JP2565758B2 - 音環境制御方法 - Google Patents

音環境制御方法

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JP2565758B2 JP63287044A JP28704488A JP2565758B2 JP 2565758 B2 JP2565758 B2 JP 2565758B2 JP 63287044 A JP63287044 A JP 63287044A JP 28704488 A JP28704488 A JP 28704488A JP 2565758 B2 JP2565758 B2 JP 2565758B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音環境制御方法に関し、特に人が生活する音
空間の状態を一段と安定化させようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、音環境制御方法において、音空間にゆらぎ
雑音を与えるようにすることにより、人の生理的ないし
心理的緊張の緩和度を有効に制御することができる。
〔従来の技術〕
人は耳に聞こえる音の音刺激によつて生理的ないし心
理的な反応を示す性質をもつており、かかる性質に着目
して従来いわゆるバツクグランドミユージツクによつて
人の音環境を制御する手法が用いられている。
この従来のバツクグランドミユージツクの機能は、第
1の当該音空間に所定のムードを生じさせるような音楽
を流す第1の方法と、所定の作業場において作業員の作
業意欲を高めることにより作業効率を向上させるような
音楽を流す第2の方法とが用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところがこの従来の手法によると、バツクグランドミ
ユージツクとして流す音楽はそれ自体有意情報を構成し
ており、同じ曲であつても人によりその好みが異なる場
合や同一人であつてもその曲に対する馴れで異なる生理
的ないし心理的影響を与える結果になり、音環境の制御
手段としては未だ不十分である。
因にバツクグランドミユージツクによつて、生理的な
いし心理的な緊張を改善しようとしても、バツクグラン
ドミユージツクとして流されている曲に対する反応が人
によつて差異があるために、場合によつては却つてスト
レスを高める効果になるおそれもある。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、音刺激
に対する生理的ないし心理的反応として、緊張感を必要
に応じて安定な状態から興奮状態にまで制御できるよう
にした音環境制御方法を提案しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
かかる問題点を解決するため第1の発明においては、
所定の音空間に存在する環境音ENVに、周波数に逆比例
するパワースペクトル成分でなるゆらぎ雑音SND11、SND
12を重畳することにより、環境音ENVによつて生ずる緊
張を緩和させる音環境制御音を形成する。
これに加えて第2の発明においては、所定の音空間に
ゆらぎ雑音SND11、SND12に加えて有意音を重畳してなる
音環境制御音を形成する。
さらに第3の発明においては第1の発明に加えて所定
の音空間に、ゆらぎ雑音SND11、SND12に加えて雑音を重
畳してなる音環境制御音を形成する。
〔作用〕
所定の音空間に到来する環境音ENVに対してゆらぎ雑
音、SND11,SND12又はゆらぎ雑音SND11、SND12及び有意
音の合成音、又はゆらぎ雑音SND11、SND12及び純音の合
成音を重畳するようにしたことにより、環境音によつて
生じる緊張を有効に緩和することができる。
〔実施例〕
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
〔1〕音環境制御方法の原理 本発明においては、音刺激に対する生理的ないし心理
的反応の指標として、脳波の変化に着目して、ゆらぎ雑
音を用いて特にα波の出現率を制御する。
ここでゆらぎ雑音とは、第1詰において直線K1及びK2
で示すように、周波数スペクトルを、横軸に対数目盛で
周波数h〔Hz〕を表すと共に、縦軸に対数目盛でパワー
スペクトル〔dB〕を表したとき、右下がりの直線で表さ
れるように周波数f及び周波数の2乗f2及びそれらに近
似して逆比例するパワースペクトル成分でなるパワース
ペクトル特性を有する雑音でなる。
ここで直線K1で表されるゆらぎ雑音は周波数fに逆比
例するパワースペクトル成分をもつので、これを1/fゆ
らぎ雑音と呼び、また直線K2で表される雑音は周波数の
2乗f2に逆比例するパワースペクトル成分をもつので、
これを1/f2ゆらぎ雑音と呼ぶ。
因に自然界には種々のゆらぎ雑音が存在するが、これ
をパワースペクトル特性によつて分類すると、1/fゆら
