JP5247925B2 - 信号再生システム - Google Patents
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Description
本発明は、人間の可聴周波数上限をこえる超高周波成分を豊富に含む非定常な構造をもつ音であるハイパーソニック・サウンドにより、脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワーク（以下、これらを一括して基幹脳ネットワーク系という。）の領域脳血流量を増大させ、これらの部位を活性化することによって精神活動及び身体活性を総合的に高める効果（以下、ハイパーソニック・エフェクトという。）を導くことができる振動を発生するための振動発生装置及び方法、並びに、当該振動を判別するための振動判別装置及び方法に関する。すなわち、本発明は、具体的には、脳波α波パワーを増大させ、音を快く美しく感動的に受容させることをはじめ感覚入力一般に対する美的感受性を高め、それによって音を含む複合感覚情報の感性効果を増強させ、音聴取行動を強めるとともに、基幹脳を拠点とする情動系、行動制御系、自律神経系、内分泌系及び免疫系の活動を適正にすることにより、ストレスを減じ、基幹脳活性の異常によって引き起こされ現代社会で大きな問題となっている高血圧、高脂血症、糖尿病などのメタボリック・シンドローム、ガン、脳血管障害、心臓疾患、花粉症やアトピー性皮膚炎を含む免疫異常などの生活習慣病、うつ病、統合失調症、認知症、慢性疲労症候群、注意欠陥多動性障害などのさまざまな精神疾患、自殺・自傷行為、異常な攻撃性の亢進といった行動の異常などを総合的に改善させる効果を導くことができる振動を発生するための振動発生装置及び方法、並びに、当該振動を判別するための振動判別装置及び方法に関する。
本発明者らは、可聴周波数上限をこえる超高周波成分を豊富に含む非定常な構造をもつ音であるハイパーソニック・サウンドが、それを聴取する人間の脳幹、視床及び視床下部を含む基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の領域脳血流量を増大させるとともに、基幹脳活性の指標である脳波α波パワーを高めるという基幹脳活性化効果を導き、音を快く美しく感動的に受容させることをはじめ美的感受性を高め、音聴取行動を強め、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、精神及び身体の状態を総合的に改善向上させる効果、すなわちハイパーソニック・エフェクトをもつのに対して、超高周波成分を含まない音を聞いているときには、暗騒音状態に比して基幹脳の活性を低下させることを発見した（例えば、特許文献１〜４及び非特許文献１〜２参照）。
加えて、本発明者らはこれまでに、人間の遺伝子が進化により形成された環境の最も有力な候補である熱帯雨林の自然環境音には、人間の可聴周波数上限である２０ｋＨｚを大きくこえ複雑に変化する構造をもち基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分が豊富に含まれているのに対して、現代人が生活する都市の環境音には、こうした超高周波成分がほとんど含まれていず基幹脳の活性を低下させることを明らかにした（例えば、特許文献５及び非特許文献３〜４参照）。
ハイパーソニック・サウンドによって活性化される基幹脳は、人間の情動や行動の制御に密接な関連をもつモノアミン神経系やオピオイド神経系をはじめとする神経回路の重要な拠点となっている。そのため、基幹脳並びにそこから脳全体に投射される神経ネットワークの活性異常は、さまざまな精神と行動の異常を導くことがわかっている。基幹脳はさらに、自律神経系・内分泌系の最高中枢であり、それらを介して免疫系を制御し、これらを通じて全身の恒常性を維持する機能や生体防御機能を担っている。そのため、基幹脳の活性異常は、上記恒常性維持機能及び生体防御機能の破綻を導くことにより、現代社会において急激に増加している生活習慣病の発症と密接な関連をもっている。
従って、上述したような精神と行動の異常や生活習慣病などが現代社会において特異的かつ急速に増加していることに注目すると、その原因のひとつが、現代人をとりまく音環境が、人間の遺伝子が進化的に形成された環境の最有力な候補である熱帯雨林の環境音を特徴づける特異的な音響構造から大きく乖離し、特に複雑に変化する超高周波成分が欠落することにより、基幹脳の活性が異常をきたしていることにある可能性が大きい。
一方、熱帯雨林自然環境を現代都市にそのまま再現することは、気候及び生物学的条件においても、また必要とされる時間と社会投資の大きさの面でも、現代社会が直面する上記問題の緊急性にみあった現実的な解決法とならない。そこで、基幹脳活性化効果を導く特異的な構造をもった振動信号とそれを振動として発生させることのできる振動発生装置を用い、人間の遺伝子の設計に適合した熱帯雨林環境音と同じように基幹脳活性化効果を導く振動を発生させて現代人に印加することにより基幹脳活性化効果を導き、上述した現代人が直面する心身の健康面での問題を解決する手法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
しかし、現代社会において広く普及している音響情報媒体であるコンパクトディスク（ＣＤ）、ミニディスク（ＭＤ）、固形メモリに記録され携帯型プレーヤによって出力されるデジタルフォーマットの音声信号や、放送・通信などを介して配信・配布されるデジタルフォーマットの音声信号のほとんどは、超高周波成分を記録再生することができないため、ハイパーソニック・サウンドを発生させて基幹脳を活性化させることができない。
一方、近年、スーパーオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）、ＤＶＤオーディオ、ブルーレイディスク（ＢＤ）のサウンドトラック、高速光通信などによるネットワーク配信など、可聴域上限を大幅に上回る帯域まで記録伝送再生可能なフォーマットを備えたデジタルメディアが利用可能になりつつある。しかしこれらにおいては、音源のもつ振動発生機能の限界や録音・編集装置等の性能の限界から、記録媒体に記録された振動信号、すなわちコンテンツに超高周波成分が含まれていないために、ハイパーソニック・サウンドを発生できず基幹脳活性化効果を導くことができないのが通例となっている。
さらに、本発明者らは、ホワイトノイズなど人工的な信号を超高周波成分として可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分とともに聴取者に印加した場合には、超高周波成分が十分に含まれていても、ハイパーソニック・エフェクトが発現しないことを見出した（例えば、非特許文献２参照）。また、特定の周波数にピークをもった正弦波様の信号及びその倍音や、高速標本化１ビット量子化方式にともなう量子化ノイズなどの超高周波成分は、同じくハイパーソニック・エフェクトを発現しない。さらに、近年、電子機器類などの人工物から発生する特定の周波数にピークをもった正弦波様の信号からなる超高周波成分が、それを印加した人間や動物に不快感や逃避行動などの負の効果を導くことが見出されており、若者除け装置、鼠撃退装置などとして用いられている（例えば、非特許文献５〜６参照）。
これらの知見は、ハイパーソニック・エフェクトによって基幹脳活性化効果を導くためには、単に可聴域上限をこえる超高周波成分を印加すればよいわけではなく、それら超高周波成分が何らかの特異的な構造上の特徴を備えている必要がある一方、それとは異なる何らかの特有の構造を備えた超高周波成分の振動は、人間や動物の生理状態に負の影響を及ぼしうる危険性をもっていることを示唆している。ところがこれまで、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の超高周波成分がそなえるべき構造上の特徴は明らかにされていない。従って、スーパーオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）やブルーレイディスク（ＢＤ）のサウンドトラック、高速光通信などを利用したネットワーク配信などのように超高周波成分を記録再生可能なデジタルフォーマットが利用可能になっていても、そこに記録伝送される振動信号がどのような構造上の特徴をそなえていれば基幹脳活性化効果を導くかが不明である。
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山田朋美，「歯科医療機器から発生する超高周波音」，日本音響学会誌，６５巻，５２−５７頁，２００９年１月。
日野幹雄著，「スペクトル解析」，朝倉書店，２１０−２１７頁，１９７７年１０月。
まず、第一に、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分の構造上の特徴が従来特定されていなかったために、例えばホワイトノイズなどから人工的に合成した超高周波成分がハイパーソニック・エフェクトを導かない例にみられるように、聴取者に印加する音がたとえ超高周波成分を含んでいたとしても、それが実際に聴取者の基幹脳活性化効果を導くかどうかについて、振動信号の構造それ自体から推定することができないという問題がある。すなわち、ある振動が基幹脳活性化効果を導くかどうかは、その振動をその都度聴取者に印加し、聴取者の基幹脳の活性を、ポジトロン断層撮像装置や脳波計など高度な脳機能計測手段を用いた厳密な生理実験によって計測し、基幹脳が活性化しているかどうかを実際に観察する必要がある。あらゆる振動について、こうした生理実験を実施して基幹脳活性を計測してから実用に結びつけるというやり方には、現実性が乏しい。従って、ある特定の振動が基幹脳活性化効果を導くことができるかどうかを、生理実験を行うことなく推定するためには、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号の構造上の特徴が特定される必要がある。
第二に、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分の構造上の特徴が従来特定されていなかったために、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分を含む振動を人工的に合成することができないという問題がある。特に、ある種の人工的な超高周波成分が人間や動物の生理状態に負の効果をもたらすという安全面での問題が存在することが明らかになっていることを考慮すると、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動としては、熱帯雨林の環境音やある種の民族楽器音など、これまでの実績によって有効性、安全性が裏付けられている特定の天然自然の振動発生源から発生した振動を記録して用いることになる。しかし、こうした基幹脳活性化効果を導くことのできる天然自然の振動発生源の種類と量は限られており、それらの収集・記録はしばしば大きな困難や、時には危険さえも伴っている。従って、限られた天然自然の振動発生源に頼ることなく、基幹脳活性化効果を導くことのできるさまざまな種類の振動を人工的に豊富に合成するためには、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の構造上の特徴が特定される必要がある。
第三に、超高周波成分が欠落した振動信号に対して超高周波成分を補う１つの手法として、これまでにさまざまな帯域伸長法が提案されているにもかかわらず、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分の構造上の特徴が従来特定されていなかったために、こうした従来の帯域伸長法によって人工的に伸長される超高周波成分が基幹脳活性化効果を導くものになっているかを確かめるためには、その都度生理実験を実施して、振動毎に確認する必要があるという問題がある。特に、上述したように、ある種の人工的に合成した超高周波成分では、ハイパーソニック・エフェクトが発現しなかったり、逆に負の効果をもたらしたりする例が報告されていることを考慮すると、帯域伸長法によって人工的に伸長される超高周波成分の構造が、基幹脳活性化効果を導きうるものであるかどうか、すなわち人間にとって有効で安全なものであるかどうかを判別することの重要性はきわめて高い。
第四に、こうした多岐にわたる問題が存在するために、現存する膨大な記録ライブラリの振動源と振動発生装置によって発生する振動は、基幹脳活性化効果を導くことができずに感性的芸術的価値を著しく損ねているだけでなく、むしろ基幹脳活性を低下することによりさまざまな現代病を誘引し、現代人の快適性と安全性を著しく脅かす危険性が高いという問題がある。こうした限界を克服し危険を防止する技術が要請されるところとなっている。
第五に、近年急速に普及しているＤＶＤやブルーレイディスクなどの大容量パッケージメディアに記録される映像音響コンテンツや、ハイビジョンテレビ並びに高速光通信などの高速大容量通信回線を利用して配信・配布される映像音響のような、視覚と聴覚など複数の感覚系に総合的に働きかけるコンテンツにおいて、記録媒体に記録可能な情報容量に制約があると同時に、記録された情報を記録媒体から読み出したり、通信回線によって伝送する場合の情報の転送レート（伝送可能な時間あたり情報量）の制約があるために、映像に利用できる情報量と音声に利用できる情報量とがトレードオフの関係にあり、その結果、コンテンツの画質と音質とが二律背反状態に陥っているという問題がある。すなわち画質を優先させて映像に大容量の情報を割り当てると、音声データに割り当てるデータ量を減じるために、音の周波数帯域を制限したり圧縮をかける等の処理が必要になり、音質が低下し表現効果を損なうなど感性的芸術的価値を減少させる。逆に音質を優先させて音情報に大容量を割り当てると、画像データに割り当てるデータ量を減じるために、画像を節減又は圧縮し解像度を落とすなどの処理が必要になり、画質が低下し表現効果を損ない感性的芸術的価値を減じる。
第六に、拡声放送など情報伝達を目的とする音が、顕著な背景騒音など伝達を妨げる性質をもった他の音と共存する場合「音量を上げないと必要な情報が聞き取れない」一方で、「音量を上げるとうるさく不快になる」という二律背反現象が生じるという問題がある。これに類似した問題はさまざまな状況下に存在し、例えば音響・映像コンテンツのサウンドエフェクトや演劇の効果音は「音量を上げないと意図された芸術的効果が得られない」一方で、「音量を上げると不快になる」という二律背反の問題がある。
本発明の目的は、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の詳細な構造上の特徴を明確にすることにより、以上の問題点を解決し、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動を発生するための装置及び方法、その振動を判別するための装置及び方法を提供することにある。さらにその応用として、複数の感覚系に総合的に働きかける複合感覚情報発生手段において、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動を発生させ、報酬系を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化することにより、音以外の感覚入力に対する美的感受性を増強し、表現効果を感覚系全体として高めることができる装置及び方法を提供することにある。さらにまた、基幹脳ネットワーク系全体の活動を高める効果を応用して、音知覚の鋭敏化と快適化との双方を両立した状態で発現又は強化させる装置及び方法を提供することにある。
第１の発明に係る振動発生装置は、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分と、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分とを有し、第１の性質と第２の性質とのうち少なくともいずれかの性質で表される自己相関秩序を有する振動又は振動信号を発生する手段を備え、上記振動又は上記振動信号から発生される実際の振動を人間に印加することにより、当該人間の脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系を活性化する基幹脳活性化効果を導くことができることを特徴とし、
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分の、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックス数の一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分の、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックス数の一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
