JP4572214B2

JP4572214B2 - 振動呈示装置

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Publication number: JP4572214B2
Application number: JP2007124576A
Authority: JP
Inventors: 力大橋; 徳枝河合; エミ仁科; 学本田; 督雄前川; 雅子森本; 玲子八木; 修上野
Original assignee: Action Research Co Ltd
Current assignee: Action Research Co Ltd
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2027-05-09
Also published as: JP2008278999A; US20080281238A1

Description

本発明は、ハイパーソニック・サウンドを被験者などの人間に対して簡便にかつ効果的に印加するための振動呈示装置に関する。

人間の「こころ」のはたらきについての科学的な研究において、情動や感性の拠点となる脳基幹部の活動を高い精度と分解能で計測する技術が研究手段として重要不可欠である。研究や医療の目的で人間の内臓や全身の組織の活動を計測する従来の技術として、血液中に導入した微量の放射性物質が出す放射線を利用する方式の一群があり、その中でも比較的最近開発された陽電子放射断層撮像法（Positron Emission Computed Tomography:ＰＥＴ）を用いた計測装置（以下、ＰＥＴ計測装置という。）は、目的とする内臓や組織全体の情報が従来にない高い精度と空間分解能で同時に得られるため、上記の脳研究の要請に適合するものとして、近年多くの研究機関に導入されている。

ＰＥＴ計測装置においては、放射性核種生成装置（サイクロトロン）によって陽電子を放出する性質をもつ放射性元素を造り、自動合成装置に導入して計測目的に応じた各種の放射性物質を合成し、それを注射（自動装置による場合がある）や吸入によって被験者の血液中に導入する。被験者は、計測装置と一体化したベッドに横臥して、センサが配置された円筒状の空洞に身体を入れる。被験者の血液の流れにのって移動する放射性物質が体内各所で放出する放射線を、計測装置のセンサが捕捉し計数する。こうして得た放射性物質の分布データをコンピュータ処理によって画像化する。空間分解能はミリメートル水準で、身体を一辺数ミリメートルの直方体に区切った小領域毎の情報を同時に得ることができる。脳機能計測では通常、放射性の水（Ｈ_２ ^１５Ｏ）を用いて脳内の分布を計測し、そこから脳の領域毎の血流量を計算する。脳領域局所の血流量と神経活動は相関することがわかっているので、血流量データから脳の領域毎の神経活動の活発さを知ることができる。こうして、研究の目的に応じて被験者に様々な状態をつくりだし、あるいは課題を行なわせて、その条件毎に計測した脳血流データを比較分析することによって、「こころ」の様々なはたらきや状態が脳のどの領域の活動とどのように関係しているかを知ることができる。なお、この技術は、人間以外の動物（実例のある範囲ではサルなど）にも適用されている。

図３は、従来例に係るＰＥＴ計測装置１０を備えたＰＥＴ計測室１において、信号発生装置１５により発生されたハイパーソニック・サウンド（詳細後述）をスーパーツィータＳ１及びフルレンジスピーカＳ２を用いてＰＥＴ計測装置１０のベッド１１上の被験者１２に印加している状態を示す。ここで、ＰＥＴ計測装置１０のベッド支持部１０ｂ上で被験者１２が載置されたベッド１１が、ＰＥＴ計測装置１０の奧行き方向に移動可能に構成され、例えば被験者の頭部１２ＡがＰＥＴ計測装置１０により計測される。

図４は、従来例に係るＰＥＴ計測装置２０の装置構成を示す概略ブロック図である。図４において、ＰＥＴ計測装置２０の概略中央部に検出リング２１が設けられ、それを取り囲む形で、装置本体電源制御モジュー２２と、検出器電源モジュール２３と、放射線計数演算モジュール２４ａ，２４ｂと、捕捉放射線量経過時間ディスプレイ２４ｃと、演算モジュール電源２５ａ，２５ｂと、操作パネル２６ａ，２６ｂと、電源スイッチ２７と、装置本体制御ボードラック２８と、装置本体傾斜制御モータ２９と、駆動モータ３０と、校正用線源装填機構３０Ａと、校正用線源周回モータ３１と、冷却気給気ファン４１と、ファンモータ４１ｍとが設けられる。ここで、ＰＥＴ計測装置２０の外部から冷却気が、ファンモータ４１ｍにより駆動された冷却気給気ファン４１によりその内部に導入され、当該装置２０の検出リング２１等の各部がそれにより冷却された後、温排気として外部に排出される。以上により、空冷式のＰＥＴ計測装置２０を構成している。

図５は図４のＰＥＴ計測装置２０の機能ユニットの構成を示すブロック図である。図５において、検出リング２１は、多数の放射線検出素子が環状に配列されて一層をなし、それが多数積み重なった構造を有し、放射性同位元素を含む検査薬を導入した被験者の身体を検出リング２１の中央に設けられた空洞に挿入し、被験者の体内から放出される放射線を捕捉検出する。また、放射線計数演算モジュール２４ａ，２４ｂは、検出リング２１の放射線検出素子群から個々の放射線検出毎に送出される電気信号を受信して集約し、放射線検出量を計数して捕捉放射線量を計算するとともに、検出素子の位置と検出タイミングの情報を組み合わせた演算を実行して、放射線源の二次元又は三次元の位置を求める。演算データを、放射性同位元素の濃度分布を計算し画像データ化するデータ画像演算コンピュータ３５に送出する。

なお、他のモジュールの機能は以下の通りである。演算モジュール電源２５ａ，２５ｂは放射線計数演算モジュール２４ａ，２４ｂに必要な電源を供給する。放射線捕捉数及び経過時間ディスプレイ２４ｃは検出リング２１によって放射線の検出を開始した時点からの経過時間と、捕捉された放射線量を表示する。放射線遮蔽板駆動モータ３２は、ＰＥＴ計測装置２０による放射線画像撮像には２つのモードがあり、その切換に対応して検出リングの放射線検出素子群の各層間に放射線遮蔽板を挿入し又は抽出する機構を有しており、それを駆動するためのモータである。操作パネル２６ａ，２６ｂは、ＰＥＴ計測装置２０本体及び被験者支持用ベッド１１を制御することを操作するための操作部であり、操作パネル２６ａ，２６ｂを介して、計測の開始と停止、ベッドの移動、調整などを含む、あらゆる操作を指示し、また、非常緊急停止用の電源遮断スイッチを含む。電源スイッチ２７はＰＥＴ計測装置２０への電源をオン／オフするために用いる。装置本体制御ボードラック２８は、ＰＥＴ計測装置２０本体を制御する電子計算機などの制御装置及びそれを保持するためのラックである。検出器電源モジュール２３は、放射線を捕捉検出する検出リングに電源を供給するためのモジュールである。装置本体傾斜制御モータ２９は、撮像目的に応じて被験者の身体長軸に対して検出リング２１の長軸を傾斜させる場合に、ＰＥＴ計測装置２０本体を傾斜させるために駆動するモータである。装置本体電源制御モジュール２２はＰＥＴ計測装置２０本体及び被験者支持用ベッド１２の全体の電力供給を制御するとともに、専用の電源モジュールを備えた主要モジュール以外の各種モジュールに電源を供給するためのモジュールである。

また、ＰＥＴ計測装置２０による放射線画像撮像に際しては、被験者の体内で発生した放射線が検出リング２１の放射線検出素子に到達するまでの間に通過する身体組織によって吸収され減弱する度合いについて、被験者毎に校正を行う必要がある。校正用線源周回駆動モータ３１は、この目的のために、一定の強度をもった放射線を放出する校正用線源を、被験者の身体のまわりに周回させるためのモータである。校正用線源装填機構３０Ａ及びその駆動モータ３０は、放射線を遮蔽する材質でできた格納用の函から上記の校正用線源を取り出して担子に装填し校正時の周回軌道に設置するため、また、校正終了後は校正用線源を回収し格納するために設けられる自動機構及びそれを駆動するモータである。

特開２００５−１０６５６２号公報。特開平９−３１１６１０号公報。特開２００３−２２３１７４号公報。特開２００３−０３２７６８号公報。 Abbott, J.G. et al., "Rationale and derivation of MI and TI--a review", Ultrasound in Medical Biology, Vol. 25, pp. 431-41, 1999. Alenghat, F.J. et al., "Mechanotransduction: all signals point to cytoskeleton, matrix, and integrins", Science's Signal Transduction Knowledge Environment, Vol. 2002, pp. PE6, 2002. Cullari, S. et al., "Music preferences and perception of loudness", Perceptual and Motor Skills, Vol. 68, pp. 186, 1989. Douglas, P.R. et al., "Coding of information about tactile stimuli by neurones of the cuneate nucleus", Journal of Physiology, Vol. 285, pp. 493-513, 1978. Duffy, F.H. et al., "Brain electrical activity mapping (BEAM): a method for extending the clinical utility of EEG and evoked potential data", Annals of Neurology, Vol. 5, pp. 309-321, 1979. Durrant, J.D. et al., "Bases of hearing science", Hagerstown, Lippincott Williams & Wilkins, 1977. Goldman, R.I. et al., "Simultaneous EEG and fMRI of the alpha rhythm", Neuroreport, Vol. 13, pp. 2487-2492, 2002. Kanzaki, M. et al., "Molecular identification of a eukaryotic, stretch-activated nonselective cation channel", Science, Vol. 285, pp. 882-886, 1999. Lenhardt, M.L. et al., "Human ultrasonic speech perception", Science, Vol. 253, pp. 82-85, 1991. Muraoka, T. et al., "Sampling-frequency considerations in digital audio", Journal of Audio Engineering Society, Vol. 26, pp. 252-256, 1978. Nakamura, S. et al., "Electroencephalographic evaluation of the hypersonic effect", Society for Neuroscience Abstract, pp. 752-814, 2004. Namba, S. et al., "Method of Psychological Measurement for Hearing Research (in Japanese)", Colona Publishing, in Tokyo Japan, 1988. Oohashi, T. et al., "Multidisciplinary study on the hypersonic effect", in Inter-areal coupling of human brain function, Shibasaki, H. et al. (Editors), Elsevier Science, Amsterdam. Netherlands, pp. 27-42, 2001. Oohashi, T. et al., "High-frequency sound above the audible range affects brain electric activity and sound perception", in Proceedings of 91st Audio Engineering Society convention, New York, U.S.A., Audio Engineering Society, 1991. Oohashi, T. et al., "Inaudible high-frequency sounds affect brain activity: hypersonic effect", Journal of Neurophysiology, Vol. 83, pp. 3548-3558, June 2000. Plenge, G. H. et al., "Which bandwidth is necessary for optimal sound transmission", in Proceedings of 62nd Audio Engineering Society convention", Brussels, Audio Engineering Society, 1979. Role, L.W. et al., "The brain stem: Cranial nerve nuclei and the monoaminergic systems", in Principle of Neural Science, Kandel, E.R. et al. (Editors), Appleton & Lange, Connecticut, U.S.A., pp. 869-883, 1991. Sadato, N. et al., "Neural networks for generation and suppression of alpha rhythm: a PET study", Neuroreport, Vol. 9, pp. 893-897, 1988. Salek-Haddadi, A. et al., "Studying spontaneous EEG activity with fMRI. Brain Research", Brain Research Reviews, Vol. 43, pp. 110-33, 2003. Snow, W.B., "Audible frequency ranges of music, speech and noise", Journal of Acoustic Society of America, Vol. 3, pp. 155-166, 1931. Thompson, J.G., et al., "The psychobiology of emotions", New York, Plenum Press. pp. 24-42, 1988. Ueno, S. et al., "Topographic display of slow wave types of EEG abnormality in patients with brain lesions", Iyoudenshi To Seitai Kogaku (Medical Electronics and Biological Engineering), Vol. 14, pp. 118-124, 1976. Wegel, R.L., "The physical examination of hearing and binaural aids for deaf", Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 8, pp. 155-160, 1922. Yagi, R. et al., "A method for behavioral evaluation of the "hypersonic effect"", Acoustic Science and Technology, Vol. 24, pp. 197-200, 2003. Yagi, R. et al., "Modulatory effect of inaudible high-frequency sounds on human acoustic perception", Neuroscience Letters, Vol. 351, pp. 191-195, 2003. Yagi, R. et al., "Auditory Display for Deep Brain Activation: Hypersonic Effect", in The 8th International Conference on Auditory Display 2002, Kyoto, 2002.

本発明者らは、可聴域上限を超える超高周波成分を豊富に含む非定常な音であるハイパーソニック・サウンドにより、視床、視床下部及び脳幹を含む脳基幹部の血流量を増大させるとともにその指標である脳波α波パワーを高め、ストレスを減じ、自律神経系、内分泌系及び免疫系の活動を適正にし、音を快く美しく感受させ、音聴取行動を強め、心身の状態を総合的に改善向上させる効果（以下、ハイパーソニック・エフェクトという。）を発見した（例えば、非特許文献２及び３参照。）。ここで、ハイパーソニック・サウンドは、可聴周波数範囲を超える所定の最大周波数（例えば、１５０ｋＨｚ）までの第１の周波数範囲の周波数を有しかつ１０ｋＨｚ（又は２０ｋＨｚ）を超える第２の周波数範囲において１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域においてゆらぎが存在し、当該周波数成分（以下、超高周波成分（ＨＦＣ）という。これに対して、概ね２０ｋＨｚ未満の周波数成分を可聴域成分（ＬＦＣ）という。）において当該ミクロな時間領域で変化する非定常である音である。

さらに、本発明者らは、このハイパーソニック・エフェクトを導く超高周波振動の作用は、気導聴覚系ではなく皮膚表面を介して体内に伝達され、脳・神経系に働きかけて効果を発揮することを発見した。図６はその実験結果であって、図６（ａ）はハイパーソニック・サウンドのうちの可聴域音をスピーカにより被験者に印加する一方、その超高周波振動をスピーカにより被験者に印加する場合において、可聴域音＋超高周波振動を提示するときと可聴域音のみを提示するときの脳波α２ポテンシャルの違いを示すグラフであり、図６（ｂ）はハイパーソニック・サウンドのうちの可聴域音をヘッドホンにより被験者に印加する一方、その超高周波振動をスピーカにより被験者に印加する場合において、可聴域音＋超高周波振動を提示するときと可聴域音のみを提示するときの脳波α２ポテンシャルの違いを示すグラフであり、図６（ｃ）はハイパーソニック・サウンドのうちの可聴域音をヘッドホンにより被験者に印加する一方、その超高周波振動をヘッドホンにより被験者に印加する場合において、可聴域音＋超高周波振動を提示するときと可聴域音のみを提示するときの脳波α２ポテンシャルの違いを示すグラフである。

図６（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、超高周波振動をスピーカから再生した場合、可聴域音のみを単独で呈示した場合に比べて可聴域音と超高周波振動とを同時に呈示した場合に脳波α２ポテンシャルが増強し、すなわちハイパーソニック・エフェクトの発現が確認されるが、図６（ｃ）から明らかなように、可聴域音と超高周波振動との双方をヘッドホンから再生する呈示条件の場合は、ハイパーソニック・エフェクトは発現しないことを発見した。

ハイパーソニック・エフェクトに関連する脳領域を調べるためにＰＥＴ計測装置２０による脳機能計測を行うにあたって、本発明者らは上記の知見に基づいて、既存のＰＥＴ計測装置２０がこの目的に不適合な以下のような性質を備えていることを認識した。

（１）装置自体が、装置通電中に常時作動する冷却系を含む諸機構（冷却器や空冷ファンなど）から、可聴域上限を２倍〜４倍以上を上回る超広帯域性の振動ノイズ、すなわちハイパーソニック・エフェクトを発生させる可能性のある超高周波振動を、高い音圧レベルで発生している。そのノイズのパワーは、計測時にハイパーソニック・エフェクトを発生させる目的をもって被験者に呈示される超高周波振動を、特定周波数に限っていえば、しばしば１０〜２０ｄＢ以上超え、それが空気中に伝播し、あるいはベッド等を介して被験者の皮膚表面に到達する。すなわち、ＰＥＴ計測装置２０自体に由来するこれらの強い超高周波振動によって計測空間が汚染され、その刺激によって、実験条件としては超高周波振動を呈示していないのに騒音成分として装置由来の強い超高周波振動が入力され、脳には期待しないハイパーソニック・エフェクトが誤って導かれることになる。これにより、研究上必要な超高周波振動の存在状態と脳活性との関係を調べる計測は、明瞭な結果が得られない。

（２）被験者が身体を入れる計測装置中央の円筒状空洞が深く被験者の身体がこの円筒構造に包み込まれるために、被験者に呈示された音波がこの円筒構造で遮られ、頭部を含む上半身の超高周波振動受容機構が分布する身体表面に直接届くことが困難となっている。また、被験者に圧迫感などの心理的バイアスを生じ、視野が限定されるなど、快適性を損なうことによる「こころ」の計測に対する不利も無視できない。

またさらに、ＰＥＴ計測装置２０において上述の実験において最適であり、ハイパーソニック・サウンドを被験者などの人間に簡便にかつ効果的に印加するための電子機器も必要であり、上述の阻害要因を取り除いて、目的に適った計測を可能にする新しい技術と装置の開発が必要である。

本発明の目的は、ハイパーソニック・サウンドを被験者などの人間に対して簡便にかつ効果的に印加するための振動呈示装置を提供することにある。

本発明に係る振動呈示装置は、生体の聴覚系により音として知覚される可聴範囲内の周波数成分を有する振動を、生体の聴覚系を含む生体構成部位に印加する第１の振動印加手段と、
生体の聴覚系により音として知覚できない可聴範囲を超える超高周波数成分を有する振動を、上記生体の体躯（頭部を除く。）の少なくとも一部を含む生体構成部位（頭部を除く。）に印加する第２の振動印加手段とを備えたことを特徴とする。

上記振動呈示装置において、上記第２の振動印加手段によって、上記可聴範囲を超える超高周波成分を有する振動を生体の体躯（頭部を除く。）の少なくとも一部に印加することによって、上記生体の脳幹、視床及び視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳の活性を増加させることを特徴とする。

また、上記振動呈示装置において、上記第１の振動印加手段により印加される振動は第１の振動源により発生され、
上記第２の振動印加手段により印加される振動は上記第１の振動源とは異なる第２の振動源により発生されることを特徴とする。

さらに、上記振動呈示装置において、上記第１の振動印加手段は複数の生体に対して個別の振動を印加し、かつ、上記第２の振動印加手段は複数の生体に対して共通の振動を印加することを特徴とする。

またさらに、上記振動呈示装置において、上記第１の振動印加手段は複数の生体に対して共通の振動を印加し、かつ、上記第２の振動印加手段は複数の生体に対して個別の振動を印加することを特徴とする。

また、上記振動呈示装置において、上記第１の振動印加手段は複数の生体に対して個別の振動を印加し、かつ、上記第２の振動印加手段も複数の生体に対して個別の振動を印加することを特徴とする。

さらに、上記振動呈示装置において、上記第２の振動印加手段は複数種の振動源から構成される振動を同時に印加することを特徴とする。

またさらに、上記振動呈示装置において、上記第２の振動印加手段は、屋内外建造物、乗り物、携帯機器、装身具、装着物、衣服、寝具、家具、什器、内装品、飲食物、塗布物、体内への注入物、体内への挿入物、体内への投与物、体内への嚥下物、又は身体埋設物に設けられたことを特徴とする。

また、上記振動呈示装置において、上記第２の振動印加手段は上記生体に対して、所定の媒体を介して間接的に又は直接的に振動を印加することを特徴とする。

さらに、上記振動呈示装置において、上記第１の振動源と上記第２の振動源の少なくとも一方は記憶装置に蓄えられ、あるいは無線回線又は有線回線により外部から受信したデータ又は信号に基いて振動を発生することを特徴とする。

従って、本発明に係る振動呈示装置によれば、生体の聴覚系により音として知覚される可聴範囲内の周波数成分を有する振動を、生体の聴覚系を含む生体構成部位に印加する第１の振動印加手段と、生体の聴覚系により音として知覚できない可聴範囲を超える超高周波数成分を有する振動を、上記生体の体躯（頭部を除く。）の少なくとも一部を含む生体構成部位（頭部を除く。）に印加する第２の振動印加手段とを備え、上記２つの振動印加手段を用いて２種類の振動を、好ましくは同時に生体に呈示することにより、互いの相互作用により効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ａを備えたＰＥＴ計測室１において、信号発生装置１５からのハイパーソニック・サウンドをスーパーツィータＳ１及びフルレンジスピーカＳ２を用いてＰＥＴ計測装置１０Ａのベッド１１上の被験者１２に印加している状態を示す概略図である。

図１において、ＰＥＴ計測室１内に、第１の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ａが載置されている。ＰＥＴ計測装置１０Ａは、図３の従来例に比較して、ベッド１１の移動方向（すなわち、装置の奥行き方向）の長さを短くするとともに、ＰＥＴ計測装置１０Ａの筐体の外面を振動絶縁材料１０ａにより被覆し、さらに、ベッド１２の下側裏面を振動絶縁部材１１ａで形成したことを特徴としている。信号発生装置１５により発生されるハイパーソニック・サウンドのうちの例えば２０ｋＨｚを超える超高周波振動音をスーパーツィータＳ１を介して、ベッド１１上の被験者１２（特に、その頭部１２Ａ）に印加するとともに、例えば２０ｋＨｚ未満の可聴域成分又は低周波成分（ＬＦＣ）の音をフルレンジスピーカＳ２を介してベッド１１上の被験者１２（特に、その頭部１２Ａ）に印加する。この状態で、ベッド１１は被験者１２の頭部１２ＡがＰＥＴ計測装置１０Ａの検出リング内に位置するように移動される。第１の実施形態では、装置の奥行きを従来例に比較して短くするとともに、検出リングの開口部を従来例に比較して大きくすることにより、各スピーカＳ１，Ｓ２から放射されるハイパーソニック・サウンドが被験者の頭部１２Ａに直接に印加される。また、被験者の頭部１２Ａ乃至上半身が装置１０Ａによって覆われる度合いを十分に小さくすることができる。

第１の実施形態において、振動絶縁材料１０ａや振動絶縁部材１１ａ（以下、振動絶縁材料等という。）を用いて（登録商標）本体筐体を被覆し、内部振動が外部に漏れることを防止している。振動絶縁材料等は遮音制振のための材料であり、最低限求められる条件は以下の２点である。ここで、各条件に適合すると考えられる材料候補をあわせて示す。
（１）騒音振動を十分に遮断抑制する性能。材料候補は、発泡ポリウレタン樹脂、発泡ポリプロピレン樹脂、発泡フェノール樹脂など。これらのうち発泡ポリウレタンなど柔軟な材料は被験者の身体に接触し支持するマットなどの部分に、発泡ポリプロピレンや発泡フェノールなど硬度を有する材料（乗用車などの衝撃吸収部品の心材などに用いられる）は装置本体の被殻に用いることが考えられる。後者は空気層を挟む２層構造に成形することによって、遮音性をさらに高めることが考えられる。
（２）信号となるガンマ線を透過し、かつそれによって劣化しないこと。材料候補は、フタル酸ポリエチレン樹脂（ＰＥＴ）、耐ガンマ線加工ポリ塩化ビニル樹脂などである。ガンマ線は放射線の中で最も透過力が高いので、その透過を阻むことによって計測装置の目的の妨げとなる材料は少ない。耐ガンマ線性能にすぐれた材料で遮音制振材を被覆又はコーティングすることによって、装置部品の耐用年数を長くすることができると考えられる。

次いで、振動絶縁材料等の装着を中心に、ＰＥＴ計測装置の構造の詳細について以下に説明する。ＰＥＴ計測装置は、計測装置本体と被験者支持装置の２部分に分けられており、装置本体中央には被験者の身体を収める円筒形の空洞があり、それを囲んで放射線検出器群の検出器リングがリング状の配列をとって装置内部に内蔵されている。本実施形態では、装置本体の表面は、装置から発生する騒音振動が被験者に伝播するのを抑止するための振動絶縁材料１０ａ等で全面的に覆われるものとする（図１参照。）。なお、このとき、被験者１２の身体に向かい合う円筒状空洞の内面も振動絶縁材料１０ａで覆われていることが好ましい。ガンマ線は非常に強い透過力をもっているので、振動絶縁材料１０ａを透過することによる減衰は無視しうる程度で、計測の障害にならないと考えられるからである。

被験者支持装置であるベッド１１は、被験者と接触する面の全面が振動絶縁部材１１ａで覆われるものとする（図１参照。）。これは発泡ウレタン樹脂を心材とする柔軟なマット兼用のものとしてもよい。また、ベッド１１の形態調整用モータから発生する騒音振動の伝播を抑止するため、このモータの周囲を振動絶縁部材１０ａで取り囲む構造とする。モータの放熱は、例えば水冷式とすることによって確保することが好ましい。

図２は本発明の第１の実施形態の変形例に係るＰＥＴ計測装置１０Ａを備えたＰＥＴ計測室１において、信号発生装置１５からのハイパーソニック・サウンドをスーパーツィータＳ１及びフルレンジスピーカＳ２を用いてＰＥＴ計測装置１０Ａの屈曲型シート１３上の被験者１２に印加している状態を示す概略図である。図２の変形例では、図１の第１の実施形態に比較して、被験者支持用ベッド１１に代えて、その表面に振動絶縁部材１３ａで被覆してなる屈曲型シート１３を用いたこと、さらに、当該装置１０Ａの本体筐体を、スピーカＳ１，Ｓ２からのハイパーソニック・サウンドが被験者の頭部１２Ａに直接に印加できるように、所定の角度で傾斜する装置傾斜機構１０ｃをさらに備えたことを特徴とする。被験者１２は屈曲型シート１３に座った状態でＰＥＴ計測装置２０の計測を行うことができる。また、被験者の頭部１２Ａないし上半身が装置１０Ａによって覆われる度合いを十分に小さくすることができる。さらには、装置傾斜機構１０ｃにより、スピーカＳ１，Ｓ２からのハイパーソニック・サウンドが被験者の頭部１２Ａに容易に直接に印加できる。さらに、屈曲型シート１３により、種々の体位に設定でき、被験者１２がリラックスしてＰＥＴ計測を受けることができる。

以上のように構成された第１の実施形態とその変形例では、図３の従来例に比較して、以下のように創意工夫したことを特徴としている。
（１）振動絶縁材料１０ａ及び振動絶縁部材１３ａを用いて装置を被覆したので、ＰＥＴ計測装置自体から発生し被験者に伝わる音及び振動が無視できる程度に小さい（理想的にはゼロの）音圧レベルであるように構成したこと（以下、特徴１という。）。
（２）装置の奥行きを従来例に比較して短くするとともに、検出リングの開口部を従来例に比較して大きくしたので、被験者の頭部１２Ａを含む身体表面が計測情報空間に対して開放され、計測のために呈示される音・光などの物理現象が何物にも遮られることなく直接被験者に到達するように構成したこと（以下、特徴２という。）。
（３）第１の実施形態に変形例のごとく、屈曲型シート１３を用いることにより、被験者１２に努力・忍耐・苦痛を強いることなく被験者の身体を立位・座位・臥位を含む多様な（理想的には人間がとりうるすべての）体位をとらせた状態で支持できるとともに、それらの体位をとらせた被験者１２に対して計測することを可能にする（以下、特徴３という。）。

特徴１に係る、装置自体からの騒音振動の発生を抑制する手段について以下に説明する。従来例に係るＰＥＴ計測装置２０を構成して騒音振動を発生しうる機構などのうち、計測データ収集中に動作して感性計測の障害となりうる最も主要なものは、冷却装置系である。ＰＥＴ計測装置は、それ自体がシンチレータ電子回路を含む大規模な要素の集積であるため、多量の熱を生じる。そこで回路保護と正常動作維持のために、冷却を必要とする。その目的上、冷却系は計測時を含め少なくとも装置通電中は常時作動が必要となる。従来一般的な冷却方式は、送風機を使った単純な空冷式、あるいは冷却器と送風機との組み合わせであり、コンプレッサーやファンが騒音振動の発生源となる。これを例えば、詳細後述する第２の実施形態のような水冷式にすると、ノイズを大幅に低下させることができ、さらに半導体サーモを使用する電子回路方式とすれば、モータやポンプを必要としないため騒音振動の高度な排除が見込まれる。なお、騒音振動を発生しないという目的を達することができれば、上記の方式に限らない。冷却装置系以外に、計測前に行なわれ計測データの画像化に必要な被験者毎に固有の放射線透過特性データの収集の際に動作するキャリブレーション関連装置系、計測の目的や状況に応じて計測装置と被験者の位置と姿勢及び両者の位置関係を調整するための計測装置姿勢・ベッド位置調整系などは、モータなど機械動作を行う機構を含むため、騒音振動の発生源となりうる。これらは通常、計測中には動作せず待機状態にあるが、これらの装置から待機状態で発生する微小な騒音振動も脳基幹部活性計測においては障害となりうるため、同様に抑制することが必要である。

次いで、特徴２に係る計測装置からの騒音振動の被験者への伝達を抑制する手段について以下に説明する。計測装置自体が騒音振動を発生したとしても、遮音材・振動吸収材等を適切に用いて、騒音振動が装置から空気中に放出され、あるいは装置を伝播して被験者に到達する経路を遮断することによって、騒音振動の被験者への伝達を抑制することができる。

