吹き矢型デバイスおよびそれを用いたゲーム装置
【課題】においを入力とするインタフェースデバイスを提供する。
【解決手段】吹き矢型デバイス１０が提供される。入力部１４は、ユーザ２が息を吹き込みあるいは空気を吸い出すための開口部を有する。流露１６は、入力部１４の開口部と連通する。においセンサ２０は、入力部１４に吹き込まれた息のにおいを検出し、においに関連する情報を示すにおいデータＤＳを出力する。呼吸センサ３０は、流露１６を流通する空気の流量を検出し、検出した流量を示す流量データＤＦを出力する。温度センサ５０は、流露１６を流通する空気の温度を検出し、検出した温度を示す温度データＤＴを出力する。
【解決手段】吹き矢型デバイス１０が提供される。入力部１４は、ユーザ２が息を吹き込みあるいは空気を吸い出すための開口部を有する。流露１６は、入力部１４の開口部と連通する。においセンサ２０は、入力部１４に吹き込まれた息のにおいを検出し、においに関連する情報を示すにおいデータＤＳを出力する。呼吸センサ３０は、流露１６を流通する空気の流量を検出し、検出した流量を示す流量データＤＦを出力する。温度センサ５０は、流露１６を流通する空気の温度を検出し、検出した温度を示す温度データＤＴを出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の息のにおいを入力とするエンタテインメント用のデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
嗅覚は化学物質を対象とし、定量化しにくいという特性を有する。現状、においに関する研究は、においの呈示についてなされており、たとえば、空気砲の原理を利用した香りプロジェクタによる香り場生成（非特許文献１）や、車室内の快適性向上のための香りを研究（非特許文献２）が成されている。非特許文献３には、嗅覚提示装置から呈示される香りとＨＭＤ（Head Mounted Display）に映し出される食べ物の映像が一致しているか判断するゲームを提案している。
【０００３】
このように、嗅覚に関する研究は、においの呈示が一般的であり、においの入力に関する研究はあまり進んでいないのが現状であり、においセンサは、種々のその他のセンサに比べて開発が遅れているのが実情である。
【０００４】
非特許文献４は、環境の香りに反応して場の映像が変化する空間演出システムを提案している。このように、においの呈示だけではなく、香りやにおいを入力とした研究が今後の嗅覚デバイスを開発する上で避けては通れない要素であり、においを入力とした研究が望まれている。近年では、においを利用したエンタテインメントゲームも提案されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０２４６２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９０５４６号公報
【特許文献３】特開２００３−２９０５４７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】柳田康幸、北野啓一、「消臭機能付き小型空気砲の開発と想定される応用展開」、エンタテイメントコンピューティング2007講演論文集、２００７年、ｐｐ．１３５−１３６
【非特許文献２】松尾典義、土屋英明、「香りプロジェクタによる香り場生成」、エンタテイメントコンピューティング2007講演論文集、２００７年、ｐｐ．１２３−１２６
【非特許文献３】望月有人、天田 崇、木田周作、沢小百合、武田直之、本屋敷尚吾、神山和宏、井村誠考、千原國宏、「能動的な匂い知覚のための嗅覚提示装置の研究」、インタラクション2004、２００４年、ｐｐ．３３−３４
【非特許文献４】筧康明、近森基、久納鏡子、「香りを入力とするインタラクティブ映像システムhanahaの基礎検討」、情報処理学会インタラクション2007 論文集、２００７年、ｐｐ１５３−１５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、においを入力としたエンタテインメント用のインタフェースデバイスの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、吹き矢型デバイスに関する。吹き矢型デバイスは、ユーザが息を吹き込みあるいは空気を吸い出すための開口部を有する入力部と、入力部の開口部と連通する流露と、入力部に吹き込まれた息のにおいを検出し、においに関連する情報を示すにおいデータを出力するにおいセンサと、流露を流通する空気の流量を検出し、検出した流量を示す流量データを出力する呼吸センサと、流露を流通する空気の温度を検出し、検出した温度を示す温度データを出力する温度センサと、を備える。
【０００９】
この態様によると、ユーザが息を吸ったのか吐いたのかを判定でき、さらにその息の強さ、息のにおいを取得することができる。
【００１０】
ある態様の吹き矢型デバイスは、当該吹き矢型デバイスの向きを検出し、検出した方向を示すデータを出力するための方向センサをさらに備えてもよい。
【００１１】
流露のにおいセンサの近傍には、においが滞留しないように、においを除去するための換気穴が設けられてもよい。
【００１２】
本発明の別の態様は、ゲーム装置である。この装置は、ディスプレイと、上述の吹き矢型デバイスと、吹き矢型デバイスおよびディスプレイと接続され、吹き矢型デバイスから出力されるデータにもとづいて、所定のプログラムを実行するコンピュータと、を備える。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を、方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、においを入力としたインタフェースデバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る吹き矢型デバイスの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係るゲーム装置の構成を示す図である。
【図３】ディスプレイに表示される映像を示す図である。