第２の発明に係る振動発生空間装置は、空間内に設けられた上記の少なくとも１つの振動発生装置によって発生された振動が空間中に放射されることによって、あるいはそれらの振動が空間中で加算されたり、互いに干渉することによって、あるいは空間を構成する物がそれらの振動に共振することによって、上記自己相関秩序を有する振動を発生することを特徴とする。
第３の発明に係る振動体は、上記の少なくとも１つの振動発生装置によって発生された振動状態にあることを特徴とする振動体である。
第４の発明に係る振動発生方法は、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分と、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分とを有し、第１の性質と第２の性質とのうち少なくともいずれかの性質で表される自己相関秩序を有する振動又は振動信号を発生するステップを含み、上記振動又は上記振動信号から発生される実際の振動を人間に印加することにより、当該人間の脳幹・視床・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及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系を活性化する基幹脳活性化効果を導くことができることを特徴とし、
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分の、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックス数の一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分の、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックス数の一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
上記第１の発明に係る振動発生装置において、
上記自己相関秩序を有しないオリジナル振動信号に対して、上記振動発生装置により発生された上記自己相関秩序を有する補完振動信号を加算し、加算結果の振動信号を出力する加算手段をさらに備えたことを特徴とする。
上記自己相関秩序を有しないオリジナル振動信号に対して、上記振動発生装置により発生された上記自己相関秩序を有する補完振動信号を加算し、加算結果の振動信号を出力する加算手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、上記振動発生装置において、
上記自己相関秩序を有しないオリジナル振動信号に対して、当該オリジナル信号の帯域が可聴周波数範囲をこえるように帯域伸張し、可聴周波数範囲をこえる帯域と上記オリジナル振動信号の帯域とを含む帯域伸張化振動信号を出力する帯域伸張手段と、
上記帯域伸張化振動信号に対して、上記振動発生装置により発生された上記自己相関秩序を有する補完振動信号を加算し、加算結果の振動信号を出力する加算手段をさらに備えたことを特徴とする。
上記自己相関秩序を有しないオリジナル振動信号に対して、当該オリジナル信号の帯域が可聴周波数範囲をこえるように帯域伸張し、可聴周波数範囲をこえる帯域と上記オリジナル振動信号の帯域とを含む帯域伸張化振動信号を出力する帯域伸張手段と、
上記帯域伸張化振動信号に対して、上記振動発生装置により発生された上記自己相関秩序を有する補完振動信号を加算し、加算結果の振動信号を出力する加算手段をさらに備えたことを特徴とする。
さらに、上記振動発生装置において、
上記振動発生装置と、上記加算手段との間に設けられ、上記自己相関秩序を有する補完振動信号を高域通過ろ波する高域通過フィルタ手段をさらに備えたことを特徴とする。
上記振動発生装置と、上記加算手段との間に設けられ、上記自己相関秩序を有する補完振動信号を高域通過ろ波する高域通過フィルタ手段をさらに備えたことを特徴とする。
またさらに、上記振動発生装置において、
上記オリジナル振動信号又は上記帯域伸張化振動信号の信号レベルを、所定のしきい値と比較し、当該しきい値未満であるとき、上記加算手段に入力される上記自己相関秩序を有する補完振動信号又はその高域通過ろ波した信号を、所定の減衰量だけ減衰させる減衰手段をさらに備えたことを特徴とする。
上記オリジナル振動信号又は上記帯域伸張化振動信号の信号レベルを、所定のしきい値と比較し、当該しきい値未満であるとき、上記加算手段に入力される上記自己相関秩序を有する補完振動信号又はその高域通過ろ波した信号を、所定の減衰量だけ減衰させる減衰手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、上記振動発生装置において
上記オリジナル振動信号又は上記帯域伸張化振動信号の信号レベルの絶対値を検出し、上記信号レベルの絶対値の大きさに対応して、上記加算手段に入力される上記自己相関秩序を有する補完振動信号又はその高域通過ろ波した信号の信号レベルを変化するように増幅し又は減衰するレベル変化手段をさらに備えたことを特徴とする。
上記オリジナル振動信号又は上記帯域伸張化振動信号の信号レベルの絶対値を検出し、上記信号レベルの絶対値の大きさに対応して、上記加算手段に入力される上記自己相関秩序を有する補完振動信号又はその高域通過ろ波した信号の信号レベルを変化するように増幅し又は減衰するレベル変化手段をさらに備えたことを特徴とする。
さらに、上記振動発生装置において、
上記加算手段に入力される上記自己相関秩序を有する補完振動信号は複数の種類の上記自己相関秩序を有する振動信号を含み、
上記オリジナル振動信号と上記帯域伸張化振動信号の少なくとも一方に対応して、上記複数の種類の補完振動信号のうちの少なくとも１つの種類の補完振動信号を選択して加算手段に出力する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
上記加算手段に入力される上記自己相関秩序を有する補完振動信号は複数の種類の上記自己相関秩序を有する振動信号を含み、
上記オリジナル振動信号と上記帯域伸張化振動信号の少なくとも一方に対応して、上記複数の種類の補完振動信号のうちの少なくとも１つの種類の補完振動信号を選択して加算手段に出力する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
またさらに、上記振動発生装置において、
上記自己相関秩序を有する基準振動信号の自己相関係数を演算し、上記自己相関秩序を有しないオリジナル振動信号に上記演算した自己相関係数を畳み込み演算することにより上記自己相関秩序を有する振動信号を発生する第１の処理手段をさらに備えたことを特徴とする。
上記自己相関秩序を有する基準振動信号の自己相関係数を演算し、上記自己相関秩序を有しないオリジナル振動信号に上記演算した自己相関係数を畳み込み演算することにより上記自己相関秩序を有する振動信号を発生する第１の処理手段をさらに備えたことを特徴とする。
またさらに、上記振動発生装置において、
上記自己相関秩序を有する基準振動信号の伝達関数を演算し、上記自己相関秩序を有しないオリジナル振動信号に上記演算した伝達関数を乗算することにより上記自己相関秩序を有する振動信号を発生する第２の処理手段をさらに備えたことを特徴とする。
上記自己相関秩序を有する基準振動信号の伝達関数を演算し、上記自己相関秩序を有しないオリジナル振動信号に上記演算した伝達関数を乗算することにより上記自己相関秩序を有する振動信号を発生する第２の処理手段をさらに備えたことを特徴とする。
さらに、上記振動発生装置において、
弾性振動体と、
上記自己相関秩序を有する振動信号又はそれを有しない振動信号を振動に変換して上記弾性振動体に印加する第１の変換手段と、
上記弾性振動体の振動を電気信号に変換する第２の変換手段とを備え、
上記弾性振動体のもつ振動特性を用いて、上記印加された振動に対して加工処理を施すことによって、振動信号中の自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のうち少なくともどちらか一方を増強又は付与するとともに、電気信号としては存在しても天然の弾性振動体では存在し得ない基幹脳活性化効果を導かない振動成分を減衰又は除去することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の効果を強調又は付与することを特徴とする。
弾性振動体と、
上記自己相関秩序を有する振動信号又はそれを有しない振動信号を振動に変換して上記弾性振動体に印加する第１の変換手段と、
上記弾性振動体の振動を電気信号に変換する第２の変換手段とを備え、
上記弾性振動体のもつ振動特性を用いて、上記印加された振動に対して加工処理を施すことによって、振動信号中の自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のうち少なくともどちらか一方を増強又は付与するとともに、電気信号としては存在しても天然の弾性振動体では存在し得ない基幹脳活性化効果を導かない振動成分を減衰又は除去することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の効果を強調又は付与することを特徴とする。
またさらに、上記振動発生装置において、
上記弾性振動体は所定の振動伝達性媒体で充填された容器内に設けられたことを特徴とする。
上記弾性振動体は所定の振動伝達性媒体で充填された容器内に設けられたことを特徴とする。
また、上記振動発生装置において、聴覚以外の視覚、味覚、体性感覚及び嗅覚のうちの少なくとも１つに対して所定の情報を人間に印加しながら、上記振動発生装置により発生される振動を当該人間に印加することにより、当該人間におけるあらゆる快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳機能部位である報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系を活性化し、それによって、聴覚以外からの感覚入力に対する美的感受性をも増強し、聴覚以外の感覚情報の表現効果を高めることを特徴とする。
さらに、上記振動発生方法において、聴覚以外の視覚、味覚、体性感覚及び臭覚のうちの少なくとも１つに対して所定の情報を人間に印加しながら、上記振動発生方法により発生される振動を当該人間に印加することにより、当該人間におけるあらゆる快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳機能部位である報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系を活性化し、それによって、聴覚以外からの感覚入力に対する美的感受性をも増強し、聴覚以外の感覚情報の表現効果を高めることを特徴とする。
第５の発明に係るコンピュータにより読み取り可能な記録媒体は、上記振動発生装置によって発生された振動信号を記録することを特徴とする。
第６の発明に係る通信装置は、上記振動発生装置によって発生された振動信号を通信媒体を介して伝送する通信手段を備えたことを特徴とする。
第７の発明に係る振動判別装置は、入力される振動信号が、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分と、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分とを有し、第１の性質と第２の性質とのうち少なくともいずれかの性質で表される自己相関秩序を有するか否かを判別する判別手段を備え、上記判別手段は、上記振動信号から発生させた実際の振動を人間に印加することにより、当該人間の脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系を活性化することができるハイパーソニック・サウンドであるか否かを判別することを特徴とする振動判別装置であって、
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分の、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックス数の一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分の、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックス数の一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
上記振動判別装置において、上記判別手段は、
上記入力される振動信号が、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有する振動信号であるか否か、並びに、上記可聴周波数範囲をこえ上記最大周波数までの範囲内の超高周波成分を有しているか否かを判別する第１の部分判別手段と、
上記入力される振動信号が、上記第１の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別する第２の部分判別手段と、
上記入力される振動信号が、上記第２の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別する第３の部分判別手段と、
上記第１乃至第３の判別手段の判別結果に基づいて、上記入力される振動信号がハイパーソニック・サウンドとしての特徴を有するか否かを判別する最終判別手段とを備えたことを特徴とする。
上記入力される振動信号が、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有する振動信号であるか否か、並びに、上記可聴周波数範囲をこえ上記最大周波数までの範囲内の超高周波成分を有しているか否かを判別する第１の部分判別手段と、
上記入力される振動信号が、上記第１の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別する第２の部分判別手段と、
上記入力される振動信号が、上記第２の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別する第３の部分判別手段と、
上記第１乃至第３の判別手段の判別結果に基づいて、上記入力される振動信号がハイパーソニック・サウンドとしての特徴を有するか否かを判別する最終判別手段とを備えたことを特徴とする。
第８の発明に係る振動モニタリングシステムは、上記振動判別装置を備えた振動モニタリングシステムであって、
上記振動モニタリングシステムは、
上記判別手段の判別結果が、上記入力される振動信号が上記基幹脳活性化効果を導くことができないときに、警報を出力する警報発生手段と、
上記判別手段の判別結果が、上記入力される振動信号が上記基幹脳活性化効果を導くことができないときに、上記入力される振動信号に対して、上記振動発生装置により発生された上記自己相関秩序を有する補完振動信号を加算し、加算結果の振動信号を出力する加算手段と
のうちの少なくとも１つを備えたことを特徴とする。
上記振動モニタリングシステムは、
上記判別手段の判別結果が、上記入力される振動信号が上記基幹脳活性化効果を導くことができないときに、警報を出力する警報発生手段と、
上記判別手段の判別結果が、上記入力される振動信号が上記基幹脳活性化効果を導くことができないときに、上記入力される振動信号に対して、上記振動発生装置により発生された上記自己相関秩序を有する補完振動信号を加算し、加算結果の振動信号を出力する加算手段と
のうちの少なくとも１つを備えたことを特徴とする。
第９の発明に係る振動判別方法は、入力される振動信号が、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分と、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分とを有し、第１の性質と第２の性質とのうち少なくともいずれかの性質で表される自己相関秩序を有するか否かを判別する判別ステップを含み、上記判別ステップは、上記振動信号から発生させた実際の振動を人間に印加することにより、当該人間の脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系を活性化することができるハイパーソニック・サウンドであるか否かを判別することを特徴とする振動判別方法であって、
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分の、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックス数の一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分の、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックス数の一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