さらに、特徴３に係る、被験者の頭部及び身体に呈示情報が到達しやすい開放的な構造を確保する手段について以下に説明する。ＰＥＴ計測装置において、脳を含む身体全体をスキャン可能にするために、被験者を収める検出器リングのセンサ部の空洞は体軸方向に長く深い筒状の構造をとり、直進性の強い超高周波振動を豊富に含む呈示音や光情報が十分に被験者の身体に到達するのを妨げるものになっている。本実施形態では、計測装置を脳専用とすることによってセンサ部の厚みを脳をカバーする範囲に留めた薄型の構造にする。あわせて、開口部の内径を従来例に比較してできるだけ大きくするように構成することによって、呈示される直進性の強い超高周波振動や光情報を被験者の頭部を含む身体表面の広い範囲にじかに到達させることができる。

なお、本発明者らは、図１の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ａを用いてハイパーソニック・サウンドの印加計測実験を行ったが、その実験結果を後述する実施例２において説明する。

第２の実施形態．
図７は本発明の第２の実施形態に係るＰＥＴ計測装置２０Ａの概略ブロック図である。図４の従来例に係るＰＥＴ計測装置２０においては、装置本体及び被験者支持装置であるベッドの全体の中で、計測中も常時稼動するモータ及びファンは、装置本体内の空冷用冷却気給気ファン４１とそれを駆動するファンモータ４２のみである。これらのモータ４２及びファン４１の回転と、それによって生じる空気の乱流が、計測中に装置から発生する騒音振動の主要な源となると考えられる。

第２の実施形態に係るＰＥＴ計測装置２０Ａは、従来例における騒音振動源に対応して、計測装置本体の構造を大きく変更せずに実現できる対策をとった装置であり、以下のように構成したことを特徴としている。計測装置本体の冷却気給気ファン４２を風切音の少ないファン形状とし、その駆動モータ４２ｍを静音設計のモータとする。計測装置本体筐体外側の内面を、給排気口を除いてすべて振動絶縁材料４４で覆う。振動絶縁材料４４で覆ったダクトである冷却気導入管５１及び温排気管５２を計測室外から装置本体の給排気口に配管して給排気し、冷却系の気流を計測室内の空気から完全に遮断し、気流から発生する騒音振動が計測室内に放出されにくいようにしている。以上のように構成された第１の空冷式のＰＥＴ計測装置２０Ａによれば、装置本体で発生する振動を外部に伝達することを実質的に防止することができ、従来例に比較して当該振動を実質的に大幅に低減できる。

図８は本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係るＰＥＴ計測装置２０Ｂの概略ブロック図である。図８において、図７のＰＥＴ計測装置２０Ｂに加えて、以下の対策を施す。計測装置本体内部にダクト４６を配管して冷却気の流路を囲い、乱流から発生する振動が装置本体の筐体外側に伝播しにくいようにする。ダクト４６内には整流板４７を配置して乱流の発生を抑える。冷却気給気ファン４５及びそのモータ４５ｍを計測装置本体深部に配置し、これらから発生する騒音振動が装置外に漏出しにくいようにする。計測装置本体の筐体外側を、空気層を挟む二重構造で厚くかつ剛性の高い剛性部材４８で形成し、装置内で発生した騒音振動が装置外に伝播しにくいようにする。以上のように構成された第２の空冷式のＰＥＴ計測装置２０Ｂによれば、第１の空冷式のＰＥＴ計測装置２０Ａに比較してさらに、装置本体で発生する振動を外部に伝達することを実質的に防止することができ、従来例に比較して当該振動を実質的に大幅に低減できる。

図９は本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係るＰＥＴ計測装置２０Ｃの概略ブロック図である。第２の実施形態の第２の変形例では、上述の空冷式の装置から、空冷用のファン４２，４５及びファンモータ４２ｍ，４５ｍを設けず、積極的な冷却を要するモジュールについては、その電子回路から発生する熱を、ペルチェ素子を用いた電子的冷却によって取り除き、さらに、各モジュールに冷却水管６４を配管して、屋外の放熱器６０からポンプ６２、熱交換器６１及びポンプ６３を介して冷却水管６４に冷却水を環流させ、熱を温配水管６５を介して装置外に排出する。ここで、装置内及び計測室内の冷却水の流れの制御にバルブ６６が必要な場合は、電磁式バルブなど、騒音振動を発生しにくいバルブ６６を用いることが好ましい。計測装置本体の筐体外側を、空気層を挟む二重構造で厚く剛性の高い剛性部材４８で形成し、その内面をすべて振動絶縁材料４４で被覆して、装置内で発生した騒音振動が装置外に伝播しにくいようにする。冷却水環流の原動力を発生するポンプ６２，６３は静音設計のポンプを用いることが好ましい。騒音振動抑制を確実にするため計測室外に配置してもよい。以上のように構成された水冷式のＰＥＴ計測装置２０Ｃによれば、空冷式のＰＥＴ計測装置２０Ａ，２０Ｂに比較してさらに、装置本体で発生する振動を外部に伝達することを実質的に防止することができ、従来例に比較して当該振動を実質的に大幅に低減できる。

第１と第２の実施形態による利用分野．
第１と第２の実施形態に係るＰＥＴ計測装置による利用分野は、ハイパーソニック・サウンドを用いた脳機能に関する研究に限らず、以下の種々の研究などに利用することができる。
（１）脳科学研究：例えば、感性脳機能研究、認知脳機能研究、心理生理学研究、感覚生理学研究など。
（２）人間に対する外部からの各種の働きかけに関する評価（商品評価など）：
＜情報の印加＞音楽、映像、ＴＶ番組、各種演芸、学習教材、各種リラクゼーション技法など。
＜物質の印加＞食品、飲料、調味料、香料、酒、タバコ、化粧品など。
＜エネルギーの印加＞空調、温熱治療、鍼灸など。
（３）人間の自覚的な各種の認知的活動に関する評価（学習訓練ビジネスなど）。具体的には、例えば、各種の知的訓練、瞑想など。
（４）薬物の脳内動態の評価（薬剤の研究開発）：例えば、血液／脳組織分布動態、受容体結合／解離動態など。
（５）健康状態の評価：脳ドックにおける利用など。
（６）こどもの発育発達の評価：脳発達検診など。
（７）能力の評価：“脳力”診断（脳の情報処理能力測定）など。
（８）疾病の診断・臨床研究：脳神経疾患、脳血管疾患、精神疾患、頭頸部・頭蓋内腫瘍、内分泌疾患、頭頸部・頭蓋内に生じるその他の疾患など。

第３の実施形態．
第３の実施形態では、可聴域上限を超える音声信号を収録した記録媒体から信号を超高周波空気振動に変換して再生する信号再生装置について説明する。

第３の実施形態においては、公共施設、商業施設、公共交通機関など、不特定多数の人々が集合する空間に可聴域上限を超える超高周波空気振動を印加し、これとその空間の利用者が携行する携帯型音楽プレイヤやその空間に設置されたバックグラウンド・ミュージック等の音呈示装置等からの可聴域の音とが統合されることによって、その聴取者においてハイパーソニック・エフェクトを効果的に実現する。ここで、「ハイパーソニック・エフェクト」とは、上述のように、可聴域上限を超える超高周波成分を豊富に含む非定常な音（ハイパーソニック・サウンド）により、視床・視床下部・脳幹を含む脳基幹部の血流量を増大させるとともにその指標である脳波α波パワーを高め、ストレスを減じ、自律神経系・内分泌系・免疫系の活動を適正にし、音を快く美しく感受させ、音聴取行動を強め、心身の状態を総合的に改善向上させる効果をいう。

本実施形態は、公共空間及び各種施設、交通機関などにおいて多数の人々が利用する空間を対象として空気振動を呈示する信号再生装置に関する。

現代都市の音環境は、従来、産業機械や交通機関に由来する騒音に著しく覆われ、人間に強い不快感とストレスを導き、心身の健康を損なう原因となりうるものである。この状況に対して、従来、社会的技術的に２通りの方向の対応が並行して図られてきた。
（１）第１は、騒音の発生源における抑制及び伝達経路における遮断である。この対応は高度な成果をあげているが、その結果として主に屋内空間に出現した無音に近い音環境は、やはり人間に強い不快感とストレスを導くことが認識されている。
（２）第２は、音の主に心理的な効果に注目して、有効性の高い音を積極的に供給することによって、人間に生じる不快感とストレスの抑制を図るものである（第１の対応によって生じた無音空間への対応ともなる）。この目的で使用される音の種類としては、主に音楽が選択される。公共空間や各種施設において多数の人々が利用する空間においては、各種の音楽をバックグラウンド・ミュージック（以下、ＢＧＭという。）として呈示することが広く行なわれ、音環境の改善に一定の効果をあげている。

しかしながら、ＢＧＭは現在、都市の様々な空間に氾濫し、その聴取が不特定多数の人々に強制されるという新たな音環境問題の源となっている。この新たな状況に対し、同時期に発展した娯楽・観賞のための音楽を提供する音楽産業とメディア技術を背景に、携帯型音楽プレイヤを利用することによってＢＧＭの限界を回避し“聴きたい音楽（だけ）を聴きたいときに（だけ）聴く”人々が増加している。ところが、本発明者らの研究によって、従来技術の枠内にあってＢＧＭを聴取する人々と携帯型音楽プレイヤで音楽を聴取する人々との両方に共通して、聴取する音の周波数成分に由来する問題が存在することが明らかになった。

第１に、本発明者らは、音の可聴域成分のみを被験者に呈示して聴取させた場合には、音を呈示しない場合に比較して脳幹及び視床の活性が低下することを実験によって明らかにし（例えば、非特許文献１５参照。そして、非特許文献１５から転載の図１０参照。）ここで、図１０は非特許文献１５において開示された実験結果であって、図１０（ａ）は被験者の脳幹に対して種々の周波数成分の音を印加したときの脳血流量を示すグラフであり、図１０（ｂ）は被験者の視床に対して種々の周波数成分の音を印加したときの脳血流量を示すグラフである。そして、上記実験結果によって心身の健康に負の影響が生じる可能性を示した。従来のＢＧＭ、携帯型音楽プレイヤによって送出される音は一般的に可聴域内に限定されており、これらによる音楽の聴取を続けた場合、心身の健康が損なわれるおそれが否定できない。

すなわち、可聴域に限られた音を聴取することに起因するＢＧＭ等の聴取者及び携帯型音楽プレイヤ等の利用者に対する負の健康影響を回避するためには、呈示する音の周波数成分に注目した新しい技術の開発が必要である。

上記課題を解決するための手段を詳しく検討するために、本発明者らは、人間の可聴域上限を超える超高周波帯域におよぶ超広帯域音を再生可能なスピーカ及びヘッドホンを用いて、ハイパーソニック・サウンドの可聴域成分と超高周波成分とを様々な組み合わせで独立に再生呈示してハイパーソニック・エフェクトの発現状態を検討する実験を行い、次のような結果を得た。

まず、ハイパーソニック・サウンドを構成する可聴域音と超高周波振動との双方をスピーカから再生する呈示条件で実験した。その結果、可聴域音のみを単独で呈示した場合に比べて可聴域音と超高周波振動とを同時に呈示した場合に脳波α２ポテンシャルが増強し、すなわちハイパーソニック・エフェクトの発現が確認された（図６（ａ）参照。）。次に、可聴域音をヘッドホン再生に変更し、超高周波振動をスピーカから再生する呈示条件で同様の実験を行ったところ、この場合も同様にハイパーソニック・エフェクトが発現した（図６（ｂ）参照。）。しかしながら、可聴域音と超高周波振動との双方をヘッドホンから再生する呈示条件の場合は、ハイパーソニック・エフェクトは発現しなかった（図６（ｃ）参照。）。

これらの結果は、可聴域音をスピーカから聴取している場合（ＢＧＭに相当）とヘッドホンから聴取している場合（携帯型音楽プレイヤに相当）の双方において超高周波振動をスピーカから聴取者に印加した場合にハイパーソニック・エフェクトを導くことが可能であること、ただし超高周波振動をヘッドホンから聴取者の気導聴覚系に限定して印加した場合にはそれが不可能であることを示唆している。

そこで、これらの知見に基づいて、上記課題を解決するために、本実施形態では、既存ＢＧＭや携帯型音楽プレイヤで再生されるものを含む音楽や環境音（の可聴域成分）と組み合わされた際に聴取者にハイパーソニック・エフェクトを導く有効性が確認された超高周波振動、又はそのことが合理的にできる超高周波振動を生成する音声信号を記録装置あるいは記録媒体に収録し、この記録装置あるいは記録媒体から超高周波音声信号を再生して空気振動に変換し呈示することを特徴とする。

なお、本発明者らの実験において、被験者に可聴域音を呈示せず超高周波振動のみを呈示しても脳基幹部の血流に変化はみられないことから（例えば、非特許文献４及び図１０参照。）、ＢＧＭや携帯型音楽プレイヤからの音楽等を聴取していない人に対して本実施形態に係る信号再生装置から超高周波振動のみを印加した場合に心身に影響がおよぶ懸念はなく安全であると考えられる。

次いで、本実施形態に係る具体的な実施例について以下に説明する。図１１は、第３の実施形態に係る信号記録再生装置又は記録媒体に収録される音声信号のＦＦＴ周波数パワースペクトルの一例を示す。音声信号の内容は、ハイパーソニック・エフェクトを導く超高周波成分として実績のある信号（ハイパーソニック・サウンド）か、あるいはそれらを組み合わせたものである。例えば、熱帯雨林の自然環境音、民族楽器音、ポリフォニー、高周波シンセサイザーなどの超高周波成分を用いる。

図１２は本発明の第３の実施形態に係る信号再生装置の構成を示すブロック図である。図１２において、ハイパーソニック・サウンドの入力信号は、音声信号増幅器７０に入力されて電力増幅された後、増幅されたハイパーソニック・サウンドがスピーカ７１から放射される。ここで、ハイパーソニック・サウンドは、超高周波空気振動を含む。

図１３は本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る信号記録再生装置の構成を示すブロック図である。図１３において、ハイパーソニック・サウンドの電気信号は、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体又はメモリに予め記録された後、記録されたその電気信号が音声信号記録再生装置７２により再生される。次いで、再生されたハイパーソニック・サウンドの電気信号は音声信号増幅器７０に入力されて電力増幅された後、増幅されたハイパーソニック・サウンドがスピーカ７１から放射される。ここで、ハイパーソニック・サウンドは、超高周波空気振動を含む。

図１４は本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る信号記録再生装置の構成を示すブロック図である。図１４において、ハイパーソニック・サウンドの電気信号は、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体又はメモリに予め記録された後、記録されたその電気信号が音声信号記録再生装置７２により再生され、再生されたハイパーソニック・サウンドの電気信号は再生音特性調整器７６に入力される。一方、可聴域音特性計測器７５は、被験者の周囲環境中に存在する可聴域音をマイクロホン７４によって収集し、収集した可聴域音をＡ／Ｄ変換し、変換されたデジタル信号データに基づいて、その周波数スペクトル、パワー、ゆらぎなどの音響構造に関する解析データをＦＦＴやＭＥＭなどの手法を用いて解析し、得られた音響構造に関する解析データを再生音特性調整器７６に出力する。再生音特性調整器７６は、可聴域音の音響構造に関する解析データにあわせて、予め記録されたハイパーソニック・サウンドの信号データが最適の状態で超高周波空気振動として再生されるように再生音の特性を調整し、調整後の信号データを音声信号増幅器７０に出力する。音声信号増幅器７０は入力される信号データをＤ／Ａ変換した後電力増幅してスピーカ７１を介して出力して放射する。ここで、ハイパーソニック・サウンドは、超高周波振動を含むので、スピーカ７１から出力される音や振動も超高周波空気振動を含み、上述のように最適に調整される。

さらに、再生音特性調整器７６は、例えば、可聴域音特性計測器７５により計測された可聴域音のパワーと一定の比率をなして増減するように超高周波振動の再生レベルを調整する。図４５は発明者らによるハイパーソニック・サウンドに関する実験結果であって、ハイパーソニック・サウンド中の超高周波成分を増強した場合のハイパーソニック・エフェクトの度合いの変化を示し、脳波α波ポテンシャルの後頭部の５電極の平均値（α−ＥＥＧ）を示すグラフである。また、図４６は、発明者らによるハイパーソニック・サウンドに関する実験結果であって、ハイパーソニック・サウンド中の超高周波成分を増強した場合のハイパーソニック・エフェクトの度合いの変化を示し、調節行動の結果の可聴音聴取音量を示すグラフである。従って、本発明者らによる実験結果（図４５及び図４６）によれば、ハイパーソニック・サウンド中の超高周波成分を増減するとそれに合わせてハイパーソニック・エフェクトの度合いも増減することが明らかになっている。そこで、超高周波振動のパワーを最も効果的な水準に調整して再生することが好ましい。また、可聴域音特性計測器７５を用いて計測した可聴域音の周波数スペクトル構造やゆらぎ構造に対して適合性が高い状態に超高周波の周波数スペクトルをイコライズし、あるいはゆらぎ構造を強調又は抑制してもよい。

図１４の信号記録再生装置においては、超高周波成分をスピーカ７１を介して被験者の実質的な全身に放射するように構成しているが、ハイパーソニック・サウンドのうちの可聴域成分をイヤホンを介して被験者の聴覚のみに印加するように構成してもよい。これについては、後述する図２０の信号記録再生装置にも適用できる。

図１５は本発明の第３の実施形態の第１の実施例に係る信号記録再生システムの構成を示すブロック図である。図１５において、例えば図１３の音声信号記録再生装置７２からの超高周波音声信号を音声信号増幅器７０を介してスピーカ７１から超高周波空気振動として呈示している空間において、利用者８１が携行する携帯型音楽プレイヤ８１ｐで好みの音楽を聴取する場合を示す。本実施例において、耳からの可聴域音と身体表面からの超高周波振動との組み合わせによって導かれるハイパーソニック・エフェクトによって、利用者８１は装置に新たな投資をすることなく自分の好みの音楽を聴きながら、よりよい音質を享受し、また可聴域成分のみを聴取した場合に懸念される健康への悪影響を回避することができる。さらに、本実施例において呈示される超高周波振動は知覚されないので、この空間に可聴域音を呈示する図１６のＢＧＭ再生装置７７等を設置しない場合、携帯型音楽プレイヤ８１ｐ等を使用しない滞在者８２にはその空間は背景騒音と区別なく感じられ、従来のＢＧＭに伴う強制聴取状況を解消することができる。

図１６は本発明の第３の実施形態の第２の実施例に係る信号記録再生システムの構成を示すブロック図である。図１６において、例えば図１３の音声信号記録再生装置７２からの超高周波音声信号を音声信号増幅器７０を介してスピーカ７１から超高周波空気振動として呈示している空間において、従来のＢＧＭ再生装置７７を併用する場合を示す。本実施例では、スピーカ７１からの超高周波振動と、従来技術のＢＧＭ再生装置７７からスピーカ７７Ａを介して放射されるＢＧＭ（可聴域のみ）の可聴域音との組み合わせによって導かれるハイパーソニック・エフェクトによって、その空間に滞在する利用者８３は、従来のＢＧＭの楽曲を聴きながら、よりよい音質を享受し、また可聴域音のみを聴取した場合に懸念される健康への悪影響を回避することができる。

以上の実施例では、簡明に記述するために１チャンネルを有する１つの記録媒体又は記録再生装置について述べたが、超高周波音声信号を複数のチャンネルにわたって収録し再生してもよいし、記録再生装置が２つ以上あってもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、可聴域上限を超える音声信号を収録した記録媒体から音声信号を再生し超高周波空気振動に変換して呈示するための有効な方法を提供する。公共施設、商業施設、公共交通機関など、不特定多数の人々が集合する空間に可聴域上限を超える超高周波空気振動を印加し、これとその空間の利用者が携行する携帯型音楽プレイヤやその空間に設置されたＢＧＭ等の音呈示装置等からの可聴域の音とが統合されることによって、ハイパーソニック・エフェクトを利用者に導くことを効果的に実現する。

第４の実施形態．
第４の実施形態では、身体に装着して持ち歩くことが可能な超高周波振動再生装置について以下に説明する。可聴域上限を超える超高周波振動を身体表面に効果的に印加し、使用者が所在する空間に存在する可聴域の音と統合することによって、使用者においてハイパーソニック・エフェクトを効果的に実現する。この装置は可聴域音を発生しないので、日常生活と抵触することなく、心身の状態を向上させることが可能になる。

本実施形態は、ハイパーソニック・エフェクトを効果的に実現する装置のうち、振動再生装置に関する。

現代都市の音環境は、産業機械や交通機関に由来する騒音に著しく覆われ、人間に強い不快感とストレスを導き、心身の健康を損なう原因となりうるものである。この状況に対して、従来、音の主に心理的な効果に注目して有効性の高い音を積極的に供給することによって、人間に生じる不快感とストレスを抑制しようとする対応が図られてきた。この目的で、公共空間や各種施設の多数の人々が利用する空間において各種の音楽をＢＧＭとして呈示することが広く行なわれるようになっている。ＢＧＭは音環境の改善に一定の効果をあげているが、いまや都市の様々な空間にＢＧＭが氾濫し、その聴取が不特定多数の人々に強制されるという新たな音環境問題の源となっている。このようなＢＧＭの問題を回避するために、携帯型音楽プレイヤ等を利用することによってＢＧＭの限界を回避し“聴きたい音楽（だけ）を聴きたいときに（だけ）聴く”人々が増加している。

しかしながら、本発明者らの研究によって、従来技術の枠内にあってＢＧＭを聴取する人々と携帯型音楽プレイヤで音楽を聴取する人々との両方に共通して、聴取する音の周波数成分に由来する問題が存在することが明らかになった。本発明者らは、音の可聴域成分のみを被験者に呈示して聴取させた場合には、音を呈示しない場合に比較して視床・視床下部・脳幹を含む脳基幹部の活性が低下することを実験によって明らかにし（例えば、非特許文献１５参照。）、それによって心身の健康に負の影響が生じる可能性を示した。従来のＢＧＭ呈示装置や携帯型音楽プレイヤによって送出される音は可聴域内に限定されており、これらによる音楽の聴取を続けた場合、聴取者の心身の健康が損なわれるおそれが否定できない。一方、本発明者らは、音の可聴域上限を超える超高周波成分を可聴域成分に随伴させて呈示することによって、音を呈示しない場合及び可聴域成分のみを呈示した場合に比較して脳基幹部の活性が向上することを発見した（例えば、非特許文献１５参照。）

そこで、この発見に基づき、本発明者らは、特許文献２及び３において、「可聴周波数範囲を超える所定の最大周波数までの第１の周波数範囲の周波数を有しかつ１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常である音を発生し、上記音のうちの上記可聴周波数範囲の音を人間の聴覚に対して印加するとともに、上記音のうちの上記可聴周波数範囲を超える周波数範囲を有する音を人間に対して印加することにより人間の脳血流を増大させることを特徴とする「音発生装置、音発生空間及び音」などを提案した。

しかしながら、特許文献２及び３に記載の前記装置のうち従来実用化されているものは据え置き型であるため、ごく限定された特定の空間でしかその効果を享受することができない。従って、公共空間などにおいて多数の人々が、ＢＧＭの有無、携帯型音楽プレイヤの使用の有無にかかわりなく、可聴域の音のみに囲まれて無自覚のままに心身の健康を蝕まれる危険にさらされている状況に有効な変化を導くことを達成できていない。

そこで本発明者らは、上記課題を解決するために、個々人が身体に装着して持ち歩くことが可能なタイプの超高周波振動再生装置によって、都市空間における可聴域音のみの環境音に、そこに存在しない超高周波振動を補って、熱帯雨林環境音に囲まれているのと同質の効果をもたらすことを発想した。その手段を詳しく検討するために、本発明者らは、人間の可聴域上限を超える超高周波帯域におよぶ超広帯域音を再生可能なスピーカ及びヘッドホンを用いて、ハイパーソニック・サウンドの可聴域成分と超高周波成分とを様々な組み合わせで独立に再生呈示してハイパーソニック・エフェクトの発現状態を検討する実験を行い、次のような結果を得た。

まず、これまで本発明者らが実施してきた実験と同様に、ハイパーソニック・サウンドを構成する可聴域音と超高周波振動との双方をスピーカから再生する呈示条件で実験した。その結果、可聴域音のみを単独で呈示した場合に比べて可聴域音と超高周波振動とを同時に呈示した場合に脳波α２ポテンシャルが増強し、すなわちハイパーソニック・エフェクトの発現が確認された（図６（ａ）参照。）。次に、可聴域音をヘッドホン再生に変更し、超高周波振動をスピーカから再生する呈示条件で同様の実験を行ったところ、この場合も同様にハイパーソニック・エフェクトが発現した（図６（ｂ）参照。）。しかしながら、可聴域音と超高周波振動との双方をヘッドホンから再生する呈示条件の場合は、ハイパーソニック・エフェクトは発現しなかった（図６（ｃ）参照。）。さらに、可聴域成分をヘッドホン、超高周波成分をスピーカから再生（図６（ｂ）の条件）しながら、スピーカと人体との間を遮音材を使って高度に遮蔽すると、ハイパーソニック・エフェクトは発現しなくなる（図１７参照。）。

以上の実験結果から、聴覚系に可聴域成分が呈示されると同時に耳以外の身体表面に超高周波成分が十分に届いていることが、ハイパーソニック・エフェクト発現のために必須の呈示条件であることが明らかになった。そこで、この知見に基づいて、上記課題を解決するために、本実施形態は、身体に装着して持ち歩くことが可能なタイプの超高周波振動再生装置を造り、ハイパーソニック・エフェクトを導く、あるいはそれを導くことが合理的に期待される超高周波振動を空気振動として人体表面に印加することによって、都市空間に存在しない超高周波振動を補い、良質のハイパーソニック・サウンドに囲まれているのと同質の効果をもたらすことを特徴とする。

図１８（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る帽子装着タイプの信号再生装置９０の構成を示す外観図及びブロック図であり、図１８（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係るメガネ装着タイプの信号再生装置９０ａの構成を示す外観図及びブロック図である。図１８（ａ）の信号再生装置９０において、ハイパーソニック・サウンドの入力信号は、音声信号増幅器１０２に入力されて増幅された後、超高周波振動素子１２０に入力され、超高周波振動素子１２０はハイパーソニック・サウンドに含まれる可聴域音のみならず超高周波振動を発生して放射する。図１８（ａ）の帽子装着タイプの信号再生装置では、帽子の例えばひさし部分に信号再生装置９０が設けられ、被験者９１の主として頭部に上記ハイパーソニック・サウンドの音及び振動を放射する。また、図１８（ｂ）のメガネ装着タイプの信号再生装置９０ａは信号再生装置９０と同様の構成を有し、信号再生装置９０ａはメガネの例えば正面の水平フレームの両端に設けられる。信号再生装置９０ａはハイパーソニック・サウンドに含まれる可聴域音のみならず超高周波振動を発生して放射し、これにより、被験者９２の主として頭部に上記ハイパーソニック・サウンドの音及び振動を放射する。

図１９は本発明の第４の実施形態の第１の変形例に係る信号記録再生装置９０Ａの構成を示すブロック図である。図１９の信号記録再生装置９０Ａは、図１８の信号再生装置９０に比較して、ハイパーソニック・サウンドの電気信号をＡ／Ｄ変換してそのデータを、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリである固定メモリ１０１に格納し、固体メモリ１０１はハイパーソニック・サウンドのデータを音声信号増幅器１０２に出力する。音声信号増幅器１０２は入力されるデータをＤ／Ａ変換しかつ電力増幅して超高周波振動素子１２０に出力し、ハイパーソニック・サウンドの音及び振動を放射する。

図２０は本発明の第４の実施形態の第２の変形例に係る信号記録再生装置９０Ｂの構成を示すブロック図である。図２０の信号記録再生装置９０Ｂは、図１９の信号記録再生装置９０Ａに比較して、マイクロホン１０４と、可聴域音特性計測器１０５と、再生音特性調整器１０６とをさらに備えたことを特徴としている。これらの動作は、図１４の対応する装置と同様の動作を実行する。

以上説明したように、信号再生装置９０や信号記録再生装置９０Ａ，９０Ｂをごく小さな装置とし、例えば帽子のつばやメガネのフレームに装着して、顔面をはじめとする人体表面に超高周波空気振動を効果的に印加する。このことによって、聴取者が日常生活のなかで施設内ＢＧＭやヘッドホンステレオなどから聴取している可聴域の音楽などに、超高周波空気振動の効果が重畳されて、ハイパーソニック・エフェクトの発現を導くことが期待される。

当該装置を装着する対象は、上に述べた帽子やメガネの他に、イヤリング、ネックレス、ペンダント、ブローチ、ブレスレット、アンクレットなどの装身具や、腕時計、ベルト、手袋、靴、かばんなど身につけるものであればよい。また、当該装置を構成する機器が一体化した状態で帽子などに装着されていなくてもよく、その一部をウェストポーチなどに入れて、そこから有線あるいは無線で接続された振動再生デバイスを帽子などに装着する実施形態でもよい。さらに、当該装置は上に装着対象として述べた物品類と独立した別個のものでなくてもよく、それら物品の一部として組み込まれあるいは装置それ自体それら物品の機能やデザインをあわせもつものであってもよい。例えば装飾的な色彩形態を施されペンダントトップとして使用可能な装置など。圧電効果性繊維などを用いれば衣服の形態でも実現できると考えられる。