【図４】送風用ファンとユーザの関係を示す上方平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１７】
図１は、実施の形態に係る吹き矢型デバイス１０の構成を示す図である。吹き矢型デバイス１０は、入力部１４、流露（ホース）１６、換気穴１８、においセンサ２０、呼吸センサ３０、方向センサ４０、温度センサ５０を備える。
【００１８】
入力部１４は、ストローのような管であり、内部に開口を有している。流露１６は、入力部１４の開口部と連通している。ユーザ２が入力部１４を口３に加えた状態で呼吸をすることにより、流露１６に息が吹き込まれ、あるいは空気が吸い出される。異なるユーザが吹き矢型デバイス１０を共有する際の衛生面を考慮し、入力部１４はユーザごとに交換可能であることが好ましい。
【００１９】
流露１６は、筐体１２内部の部分１６ａと、筐体１２の外部の部分１６ｂとからなる。流露１６ｂの経路上あるいはその終端部には、においセンサ２０が設けられる。においセンサ２０は、市販品を利用すればよく、たとえば神栄テクノロジー株式会社製ＯＭＸ−ＳＲなどが利用できる。においセンサ２０は、入力部１４の開口部を介して吹き込まれた息のにおいを検出し、においに関連する情報を示すにおいデータＤＳを出力する。
【００２０】
呼吸センサ３０は、エアフローセンサ３０ａとマイコン３０ｂを含む。エアフローセンサ３０ａは、流露１６の経路上に設けられ、流露１６内を通過する気体の流量を測定し、測定された流量を示す流量データＤＦを出力する。なお、流量とは流速と同義であり、言い換えれば、ユーザ２がはき出した息の量、あるいはユーザ２が吸い込んだ空気の量に対応する。たとえばエアフローセンサ３０ａとしては、市販されている芝浦電子製Ｆ６２０１−１が利用できる。マイコン３０ｂは、エアフローセンサ３０ａとコンピュータ４とのインタフェースユニットであり、流量データＤＦをコンピュータ４へと出力する。
【００２１】
温度センサ５０は、流露１６を流通する空気の温度を検出し、検出した温度を示す温度データＤＴを出力する。温度データＤＴはコンピュータ４へと入力される。温度センサ５０としては例えば熱電対が利用できる。
【００２２】
方向センサ４０は、吹き矢型デバイス１０の筐体１２向きを検出し、検出した方向を示す方向データＤＤを出力する。方向データＤＤも、コンピュータ４へと入力される。たとえば方向データＤＤは、ブルートゥースなどを利用してコンピュータ４へと伝送されてもよい。方向センサ４０としては、外部の所定の方向から放射される赤外線を受光する赤外線カメラを利用することができる。方向センサ４０が受光する赤外線の指向性や強度を演算処理することにより、筐体１２の方向を識別するものである。あるいはこれに代えて、ジャイロセンサなどを利用してもよい。
【００２３】
流露１６上の、においセンサ２０の近傍、つまり流露１６の端部には、においが滞留しないように、においを除去するための換気穴１８が穿設されている。
【００２４】
なお、においセンサ２０および呼吸センサ３０は、筐体１２の外部に設けられる場合を示しているが、においセンサ２０や呼吸センサ３０として小型のものを利用できる場合、筐体１２に内蔵することもできる。
【００２５】
以上が吹き矢型デバイス１０の構成である。続いて、その動作を説明する。
ユーザ２が、吹き矢を吹くことに模して、入力部１４に対して息を吹き込むと、その息のにおいがにおいセンサ２０によって検出され、息の流量が呼吸センサ３０によって検出される。呼吸センサ３０に用いられる一般的なエアフローセンサ３０ａは、指向性を有さず、その内部に流れる気体の流量の絶対値のみを検出するものであり、その方向までは判別できない場合が多い。ユーザ２が息を吐き出しているのか、あるいは吸い込んでいるのかを判定するために、温度センサ５０から出力される温度データＤＴを利用することができる。
【００２６】
一般的に人間が呼吸をする場合、はき出される息の温度Ｔ１と、吸い込まれる空気の温度Ｔ２は、総じて前者の方が高い。したがって、予め温度にしきい値を設定しておけば、温度データＤＴが所定のしきい値以上のとき、ユーザ２が息を吐き出しているものと判定し、しきい値以下のとき、息を吸い込んでいるものと判定することができる。
【００２７】
このように、図1の吹き矢型デバイス１０によれば、
１ａ． ユーザ２が息を吐き出すアクション
１ｂ． ユーザ２が空気を吸い込むアクション
を判別できる。
【００２８】
また、各アクションそれぞれにおいて、ユーザ２が息を吐く強さ、空気を吸い込む強さを検出することができる。
さらに、ユーザ２が吐き出した息のにおいを判定することができる。
さらには、吹き矢型デバイス（筐体１２）の方向を判定することができる。
【００２９】
以上が吹き矢型デバイス１０の動作である。
【００３０】
続いて、吹き矢型デバイス１０を用いたゲーム装置について説明する。
図２は、実施の形態に係るゲーム装置１００の構成を示す図である。ゲーム装置１００は、コンピュータ４、ディスプレイ１０２、飲食物１０４、テーブル１０６、構造体１０８、送風用ファン１１０、赤外線ＬＥＤ４０ｂを備える。各ユーザ２は、それぞれが吹き矢型デバイス１０を保持している。なお、このゲームは、単一のユーザを対象としてもよいし、複数のユーザを対象としてもよい。以下では説明の簡潔化のため、単一のユーザ２に関して説明をする。
【００３１】
はじめに、このゲーム装置の概要を説明する。ディスプレイ１０２には、モンスターなどの敵キャラクタの画像が表示される。ユーザ２は、吹き矢型デバイス１０をキャラクタの方向に向け、吹き矢を吹くことに模して、息を吐き出す。
【００３２】
モンスターには、予め弱点となるにおいの種類が設定されており、ユーザが吐いた息が、弱点となるにおいと一致した場合のみ、モンスターにダメージを与えることができる。ディスプレイ上に次々に表示されるモンスターは、弱点となるにおいがそれぞれ異なっている。そこでユーザ２は、モンスターが弱点とするにおいを与えるために、モンスターに適した飲食物を口にする必要がある。
【００３３】
以上がゲームの概要である。続いて、具体的な処理を説明する。
【００３４】