ぎ雑音及び1/f2ゆらぎ雑音と、第1図において破線で示
すような白色ゆらぎ雑音K0(周波数fに対して一定なパ
ワースペクトル成分をもつ)との3種類のゆらぎ雑音に
分類し得るが、最大周波数が2〜30〔Hz〕程度のゆらぎ
を有する1/f及び1/f2ゆらぎ雑音は人が生理的ないし心
理的に緊張を緩和した状態(すなわちストレスからリラ
ツクスした状態)にあることを表すα波でなる脳波を生
じさせることができ、従つて音環境における1/f2ゆらぎ
雑音の比率を制御することにより、人の緊張緩和状態を
制御できる。
ここで人の脳波は、脳の活動、従つて生理的ないし心
理的な安定状態を表していることが一般的に知られてい
る。
すなわちδ波は人がぐつすりと寝入つているときに発
生し、1〜3〔Hz〕程度の非常にゆつくりした周波数で
変動し、このとき脳の活動が不活発な状態にあることを
表している。
θ波は人の睡眠が少し浅くなつた状態、又は睡眠から
起き始めた状態で発生し、ほぼ4〜7〔Hz〕程度の周波
数を有し、このとき脳の活動はδ波の状態よりも少し活
発な状態にあることを表している。
α波は睡眠から覚睡して最も安全な状態が保持されて
おり又は緊張が緩和して安静な状態になつているとき発
生し、8〜12〔Hz〕の周波数を有し、このとき脳の活動
は活発でかつ精神的に非常に安定した状態にあることに
より、知的活動に最適な状態にあることを表している。
β波は人が活動した状態にあり、周囲の環境に対応し
て仕事をし、思考し、行動している時に発生し、13〜18
〔Hz〕の周波数を有し、このとき脳の活動はα波の場合
と比較して興奮状態にあることを表している。
γ波は人が過度の興奮状態、緊張状態にあるとき発生
し、19〔Hz〕以上の周波数を有し、このとき脳の活動は
β波の場合より更に興奮状態が高まつた状態になつてい
ることを表している。
このように人のリラツクス状態はα波が発生している
か否かによつて判断することができる。
第1の実験例によれば、統計的に問題なく取り扱える
程度の人数の被験者に対して3種類の試験音、すなわち
第1に「刺激物と思われる曲」、第2に「沈静的と思わ
れる曲」、第3に「自然界の音」を試聴させ、当該各音
刺激に対する人の反応として脳波の平均出現率を計測し
たところ、α波の出現率は、第1の試験音の場合約45〜
50%になりかつ第2及び第3の試験音の場合約45〜53%
程度になつたのに対して、β波及びθ波は個人差が大き
い傾向に加えて、第1の試験音の場合β波の出現率が比
較的大きい傾向になることが分かつた。
この結果、第2及び第3の試験音、すなわち「沈静的
と思われる曲」及び「自然界の音」の方が第1の試験
音、すなわち「刺激的と思われる曲」の場合よりリラツ
クスできる傾向にあることが分かつた。
次に第2の実験例として同じ被験者に対して、人工的
に作成した1/fゆらぎ雑音を試聴させたところ、上述の
第2又は第3の試験音を試聴させた場合と比較してα波
の出現率が3〜5%程度増大することが確認し得た。こ
の実験結果から1/fゆらぎ雑音による音刺激に対いて人
がリラツクスした状態になる傾向をもつていることが分
かつた。
次に3の実験例として、上述の第1、第2、第3の試
験音に1/fゆらぎ雑音を重畳して同じ被験者に対して試
聴させたところ、α波の出現率は、第1の試験音の場合
10〜15%程度上昇し、第2及び第3の試験音の場合8〜
10%程度出現率が増大することを確認し得た。
この第3の実験結果によれば、第1、第2、第3の試
験音(従つて従来の環境音)にゆらぎ雑音を重畳したと
き聴感上選択力が活かせる程度の比率で環境音が混入し
ている場合には、当該音刺激に対して人が大幅にリラツ
クスできる状態になることが確認できた。
以上のような実験結果から、種々の環境音(騒音を含
む)が存在する音空間の中で人が行動している場合に、
人は当該音空間に存在する環境音の音刺激によつて緊張
を受けている状態にあるのに対して、当該環境音に1/f
ゆらぎ雑音又は1/f2及びそれらに近似するゆらぎ雑音を
音環境制御音として重畳すれば、当該音環境内の人の生
理的ないし心理的な反応を変化させることができ、その
反応の変化量は、環境音に対する音環境制御音の重畳比
率に応じて有効に制御できることが分かる。
また第4の実験例において、第2図に示すように、時
間tの経過に従つて変化する1/fゆらぎ雑音を被験者に
聞かせるような音刺激を与えたところ、第4図に示すよ
うな脳波の反応を実測することができた。
第4図の場合、音楽及び1/fゆらぎ雑音の合成音を、
時間tの経過に従つてθ波、α1波、α2波、α3波及
びβ波を測定したもので、同じ条件の下に1/fゆらぎ雑
音を重畳させずに音楽のみを被験者に聞かせた場合の実
測値(第3図)と比較すれば、音楽のみの音刺激の場合
のα波の波の高さはさほど大きくないのに対して、1/f
ゆらぎ雑音を重畳させた場合には、α波の波の高さが大
きくなると共にβ波も大きくなることが確認できた。