本実施形態では、簡明に記述するために１チャンネルを有する１つの再生装置について述べたが、超高周波音声信号を複数チャンネルにわたって再生してもよいし、再生装置が２つ以上あってもよい。超高周波音声信号の内容は、ハイパーソニック・エフェクトを導く超高周波成分として実績のある信号かあるいはそれらを組み合わせたものである。例えば、熱帯雨林の自然環境音、民族楽器音、歌唱、シンセサイザーなどの超高周波成分を用いる。

以上説明したように、本実施形態によれば、身体に装着して持ち歩くことが可能な超高周波振動再生装置によって、現代都市に存在しない超高周波振動を補い、劣悪な音環境の空間においてもハイパーソニック・エフェクトを実現して熱帯雨林環境音に囲まれているのと同質の効果をもたらす。この装置は可聴域音を発生しないので、日常生活と抵触することなく、個々人が音環境をより快適性の高いものに制御することが可能となり、心身の状態を向上させることが可能になる。特に、高周波振動は人の聴覚系以外の身体に曝露することが効果的なので、装置にこの構造をもたせることによって、つばの下側からまんべんなく全身に高周波振動を照射することが可能になり、ハイパーソニック・エフェクトを効果的に実現することができる。

第５の実施形態．
第５の実施形態では、電子的に入力された音声信号から可聴域上限を超える超高周波空気振動を再生して身体表面に効果的に印加する信号再生装置を組み込んだヘッドホン等の電子機器について以下に説明する。

第５の実施形態に係る発明は、ハイパーソニック・エフェクト（可聴域上限を超える超高周波成分を豊富に含む非定常な音（ハイパーソニック・サウンド）により、視床・視床下部・脳幹を含む脳基幹部の血流量を増大させるとともにその指標である脳波α波パワーを高め、ストレスを減じ、自律神経系・内分泌系・免疫系の活動を適正にし、音を快く美しく感受させ、音聴取行動を強め、心身の状態を総合的に改善向上させる効果）を効果的に実現する技術のうちのヘッドホン等の信号再生装置に関する。

本発明者らは、ハイパーソニック・エフェクトの存在を発見した（例えば、非特許文献１５など参照。）。この発見に基づいて、ハイパーソニック・エフェクトを発現させる音発生装置などが考案されている（例えば、特許文献２及び３参照。）。しかしながら、上述の従来技術に係る音発生装置などは、ある空間に据え置き設置する１つ以上のスピーカシステムを再生装置として必要としている。そのため、ハイパーソニック・エフェクトを実現する装置を携行することや、同じ空間に存在する複数の人が個別に当該装置を使用することには限界がある。これを解決するためには、ヘッドホンのみを再生装置に用いて簡便にハイパーソニック・エフェクトを実現する技術の開発が望まれる。

ところが、従来技術に係るヘッドホンの再生周波数特性を単純に超高周波帯域まで拡張するだけではハイパーソニック・エフェクトの発現に結びつかないことが、本発明者らによる実験によって示された。すなわち、ハイパーソニック・サウンドを構成する可聴域音と超高周波振動との双方をスピーカから再生したときにハイパーソニック・エフェクトが発現する（図６（ａ）参照。）。これに対して、同じ実験条件下で、再生系を超高周波帯域まで再生周波数特性を拡張したヘッドホンに切り換え、可聴域音と超高周波振動との双方をヘッドホンから再生した場合には、ハイパーソニック・エフェクトは発現しない（図６（ｂ）参照。）。図６（ａ）及び（ｂ）における棒グラフは、聴取者の後頭部から記録した自発脳波のα２帯域成分のポテンシャル（脳波α２ポテンシャル）が、音条件の違い（可聴域音のみを単独で呈示した場合と可聴域音と超高周波振動とを同時に呈示した場合）によって示した変化をあらわす。なお脳波α２ポテンシャルは、深部脳活性と並行し、ハイパーソニック・エフェクトの指標となることが知られている。従って、ヘッドホンを用いてハイパーソニック・エフェクトを効果的に実現するためには、超高周波振動をスピーカから再生したときと同様に聴取者に印加するための新しい技術の開発が必要である。

上記課題を解決するために、本発明者らの実験によれば、可聴域音をヘッドホンで再生し、超高周波振動をスピーカから再生すると、ハイパーソニック・エフェクトがきわめて顕著に発現する（図６（ｃ）参照。）。これに対して、同じ条件下で、スピーカと人体との間を遮音材を使って高度に遮蔽すると、ハイパーソニック・エフェクトは発現しなくなる（図６（ｄ）参照。）。すなわち、ハイパーソニック・サウンドを構成する超高周波振動が、身体表面に十分に到達していることがハイパーソニック・エフェクト発現の条件である。

そこで上記課題を解決するために、本実施形態に係るヘッドホンなどの電子機器は、ハイパーソニック・サウンドの再生において、可聴域音を従来のヘッドホンと同様の手段で再生して気導聴覚系に印加するとともに、超高周波成分の空気振動を身体表面に効果的に印加することを特徴とする。

なお、従来技術に係るヘッドホンを信号再生装置としたシステムではハイパーソニック・エフェクトを実現できないという問題に対して、骨伝導を用いて超高周波振動を伝達するための圧電型変換器をイヤーパッドに内蔵したヘッドホンが考案されている（例えば、特許文献４参照。）。しかしながら、前記実験の結果が示すように、ハイパーソニック・エフェクトを発現するためには超高周波成分を身体表面で受容する必要があるのに対して、この方式では超高周波振動発生用の圧電体がイヤーパッドに含まれているので、身体表面に超高周波振動が届かない。また、空気と身体組織とは物性が著しく異なるので、従来のハイパーソニック・エフェクトを実現する装置でスピーカから空気振動として伝わってきた超高周波振動が骨伝導を生起しているとは考えにくい。従って、耳のまわりで超高周波振動の骨伝導を発生させるヘッドホンによってハイパーソニック・エフェクトを導くことは期待できない。

図２１は本発明の第５の実施形態に係るヘッドホン１１１の構成を示す外観図及びブロック図であり、図２２は図２１のヘッドホン１１１で用いる信号再生装置の構成を示すブロック図である。

図２１において、ヘッドホン１１１は、被験者の両耳を覆うように対向して配置される略円筒形状の１対のヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂと、これらのヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂを機械的に連結しかつ被験者の頭部１１０上に載置するためのヘッドバンド１１２とから構成される。各ヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂの被験者側の側面には外耳道１１０ａの入り口の回りに密着接触するようにリング形状のイヤーパッド１２４がヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂに設けられ、イヤーパッド１２４の外周部に高周波発生素子１２０が設けられる。また、ヘッドバンド１１２の被験者頭部１１０側の面には、所定の間隔をおいて多数の高周波発生素子１２０が設けられる。さらに、ヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂの外周部には複数の高周波発生素子１２０が設けられ、ヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂの内側側面であって外耳道１１０ａに対応する箇所に可聴域スピーカ１２１が設けられる。各ヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂには、図２２の信号再生装置の各回路及び素子１１５，１１５，１１７，１２０，１２１，１２５が配置され、信号再生装置の信号帯域分割回路１１５の入力端子には信号入力プラグ１１８が接続され、当該信号入力プラグ１１８は、例えば図１８乃至図２０の信号再生装置９０又は信号記録再生装置９０Ａ，９０Ｂもしくは図２５の携帯型信号再生装置１４０に接続される。

図２２において、例えば図１８乃至図２０の信号再生装置９０又は信号記録再生装置９０Ａ，９０Ｂもしくは図２５の携帯型信号再生装置１４０からのハイパーソニック・サウンドの電気信号は２つのフィルタからなる信号帯域分割回路１１５に入力され、信号帯域分割回路１１５は、例えば２０ｋＨｚを超える超高周波信号と、例えば２０ｋＨｚ未満の可聴域信号とにろ波し、前者の超高周波信号を信号増幅器１１６を介して高周波発生素子１２０に出力して超高周波信号による超高周波振動を高周波発生素子１２０により発生して放射して被験者頭部１１０のみならずその全身に放射する一方、後者の可聴域信号による可聴域音を可聴域スピーカ１２１により発生して放射して外耳道１１０ａを介して被験者の聴覚に放射する。なお、例えばボタン電池などの小型電池１２５からの電源電圧は、信号再生装置の各部１１５−１１７に供給される。

すなわち、ハイパーソニック・サウンドを構成する成分のうち可聴域成分は、通常のヘッドホンと同様に筐体部に装填されている複数の可聴域スピーカ１２１によって再生され、可聴域上限を超える超高周波成分は、ヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂ及びヘッドバンド１１２に設けられた多数の高周波発生素子１２０によって再生される。従って、ハイパーソニック・サウンドを構成する可聴域音は聴覚系に印加され、可聴域上限を超える超高周波振動は頭部及び顔面をはじめとする身体の表面に広く印加され、ハイパーソニック・エフェクトが効果的に発現される。

図２１の実施形態においては、高周波発生素子１２０の一部が聴取者の顔面側面に対して例えば約７５度の角度をもって斜めに配置され、その一部が顔面に対して垂直に配置されている。この配置角度は、超高周波振動の感受性分布に対応して、また聴取者にカスタマイズして他の角度でもよく、すべての高周波発生素子１２０を同じ角度に配置してもよいし、１つ１つ異なる角度で配置してもよい。

図２３は本発明の第５の実施形態の第１の変形例に係る帽子装着タイプの信号再生装置の構成を示す外観図及びブロック図であり、図２４は図２３の信号再生装置１３１の構成を示すブロック図である。図２３において、帽子１３０はひさし部１３０ａと頭部収納円筒部１３０ｂとを備えて構成され、ひさし部１３０ａの下側表面に多数の高周波発生素子１２０が設けられ、頭部収納円筒部１３０ｂの概略上部に図２４の信号再生装置１３１が内蔵される。図２４の信号再生装置１３１において、メモリ型プレイヤ１３２は、ハイパーソニック・サウンドの信号データを例えばフラッシュメモリなどの不揮発性固定メモリに予め格納し、その信号データの再生時に、当該信号データはＤ／Ａ変換器１３３によりアナログハイパーソニック・サウンド信号にＤ／Ａ変換された後、信号増幅器１３４を介して高周波発生素子１２０に出力され、ハイパーソニック・サウンドの超高周波振動が高周波発生素子１２０により発生されて放射される。ここで、帽子１３０のひさし部１３０ａの下側表面に多数の高周波発生素子１２０が設けられてここからハイパーソニック・サウンドの超高周波振動が発生されて実質的に下向きに放射されるので、当該超高周波振動が被験者の頭部、特に顔面、及びその全身に向けて放射される。

図２５は本発明の第５の実施形態の第２の変形例に係るメガネ装着タイプの信号再生装置の構成を示す外観図及びブロック図であり、図２６は図２５の携帯型信号再生装置１４０の構成を示すブロック図である。図２６の携帯型信号再生装置１４０からの超高周波信号と可聴域信号とのうち、前者の超高周波信号は複数の高周波発生素子１２０に出力されて放射される一方、後者の可聴域信号は１対の可聴域音用イヤホン１２２に出力されて放射される。ここで、高周波発生素子１２０は、メガネの側頭下部から後頭部、顔面側部、側頭部、眼周囲部、前額部、鼻根部、顔面下部、頬から顎部、肩部などの多数の部分に設けられる。また、可聴域音再生用イヤホン１２２は被験者の外耳道に挿入して使用する。

図２６の携帯型信号再生装置１４０は、その装置の全体の動作処理を制御する主制御部であるＣＰＵ１４１と、制御プログラムとそれを実行するために必要なデータとを格納するＲＯＭ１４２と、ワーキングメモリや信号データメモリとして用いられるＲＡＭ１４３と、動作状態などを表示する液晶表示部などの表示部１４４と、簡単な操作キーを含む操作部１４５と、超高周波増幅器１４６と、可聴波増幅器１４７と、外部入力インターフェース１４８とを備え、これら各部１４１−１４８はバス１４９を介して接続されるとともに、これら各部１４１−１４８には充電池１５０から電源電圧が供給される。外部信号発生器１５１により発生されるハイパーソニック・サウンドの信号データは、外部入力インターフェース１４８を介してＲＡＭ１４３に予め入力されて格納される。ハイパーソニック・サウンドの再生時には、外部信号発生器１５１は装置１４０から切り離され、ＣＰＵ１４１はＲＯＭ１４２に格納された制御プログラムを実行することにより、ＲＡＭ１４３に格納されたハイパーソニック・サウンドの信号データを読み出した後、超高周波増幅器１４６及び可聴波増幅器１４７に出力する。超高周波増幅器１４６は入力されるハイパーソニック・サウンドの信号データのうち可聴域を超える超高周波信号をろ波した後、Ｄ／Ａ変換しかつ電力増幅して高周波発生素子１２０に出力して超高周波振動を発生させて放射させる。一方、可聴波増幅器１４７は入力されるハイパーソニック・サウンドの信号データのうち可聴域信号をろ波した後、Ｄ／Ａ変換しかつ電力増幅して例えばイヤホン１２２に出力して超可聴域音を発生させて放射させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ヘッドホンを用いてハイパーソニック・エフェクトを効果的に実現することを目的として、ハイパーソニック・サウンドを構成する可聴域音を気導聴覚系に印加し、可聴域上限を超える超高周波振動を身体表面に印加するための有効な方法を提供する。すなわち、可聴域音を通常のヘッドホンと同様の手法を用いて再生すると同時に、多数の高周波発生素子１２０をヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂやメガネなどに配置し、超高周波振動を身体表面に効果的に印加することによって、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。すなわち、高周波振動は人の聴覚系以外の身体に曝露することが効果的なので、装置にこの構造をもたせることによって、筐体及びヘッドバンドからまんべんなく全身に超高周波振動を照射することが可能になり、ハイパーソニック・エフェクトを効果的に実現することができる。

第６の実施形態．
図２７（ａ）は本発明の第６の実施形態に係る信号再生装置を備えたブローチ１６０の正面図であり、図２７（ｂ）は当該ブローチ１６０の右側面図であり、図２７（ｃ）は当該ブローチ１６０の裏面図である。また、図３１は図２７のブローチ１６０の超高周波振動発生素子１２０に対してハイパーソニック・サウンドの超高周波振動信号を発生する信号再生装置２００のブロック図である。

図２７において、ブローチ１６０のおもて面及び裏面に複数の超高周波振動発生素子１２０が埋め込んで設けられる。また、ブローチ１６０の内部に図３１の信号再生装置２００の各部２０１−２０３が埋め込んで設けられる。なお、ブローチ１６０の裏面には電池挿入部蓋１６１とメモリ挿入部蓋１６２とが設けられ、ブローチ１６０の上部の金具取付部１６３にはブローチつり下げ用の金具１６４が連結される。図３１の信号再生装置２００において、ハイパーソニック・サウンドの信号データは予め、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性固定メモリ２０１に格納され、再生時に、固体メモリ２０１から読み出されるハイパーソニック・サウンドの信号データをマイクロアンプ２０２においてＤ／Ａ変換しかつ電力増幅した後、超高周波振動発生素子１２０に出力して超高周波振動を発生して放射する。

以上説明したように、本実施形態によれば、多数の高周波発生素子１２０をブローチ１６０に埋め込むことにより、超高周波振動を身体表面に効果的に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。なお、図２７の実施形態では、ブローチ１６０について説明しているが、本発明はこれに限らず、ペンダントヘッドやループタイ留め具などの装身具であってもよい。

第７の実施形態．
図２８（ａ）本発明の第７の実施形態に係る信号再生装置を備えたブレスレット１７０の外観図であり、図２８（ｂ）は当該ブレスレット１７０の側面図である。図２８において、円筒形状のブレスレット１７０の円筒外周部に、多数の超高周波振動発生素子１２０が埋め込まれて設けられ、その円筒内周部に図３１の信号再生装置２００の各部２０１−２０３が埋め込まれて設けられる。なお、図２８に示すように、その円筒内周部に電池挿入部蓋１７１とメモリ挿入部蓋１７２が設けられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、多数の高周波発生素子１２０をブレスレット１７０に埋め込むことにより、超高周波振動を身体表面に効果的に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。

第８の実施形態．
図２９（ａ）は本発明の第８の実施形態に係る信号再生装置を備えたイヤリング１８０の正面図であり、図２９（ｂ）は当該イヤリング１８０の右側面図であり、図２９（ｃ）は当該イヤリング１８０の裏面図である。図２９において、イヤリング１８０は、おもて面側に図３１の信号再生装置２００の各部２０１−２０３が埋め込まれて設けられ、裏面側に多数の超高周波振動発生素子１２０が埋め込んで設けられる。なお、図２９に示すように、その下部に電池挿入部蓋１８１が設けられる。その上部には金具取付部１８２が設けられ、つり下げ用の金具１８３が金具取付部１８２に連結される。

以上説明したように、本実施形態によれば、多数の高周波発生素子１２０をイヤリング１８０に埋め込むことにより、超高周波振動を身体表面に効果的に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。

第９の実施形態．
図３０（ａ）は本発明の第９の実施形態に係る信号再生装置を備えたバレッタ１９０の正面図であり、図３０（ｂ）は当該バレッタ１９０の裏面図であり、図３０（ｃ）は当該バレッタ１９０の上面図である。図３０において、バレッタ１９０は、おもて面部１９０ａと、裏面部１９０ｂとが蝶番部を介して開閉可能に設けられ、おもて面部１９０ａの内部に、図３１の信号再生装置２００の各部２０１−２０３が埋め込まれて設けられ、裏面部１９０ｂの裏面に多数の超高周波振動発生素子１２０が埋め込んで設けられる。なお、図３０に示すように、そのおもて面部１９０ａの内側面側に電池挿入部蓋１９１とメモリ挿入部蓋１９２が設けられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、多数の高周波発生素子１２０をバレッタ１９０に埋め込むことにより、超高周波振動を身体表面に効果的に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。

第１０の実施形態．
図３２（ａ）は本発明の第１０の実施形態に係る信号再生装置２００を備えたシャツ２１０の外面を示す正面図であり、図３２（ｂ）は当該シャツ２１０の内面を示す正面図である。

図３２において、シャツ２１０の内側の実質的に全面と、外側であって袖部、襟部などに多数の超高周波振動発生素子１２０を設ける。また、図３１の信号再生装置２００はシャツ２１０の裾部付近に設ける。シャツ２１０において、具体的には、非導電性プラスチックで被覆した導電性プラスチック繊維を布地に織り込んで、当該導電性プラスチック繊維の一部を信号再生装置２００と各超高周波振動発生素子１２０との間の配線として用いる。

以上のように構成された本実施形態に係るシャツ２１０によれば、多数の高周波発生素子１２０がシャツ２１０に埋め込まれ、超高周波振動が身体全体で発生して効果的に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。

第１１の実施形態．
図３３（ａ）は本発明の第１１の実施形態に係る信号再生装置２００を備えた通常型寝具（上掛け、毛布）２３０Ａの上面及び下面（身体接触面）を示す正面図であり、図３３（ｂ）は本発明の第１０の実施形態に係る信号再生装置２００を備えた襟ぐり型寝具（上掛け、毛布）２３０Ｂの上面及び下面（身体接触面）を示す正面図であり、図３３（ｃ）は本発明の第１０の実施形態に係る信号再生装置２００を備えた表裏区別無用型寝具（上掛け、毛布）２３０Ｃの上面及び下面（身体接触面）を示す正面図である。

図３３の各図において、寝具２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃの内側及び外側の実質的に全面に多数の超高周波振動発生素子１２０を設ける。また、図３１の信号再生装置２００は寝具２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃの例えば下部付近に設ける。寝具２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃにおいて、具体的には、第１０の実施形態と同様に、非導電性プラスチックで被覆した導電性プラスチック繊維を布地に織り込んで、当該導電性プラスチック繊維の一部を信号再生装置２００と各超高周波振動発生素子１２０との間の配線として用いる。

以上のように構成された本実施形態に係る寝具２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃによれば、多数の高周波発生素子１２０が当該寝具２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃに埋め込まれ、超高周波振動が身体全体で発生して効果的に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。

第１２の実施形態．
図３４は本発明の第１２の実施形態に係る信号再生装置２００を備えた枕２４０の外観図である。図３４において、略円柱形状の枕２４０の円筒外周部の実質的に全面に多数の超高周波振動発生素子１２０を設け、その一部には、超高周波振動発生素子１２０を設けない素子不載置部２１９の内側に、可聴域音を再生するための可聴域再生用スピーカ２２１，２２２が設けられる。また、図３１の信号再生装置２００は枕２４０の円筒内部に設けられる。具体的には、第１０と第１１の実施形態と同様に、非導電性プラスチックで被覆した導電性プラスチック繊維を布地に織り込んで、当該導電性プラスチック繊維の一部を信号再生装置２００と各超高周波振動発生素子１２０との間の配線として用いる。なお、スピーカ２２１，２２２は設けなくてもよい。

以上のように構成された本実施形態に係る枕２４０によれば、多数の高周波発生素子１２０が当該枕２４０に埋め込まれ、超高周波振動が身体全体で発生して効果的に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。

第１３の実施形態．
図３５（ａ）は本発明の第１３の実施形態に係る信号再生装置２００を備えたベッド２５０の上面図であり、図３５（ｂ）は当該ベッド２５０の右側面図であり、図３５（ｃ）は当該ベッド２５０の正面図である。

図３５において、ベッド２５０の複数のベッドスプリング２５１の内部にそれぞれ超高周波振動発生素子１２０を設けるとともに、ヘッドボード２５２にも多数の超高周波振動発生素子１２０を設ける。ここで、各超高周波振動発生素子１２０は、使用者の体重負荷による障害を避けるため、ベッドスプリング２５１によって包囲される位置に設置することが好ましい。また、ヘッドボード２５２には可聴域音を再生するための可聴域再生用スピーカ２５３，２５３が設けられる。

ベッド用信号再生装置は、図３５に示すように、プレイヤ２５５と、前置増幅器２５６と、超高周波増幅器２５７と、可聴波増幅器２５８とを備えて構成される。プレイヤ２５５は、ハイパーソニック・サウンドの電気信号を再生して前置増幅器２５６に出力する。前置増幅器２５６は入力される電気信号を前置増幅した後、所定のフィルタを用いて、超高周波信号と可聴域信号とに分離ろ波して、前者の超高周波信号を超高周波増幅器２５７を介して各超高周波振動発生素子１２０に出力して超高周波振動を発生して放射させるとともに、後者の可聴域信号を可聴波増幅器２５８を介してスピーカ２５３，２５３に出力して可聴域音を発生して放射する。

以上のように構成された本実施形態に係るベッド２５０によれば、多数の高周波発生素子１２０が当該ベッド２５０に埋め込まれ、超高周波振動が身体全体で発生して効果的に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現する。

変形例．
以上の実施形態において、超高周波成分（ＨＦＣ）を超高周波振動発生素子などの手段のみを備えた装置を開示している場合もあるが、本発明はこれに限らず、超高周波成分（ＨＦＣ）をイヤホンなどの手段を用いて被験者の聴覚のみに印加するように構成してもよい。

以上の実施形態においては、被験者は人間であるが、本発明はこれに限らず、人間以外の動物などの生体に適用できる。

第１と第２の実施形態に係るＰＥＴ計測装置と、第３乃至第１３の実施形態に係る電子機器等との組み合わせの作用効果．
第３乃至第１３の実施形態に係るヘッドホンなどの電子機器等を、上記ＰＥＴ計測装置を用いて計測する場合、ＰＥＴ計測装置からのノイズを大幅に軽減することができるので、上記電子機器等を用いた実験において従来技術に比較してより正確に実験を実行することができるとともに、高周波発生素子１２０により発生される超高周波振動が身体全体で発生して効果的に被験者に印加することができ、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的にハイパーソニック・エフェクトを実現して上記の実験を実行できる。なお、本発明はこれに限らず、これを組み合わせることなく、後者の電子機器のみで発明装置を構成してもよい。

超高周波振動発生素子１２０の具体例．
上述の実施形態において用いた超高周波振動発生素子１２０の詳細説明及び具体例について以下に説明する。

可聴域限界を超える高周波成分を電気信号から弾性波信号に変換でき、各実施形態に適用可能な超高周波振動発生素子１２０を下表に示す。その中には、現在すでに実用化・商品化されているスーパーツィータの構成素子も多く含まれる一方、現在研究試作段階のものもある。これらはいずれも数十ＫＨｚ以上の高周波振動を発生できる。中でも圧電型のセラミック振動発生素子には１００ＫＨｚ、ピエゾフィルムには３００ＫＨｚまで発生可能なものがある。また、現在研究開発が進行中のナノシリコン振動発生素子は、原理的には数ＧＨｚに及ぶ超高周波振動を発生できる。

［表１］
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名称振動板材料最小径ユニット全体重量駆動方法
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ドーム型金属数ｃｍ数１０ｇ〜数ｋｇ通常増幅器
樹脂
セラミック
ダイヤモンド
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コーン型金属数ｃｍ数１０ｇ〜数ｋｇ通常増幅器
樹脂
セラミック
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プリントリボン型樹脂薄膜数ｃｍ数１００ｇ〜数ｋｇ通常増幅器
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リボン型金属薄膜数ｃｍ数ｋｇ通常増幅器
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圧電型セラミック数ｃｍ数１０ｇ〜数ｋｇ通常増幅器
ピエゾフィルム
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コンデンサ型樹脂薄膜数ｃｍ数１０ｇ〜数ｋｇ専用増幅器
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ナノシリコン型無し数ｍｍ数ｇ〜数１０ｇ通常増幅器
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以下、それぞれの超高周波振動発生素子１２０について、詳細説明する。

ドーム型超高周波振動発生素子は、最も普及しているタイプのツィーターヘッドホンにも使われる素子であり、その原理は、振動板に直結したコイルに音声信号に比例した交流電流を流すと、磁界中に置かれたコイルに電磁力によって音声信号に比例した力が働き振動板の物理運動に変換され、この振動が空気振動に変換される。

コーン型超高周波振動発生素子は、中低域用としては最も普及しているツィータとしては高周波特性を伸ばしにくく製品は少数ヘッドホンにも利用されている。その原理は、振動板に直結したコイルに音声信号に比例した交流電流を流すと、磁界中に置かれたコイルに電磁力によって音声信号に比例した力が働き振動板の物理運動に変換され、この振動が空気振動に変換される。

プリントリボン型超高周波振動発生素子は、振動板が薄く軽いのでスーパーツィータとして普及している。その原理は、振動薄膜に埋め込まれたコイル状の電極線に音声信号に比例した交流電流を流すと、磁界中に置かれた電極線に電磁力によって音声信号に比例した力が働き、振動薄膜の物理運動に変換され、この振動が空気振動に変換される。

リボン型超高周波振動発生素子は、振動板が薄く軽いのでスーパーツィータとして普及しており、プリントリボン型超高周波振動発生素子よりも重く大きくなってしまう。その原理は、金属薄膜に音声信号に比例した交流電流を流すと、磁界中に置かれた金属薄膜に電磁力によって音声信号に比例した力が働き、金属薄膜の物理運動に変換され、この振動が空気振動に変換される。

圧電型超高周波振動発生素子は、製品例は少ないが、マグネットが不要なので軽量化が容易な素子である。その原理は、セラミックやピエゾフィルムなどの圧電素子に音声信号に比例した交流電流を流すと、音声信号に比例して圧電素子が収縮変形し、この変形が空気振動に変換される。

コンデンサ型超高周波振動発生素子は、バイアス電圧を供給する専用アンプが必要。高周波特性も良いがツィータとしてよりは、ヘッドホンや大面積のフルレンジスピーカの製品例が多い。その原理は、振動薄膜に埋め込まれた電極に音声信号に比例した交流電圧をかけると、薄膜面と垂直方向にかけられた高電圧バイアスとの静電気力によって音声信号に比例した力がはたらき、振動薄膜の物理運動に変換され、この振動が空気振動に変換される。

ナノシリコン型超高周波振動発生素子は、研究試作段階だが、物理振動を行わないため原理的にＧＨｚまで再生可能かつ指向特性も広い素子である。その原理は、ナノ結晶多孔質シリコンの超断熱性を利用しこのナノシリコンの表面の固定電極層に声信号に比例した交流電流を流すと、音声信号に比例して固定電極が発熱し、この熱がすべて空気の断熱膨張による空気の粗密波に変換される。

本発明者らは、ハイパーソニック・サウンドを用いた実験を以下の通り実行し、以下の実験結果を得たので以下に説明する。ここでは、特に、ハイパーソニック・エフェクトの発現における聴覚気導系以外の生体システムの役割について、図３６乃至図４２を参照して説明する。