コンピュータ４は、ディスク装置に格納されたゲームプログラムをメモリにロードし、プロセッサはロードされたプログラムを実行する。
【００３５】
コンピュータ４と吹き矢型デバイス１０は有線もしくは無線で接続されており、コンピュータ４は、吹き矢型デバイス１０から出力される各データが入力されている。ディスプレイ１０２は、プロジェクタとスクリーンのセットである。これに代えて、液晶ディスプレイなどを用いることもできる。スクリーン上には、赤外線ＬＥＤ４０ｂのアレイが設けられており、ユーザ２の立ち位置に向けて、赤外線を放射している。吹き矢型デバイス１０の筐体１２の先端に取り付けられた赤外線カメラ４０ａは、赤外線ＬＥＤ４０ｂからの赤外線の強度や方向を判定することにより、筐体１２の向きを判定し、方向データＤＤを生成する。
【００３６】
コンピュータ４は、一般的なプロセッサ、メモリ、ディスク装置、インタフェース部を備える電子計算機であってもよいし、ゲーム専用機器であってもよい。
【００３７】
図３は、ディスプレイ１０２に表示される映像を示す。ディスプレイ１０２には、ターゲットとなるモンスター２００と、吹き矢型デバイス１０の方向を示す照準２０２、モンスター２００のライフパラメータ２０６、残り時間２０８、スコア２１０および背景２０４が表示されている。
【００３８】
コンピュータ４のプロセッサは、ディスプレイ１０２上にモンスター２００を描画する。モンスター２００は、仮想空間内を移動しており、コンピュータ４はモンスター２００の位置をそのつど更新する。ディスプレイ１０２に表示される映像は、３次元コンピュータグラフィックスを利用して描画してもよいし、単なる２次元アニメーションであってもよい。
【００３９】
また、コンピュータ４のプロセッサは、吹き矢型デバイス１０からの方向データＤＤにもとづき、仮想的な吹き矢の軌道を計算し、得られた軌道上に照準２０２を描画する。ユーザは、照準２０２の位置がモンスター２００と一致するように、吹き矢型デバイス１０の向きを調節する。
【００４０】
仮想空間内には、仮想的な環境風が吹いている。この環境風をユーザ２に呈示するために、ユーザ２の周囲を取り囲むようにして複数の送風用ファン１１０が設けられている。送風用ファン１１０は構造体１０８に取り付けられており、ユーザ２の身長にあわせて上下方向に移動可能となっている。
【００４１】
図４は、送風用ファン１１０とユーザ２の関係を示す上方平面図である。コンピュータ４と複数の送風用ファン１１０は接続されており、コンピュータ４は各送風用ファン１１０の回転数を制御し、仮想空間内の環境風を再現する。コンピュータ４には、プログラムにしたがって、環境風の方向と強さ（風速）を示す環境風データが生成される。環境風データが、たとえば仮想空間内で右から左に向かって風速１０ｍの環境風を示す場合、コンピュータ４は図４の送風用ファン１１０ａ、１１０ｂを、風速１０ｍに応じた回転数で回転させる。その結果、ユーザ２は実際に右から左に吹く風を知覚する。
【００４２】
この環境風は吹き矢の軌道に影響を及ぼす。ユーザ２は自ら知覚した送風用ファン１１０からの風の方向と強さを考慮して、照準２０２の位置を調節する必要がある。
【００４３】
また、送風用ファン１１０からの風は、ユーザ２の付近に滞留する空気を拡散させる機能も果たす。上述のように、吹き矢型デバイス１０の流露１６には換気穴１８が穿設されており、ユーザ２が吐き出した息は換気穴１８から排気され、送風用ファン１１０によって運び去られる。
【００４４】
照準２０２が定まると、ユーザ２は、吹き矢型デバイス１０をディスプレイ１０２上に表示されるモンスターなどのキャラクタの画像に向け、吹き矢を吹くことに模して、息を吐き出す。
【００４５】
コンピュータ４のプロセッサは、このときの吹き矢型デバイス１０からの流量データＤＦ、温度データＤＴ、においデータＤＳにもとづいて、以下の演算処理を行う。
【００４６】
まずプロセッサは、温度データＤＴと流量データＤＦにもとづき、ユーザ２が息を吐いたのか吸ったのかを判別する。この処理は上述した。
【００４７】
そして、ユーザ２が息を吐き出したと判定すると、方向データＤＤと流量データＤＦにもとづいて吹き矢の軌道を計算する。当然ながら、軌道計算に際しては環境風データも考慮される。流量データＤＦが示す値が大きければ、吹き矢は遠くに飛び、小さければ吹き矢はモンスター２００に届かずに落下するであろう。ユーザ２は、モンスター２００までの距離に応じて、息の強さを調節する必要がある。プロセッサは、計算した軌道上を飛ぶ吹き矢の画像（図３には不図示）を描画する。
【００４８】
画像演出としてプロセッサは、吹き矢の画像を、においデータＤＳに応じて変化させてもよい。プログラム上には、何種類かの吹き矢の画像が用意されている。においに応じて、吹き矢が火をまとったり、ミサイルに変形したりすると、においを視覚化することができるため、遊技性を高めることができる。
【００４９】
プロセッサは、吹き矢の軌道が、モンスター２００の仮想空間内における座標と一致した場合、吹き矢がモンスターにヒットしたものとし、以下の処理を行う。
【００５０】
プロセッサは、においデータＤＳを参照し、そのユーザ２が吐いた息のにおいが、現在表示されているモンスター２００に対して有効なデータであるか否かを判定する。プログラム中には、モンスターごとの、有効なにおいの特性を示すデータベース（においデータベース）が用意されている。プロセッサはにおいデータＤＳをこのにおいデータベースと照合することにより、上記判定を行う。
【００５１】
なお、ユーザ２があらゆるにおいの食べ物や飲み物を同時に口にして、吹き矢を吹くという反則技を無効とするために、においデータベースの生成には以下の配慮が施される。すなわち各モンスター２００に対して有効なにおいは、ひとつ、もしくは２つ程度であり、混ざっていないにおいのみがモンスター２００にダメージを与えることができる。この配慮によって、ユーザ２がすべての食べ物を食べたからといって、全てのモンスター２００に通用するとは限らない。ユーザ２は、においが混じりあうのを防止するために、食べ物や飲み物を変更するごとに、口をすすぎ、口臭をリセットする。
【００５２】