上記振動判別方法において、上記判別ステップは、
上記入力される振動信号が、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有する振動信号であるか否か、並びに、上記可聴周波数範囲をこえ上記最大周波数までの範囲内の超高周波成分を有しているか否かを判別する第１の部分判別ステップと、
上記入力される振動信号が、上記第１の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別する第２の部分判別ステップと、
上記入力される振動信号が、上記第２の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別する第３の部分判別ステップと、
上記第１乃至第３の判別ステップの判別結果に基づいて、上記入力される振動信号がハイパーソニック・サウンドとしての特徴を有するか否かを判別する最終判別ステップとを含むことを特徴とする。
上記入力される振動信号が、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有する振動信号であるか否か、並びに、上記可聴周波数範囲をこえ上記最大周波数までの範囲内の超高周波成分を有しているか否かを判別する第１の部分判別ステップと、
上記入力される振動信号が、上記第１の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別する第２の部分判別ステップと、
上記入力される振動信号が、上記第２の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別する第３の部分判別ステップと、
上記第１乃至第３の判別ステップの判別結果に基づいて、上記入力される振動信号がハイパーソニック・サウンドとしての特徴を有するか否かを判別する最終判別ステップとを含むことを特徴とする。
第１０の発明に係るコンピュータにより実行可能なプログラムは、上記振動判別方法の各ステップを含むことを特徴とする。
第１１の発明に係るコンピュータにより読み取り可能な記録媒体は、上記プログラムを格納したことを特徴とする。
本発明によれば、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の詳細な構造上の特徴を明確にすることにより、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動すなわちハイパーソニック・サウンドを発生するための装置及び方法、その振動を判別するための装置及び方法を提供することができる。
その効果として、第一に、ある振動が基幹脳活性化効果を導くかどうかを知るために、従来行っていたようにその振動をその都度聴取者に印加し、厳密な生理実験によって聴取者の基幹脳の活性を調べる必要がなく、その振動の超高周波成分の構造上の特徴を調べるだけで、その振動が基幹脳活性化効果を導くかどうかを知ることが可能になる。
第二に、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生するために、これまでの実績によって有効性、安全性が裏付けられているものの種類と量に限界がある天然自然の振動発生源に頼ることなく、基幹脳活性化効果を導くことのできるさまざまな種類の振動を人工的に合成することが可能になる。
第三に、基幹脳活性の低下を防ぐことが期待しにくく、場合によっては安全性の問題を生じる可能性を否定できない従来の帯域伸長法によって人工的に伸長される超高周波成分が、基幹脳活性化効果を導きうる安全なものであるかどうかを知るために、従来行っていたようにその振動をその都度聴取者に印加し、厳密な生理実験によって聴取者の基幹脳の活性を調べる必要がなく、その振動の超高周波成分の構造上の特徴を調べるだけで、その振動が基幹脳活性化効果を導きうる安全なものであるかどうかを知ることが可能になる。
第四に、現在、質量ともに膨大に蓄積されている、自己相関秩序の特徴をそなえた超高周波成分を全くあるいはほとんど含まないため基幹脳活性化効果を導くことのできない音源の記録ライブラリに対して、自己相関秩序の特徴をそなえた超高周波成分を加えた振動、あるいは増強した振動を発生することにより、入力情報に対する快と美と感動の反応の発生を司る基幹脳ネットワーク系を活性化することによって、すでに蓄積された記録ライブラリの表現効果を増大させ、感性的芸術的価値を高めると同時に、その安全性を高めることが可能になる。
第五に、近年急速に普及している大容量パッケージメディアに記録される映像音響コンテンツや放送・インターネット等によって配信・配布される映像音響のような、複数の感覚系に総合的に働きかけるコンテンツにおいて、映像に利用できる情報量と音声に利用できる情報量とがトレードオフの関係にあり、その結果、コンテンツの画質と音質とが二律背反状態に陥っているという問題に対して、自己相関秩序の特徴を有する超高周波成分を加えた振動、あるいは増強した振動を発生することにより、快と美と感動の発生を一元的包括的に司っている報酬系神経回路を含む基幹脳ネットワーク系の活性を高めることを通じて、音以外の感覚入力に対する美的感受性をも並行して増強し、表現効果を感覚系全体として高めることが可能になる。
第六に、顕著な背景騒音を有する空間の中での情報伝達音や、芸術作品の効果音などにおいて生じる二律背反の問題、すなわち「音量を上げないと目的とする効果が得られない」一方で、「音量を上げると不快である」という問題を矛盾なく解決するために、自己相関秩序の特徴を有する超高周波成分を含む振動を補完することによって、基幹脳ネットワーク系全体の活動を高め、この系に含まれ感覚情報入力全般（ただし嗅覚を除く）に対する感受性を鋭敏化する働きをもつ視床・脳幹を活性化すると同時に、同じ系に含まれ快感を発生させ不快感を緩和する働きをもつ報酬系神経回路を並行して活性化することによって、音知覚の鋭敏化と快適化との双方を両立した状態で発現又は強化させることが可能になる。
以上を総合することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を質量ともに膨大に、かつ容易に発生することが可能になり、それらを人間に印加することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳の報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系の活性化を導き、その結果、音をはじめさまざまな感覚入力一般に対する美的感受性を増強し、入力情報の感性的芸術的価値を高めることが可能になる。あわせて、基幹脳ネットワーク系の司る全身の恒常性維持と生体防御などの身体活性を高める効果を導き、その結果、基幹脳活性の異常によって引き起こされ現代社会で大きな問題となっている高血圧、高脂血症、糖尿病などのメタボリック・シンドローム、ガン、脳血管障害、心臓疾患、花粉症やアトピー性皮膚炎を含む免疫異常などの生活習慣病、認知症、うつ病、統合失調症、慢性疲労症候群、注意欠陥多動性障害などのさまざまな精神疾患、自殺・自傷行為、異常な攻撃性の亢進といった行動の異常などを総合的に改善させる効果を導くことが可能になる。
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．
本発明に係る第１の実施形態では、振動発生装置及び方法について以下に説明する。
本発明に係る第１の実施形態では、振動発生装置及び方法について以下に説明する。
第１の実施形態に係る振動発生装置及び方法は、人間が音として知覚できる可聴周波数範囲である２０Ｈｚから１５ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚまでの範囲内の振動成分である可聴域成分を有する振動であるとともに上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数（例えば、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ又は１ＭＨｚ）までの範囲内の超高周波成分を有する振動であることを必須の条件とし、かつ、その振動が、詳細前述するとともに直後に記述する第１の性質と第２の性質のうち少なくともいずれかの性質で表される「自己相関秩序」をもつがゆえに、これを印加された人間の脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及びそこを拠点に脳内に広汎に投射する神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク）を活性化する効果（基幹脳活性化効果）を導くことができる天然の振動、人工の振動、合成された振動などを発生することを特徴としている。
第１の性質とは、振動信号の２０ｋＨｚをこえる成分の三次元パワースペクトルアレイの形状が、自己相似性をもった複雑さである下記のフラクタル性の特徴を有することである。すなわち上記形状の自己相似性を表現する「フラクタル次元局所指数」が、それを計測する尺度となる「時間周波数構造指標」が２−１〜２−５の範囲において、平面の「位相次元」である次元数２と異なり、かつ、立方体の「位相次元」である次元数３とも異なる、２．２以上２．８以下の値を常にとり、かつ、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化しても、フラクタル次元局所指数は大きく変化せず、変動幅が０．４以内におさまることである。
ここで、振動信号の三次元パワースペクトルアレイとは、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の候補となる振動の５１．２秒間の信号を、標本化周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビット又は１２ビットでデジタル化し、信号全体の分散を標準化して、全体を単位解析区間長２００ミリ秒、単位解析区間重複５０％に分割し、それぞれの区間毎にユール・ウォーカー法を用いて自己相関モデル次数１０でパワースペクトル推定を行い、得られたパワースペクトルから人間の可聴域上限をこえる２０ｋＨｚから９６ｋＨｚの帯域成分を抽出して、その時間変化を、横軸（左から右）を周波数の線形表示、前後軸（手前から奥）を時間の線形表示、上下軸（下から上）を各周波数成分の各時点におけるパワーの対数表示として、三次元的に描出することにより得られるものとする。
また、「フラクタル次元局所指数」とは、ボックスカウンティング法を用いて曲面のフラクタル次元を計算するときに使用する基準ボックス（すなわち「ものさし」となる立方体もしくは直方体）の一辺の長さの対数を横軸、その大きさの基準ボックスで三次元パワースペクトルアレイ曲面を覆うために必要最低限の基準ボックス数の対数を縦軸とし、異なる大きさの基準ボックスに対して必要基準ボックス数をプロットしたとき、隣り合った２点を結んだ直線の傾き（すなわちグラフの局所の傾き）を逆符号にした値である。
さらに「時間周波数構造指標」とは、ボックスカウンティング法を用いて三次元パワースペクトルアレイ曲面のフラクタル次元局所指数を計算する時に用いる基準ボックスの一辺の長さを、解析対象となる三次元パワースペクトルアレイの周波数帯域幅全体（横軸）及び時間全体（前後軸）に対する比として正規化して表したものである。
第２の性質とは、振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化することである。すなわち、時系列データの不規則性を表す「情報エントロピー密度」が、サイン波のような完全に確定的で規則的な信号が示す−５よりもさらに小さな値をとらず、かつ、ホワイトノイズのように完全にランダムな信号が示す０をとらず、常に−５以上０未満の範囲内の値をとり、加えて、その値がサイン波やホワイトノイズのように時間的に一定の値をとらず情報エントロピー密度の時間変化度合を表す「エントロピー変動指標」（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ：以下、ＥＶ−ｉｎｄｅｘと略する。）が、５１．２秒間において、０．００１以上の値をとることである。
ここで、振動信号の時系列データの「情報エントロピー密度」は、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の候補となる振動の５１．２秒間の信号を標本化周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビット又は１２ビットでデジタル化し、全体を単位解析区間長２００ミリ秒、単位解析区間重複５０％に分割し、それぞれの区間毎にユール・ウォーカー法を用いて自己相関モデル次数１０でパワースペクトル推定を行い、得られたパワースペクトルから計算するものとする。また、「エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘ」とは、各単位解析区間の情報エントロピー密度の、全解析対象区間の分散である。
第１の実施形態ではまた、空間内に存在する１つ以上の振動発生装置によって発生された振動が空間中に放射されることによって、あるいはそれらの振動が空間中で加算されたり、互いに干渉することによって、あるいは空間全体がそれらの振動に共振することによって、上記自己相関秩序の特徴をもつ振動を発生するよう構成されたことを特徴としている。また、第１の実施形態では、上記自己相関秩序の特徴をもつ振動状態にある気体・液体・固体あるいはそれらの複合体である振動体を提供する。さらに、上記発生された基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号は、好ましくは例えばコンピュータにより読み取り可能な光ディスクやメモリ、ハードディスクなどの記録媒体あるいはネットワークサーバーなどに記録され、もしくは、好ましくは有線あるいは無線や赤外線通信などの通信装置又は通信システム又は放送システムなどにより伝送される。
次いで、所定の性質を備えるよう発生させた振動による基幹脳活性化の実施例について以下説明する。まず、必須条件である超高周波成分について以下説明する。
図１は可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有するとともに可聴周波数範囲をこえる超高周波成分を有する振動の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。すなわち、図１において、人間が音として知覚できる可聴周波数範囲である２０Ｈｚから１５ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚまでの範囲内の成分を有する振動であるとともに上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数（なお、図１においては最大周波数１００ｋＨｚ)までの範囲内の超高周波成分を有する振動の例について、そのパワースペクトルをＦＦＴ法を用いて求めたものを示す。
次に、「自己相関秩序」について説明する。無機的な物質世界を構成する原子や分子をはじめとする諸要素の加算的集合は、熱力学第二法則に従って熱エントロピーすなわち「乱雑さ」が時間とともに一方向性に増大するという特徴をもっている。その一方、生命を含む自然界に存在する複雑な構造は、こうした特徴をもった原子や分子を含む諸要素が、ユークリッド幾何学やデカルト的数理学に代表される決定論的な規則性とは異なる何らかの「秩序」に従って自己組織化することにより生み出される。こうした特徴は、例えば生体分子の階層性や、遺伝子による生命活動の制御、アデノシン３リン酸を用いたエネルギー利用などの仕組みを基盤として構成される細胞や生体などの生命現象とそれらが生み出す構造などの中に典型的にみられる。生命現象以外の自然構造にも、例えば岩石の組成や地形、結晶構造などに類似した傾向を見出すことができる。さらに、こうして自己組織化した自然構造物の１つとして生み出された「生命体としての人間」の感覚や感性に適合性の高い人工物、例えば自然性の高い日本庭園や民族楽器音などにも同様の構造をみてとることができる。
こうした生命現象にかかわる自然性の高い構造に広く見られる「複雑ではあるけれども乱雑ではなく構造化された秩序」を表す概念を、「自己相関秩序」と呼ぶ。これは、自らが内的に有する相関性に従って組織化されること、又は組織化することによって構造が生み出されるという普遍的な現象を包括して表現した概念である。自己相関秩序によって生み出される構造は、例えばフラクタル次元で表現されるような自己相似性や、完全に乱雑ではなく完全に規則的でもない適度な範囲の情報エントロピー密度を示す時系列構造、さらに時間的な構造変容、カオスといった特徴を示すことがあり得る。自己相関秩序は、これら複雑系のもつ特徴を包括する概念ともいうことができる。