ここで、図３６は本発明の実施例１に係る信号記録再生システムの構成を示すブロック図である。また、図３７（ａ）は図３６の信号記録再生システムにおける音源の電気信号を示すスペクトル図であり、図３７（ｂ）は当該信号記録再生システムにおけるスピーカシステムを介した音のスペクトル図であり、図３７（ｃ）は当該信号記録再生システムにおけるスピーカシステムを介した減衰された超高周波成分（ＨＦＣ）のスペクトル図であり、図３７（ｄ）は当該信号記録再生システムにおけるイヤホンステムを介した音のスペクトル図である。さらに、図３８は図３６の信号記録再生システムの実験結果であって、図３８（ａ）は可聴域成分（ＬＦＣ）をスピーカシステムを介して被験者に印加しかつ超高周波成分（ＨＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加したときのαＥＥＧの正規化パワー、聴取レベル及び快適聴取レベル（ΔＣＬＬ）を示すグラフであり、図３８（ｂ）は可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加しかつ超高周波成分（ＨＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加したときのαＥＥＧの正規化パワー、聴取レベル及び快適聴取レベル（ΔＣＬＬ）を示すグラフであり、図３８（ｃ）は可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加しかつ超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステムを介して被験者に印加したときのαＥＥＧの正規化パワー、聴取レベル及び快適聴取レベル（ΔＣＬＬ）を示すグラフであり、図３８（ｄ）は可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加しかつ超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステムを介して音絶縁化された被験者に印加したときのαＥＥＧの正規化パワー、聴取レベル及び快適聴取レベル（ΔＣＬＬ）を示すグラフである。またさらに、図３９は図３８（ａ）の場合における被験者頭部のα２帯域成分強度のＺスコア（図面下部はＺスコアのグレースケールを示す。）を示す図であり、図４０は図３８（ｂ）の場合における被験者頭部のα２帯域成分強度のＺスコア（図面下部はＺスコアのグレースケールを示す。）を示す図であり、図４１は図３８（ｃ）の場合における被験者頭部のα２帯域成分強度のＺスコア（図面下部はＺスコアのグレースケールを示す。）を示す図であり、図４２は図３８（ｄ）の場合における被験者頭部のα２帯域成分強度のＺスコア（図面下部はＺスコアのグレースケールを示す。）を示す図である。

すなわち、図３６は、本実施例１に係る実験で用いた実験システムを示す。８０ｄｂ／ｏｃｔの減衰率を有し、通過周波数帯域リップルが±１ｄＢである高域通過フィルタ及び低域通過フィルタ３１１，３１２を用いて、２２ｋＨｚをクロスオーバー周波数として、それぞれのステレオ音源信号は可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）に分離ろ波され、両者は独立に増幅された後、イヤホン３３４，３３４及び／又はスピーカシステム３３０，３３０を介して、それぞれが別々にあるいは同時に呈示された。

図３７は、様々な音素材の音呈示全区間から計算した平均パワースペクトルであって、左チャンネルのデータのみを示す。図３７（ａ）は音源の電気信号のスペクトルを示し、図３７（ｂ）はバイチャンネル再生システムでスピーカを介して再生した音のスペクトルを示す。なお、パワーは被験者３４０の位置で録音したデータに基づいて計算した。図３７（ｃ）は衣服と遮蔽物によるスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示された減衰された超高周波成分（ＨＦＣ）のスペクトルを示す。被験者３４０は、音遮蔽用の音絶縁化全身コート３６０を着用する条件以外のすべての実験ではＴシャツを着用した。図３７（ｄ）はバイチャンネル再生システムでイヤホン３３４，３３４を介して再生した音のスペクトルを示す。ここで、パワーはイヤホン３３４，３３４を介して、成人男性の耳道の平均の長さである３．５ｃｍ離れた位置で録音した信号から計算した。

図３８乃至図４２は、異なる実験条件において計測された脳波活動と被験者が調整した聴取音量を示す。図３８（ａ）及び図３９は、可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両者をスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示した場合であり、図３８（ｂ）及び図４０は、可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両者をイヤホン３３４，３３４を介して呈示した場合である。また、図３９（ｃ）及び図４１は、可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホン３３４，３３４を介して呈示し、超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示した場合である。さらに、図３８（ｄ）及び図４２は、可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホン３３４，３３４を介して、超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示した場合である。ただし、被験者３４０の体表面が超高周波成分（ＨＦＣ）に曝露するのを防ぐため音遮蔽を行った（詳細後述）。ここで、図３８の各左側グラフは、正規化された自発脳波α成分（α−ＥＥＧ）のすべての被験者の平均値と標準誤差を示す。また、図３９乃至図４２のマッピング図は、音呈示の最終１００秒間の各電極におけるα２帯域成分の強度について、対比較をした統計値ｔ値を自由度に依存しないｚ値に変換した値の被験者３４０の頭部３４１の頭皮上分布を示している。図３９乃至図４２において、濃くなるほど、後述するＦＲＳ条件において可聴域成分（ＬＦＣ）単独条件に比較して、α２帯域パワーがより有意に高いことを示している。さらに、図３８の各右側グラフは、すべての被験者３４０の平均聴取レベルの推移を示し、棒グラフは、ＦＲＳ条件におけるＣＬＬと可聴域成分（ＬＦＣ）単独条件における快適聴取レベル（ＣＬＬ）との差分（ΔＣＬＬ）の平均（及び標準誤差）を示している。正の値はＦＲＳ条件において、快適聴取レベル（ＣＬＬ）がより高かったことを示している。

まず、実施例１の概要について以下に説明する。ヒトは２０ｋＨｚを超える弾性振動を知覚できないにもかかわらず、超高周波成分（ＨＦＣ）を豊富に含む非定常な音は、聴く人の脳幹と視床を含む脳深部を活性化し様々な生理、心理、行動反応を引き起こす。本発明者らはこれらの現象を「ハイパーソニック・エフェクト」と総称して報告してきた。しかしながら、可聴粋上限を超える振動刺激が古典的な気道聴覚系のみを介して変換され知覚されるのか、それともなんらかの他のメカニズムがその変換と知覚に関与しているのかは明らかではない。この実施例１に係る実験では、聴こえないＨＦＣと聴超えるＬＦＣを気道聴覚系に相当する耳に選択的に呈示した場合と、他のなんらかの振動受容メカニズムを含むかもしれない頭部を含む全身の体表面に呈示した場合において、ハイパーソニック・エフェクトの出現がどのように違うかを、異なる原理に基づく独立した２つの計測指標、すなわち（１）中心頭頂後頭部から記録した自発脳波のα２成分と（２）快適聴取音量の自発的な調整行動、を用いて検討した。それらの一致した結果は、ハイパーソニック・エフェクトは聴取者の頭部を含む体表面がＨＦＣに暴露した場合にのみ発生し、ＨＦＣが気道聴覚系に選択的に呈示された場合には発生しなかった。この結果は、従来から知られている気道聴覚系が単独でハイパーソニック・エフェクトの発生に関与していると限定して考えることを困難に導くとともに、気道聴覚系とは異なる何らかの生体システムが人間の可聴粋上限を超えた弾性振動の受容と変換にかかわっている可能性をも考慮する必要があることを示唆している。

次いで、実施例１の背景技術について以下に説明する。ヒトが２０ｋＨｚを超える弾性振動を音として知覚できないことは広く受け入れられている。それにもかかわらず、超高周波成分（ＨＦＣ）を豊富に含む非定常な音は、そこから超高周波成分（ＨＦＣ）を取り除いた以外まったく同じ音と比較して、聴く人の脳幹と視床の血流をより増加させ自発脳波の後頭部α帯域成分のパワーをより増大させることが報告されている（例えば、非特許文献１３−１５，２５，２６参照。）。加えて、この超高周波成分（ＨＦＣ）を含むことによって、音はより美しく快く聴超えるようになり、聴取者は快適な聴取のためにその音量をより大きく調整する、すなわちより大きな快適聴取レベル（ＣｏｍｆｏｒｔａｂｌｅＬｉｓｔｅｎｉｎｇＬｅｖｅｌ：ＣＬＬ）を選択するよう自発的に行動するのである（例えば、非特許文献１３，１４，２４−２６参照。）。本発明者らはこれらの現象を総称してハイパーソニック・エフェクトと名付けた。この現象の発見（例えば、非特許文献１４参照。）は、音響産業に対して大きなインパクトを与え、可聴域上限を超える周波数成分を含む音を記録できるＳＡＣＤ、ＤＶＤ−オーディオ（Ａｕｄｉｏ）など新しいデジタル音メディアの開発を促してきた。しかしながら、ハイパーソニック・エフェクトの発生にかかわる生物学的基盤については、いまだ明かではない。

ハイパーソニック・エフェクトは、人間の聴覚系の機能と密接な関連をもった現象であるにもかかわらず、従来の聴覚生理学の知見では説明が困難な特性をいくつか含んでいる。例えば、人間では、中耳にある耳小骨と内耳にある基底膜の機械的特性とによって、２０ｋＨｚを超える周波数の空気振動はほとんど内耳に伝達されない。さらに、ハイパーソニック・エフェクトによって引き起こされる生理・心理・行動に及ぶ広範な反応は、いずれもＨＦＣ単独の呈示では惹起することができない。このことは、超高周波成分（ＨＦＣ）が生体にもたらす効果が、特定の周波数帯域をもった弾性振動に対する単純な刺激応答としてではなく、可聴域成分（ＬＦＣ）（可聴帯域成分の音をいう。以下、同様である。）との複雑な相互作用によって発生していることを示している。これらの事実は、少なくとも現時点において、ハイパーソニック・エフェクトの発生メカニズムをこれまで知られている聴覚生理学の知識によって矛盾なく説明することを困難に陥れている。

そこで、この実施例１に係る実験では、ハイパーソニック・エフェクトという特異な現象の生体メカニズムを明らかにするための第一歩として、それが通常の気導性聴覚神経系単独の応答であるのかどうか、それ以外の受容応答系の関与を否定し、あるいは無視することが可能であるかどうかについて検討することにした。そのために、予めハイパーソニック・エフェクトを発生させ得ることが確認されている音源（例えば、非特許文献１５参照。）の周波数成分を、可聴域成分（ＬＦＣ）と可聴域を超える超高周波成分（ＨＦＣ）とに分割ろ波し、可聴域成分（ＬＦＣ）を気導聴覚系に呈示している条件下で、超高周波成分（ＨＦＣ）を気導聴覚系にのみ選択的に呈示し、あるいはその反対に、超高周波成分（ＨＦＣ）を気導聴覚系を除外したそれ以外の様々な振動受容系を含むであろう身体表面に呈示して、両者の間でハイパーソニック・エフェクトの発生に差が生じるかどうか、差があった場合、それはどのような違いであるかについて比較検討することにした。

この検討にあたって、仮に、気導性聴覚神経系以外に人間の身体に具わった何らかの振動受容システムが関与する可能性が存在する場合を考慮すると、できるだけそれらを見逃さないためには、被験者の体表面全体が超高周波成分（ＨＦＣ）によく暴露される必要がある。それと同時に、この比較検討を効果的に実現するためには、実験条件として呈示される以外のあらゆる弾性振動性の雑音が実験系から充分に排除又は遮断されていなければならない。これらの点において、現時点で最も有力な非侵襲脳機能計測手法である機能的磁気共鳴画像法（ｆＭＲＩ）及びポジトロン断層撮像法（ＰＥＴ）には、効果的な実験を妨げるきわめて深刻な限界が存在していることが予備的検討からわかった。すなわち、ＭＲＩ装置やＰＥＴ計測装置において画像撮像中に被験者が横たわらなければならない当該装置の検出器部分は一般に筒状の構造をとり、その構造が、呈示音とりわけ超高周波成分（ＨＦＣ）が頭部を含む体表面に直接到達するのを無視できないレベルで妨げる。加えて、ＭＲＩ装置では、その急速な傾斜磁場の切り替えによって発生する巨大な振動が呈示音よりも遥かに大きな音量に達して呈示音それ自体をその中に埋没させ、決定的な障害となる。ＰＥＴ計測装置でも、ファンノイズを始め、装置から空中に放出され、あるいはベッドを介して被験者に伝わってくる機械振動性のノイズが、可聴域上限以上に及ぶ超高周波成分（ＨＦＣ）を少なからず含み、呈示音を強く汚染して超高周波成分（ＨＦＣ）の有り無しの境界を曖昧にする。しかも、これらの雑音を除去することは、現時点ではきわめて困難である。これらによって、ＭＲＩ装置やＰＥＴ計測装置を使った予備的な実験では実験条件の違いが判然と結果に反映せず、現時点で一般的なＭＲＩ装置やＰＥＴ計測装置を使ってこの実験目的に有効な実験を行うことはきわめて困難であることが判明した。

そこで、本実施例に係る実験ではこの問題を克服するために、ハイパーソニック・エフェクトの発生を鋭敏にとらえそれを的確に計測しうることが実績によって裏づけられ、報告されている複数の指標の中から、ＭＲＩ装置やＰＥＴ計測装置に見られる前記の障害を持たない指標を複数選択し、実験を行うことにした。この観点から、無線伝送方式による自発脳波を指標とする生理学的計測法と最適聴取レベル調整法を用いた行動学的評価法（例えば、非特許文献１３，２４−２６参照。）という、互いに異なる原理に基づく２つの計測・評価手法を採用したのである。無線伝送方式による自発脳波計測は、機械振動性のノイズを発しない上、被験者が計測の際にベッド上に仰臥する必要がないため、座位や立位をとることによって、呈示音を体表面の広い領域に到達させることが容易に実現する。この際、本実施例に係る実験では、特に、中心頭頂後頭部の７電極から記録された自発脳波のα２帯域成分パワーの平均値（以下、α−ＥＥＧという。）を、ハイパーソニック・エフェクトの電気生理学的指標として用いた。その背景は、上記の指標が超高周波成分（ＨＦＣ）を含む音によって引き起こされる深部脳組織の血流変化と平行することに基づく（例えば、非特許文献１１参照。）。

この実験の結果、超高周波成分（ＨＦＣ）のみを選択的に呈示したときにはハイパーソニック・エフェクトが発生しないのに対して、超高周波成分（ＨＦＣ）を気導聴覚系を除外した頭部を含む身体表面に呈示した場合にはハイパーソニック・エフェクトが発生することが、上記の２つの独立した原理に基づく計測指標の一致した結果として示された。この結果は、ハイパーソニック・エフェクトに見られる可聴域上限を超える超高周波成分（ＨＦＣ）を豊富に含む空気振動に対する人間の受容応答について、既知の気導聴覚系だけが単独に関与するものとしそれ以外の受容応答系の関与を否定するモデルが、成立困難であることを示唆している。

次いで、実験方法及び被験者について以下に説明する。健康な日本人の被験者が脳波と行動実験に参加した。それぞれの実験に参加した被験者の数、性別、年齢についてのデータは結果の章で呈示している。被験者のいずれも神経学的又は精神医学的な障害の病歴を有していなかった。すべての被験者から実験前に書面で同意を得た。すべての被験者にとって、音源として用いられた楽器の実際の音は慣れ親しんでものであった。

次いで、音源及び呈示システムについて以下に説明する。音刺激はインドネシア・バリ島の伝統的なガムラン楽曲「ガンバン・クタ」を用いた。この音源は顕著なゆらぎ構造をもつ超高周波成分（ＨＦＣ）を豊富に含んでおり、これまでの実験においてハイパーソニック・エフェクトを発生させる上で実績を持っている。バイチャンネル音呈示システム（例えば、非特許文献１５，２６参照。）が音刺激を呈示するために用いられた。８０ｄｂ／ｏｃｔの減衰と通過周波数帯域のリップルが±１ｄＢである高域通過及び低域通過フィルタ（日本国横浜市の株式会社エヌエフ回路設計ブロック製ＣＦ−６ＦＨ及びＣＦ−６ＦＬ）を用いて、２２ｋＨｚをクロスオーバー周波数として、音源信号は可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）とに分離ろ波され、独立に増幅された後、イヤホン３３４，３３４又はスピーカシステム３３０，３３０から、それぞれが別々にあるいは同時に呈示された。従来、音質評価のために音を呈示する目的で使われてきた典型的な音呈示システムでは、超高周波成分（ＨＦＣ）を含むフルレンジサウンドはオールパス回路を通過したフィルタされない音源信号として呈示されるのに対して、超高周波成分（ＨＦＣ）を含まない高周波除去サウンドは音源信号をローパスフィルタを通過させたものとして呈示されていた（例えば、非特許文献１０，１６参照。）。従って、可聴域成分（ＬＦＣ）は周波数特性や群遅延特性などの伝達特性が互いに異なった別々の回路を通過して信号が呈示されることになる。加えて、両条件間では混変調歪みが可聴域成分（ＬＦＣ）に対して異なった影響を及ぼす可能性がある。従って、超高周波成分（ＨＦＣ）を含む音と含まない音との間に何らかの差が検知されたとしても、それが超高周波成分（ＨＦＣ）が加わったことによる効果ではなく、可聴域成分（ＬＦＣ）の違いに起因するものである可能性を排除することが困難である。本発明者らが開発し本実験で用いたバイチャンネル呈示システム（例えば、非特許文献２６参照。）では、これらの問題が原理的に回避されている。

次いで、図３６のシステムに構成について以下に説明する。図３６において、同様のものについては同一の符号を付している。

図３６において、所定のハイパーソニック・サウンドの信号データを予め記録した信号源ディスク（例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−Ｒなどの記録媒体）をプレイヤ３０１にセットしてハイパーソニック・サウンドの信号データを再生する。当該信号データは前置増幅器３０２によりＤ／Ａ変換されかつ増幅された後、左チャンネル回路３１０及び右チャンネル回路３２０の各高域通過フィルタ（ＨＰＦ）３１１及び各低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３１２に入力される。左チャンネル回路３１０と右チャンネル回路３２０は高域通過フィルタ（ＨＰＦ）３１１と、各低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３１２と、４個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４と、ＨＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ａ及びＬＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ｂからなるイヤホン増幅器３１３と、ＨＦＣチャンネル電力増幅器３１４ａ及びＬＦＣチャンネル電力増幅器３１４ｂからなる電力増幅器３１４とを備えて、互いに同様に構成される。両方のチャンネル回路３１３，３１４において、高域通過フィルタ３１１から出力される超高周波成分（ＨＦＣ）の電気信号はスイッチＳＷ１及びＨＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ａを介してイヤホン３３４のツィータイヤホン素子３３４ａに出力されるとともに、スイッチＳＷ３及びＨＦＣチャンネル電力増幅器３１４ａを介してスピーカシステム３３０のツィータ３３１に出力される。また、低域通過フィルタ３１２から出力される可聴域成分（ＬＦＣ）の電気信号はスイッチＳＷ２及びＬＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ｂを介してイヤホン３３４の可聴域再生用フルレンジイヤホン素子３３４ｂに出力されるとともに、スイッチＳＷ４及びＬＦＣチャンネル電力増幅器３１４ｂ及びスピーカシステム３３０の電力分配ネットワーク３３５を介して可聴域再生用フルレンジスピーカ３３２及びウーファ３３３に出力される。

ここで、１対のスピーカシステム３３０，３３０は被験者３４０の左右の両脇に載置されるとともに、１対のイヤホン３３４，３３４は被験者３４０の両耳の外耳道に挿入される。以下の実験条件に依存して、被験者３４０の頭部３４１はフルフェースヘルメット３５０により実質的にその全体が被覆され、被験者３４０の頭部３４１以外の実質的な全身は遮音性の音絶縁化全身コート３６０により実質的にその全体が被覆される。また、以下の実験条件に依存して、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４がオン又はオフされる。ここで、１対のスピーカシステム３３０，３３０は被験者３４０の耳から２．０ｍの距離の位置に設置した。また、イヤーパッドのない挿入型の独自に開発したイヤホン３３４を用いた。イヤホン３３４の耳道挿入部は、硬質プラスチックの射出成型による厚さ約２〜３ミリメートル程度の筐体構造を形成し、左右チャンネルとも超高周波成分（ＨＦＣ）用と可聴域成分（ＬＦＣ）用の２つの振動発生イヤホン素子３３４ａ，３３４ｂをそれぞれ有する。

図３７は、図３６のバイチャンネル呈示システムを用いて実際に再生した空気振動を被験者位置でマイクロフォン（Ｂ＆Ｋ製４９３９型）で記録したパワースペクトラムである。使用した音楽全曲２００秒間を、ＦＦＴアナライザ（小野測器製）で解析した平均パワースペクトルを示している。聴覚に限らずどのような点においても無音状態と異なる感覚を覚えたらボタンを押すように被験者に指示して（しておいて又はした上で）、実験に用いた超高周波成分（ＨＦＣ）のみを呈示したところ、スピーカシステム３３０，３３０及びイヤホン３３４，３３４のいずれから超高周波成分（ＨＦＣ）を呈示した場合にも、どの被験者も無音状態との違いを指摘することはできないことを確認した。このことは、人間は２０ｋＨｚを超える周波数帯域の弾性振動を音として認識することができないという知識（例えば、非特許文献６，２０，２３参照。）ともよく合致する。

脳波実験と行動実験のそれぞれを４つのサブ実験から構成した。すなわち、この４つのサブ実験の実験条件は以下の通りである。
（１）可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両者をスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示する。
（２）可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両者をイヤホン３３４，３３４を介して呈示する。
（３）可聴域成分（ＬＦＣ）はイヤホン３３４，３３４を介して呈示し、超高周波成分（ＨＦＣ）はスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示する。
（４）可聴域成分（ＬＦＣ）はイヤホン３３４，３３４を介して呈示し、超高周波成分（ＨＦＣ）はスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示するが、被験者３４０の頭部３４１及び体表面が超高周波成分（ＨＦＣ）に曝露しないよう、それらの部分を遮音材であるフルフェースヘルメット３５０及び音絶縁化全身コート３６０でカバーする。

すべての実験で２つの条件を比較した。すなわち可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）を呈示するフルレンジ状態条件（以下、ＦＲＳ条件という。）と、可聴域成分（ＬＦＣ）のみを呈示するＬＦＣ単独条件である。すべての実験は音響遮音室（ａｃｏｕｓｔｉｃａｌｌｙｉｓｏｌａｔｅｄｒｏｏｍ）の中で実施した。不快適性を避けるために被験者３４０のまわりの環境に特別な注意を払った。

次いで、ＥＥＧの測定方法について以下に説明する。それぞれの実験では、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件のそれぞれの条件について２試行Ｐ．Ｑずつを数分の試行間間隔をあけ、試行Ｐ−試行Ｑ−試行Ｑ−試行Ｐの順序で実施した。被験者毎にＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件が試行Ｐと試行Ｑ、又は試行Ｑと試行Ｐにそれぞれ振り分けられ、その振り分け方は被験者間で計数値のバランスをとった。それぞれの試行Ｐ，Ｑにおいて、全曲を２回繰り返し４００秒間続く音呈示を行った。ここで、被験者３４０は、自然に目を開けているように指示された。脳波は、被験者３４０に対する拘束度を最小限にするためＷＥＥ−６１１２型テレメトリシステムを用いて、国際１０−２０法に基づく頭皮上１２電極（電極名：Ｆｐ１，Ｆｐ２，Ｆ７，Ｆｚ，Ｆ８，Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１及びＯ２）から、耳朶連結を基準電極として１−６０Ｈｚ（−３ｄＢ）のフィルタ設定で記録し、周波数成分解析の対象とした。１秒ずつオーバーラップさせた２秒の解析区間について２５６Ｈｚのサンプリング周波数、０．５Ｈｚの周波数解像度でＦＦＴで電極毎のパワーを求めた。それから各電極における１０．０−１３．０Ｈｚの帯域成分のパワーの平方根をα２帯域脳波の等価電位として計算した。被験者間のばらつきを取り除くため、各電極のデータは被験者毎にすべての解析区間、すべての電極、すべての条件を通して平均した値で正規化した。アーチファクト（欠陥部）を含む区間を除外した後、中心頭頂後頭部の７電極（電極名：Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）から得られたデータを平均してその平均値をα−ＥＥＧとし、２つの条件間で比較した。この指標は、ハイパーソニック・エフェクトの神経基盤と考えられる脳深部の神経ネットワーク全体の活性と有意に相関することが示されている（例えば、非特許文献１１参照。）。

脳波の経時データは音呈示に対して明らかな遅延を示すため（例えば、非特許文献１５参照。）、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件の間の違いについての統計的評価は、全区間４００秒、後半２００秒間、最終１００秒に関して対応のあるｔ検定を用いて実施した。また、各電極におけるα２帯域成分の強さを両条件間で比較した時の統計値ｔ値を自由度に影響されないｚ値に変換し、それに基づいて２５６５点の格子点における値を線形補完によって計算した（例えば、非特許文献５，２２参照。）。それらのデータに基づいて等電位カラーマップを作成することによって、α帯域成分の変化の頭皮上分布についても検討を行った。

次いで、快適な聴取レベルについて以下に説明する。それぞれの実験では、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件のそれぞれについて２セッションずつを数分の試行間間隔をあけて実施し、順序は被験者間でカウンターバランスをとった。１つのセッションは５試行からなり、それぞれは２００秒間の音試料の呈示に相当する。１つのセッションの中では、ＦＲＳ条件又はＬＦＣ単独条件のいずれか同一のものが一貫して呈示された。聴取音量レベルは統合型騒音計（小野測器製ＬＡ−５１１１型）を用いて等価音圧レベル又は等価騒音レベル（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓＡ−ｗｅｉｇｈｔｅｄｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｖｅｌ）［単位ＬＡｅｑ］として計測された。この計測法では、２０ｋＨｚ以下の周波数成分の等価音圧レベル（ＬＡｅｑ）のみが計測されるため、２２ｋＨｚ以上の超高周波成分（ＨＦＣ）が存在することにより計測された等価騒音レベルの値は影響を受けないことを特記しておく。第１のセッションでは、被験者は固定したボリュームで音を聴取した。それらの音量レベルは、スピーカシステム３３０，３３０を介して呈示した場合は７９．５ｄＢ（ＬＡｅｑ）に相当し、イヤホン３３４，３３４を介して呈示した場合は、主観的にそれと同じ大きさに感じるレベルとした。それに引き続く３回のセッションでは、被験者は自由に音量を主観的に最も快適に感じるレベルに調整するように指示された。音量調整は、プレイヤ３０１と前置増幅器３０２の間に挿入された電動フェーダー（電動音量調整器：英国のペニー・アンド・ジャイルズ製ＰＧＦＭ３０００型）をアップ・ダウン・スイッチで遠隔制御することによって実施した。被験者が音量調整を行うときには、視覚的あるいは触覚的な手がかり情報は与えられなかった。その後、最終試行では、被験者がその前のセッションで最終的に調整した音量で音楽を聴取した。このようにして計測された最終試行における聴取音量をＣＬＬとした。これらの実験はダブルブラインド下で実施された。すなわち、１名の実験者が音刺激の呈示を担当し、呈示条件を知らされていない別の実験者が被験者への教示と聴取音量レベルの計測を担当した。被験者は、それぞれのセッションがＦＲＳ条件又はＬＦＣ単独条件のいずれに相当するかを知らされていなかった。統計的評価は対応のあるｔ検定を用いた。

次いで、ＥＥＧ実験結果について以下に説明する。ＦＲＳ条件で可聴域成分（ＬＦＣ）及び超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステム３３０，３３０を介して被験者３４０（男性５名、女性７名、年齢２５−５１歳）に呈示した場合には、ＬＦＣ単独条件に比較してα−ＥＥＧは有意に増大しており、ハイパーソニック・エフェクトが発生していることが確認された（図３８（ａ）の左側グラフ及び図３９参照。）。α−ＥＥＧの増加は、音呈示期間の後半になるに従ってより顕著となっていた（全体４００秒で有意確率ｐ＝０．１７、後半２００秒で有意確率ｐ＝０．０４７、最終１００秒で有意確率ｐ＝０．０２１）。このことはハイパーソニック・エフェクトの発現と消退に時間的な遅れを伴うとした本発明者らのこれまでの報告とよく一致している（例えば、非特許文献１５参照。）。

可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両成分ともイヤホン３３４，３３４を介して耳に限定的に呈示した場合（被験者男６、女９、年齢２５〜６５歳）には、α−ＥＥＧはＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件との間で違いが認められなかった（図３８（ｂ）の左側グラフ及び図４０参照。全体４００秒で有意確率ｐ＝０．４５、後半２００秒で有意確率ｐ＝０．８８、最終１００秒で有意確率ｐ＝０．４１）。これとは対照的に、可聴域成分（ＬＦＣ）はイヤホン３３４，３３４を介して呈示し、超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステム３３０，３３０を介して主に頭部と身体前面の体表面に呈示した場合には（男７、女８、年齢２５〜６５歳）、α−ＥＥＧは、ＦＲＳ条件時にＬＦＣ単独条件と比較して、呈示時間の後半において有意に増大していた（図３８（ｃ）の左側グラフ及び図４１参照。全体４００秒で有意確率ｐ＝０．０５４、後半２００秒で有意確率ｐ＝０．０２９、最終１００秒で有意確率ｐ＝０．００２０）。一方、音絶縁化フルフェースヘルメット３５０と遮音性の音絶縁化全身コート３６０を用いて、被験者３４０（男５，女８，年齢２５−６５歳）の頭部３４１と体表面をスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示される超高周波成分（ＨＦＣ）の曝露から遮蔽したところ、ＦＲＳ条件におけるα−ＥＥＧの増加は顕著に抑制された（図３８（ｄ）の左側グラフ及び図４２参照。全体４００秒で有意確率ｐ＝０．４２、後半２００秒で有意確率ｐ＝０．６４、最終１００秒で有意確率ｐ＝０．４７）。これらのデータは、超高周波成分（ＨＦＣ）が頭部３４１及び／又は体表面に到達するように呈示されたときにのみハイパーソニック・エフェクトが発生することを示している。