その結果、ユーザがはき出した息が、そのモンスター２００に対して有効であると判定された場合、モンスター２００にダメージを与えることとなり、プロセッサはモンスター２００のライフパラメータを所定幅だけ減少させる。プロセッサは、ディスプレイ１０２上に現在のライフパラメータを示す画像（数値またはインジケータ）２０６を描画する。ユーザがモンスター２００にダメージを与えるごとに、ライフパラメータ２０６の表示は更新される。
【００５３】
また、遊技性を高めるために、コンピュータ４のプロセッサは、スコア管理を行う。つまり、モンスター２００にダメージを与えるごと、および／またはモンスター２００を倒すごとに、ユーザ２の得点が加算される。プロセッサはスコアデータを保持しており、所定の条件を満たすたびに、スコアデータを増減させるとともに、スコアを示す画像（数値あるいはインジケータ）をディスプレイ１０２に描画する。
【００５４】
ゲーム性を高めるために、コンピュータ４のプロセッサは、時間の管理を行ってもよい。つまり、あるモンスター２００を倒す時間、あるいはあるステージをプレイする時間には制限が設けられ、コンピュータ４のプロセッサは、残り時間２０８を示す数値あるいはインジケータの画像を、ディスプレイ１０２上に描画する。
【００５５】
ユーザ２が一旦吹いた矢は、ユーザ２が吹き矢型デバイス１０から空気を吸い込むことによってユーザの手元に戻ってくる。すなわちユーザ２は、無尽蔵に吹き矢を所有しているわけではなく、単一の、あるいは複数の有限の吹き矢を利用して、ゲームに臨む。
【００５６】
プロセッサは、吹き矢がユーザの手元にあるか否かを示すフラグを管理する。ユーザ２が一旦吹き矢を吐くと、フラグの値は０となる。
ユーザ２が、吹き矢を吹いたあと、吹き矢型デバイス１０から空気を吸い込む。このとき、吹き矢型デバイス１０からは、比較的低い温度を示す温度データＤＴと、ある程度大きな流量データＤＦが出力されるであろう。プロセッサは、温度データＤＴと流量データＤＴを参照し、所定の条件を満たすとき、ユーザ２が空気を吸い込んだものと判定する。この判定がなされると、プロセッサは、ディスプレイ１０２上に吹き矢がユーザ２の方向に戻ってくる映像を描画し、フラグの値を１にセットする。
【００５７】
ユーザ２は、フラグの値が１ときのみ、つまり吹き矢が手元に存在する状況でのみ、モンスター２００に対して吹き矢を吹くことができる。この構成によれば、ユーザは息を吐いたり吸ったりする動作を繰り返すことになるが、上述の吹き矢型デバイス１０を用いれば、吐く動作と吸う動作を好適に判別することができる。
【００５８】
実施の形態に係るゲーム装置１００によれば、ユーザ２はモンスター２００を倒すために夢中で飲食を行うことになる。たとえばユーザ２として想定される子供が嫌いな食べ物や飲み物を、モンスター２００の弱点に設定すれば、その子供はモンスターを倒すために必死で嫌いな物を飲食することになる。本発明者らの実験によれば、このゲームをプレイする子供は、気づかないうちに嫌いな食べ物を食べることができたという事例が多く見られている。つまり、このゲーム装置１００によれば、ゲームを楽しみながらユーザの好き嫌いを解消することができる。この観点から、上述したにおいデータベースは、プレイヤ以外の人間、たとえばプレイヤの保護者が任意に設定可能としてもよい。
【００５９】
以上、実施の形態を説明した。実施の形態は例示であり、さまざまな変形例が可能であり、そうした変形例も本発明に含まれることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００６０】
２…ユーザ、４…コンピュータ、１０…吹き矢型デバイス、１２…筐体、１４…入力部、１６…流露、１８…換気穴、２０…においセンサ、３０…呼吸センサ、４０…方向センサ、５０…温度センサ、１００…ゲーム装置、１０２…ディスプレイ、１０４…飲食物、１０６…テーブル、１０８…構造体、１１０…送風用ファン、２００…モンスター、２０２…照準、２０４…背景、２０６…ライフパラメータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の息のにおいを入力とするエンタテインメント用のデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
嗅覚は化学物質を対象とし、定量化しにくいという特性を有する。現状、においに関する研究は、においの呈示についてなされており、たとえば、空気砲の原理を利用した香りプロジェクタによる香り場生成（非特許文献１）や、車室内の快適性向上のための香りを研究（非特許文献２）が成されている。非特許文献３には、嗅覚提示装置から呈示される香りとＨＭＤ（Head Mounted Display）に映し出される食べ物の映像が一致しているか判断するゲームを提案している。
【０００３】
このように、嗅覚に関する研究は、においの呈示が一般的であり、においの入力に関する研究はあまり進んでいないのが現状であり、においセンサは、種々のその他のセンサに比べて開発が遅れているのが実情である。
【０００４】
非特許文献４は、環境の香りに反応して場の映像が変化する空間演出システムを提案している。このように、においの呈示だけではなく、香りやにおいを入力とした研究が今後の嗅覚デバイスを開発する上で避けては通れない要素であり、においを入力とした研究が望まれている。近年では、においを利用したエンタテインメントゲームも提案されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０２４６２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９０５４６号公報
【特許文献３】特開２００３−２９０５４７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】柳田康幸、北野啓一、「消臭機能付き小型空気砲の開発と想定される応用展開」、エンタテイメントコンピューティング2007講演論文集、２００７年、ｐｐ．１３５−１３６
【非特許文献２】松尾典義、土屋英明、「香りプロジェクタによる香り場生成」、エンタテイメントコンピューティング2007講演論文集、２００７年、ｐｐ．１２３−１２６