次に、自己相関秩序に関する第１の性質について説明する。自然界の天然の構造物のもつ複雑に入り組んだ構造は、その細部を拡大すると、拡大前とそっくり同じような形を示すことが多い（例：樹木の枝分かれ、木の葉の葉脈、海岸線、人体内の血管分布、肺内部の肺胞分布など）。このように、ある範囲内での粗いレベルから細かいレベルにかけて、よく似た構造が再帰的に繰り返されている場合には、その範囲内で、形状の複雑さと自己相似性を表現するフラクタル次元が、位相次元とは異なる一定の値をとる。
本発明者らは、基幹脳活性化効果を導くことができる振動は、人間の可聴域上限２０ｋＨｚをこえる超高周波領域における振動信号の時間周波数構造を三次元パワースペクトルアレイの曲面として表示した場合に、その構造が自然の構造物と同じように再帰的な複雑性をそなえているため、ある範囲内の大きさをもった「ものさし」を用いてフラクタル次元を求めた場合、その範囲内で「ものさし」の大きさが変化してもフラクタル次元の局所指数が一定の範囲内におさまる性質をもつことを発見した。
一方、基幹脳活性化効果を持たない振動、例えばホワイトノイズやサイン波の振動信号の三次元パワースペクトルアレイのフラクタル次元は、平面の位相次元である２あるいはそれに近い値をとり、またフラクタル次元の局所指数が「ものさし」の大きさによって大きく変動する。
ここで、「フラクタル次元局所指数」とは、ボックスカウンティング法を用いて曲面のフラクタル次元を計算するときに使用する基準ボックス（すなわち「ものさし」となる立方体又は直方体）の一辺の長さの対数を横軸、その大きさの基準ボックスで三次元パワースペクトルアレイ曲面を覆うために必要最低限の基準ボックス数の対数を縦軸とし、異なる大きさの基準ボックスに対して必要基準ボックス数をプロットしたとき、互いに隣接する２点を結んだ直線の傾きを逆符号にした値である。
一般に、ボックスカウンティング法を用いてフラクタル次元を求める場合には、上記のグラフから得られる回帰直線の傾きを逆符号にした値が、フラクタル次元となる。従ってフラクタル次元局所指数とは、上記グラフの局所の傾き（すなわち微分値）となる。離散化されたデータでは上記微分値は差分により求める。
図２はガムラン楽器音の三次元パワースペクトルアレイを示す図であり、図３は熱帯雨林環境音の三次元パワースペクトルアレイを示す図である。ここで、図２及び図３においては、超高周波成分を有する振動のうち、自己相関秩序に関する第１の性質を検討するために作成した、人間の可聴域上限である２０ｋＨｚ以上９６ｋＨｚまでの三次元パワースペクトルアレイの例を示す。これは、振動の５１．２秒間の信号を、標本化周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビット又は１２ビットでデジタル化し、信号全体の分散を標準化して、全体を単位解析区間２００ミリ秒、単位解析区間重複５０％に分割し、それぞれの区間毎にユール・ウォーカー法を用いて自己相関モデル次数１０でパワースペクトル推定を行い、得られたパワースペクトルから人間の可聴域上限をこえる２０ｋＨｚから９６ｋＨｚの帯域成分を抽出して、その時間変化を、横軸（左から右）を周波数の線形表示、前後軸（手前から奥）を時間の線形表示、上下軸（下から上）を各周波数成分の各時点におけるパワーの対数表示として、三次元的に描出することにより得られたものである。
図４は本発明に係る自己相関秩序に関する第１の性質を満たす振動の時間周波数構造のフラクタル次元局所指数の例を示すグラフである。ここで、得られた三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元局所指数をボックスカウンティング法を用いて算出する。なお、計算方法は後述の「計算式の補足説明」で詳細説明する。図４において、これらの振動は、２０ｋＨｚをこえる成分の三次元パワースペクトルアレイの形状の複雑さと自己相似性を表現するフラクタル次元局所指数が、それを計測する基準尺度となる「時間周波数構造指標」ＳＴ−ｉｎｄｅｘが２−１〜２−５の範囲で変化しても、常に、面状の図形がもつ位相次元の次元数２より大きな２．２以上２．８以下の値をとり、かつ、その変動幅は０．４以内に収まっている。なお、上記自己相関秩序に関する第１の性質を満たす振動の、「時間周波数構造指標」ＳＴ−ｉｎｄｅｘが２−１〜２−５の範囲におけるフラクタル次元局所指数を図５に示す。ここで例示したデータの最大値は２．７０９だが、解析する標本のとりかたによってこの値は変化し、２．８までの値をとりうる。
ここで、「時間周波数構造指標」ＳＴ−ｉｎｄｅｘとは、ボックスカウンティング法を用いて三次元パワースペクトルアレイ曲面のフラクタル次元局所指数を計算する時に用いる基準ボックスの一辺の長さを、解析対象となる三次元パワースペクトルアレイの周波数帯域幅全体（横軸）及び時間全体（前後軸）に対する比として正規化して表したものである。
図６は本発明に係る自己相関秩序に関する第１の性質を満たさない振動の時間周波数構造のフラクタル次元の局所指数の例を示すグラフである。図６から明らかなように、超高周波成分を有する振動のうち、自己相関秩序に関する第１の性質を満たさない振動の例を示す。これらの例では、時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲のいずれかで、フラクタル次元局所指数が２．２未満の値をとっている。すなわち、ホワイトノイズは時間周波数構造指標が２−１のとき、ピンクノイズと１ビットノイズでは時間周波数構造指標が２−１と２−２のとき、サイン波では時間周波数構造指標が２−１，２−３，２−４，２−５のときに、それぞれフラクタル次元局所指数が２．２未満の値をとる。さらに、ホワイトノイズでは、フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４より大きい値を示す。また、上記自己相関秩序に関する第１の性質を満たさない振動の、時間周波数構造指標ＳＴ−ｉｎｄｅｘが２−１〜２−５の範囲におけるフラクタル次元局所指数を図７に示す。
次に、自己相関秩序に関する第２の性質について説明する。自然界で観察される自己相関秩序をもった時系列の多くは、完全にランダムではなく、かつ、完全に規則的でもない構造を示す。すなわち、ホワイトノイズのように完全にランダムで予測可能性を全くもたない時系列ではなく、同時に、サイン波などのように完全に予測可能で確定的な規則性を有している時系列でもなく、自己相関秩序にみあった固有の予測可能性と不規則性とをあわせもっている。
本発明者らは、基幹脳活性化効果を導くことができる振動は、その信号が、適度な予測可能性と不規則性とをあわせもち、自己相関構造が時間とともに変化することを見出した。これに対して、その時系列が完全に不規則で予測可能性を全く有さない振動、例えばホワイトノイズなどは、基幹脳活性化効果を導かない。同様にその時系列が完全に規則的で予測可能性が確定的である振動、例えばサイン波なども、基幹脳活性化効果を導かない。
従って、信号の不規則性の指標である「情報エントロピー密度」を求めた場合、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動は、例えばホワイトノイズのような完全に不規則で予測不能な振動と、例えばサイン波のような完全に規則的で確定的な振動との間の一定の範囲内の値を示すのに対して、基幹脳活性化効果を導かない振動のうち、例えばホワイトノイズのような完全に不規則な信号からなる振動では、情報エントロピー密度は理論的に常に最大値をとり、また同様に基幹脳活性化効果を導かない振動のうち、完全に確定的な信号からなる振動、例えばサイン波は、理論的に常に最小値をとる。さらに、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動では、時間とともに自己相関構造が変化するため、情報エントロピー密度が時間的に一定範囲以上の変動を示すのに対して、基幹脳活性化効果を導かない振動、例えばホワイトノイズやサイン波では、それは常に一定の値を示す。
図８は本発明に係る自己相関秩序に関する第２の性質を満たす振動の情報エントロピー密度とその時間変化の例を示すグラフである。ここで、振動の情報エントロピー密度は、解析対象となる振動の５１．２秒間の信号を標本化周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビット又は１２ビットでデジタル化し、単位解析区間２００ミリ秒、単位解析区間重複５０％に分割し、それぞれの区間毎にユール・ウォーカー法を用いて、時系列信号の自己相関モデル次数１０でパワースペクトル推定を行い、得られたパワースペクトルから所定の計算式に基づいて計算したものである（後述する「計算式の補足説明」参照）。なお、基幹脳活性化効果を導くことのできる信号は、情報エントロピー密度が、常に−５以上０未満の範囲内の値をとり、図１０を参照して詳細後述するように、時間的変化が大きい。
図９は本発明に係る自己相関秩序に関する第２の性質を満たさない振動の情報エントロピー密度とその時間変化の例を示すグラフである。図９から明らかなように、基幹脳活性化効果を導かない振動のうち、ホワイトノイズは常に情報エントロピー密度が０、サイン波は常に−５以下の値をとり、しかも時間変化が見られず平坦である。ピンクノイズと１ビット量子化ノイズは、−５以上０未満の値をとるが、時間的変化がほとんどみられない。
図８及び図９で示した振動について、情報エントロピー密度の時間変化度合を表す「エントロピー変動指標」（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）を、縦軸を対数とした図１０のグラフで示す。すなわち、図１０は本発明に係る自己相関秩序に関する第２の性質を満たす振動と満たさない振動のエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘの例を示すグラフである。エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘとは、各単位解析区間の情報エントロピー密度の、全解析対象区間の分散である。図８で示した第２の性質を満たす振動では、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘは０．００１以上の値をとるのに対して、図９で示した第２の性質を満たさない振動では、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘが０．００１未満の値をとる。ちなみに、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘの理論的上限値は、情報エントロピー密度が−５と０の値を交互にとるような信号の場合であり、上に述べた条件下では６．２６２２となる。
上記に述べた、人間が聴覚で音として知覚できる可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有する振動であるとともに、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分を有する振動であることを必須の条件とし、かつ、その振動が、自己相関秩序の第１の性質と第２の性質のうち少なくともいずれかの性質で表される特徴をもつ振動であって、これを印加された人間の脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及びそこを拠点に脳内に投射する神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク）を活性化する効果（基幹脳活性化効果）を導くことができる振動は、すなわち、ハイパーソニック・サウンドと同義である。
次いで、必須条件及び自己相関秩序に関する第１の性質、第２の性質を満たす典型的な空気振動であるインドネシアのバリ島における青銅製の打楽器であるガムラン楽器音を人間に印加し基幹脳活性化効果を導く実施例を以下に示す。
図１１に、ガムラン楽器音の空気振動の平均パワースペクトルをＦＦＴ法によって求めたものを示す。上限が１００ｋＨｚにおよぶ超高周波成分を十分に有しており、周波数成分について本発明の必須条件を満たしている。
図１２はガムラン楽器音の自己相関秩序に関する第１の性質について、所定の方法によりフラクタル次元局所指数を求めたものを示す。フラクタル次元局所指数は、常に２．２以上の値をとり、変動幅は０．４以下であることから、第１の性質を満たしている。
図１３はガムラン楽器音の自己相関秩序に関する第２の性質について、所定の方法により情報エントロピー密度を求めたものを示す。図１３から明らかなように、情報エントロピー密度は常に−５以上０未満の値をとっている。また、図１４は、所定の方法によりエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘを求めたものを示す。図１４から明らかなように、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘは０．００１より大きな値をとっている。これらから、ガムラン楽器音は、自己相関秩序に関する第２の性質の条件を満たしている。
図１５は本実施例で用いた陽電子放射断層撮像装置（ＰＥＴ）及び脳波計測装置の構成を含む、振動発生装置のブロック図、及び当該振動発生装置によって振動を発生させるための部屋２０を示す斜視図である。
図１５に示すように、ガムラン１を演奏することにより得られる楽器音をマイクロホン２により集音する。マイクロホン２は入力された楽器音をアナログ電気信号に変換し、変換後のアナログ電気信号を前置増幅器３を介してＡＤ変換器４に出力する。ＡＤ変換器４は、入力されたアナログ電気信号を、例えば山崎芳男博士により考案された高速標本化１ビット量子化方式によって１．９２ＭＨｚのサンプリング周波数でデジタル信号にＡＤ変換して磁気記録部１１に出力する。
磁気記録再生装置１０は、磁気記録部１１と、磁気記録ヘッド１２と、磁気再生ヘッド１４と、磁気再生部１５とを備え、磁気テープ１３に対してデジタル信号を記録し、又は磁気テープ１３に記録されたデジタル信号を再生して出力するいわゆるデジタル信号レコーダである。ここで、磁気記録再生装置１０は、従来技術のＤＡＴに、山崎芳男博士により考案された高速標本化１ビット量子化方式によってＡＤ変換されたデジタル信号が記録され、１５０ｋＨｚまでにわたる周波数範囲で均一な周波数特性を有する。磁気記録部１１は、ＡＤ変換器４から入力されたデジタル信号に従って搬送波信号を所定のデジタル変調方式で変調し、変調後の信号を磁気記録ヘッド１２を用いて、矢印で示される所定の方向１６に走行されている磁気テープ１３に記録する一方、磁気再生部１５は、磁気テープ１３に記録された変調信号を磁気再生ヘッド１４を用いて再生し、再生された変調信号を上記デジタル変調方式と逆のデジタル復調方式で復調してデジタル信号を取り出す。
当該復調後のデジタル信号は、ＤＡ変換器５によって元のアナログ信号にＤＡ変換された後、再生増幅器６を介して出力され、再生増幅器６からの出力アナログ信号は、スイッチＳＷ１、２２ｋＨｚのカットオフ周波数を有する高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ）７ａ及び電力増幅器８ａを介して２０ｋＨｚから１５０ｋＨｚまでの周波数範囲の信号を発生できる右側スピーカ９ａａ及び左側スピーカ９ａｂに入力されるとともに、スイッチＳＷ２、２２ｋＨｚのカットオフ周波数を有する低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）７ｂ及び電力増幅器８ｂを介して２０ｋＨｚ以下の信号を発生できる右側スピーカ９ｂａ及び左側スピーカ９ｂｂに入力される。従って、２つのフィルタ７ａ，７ｂのクロスオーバー周波数は２２ｋＨｚである。
上記スピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂは、音響的に密閉された遮音室である部屋２０内に載置され、スピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂはそれぞれ、入力される信号を振動に変換して被測定対象となる聴取者３０に対して印加する。