次いで、行動実験とその実験結果について以下に説明する。快適聴取レベルＣＬＬを用いた行動計測は脳波実験の結果と一致していた。可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両者がスピーカシステム３３０，３３０を介して被験者（男５，女５，２５−６５歳）に呈示されたとき（図３８（ａ）の右側グラフ参照。）、あるいは可聴域成分（ＬＦＣ）はイヤホン３３４，３３４を介して、超高周波成分（ＨＦＣ）はスピーカシステム３３０，３３０を介して被験者３４０（男５，女５，年齢３１−６５歳）に呈示された時（図３８（ｃ）の右側グラフ参照。）には、被験者３４０はＦＲＳ条件ではＬＦＣ単独条件と比較して、快適に聴取するための音量を自発的により大きく調整した。これとは対照的に、可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両者がイヤホン３３４，３３４を介して呈示されたときには、被験者３４０（男３、女６、年齢２５−５０歳）は、聴取レベルをＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件との間で同じ大きさに調整した（図３８（ｂ）の右側グラフ参照。有意確率ｐ＝０．９６）。可聴域成分（ＬＦＣ）がイヤホン３３４，３３４を介して、超高周波成分（ＨＦＣ）がスピーカシステム３３０，３３０を介して、超高周波成分（ＨＦＣ）への曝露から遮蔽された被験者３４０（男４、女５、年齢３４−６５歳）に対して呈示されたときには、ＦＲＳ条件における快適聴取レベルＣＬＬの増加は顕著に抑制されていた（図３８（ｄ）の右側グラフ参照。有意確率ｐ＝０．２７）。

次いで、上述の実験結果について以下に考察する。この実験では、ハイパーソニック・エフェクトの発生メカニズムを明らかにするための第一歩として、この現象の発生に気導聴覚系以外の受容応答系が関与している可能性を否定できるかどうかを検討した。そのために、可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）とをスピーカシステム３３０，３３０を経由して被験者３６０の頭部３４１を含む身体表面の広い領域に、又はイヤホン３３４，３３４を経由して耳から気導系だけに選択的に、様々な組み合わせで呈示して、ハイパーソニック・エフェクトが発現する状態を調べた。この実験の要求する特異な条件に適合性が高いものとして選択した互いに原理の異なる２つの計測評価手法、すなわち、中心頭頂後頭部の電極から記録された自発脳波のα２帯域のパワー（α−ＥＥＧ）計測法と、行動学的評価指標である快適聴取レベル評価法とは、いずれも、ＰＥＴ計測装置やｆＭＲＩ装置を使った予備的検討においては実現困難であったクリアカットな結果をもたらし、この実験における手法選択の妥当性を結果的に支持している。

脳波の後頭部優位律動のパワーと相関する神経活性をもった脳内部位は大きく３つに分けられる（例えば、非特許文献１９参照。）。１つはα波の直接の電位発生源となっている大脳皮質の活動であり、α波のパワーと負の相関を示す後頭部視覚野の活動が相当する。２つめは、α波の直接の電位発生源ではないが、その律動形成に直接かかわっている皮質−皮質下ループの活動であり、視床がこれに相当する。３つ目はα波の発現に間接的な影響を及ぼす機能的連関を反映した部位であり、大脳辺縁系や脳幹がこれに相当すると考えられる。本実施例の検討で用いたα−ＥＥＧの変化は、後者２つに関連したものと考えられる。本発明者らが先に報告した脳波と脳血流の同時計測データ（例えば、非特許文献１５参照。）を主成分分析を用いて再解析したところ（例えば、非特許文献１１参照。）、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件との間で最も顕著な脳血流変化を示す第１主成分として視床、脳幹、視床下部といった脳深部を中心として前頭前野や前帯状回へと拡がる神経ネットワークが描出された。この脳血流第１主成分の強度は、同時に計測した脳波成分のうち中心部から頭頂後頭部にかけての７電極（電極名：Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）それぞれから記録されたα２帯域のポテンシャルと統計的有意な正の相関を示すとともに、それらの平均値とも有意な正の相関を示した（例えば、非特許文献１１参照。）。この所見は本発明者らのこれまでの報告（例えば、非特許文献１５、１８参照。）や、他の報告（例えば、非特許文献７参照。）とも一致している。さらに、本発明者らがこれまでにハイパーソニック・エフェクトの神経生理学的基盤として報告した超高周波成分（ＨＦＣ）を豊富に含む音による視床及び脳幹の活性化の所見とも矛盾しない。従って、本実施例で用いた脳波指標によって検出されたハイパーソニック・エフェクトは、脳幹や視床を含む脳深部神経ネットワークの活性化を相当程度反映したものと考えるのは妥当であろう。これらの脳部位は、前頭前野をはじめとする脳内の様々な部位にモノアミン神経系を投射しており（例えば、非特許文献１７参照。）、報酬系を介した快感を誘起することによって（例えば、非特許文献２１参照。）、接近行動を誘発すると考えられる。

快適聴取レベルＣＬＬは、被験者が意識できない、あるいは被験者が簡単に言葉で表現することのできないようなわずかな音質の違いを検出するために用いられる指標である（例えば、非特許文献３，１２参照。）。この計測の基本的なストラテジーは、被験者はより好ましい刺激をより大きな音量で受容するようふるまうということである。従って、被験者が超高周波成分（ＨＦＣ）を含む音をより大きな音量で、すなわちより大量に受容しようとふるまうという快適聴取レベルＣＬＬを用いた実験結果は、脳の報酬系の活動をなんらかの形で反映したものと考えることが可能である。この説明は脳波実験の結果ともよく一致する。その一方で、超高周波成分（ＨＦＣ）が何らかの抑制効果をもち、その効果は抑制されるもの（すなわち、本実施例では、可聴域成分（ＬＦＣ））が同時に呈示されたときにのみ発揮されるという説明も可能かもしれない。本実施例に係る実験からはこの可能性についてはっきりとさせることはできなかった。

本実施例に係る実験の構成における重要なポイントは、ハイパーソニック・エフェクトが超高周波成分（ＨＦＣ）単独では発現せず、超高周波成分（ＨＦＣ）と可聴域成分（ＬＦＣ）との相互作用によって発現するという特異性への注目である。これに基づいて、超高周波成分（ＨＦＣ）と可聴域成分（ＬＦＣ）とを同時に呈示するＦＲＳ条件下と、可聴域成分（ＬＦＣ）を単独で呈示するＬＦＣ単独条件下での応答反応を、気導系又はそれ以外の系の関与の有無が明瞭に反映されるように構成した設定のもとで比較した。被験者たちは、超高周波成分（ＨＦＣ）がスピーカシステム３３０，３３０又はイヤホン３３４，３３４のいずれかを介して呈示されたときにも、それを音として感じることはなかった。それにもかかわらず、可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）との両者がともにスピーカシステム３３０，３３０を経由して再生され、通常の気導性聴覚系と平行して、それ以外の受容応答系を有するかもしれない体表面の広い範囲にも両成分が呈示される条件のもとでは、同じくスピーカを経由して可聴域成分（ＬＦＣ）だけが呈示されたときに比較して、α２帯域のパワーが統計的有意に増大するとともに、快適聴取音量が統計的有意に大きく選択されるという結果が得られ、ハイパーソニック・エフェクトの発現が確認された。これは、これまでの報告と一致するものである（例えば、非特許文献１３−１５，２４−２６参照。）。

一方、超高周波成分（ＨＦＣ）と可聴域成分（ＬＦＣ）の両者ともイヤホン３３４，３３４を経由して気導聴覚系だけに選択的に呈示されたときには、２つの指標いずれにおいてもハイパーソニック・エフェクトの発現は認められなかった。この条件は、気導聴覚系のみに対して純粋に可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）とを呈示した理想的な設定であり、ハイパーソニック・エフェクトが気導聴覚系のみの関与によって引き起こされるのであれば、それに対応した理想的な状態でハイパーソニック・エフェクトの発現が観察されるものと期待される。それにもかかわらずハイパーソニック・エフェクトの発現がまったく認められないというこの事実は、超高周波成分（ＨＦＣ）に対する気導聴覚系の受容応答可能性に対して重大な留保を導く。

それに対して、可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホン３３４，３３４を経由して気導聴覚系だけに選択的に呈示した状態下で超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステム３３０，３３０を経由して全身に呈示したときには、適用した２つの指標のどちらにおいても、ハイパーソニック・エフェクトの発現が統計的有意に観察された。この実験で用いたイヤホン３３４，３３４は、硬質プラスチックの射出成型による厚さ約２〜３ミリメートル程度の挿入型の筐体構造をもち、スピーカシステム３３０，３３０を介して大気中に送り出された超高周波成分（ＨＦＣ）がイヤホン３３４，３３４の筐体を透過して耳道に入ることをほぼ完全に妨げているため、超高周波成分（ＨＦＣ）が気導聴覚系に到達することはありえない。また、この条件下では、超高周波成分（ＨＦＣ）は大気中、可聴域成分（ＬＦＣ）は耳道内という互いに隔離された空気回路を別々に通過するため、超高周波成分（ＨＦＣ）と可聴域成分（ＬＦＣ）とが大気中又は耳道内で接触してなんらかの物理的な相互作用を導くという仮説や、それによって修飾された可聴域成分（ＬＦＣ）が聴覚神経系を介してハイパーソニック・エフェクトを引き起こすという仮説を成立困難に導いている。

一方、この実験では、可聴域成分（ＬＦＣ）を気導聴覚系に呈示しつつ、超高周波成分（ＨＦＣ）を気導聴覚系からは呈示せず頭部を含む身体表面に呈示した場合にのみ、ハイパーソニック・エフェクトの明瞭な発現が認められている。この事実は、第１に、気導聴覚系へのＨＦＣの呈示がハイパーソニック・エフェクト発現の条件として必ずしも必須ではないこと、第２に、同じく気導系以外の身体表面に超高周波成分（ＨＦＣ）を呈示することが、ハイパーソニック・エフェクトの発現にすくなくとも有効であることを支持する。

同じ設定の実験において、スピーカシステム３３０，３３０を介して送り出された超高周波成分（ＨＦＣ）を被験者の身体に達する直前の位置に防音素材を置いて高度に減弱させ、その身体表面への到達を妨げると、ハイパーソニック・エフェクトの発現は顕著に抑制されている。このことは、ハイパーソニック・エフェクトを発現させるためには身体表面にＨＦＣを直接到達させることが必須であるとする仮説を導く。さらに、この実験においては、超高周波成分（ＨＦＣ）が遮音素材によって著しく減弱させられながらも、わずかながら体表面に到達しているときには、それに見合った状態でα波ならびに快適聴取音量がともに若干増加する傾向をみせており、被験者に到達するＨＦＣの量がハイパーソニック・エフェクトの発現強度に関与している可能性が示唆されることも注目に値する。このことは、超高周波成分（ＨＦＣ）がその量に依存して変換され、超高周波成分（ＨＦＣ）を増強するとハイパーソニック・エフェクトがより強力に発生するという本発明者らのこれまでの報告（例えば、非特許文献２５参照。）とも矛盾しない。

なお、この実験条件下では、被験者は、超高周波成分（ＨＦＣ）に対しては高度に遮断されているけれども、大気に対してはそれほどではなく、特に呼吸による周辺の大気の取り込みは、全く妨げられていない。このことは、超高周波成分（ＨＦＣ）が大気中の化学物質に働きかけることによって、例えば、大気成分の組成の変化といった非生物学的な現象が導かれその反映としてハイパーソニック・エフェクトが発現するといった仮説の成立を困難にする効果を有する点においても、無視できない。

以上の知見を統括すると、可聴域上限を超える超高周波成分（ＨＦＣ）を豊富に含む非定常な音が人間に導くハイパーソニック・エフェクトが、既知の気導聴覚系単独の関与のもとに発現するという仮説を支持する材料は、本実施例に係る実験の範囲では得られず、その仮説を留保することによって説明可能となるこれまで未知の事実が見出された。ここに見出された様々な実験事実は、気導聴覚系単独関与仮説によっては説明が不可能である一方、頭部を含む身体表面上に所在しあるいは窓口をもつ何らかの受容応答系の存在を想定することによって、その全体をほとんど矛盾なく説明することができる。従って、ハイパーソニック・エフェクトの発現メカニズムを既知の気導聴覚系単独の関与に限定して追及する枠組みにとどまることは限界が著しいだけでなく、肝心なものを見逃すリスクを伴うと考えられる。

既知の気導聴覚系に属さないどのようなメカニズムが超高周波成分（ＨＦＣ）の受容と変換にかかわっているかを特異的に同定することは、本実施例に係る実験の射程外であるが、様々な生体システムが関与する可能性を視野に収めながら今後の検討をすすめることができる。例えば、体表面に呈示された機械振動情報を運ぶ神経系である体性感覚系の末梢受容器マイスナー小体及びパッチー二小体の周波数応答域は通常それぞれ５−８０Ｈｚと８０−６００Ｈｚといわれているが（例えば、非特許文献４参照。）、これら既知の受容器が、人間の可聴域を超えるような超高周波振動に対して何らかの未知の反応性を有する可能性もあるかも知れない。

また最近、健常人や内耳の機能障害により聴覚を喪失した患者が、骨導により音声信号によって変調された可聴域を超える超高周波成分を認識できることが超音波ヒアリングとして報告されている（例えば、非特許文献９参照。）。こうした骨導聴覚系が、ハイパーソニック・エフェクトの発現になんらかの影響を及ぼしている可能性を否定することはできない。

さらに最近、感覚神経系の受容器以外の一般の非感覚細胞にも機械受容チャネルが存在し、外来の機械刺激に対する細胞応答性を有することが明らかにされつつあり（例えば、非特許文献２参照。）、こうした機械刺激受容能は広範な生命現象を支える根本的機能として着目されている。特に、曽我部らは、一般性のある機械受容チャネル遺伝子を真核細胞において同定することに成功している（例えば、非特許文献８参照。）。従って、空気振動としての超高周波成分（ＨＦＣ）がこれら何らかの機械受容チャネルを介して体細胞自体の状態変化（細胞内情報伝達系、遺伝子発現の遺伝子制御、代謝調節、酵素反応、膜透過、分子拡散など）に影響を及ぼし、その情報が神経細胞又は内分泌・免疫系などを含む化学的メッセンジャー系を介して脳に伝達されることにより可聴域音の受容に対して修飾的な影響を及ぼしている可能性などについては、特別な注意を払うべきだろう。これは、現在、医療分野で広く応用されている超高周波振動の生体に及ぼす影響が、神経機能以外のメカニズム、生体構成粒子のわずかな変異によって引き起こされる温熱効果やキャビテーション、マイクロストリーミングの形成、それに伴う様々な物理的及び化学的反応を背景としているという考え方（例えば、非特許文献１参照。）とも矛盾しない。

結論として、当該実験結果は、ハイパーソニック・エフェクトの発現は、気導聴覚系ではないなんらかの未知の情報チャンネルが活性化されたときにのみ観察されることを示唆している。また、未だ同定されていない需要メカニズムが１つ以上参画している可能性を無視するべきではない。これらの結果は、可聴域を超えた超高周波振動成分が可聴域振動成分と同時に呈示されるときに、なんらかの非聴覚系経路を介して脳深部を活性化することによって修飾的に作用し、ハイパーソニック・エフェクトを引き起こすという、本発明者らが以前に提唱した二次元知覚モデルと矛盾せず、それを支持するものでもある。

実施例２では、第１の実施形態に係る図１のＰＥＴ計測装置と、図３の従来例のＰＥＴ計測装置との実験による比較結果について以下に説明する。

実施例２では、第１の実施形態に係る図１のＰＥＴ計測装置であって、第２の実施形態に係る水冷式のＰＥＴ計測装置を使用した。ＰＥＴ計測装置から被験者に伝播する騒音振動を低減させるために、計測装置本体の全面を市販の発泡ポリウレタン樹脂板にてなる振動絶縁材料１０ａにより被覆し、被験者支持装置であるベッド１１の上面を同様に発泡ポリウレタン樹脂板にてなる振動絶縁部材１１ａで覆った上でＰＥＴ計測装置付属のマットレスを敷いた。ベッド１１近傍の、被験者の足元付近に相当する位置に、実験目的に従って可聴域音及び可聴域を超える超高周波成分（ＨＦＣ）の音を呈示するスピーカＳ１，Ｓ２を設置した。計測装置中央の空洞に被験者の頭部が入る深さが、計測が成立する範囲内で可能な限り小さくなるように被験者位置を調整して、スピーカＳ１，Ｓ２を介して呈示された音波が被験者の頭部顔面を含む身体の広い範囲に直接到達するようにするとともに、被験者の視界を広く確保して拘束感が小さくなるようにした。

図４３は従来例に係るＰＥＴ計測装置による実験結果であって、図４３（ａ）は当該実験に用いる音源の電気信号のスペクトル図であり、図４３（ｂ）は当該実験の聴取位置での電気信号のスペクトル図であり、図４３（ｃ）は被験者の脳幹における種々の音に対する調整後のｒＣＢＦを示すグラフであり、（ｄ）は被験者の視床における種々の音に対する調整後のｒＣＢＦを示すグラフである。図４４は第１の実施形態に係る図１のＰＥＴ計測装置による実験結果であって、図４４（ａ）は当該実験に用いる音源の電気信号のスペクトル図であり、図４４（ｂ）は当該実験の聴取位置での電気信号のスペクトル図であり、図４４（ｃ）は被験者の脳幹における種々の音に対する調整後のｒＣＢＦを示すグラフであり、図４４（ｄ）は被験者の視床における種々の音に対する調整後のｒＣＢＦを示すグラフである。

感性計測の一例として、ハイパーソニック・エフェクトに関連する脳領域を調べることを目的として、図１の第１の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ａ（プロトタイプ）を用いて、被験者１２に超高周波成分（ＨＦＣ）を含む音を呈示したとき、超高周波成分（ＨＦＣ）を含まない音を呈示したとき、音を呈示せず背景騒音のみのときの、それぞれの被験者聴取位置での音のパワースペクトル及び脳血流を計測・分析した。その結果、第１の実施形態に係るプロトタイプのＰＥＴ計測装置１０Ａでは、図４４（ｂ）に示すように、図３の従来例に比較して背景騒音のレベルが低く、その帯域成分も低周波又は可聴域に限定されているために、電気信号を再生した呈示音の超高周波成分（ＨＦＣ）領域を汚染する度合いが低く、被験者が聴取した音のパワースペクトル実測データにおいて超高周波成分（ＨＦＣ）の有無の違いによるスペクトル構造の区別が明瞭に保たれていた。これに対応する脳血流データでは、図４４（ｃ）及び（ｄ）に示すように、脳基幹部内の視床と脳幹に属する領域で、条件毎の血流量に有意な差が見出された。

図３の従来例に係るＰＥＴ計測装置１０を用いて同様の計測を行った場合には、図４３（ｂ）に示すように、電気信号を再生した音が計測装置から発生する超高周波成分（ＨＦＣ）を含む騒音振動によって汚染され、超高周波成分（ＨＦＣ）を含む音が呈示された条件と超高周波成分（ＨＦＣ）を含まない音が呈示された条件とのいずれにおいても装置に由来する超高周波振動による汚染が著しく、パワースペクトルの構造が条件間で互いにきわめて接近しその差が僅少な状態にある。それを反映して、図４３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、脳基幹部の血流はどの条件下でもほぼ一様に増加しており、これらの領域の神経活動が条件にかかわらず常に活発化していたことを示し、第１の実施形態に係るプロトタイプのＰＥＴ計測装置１０Ａを用いて計測した場合のように条件毎の有意差を見出すことはできない。このように、計測装置から発生するノイズや振動の影響を受けやすい現象に関わる脳機能の計測に際して、発明型は有効に機能することが示された。

第１４の実施形態．
図４７は本発明の第１４の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。図４７において、ＰＥＴ計測装置１０Ｂにおいては、検出センサ部であるＰＥＴ検出部４１０と、信号変換送信部４３０又は４３０Ａとを一体的に形成しかつ被験者１２の頭部１２ａに装着して固定する。被験者１２の頭部１２ａのみで支えるか、又は、壁などにとりつけた可動式アームで支えて重さが被験者１２の負担にならないようにサポートしてもよい。ＰＥＴ検出部４１０が検出した放射線に関する情報を、光信号のまま、あるいは電気信号に変換し、信号を有線あるいは無線によって遠隔に設置した信号解析部４２０内の放射線計数演算モジュール２４に送信する。ここで、光信号有線データ伝送のときは、光ファイバケーブル１６を用いて伝送し、電気信号有線データ伝送のときは、有線信号ケーブル１７を用いて伝送し、電気信号無線データ伝送のときは、信号変換送信部４３０又は４３０Ａのアンテナ４３０ａ及び無線受信部４４０のアンテナ４４０ａを用いて伝送する。

図４８は図４７のＰＥＴ計測装置１０Ｂにおいて光信号有線伝送のときの実施例を示すブロック図である。図４８において、被験者１２内の検査薬分子２１ａから放射される放射線２１ｐは、頭部１２ａに装着されたＰＥＴ検出部４１０内の検出器リング２１Ａで検出され、当該検出された放射線に関する情報は光ファイバケーブル１６を介して信号解析部４２０の放射線計数演算モジュール２４に伝送される。放射線計数演算モジュール２４は入力される情報を計数演算した後、データ画像演算コンピュータ３５は上述の所定の画像処理を実行する。なお、検出器リング２１Ａは所定の検出器電源モジュール２５ｃから電源供給される。

図４９は図４７のＰＥＴ計測装置１０Ｂにおいて電気信号有線伝送のときの実施例を示すブロック図である。図４９において、被験者１２内の検査薬分子２１ａから放射される放射線２１ｐは、頭部１２ａに装着されたＰＥＴ検出部４１０内の検出器リング２１Ａで検出され、当該検出された放射線に関する情報は頭部１２ａに装着された信号変換送信部４３０Ａ内の光電信号変換モジュール４３１に入力された後電気信号に光電変換され、当該電気信号は増幅器４３２により増幅された後、有線信号ケーブル１７を介して信号解析部４２０内の放射線計数演算モジュール２４に伝送される。放射線計数演算モジュール２４は入力される情報を計数演算した後、データ画像演算コンピュータ３５は上述の所定の画像処理を実行する。なお、光電信号変換モジュール４３１及び増幅器４３２は電源モジュール２５ｄから電源供給される。

図５０は図４７のＰＥＴ計測装置１０Ｂにおいて電気信号無線伝送のときの実施例を示すブロック図である。図５０において、被験者１２内の検査薬分子２１ａから放射される放射線２１ｐは、頭部１２ａに装着されたＰＥＴ検出部４１０内の検出器リング２１Ａで検出され、当該検出された放射線に関する情報は頭部１２ａに装着された信号変換送信部４３０内の光電信号変換モジュール４３１に入力された後電気信号に光電変換され、当該電気信号は増幅器４３２により増幅された後、無線送信回路４３３により無線信号に変調され、当該無線信号はアンテナ４３０ａから無線受信部４４０のアンテナ４４０ａに向けて放射される。なお、光電信号変換モジュール４３１、増幅器４３２及び無線送信回路４３３は電源モジュール２５ｄから電源供給される。無線受信部４４０のアンテナ４４０ａにより受信された無線信号は無線受信回路４４１により電気信号に復調された後、信号解析部４２０内の放射線計数演算モジュール２４に伝送される。放射線計数演算モジュール２４は入力される情報を計数演算した後、データ画像演算コンピュータ３５は上述の所定の画像処理を実行する。なお、無線受信回路４４１は電源４４２から電源供給される。

従来型のＰＥＴ計測装置においては、被験者１２はベッドに横臥し、ＰＥＴ計測装置の検出センサが配置された円筒状の空洞に身体を入れる。このとき、装置と被験者１２の身体は分離独立しているため、被験者１２が移動しては計測は成り立たない。また、頭部１２ａの微動により計測に誤差が出ることがある。この発明では、ＰＥＴ検出部４１０と信号変換送信部４３０又は４３０Ａのみを被験者１２の頭部１２ａにヘルメット状に装着・固定することにより、装置と被験者１２が一体化することによって、被験者１２が移動しても計測が妨げられず、そのため被験者の動きの拘束を大幅に減らすことを可能となる。特に、検出信号を無線あるいは十分に細い有線で伝送することにより、非拘束状態で脳活動の計測が可能になる。かつ、頭部１２ａの微動により計測に誤差が出ることを防ぎ、計測精度を大幅に改善させることを可能となる。

従来型のＰＥＴ計測装置（図４）においては、ＰＥＴ計測装置には検出器リングのほかに放射線計数演算モジュール２４、演算モジュール電源２５、装置本体電源制御モジュール２２などが付属しており、これらのモジュールが発する熱を冷却するために、冷却気吸気ファン４１によって外気が導入された後、温排気として外部に排出される。従って、特にこれらの冷却系を含む諸機構によって超広帯域性の振動ノイズを発生する。この発明では、放射線計数演算部を被験者から十分離れた遠隔地点に設置することによって、放射線計数演算装置が発する振動ノイズが被験者の身体に到達することを防ぐ。これによって、本来の計測対象である振動の存在状態と脳活性との関係についての計測精度を大幅に改善させることを可能となる。

ＰＥＴ検出部４１０と信号変換送信部４３０又は４３０Ａが被験者１２の身体を覆う面積は頭部１２ａの狭い範囲に限られるため、被験者１２の身体の露出面積が増し、振動の印加範囲が広がる。

従来のＰＥＴ撮像装置では、被験者１２がベッド上に拘束されることによって、被験者１２に大きな心的ストレスを発生させるため、それが妨げとなり快適感や美感など人間のポジティブな心的状態に関連した脳活動を計測することが極めて困難であったが、非拘束型にすることにより、心的ストレスを大幅に軽減することが可能になり、ポジティブな心的状態に関連した脳活動を的確に計測することが可能になる。ＰＥＴ計測装置のＰＥＴ検出部４１０を一体化したヘルメット状の帽子などに、頭皮表面電位（脳波）の検出センサも装着可能にする。これによって、被験者が非拘束で動ける状態において、ＰＥＴと脳波の同時計測を行うことが可能になる。

また、ＰＥＴ計測の検出センサ部のリングの内側などに振動呈示装置を装着し、呈示用振動を頭部に呈示することを可能にする。このことによって、ＰＥＴ計測中に露出していない頭部にも振動を印加することが可能となり、ＰＥＴ計測により振動伝達が妨げられる部位がほとんど皆無になる。

第１５の実施形態．
図５１は本発明の第１５の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。また、図５２（ａ）は図５１のＰＥＴ計測装置１０Ｃの詳細構成を示すブロック図であり、図５２（ｂ）は図５１の脳波計測装置５００の詳細構成を示すブロック図であり、図５２（ｃ）は図５１の振動呈示装置６００の詳細構成を示すブロック図である。第１５の実施形態に係るＰＥＴ検出部４１０Ａは、超高周波振動又は超知覚振動（可聴域例えば２０ｋＨｚを超え、概ね５００ｋＨｚまでの超高周波成分を含む振動をいい、いわゆるハイパーソニックエフェクトを有する。）を呈示する複数の振動呈示装置６００と、複数の頭皮表面電位（脳波）検出センサ１８とを、頭部１２ａの上部に近接するような位置にさらに備えたことを特徴とする。

図５１において、ＰＥＴ計測のＰＥＴ検出部４１０Ａを一体化したヘルメット状の帽子などに、頭皮表面電位（脳波）の検出センサ１８も装着した。これによって、被験者１２が非拘束で動ける状態において、ＰＥＴと脳波の同時計測を行うことが可能になる。また、ＰＥＴ計測のＰＥＴ検出部４１０Ａのリングの内側などに複数の振動呈示装置６００を装着し、呈示用超高周波振動又は超知覚振動を頭部１２ａに呈示することができる。このことによって、ＰＥＴ計測中に露出していない頭部１２ａにも当該振動を印加することが可能となり、ＰＥＴ計測により振動伝達が妨げられる部位がほとんど皆無になる。

図５２（ａ）において、同様の構成のＰＥＴ計測装置１０Ｃを示す。図５２（ｂ）の脳波計測装置５００において、ＰＥＴ検出部４１０は頭皮表面電位（脳波）検出センサ１８を備え、検出センサ１８により検出された情報はＰＥＴ検出情報と同様に周波数変換部４３０の増幅器４３２を介して無線送信回路４３３に入力されて、無線受信部４４０及び信号解析部４２０に無線伝送される。図５２（ｃ）の振動呈示装置６００は、超高周波振動又は超知覚振動を記録して再生する振動記録再生装置６０１と、再生される振動を増幅する増幅器６０２と、増幅された振動を出力して呈示する振動呈示装置６０３とを備えて構成される。

第１６の実施形態．
図５３は本発明の第１６の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。図５４（ａ）は図５３のＰＥＴ計測装置１０Ｄの詳細構成を示すブロック図であり、図５４（ｂ）は図５３の脳磁図計測装置７００の詳細構成を示すブロック図である。図５４及び図５４のＰＥＴ計測装置１０Ｄは、図５１のＰＥＴ計測装置１０Ｃの頭皮表面電位（脳波）検出センサ１８に代えて、脳内磁気分布（脳磁図）検出センサ１９を備えたことを特徴としている。図５４（ｂ）の脳磁図計測装置７００はＰＥＴ検出部４１０Ｂにおいて脳内磁気分布（脳磁図）検出センサ１９及び増幅器１９ａを備えることを除いて第１５の実施形態と同様である。