【非特許文献３】望月有人、天田 崇、木田周作、沢小百合、武田直之、本屋敷尚吾、神山和宏、井村誠考、千原國宏、「能動的な匂い知覚のための嗅覚提示装置の研究」、インタラクション2004、２００４年、ｐｐ．３３−３４
【非特許文献４】筧康明、近森基、久納鏡子、「香りを入力とするインタラクティブ映像システムhanahaの基礎検討」、情報処理学会インタラクション2007 論文集、２００７年、ｐｐ１５３−１５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、においを入力としたエンタテインメント用のインタフェースデバイスの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、吹き矢型デバイスに関する。吹き矢型デバイスは、ユーザが息を吹き込みあるいは空気を吸い出すための開口部を有する入力部と、入力部の開口部と連通する流露と、入力部に吹き込まれた息のにおいを検出し、においに関連する情報を示すにおいデータを出力するにおいセンサと、流露を流通する空気の流量を検出し、検出した流量を示す流量データを出力する呼吸センサと、流露を流通する空気の温度を検出し、検出した温度を示す温度データを出力する温度センサと、を備える。
【０００９】
この態様によると、ユーザが息を吸ったのか吐いたのかを判定でき、さらにその息の強さ、息のにおいを取得することができる。
【００１０】
ある態様の吹き矢型デバイスは、当該吹き矢型デバイスの向きを検出し、検出した方向を示すデータを出力するための方向センサをさらに備えてもよい。
【００１１】
流露のにおいセンサの近傍には、においが滞留しないように、においを除去するための換気穴が設けられてもよい。
【００１２】
本発明の別の態様は、ゲーム装置である。この装置は、ディスプレイと、上述の吹き矢型デバイスと、吹き矢型デバイスおよびディスプレイと接続され、吹き矢型デバイスから出力されるデータにもとづいて、所定のプログラムを実行するコンピュータと、を備える。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を、方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、においを入力としたインタフェースデバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る吹き矢型デバイスの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係るゲーム装置の構成を示す図である。
【図３】ディスプレイに表示される映像を示す図である。
【図４】送風用ファンとユーザの関係を示す上方平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１７】
図１は、実施の形態に係る吹き矢型デバイス１０の構成を示す図である。吹き矢型デバイス１０は、入力部１４、流露（ホース）１６、換気穴１８、においセンサ２０、呼吸センサ３０、方向センサ４０、温度センサ５０を備える。
【００１８】
入力部１４は、ストローのような管であり、内部に開口を有している。流露１６は、入力部１４の開口部と連通している。ユーザ２が入力部１４を口３に加えた状態で呼吸をすることにより、流露１６に息が吹き込まれ、あるいは空気が吸い出される。異なるユーザが吹き矢型デバイス１０を共有する際の衛生面を考慮し、入力部１４はユーザごとに交換可能であることが好ましい。
【００１９】
流露１６は、筐体１２内部の部分１６ａと、筐体１２の外部の部分１６ｂとからなる。流露１６ｂの経路上あるいはその終端部には、においセンサ２０が設けられる。においセンサ２０は、市販品を利用すればよく、たとえば神栄テクノロジー株式会社製ＯＭＸ−ＳＲなどが利用できる。においセンサ２０は、入力部１４の開口部を介して吹き込まれた息のにおいを検出し、においに関連する情報を示すにおいデータＤＳを出力する。
【００２０】
呼吸センサ３０は、エアフローセンサ３０ａとマイコン３０ｂを含む。エアフローセンサ３０ａは、流露１６の経路上に設けられ、流露１６内を通過する気体の流量を測定し、測定された流量を示す流量データＤＦを出力する。なお、流量とは流速と同義であり、言い換えれば、ユーザ２がはき出した息の量、あるいはユーザ２が吸い込んだ空気の量に対応する。たとえばエアフローセンサ３０ａとしては、市販されている芝浦電子製Ｆ６２０１−１が利用できる。マイコン３０ｂは、エアフローセンサ３０ａとコンピュータ４とのインタフェースユニットであり、流量データＤＦをコンピュータ４へと出力する。
【００２１】
温度センサ５０は、流露１６を流通する空気の温度を検出し、検出した温度を示す温度データＤＴを出力する。温度データＤＴはコンピュータ４へと入力される。温度センサ５０としては例えば熱電対が利用できる。
【００２２】
方向センサ４０は、吹き矢型デバイス１０の筐体１２向きを検出し、検出した方向を示す方向データＤＤを出力する。方向データＤＤも、コンピュータ４へと入力される。たとえば方向データＤＤは、ブルートゥースなどを利用してコンピュータ４へと伝送されてもよい。方向センサ４０としては、外部の所定の方向から放射される赤外線を受光する赤外線カメラを利用することができる。方向センサ４０が受光する赤外線の指向性や強度を演算処理することにより、筐体１２の方向を識別するものである。あるいはこれに代えて、ジャイロセンサなどを利用してもよい。
【００２３】
流露１６上の、においセンサ２０の近傍、つまり流露１６の端部には、においが滞留しないように、においを除去するための換気穴１８が穿設されている。
【００２４】
なお、においセンサ２０および呼吸センサ３０は、筐体１２の外部に設けられる場合を示しているが、においセンサ２０や呼吸センサ３０として小型のものを利用できる場合、筐体１２に内蔵することもできる。
【００２５】
以上が吹き矢型デバイス１０の構成である。続いて、その動作を説明する。