聴取者３０の頭皮上に、例えば国際１０−２０法に従った１２個の頭皮上のポイント（Ｆｐ１，Ｆｐ２，Ｆ７，Ｆｚ，Ｆ８，Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）にそれぞれ検出電極を設置し、当該各検出電極に接続された脳波検出送信装置３２は、各検出電極で検出された脳波を無線信号に変換してアンテナ３３からアンテナ３４に向けて送信する。上記脳波の無線信号はアンテナ３４により受信された後、脳波データ受信記録装置３１に出力される。脳波データ受信記録装置３１において、受信された脳波の無線信号は脳波信号に変換した後、磁気記録装置に記録され、さらには、上記脳波信号は解析用コンピュータにより解析される一方、ＣＲＴディスプレイやペンレコーダなどの出力機器を用いて脳波の変化を記録して出力する。一方、聴取者３０の頭部は断層撮影装置用検出装置４２の２つの検出部間に挟設されて載置され、断層撮影装置用検出装置４２からの検出信号は断層撮影装置４１に送信された後、断層撮影装置４１は入力される検出信号に基づいて所定の断層撮影の解析処理を実行して解析結果の断層撮影図を内蔵のＣＲＴディスプレイ上に表示する。
以上のように構成された振動発生装置及び部屋２０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオンとしたとき、ガムラン１を用いて演奏された楽器音が磁気記録再生装置１０内の磁気テープ１３に記録された後、それを再生したとき、ガムラン１の楽器音と実質的に同一である再生振動、すなわち可聴域成分（ＬＦＣ）と所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分（ＨＦＣ）の両者をスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂを用いて聴取者の人間３０に対して印加することができる。この条件をフルレンジ状態条件（以下ＦＲＳ条件）と呼ぶ。ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン・オフすることにより種々の周波数成分のガムラン楽器音の振動をスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂにより発生させることができる。すなわち、スイッチＳＷ１のみをオンしたとき、２２ｋＨｚ以上の超高周波成分（ＨＦＣ）のみの振動が聴取者の人間３０に対して印加される。この条件をＨＦＣ単独条件と呼ぶ。一方、スイッチＳＷ２のみをオンしたとき、２２ｋＨｚ以下の可聴域成分（ＬＦＣ）のみの振動が聴取者３０に対して印加される。この条件をＬＦＣ単独条件と呼ぶ。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオフとしたときは、部屋２０の室内の機器類が発生する空気振動及び電力増幅器８ａ，８ｂの無視可能に小さい熱雑音成分に基づくベースラインの暗騒音成分（以下、暗騒音成分という。）が聴取者３０に対して印加される。この条件を暗騒音条件と呼ぶ。
ガムラン楽器音の振動を印加した聴取者の領域脳血流と脳波を、同時に又は単独で記録することにより基幹脳の活性を計測した。
図１６は図１５の装置により測定された実験結果であり、可聴域成分のみを印加したＬＦＣ単独条件に対して可聴域成分と超高周波成分とを同時に印加したＦＲＳ条件のときの脳血流が有意に増大する脳の部分を示す投影図であって、図１６（ａ）は聴取者の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、図１６（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、図１６（ｃ）はその水平面投影図である。すなわち、図１６は、本実施形態においてＬＦＣ単独条件に対してＦＲＳ条件のときの脳血流が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（４ｍｍ，−２６ｍｍ，−８ｍｍ）すなわち脳幹に相当する部分１０１、及びタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（−１６ｍｍ，−１８ｍｍ，０ｍｍ）すなわち左視床部に相当する部分１０２を示す投影図である。図１６から明らかなように、聴取者３０に対して可聴域成分のみを印加したＬＦＣ単独条件に比較して、可聴域成分と超高周波成分とを同時に印加したＦＲＳ条件の方が、脳幹と左視床部において有意に脳血流が増大していることがわかる。
図９０は、図１５の装置により測定された実験結果であり、各周波数成分に対する正規化された脳血流量を示すグラフであり、図９０（ａ）は脳幹の位置における脳血流量を示すグラフであり、図９０（ｂ）は左視床部の位置における脳血流量を示すグラフである。図９０から明らかなように、脳幹及び左視床部において、可聴域成分のみを印加したＬＦＣ単独条件では、ＦＲＳ条件はもとより、暗騒音条件に比較しても、有意に脳血流量が減少していることがわかる。
図１７は図１５の装置により測定された実験結果であって、自発脳波のα帯域成分（８−１３Hz）の電位（パワーの平方根）を各周波数成分に対して正規化したものを示すグラフである。図１７から明らかなように、聴取者３０に対して、可聴域成分のみを印加するＬＦＣ単独条件、超高周波成分のみを印加するＨＦＣ単独条件、又は暗騒音成分のみを印加した暗騒音条件に比較して可聴域成分と超高周波成分とを同時に印加したＦＲＳ条件の方が、自発脳波のα帯域成分電位が増大していることがわかる。
図１６で領域脳血流が増大することが示された脳幹と視床は、統計的有意性が最大となる、いわば「山頂」に相当する部位である。そこで次に、これらの脳部位が属する神経ネットワークの全体像を描出するために、主成分分析を用いてデータ全体の変動の中に含まれている代表的な空間パターンを主成分として抽出し、その中から脳幹と視床を含む主成分を探索した。
図１８は図１５の装置により測定された実験結果であって、領域脳血流データの主成分分析によって脳幹と視床を含む主成分として描出された画像の矢状断面（サジタル断面）を示す図である。主成分分析の結果、図１６で示された脳幹と視床に加えて視床下部を含む「基幹脳」を拠点とし、さらに基幹脳から前頭前野及び帯状回に投射する神経ネットワーク全体を包含する「基幹脳ネットワーク」が、全体の中で２番目に大きな変動を示す第２主成分として描出された。なお、第１主成分は可聴域音に対する聴覚野などの反応であると考えられる。
基幹脳は、その内部構造として人間における快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司り、行動の制御に密接な関連をもつモノアミン神経系やオピオイド神経系をはじめとする報酬系神経回路を含んでいる。基幹脳並びにそこから脳全体に広汎に投射される神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性が向上すると、音をはじめさまざまな感覚入力一般に対する美的感受性を増強し、快さ、美しさ、感動の反応を高めるとともに、そうした感覚入力を積極的に受容しようとする行動（感覚受容行動又は接近行動）を強める効果をもつ。
逆に、基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性異常は、うつ病、統合失調症、認知症、慢性疲労性症候群、注意欠陥多動性症候群などモノアミン神経系の異常が直接の原因となるさまざまな精神疾患の原因となるとともに、自殺・自傷行為、異常な攻撃性の亢進など、現代社会で大きな問題となっている精神と行動の異常を導くことがわかっている。
加えて基幹脳は、自律神経系・内分泌系の最高中枢であるとともに、これらを介して免疫系を制御することにより、全身の恒常性を維持する機能（ホメオスタシス）及び生体防御の機能を担っており、基幹脳の活性異常は、上記恒常性維持機能の破綻を導くことにより、高血圧、高脂血症、糖尿病などのメタボリック・シンドローム、ガン、脳血管障害、心臓疾患、花粉症やアトピー性皮膚炎などのアレルギーを含む免疫疾患など、現代社会において急激に増加している生活習慣病の発症と密接な関連をもっている。
さらに、図１９では、図１８において描出された基幹脳及び基幹脳ネットワーク全体の活性強度の変化と並行して変動する自発脳波の帯域成分を求めた。国際１０−２０法に従って頭皮上に配置した１２個の電極（Ｆｐ１，Ｆｐ２，Ｆ７，Ｆｚ，Ｆ８，Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）から計測した自発脳波を、δ帯域（２−４Ｈｚ）、θ帯域（４−８Ｈｚ）、α１帯域（８−１０Ｈｚ）、α２帯域（１０−１３Ｈｚ）、β帯域（１３−３０Ｈｚ）に分割し、電極毎に各帯域成分の電位（パワーの平方根）を算出し、どの電極から記録されたどの帯域成分の電位が、同時計測された領域脳血流から導いた上記基幹脳及び基幹脳ネットワークの活性強度の変化と相関するかを調べた。その結果、頭皮上の中心部・頭頂部・後頭部に設置した７電極（国際１０−２０法によるＣ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）から記録された脳波のα２帯域成分の電位が、図１８で示した基幹脳ネットワークの活性強度の変化と統計的有意に正の相関を示した。
図１９は図１５の装置により測定された実験結果であって、脳波α２帯域成分の電位と基幹脳及び基幹脳ネットワークの活性強度の変化との相関係数の頭皮上分布を示す図である。これらの結果に基づいて、基幹脳ネットワークの活性強度の変化と統計的有意に正の相関を示す中心部・頭頂部・後頭部７電極（国際１０−２０法によるＣ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）から記録された脳波α２帯域成分の電位値を正規化して平均した値を深部脳活性指標（Ｄｅｅｐ Ｂｒａｉｎ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ：ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）と定義した。深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘは、大規模な装置を必要とする領域脳血流計測をおこなうことなしに、簡便に記録可能な脳波データに基づいて基幹脳及び基幹脳ネットワークの活性を反映する指標として使用することができる。
次いで、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動としての必須条件である超高周波成分を有し、自己相関秩序に関する第１の性質、第２の性質を満たす典型的な空気振動であるガムラン楽器音と、それを印加された人間の脳波計測を用いて、人間の可聴域上限をこえる超高周波振動が「身体表面」で受容されて基幹脳活性化効果を導く実施例を以下に示す。
人間では、中耳にある耳小骨と内耳にある蝸牛内の基底膜の機械的特性とによって、２０ｋＨｚをこえる周波数の空気振動は、機械振動を神経活動に変換する有毛細胞にほとんど伝達されない。このことは、基幹脳活性化効果を導くために必須の自己相関秩序の特徴を備えた超高周波成分が人間に受容されるにあたり、人間の気導聴覚系以外のなんらかの受容応答系が関与していることを示唆している。
そこで、この実施例に係る実験では、基幹脳活性化効果が通常の気導聴覚系単独の応答であるのか、あるいはそれ以外の受容応答系が関与しているかについて検討するため、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動としての必須条件である超高周波成分を有し、自己相関秩序に関する第１の性質及び第２の性質を満たす典型的な空気振動であるガムラン楽器音の周波数成分を、２２ｋＨｚ以下の可聴域成分と２２ｋＨｚ以上の超高周波成分とに分割ろ波し、可聴域成分を気導聴覚系に呈示している条件下で、超高周波成分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、両者の間で基幹脳活性化効果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。
ここで、図２０は本実施形態で用いるイヤホン実験装置である振動発生装置の構成を示すブロック図である。図２０の実験装置において、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（ハイパスフィルタ）及び低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）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と超高周波成分に分離ろ波され、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２０において、所定の信号源ディスク３００をプレーヤ３０１にセットしてガムラン楽器音の振動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ＤＡ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（ハイパスフィルタ ＨＰＦ）３１１及び各低域通過フィルタ（ローパスフィルタ 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（ハイパスフィルタ ＨＰＦ）３１１と、各低域通過フィルタ（ローパスフィルタ ＬＰＦ）３１２と、４個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４と、超高周波成分用のＨＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ａ及び可聴域成分用の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、超高周波成分用のＨＦＣチャンネル電力増幅器３１４ａ及び可聴域成分用の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（ハイパスフィルタ）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（ローパスフィルタ）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は聴取者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は聴取者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、聴取者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、聴取者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は聴取者３４０の耳から２．０ｍの距離の位置に設置した。また、１対のイヤホン３３４，３３４は独自に開発したイヤーパッドのない挿入型のものを用いた。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。
脳波実験のそれぞれを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、超高周波成分はスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示するが、聴取者３４０の頭部３４１及び身体表面を超高周波成分（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。
（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、超高周波成分はスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示するが、聴取者３４０の頭部３４１及び身体表面を超高周波成分（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。
上記すべてのサブ実験のそれぞれで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）を同時に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の中で実施した。
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試行ずつを数分の試行間間隔をあけ実施した。それぞれの試行において、ガムラン楽器音を４００秒間呈示した。脳波の測定方法及び深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの求め方については、図１８、図１９を参照して詳細前述した方法と同様である。
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、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。