以上のように、ＰＥＴ計測のＰＥＴ検出部４１０Ｂと一体化したヘルメット状の帽子などに、脳内磁気分布の検出センサ１９も同時に装着することにより、被験者１２が非拘束で動ける状態において、ＰＥＴと脳磁図の同時計測を行うことが可能になる。

第１７の実施形態．
図５５は本発明の第１７の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ｅの構成を示すブロック図である。また、図５６は図５５のＰＥＴ計測装置１０Ｅの詳細構成を示すブロック図である。図５５において、ＰＥＴ計測装置１０ＥのＰＥＴ検出部４１０Ｃはその頭部巻回部の所定の複数の位置にマーカー用微弱線源２１ｍを備えたことを特徴としている。図５６において、マーカー用微弱線源２１ｍからの放射線は検査薬分子２１ａからの放射線とともに検出器リング２１Ａにより検出されて、光電信号変換モジュール４３１に出力される。

従って、ＰＥＴ計測を行う際に、被験者１２の頭部１２ａに微弱線源２１ｍを装着することにより、解剖学的画像とＰＥＴ計測装置１０Ｅにより撮像した画像との位置を対応づけることを可能となる。従来型のＰＥＴ装置では、ＣＴ撮像を同時に行うことにより解剖学的画像とＰＥＴ計測装置により撮像した画像との位置を対応づけることが多かった。この発明では、頭部１２ａに装着する部分を小型軽量にする必要があり、ＰＥＴ検出部４１０Ｃと信号変換送信部４３０のみを被験者１２の頭部１２ａに装着するため、ＣＴ撮像を行うことは不可能である。そこで、６８Ｇｅ／６８Ｇａなどのマーカー用微弱線源１２ｍを被験者１２の頭部１２ａに装着することによって、解剖学的画像との位置を対応づけることができる。

第１８の実施形態．
図５７は本発明の第１８の実施形態に係る、超知覚振動再生装置８００を用いて複数の被験者１２をＰＥＴ計測装置１０ＡによりＰＥＴ計測するときの構成を示すブロック図である。すなわち、図５７は公共空間で複数の被験者１２を対象にしたＰＥＴ計測の実施例を示す。公共空間に設置した超知覚振動再生装置８００などから、超知覚振動を再生し、被験者１２の体表面に印加する。このとき、再生される超知覚振動はすべての被験者１２に共通となる。また、携帯音楽プレイヤなどの可聴音再生装置９００により可聴音を再生して例えばヘッドホン９００ａにより聴く。このとき、各被験者１２は、互いに異なる自分の好みの音楽などを聴いていてよい。これによって、共通の超知覚振動と、個別の可聴音の組み合わせの効果を実験により検証することが可能になる。

第１９の実施形態．
図５８は本発明の第１９の実施形態に係る、超知覚振動再生装置８００を用いて複数の被験者１２をＰＥＴ検出部４１０によりＰＥＴ計測するときの構成を示すブロック図である。すなわち、図５８も公共空間で複数の被験者１２を対象にしたＰＥＴ計測の実施例を示す。公共空間に設置した超知覚振動再生装置８００などから、超知覚振動を再生し、被験者１２の体表面に印加する。このとき、再生される超知覚振動はすべての被験者１２に共通となる。また、携帯音楽プレイヤなどの可聴音再生装置９００により可聴音を再生して例えばヘッドホン９００ａにより聴く。このとき、各被験者１２は、互いに異なる自分の好みの音楽などを聴いていてよい。これによって、共通の超知覚振動と、個別の可聴音の組み合わせの効果を実験により検証することが可能になる。図５８の実施例では、ＰＥＴ検出部４１０を用いているので、被験者１２は自由に移動可能である。

第２０の実施形態．
図５９は本発明の第２０の実施形態に係る、超知覚振動再生装置８００を用いて列車内で複数の被験者１２をＰＥＴ計測するときの構成を示すブロック図である。図５９は、列車内で複数人を対象にしたＰＥＴ計測の実施例を示す。図５９において、列車内に設置した超知覚振動再生装置８００などから超知覚振動を再生し、列車内にいる複数の被験者１２の体表面に印加する。このとき、再生される超知覚振動はすべての被験者１２に共通となる。このとき列車内にいる被験者１２は携帯音楽プレイヤなどの可聴音再生装置９００を用いて、互いに異なる、自分の好みの可聴音を聴いていてよい。このとき、ＰＥＴ計測装置の信号解析部４２０は、同一又は別の車両内もしくは並列して走行する別の車両内に設置する。これによって、共通の超知覚振動と、個別の可聴音の組み合わせの効果を実験により検証することが可能になる。

第２１の実施形態．
図６０は本発明の第２１の実施形態に係る、超知覚振動発生装置８３０付きヘッドセット８２０、振動発振シート８３１及び超知覚振動発生装置８３０付き携帯電話機８４０の構成を示す外観図である。図６０は、超知覚振動発生装置８３０や振動発振シート（ヘッドホンコードに巻回され、又は携帯電話機８４０の表面に貼付される。）８３１を備えたヘッドセット８２０や携帯電話機８４０の概観を示す。超知覚振動再生装置８３０内のメモリに蓄えられた超知覚振動信号をマイクロアンプ及びサウンドエミッタを通じて空気中に超知覚振動として超知覚振動再生装置８３０により再生し、携帯電話機の使用者あるいはその周辺にいる人の体表面に超知覚振動を印加することができる。このとき、超知覚振動を再生するサウンドエミッタ又は振動発振シート８３１は、携帯電話機８４０に内蔵されていてもよいし、そこに装着するヘッドセット８２０に内蔵されていてもよい。また、超知覚振動信号はメモリに蓄えるだけでなく、可聴音信号の加工や補完等により発生させてもよく、外部から無線で送信してもよく、通信によって配信されてもよい。このとき、携帯型通信装置の使用者らは、可聴域内の音楽や放送音や音声などを聴取していても、可聴域音のみを聴取することによる負の影響からのがれることができると同時に、可聴域内の音楽や放送音や音声などと超知覚振動とが同時に存在することによってハイパーソニックエフェクトを享受することが可能になる。

第２２の実施形態．
図６１は本発明の第２２の実施形態に係る、超知覚振動発生装置８３０付きイヤホン８２１及び超知覚振動発生装置８３０付き携帯型音楽プレイヤ８５０の構成を示す外観図である。図６１において、超知覚振動発生装置８３０を備えた携帯音楽プレイヤ８５０あるいは携帯型情報端末装置の概観を示す。超知覚振動再生装置８３０内のメモリに蓄えられた超知覚振動信号をマイクロアンプ及びサウンドエミッタを通じて空気中に超知覚振動として超知覚振動再生装置８３０により再生し、携帯音楽プレイヤ８５０等の使用者あるいはその周辺にいる人の全身に超知覚振動を印加することを可能にする。このとき、超知覚振動を再生するサウンドエミッタは、携帯型音楽プレイヤ８５０等に内蔵されていてもよいし、そこに装着するイヤホンの外壁や途中のケーブル部分に内蔵されていてもよい。また、超知覚振動信号は、メモリに蓄えるだけでなく、可聴音信号の加工や補完等により発生させてもよく、外部から無線で送信してもよく、通信によって配信されてもよい。このとき、携帯型音楽プレイヤ８５０等の使用者らは、可聴域内の音楽や放送音や音声などを聴取していても、可聴域音のみを聴取することによる負の影響からのがれることができると同時に、可聴域内の音楽や放送音や音声などと超知覚振動とが同時に存在することによってハイパーソニックエフェクトを享受することが可能になる。

第２３の実施形態．
図６２は本発明の第２３の実施形態に係る、ペンダント型超知覚振動発生装置８３０ｐの構成を示す外観図である。図６２において、ペンダントなどの装身具を利用した超知覚振動発生装置８３０ｐの使用例を示す。超知覚振動再生装置８３０ｐ内のメモリ（又は受信機もしくは外部入力端子）８３４から入力された超知覚振動信号をマイクロアンプ８３３及びサウンドエミッタ８３２を通じて超知覚振動として超知覚振動再生装置８３０ｐにより再生し、装身具をつけている人の体表面に超知覚振動を印加することを可能にする。このとき、装身具をつけている人は、可聴域内の音楽や放送音や音声などを聴取していても、可聴域音のみを聴取することによる負の影響からのがれることができると同時に、可聴域内の音楽や放送音や音声などと超知覚振動とが同時に存在することによってハイパーソニックエフェクトを享受することが可能になる。

第２４の実施形態．
図６３は本発明の第２４の実施形態に係る、ピエゾ繊維８３６を用いた超知覚振動発生装置の構成を示す外観図である。図６３において、着衣又はスカーフ等繊維素材の装身具に圧電効果をもつピエゾ繊維８３６をサウンドエミッタとして織り込むことによる超知覚振動発生装置の一例を示す。メモリ８３４に蓄えられた、あるいは無線や有線により受信し又は外部から入力された超知覚振動信号を、電池８３５で駆動されたマイクロアンプ及びサウンドエミッタを通じて空気中に超知覚振動として再生し、衣服や装身具の装着者あるいはその周辺にいる人の全身に超知覚振動を印加することを可能にする。なお、メモリ８３４及び電池８３５はピエゾ繊維８３６内に織り込まれて形成される。このとき、衣服や装身具の装着者らは、携帯型デジタル音楽プレイヤなどを用いて可聴域周波数内にとどまる音楽や放送音や音声などを聴取していても、そのことによる負の影響からのがれることができると同時に、可聴域内の音楽や放送音や音声などと超知覚振動との相互作用によってハイパーソニックエフェクトを享受することが可能になる。

第２５の実施形態．
図６４は本発明の第２５の実施形態に係る、バスタブ８６０Ｃ中の被験者１２に対する超知覚振動呈示装置８６０の構成を示すブロック図である。図６４において、ＰＥＴ検出部４１０を備えたＰＥＴ計測装置を用いて計測するときに用いる電子機器であって、超知覚振動再生装置８６０から、浴槽又はバスタブ８６０Ｃ内の液体８６０Ｌ（液体は通常お湯であるが、お湯以外の液体であってもよい。）を介して超知覚振動を被験者１２の身体表面に印加するための装置を示す。信号発生装置８６０Ｓは所定の超知覚振動を発生して複数の超知覚振動呈示装置８６０に出力することにより、被験者１２に対して超知覚振動を呈示する。被験者１２の頭部１２ａにはＰＥＴ検出部４１０が装着されてＰＥＴ計測が実行されて、その情報は信号変換送信部４３０のアンテナ４３０ａからアンテナ４４０ａを介して無線受信部４４０で受信して信号解析部４２０により信号解析される。

本実施形態において、印加する超知覚振動又は超高周波振動の媒体は空気などの気体であることが一般的であるが、この実施形態のように液体であってもよく、また固体であってもよい。可聴域上限を超える超高周波振動を身体表面に効果的に印加し、使用者が所在する空間に存在する可聴域の音と統合することによって、使用者においてハイパーソニックエフェクトを効果的に実現する。また、媒体が存在せず直接体表面を介して超高周波振動を印加してもよい。また、ＰＥＴ計測時に限らず、自宅や公共施設などにおいて超高周波振動発生装置単独で用いてもよい。

第２６の実施形態．
図６５は本発明の第２６の実施形態に係る、皮膚密着型超高周波エミッタ８３２ａを用いた超知覚振動発生装置８３２Ａの構成を示す外観図である。図６５は、超知覚振動発生装置８３２Ａを皮膚に密着させて装着させることによって、空気を介さずに超知覚振動を皮膚に伝達させるための装置を示す。超知覚振動再生装置８３２Ａにおいて、メモリ８３４に蓄えられた、あるいは無線や有線により受信し又は外部から入力された超知覚振動信号を増幅して伝送するマイクロアンプ８３３を通し有線又は無線で送出し、小型アクチュエーター又は圧電素子などのフィルム状振動発生装置である皮膚密着型超高周波エミッタ８３２ａを絆創膏やサポーターなどによって皮膚などの体表面１２ｂに直接密着固定することで具現化し、超知覚振動信号を皮膚に直接伝達する。このとき、装着者である被験者１２は、携帯型デジタルプレイヤなどを用いて可聴域周波数内にとどまる音楽や放送音や音声などを聴取していても、そのことによる負の影響からのがれることができると同時に、可聴域内の音楽や放送音や音声などと超知覚振動との相互作用によってハイパーソニックエフェクトを享受することが可能になる。

第２７の実施形態．
図６６は本発明の第２７の実施形態に係る、被験者１２の鼻腔１２ｃに挿入される振動呈示シート８３２ｓを用いた超知覚振動発生装置８３２Ｂの構成を示す外観図及び断面図である。図６６において、被験者１２の鼻腔１２ｃなどの体腔に挿入することによって空気を介さず超知覚振動を体内に伝達させるための超知覚振動再生装置８３２Ｂを示す。超知覚振動再生装置８３２Ｂにおいて、メモリ８３４に蓄えられた、あるいは無線や有線により受信し又は外部から入力された振動信号を増幅伝送するマイクロアンプ８３３を通し、小型アクチュエーター又は圧電素子などのフィルム状振動発生装置である振動呈示シート８３２ｓを体腔に挿入して密着固定することで具現化し、振動を体内に直接伝達する。これにより、超知覚振動を効率的に被験者１２に伝達できる。なお、挿入する部位は、口腔、耳腔、直腸、女性の生殖器などでもよい。

第２８の実施形態．
図６７は本発明の第２８の実施形態に係る、被験者１２の体内に服用して用いるカプセル型振動呈示装置８３０ｃの構成を示す外観図及び断面図である。図６７において、ＰＥＴ検出部４１０によりＰＥＴ計測されている被験者１２の口から入れ嚥下することによって体内の食道、胃腸を通過しながら体内で振動を発生するカプセル型振動呈示装置８３０ｃを示す。当該装置８３０ｃ内部に設置されたメモリ８３４に蓄えられた、あるいは無線や有線により受信し又は外部から入力された振動信号を、電池８３５により駆動されて増幅伝送するマイクロアンプ８３３を通し、振動面から振動を振動呈示シート８３２ｔにより発信して体内に振動を伝達する。

第２９の実施形態．
図６８は本発明の第２９の実施形態に係る、被験者１２の体内に服用して用いるアメ玉型振動呈示装置８３０ａの構成を示す外観図及び断面図である。図６８において、ＰＥＴ検出部４１０によりＰＥＴ計測されている被験者１２の口から入れ嚥下することによって体内の食道、胃腸を通過しながら体内で振動を発生するアメ玉型振動呈示装置８３０ａを示す。このとき、電源として電池は使用せず、交流電源を電磁コイルに供給して磁界を発生する例えば磁界発生腹巻８３７ｈにより体外から磁場をかけて磁界を発生させ、体内をアメ玉が通過するときに電磁エネルギーを発生させて電源を供給させる。アメ玉型振動呈示装置８３０ａ内部に設置されたメモリ８３４に蓄えられた、あるいは無線や有線により受信し又は外部から入力された振動信号を、電磁エネルギー変換電源装置８３７により駆動され増幅伝送するマイクロアンプ８３３を通し振動呈示シート８３２ｔから振動を発信して体内に振動を伝達する。なお、アメ玉型振動呈示装置８３０ａの表面は、振動呈示シート８３２ｔにより被覆され、その内部にメモリ８３４、電磁エネルギー変換電源装置８３７及びマイクロアンプ８３３が内蔵される。

第３０の実施形態．
図６９は本発明の第３０の実施形態に係る、被験者１２の体内に服用して用いる微粒子型振動呈示装置の構成を示す外観図及び断面図である。図６９において、多数の微粒子８３８からなる液体８３８Ｌを口から入れ嚥下することによって体内の食道、胃腸を通過しながら体内で振動を発生する微粒子型振動呈示装置を示す。被験者１２は携帯音楽プレイヤ８５０及びヘッドホン８５１により好きな音楽を聴いており、電磁波を発生する例えば電磁界発生用シャツ８３７ｓを着用している。また、液体中の微粒子８３８は、印加される電磁波を弾性波に変換して振動素子８３８ｂに出力する電磁波／弾性波変換素子８３８ａを振動素子８３８ｂにより被覆して構成される。上述のように、体外から電磁波をかけて、微粒子内部に設置された電磁波／弾性波変換素子８３８ａによって弾性振動を発生させ、振動素子８３８ｂから超知覚振動又は超高周波振動を発信して体内に振動を伝達する。なお、第２１乃至第３０の実施形態において呈示される振動は、超知覚振動に限らず、低周波振動を含むあらゆる種類の弾性振動であってもよい。

図７０は本発明の実施例３に係る超高周波再生装置８６０ａの一例を示す概略図であり、図７１は図７０の実施例３に係る、耳で聴く可聴域音楽と、身体で聴く聴こえない超高周波作品との関係を示す図である。実施例３は、複数の異なる振動源から振動を構成する例である。可聴音再生装置８５０によりヘッドホン８５１を介して可聴域音楽を再生する。一方、超高周波再生装置８６０ａにより、聴こえない超高周波音楽を再生する。可聴域音楽と超高周波作品の音楽とは、図７１に示すように、さまざまな組み合わせが可能であり、それぞれの反応が発生する。また、超高周波音楽は聴感に影響しないので、複数の音楽を重ねて再生することも可能である。このことによって、さらに別の反応が発生する。このような発想の音楽の組み合わせにより、聴取者は膨大な種類の音楽に対する反応を生じることが可能になる。

図７２（ａ）は図７０の実施例３における実験結果であって脳幹における調整後のｒＣＢＦ値を示すグラフであり、図７２（ｂ）は図７０の実施例３における実験結果であって左視床における調整後のｒＣＢＦ値を示すグラフである。

すなわち、図７２は本発明者らが実験によって計測した、各周波数成分を含有する音を呈示した時の領域脳血流量を示すグラフである。ここで、図７２（ａ）は脳幹の位置における領域脳血流量を示し、図７２（ｂ）は左視床の位置における領域脳血流量を示す。図７２において、ベースラインは音を呈示していないとき、ＬＣＳ（Low Cut Sound)は可聴域成分（概ね２２ｋＨｚまでの成分）を除外して超高周波成分（概ね２２ｋＨｚを超える成分）のみの音を呈示しているとき、ＨＣＳ（High Cut Sound）は超高周波成分（概ね２２ｋＨｚを超える成分）を除外して可聴域成分（概ね２２ｋＨｚまでの成分）のみの音を呈示しているとき、ＦＲＳ（Full Range Sound）は超高周波成分と可聴域成分とを同時に呈示しているときである。

図７２から明らかなように、脳幹及び左視床において、超高周波成分を除外して可聴域成分のみの音を呈示しているときには、音を呈示していないときに比べても有意に領域脳血流量が低下することがわかる。

脳幹には、呼吸、血圧、血糖調節など、生命の維持に直接かかわる最も重要な生命機能の中枢が集中的に分布しており、脳死の判定においても脳幹の活動状況の評価が決定的な鍵を握っている、また、全身臓器の活動を制御する自律神経系の中枢、生物にとって基本的な行動の中枢、睡眠、覚醒などの概日周期の中枢なども脳幹に存在している。脳全体の活動水準も、脳幹の網様賦活系が調節的な役割を担っていると考えられている。一方、視床は、脳深部にある神経核の集合体で、視聴覚を含む全身からの感覚入力信号を処理して大脳皮質へ中継する拠点として重要な役割を果たしている。また、視床は大脳皮質や大脳辺縁系などからの信号を受信して統合し、視床下部などを介して内分泌系や自律神経系などの全身の制御系を統括する基幹的な拠点としても重要な役割をはたしている。以上から、超高周波成分を除外して可聴域成分のみの音を呈示しているときに、脳幹および視床などの脳深部の血流量が低下する現象は、人間の生存や健康にとって危険な状態にあると考えられる。

第３１の実施形態．
図７３（ａ）は本発明の第３１の実施形態において用いるスピーカ８７０の構成を示す外観図であり、図７３（ｂ）は図７３（ａ）の超可聴域担当スーパーツィータ８７１の周波数特性を示すグラフであり、図７３（ｃ）は図７３（ａ）の可聴域担当スコーカ８７２の周波数特性を示すグラフであり、図７３（ｄ）は図７３（ａ）の可聴域担当ウーファ８７３の周波数特性を示すグラフである。

図７３の実施例は、超知覚振動発生装置を二重化して超知覚振動の発生を保証すると同時にその正常な動作を人間の聴覚で確認することを容易にする、スピーカ８７０の帯域分割の実装例を示す。スピーカ８７０は、スーパーツィータ８７１と、スコーカ８７２と、ウーファ８７３とから構成される。

一般に、電気信号を空気振動に変換するスピーカユニットは一つのユニットで低い帯域から高い帯域まで良好な特性を実現するのは困難であり、現実的には２〜４つの帯域に分割してそれぞれに適した機能をもつユニットが分担するマルチウェイスピーカシステムが採用される。この方式を採った場合ハイパーソニックエフェクトを目的とするスピーカの場合、超知覚振動を受け持つスーパーツィータ８７１が正常に機能しているかどうかはその振動を知覚できないが故に、聞いている人間にはわからないので、万一故障した場合脳基幹部の血流量が減少するなどの負の効果を発生させる危険を検知できないという問題がある。そのため就寝時など人間が対応できない状況でスーパーツィータ８７１が故障しても負の効果を発生させない安全対策が必要になる。この問題を解決する安全策として、可聴域を分担する一番高い周波数帯域を担当するスピーカユニットに、少なくともそうした負の影響を防御することが出来る５０ｋＨｚまでの帯域において良好な応答を有するものを配備し、スーパーツイータ８７１と合わせて二つのユニットが超知覚振動の発生を担当し、いずれかのスピーカユニットが故障しても超知覚振動の欠如という危険が生じないようにする。

これによって、万一、超可聴域を担当するスピーカであるスーパーツイータ８７１に支障があっても、超知覚領域の振動が存在しないことによるネガティブな影響から聴取者を保護することが可能になる。さらに、これによって、超知覚領域の振動の有無をモニタする特別な機器がない場合でも、スコーカ８７２の変調は可聴域の音の変調をともない、人間の聴覚で認知できるので、超可聴域の変調も容易に検知し対応する助けとなる。すなわち、スコーカ８７２は、図７３（ｃ）に示すように、８ｋＨｚ程度の可聴域から５０ｋＨｚ程度の超知覚領域又は超高周波領域の成分を再生できるように構成する。さらに、超可聴域を担当するスピーカであるスーパーツイータ８７１の再生帯域についても、図７３（ｂ）に示すように、レベルは低くとも可聴帯域を含むように担当させることによって人間の聴覚で音の変調として認知しうるようにする。

第３２の実施形態．
図７４は本発明の第３２の実施形態に係る音構造情報によるフィードバック制御機構を備えた高周波モニタリングシステムの実施例を示すブロック図であり、図７５は図７４の高周波モニタリングシステムの詳細構成を示すブロック図である。図７６乃至図７８は図７４の高周波モニタリングシステムの詳細処理を示すフローチャートである。

本実施形態は、音構造情報モニタリングおよびフィードバックシステムに関するもので、超知覚振動の発生状況を確認し、音響構造の解析結果を、超知覚振動再生装置９５０にフィードバックして、可聴域および超知覚領域の振動再生レベルの調整を行うことを目的とするもので、ＰＥＴ計測装置１０Ａにより被験者１２がＰＥＴ計測されるＰＥＴ計測室１の超知覚振動発生装置９５０などの近傍に設置し、周囲環境音を収録するマイクロフォン９１１と、収録したデータの音響構造を解析する解析装置９１３等およびその解析結果を示すモニタ装置９１５から成る。モニタ装置９１５は、たとえば周波数構造の平均を見るＦＦＴスペクトル、周波数構造の時間的変化を視覚的に示す最大エントロピースペクトルアレイ、音構造の複雑さの指標となるＭＥスペクトル一階微分累積変化量および一階微分累積変化量などを表示する。これによって、聴取者および利用者は、知覚不可能な超知覚振動の構造を確認することが可能となる。このことは、超知覚振動の発生に不具合があった場合の脳血流低下など負の影響が発生することを未然に防ぐことの助けとなる。また、可聴域内の音楽や環境音や放送音や音声などと、超知覚振動とが同時に存在することによるハイパーソニック・エフェクトを安定的に享受することの助けとなる。

図７４において、再生装置９５０には、マイクロホン９１１及びマイクロホンアンプ９１２にてなる音信号入力装置９１０と、音構造情報解析装置９１３と、危険度判定装置９１４と、自己診断装置９１７と、自己修復装置９１８と、警報発生器９１６と、解析結果結果モニタ装置９１５とを備える。図７５において、音信号はマイクロホン９１１により電気信号に変換された後、マイクロホンアンプ９１２を介して音構造情報解析装置９１３に入力される。音構造情報解析装置９１３は入力される音の音構造情報を解析してその解析結果を危険度判定装置９１４及び解析結果モニタ装置９１５に出力する。危険度判定装置９１４は入力される音情報の解析結果に基づいて危険度を判定し、その判定結果を警報発生器９１６、自己診断装置９１７及び自己修復装置９１８に出力する。これらの具体的な処理について、図７６乃至図７８を参照して以下に説明する。

図７６の処理は音構造情報解析装置９１３及び危険度判定装置９１４により実行される。図７６において、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析処理（Ｓ１０）が実行されて、パワー検出（Ｓ１１）、成分パワーバランス検出（Ｓ１２）、ピークノイズ検出（Ｓ１８）及びスペクトル包絡線検出（Ｓ１９）が実行される。パワー検出（Ｓ１１）においては、２０ｋＨｚを超える高周波成分のパワー（Ｓ１３）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ３０）が判定され、５０ｋＨｚを超える超高周波成分のパワー（Ｓ１４）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ３０）が判定される。また、成分パワーバランス検出（Ｓ１２）においては、可聴音と２０ＫＨｚを超える高周波成分のバランス（成分比）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ３０）が判定され、可聴音と５０ＫＨｚを超える超高周波成分のバランス（成分比）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ３０）が判定され、可聴音と２０−５０ｋＨｚの高周波成分と５０ＫＨｚを超える超高周波成分のバランス（成分比）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ３０）が判定される。さらに、ピークノイズ検出（Ｓ１８）においては、ピークの強さが所定のレベルを超えるような過度ではないか否かが判断されて危険度（Ｓ３０）が判定される。またさらに、スペクトル包絡線検出（Ｓ１９）においては、予め格納された自然な形状ではない、不自然な形状でないか否かが判断されて危険度（Ｓ３０）が判定される。さらには、ＭＥＳＡＭ解析処理（Ｓ２０）が実行されて、複雑性の解析処理（Ｓ２１）が実行され、所定のリファレンスとの乖離度が所定のしきい値を超えているか否かが判断されて危険度（Ｓ３０）が判定される。図７６の処理では、複数の判定に基づいて危険度を判定している。

図７７において、危険と判定したとき（Ｓ３０）、警報処理（Ｓ３１）では、警報を発生し（Ｓ３２）インジケータを点滅する（Ｓ３３）。また、自己診断処理（Ｓ３４）では、ホワイトノイズである基準信号をマイクロホン９１１を介して入力し（Ｓ３５）、出力された音信号のスペクトルを所定の基準スペクトルと比較し、これに基づいて修復方針を判断し（Ｓ３７）、以下の自己修復処理（Ｓ４０）を実行する。また、危険と判定したとき（Ｓ３０）以下の自己修復処理（Ｓ４０）を実行してもよい。自己修復処理では、スーパーツィータ８７１の信号レベルを所定のレベルだけ上げ（Ｓ４１）、イコライザ回路により高周波帯域を所定のレベルだけ増強し（Ｓ４２）、予備のスーパーツィータ８７１の電源をオンする（Ｓ４３）。このような自己修復処理を実行した後、危険度判定装置９１４にフィードバックし、再度危険度の判定を行う。

図７８では、音信号の入力に関連した処理とその計算及び表示処理に関するものを示す。音信号を入力し（Ｓ５０）、所定の解析パラメータを入力し（Ｓ５１）、ＭＥＳＡＭ計算処理（Ｓ５２）とその表示処理（Ｓ５３）を実行する。また、フラクタル次元解析処理（Ｓ５４）を実行してその表示処理を行う。さらに、ＭＥＳＡＭ計算処理（Ｓ５２）では、以下の種々の計算処理を実行する。
（１）全帯域の最大エントロピースペクトルの１階微分及び２階微分の累積変化量の計算処理（Ｓ５５）を実行してその表示処理を行う。
（２）帯域別の最大エントロピースペクトルの１階微分及び２階微分の累積変化量（０−２０ｋＨｚ、２０−５０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ−）の計算処理（Ｓ５６）を実行してその表示処理を行う。
（３）１階微分及び２階微分の累積変化スペクトルアレイの計算処理（Ｓ５７）を実行してその表示処理を行う。
（４）自己回帰係数を応用した複雑性指標の計算処理（Ｓ５８）を実行してその表示処理を行う。