ユーザ２が、吹き矢を吹くことに模して、入力部１４に対して息を吹き込むと、その息のにおいがにおいセンサ２０によって検出され、息の流量が呼吸センサ３０によって検出される。呼吸センサ３０に用いられる一般的なエアフローセンサ３０ａは、指向性を有さず、その内部に流れる気体の流量の絶対値のみを検出するものであり、その方向までは判別できない場合が多い。ユーザ２が息を吐き出しているのか、あるいは吸い込んでいるのかを判定するために、温度センサ５０から出力される温度データＤＴを利用することができる。
【００２６】
一般的に人間が呼吸をする場合、はき出される息の温度Ｔ１と、吸い込まれる空気の温度Ｔ２は、総じて前者の方が高い。したがって、予め温度にしきい値を設定しておけば、温度データＤＴが所定のしきい値以上のとき、ユーザ２が息を吐き出しているものと判定し、しきい値以下のとき、息を吸い込んでいるものと判定することができる。
【００２７】
このように、図1の吹き矢型デバイス１０によれば、
１ａ． ユーザ２が息を吐き出すアクション
１ｂ． ユーザ２が空気を吸い込むアクション
を判別できる。
【００２８】
また、各アクションそれぞれにおいて、ユーザ２が息を吐く強さ、空気を吸い込む強さを検出することができる。
さらに、ユーザ２が吐き出した息のにおいを判定することができる。
さらには、吹き矢型デバイス（筐体１２）の方向を判定することができる。
【００２９】
以上が吹き矢型デバイス１０の動作である。
【００３０】
続いて、吹き矢型デバイス１０を用いたゲーム装置について説明する。
図２は、実施の形態に係るゲーム装置１００の構成を示す図である。ゲーム装置１００は、コンピュータ４、ディスプレイ１０２、飲食物１０４、テーブル１０６、構造体１０８、送風用ファン１１０、赤外線ＬＥＤ４０ｂを備える。各ユーザ２は、それぞれが吹き矢型デバイス１０を保持している。なお、このゲームは、単一のユーザを対象としてもよいし、複数のユーザを対象としてもよい。以下では説明の簡潔化のため、単一のユーザ２に関して説明をする。
【００３１】
はじめに、このゲーム装置の概要を説明する。ディスプレイ１０２には、モンスターなどの敵キャラクタの画像が表示される。ユーザ２は、吹き矢型デバイス１０をキャラクタの方向に向け、吹き矢を吹くことに模して、息を吐き出す。
【００３２】
モンスターには、予め弱点となるにおいの種類が設定されており、ユーザが吐いた息が、弱点となるにおいと一致した場合のみ、モンスターにダメージを与えることができる。ディスプレイ上に次々に表示されるモンスターは、弱点となるにおいがそれぞれ異なっている。そこでユーザ２は、モンスターが弱点とするにおいを与えるために、モンスターに適した飲食物を口にする必要がある。
【００３３】
以上がゲームの概要である。続いて、具体的な処理を説明する。
【００３４】
コンピュータ４は、ディスク装置に格納されたゲームプログラムをメモリにロードし、プロセッサはロードされたプログラムを実行する。
【００３５】
コンピュータ４と吹き矢型デバイス１０は有線もしくは無線で接続されており、コンピュータ４は、吹き矢型デバイス１０から出力される各データが入力されている。ディスプレイ１０２は、プロジェクタとスクリーンのセットである。これに代えて、液晶ディスプレイなどを用いることもできる。スクリーン上には、赤外線ＬＥＤ４０ｂのアレイが設けられており、ユーザ２の立ち位置に向けて、赤外線を放射している。吹き矢型デバイス１０の筐体１２の先端に取り付けられた赤外線カメラ４０ａは、赤外線ＬＥＤ４０ｂからの赤外線の強度や方向を判定することにより、筐体１２の向きを判定し、方向データＤＤを生成する。
【００３６】
コンピュータ４は、一般的なプロセッサ、メモリ、ディスク装置、インタフェース部を備える電子計算機であってもよいし、ゲーム専用機器であってもよい。
【００３７】
図３は、ディスプレイ１０２に表示される映像を示す。ディスプレイ１０２には、ターゲットとなるモンスター２００と、吹き矢型デバイス１０の方向を示す照準２０２、モンスター２００のライフパラメータ２０６、残り時間２０８、スコア２１０および背景２０４が表示されている。
【００３８】
コンピュータ４のプロセッサは、ディスプレイ１０２上にモンスター２００を描画する。モンスター２００は、仮想空間内を移動しており、コンピュータ４はモンスター２００の位置をそのつど更新する。ディスプレイ１０２に表示される映像は、３次元コンピュータグラフィックスを利用して描画してもよいし、単なる２次元アニメーションであってもよい。
【００３９】
また、コンピュータ４のプロセッサは、吹き矢型デバイス１０からの方向データＤＤにもとづき、仮想的な吹き矢の軌道を計算し、得られた軌道上に照準２０２を描画する。ユーザは、照準２０２の位置がモンスター２００と一致するように、吹き矢型デバイス１０の向きを調節する。
【００４０】
仮想空間内には、仮想的な環境風が吹いている。この環境風をユーザ２に呈示するために、ユーザ２の周囲を取り囲むようにして複数の送風用ファン１１０が設けられている。送風用ファン１１０は構造体１０８に取り付けられており、ユーザ２の身長にあわせて上下方向に移動可能となっている。
【００４１】
図４は、送風用ファン１１０とユーザ２の関係を示す上方平面図である。コンピュータ４と複数の送風用ファン１１０は接続されており、コンピュータ４は各送風用ファン１１０の回転数を制御し、仮想空間内の環境風を再現する。コンピュータ４には、プログラムにしたがって、環境風の方向と強さ（風速）を示す環境風データが生成される。環境風データが、たとえば仮想空間内で右から左に向かって風速１０ｍの環境風を示す場合、コンピュータ４は図４の送風用ファン１１０ａ、１１０ｂを、風速１０ｍに応じた回転数で回転させる。その結果、ユーザ２は実際に右から左に吹く風を知覚する。
【００４２】
この環境風は吹き矢の軌道に影響を及ぼす。ユーザ２は自ら知覚した送風用ファン１１０からの風の方向と強さを考慮して、照準２０２の位置を調節する必要がある。
【００４３】
また、送風用ファン１１０からの風は、ユーザ２の付近に滞留する空気を拡散させる機能も果たす。上述のように、吹き矢型デバイス１０の流露１６には換気穴１８が穿設されており、ユーザ２が吐き出した息は換気穴１８から排気され、送風用ファン１１０によって運び去られる。
【００４４】