次いで、実験結果について以下に説明する。図２１は、図２０のシステムにより測定された実験結果であって、各ケースのＤＢＡ−ｉｎｄｅｘを示すグラフであり、すべての聴取者を通じての平均値と標準誤差を示す。まず図２１の（ａ）に示すように、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を介して聴取者３４０に呈示した場合には、ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘはＦＲＳ条件下の値がＬＦＣ単独条件下の値に比較して有意に増大しており、基幹脳活性化効果が発生していることが確認された。ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ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。このことは基幹脳活性化効果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。
次に、図２１の（ｂ）に示すように、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、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件の間でＤＢＡ−ｉｎｄｅｘに差が認められず、基幹脳活性化効果の発現は見出されなかった。
それに対して、図２１の（ｃ）に示すように、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、ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘはＦＲＳ条件でＬＦＣ単独条件に比較して有意に増大しており、基幹脳活性化効果が発生していることが確認された。この場合も、図２１の（ａ）に示したのと同じように、ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ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。
さらに、図２１の（ｄ）に示すように、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）を聴取者の身体に達する直前の位置に防音材料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、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件との間におけるＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差は統計的有意性を示さなくなり、基幹脳活性化効果の発現は顕著に抑制された。
以上の知見を統括すると、必須条件としての超高周波成分を有し、かつ自己相関秩序に関する第１の性質又は第２の性質を満たす振動が人間に導く基幹脳活性化効果は、気導聴覚系が単独でその発生に関与しているのではなく、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がかかわっていることを示唆している。
次いで、実在する物体を用いて基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生する装置の例について以下説明する。上述のように可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに上述した所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を示す。まず、実在する物体（気体、液体、固体）を用いて上記所定の振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を述べ、続いて、電気や光などの振動信号から上記所定の振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を述べる。
人間の遺伝子が進化により形成された環境の最も有力な候補である熱帯雨林の自然環境音には、図１、図３、図４、図８、図９に示すように、人間の可聴周波数上限である20kHzを大きく上回り、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分が豊富に含まれているのに対して、現代人が生活する都市の環境音には、こうした超高周波成分がほとんど含まれておらず、基幹脳活性化効果を導かないばかりか、暗騒音下に比べて基幹脳の活性を低下させる可能性がある（図９０，図１７参照）。基幹脳並びにそこから脳全体に投射される神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性異常は、さまざまな精神と行動の異常を導くとともに、全身の恒常性維持機能及び生体防御機能の破綻を導くことにより、現在急激に増加している生活習慣病をはじめとする現代病の発症と密接な関連をもっている。従って、精神と行動の異常や生活習慣病などが現代都市において特異的かつ急速に増加していることに注目すると、その原因のひとつが、現代都市の音環境が、人間の遺伝子が進化的に形成された環境の最有力な候補である熱帯雨林の環境音の特徴と大きく乖離し、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分をほとんど含まないことにある可能性が大きい。
この問題を解決するために、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することが可能な振動発生装置を、都市空間をはじめさまざまな空間の中に設置し、ハイパーソニック・サウンドを発生させて人間に印加することはきわめて有効である。また、実在する物体を用いてハイパーソニック・サウンドを発生させた場合、トランスデューサを用いて、その場で発生された振動を電気信号に変換し記録してもよい。それによって、ハイパーソニック・サウンドをパッケージメディアに記録・再生したり、通信や放送を介して配信したりすることが可能になり、実在する物体を用いた振動発生装置と同じ空間に居なくても、より多くの人間がハイパーソニック・サウンドを受容する機会が増加する。ハイパーソニック・サウンドを豊富に受容することによって、基幹脳活性化効果が導かれ、現代人が直面する心身の健康面での問題を解決することが期待できる。
まず、実在する物体（気体、液体、固体）を用いてハイパーソニック・サウンドを発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例を述べる。
図２２及〜図２８は、障害物に衝突させながら液体を流すことによって、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例である。水音は、図１、図４、図８及び図１０に示したように、可聴域成分と超高周波成分並びに自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質とをあわせもち、基幹脳活性化効果を導くことができる振動である。下記装置例では、水流をはじめとする液流を設定された障害物に衝突させることにより、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動を発生させる。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上する効果が得られる。
図２２及〜図２８は、障害物に衝突させながら液体を流すことによって、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例である。水音は、図１、図４、図８及び図１０に示したように、可聴域成分と超高周波成分並びに自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質とをあわせもち、基幹脳活性化効果を導くことができる振動である。下記装置例では、水流をはじめとする液流を設定された障害物に衝突させることにより、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動を発生させる。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上する効果が得られる。
図２２は本実施形態に係る、水流などの液流を用いて、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例を示す斜視図及び断面図である。図２２において、位置及び突起寸法が可変である突起などの障害構造物を１つ以上有し、水平面に対して０度をこえ９０度以下の角度をつけた位置に設定できる平板１７０の構造物と、その平板１７０の表面に水などの液体を流下させる液流発生装置１７１及びこのシステムに液体を流下させた時に発生する振動を電気信号に変換するトランスデューサ１７３，１７４，１７５から構成される振動発生装置である。
上記平板１７０の構造物の上部に位置する液流発生装置１７１から流出された液体は、上記平板１７０の構造物の表面を流下する過程で、平板１７０上に設定された突起物１７２に衝突したり、突起物１７２を乗り越えたり、突起物１７２を迂回して流れ、あるいは飛沫となってはね飛びつつ流下する。そのとき上記液体は所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する。こうして発生した空気振動や液体の振動を電気信号に変換することによって、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の信号を得ることができる。上記液流発生装置１７１は、液体の単位時間流量やその変動を制御して、効果的に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させる。例えば、突起物１７２の高さをアクチュエータ１７６により制御可能に構成している。また、液流の障害物とする突起物１７２は、図２３の変形例（断面図）に示すごとく種々の形状の突起物１７２ａ〜１７２ｉに示した例をはじめとして、板形以外の形状をとってもよく、それらを混在させても良い。また、板面に対して突起物１７２を回転させることにより、ぶつかった液体が効果的に振動する向きを設定することができる。なお、突起物１７２を回転させる軸は、板面に対して垂直、水平、斜めでもよい。なお、図２２の変形例に係る液流発生機構１７１ａに示すように、複数のノズルを設置してそれらを個別に制御することによって液体を流出させるノズル位置やその単位時間流量を制御することもできる。
図２４は本実施形態に係る、突起物の位置制御をシステム化し、相互連関させて行う例を示す斜視図である。すなわち図２４は、図２２に示した振動発生装置における液流の障害物とする突起物の位置制御機構の変形例である。図２４において、上記突起物１７２は、上下あるいは左右に隣接する突起物の張り出し方を変化させ、特定の位置関係をもたせることにより、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を効果的に発生させることが可能である。図２４は、そうした効果的な組み合わせを維持したまま、複数の突起物からなるグループをまとめて位置制御する例である。また、突起物１７２の高さをアクチュエータ１７６により制御可能に構成している。
図２５は本実施形態に係る、液流の障害物とする突起物の配置が規則的ではない例を示す斜視図である。図２２では突起物１７２を規則的に整然と配置しており、その結果、液流の流路は整然としたものとなり、それぞれの流路に流れる液量も互いに対応する間で均等になって、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）は板全面から比較的均質に発生する。一方、図２５では、突起物１７２を不規則に配置することによって、流路が不均質に分布するようになり、それぞれの流路の流量にも変化が生じる。その結果、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）の空間分布並びに液中分布に偏りが生じるので、これを活用して振動信号を電気信号に変換する際に効果的なマルチチャンネル収録を行うことが可能になる。また、このとき、電気信号へのトランスデューサをある流路の直近から別の流路の直近に移動させることなどにより、その移動過程で、同じ流路での流量変化では生じえない類のダイナミックな変動を振動信号に加えることができる。
図２６は本実施形態に係る、液流の障害物とする突起物の構造が山状（例えば深さ可変型円形凸部１７８）あるいはくぼみ状（例えば高さ可変型円形凹部１７７）である例を示す斜視図及び断面図である。すなわち、図２６は、図２２に示した振動発生装置において液流の障害物となる構造物のもつ形状の変形例である。図２６において、凸部１７８の高さあるいは凹部１７７の高さは可変である。なお、凸部１７８及び凹部１７７において、複数の形状をもった構造が混在していてもよい。
図２７は本実施形態に係る、液流の障害物とする突起構造が不規則な形状で不規則に配置した例を示す斜視図である。図２２では、板状の単純な形状をもつ突起物１７２を整然と規則的に配列している。一方、図２７では、自然石のような複雑な形状をもつ突起物１７９を不規則に配置している。これにより、山野などに実在する複雑な流路と障害構造物をもつ水流を制御された形で模した水流を発生させ、それによって基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させることができる。
図２８は本実施形態に係る、水流などの液流を用いて、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例（水平経路）を示す斜視図及び床面断面図である。すなわち図２８は、図２２に示した振動発生装置において板状の構造の水平面に対する角度が０度かあるいは０度近くに設定した変形例である。図２８において、液体の水路２３０に複数回の折れ曲がりをもたせて入り組ませた構造をもち、その床面２３１に図２８の断面図に示したような複雑な凹凸構造をもつ。いずれの構造も、液体が流れる際に障害となり、それらの障害物に衝突させながら液体を流すことによって基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させることができる。なお、液体が流れる水路２３０の折れ曲がり角度はここに示した９０度以外の角度でもよい。また、連続的なカーブを描いても良い。さらに、図２２、図２３、に示したような突起物１７２、図２６に示したような突起構造１７７，１７８、図２７に示したような突起構造１７９などの障害構造物を経路内の底面や壁面に配置してもよい。
図２９は本実施形態に係る、水などの液体を落下させることにより、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例を示すブロック図である。図２９の装置は、水滴を連続して例えば球状の装置筐体２４０の内部に落下させる水滴発生器２４１と、落下した水滴の液体２４２が貯留する装置筐体２４０と、貯留した液体及び外壁から振動を電気信号に変換するトランスデューサ（又はマイクロホン）２４３，２４４，２４５と、それらの振動信号を加算して加算結果の振動信号を出力するオーディオミキサー２４６を有する。ここで、落下する物体は、水以外の液体であってもよいし、小石などの固体でもよい。貯留する液体は、水でもよいが水以外の液体でもよい。また、水滴発生器２４１は、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を効果的に発生させるように、水滴の大きさや落下頻度を調節することが可能であってもよい。また、液体面の上部の空間を囲む装置筐体２４０の外壁は、落下した物体が液体面に衝突することによって発生する音が当該外壁に囲まれた空間と共鳴するように、さまざまな形状及び材質、硬度、表面形状、体積を取りうる。自然にできた洞窟等を外壁として活用してもよい。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
図３０は本実施形態に係る、間隙を通過する気流により、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例を示す斜視図である。すなわち、図３０は、さまざまな速度の気流が、さまざまな形状の間隙を通過する時に発生させる複雑な乱流などにより基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させる振動発生装置の例である。図３０の装置は、プロペラ状の回転翼や圧縮空気を解放することによって気流を発生させる圧縮空気発生器２５６と、それに連結された直方体形状の装置筐体２５０と、その内部を区切る間仕切り板２５１〜２５５とを備えて構成される。ここで、回転翼の回転速度や圧縮空気の解放口の大きさを変化させることにより気流の速度を制御する装置と、さまざまな形状と大きさをもった複数の間隙を気流が通過する装置と、矢印２５７〜２５９のごとく間隙の位置を変化させる装置とを有してもよい。この振動発生装置から発生した空気振動と共鳴することにより、上記性質の条件を満たす空気振動を増幅して発生する機能をもった共鳴箱や共鳴管などの装置を有していてもよい。さらに、この装置により発生した振動を、上記気流が通過するそれぞれの間隙を形作る間仕切りの近傍の空間や流路の外壁などから取り出して電気信号に変換することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を電気信号として発生する機構を有していてもよい。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