第３３の実施形態．
図７９は本発明の第３３の実施形態に係る脳深部活性化情報によるフィードバック制御機構を備えた高周波モニタリングシステムの実施例を示すブロック図であり、図８０は図７９の高周波モニタリングシステムの詳細構成を示すブロック図である。図７９及び図８０は、脳深部活性化情報モニタリング及びフィードバックシステムの実施形態を示す。本実施形態では、脳深部活性化の状況を確認し、その結果を、超知覚振動再生装置９５０にフィードバックして、可聴域及び超知覚領域の振動再生レベルの調整を行うことを目的とするもので、ＰＥＴ計測室１の被験者１２の近傍などに設置し、周囲環境音を収録するマイクロフォン９１１を含む音入力装置９１０と、脳深部活性化指標を導出する脳波導出装置９２０と、脳深部活性化指標を解析する脳深部活性化情報解析及びイメージング装置９４０と、その解析結果を示す音構造情報解析及びモニタ装置９３０と、それを再生装置９５０にフィードバックする装置から成る。これによって、脳血流低下など負の影響が発生することを未然に防ぐことの助けとなる。もしくはイパーソニック・エフェクトを安定的に享受することの助けとなる。

図８０において、再生装置９５０により再生される音信号はマイクロホン９１１により電気信号に変換された後、増幅器９１２を介して音構造情報解析及びモニタ装置９３０の音構造情報解析部９１３ａに入力される。音構造情報解析部９１３ａは入力される再生音信号の音構造情報を解析した後、その音構造を音構造モニタ装置９３１に表示する。また、脳波導出装置９２０により導出された脳深部活性化指標の情報は送信機９２１により送信された後、受信機９２２に受信され、脳深部活性化情報解析及びイメージング装置９４０の脳深部活性化解析部９４１に入力される。脳深部活性化解析部９４１は、入力される脳深部活性化指標の情報を解析してその解析結果を脳深部活性化表示モニタ９４２に表示するとともに、その情報をフィードバック部９４３を介して再生装置９５０にフォードバックする。これにより、脳深部活性化指標の情報の解析結果に基づいて再生装置９５０の再生パラメータを制御することより、脳血流低下など負の影響が発生することを未然に防止することができる。

第３４の実施形態．
図８１は本発明の第３４の実施形態に係る、超知覚振動再生装置８００ａ，８００ｂ，８００ｃを用いて車両内で複数の被験者１２をＰＥＴ計測するときの構成を示すブロック図である。図５９の第２０の実施形態においては、列車内での実施形態について説明したが、本実施形態は車内にいる被験者１２を対象にしたＰＥＴ計測の実施形態である。図８１において、車内に設置した超知覚振動呈示装置８００ａ，８００ｂ，８００ｃから振動を呈示し、車内にいる人の顔、体、背中などの部位に印加する。これらの呈示装置は、同一の振動源を呈示してもよく、また異なる振動源を併用してもよい。このとき、車内にいる人は、携帯型プレイヤなどである可聴音再生装置９００を用いて、互いに異なる、自分の好みの可聴音を聴いていてよい。このとき、信号解析部４２０は、同一又は別の車両内、もしくは並列して走行する別の車両内に設置する。また、再生する振動は、超知覚領域にない振動でもよい。

第３５の実施形態．
図８２は本発明の第３５の実施形態に係る、被験者１２の筋肉１２ｋに埋め込んだ振動呈示装置の構成を示す外観図及び断面図である。本実施形態では、生体などの被験者１２の筋肉１２ｋ内部に埋め込むことによって、体内で振動を発生する埋め込み型振動呈示装置を開示している。このとき、電源として、装置内に電池を一緒に埋め込むか、もしくは体外から例えば磁界発生シャツ８３７ｓなどを用いて磁界を印加し、電磁エネルギー変換電源装置８３７により磁界を電気に変換して電源供給する。装置内部に設置されたメモリ８３４に記憶された（又は無線や有線により外部から入力された）振動信号を増幅伝送するマイクロアンプ８３３を介して振動呈示シート８３２ｔから振動を発生して筋肉１２ｋを介して体内に振動を伝達する。なお、埋め込む対象は筋肉１２ｋだけでなく、諸臓器内、体液内、骨内などでもよい。

第３６の実施形態．
図８３は本発明の第３６の実施形態に係る実施例であって、超高周波を含むガムラン音楽を首よりも下側部分の体躯（頭部を除く。）のみに呈示したときと、超高周波を含むガムラン音楽を頭部のみに呈示したときにおいて、その呈示４００秒の後半の２００秒間平均の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）の測定結果を示すグラフである。本実施例では、高周波成分を豊富に含むガムラン音楽４００秒を呈示音とし、２２ｋＨｚ以下の可聴音（ＬＦＣ）を聴覚系に常に呈示しながら、２２ｋＨｚ以上の超高周波成分（ＨＦＣ）を、
（１）被験者の首よりも下側の体躯（頭部を除く。）のみに呈示した場合（ＬＦＣ＋ＨＦＣ）／しない場合（ＬＦＣのみ）；
（２）被験者の頭部のみに呈示した場合（ＬＦＣ＋ＨＦＣ）／しない場合（ＬＦＣのみ）
の脳波をそれぞれについて計測した。

呈示しない生体構成部位については、詳細後述する実施形態のごとく、呈示されないようにカバーすることとする。中心頭頂後頭部の７電極（電極名：Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｐｚ，Ｏ１，Ｏ２）から得られた脳波α２帯域（１０〜１３Ｈｚ）の平均値を「深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）」とし、各条件間で比較した。この指標は、ハイパーソニック・エフェクトの神経基盤と考えられる、脳幹、視床及び視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳の神経ネットワーク全体の活性と有意に相関することが示されている（例えば、非特許文献１１参照）。

上記（１）の場合、（ＬＦＣ＋ＨＦＣ）条件の方がＬＦＣのみ条件に比べて有意に増加した。一方、上記（２）の場合は有意な差はみとめられなかった。この結果から、ハイパーソニック・エフェクトが発現するためには、超高周波成分を体躯に呈示することが必要条件である可能性が示された。この発見から、普段着衣などに覆われて空気振動が届きにくい体躯に、効果的に超高周波振動を呈示する装置を工夫することによって、ハイパーソニック・エフェクトの発現を導きやすくすることが期待できる。

第３７の実施形態．
図８４は本発明の第３７の実施形態に係る、複数の超高周波エミッタ８３２ａを有するボディスーツ９５１の振動呈示装置の外観図及び断面図である。図８４において、多数の超高周波エミッタ８３２ａを埋め込んだボディスーツ９５１にてなるボディスーツ型着衣を被験者３４０の皮膚又は体表面３４０ａに密着させて装着させることによって、きわめて効果的に被験者３４０の体躯（頭部を除く。）に超高周波振動を伝達させることができる。

超高周波エミッタ８３２ａにおいて、メモリに蓄えられたあるいは無線や有線により受信し又は外部回路から入力された超知覚振動信号をマイクロアンプなどで増幅し、小型アクチュエーター又は圧電素子などのフィルム状振動発生装置によって振動を発生させる。このような超高周波エミッタ８３２ａを、体躯（頭部を除く。）に直接密着して装着するボディスーツ状の着衣に埋め込むことによって、超知覚振動を効果的に体躯に伝達する。このとき、装着者である被験者３４０は、携帯型デジタルプレイヤ８５０及びイヤホン８５０ａなどを用いて可聴域周波数内にとどまる音楽や放送音や音声などを聴取していても、超知覚振動との相互作用によって効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。

第３８の実施形態．
図８５は本発明の第３８の実施形態に係る、複数の超高周波エミッタ９５２ａを有するサウナ型振動呈示装置の外観図である。第３８の実施形態では、内部に多数の超高周波エミッタ９５２ａを配置したサウナ型超高周波振動呈示装置９５２に入ることによって、きわめて効果的に体躯（頭部を除く。）に超高周波振動を浴びせることができる。サウナ内部の多数の超高周波エミッタ９５２ａは上述の実施形態と同様である。このとき、サウナに入っている被験者３４０は、可聴音ヘッドホン８５１などを用いて可聴域周波数内にとどまる音を聴取していても、あるいはフルレンジスピーカ８７０Ａなどを用いて、頭部を含む気導聴覚系によって、音として知覚される振動を受容していても、体躯への超知覚振動との相互作用によって効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。

第３９の実施形態．
図８６は本発明の第３９の実施形態に係る、複数の超高周波エミッタ９５３ａを有する寝袋型振動呈示装置の外観図である。第３９の実施形態では、内部に多数の超高周波エミッタ９５３ａを配置した寝袋型超高周波振動呈示装置９５３で就寝することによって、睡眠中も、きわめて効果的に体躯に超高周波振動を伝達することができる。寝袋内部の多数の超高周波エミッタ９５３ａは上述の実施形態と同様である。このとき、寝袋に入っている被験者３４０は、頭部のみが露出した状態であって、ヘッドホン（図示せず。）などを用いて可聴域周波数内にとどまる音を聴取していても、あるいは枕９５３Ａ内に内蔵された枕内蔵フルレンジスピーカ８７０Ｂなどを用いて、頭部を含む気導聴覚系によって、音として知覚される振動を受容していても、体躯（頭部を除く。）への超知覚振動との相互作用によって効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。

第４０の実施形態．
図８７は本発明の第４０の実施形態に係る、複数の超高周波振動呈示装置９５４ａ−９５４ｄを有する自動車９５４の操縦席の一部破断外観図である。第４０の実施形態では、自動車９５４（自動車のほかに、機関車、列車、船舶、航空機、有人ロケット等乗り物であってもよい。）の操縦室又は操縦席において、多数の超高周波振動呈示装置９５４ａ−９５４ｄを配置した状態で操縦をすることによって、効果的に体躯に超高周波振動を呈示することができる。超高周波振動呈示装置９５４ａ−９５４ｄは、上述の実施形態と同様に、振動発生装置によって超高周波振動を発生させることによって、超高周波振動を効果的に体躯（好ましくは、頭部を除く。）に呈示する。このとき、操縦者は、一般のスピーカやヘッドホンなどを用いて可聴域周波数内にとどまる音楽や放送音や音声などを聴取していても、超知覚振動との相互作用によって効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。これによって、操縦者の心身の健康を促進し、また覚醒水準を保ち、操縦の安全性を高めることが期待できる。なお、この装置は、操縦室および操縦席にかぎらず、乗務員室及び乗務員席・客室および客席に設置してもよい。

第４１の実施形態．
図８８は本発明の第４１の実施形態に係る、複数のシャワー型振動呈示装置の外観図及び断面図である。第４１の実施形態では、複数の人が利用するシャワールーム型設備において、各高周波振動シャワー室９５５で好みの超高周波振動を浴びることができる。図８８において、各高周波振動シャワールーム９５５内に配置した超高周波振動呈示装置９５５ａは、メモリに蓄えられた多数の種類の超高周波振動信号の中から、利用者が好み超高周波振動信号を選択して、効果的に体躯（好ましくは、頭部を除く。）に浴びることができる。このとき、利用者は、一般の可聴音スピーカ８７０から共通の可聴域音楽や、放送音や、音声などを聴取する。それらの可聴音と、超知覚振動との相互作用によって効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。なお、利用者は共通の可聴音を聴かなくても、携帯型プレイヤなどをもちこんで、個別の好みの可聴音を聴いていてもよい。

第４２の実施形態．
図８９は本発明の第４２の実施形態に係る、骨伝導ヘッドホン９５６及びネックレス型超高周波振動呈示装置の外観図である。第４２の実施形態では、骨伝導ヘッドホン９５６によって、音として知覚できる振動を印加しながら、同時に、ネックレス等の装身具に埋め込んだネックレス型超高周波振動呈示装置９５７によって、体躯（好ましくは、頭部を除く。）に超高周波振動を印加することができる。骨伝導による印加手段は、ヘッドホン型でなくとも、骨導聴覚系に振動を伝達可能な手段であればよい。また、超高周波振動を印加する手段は、体躯（頭部を除く。）の少なくとも一部を含む生体構成部位に超高周波振動を印加可能な他の手段でもよい。このとき、装着者は、骨伝導ヘッドホン９５６によって骨導聴覚系のみをもちいて音楽や放送音や音声などを聴取していても、同時に体躯に呈示される超高周波振動との相互作用によって、効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。

第４３の実施形態．
図９０は本発明の第４３の実施形態に係る、ピエゾ繊維素材着衣型超高周波振動呈示装置の外観図及び断面図である。第４３の実施形態では、圧電効果をもつピエゾ繊維素材を利用した着衣９５８を体躯（頭部を除く。）に装着することによって、きわめて効果的に体躯（頭部を除く。）に超高周波振動を印加することができる。この装置によって、メモリに蓄えられた、あるいは無線や有線により受信し又は外部から入力された超高周波振動信号をマイクロアンプなどで増幅し、衣服の素材に織り込んだピエゾ繊維による高周波エミッタ８３２ａを通じて超高周波振動として再生し、衣服の装着者の体躯（頭部を除く。）に効果的に超高周波振動を印加することを可能にする。このとき、装着者は、ヘッドホン８５１などを用いて可聴域周波数内にとどまる音を聴取していても、あるいはフルレンジスピーカ（図示せず。）などを用いて、頭部を含む気導聴覚系によって、音として知覚される振動を受容していても、体躯への超知覚振動との相互作用によって効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。

振動印加部位と振動印加手段例．
図９１は本発明に係る各振動印加手段により印加すべき振動印加部位とそれに対する振動印加手段例を示す図である。

図９１（ａ）において、振動印加手段は、生体の聴覚系により音として知覚される可聴範囲内の周波数成分を有する振動を、生体の聴覚系を含む生体構成部位に印加する。当該振動印加部位は、主として気導聴覚系のみ又は骨導聴覚系のみであるが、それらに加えてその他の生体構成部位に印加してもよい。一方、図９１（ｂ）において、振動印加手段は、生体の聴覚系により音として知覚できない可聴範囲を超える超高周波数成分を有する振動を、上記生体の体躯（頭部を除く。）の少なくとも一部を含む生体構成部位（頭部を除く。）に印加する。当該振動印加部位は、主として、体躯（頭部を除く。）の少なくとも一部のみであるが、それに加えてその他の生体構成部位（頭部を除く。）に印加してもよい。最も好ましい実施例においては、図８３の測定結果から、生体の聴覚系により音として知覚される可聴範囲内の周波数成分を有する振動を、生体の聴覚系を含む生体構成部位に印加すると同時に、生体の聴覚系により音として知覚できない可聴範囲を超える超高周波数成分を有する振動を、上記生体の体躯（頭部を除く。）の少なくとも一部（手や足の体表面又は皮膚を含む。胸のみ、背中のみ、手のひらなど）を含む生体構成部位（頭部を除く。）に印加することにより、２種類の振動の互いの相互作用により効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。

以上の各実施形態においては、被験者１２は人間であるが、動物などの生体であってもよい。また、以上の各実施形態に係る装置を必要に応じて一体的に形成し、もしくは同一の装置又は同一のシステムとして形成してもよい。

実施形態の特徴項目のまとめ．
以上の各実施形態に関する特徴項目は特徴項毎に以下の通りである。

＜特徴項１＞本体筐体内に設けられかつ所定の軸方向の長さ及び所定の開口径を有する本体筐体内の検出センサ部を用いて、被験者を支持体上に載置しかつ上記被験者を上記検出センサ部の開口部内に移動させて、陽電子放射断層撮像法により計測を行う陽電子放射断層撮像装置において、
上記本体筐体を振動絶縁材料により被覆することにより、当該装置からの騒音振動を低減する騒音低減手段を備えたことを特徴とする陽電子放射断層撮像装置。

＜特徴項２＞上記検出センサ部は上記軸方向の長さに比較して短くかつ上記開口部は上記開口径に比較して大きくなるように形成したことを特徴とする特徴項１記載の陽電子放射断層撮像装置。

＜特徴項３＞上記支持体は、被験者の体位を変化可能に支持する屈曲型シートであることを特徴とする特徴項１又は２記載の陽電子放射断層撮像装置。

＜特徴項４＞上記本体筐体を所定の角度で傾斜する装置傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする特徴項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の陽電子放射断層撮像装置。

＜特徴項５＞特徴項１乃至４のうちのいずれか１つに記載の陽電子放射断層撮像装置を用いて計測するときに用いる電子機器であって、
可聴周波数範囲を超える所定の最大周波数までの第１の周波数範囲の周波数を有しかつ所定の下限周波数を超える第２の周波数範囲において１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域においてゆらぎが存在し、当該周波数成分において当該ミクロな時間領域で変化する非定常である音であるハイパーソニック・サウンドの信号データを記録して再生する記録再生手段を備えたことを特徴とする電子機器。

＜特徴項６＞上記記録再生手段により再生される信号データのうち上記第１の周波数範囲を有する超高周波成分を分離ろ波し、分離ろ波された超高周波成分を実質的に生体の全身に印加する第１の印加手段をさらに備えたことを特徴とする特徴項５記載の電子機器。

＜特徴項７＞上記記録再生手段により再生される信号データのうち上記可聴周波数範囲を有する可聴域成分を分離ろ波し、分離ろ波された可聴域成分を生体の聴覚のみに印加する第２の印加手段をさらに備えたことを特徴とする特徴項６記載の電子機器。

＜特徴項８＞上記生体の周囲環境音を収集するマイクロホンと、
上記マイクロホンにより収集された周囲環境音の音響構造を解析してその解析データを出力する解析手段と、
上記解析データに基づいて、上記第１の印加手段により印加される超高周波成分を調整する調整手段とをさらに備えたことを特徴とする特徴項６又は７記載の電子機器。

＜特徴項９＞特徴項５乃至８のうちのいずれか１つに記載の電子機器において、
上記電子機器は、１対の筐体本体と、上記１対の筐体本体とを連結するヘッドバンドとを備えて構成されたヘッドホンであり、
上記第１の印加手段は上記１対の筐体本体及び上記ヘッドバンドにおいて上記生体の頭部及び実質的に全身に放射するように、複数設けられ、
上記第２の印加手段は上記１対の筐体本体において上記生体の聴覚のみに印加するように設けられたことを特徴とする電子機器。

＜特徴項１０＞可聴周波数範囲を超える所定の最大周波数までの第１の周波数範囲の周波数を有しかつ所定の下限周波数を超える第２の周波数範囲において１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域においてゆらぎが存在し、当該周波数成分において当該ミクロな時間領域で変化する非定常である音であるハイパーソニック・サウンドの信号データを記録して再生する記録再生手段と、
上記記録再生手段により再生される信号データのうち上記第１の周波数範囲を有する超高周波成分を分離ろ波し、分離ろ波された超高周波成分を実質的に生体の全身に印加する第１の印加手段をさらに備えたことを特徴とする電子機器。

＜特徴項１１＞上記記録再生手段により再生される信号データのうち上記可聴周波数範囲を有する可聴域成分を分離ろ波し、分離ろ波された可聴域成分を生体の聴覚のみに印加する第２の印加手段をさらに備えたことを特徴とする特徴項１０記載の電子機器。

＜特徴項１２＞上記生体の周囲環境音を収集するマイクロホンと、
上記マイクロホンにより収集された周囲環境音の音響構造を解析してその解析データを出力する解析手段と、
上記解析データに基づいて、上記第１の印加手段により印加される超高周波成分を調整する調整手段とをさらに備えたことを特徴とする特徴項１０又は１１記載の電子機器。

＜特徴項１３＞特徴項１０乃至１２のうちのいずれか１つに記載の電子機器において、
上記電子機器は、１対の筐体本体と、上記１対の筐体本体とを連結するヘッドバンドとを備えて構成されたヘッドホンであり、
上記第１の印加手段は上記１対の筐体本体及び上記ヘッドバンドにおいて上記生体の頭部及び実質的に全身に放射するように、複数設けられ、
上記第２の印加手段は上記１対の筐体本体において上記生体の聴覚のみに印加するように設けられたことを特徴とする電子機器。

＜特徴項１４＞特徴項１０又は１２記載の電子機器において、
上記電子機器及び上記第１の印加手段は上記生体の装身具、装着物、衣服、又は寝具に設けられたことを特徴とする電子機器。

＜特徴項１５＞特徴項１１記載の電子機器において、
上記電子機器及び上記第１と第２の印加手段は上記生体の装身具、装着物、衣服、又は寝具に設けられたことを特徴とする電子機器。

＜特徴項１６＞陽電子放射断層撮像法により計測を行う陽電子放射断層撮像装置において、
検出センサ部と信号変換送出部を被験者の頭部に装着固定し、検出した放射線に関する情報を、光信号のまま、あるいは電気信号に変換して、有線あるいは無線によって放射線計数演算部に送出する機能を有する陽電子断層撮像装置であって、
検出センサ部と信号変換送出部を被験者の頭部と一体化させることによって、被験者が移動しても計測が妨げられず、そのため被験者の動きの拘束を大幅に減じることを可能ならしめ、かつ、頭部の微動により計測に誤差が出ることを防ぎ、計測精度を大幅に改善させることを可能ならしめることを特徴とする陽電子放射断層撮像装置。

＜特徴項１７＞上記装置の検出センサ部と信号変換送出部が被験者の身体を覆う面積は頭部の狭い範囲に限られるため、被験者の身体の露出面積が増し、振動の印加範囲が広がることを特徴とする特徴項１６記載の陽電子放射断層撮像装置。

＜特徴項１８＞上記装置の放射線計数演算部を被験者から離れた遠隔地点に設置することによって、放射線計数演算装置が発する騒音振動が被験者の身体に到達することを排除し、
これによって、本来の計測対象である振動の存在状態と脳活性との関係についての計測精度を大幅に改善させることを可能ならしめることを特徴とする特徴項１６又は１７記載の電子放射断層撮像装置。

＜特徴項１９＞上記装置の検出センサ部に頭皮表面電位の検出センサも同時に装着することを可能ならしめることを特徴とする特徴項１６乃至１８のうちのいずれか１つに記載の陽電子断層撮像装置。

＜特徴項２０＞特徴項１６乃至１９のうちのいずれか１つに記載の装置の検出センサ部に脳内磁気分布の検出センサも同時に装着することを可能ならしめることを特徴とする陽電子断層撮像装置。

＜特徴項２１＞特徴項１６乃至２０のうちのいずれか１つに記載の装置の検出センサ部に、呈示用振動を印加し頭部に伝達させる装置も同時に装着することを可能ならしめることを特徴とする陽電子断層撮像装置。

＜特徴項２２＞特徴項１６乃至２１のうちのいずれか１つに記載の装置を用いる際に生体の頭部に微弱線源を装着することにより、解剖学的画像と陽電子断層撮像装置により撮像した画像との位置を対応づけることを可能ならしめることを特徴とする陽電子断層撮像装置。

＜特徴項２３＞特徴項１６乃至２２のうちのいずれか１つに記載の陽電子放射断層撮像装置を用いたシステムであって、開放された空間において複数の生体の計測を同時平行実施することが可能であることを特徴とする陽電子放射断層撮像システム。

＜特徴項２４＞特徴項１乃至４及び１６乃至２３のうちのいずれか１つに記載の陽電子放射断層撮像装置を用いて計測するときに用いる振動呈示装置であって、ひとつ又は複数の印加手段を備えていることを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項２５＞特徴項２５記載の振動呈示装置であって、生体の体表面全体又は部分又はその他の生体構成部位のうち、ひとつ又は複数の生体構成部位に対して振動を印加することを可能ならしめることを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項２６＞特徴項２４又は２５記載の印加手段により印加される振動は、独立に操作して印加することが可能であることを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項２７＞特徴項２４乃至２６のうちいずれか１つに記載の振動呈示装置において、印加される振動は、ひとつ又はそれ以上の異なる種類の振動源から構成されることを可能ならしめることを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項２８＞特徴項２４乃至２７のうちのいずれか１つに記載の装置において、振動を生体構成部位に印加する印加手段は、携帯機器、装身具、装着物、衣服、寝具等の家具、什器、内装品、飲食物、塗布物、体内への注入物、挿入物、投与物、嚥下物、又は埋設物に設けられたことを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項２９＞特徴項２４乃至２８のうちのいずれか１つに記載の装置において、振動を生体構成部位に印加する印加手段は、気体、液体、固体、あるいはそれらの共存物を媒体とするか、あるいは媒体を介さず直接生体に印加することを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項３０＞特徴項２４乃至２９のうちのいずれか１つに記載の装置を用いたシステムであって、複数の生体の聴覚系に互いに異なる振動を呈示することが可能であり、かつ複数の生体の聴覚系以外の生体構成部位に共通の振動を呈示することが可能な振動呈示装置を備えたシステム。

＜特徴項３１＞特徴項２４乃至３０のうちのいずれか１つに記載の装置を用いる場合に、可聴範囲内の周波数範囲を有する振動を生体の聴覚系に印加し、あわせて、可聴範囲外の超高周波成分を含む周波数範囲を有する振動を生体の聴覚系以外の生体構成部位に印加することによって、生体の基幹脳の脳血流を増加させる一方、可聴範囲内の周波数範囲を有する振動を生体の聴覚系に印加し、可聴範囲外の超高周波成分を含む周波数範囲を有する振動を生体の聴覚系以外の生体構成部位に印加しない場合は、生体の基幹脳の脳血流が低下することを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項３２＞特徴項３１記載の振動呈示装置を用いて振動を生体に呈示する場合に、振動呈示装置又は生体の周囲の振動を収集する振動計測装置と、
上記振動計測装置により収集された周囲振動の振動構造を解析してその解析データを出力する解析手段と、
上記解析データに基づいて、生体の基幹脳の脳血流が低下する危険度を判定して、判定結果に基づいて、警報を出力し、もしくは振動呈示装置を操作する手段を備えたことを特徴とする装置。

＜特徴項３３＞特徴項３１記載の振動呈示装置を用いて振動を生体に呈示する場合に、振動呈示装置が呈示する振動に対する生体の応答反応を計測する装置と、
上記計測装置により収集された応答反応を解析してその解析データを出力する解析手段と、
上記解析データに基づいて、生体の基幹脳の脳血流が低下する危険度を判定して、判定結果に基づいて、警報を出力乃至振動呈示装置を操作する手段を備えたことを特徴とする装置。

＜特徴項３４＞特徴項３１記載の振動呈示装置を用いて振動を生体に呈示する場合に、可聴範囲内の振動を生体の聴覚系に印加する印加手段において、可聴範囲外の超高周波成分を含ませ、かつ聴覚系以外の生体構成部位に同時に印加することによって、可聴範囲外の超高周波成分を含む振動を印加する印加手段に不具合があった場合においても、生体の基幹脳の血流量を低下させる危険性を回避することを可能ならしめることを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項３５＞特徴項３１記載の振動呈示装置を用いて振動を生体に呈示する場合に、可聴範囲外の超高周波成分を含む振動を生体の聴覚系以外の生体構成部位に印加する印加手段に、可聴範囲内の振動を同時に含ませることによって、当該印加手段に不具合があった場合においても、聴覚で不具合を知覚することを可能ならしめ、生体の基幹脳の血流量を低下させる危険性を回避することを容易ならしめることを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項３６＞複数の振動印加手段を備えた振動呈示装置であって、生体の体表面全体又は部分又はその他の生体構成部位のうち、いずれかひとつ又は複数の異なる生体構成部位に対して、それぞれ並行して、又は独立に操作して印加することが可能であることを特徴とし、複数の異なる種類の振動源から構成されることを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項３７＞特徴項３６記載の振動呈示装置において、振動を生体構成部位に印加する印加手段は、携帯機器、装身具、装着物、衣服、寝具等の家具、什器、内装品、飲食物、塗布物、体内への注入物、挿入物、投与物、嚥下物、又は埋設物に設けられたことを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項３８＞特徴項３６又は３７記載の振動呈示装置において、振動を生体構成部位に印加する印加手段は、気体、液体、固体、あるいはそれらの共存物を媒体とするか、あるいは媒体を介さず直接生体に印加することを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項３９＞特徴項３６乃至３８のうちのいずれか１つに記載の振動呈示装置を用いたシステムであって、複数の生体の聴覚系に互いに異なる振動を呈示することが可能であり、かつ複数の生体の聴覚系以外の生体構成部位に共通の振動を呈示することが可能な振動呈示装置を備えたシステム。

＜特徴項４０＞特徴項３６乃至３９のうちのいずれか１つに記載の振動呈示装置を用いる場合に、可聴範囲内の周波数範囲を有する振動を生体の聴覚系に印加し、あわせて、可聴範囲外の超高周波成分を含む周波数範囲を有する振動を生体の聴覚系以外の生体構成部位に印加することによって、生体の基幹脳の脳血流を増加させる一方、可聴範囲内の周波数範囲を有する振動を生体の聴覚系に印加し、可聴範囲外の超高周波成分を含む周波数範囲を有する振動を生体の聴覚系以外の生体構成部位に印加しない場合は、生体の基幹脳の脳血流が低下することを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項４１＞特徴項３６記載の振動呈示装置を用いて振動を生体に呈示する場合に、振動呈示装置又は生体の周囲の振動を収集する振動計測装置と、
上記振動計測装置により収集された周囲振動の振動構造を解析してその解析データを出力する解析手段と、
上記解析データに基づいて、生体の基幹脳の脳血流が低下する危険度を判定して、判定結果に基づいて、警報を出力乃至振動呈示装置を操作する手段を備えたことを特徴とする装置。

＜特徴項４２＞特徴項３６記載の振動呈示装置を用いて振動を生体に呈示する場合に、振動呈示装置が呈示する振動に対する生体の応答反応を計測する装置と、
上記計測装置により収集された応答反応を解析してその解析データを出力する解析手段と、
上記解析データに基づいて、生体の基幹脳の脳血流が低下する危険度を判定して、判定結果に基づいて、警報を出力乃至振動呈示装置を操作する手段を備えたことを特徴とする装置。