照準２０２が定まると、ユーザ２は、吹き矢型デバイス１０をディスプレイ１０２上に表示されるモンスターなどのキャラクタの画像に向け、吹き矢を吹くことに模して、息を吐き出す。
【００４５】
コンピュータ４のプロセッサは、このときの吹き矢型デバイス１０からの流量データＤＦ、温度データＤＴ、においデータＤＳにもとづいて、以下の演算処理を行う。
【００４６】
まずプロセッサは、温度データＤＴと流量データＤＦにもとづき、ユーザ２が息を吐いたのか吸ったのかを判別する。この処理は上述した。
【００４７】
そして、ユーザ２が息を吐き出したと判定すると、方向データＤＤと流量データＤＦにもとづいて吹き矢の軌道を計算する。当然ながら、軌道計算に際しては環境風データも考慮される。流量データＤＦが示す値が大きければ、吹き矢は遠くに飛び、小さければ吹き矢はモンスター２００に届かずに落下するであろう。ユーザ２は、モンスター２００までの距離に応じて、息の強さを調節する必要がある。プロセッサは、計算した軌道上を飛ぶ吹き矢の画像（図３には不図示）を描画する。
【００４８】
画像演出としてプロセッサは、吹き矢の画像を、においデータＤＳに応じて変化させてもよい。プログラム上には、何種類かの吹き矢の画像が用意されている。においに応じて、吹き矢が火をまとったり、ミサイルに変形したりすると、においを視覚化することができるため、遊技性を高めることができる。
【００４９】
プロセッサは、吹き矢の軌道が、モンスター２００の仮想空間内における座標と一致した場合、吹き矢がモンスターにヒットしたものとし、以下の処理を行う。
【００５０】
プロセッサは、においデータＤＳを参照し、そのユーザ２が吐いた息のにおいが、現在表示されているモンスター２００に対して有効なデータであるか否かを判定する。プログラム中には、モンスターごとの、有効なにおいの特性を示すデータベース（においデータベース）が用意されている。プロセッサはにおいデータＤＳをこのにおいデータベースと照合することにより、上記判定を行う。
【００５１】
なお、ユーザ２があらゆるにおいの食べ物や飲み物を同時に口にして、吹き矢を吹くという反則技を無効とするために、においデータベースの生成には以下の配慮が施される。すなわち各モンスター２００に対して有効なにおいは、ひとつ、もしくは２つ程度であり、混ざっていないにおいのみがモンスター２００にダメージを与えることができる。この配慮によって、ユーザ２がすべての食べ物を食べたからといって、全てのモンスター２００に通用するとは限らない。ユーザ２は、においが混じりあうのを防止するために、食べ物や飲み物を変更するごとに、口をすすぎ、口臭をリセットする。
【００５２】
その結果、ユーザがはき出した息が、そのモンスター２００に対して有効であると判定された場合、モンスター２００にダメージを与えることとなり、プロセッサはモンスター２００のライフパラメータを所定幅だけ減少させる。プロセッサは、ディスプレイ１０２上に現在のライフパラメータを示す画像（数値またはインジケータ）２０６を描画する。ユーザがモンスター２００にダメージを与えるごとに、ライフパラメータ２０６の表示は更新される。
【００５３】
また、遊技性を高めるために、コンピュータ４のプロセッサは、スコア管理を行う。つまり、モンスター２００にダメージを与えるごと、および／またはモンスター２００を倒すごとに、ユーザ２の得点が加算される。プロセッサはスコアデータを保持しており、所定の条件を満たすたびに、スコアデータを増減させるとともに、スコアを示す画像（数値あるいはインジケータ）をディスプレイ１０２に描画する。
【００５４】
ゲーム性を高めるために、コンピュータ４のプロセッサは、時間の管理を行ってもよい。つまり、あるモンスター２００を倒す時間、あるいはあるステージをプレイする時間には制限が設けられ、コンピュータ４のプロセッサは、残り時間２０８を示す数値あるいはインジケータの画像を、ディスプレイ１０２上に描画する。
【００５５】
ユーザ２が一旦吹いた矢は、ユーザ２が吹き矢型デバイス１０から空気を吸い込むことによってユーザの手元に戻ってくる。すなわちユーザ２は、無尽蔵に吹き矢を所有しているわけではなく、単一の、あるいは複数の有限の吹き矢を利用して、ゲームに臨む。
【００５６】
プロセッサは、吹き矢がユーザの手元にあるか否かを示すフラグを管理する。ユーザ２が一旦吹き矢を吐くと、フラグの値は０となる。
ユーザ２が、吹き矢を吹いたあと、吹き矢型デバイス１０から空気を吸い込む。このとき、吹き矢型デバイス１０からは、比較的低い温度を示す温度データＤＴと、ある程度大きな流量データＤＦが出力されるであろう。プロセッサは、温度データＤＴと流量データＤＴを参照し、所定の条件を満たすとき、ユーザ２が空気を吸い込んだものと判定する。この判定がなされると、プロセッサは、ディスプレイ１０２上に吹き矢がユーザ２の方向に戻ってくる映像を描画し、フラグの値を１にセットする。
【００５７】
ユーザ２は、フラグの値が１ときのみ、つまり吹き矢が手元に存在する状況でのみ、モンスター２００に対して吹き矢を吹くことができる。この構成によれば、ユーザは息を吐いたり吸ったりする動作を繰り返すことになるが、上述の吹き矢型デバイス１０を用いれば、吐く動作と吸う動作を好適に判別することができる。
【００５８】
実施の形態に係るゲーム装置１００によれば、ユーザ２はモンスター２００を倒すために夢中で飲食を行うことになる。たとえばユーザ２として想定される子供が嫌いな食べ物や飲み物を、モンスター２００の弱点に設定すれば、その子供はモンスターを倒すために必死で嫌いな物を飲食することになる。本発明者らの実験によれば、このゲームをプレイする子供は、気づかないうちに嫌いな食べ物を食べることができたという事例が多く見られている。つまり、このゲーム装置１００によれば、ゲームを楽しみながらユーザの好き嫌いを解消することができる。この観点から、上述したにおいデータベースは、プレイヤ以外の人間、たとえばプレイヤの保護者が任意に設定可能としてもよい。
【００５９】
以上、実施の形態を説明した。実施の形態は例示であり、さまざまな変形例が可能であり、そうした変形例も本発明に含まれることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００６０】