これに対してθ波は、音楽のみの音刺激の場合のほう
が大きく、1/fゆらぎ雑音を重畳させた場合には小さく
なることが分かつた。
この実験結果によつても、1/fゆらぎ雑音による音刺
激に対して人がリラツクス状態になつたことが確かめら
れた。
以上のような音環境制御方法を用いれば、音環境とし
て音の伝達が制限されていない、いわゆるオープンスペ
ースにおいて、多様な環境音によつて音刺激を受けるこ
とにより緊張状態にある人の周囲に、例えば限られた空
間にゆらぎ雑音でなる音環境制御音を与えることができ
れば、その音環境制御音の割合によつて緊張を緩和した
状態を生じさせることができることにより、周囲の環境
音に対する反応が弱まって現在の仕事に対して集中でき
るような生理的ないし心理的な状態を生じさせることが
できる。
かくして環境音が与えらているオープンスペースの中
に、制御可能が音空間を形成することができる。
かかる音空間制御装置として第5図に示す構成のもの
を適用し得る。
〔2〕音環境制御装置の構成 第5図において、1は全体として音環境制御装置を示
し、音環境制御音音源として、広帯域の周波数成分を有
する雑音信号でなる広帯域雑音データD1を発生する広帯
域雑音発生部2と、純音信号でなる純音データD2を発生
する例えばシンセサイザでなる純音発生部3と、人が聞
き馴れている音楽、風鈴の音、虫の音などの有意音を表
す有意音データD3を発生する例えばテープレコーダでな
る有意音発生部4とが設けられている。
広帯域雑音発生部2、純音発生部3、有意音発生部4
は、コンピユータ構成の中央処理ユニツト(CPU)5の
処理プログラムに従つて発音制御され、その結果発生さ
れる広帯域雑音データD1、雑音データD2、有意音データ
D3を音環境制御音信号発生部6に供給することにより、
音環境制御音信号SOUTを形成してサウンドシステム7に
供給するようになされている。
この実施例の場合CPU5は、オペレータが操作入力部8
を用いて音環境制御モード指定データDCMDを入力したと
き、これに応じた制御モードを有する音環境制御音信号
SOUTを音環境制御音信号発生部6から発生させる。
第1に音環境制御モード指定データDCMDによつて1/f
ゆらぎ雑音制御モード又は1/f2ゆらぎ雑音制御モードが
指定されたとき、CPU5は広帯域雑音発生部2から広帯域
雑音データD1を発生させて音環境制御音信号発生部6に
取り込んで第1図の直線K1又はK2について上述したよう
に、ほぼ1/f又は1/f2のパワースペクトル成分を含む周
波数スペクトル特性を有するような音環境制御音信号S
OUTを音環境制御音信号発生部6において発生させ、こ
れによりサウンドシステム7から第6図に示すように、
それぞれ1/f又は1/f2の周波数/音圧レベル特性を有す
る1/fゆらぎ雑音SND11又は1/f2ゆらぎ雑音SND12を発生
させる。
この実施例の場合サウンドシステム7は、多チヤンネ
ル発音系を有し、音環境制御音信号SOUTを第1、第2…
…第nチヤンネル発音回路LUD1、LUD2……LUDnにおいて
その位相又は振幅を必要に応じて制御した後、例えばオ
フイスのオープンスペースに配設されたスピーカSPK1、
SPK2……SPKnにおいて音環境制御音に変換するようにな
されている。
かくしてサウンドシステム7から1/f又は1/f2ゆらぎ
雑音が発生され、当該ゆらぎ雑音が聞こえる範囲にいる
人の生理的ないし心理的状態の緊張を緩和させることが
できる。
その結果緊張を緩和させることができる程度は、当該
音空間に外部から到来する外部環境音の音の強さに対す
るゆらぎ雑音の音の強さの比率によつて制御することが
できる。
因に外部環境音として第7図に示すように、ロツク演
奏音、警笛、プリンタ雑音等のように、人が生理的ない
し心理的に緊張感を示すような音が音空間に与えられて
いるとき、これに重畳するように第6図に示すような1/
fゆらぎ雑音(又は1/f2ゆらぎ雑音)をサウンドシステ
ム7から発生して重畳させると、当該音空間の音空間合
成音SYNは第8図に示すように、緊張感を示す外部環境
音ENVの特性が和らげられて1/fゆらぎ雑音(又は1/f2
らぎ雑音)の性質が強い音空間合成音SYNを当該音空間
に形成することができる。
かくして上述の構成によれば、人の生理的ないし心理
的緊張感を有効に制御し得る音環境制御装置を実現し得
る。
オペレータが操作入力部8によつて第2の制御モード
を指定すると、このときCPU5は広帯域雑音発生部2及び
有意音発生部4を動作させて広帯域雑音データD1及び有
意音データD3を所定の比率で合成してなる音環境制御音
信号SOUTを音環境制御音信号発生部6から発生させる。
このとき有意音発生部4から発生される有意音データ
D3は、人が聞き馴れている音楽、風鈴の音、虫の音など
に選定されていることにより、ゆらぎ雑音による緊張緩
和効果の程度を一段と大きくすることができる。
また第3にオペレータが操作入力部8によつて第3の