＜特徴項４３＞特徴項３６記載の振動呈示装置を用いて振動を生体に呈示する場合に、可聴範囲内の振動を生体の聴覚系に印加する印加手段において、可聴範囲外の超高周波成分を含ませ、かつ聴覚系以外の生体構成部位に同時に印加することによって、可聴範囲外の超高周波成分を含む振動を印加する印加手段に不具合があった場合においても、生体の基幹脳の血流量を低下させる危険性を回避することを可能ならしめることを特徴とする振動呈示装置。

＜特徴項４４＞特徴項３６記載の振動呈示装置を用いて振動を生体に呈示する場合に、可聴範囲外の超高周波成分を含む振動を生体の聴覚系以外の生体構成部位に印加する印加手段に、可聴範囲内の振動を同時に含ませることによって、
当該の印加手段に不具合があった場合においても、聴覚で不具合を知覚することを可能ならしめ、生体の基幹脳の血流量を低下させる危険性を回避することを容易ならしめることを特徴とする振動呈示装置。

以上詳述したように、本発明に係る振動呈示装置によれば、生体の聴覚系により音として知覚される可聴範囲内の周波数成分を有する振動を、生体の聴覚系を含む生体構成部位に印加する第１の振動印加手段と、生体の聴覚系により音として知覚できない可聴範囲を超える超高周波数成分を有する振動を、上記生体の体躯（頭部を除く。）の少なくとも一部を含む生体構成部位（頭部を除く。）に印加する第２の振動印加手段とを備え、上記２つの振動印加手段を用いて２種類の振動を、好ましくは同時に生体に呈示することにより、互いの相互作用により効果的にハイパーソニック・エフェクトを享受することができる。

本発明の第１の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ａを備えたＰＥＴ計測室１において、信号発生装置１５からのハイパーソニック・サウンドをスーパーツィータＳ１及びフルレンジスピーカＳ２を用いてＰＥＴ計測装置１０Ａのベッド１１上の被験者１２に印加している状態を示す概略図である。本発明の第１の実施形態の変形例に係るＰＥＴ計測装置１０Ａを備えたＰＥＴ計測室１において、信号発生装置１５からのハイパーソニック・サウンドをスーパーツィータＳ１及びフルレンジスピーカＳ２を用いてＰＥＴ計測装置１０Ａの屈曲型シート１３上の被験者１２に印加している状態を示す概略図である。従来例に係るＰＥＴ計測装置１０を備えたＰＥＴ計測室１において、信号発生装置１５からのハイパーソニック・サウンドをスーパーツィータＳ１及びフルレンジスピーカＳ２を用いてＰＥＴ計測装置１０のベッド１１上の被験者１２に印加している状態を示す概略図である。従来例に係るＰＥＴ計測装置２０の装置構成を示す概略ブロック図である。図４のＰＥＴ計測装置２０の機能ユニットの構成を示すブロック図である。従来技術の実験結果であって、（ａ）はハイパーソニック・サウンドのうちの可聴域音をスピーカにより被験者に印加する一方、その超高周波振動をスピーカにより被験者に印加する場合において、可聴域音＋超高周波振動を提示するときと可聴域音のみを提示するときの脳波α２ポテンシャルの違いを示すグラフであり、（ｂ）はハイパーソニック・サウンドのうちの可聴域音をヘッドホンにより被験者に印加する一方、その超高周波振動をスピーカにより被験者に印加する場合において、可聴域音＋超高周波振動を提示するときと可聴域音のみを提示するときの脳波α２ポテンシャルの違いを示すグラフであり、（ｃ）はハイパーソニック・サウンドのうちの可聴域音をヘッドホンにより被験者に印加する一方、その超高周波振動をヘッドホンにより被験者に印加する場合において、可聴域音＋超高周波振動を提示するときと可聴域音のみを提示するときの脳波α２ポテンシャルの違いを示すグラフである。本発明の第２の実施形態に係るＰＥＴ計測装置２０Ａの概略ブロック図である。本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係るＰＥＴ計測装置２０Ｂの概略ブロック図である。本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係るＰＥＴ計測装置２０Ｃの概略ブロック図である。非特許文献１５において開示された実験結果であって、（ａ）は被験者の脳幹に対して種々の周波数成分の音を印加したときの脳血流量を示すグラフであり、（ｂ）は被験者の視床に対して種々の周波数成分の音を印加したときの脳血流量を示すグラフである。本発明の第３の実施形態に係る信号再生装置により再生する音声信号の周波数特性を示すスペクトラム図である。本発明の第３の実施形態に係る信号再生装置の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る信号記録再生装置の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る信号記録再生装置の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態の第１の実施例に係る信号記録再生システムの構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態の第２の実施例に係る信号記録再生システムの構成を示すブロック図である。従来技術の実験結果であって、ハイパーソニック・サウンドのうちの可聴域音をヘッドホンにより被験者に印加する一方、その超高周波振動をスピーカにより、全身を音絶縁化した被験者に印加する場合において、可聴域音＋超高周波振動を提示するときと可聴域音のみを提示するときの脳波α２ポテンシャルの違いを示すグラフである。（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る帽子装着タイプの信号再生装置９０の構成を示す外観図及びブロック図であり、（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係るメガネ装着タイプの信号再生装置９０ａの構成を示す外観図及びブロック図である。本発明の第４の実施形態の第１の変形例に係る信号記録再生装置９０Ａの構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施形態の第２の変形例に係る信号記録再生装置９０Ｂの構成を示すブロック図である。本発明の第５の実施形態に係るヘッドホンの構成を示す外観図及びブロック図である。図２１のヘッドホンで用いる信号再生装置の構成を示すブロック図である。本発明の第５の実施形態の第１の変形例に係る帽子装着タイプの信号再生装置の構成を示す外観図及びブロック図である。図２３の信号再生装置１３１の構成を示すブロック図である。本発明の第５の実施形態の第２の変形例に係るメガネ装着タイプの信号再生装置の構成を示す外観図及びブロック図である。図２５の携帯型信号再生装置１４０の構成を示すブロック図である。（ａ）は本発明の第６の実施形態に係る信号再生装置を備えたブローチ１６０の正面図であり、（ｂ）は当該ブローチ１６０の右側面図であり、（ｃ）は当該ブローチ１６０の裏面図である。（ａ）本発明の第７の実施形態に係る信号再生装置を備えたブレスレット１７０の外観図であり、（ｂ）は当該ブレスレット１７０の側面図である。（ａ）は本発明の第８の実施形態に係る信号再生装置を備えたイヤリング１８０の正面図であり、（ｂ）は当該イヤリング１８０の右側面図であり、（ｃ）は当該イヤリング１８０の裏面図である。（ａ）は本発明の第９の実施形態に係る信号再生装置を備えたバレッタ１９０の正面図であり、（ｂ）は当該バレッタ１９０の裏面図であり、（ｃ）は当該バレッタ１９０の上面図である。図２７、図２８、図２９及び図３０の信号再生装置２００の構成を示すブロック図である。（ａ）は本発明の第１０の実施形態に係る信号再生装置２００を備えたシャツ２１０の外面を示す正面図であり、（ｂ）は当該シャツ２１０の内面を示す正面図である。（ａ）は本発明の第１１の実施形態に係る信号再生装置２００を備えた通常型寝具（上掛け、毛布）２３０Ａの上面及び下面（身体接触面）を示す正面図であり、（ｂ）は本発明の第１０の実施形態に係る信号再生装置２００を備えた襟ぐり型寝具（上掛け、毛布）２３０Ｂの上面及び下面（身体接触面）を示す正面図であり、（ｃ）は本発明の第１０の実施形態に係る信号再生装置２００を備えた表裏区別無用型寝具（上掛け、毛布）２３０Ｃの上面及び下面（身体接触面）を示す正面図である。本発明の第１２の実施形態に係る信号再生装置２００を備えた枕２４０の外観図である。（ａ）は本発明の第１３の実施形態に係る信号再生装置２００を備えたベッド２５０の上面図であり、（ｂ）は当該ベッド２５０の右側面図であり、（ｃ）は当該ベッド２５０の正面図である。本発明の実施例１に係る信号記録再生システムの構成を示すブロック図である。（ａ）は図３６の信号記録再生システムにおける音源の電気信号を示すスペクトル図であり、（ｂ）は当該信号記録再生システムにおけるスピーカシステムを介した音のスペクトル図であり、（ｃ）は当該信号記録再生システムにおけるスピーカシステムを介した減衰された超高周波成分（ＨＦＣ）のスペクトル図であり、（ｄ）は当該信号記録再生システムにおけるイヤホンステムを介した音のスペクトル図である。図３６の信号記録再生システムの実験結果であって、（ａ）は可聴域成分（ＬＦＣ）をスピーカシステムを介して被験者に印加しかつ超高周波成分（ＨＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加したときのαＥＥＧの正規化パワー、聴取レベル及び快適聴取レベル（ΔＣＬＬ）を示すグラフであり、（ｂ）は可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加しかつ超高周波成分（ＨＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加したときのαＥＥＧの正規化パワー、聴取レベル及び快適聴取レベル（ΔＣＬＬ）を示すグラフであり、（ｃ）は可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加しかつ超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステムを介して被験者に印加したときのαＥＥＧの正規化パワー、聴取レベル及び快適聴取レベル（ΔＣＬＬ）を示すグラフであり、（ｄ）は可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホンステムを介して被験者に印加しかつ超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステムを介して音絶縁化された被験者に印加したときのαＥＥＧの正規化パワー、聴取レベル及び快適聴取レベル（ΔＣＬＬ）を示すグラフである。図３８（ａ）の場合における被験者頭部のα２帯域成分強度のＺスコア（図面下部はＺスコアのグレースケールを示す。）を示す図である。図３８（ｂ）の場合における被験者頭部のα２帯域成分強度のＺスコア（図面下部はＺスコアのグレースケールを示す。）を示す図である。図３８（ｃ）の場合における被験者頭部のα２帯域成分強度のＺスコア（図面下部はＺスコアのグレースケールを示す。）を示す図である。図３８（ｄ）の場合における被験者頭部のα２帯域成分強度のＺスコア（図面下部はＺスコアのグレースケールを示す。）を示す図である。従来例に係るＰＥＴ計測装置による実験結果であって、（ａ）は当該実験に用いる音源の電気信号のスペクトル図であり、（ｂ）は当該実験の聴取位置での電気信号のスペクトル図であり、（ｃ）は被験者の脳幹における種々の音に対する調整後のｒＣＢＦを示すグラフであり、（ｄ）は被験者の視床における種々の音に対する調整後のｒＣＢＦを示すグラフである。第１の実施形態に係る図１のＰＥＴ計測装置による実験結果であって、（ａ）は当該実験に用いる音源の電気信号のスペクトル図であり、（ｂ）は当該実験の聴取位置での電気信号のスペクトル図であり、（ｃ）は被験者の脳幹における種々の音に対する調整後のｒＣＢＦを示すグラフであり、（ｄ）は被験者の視床における種々の音に対する調整後のｒＣＢＦを示すグラフである。発明者らによるハイパーソニック・サウンドに関する実験結果であって、ハイパーソニック・サウンド中の超高周波成分を増強した場合のハイパーソニック・エフェクトの度合いの変化を示し、脳波α波ポテンシャルの後頭部の５電極の平均値（α−ＥＥＧ）を示すグラフである。発明者らによるハイパーソニック・サウンドに関する実験結果であって、ハイパーソニック・サウンド中の超高周波成分を増強した場合のハイパーソニック・エフェクトの度合いの変化を示し、調節行動の結果の可聴音聴取音量を示すグラフである。本発明の第１４の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。図４７のＰＥＴ計測装置１０Ｂにおいて光信号有線伝送のときの実施例を示すブロック図である。図４７のＰＥＴ計測装置１０Ｂにおいて電気信号有線伝送のときの実施例を示すブロック図である。図４７のＰＥＴ計測装置１０Ｂにおいて電気信号無線伝送のときの実施例を示すブロック図である。本発明の第１５の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。（ａ）は図５１のＰＥＴ計測装置１０Ｃの詳細構成を示すブロック図であり、（ｂ）は図５１の脳波計測装置５００の詳細構成を示すブロック図であり、（ｃ）は図５１の振動呈示装置６００の詳細構成を示すブロック図である。本発明の第１６の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。（ａ）は図５３のＰＥＴ計測装置１０Ｄの詳細構成を示すブロック図であり、（ｂ）は図５３の脳磁図計測装置７００の詳細構成を示すブロック図である。本発明の第１７の実施形態に係るＰＥＴ計測装置１０Ｅの構成を示すブロック図である。図５５のＰＥＴ計測装置１０Ｅの詳細構成を示すブロック図である。本発明の第１８の実施形態に係る、超知覚振動再生装置８００を用いて複数の被験者１２をＰＥＴ計測するときの構成を示すブロック図である。本発明の第１９の実施形態に係る、超知覚振動再生装置８００を用いて複数の被験者１２をＰＥＴ計測するときの構成を示すブロック図である。本発明の第２０の実施形態に係る、超知覚振動再生装置８００を用いて列車内で複数の被験者１２をＰＥＴ計測するときの構成を示すブロック図である。本発明の第２１の実施形態に係る、超知覚振動発生装置８３０付きヘッドセット８２０、振動発振シート８３１及び超知覚振動発生装置８３０付き携帯電話機８４０の構成を示す外観図である。本発明の第２２の実施形態に係る、超知覚振動発生装置８３０付きイヤホン８２１及び超知覚振動発生装置８３０付き携帯型音楽プレイヤ８５０の構成を示す外観図である。本発明の第２３の実施形態に係る、ペンダント型超知覚振動発生装置８３０ｐの構成を示す外観図である。本発明の第２４の実施形態に係る、ピエゾ繊維８３６を用いた超知覚振動発生装置の構成を示す外観図である。本発明の第２５の実施形態に係る、バスタブ８６０Ｃ中の被験者１２に対する超知覚振動呈示装置８６０の構成を示すブロック図である。本発明の第２６の実施形態に係る、皮膚密着型超高周波エミッタ８３２ａを用いた超知覚振動発生装置の構成を示す外観図である。本発明の第２７の実施形態に係る、被験者１２の鼻腔１２ｃに挿入される振動呈示シート８３２ｓを用いた超知覚振動発生装置の構成を示す外観図及び断面図である。本発明の第２８の実施形態に係る、被験者１２の体内に服用して用いるカプセル型振動呈示装置８３０ｃの構成を示す外観図及び断面図である。本発明の第２９の実施形態に係る、被験者１２の体内に服用して用いるアメ玉型振動呈示装置８３０ａの構成を示す外観図及び断面図である。本発明の第３０の実施形態に係る、被験者１２の体内に服用して用いる微粒子型振動呈示装置の構成を示す外観図及び断面図である。本発明の実施例３に係る超高周波再生装置８６０ａの一例を示す概略図である。図７０の実施例３に係る、耳で聴く可聴域音楽と、身体で聴く聴こえない超高周波作品との関係を示す図である。（ａ）は図７０の実施例３における実験結果であって脳幹における調整後のｒＣＢＦ値を示すグラフであり、（ｂ）は図７０の実施例３における実験結果であって左視床における調整後のｒＣＢＦ値を示すグラフである。（ａ）は本発明の第３１の実施形態において用いるスピーカ８７０の構成を示す外観図であり、（ｂ）は図７３（ａ）の超可聴域担当スーパーツィータ８７１の周波数特性を示すグラフであり、（ｃ）は図７３（ａ）の可聴域担当スコーカ８７２の周波数特性を示すグラフであり、（ｄ）は図７３（ａ）の可聴域担当ウーファ８７３の周波数特性を示すグラフである。本発明の第３２の実施形態に係る音構造情報によるフィードバック制御機構を備えた高周波モニタリングシステムの実施例を示すブロック図である。図７４の高周波モニタリングシステムの詳細構成を示すブロック図である。図７４の高周波モニタリングシステムの詳細処理の第１の部分を示すフローチャートである。図７４の高周波モニタリングシステムの詳細処理の第２の部分を示すフローチャートである。図７４の高周波モニタリングシステムの詳細処理の第３の部分を示すフローチャートである。本発明の第３３の実施形態に係る脳深部活性化情報によるフィードバック制御機構を備えた高周波モニタリングシステムの実施例を示すブロック図である。図７９の高周波モニタリングシステムの詳細構成を示すブロック図である。本発明の第３４の実施形態に係る、超知覚振動再生装置８００ａ，８００ｂ，８００ｃを用いて車両内で複数の被験者１２をＰＥＴ計測するときの構成を示すブロック図である。本発明の第３５の実施形態に係る、被験者１２の筋肉１２ｋに埋め込んだ振動呈示装置の構成を示す外観図及び断面図である。本発明の第３６の実施形態に係る実施例であって、超高周波を含むガムラン音楽を首よりも下側部分の体躯に呈示したときと、超高周波を含むガムラン音楽を頭部に呈示したときにおいて、その呈示４００秒の後半の２００秒間平均の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）の測定結果を示すグラフである。本発明の第３７の実施形態に係る、複数の超高周波エミッタ８３２ａを有するボディスーツ９５１の振動呈示装置の外観図及び断面図である。本発明の第３８の実施形態に係る、複数の超高周波エミッタ９５２ａを有するサウナ型振動呈示装置の外観図である。本発明の第３９の実施形態に係る、複数の超高周波エミッタ９５３ａを有する寝袋型振動呈示装置の外観図である。本発明の第４０の実施形態に係る、複数の超高周波振動呈示装置９５４ａ−９５４ｄを有する自動車９５４の操縦席の一部破断外観図である。本発明の第４１の実施形態に係る、複数のシャワー型振動呈示装置の外観図及び断面図である。本発明の第４２の実施形態に係る、骨伝導ヘッドホン９５６及びネックレス型超高周波振動呈示装置の外観図である。本発明の第４３の実施形態に係る、ピエゾ繊維素材着衣型超高周波振動呈示装置の外観図及び断面図である。本発明に係る各振動印加手段により印加すべき振動印加部位とそれに対する振動印加手段例を示す図である。

符号の説明

１…ＰＥＴ計測室、
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…ＰＥＴ計測装置、
１０ａ…振動絶縁材料、
１０ｃ…装置傾斜機構、
１１…ベッド、
１１ａ…振動絶縁部材、
１２…被験者、
１２ａ…被験者の頭部、
１２ｂ…被験者の体表面、
１２ｃ…被験者の鼻腔、
１２ｄ…被験者の口、
１２ｅ…被験者の胃、
１２ｋ…被験者の筋肉、
１３…屈曲型シート、
１３ａ…振動絶縁材料、
１５…信号発生装置、
１６…光ファイバケーブル、
１７…有線信号ケーブル、
１８…頭皮表面電位（脳波）検出センサ、
１９…脳内磁気分布（脳磁図）検出センサ、
１９ａ…増幅器、
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…ＰＥＴ計測装置、
２１，２１Ａ…検出器リング、
２１ａ…検査薬分子、
２１ｂ…校正用線源、
２１ｍ…マーカー用微弱線源、
２１ｐ…放射線、
２２…装置本体電源制御モジュール、
２３…検出器電源モジュール、
２４ａ，２４ｂ…放射線計数演算モジュール、
２４ｃ…放射線捕捉数及び経過時間ディスプレイ、
２５ａ，２５ｂ…演算モジュール電源、
２５ｃ，２５ｄ…電源モジュール、
２６ａ，２６ｂ…操作パネル、
２７…電源スイッチ、
２８…装置本体制御ボードラック、
２９…装置本体傾斜制御モータ、
３０…駆動モータ、
３０Ａ…校正用線源装填機構、
３１…校正用線源周回駆動モータ、
３２Ａ…放射線遮蔽板、
３５…データ画像演算コンピュータ、
４２…冷却気給気ファン、
４２ｍ…ファンモータ、
４４…防音制振部材、
４５…冷却気給気ファン、
４５ｍ…ファンモータ、
４６…ダクト、
４７…整流板、
４８…剛性部材、
５１…冷却気導入管、
５２…温排気管、
６０…屋外放熱器、
６１…熱交換器、
６２，６３…ポンプ、
６４…冷却水管、
６５…温排水管、
６６…バルブ、
７０…音声信号増幅器、
７１，７１Ａ…スピーカ、
７２…音声信号記録再生装置、
７４…マイクロホン、
７５…可聴域音特性計測器、
７６…再生音特性調整器、
７７…ＢＧＭ再生装置、
８１，８２，８３…被験者、
８１ｐ…携帯型音楽プレイヤ、
９０，９０ａ，９０Ａ，９０Ｂ…信号再生装置、
９１…帽子、
９２…メガネ、
１０１…固体メモリ、
１０２…音声信号増幅器、
１０４…マイクロホン、
１０５…可聴域音特性計測器、
１０６…再生音特性調整器、
１１０…被験者の頭部、
１１０ａ…外耳道、
１１１…ヘッドホン、
１１１ａ，１１１ｂ…ヘッドホン筐体、
１１２…ヘッドバンド、
１１５…信号帯域分割回路、
１１６，１１７…信号増幅器、
１１８…信号入力プラグ、
１２０…超高周波振動発生素子、
１２１…可聴域スピーカ、
１２２…可聴域音再生用イヤホン、
１２４…イヤーパッド、
１２５…小型電池、
１２９…素子不載置部、
１３０…帽子、
１３１…信号再生装置、
１３２…メモリ型プレイヤ、
１３３…Ｄ／Ａ変換器、
１３４…信号増幅器、
１４０…携帯型信号再生装置、
１４１…ＣＰＵ、
１４２…ＲＯＭ、
１４３…ＲＡＭ、
１４４…表示部、
１４５…操作部、
１４６…超高周波増幅器、
１４７…可聴波増幅器、
１４８…外部入力インターフェース、
１４９…バス、
１５０…充電池、
１５１…外部信号発生器、
１６０…ブローチ、
１６１…電池挿入部蓋、
１６２…メモリ挿入部蓋、
１６３…金具取付部、
１６４…金具、
１７０…ブレスレット、
１７１…電池挿入部蓋、
１７２…メモリ挿入部蓋、
１８０…イヤリング、
１８１…電池挿入部蓋、
１８２…金具取付部、
１８３…金具、
１９０…バレッタ、
１９１…電池挿入部蓋、
１９２…メモリ挿入部蓋、
２００…信号再生装置、
２０１…固定メモリ、
２０２…マイクロアンプ、
２０３…電池、
２１０…シャツ、
２２１，２２２…スピーカ、
２３０Ａ…通常型寝具、
２３０Ｂ…襟ぐり型寝具、
２３０Ｃ…表裏区別無用型寝具、
２４０…枕、
２５０…ベッド、
２５１…ベッドスプリング、
２５２…ヘッドボード、
２５３…スピーカ、
２５５…プレイヤ、
２５６…前置増幅器、
２５７…超高周波増幅器、
２５８…可聴波増幅器、
３００…信号源ディスク、
３０１…プレイヤ、
３０２…前置増幅器、
３１０…左チャンネル回路、
３１１…高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、
３１２…低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、
３１３…イヤホン増幅器、
３１４…電力増幅器、
３２０…右チャンネル回路、
３３０…スピーカシステム、
３３１…ツィータ、
３３２…フルレンジスピーカ、
３３３…ウーファ、
３３４…イヤホン、
３３５…電力分配ネットワーク、
３４０…被験者、
３４０Ａ…被験者の首部、
３４１…被験者の頭部、
３５０…フルフェースヘルメット、
３６０…音絶縁化全身コート、
４１０，４１０Ａ，４１０Ｂ，４１０Ｃ…ＰＥＴ検出部、
４２０…信号解析部、
４２１…Ａ／Ｄ変換モジュール、
４３０，４３０Ａ…信号変換送信部、
４３０ａ…アンテナ、
４３１…光電信号変換モジュール、
４３２…増幅器、
４３３…無線送信回路、
４４０…無線受信部、
４４０ａ…アンテナ、
４４１…無線受信回路、
４４２…電源、
５００…脳波計測装置、
６００…振動呈示装置、
６０１…振動記録再生装置、
６０２…増幅器、
６０３…振動呈示装置、
７００…脳磁図計測装置、
８００，８００ａ，８００ｂ，８００ｃ…超知覚振動再生装置、
８１０，８１１…車両、
８２０…ヘッドセット、
８２１…イヤホン、
８３０，８３０ｐ…超知覚振動再生装置、
８３０ａ…アメ玉型振動呈示装置、
８３０ｃ…カプセル型振動呈示装置、
８３１…振動発振シート、
８３２…サウンドエミッタ、
８３２Ａ，８３２Ｂ…超知覚振動再生装置、
８３２ａ…超高周波エミッタ、
８３２ｓ，８３２ｔ…振動呈示シート、
８３３…マイクロアンプ、
８３４…メモリ、
８３５…電池、
８３７…電磁エネルギー変換電源装置、
８３７ｈ…磁界発生腹巻、
８３７ｓ…磁界発生シャツ、
８３８…液体中の微粒子、
８３８ａ…電磁波／弾性波変換素子、
８３８ｂ…振動素子、
８３８Ｌ…液体、
８４０…携帯電話機、
８５０…携帯音楽プレイヤ、
８５０ａ…イヤホン、
８５１…ヘッドホン、
８６０…超知覚振動呈示装置、
８６０ａ…超高周波再生装置、
８６０Ｓ…信号発生装置、
８６０Ｃ…バスタブ、
８６０Ｌ…液体、
８７０…スピーカ、
８７０Ａ…フルレンジスピーカ、
８７０Ｂ…枕内蔵フルレンジスピーカ、
８７１…スーパーツィータ、
８７２…スコーカ、
８７３…ウーファ、
９００…可聴音再生装置、
９００ａ…ヘッドホン、
９１０…音声入力装置、
９１１…マイクロホン、
９１２…マイクロアンプ、
９１３…音構造情報解析装置、
９１３ａ…音構造情報解析部、
９１４…危険度判定装置、
９１５…解析結果モニタ装置、
９１６…警報発生器、
９１７…自己診断装置、
９１８…自己修復装置、
９２０…脳波導出装置、
９２１…送信機、
９２２…受信機、
９３０…音構造情報解析モニタ装置、
９３１…音構造表示モニタ、
９４０…脳深部活性化情報解析及びイメージング装置、
９４１…脳深部活性化解析部、
９４２…脳深部活性化表示モニタ、
９４３…フィードバック部、
９５０，９５０Ａ…再生装置、
９５１…ボディスーツ、
９５２…サウナ型超高周波振動呈示装置、
９５２ａ…超高周波エミッタ、
９５３…寝袋型超高周波振動呈示装置、
９５３ａ…超高周波エミッタ、
９５３Ａ…枕、
９５４…自動車、
９５４ａ−９５４ｄ…超高周波振動呈示装置、
９５５…超高周波振動シャワー室、
９５５ａ…シャワー型超高周波振動呈示装置、
９５６…骨伝導ヘッドホン、
９５７…ネックレス型超高周波振動呈示装置、
９５８…ピエゾ繊維素材の着衣、
Ｓ１…ツィータ、
Ｓ２…フルレンジスピーカ、
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチ。

Claims

第１の振動源から発生されかつ生体の聴覚系により音として知覚される可聴範囲内の周波数成分を有する振動を、生体の聴覚系を含む生体構成部位に印加する第１の振動印加手段と、
上記第１の振動源とは異なる第２の振動源から発生されかつ上記生体の聴覚系により音として知覚できない可聴範囲を超える超高周波数成分を有する振動を、上記生体の体躯のうちの頭部を除く部分の少なくとも一部を含む、上記頭部を除く生体構成部位に印加する第２の振動印加手段とを備えたことを特徴とする振動呈示装置。
上記第２の振動印加手段によって、上記可聴範囲を超える超高周波成分を有する振動を、上記生体の体躯のうちの頭部を除く部分の少なくとも一部に印加することによって、上記生体の脳幹、視床及び視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳の活性を増加させることを特徴とする請求項１記載の振動呈示装置。
上記第１の振動印加手段を複数備え、上記複数の第１の振動印加手段はそれぞれ複数の生体に対して個別の振動を印加し、かつ、上記第２の振動印加手段は複数の生体に対して共通の振動を印加することを特徴とする請求項１又は２記載の振動呈示装置。
上記第１の振動印加手段は複数の生体に対して共通の振動を印加し、かつ、上記第２の振動印加手段を複数備え、上記複数の第２の振動印加手段はそれぞれ複数の生体に対して個別の振動を印加することを特徴とする請求項１又は２記載の振動呈示装置。
上記第１の振動印加手段を複数備え、上記複数の第１の振動印加手段はそれぞれ複数の生体に対して個別の振動を印加し、かつ、上記第２の振動印加手段を複数備え、上記複数の第２の振動印加手段もそれぞれ複数の生体に対して個別の振動を印加することを特徴とする請求項１又は２記載の振動呈示装置。
上記第２の振動印加手段は複数種の振動源から構成される振動を同時に印加することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の振動呈示装置。
上記第２の振動印加手段は、屋内外建造物、乗り物、携帯機器、装身具、装着物、衣服、寝具、家具、什器、内装品、又は塗布物に設けられたことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の振動呈示装置。
上記第２の振動印加手段は上記生体に対して、所定の媒体を介して間接的に又は直接的に振動を印加することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１つに記載の振動呈示装置。
上記第１の振動源と上記第２の振動源の少なくとも一方は記憶装置に蓄えられ、あるいは無線回線又は有線回線により外部から受信したデータ又は信号に基いて振動を発生することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれかに記載の振動呈示装置。