２…ユーザ、４…コンピュータ、１０…吹き矢型デバイス、１２…筐体、１４…入力部、１６…流露、１８…換気穴、２０…においセンサ、３０…呼吸センサ、４０…方向センサ、５０…温度センサ、１００…ゲーム装置、１０２…ディスプレイ、１０４…飲食物、１０６…テーブル、１０８…構造体、１１０…送風用ファン、２００…モンスター、２０２…照準、２０４…背景、２０６…ライフパラメータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが息を吹き込みあるいは空気を吸い出すための開口部を有する入力部と、
前記入力部の前記開口部と連通する流露と、
前記入力部に吹き込まれた息のにおいを検出し、においに関連する情報を示すにおいデータを出力するにおいセンサと、
前記流露を流通する空気の流量を検出し、検出した流量を示す流量データを出力する呼吸センサと、
前記流露を流通する空気の温度を検出し、検出した温度を示す温度データを出力する温度センサと、
を備えることを特徴とする吹き矢型デバイス。
【請求項２】
当該吹き矢型デバイスの向きを検出し、検出した方向を示すデータを出力するための方向センサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の吹き矢型デバイス。
【請求項３】
前記流露の前記においセンサの近傍には、においが滞留しないように、においを除去するための換気穴が設けられることを特徴とする請求項１に記載の吹き矢型デバイス。
【請求項４】
ディスプレイと、
請求項１に記載の吹き矢型デバイスと、
前記吹き矢型デバイスおよび前記ディスプレイと接続され、前記吹き矢型デバイスから出力されるデータにもとづいて、所定のプログラムを実行するコンピュータと、
を備えることを特徴とするゲーム装置。
【請求項５】
前記プログラムにもとづき、
前記コンピュータのプロセッサが、前記ディスプレイにターゲットとなるキャラクタの画像を表示するステップと、
前記ユーザが、吹き矢を吹くことに模して、前記吹き矢型デバイスを前記ディスプレイに表示される前記キャラクタの方向に向け、前記開口部に息を吹き込んだとき、前記コンピュータのプロセッサが、前記吹き矢型デバイスから前記においデータ、前記流量データおよび前記温度データを取得するステップと、
前記コンピュータのプロセッサが、取得した前記においデータが、前記キャラクタに設定された条件を満たすかを判定するステップと、
前記コンピュータのプロセッサが、前記においデータが前記条件を満たすとき、前記キャラクタに設定されるライフパラメータに所定の演算処理を施すステップと、
を実行することを特徴とする請求項４に記載のゲーム装置。
【請求項１】
ユーザが息を吹き込みあるいは空気を吸い出すための開口部を有する入力部と、
前記入力部の前記開口部と連通する流露と、
前記入力部に吹き込まれた息のにおいを検出し、においに関連する情報を示すにおいデータを出力するにおいセンサと、
前記流露を流通する空気の流量を検出し、検出した流量を示す流量データを出力する呼吸センサと、
前記流露を流通する空気の温度を検出し、検出した温度を示す温度データを出力する温度センサと、
を備えることを特徴とする吹き矢型デバイス。
【請求項２】
当該吹き矢型デバイスの向きを検出し、検出した方向を示すデータを出力するための方向センサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の吹き矢型デバイス。
【請求項３】
前記流露の前記においセンサの近傍には、においが滞留しないように、においを除去するための換気穴が設けられることを特徴とする請求項１に記載の吹き矢型デバイス。
【請求項４】
ディスプレイと、
請求項１に記載の吹き矢型デバイスと、
前記吹き矢型デバイスおよび前記ディスプレイと接続され、前記吹き矢型デバイスから出力されるデータにもとづいて、所定のプログラムを実行するコンピュータと、
を備えることを特徴とするゲーム装置。
【請求項５】
前記プログラムにもとづき、
前記コンピュータのプロセッサが、前記ディスプレイにターゲットとなるキャラクタの画像を表示するステップと、
前記ユーザが、吹き矢を吹くことに模して、前記吹き矢型デバイスを前記ディスプレイに表示される前記キャラクタの方向に向け、前記開口部に息を吹き込んだとき、前記コンピュータのプロセッサが、前記吹き矢型デバイスから前記においデータ、前記流量データおよび前記温度データを取得するステップと、
前記コンピュータのプロセッサが、取得した前記においデータが、前記キャラクタに設定された条件を満たすかを判定するステップと、
前記コンピュータのプロセッサが、前記においデータが前記条件を満たすとき、前記キャラクタに設定されるライフパラメータに所定の演算処理を施すステップと、
を実行することを特徴とする請求項４に記載のゲーム装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１６２１２２（Ｐ２０１０−１６２１２２Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５８３０（Ｐ２００９−５８３０）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年９月１３日・１４日 日本バーチャルリアリティ学会共催の「第１６回国際学生対抗バーチャルリアリティコンテスト（ＩＶＲＣ２００８）」に出展、平成２０年１０月２９日発行の「エンタテインメントコンピューティング２００８論文集」に発表
【出願人】（５９３１６５４８７）学校法人金沢工業大学 (202)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年９月１３日・１４日 日本バーチャルリアリティ学会共催の「第１６回国際学生対抗バーチャルリアリティコンテスト（ＩＶＲＣ２００８）」に出展、平成２０年１０月２９日発行の「エンタテインメントコンピューティング２００８論文集」に発表
【出願人】（５９３１６５４８７）学校法人金沢工業大学 (202)
【Ｆターム（参考）】
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