制御モードを指定したとき、CPU5は広帯域雑音発生部2
及び純音発生部3を動作させ、その広帯域雑音データD1
及び純音データ及び又はその高調波成分D2を音環境制御
音信号発生部6において所定の比率で合成して音環境制
御音信号SOUTとしてサウンドシステム7に供給させる。
ここで純音データ及びその高調波成分D2として、例え
ば数百〔Hz〕から4000〔Hz〕程度の成分に残響音を付加
させるような効果を多チヤンネル発音システムを利用し
て発音させるようにすれば、実際上音環境制御音が与え
られる音空間には、日本人の好む音である水琴窟や、虫
の音、風鈴の音に近いような音(それ自体が人の緊張を
緩和させる音刺激を与える)を発生させることができ、
かくしてこの場合にもゆらぎ雑音によるリラツクス効果
を大きくできる。
また第4にオペレータが操作入力部8によつて第4の
制御モードを指定したときCPU5は広帯域雑音発生部2、
有意音発生部4、純音発生部3を同時に動作させて広帯
域雑音データD1、有意音データD3、純音データ及びその
高調波成分D2を所定の比率で合成してなる音環境制御音
信号SOUTを音環境制御音信号発生部6からサウンドシス
テム7に供給する。
かくしてサウンドシステム7から人の生理的ないし心
理的緊張を緩和し得る音環境制御音を発生させることが
できる。
〔3〕他の実施例 (1) 上述の実施例においては、本発明をオフイスの
オープンスペース内の所定の音空間に適用した場合の実
施例として述べたが、適用し得る音空間としてはこれに
限らず、壁によつて区切られた例えば音楽治療用の診療
室などにリラツクス環境を作つたり、外部環境音として
大きな騒音が与えられている音空間にリラツクス空間を
作つたりするような場合に本発明を広く適用し得る。
(2) 上述の実施例においては、多チヤンネルスピー
カシステムを有するサウンドシステムから音環境制御音
を発生させるようにした場合について述べたが、サウン
ドシステム7のチヤンネル数は1チヤンネルであつても
良い。
(3) 上述の実施例においては、音環境に存在する人
に音刺激を与えるにつき、スピーカSPK1、SPK2……SPKn
を有するサウンドシステム7を用いた場合について述べ
たが、これ代え、人に対する刺激手段として振動子を用
い、これにより人に振動による音刺激を与えるようにし
ても良く、要は振動、低周波音、可聴音、超音波に亘る
音刺激を用いて発生したゆらぎ雑音に基づいて人の脳波
のうちα波を増大させるようにすれば上述の場合と同様
の効果を得ることができる。
(4) 第5図の実施例においては、ゆらぎ雑音を表す
音環境制御音信号SOUTを得るにつき、広帯域雑音データ
を発生する広帯域雑音発生部2をコンピユータ構成のCP
U5によつて制御することによりゆらぎ雑音を形成するよ
うにしたが、これに代え、ゆらぎ雑音を直接発生できる
ようなゆらぎ雑音発生部を用いるようにしても上述の場
合と同様の効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
上述のように本発明によれば、人にゆらぎ雑音を聞か
せることにより、人の生理的ないし心理的な緊張を有効
に緩和させ得る音空間を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による音環境制御方法に用いるゆらぎ雑
音の説明に供する曲線図、第2図〜第4図はその実験結
果を示す曲線図、第5図は本発明による音環境制御方法
を用いた音環境制御装置の構成を示すブロツク図、第6
図〜第8図はその音環境制御音の説明に供する曲線図で
ある。 1……音環境制御装置、2……広帯域雑音発生部、3…
…純音発生部、4……有意音発生部、5……CPU、6…
…音環境制御音信号発生部、7……サウンドシステム。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の音空間に存在する環境音に、周波数
    に逆比例するパワースペクトル及び時間成分でなるゆら
    ぎ雑音を重畳することにより、上記環境音によつて生ず
    る緊張を緩和させる音環境制御音を形成することを特徴
    とする音環境制御方法。
  2. 【請求項2】上記所定の音空間に、上記ゆらぎ雑音に加
    えて有意音を重畳してなる音環境制御音を形成する ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の音環境
    制御方法。
  3. 【請求項3】上記所定の音空間に、上記ゆらぎ雑音に加
    えて純音又は純基とその高調波成分を重畳してなる音環
    境制御音を形成する ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の音環境
    制御方法。
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