図３１は本実施形態に係る、金属片を弾くことにより、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を示す側面図である。図３１において、例えば鉄や銅などでつくられたストリップ形状の金属片２６０の一端を固定し、他端を回転する円筒部材２６１の外部表面に固定された金属などの突起物２６２を用いて弾くことにより基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生する。この振動発生装置から発生した空気振動と共鳴することにより、上記性質の条件を満たす空気振動を増幅して発生する機能をもった共鳴箱や共鳴管などの装置を有していてもよい。また、この装置により発生した振動を電気信号に変換することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を電気信号として発生する機構を有していてもよい。また、弾かれる側の金属片２６０は複数合ってもよく、また金属片２６０の材料の種類は、鉄、銅、金、銀、青銅、真鍮、チタン、マグネシウム、ジルコニウムなどの自己相関秩序構造をもった振動を発生させるのに適した物性をもつ金属及び合金類でもよい。弾く側の突起物２６２は、上記の金属や合金類以外にも、プラスチックやセラミックスなど、自己相関秩序構造をもった振動を発生させるのに適した物性をもつものでもよい。また、弾く側の突起物２６２を、円筒でなく例えば回転する円盤や移動する平面などに付着してもよい。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
次いで、振動信号から基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生する装置の例について以下説明する。ここで、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例のうち、電気や光などの振動信号から上記所定の振動を発生する振動発生装置の例を以下説明する。
まず、単一の振動信号から単一の振動発生機構を介して基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する装置の例について以下説明する。
図３２は本実施形態に係る、入力信号を振動信号増幅器で増幅し振動発生機構から振動を発生する装置のブロック図である。図３２において、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の入力信号は、振動信号増幅器７０に入力されて電力増幅された後、増幅された振動信号がスピーカ７１から空気振動に変換されて放射される。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
なお、図３２に示す装置に入力される信号は、放送受信機、インターネット回線や電話回線などから配信・配布される信号の受信機、シンセサイザなどの振動信号合成装置などから入力される信号、あるいは固体・液体・気体などの振動をトランスデューサによって電気変動に変換されて入力される信号であってもよい。さらに、スピーカ７１は、固体振動や液体振動を発するトランスデューサであってもよい。
図３３は本実施形態に係る、振動信号記録再生装置を用いて再生した振動信号を振動信号増幅器で増幅してスピーカから振動を発生する装置のブロック図である。図３３において、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の電気信号は、ブルーレイディスクをはじめとする光ディスクなどの記録媒体を含む各種のメモリに予め記録された後、記録されたその電気信号が振動信号記録再生装置７２により再生される。次いで、再生された基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の電気信号は振動信号増幅器７０に入力されて電力増幅された後、増幅された振動信号がスピーカ７１から空気振動に変換されて放射される。
以上は、スピーカに入力される信号を変換して実際の振動を発生させる方法であり、この場合、スピーカに対して入力される振動信号の段階で超高周波成分が欠乏した状態にあると、聴取者はハイパーソニック・サウンドを受容できないという問題がある。
この問題の解決方法として、スピーカ・システムそれ自体に独立した振動発生機能を与え、何らかの機器に接続するだけで、あるいは単独で、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の振動を発生する機能をもたせる。
この問題の解決方法として、スピーカ・システムそれ自体に独立した振動発生機能を与え、何らかの機器に接続するだけで、あるいは単独で、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の振動を発生する機能をもたせる。
具体的な方法について、図９１にスピーカ・システムの振動発生装置３７０の一例を示す。振動源としては、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の信号を蓄積しておくメモリ３７５、及びその信号でスピーカもしくは超高周波振動発生素子を駆動するアンプユニット３７６及び電源ユニット３７７等の付帯装置を、スピーカ・システムそれ自体に装備する。また、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分をスピーカ・システム内部で生成する装置を内蔵してもよい。
振動発生機構としては、スピーカそのものの振動発生機構を用いて、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させるほかに、下記のような手段もある。スピーカ・システム内部に振動発生機能を内蔵し、筐体等そのものを振動させる。あるいは、筐体等に超高周波振動発生素子３７２，３７３を装備（埋め込み、貼り付け、巻き付けなど）する。また、筐体等の外側をピエゾプラスチックなどの素材で被覆する。さらに、超高周波振動発生素子３７２，３７３を接続して振動を発生させる。また、機器とスピーカ・システムを接続するケーブル３７４に超高周波振動発生素子を装備することもできる。
電源の供給方法は、外部電源から給電してもよいし、電源ユニット３７７や電池等（一次電池（乾電池）、二次電池（蓄電池）、内蔵燃料電池等）を内蔵してもよい。また、接続した機器から給電する方法として、ファンタム方式すなわち音声ケーブルに直流電源を重ねて給電する方法、ＵＳＢケーブル等で音声信号伝達と給電を共存させる方法等もある。このほか、ワイヤレス給電機構を装備してもよい。
これらによって、聴取者は、超高周波帯域の振動信号を発生する機能をもたない機器にスピーカを接続して使用したとしても、ハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になり、その基幹脳活性低下を防ぎ安全性を確保できることはもとより、基幹脳及び基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化させることを通じて、心身の状態を改善向上させる積極的な効果が得られる。
図３４は本実施形態に係る、発生された振動を再生振動特性調整器を用いて調整する機能を有する振動発生装置の例を示すブロック図である。図３４において、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の電気信号は、ブルーレイディスクをはじめとする光ディスクなどの記録媒体を含む各種のメモリに予め記録された後、記録されたその電気信号が振動信号記録再生装置７２により再生され、再生された電気信号は再生振動特性調整器７６に入力される。一方、可聴域音特性計測器７５は、振動が印加される対象者の周囲環境中に存在する振動の可聴域成分をマイクロホン７４によって収集し、収集した可聴域成分の信号に基づいて、その振動の特徴を解析し、得られた解析データを再生振動特性調整器７６に出力する。再生振動特性調整器７６は、可聴域成分の特徴解析データにあわせて、予め記録された基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の信号が最適の状態で再生されるように振動信号の特性を調整し、調整後の振動信号を振動信号増幅器７０に出力する。振動信号増幅器７０は入力される振動信号をＤＡ変換した後電力増幅してスピーカ７１を介して空気振動に変換して出力して放射する。
さらに、再生振動特性調整器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成分のパワーと一定の比率をなして増減するように基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の超高周波成分の再生レベルを調整する。本発明者らによる実験結果によれば、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（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基幹脳活性化効果の度合いも増減することが明らかになっている。そこで、超高周波成分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成分のもつ時間周波数構造や自己相関秩序に対して適合性が高い状態に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分の時間周波数構造をイコライズし、あるいは自己相関秩序を強調又は抑制してもよい。
図３４の信号記録再生装置においては、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）をスピーカ７１を介して聴取者の実質的な全身に放射するように構成しているが、その振動のうちの可聴域成分をイヤホン、イヤホン等を介して聴取者の聴覚のみに印加するように構成してもよい。また図３４においては、記録媒体に記録された振動信号を振動信号記録再生装置７２をもちいて再生する形式を図示しているが、再生振動特性振動器７６に入力される信号は、放送受信機、インターネット回線や電話回線などから配信・配布される信号の受信機、シンセサイザなどの振動信号合成装置などから入力される信号、あるいは固体・液体・気体などの振動をトランスデューサによって電気変動に変換されて入力される信号であってもよい。
図３５は本実施形態に係る、固形の振動発生機構を介することによって、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を身体表面及び聴覚系を介して印加する装置の例を示す側面図である。図３５の実施例では、振動信号を、印加する人間９０が座る椅子９１などの中に埋め込まれた圧電素子などの固形の振動発生素子９２を介することによって基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する例を示す。図３５に示したように、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）のうち超高周波成分は身体表面から受容され、またその振動の可聴域成分は聴覚系から受容されて、基幹脳活性化効果が導かれる。
図３６は本実施形態に係る、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の単一の振動信号を分岐した信号から、複数の振動発生機構を介して基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生する装置のブロック図である。図３６において、例えばカットオフ周波数を人間の可聴周波数上限である２０ｋＨｚに設定したローパスフィルタ１８５とハイパスフィルタ１８２とを用いて、振動信号発生器１８０（例えば振動信号記憶装置とその再生装置とから構成される。）からの基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の信号を振動信号前置増幅器１８１により増幅してろ波することにより、可聴域成分を含む振動成分と超高周波成分とを抽出した後、それぞれの振動成分を別々の振動発生素子１８４，１８７を介して振動に変換することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する。このとき、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分は、スピーカなどにより空気振動として印加してもよく、また振動発生機構を身体に接触させることにより、直接身体表面に印加してもよい。また超高周波成分用及び可聴域成分用の振動発生素子１８４，１８７は複数あってもよい。また超高周波成分を抽出するためのローパスフィルタのカットオフ周波数は、印加する人間の可聴域上限の周波数に応じて、例えば１６ｋＨｚ程度に下げてもよい。さらに可聴域成分を抽出するためのローパスフィルタ１８５をなくしてもよい。
次いで、本実施形態に係る、ヘッドホン・イヤホン型振動発生装置の例について説明する。ハイパーソニック・サウンドが人間に導く基幹脳活性化効果は、気導聴覚系が単独でその発生に関与しているのではなく、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がかかわっていることが示された（図２１参照）。従って、ヘッドホン、イヤホン等を用いて振動を気導聴覚系のみに印加することによっては有効に基幹脳活性化効果を導くことができ乃至かも、超高周波帯域におけるヘッドホン、イヤホン等の周波数応答特性が十分でない場合、人体に極めて接近した状態下で、超高周波成分を含まない可聴域成分のみが印加されるために、通常の暗騒音状態に比して基幹脳の活性を低下させる可能性が高く（図９０、図１７参照）、ヘッドホン、イヤホン等を使用する聴取者の健康を著しく脅かす危険性が高まるという問題がある。
この問題を解決するため、本実施例では、可聴音を含む振動を聴取者の気道聴覚系に印加しつつ、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動を聴取者の身体表面に印加できるように、ヘッドホン、イヤホン等に超高周波振動発生素子を配置する。これによって、聴取者はハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になり、その基幹脳活性の低下を防ぎ安全性を確保できることはもとより、基幹脳及び基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化させることを通じて、心身の状態を改善向上させる積極的な効果が得られる。
以下にヘッドホンの例を示す。図３７は本実施形態に係る、ヘッドホン型振動発生装置の正面図である。図３７において、ヘッドホン１１１は、聴取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聴取者の頭部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の聴取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の外周部に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動のうち超高周波成分を発生する超高周波成分用振動発生素子１２０が設けられる。また、ヘッドバンド１１２の聴取者頭部１１０側の面には、所定の間隔をおいて多数の超高周波成分用振動発生素子１２０が設けられる。さらに、ヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂの外周部やヘッドホンケーブルなどには複数の超高周波成分用振動発生素子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、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動のうち可聴域成分を発生する可聴域スピーカ１２１が設けられる。ヘッドホンケーブルなどは、ピエゾプラスチックを素材としてそこから超高周波振動を発生させても、ケーブル自体を振動させる工夫を行ってもよい。各ヘッドホン筐体１１１ａ，１１１ｂには、信号再生装置の各回路及び素子１１５，１１５，１１７，１２０，１２１、並びに超高周波振動発生に必要な電力を供給する小型電池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、所定の信号再生装置に接続される。これらの工夫により、本振動発生装置は、可聴音を含む振動を聴取者の気道聴覚系に印加しつつ、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動を聴取者の身体表面に印加することを可能にする。
