ素子による冷感提示機能が設けられる。
特許文献５に記載の技術は、超音波による空中触覚の他、赤外線による温感、または、噴霧による冷感提示を想定した非接触皮膚刺激システムを提示している。
特許文献６に記載の技術は、匂い、温感、冷感、触感提示で臨場感を高めるシステムを提示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第６９０６０２７号公報
特開２０２３－０５０１９１号公報
特表２０２２－５１８２７４号公報
特許第６９３４６１８号公報
特開２０２３－０３０２９８号公報
特許第７０２１２８１号公報
【非特許文献】
【０００８】
Mitsuru Nakajima、Keisuke Hasegawa、Yasutoshi Makino、Hiroyuki Shinoda、「Spatiotemporal Pinpoint Cooling Sensation Produced by Ultrasound-Driven Mist Vaporization on Skin」、IEEE Transactions on haptics, vol.14, No.4 874-884,2021
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術では、ユーザの心理状態や気温等の周囲環境によって、ユーザに好まれる温度感覚が変化する問題があった。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ユーザの心理状態や周囲環境に適した温度感覚を提示できる感覚提示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、超音波を放射する超音波トランスデューサと、ユーザの心理状態に関する心理情報を取得する心理情報取得部と、前記ユーザの対象部位に対して、設定された温度感覚を提示するための流体を発生する流体発生部と、前記心理情報取得部で取得した前記心理情報に基づいて、前記ユーザの心理状態に対応する温度感覚を設定し、設定した温度感覚を前記対象部位に提示するための流体を発生するように前記流体発生部を制御する流体制御部と、前記超音波トランスデューサに近接して配置され、前記流体発生部で発生した流体を前記超音波トランスデューサの超音波の放射側の空間に放出する流体放出部と、前記対象部位の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部で検出した前記対象部位の位置に基づいて、前記流体放出部から放出された流体が前記超音波の放射圧によって前記対象部位の周辺に到達するように前記超音波トランスデューサの駆動を制御する駆動制御部と、を備える感覚提示システムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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