なお、図３７において、可聴域成分と超高周波成分とを別々の振動信号を用いて、別々の振動発生素子から発生させることも可能である。
次いで、複数の振動信号を複数の振動発生機構から別々に発生することによって、所定の自己相関秩序を有し超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する装置の例について以下説明する。
図４１は本実施形態に係る、可聴域成分のみからなる振動を携帯型音楽プレーヤなどからヘッドホン、イヤホンなどで呈示するとともに、その可聴域成分のみからなる振動と共存したとき基幹脳活性化効果を導くこのとのできる自己相関秩序をもった音としては聴こえない超高周波振動をスピーカなどで呈示する振動発生装置の例を示すブロック図である。図４１において、例えば振動信号記録再生装置７２から出力された基幹脳活性化効果を導くこのとのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の信号を振動信号増幅器７０を介してスピーカ７１から空気振動として呈示している空間において、聴取者８１が携行する携帯型音楽プレーヤ８１ｐで好みの音楽を聴取する場合を示す。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を印加することにより、聴取者８１における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。なお、本実施例において、聴取者８１の耳から印可される可聴域成分と、身体表面から印可される所定の自己相関秩序の特徴をもつ超高周波成分との組み合わせによって導かれる基幹脳活性化効果によって、聴取者８１は装置に新たな投資をすることなく通常使用している携帯型音楽プレーヤなどから自分の好みの音楽を聴きながら、よりよい音質を享受し、また携帯型音楽プレーヤなどから提供される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、基幹脳活性化効果を導くこのとのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）のうち可聴域をこえる超高周波成分のみをハイパスフィルタなどで抽出してスピーカ７１から呈示することもできる。その場合、超高周波成分は知覚されないので、この空間に可聴域成分を呈示するＢＧＭ再生装置等を設置しない場合、携帯型音楽プレーヤ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４２は図４１の変形例の装置を示すブロック図である。図４２は、可聴域成分のみからなる振動をＢＧＭのようにスピーカなどで呈示するとともに、その可聴域成分のみからなる振動とは別の所定の自己相関秩序をもつ基幹脳活性化効果を導くこのとのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分を専用スピーカなどで呈示する例である。図４２において、例えば振動信号記録再生装置７２から出力された基幹脳活性化効果を導くこのとのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分を振動信号増幅器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７１Ａを介して放射されるＢＧＭ（可聴域のみ）の可聴周波数振動との組み合わせによって導かれる基幹脳活性化効果によって、その空間に滞在する聴取者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、また可聴周波数振動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。
次いで、携帯電話機などの携帯型通信機器や携帯型放送受信機器、ｉＰｏｄ（登録商標）などの携帯型音楽プレーヤや携帯ビデオプレーヤ、携帯ゲーム機などを用いて、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動すなわちハイパーソニック・サウンドを発生させる装置について、以下に説明する。
現代の社会においては、携帯型通信機器（携帯電話機、無線ＩＰ通信・赤外線通信などを用いた情報端末、トランシーバ、インカムなど）や携帯型放送受信機器（ワンセグ受信機など）、携帯型音楽プレーヤ（ｉＰｏｄ（登録商標）、ウォークマン（登録商標）など）や携帯ビデオプレーヤ、携帯ゲーム機などが爆発的に普及している。しかも使用頻度が増え長時間にわたって視聴するスタイルが増加している。これらの機器の多くは、人体に極めて接近した状態下で長時間携行・使用されるため、それらが携行者の身体と精神に及ぼす影響は無視できない。ここで問題になるのが、これらの携帯型機器が発生する音声振動は超高周波成分を含まず可聴域成分のみで構成されるために、通常の暗騒音状態に比して基幹脳の活性を低下させる可能性が高いことである（図９０、図１７参照）。こうした携帯型機器の使用は、現代人の健康を著しく脅かすばかりでなく、不快感やイライラした感情を導き、アドレナリン濃度上昇などストレス反応を導き、暴力行為や異常行動の引き金をひく危険性が高まるという問題がある。
この問題を解決するため抜本的な方法は、図９２に示すように、当該システムにおいて、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）信号を適切に発生・送信・伝送・受信し、それらを携帯型機器において実際の振動として発生させることを可能ならしめる機能を、関与するすべての機器にもたせることである。
具体的には、まず、信号送信機３８０において、音声振動を超高周波帯域まで忠実に振動信号に変換して送信する機能とともに、その振動信号が所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含まない場合のために、信号再構成回路３８２により、適切な信号処理を行うことによって所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことができる振動の信号（ハイパーソニック・サウンド信号）に再構成して、信号送信回路３８３によりその信号を送信する機能をもたせる。
次に、振動信号を伝送するための装置やネットワークにおいて、超高周波帯域まで忠実に伝送する機能をもたせることに加えて、伝送材料となる振動信号が所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含まない場合のために、電話局・放送局などの中継局で適切な信号処理を行うことによって、例えば信号再構成回路３９１において伝送信号をハイパーソニック・サウンド信号に再構成する機能をもたせる。このとき、伝送のためのネットワークは広域を対象とした通信・放送だけでなく、ある特定の空間や領域におけるLANやユビキタス・ネットワーク、機器間通信などであってもよい。
最後に、携帯型信号受信機４００は、信号受信回路４０１と、信号再構成回路４０２と、振動発生装置４０３とを含む。当該携帯型信号受信機４００において、伝送されてきた振動信号を忠実に受信し実際の振動に変換する機能に加えて、受信している振動信号が所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含まない場合のために、受信機自体において適切な信号処理を行うことによってハイパーソニック・サウンド信号に再構成した上で、その信号を実際の振動に変換し発生させる機能をもたせる。
これらによって、携帯型機器を携行・使用する人間は、ハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になり、その基幹脳活性の低下を防ぎ安全性を確保できることに加え、基幹脳及び基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化させることを通じて、心身の状態を改善向上させる積極的な効果が得られる。
しかし、振動信号の送信・伝送に関与する機器並びに機能において、上記に述べたような抜本的な問題解決方法を即座に実現することは困難である。そこで、より即効的で実現可能性が高い問題解決方法として、携帯型信号受信機のみに対して、適切な信号処理機能及び振動発生機能をもたせる。これによって、送信・伝送に関わる機器並びに機能に限界があり、超高周波成分が欠乏した可聴域成分のみで構成された振動信号しか受信することができなくとも、携帯型信号受信機においてハイパーソニック・サウンドを発生させることが可能になる。
携帯型信号受信機に適切な信号処理機能をもたせるための具体的な方法について、以下に述べる。
例えば携帯型信号受信機内に装備したメモリなどに、あらかじめハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の信号を蓄積しておき、受信した可聴音の信号に対して、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の信号を補完する。補完する信号は、メモリに蓄積されたものを使うだけでなく、携帯型信号受信機の外部から入力してもよいし、携帯型信号受信機の内部で生成してもよい。また、補完する振動信号のレベルは、受信した可聴音のレベルに相関して自動的に変化させることもできるし、携帯型機器の使用者が任意に調整することもできるものとする。
なお、受信した可聴音の信号と、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の信号とは、同一の振動発生機構により実際の振動を発生させてもよいし、独立した別々の振動発生機構により実際の振動を発生させてもよい。
次に、携帯型信号受信機に適切な振動発生機能をもたせるための具体的な振動発生機構について、以下に詳述する。
ハイパーソニック・サウンドが導く基幹脳活性化効果は、気導聴覚系が単独でその発生に関与しているのではなく、身体表面上に所在する何らかの受容応答系が関わっていることが示されている（図２１参照）。従って、携帯型信号受信機においては、気導聴覚系に可聴帯域を含む振動を印加する手段だけでなく、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を身体表面に印加できるような振動発生機構を必要とする。図９３に、携帯電話機４１０を利用した振動発生機構の例を示す。
Ａ．携帯電話機４１０本体を利用した振動発生機構の例を示す。
Ａ−（１）携帯電話機４１０に振動発生機能を内蔵し、携帯電話機４１０（筐体４１２、液晶画面、操作ボタン等）を振動させることによって、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、直接あるいは空気振動を介して人間に印加する。
Ａ−（２）携帯電話機４１０にもともと装備されているスピーカ４１１など音声発生手段に、超高周波振動を忠実に再生する性能をもたせることによって、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ａ−（３）携帯電話機４１０の筐体４１２等に、超高周波振動発生素子４１４を新たに装備し（表面を覆うシート４１３形状のものでもよい）、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ａ−（４）携帯電話機４１０に超高周波振動発生素子４１４を接続して、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ａ−（１）携帯電話機４１０に振動発生機能を内蔵し、携帯電話機４１０（筐体４１２、液晶画面、操作ボタン等）を振動させることによって、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、直接あるいは空気振動を介して人間に印加する。
Ａ−（２）携帯電話機４１０にもともと装備されているスピーカ４１１など音声発生手段に、超高周波振動を忠実に再生する性能をもたせることによって、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ａ−（３）携帯電話機４１０の筐体４１２等に、超高周波振動発生素子４１４を新たに装備し（表面を覆うシート４１３形状のものでもよい）、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ａ−（４）携帯電話機４１０に超高周波振動発生素子４１４を接続して、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｂ．携帯電話機４１０と接続して使用するヘッドセット４１５を利用した振動発生機構の例を示す。
Ｂ−（１）ヘッドセット４１５に振動発生機能を内蔵し、ヘッドバンド、マイクアーム、イヤーパッド等を振動させることによって、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、直接あるいは空気振動を介して人間に印加する。
Ｂ−（２）ヘッドセット４１５に超高周波振動発生素子４１７を新たに装備し（埋め込み、貼り付け、巻き付けなど）、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｂ−（３）ヘッドセットの外側をピエゾプラスチックなどの素材で被覆４１８して、その被覆４１８から所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｂ−（１）ヘッドセット４１５に振動発生機能を内蔵し、ヘッドバンド、マイクアーム、イヤーパッド等を振動させることによって、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、直接あるいは空気振動を介して人間に印加する。
Ｂ−（２）ヘッドセット４１５に超高周波振動発生素子４１７を新たに装備し（埋め込み、貼り付け、巻き付けなど）、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｂ−（３）ヘッドセットの外側をピエゾプラスチックなどの素材で被覆４１８して、その被覆４１８から所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ．携帯電話機４１０とヘッドセット４１５等を接続するケーブル４１６を利用した振動発生機構の例を示す。
Ｃ−（１）ケーブル４１６中の電気信号線を振動させることによって、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ−（２）ケーブルの被覆４１８にピエゾプラスチックなどの素材を用い、その被覆から所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ−（３）ケーブルの被覆に超高周波振動発生素子４１７を埋め込み、そこから所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ−（４）ケーブルの外側に超高周波振動発生素子被覆４１８を装備（貼り付け、巻き付けなど）して所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ−（１）ケーブル４１６中の電気信号線を振動させることによって、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ−（２）ケーブルの被覆４１８にピエゾプラスチックなどの素材を用い、その被覆から所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ−（３）ケーブルの被覆に超高周波振動発生素子４１７を埋め込み、そこから所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ−（４）ケーブルの外側に超高周波振動発生素子被覆４１８を装備（貼り付け、巻き付けなど）して所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｄそのほか、携帯電話機に付属しているイヤホンマイク、ストラップ、アクセサリ、ソフトケースなどの付属品に超高周波振動発生素子を装備して、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させ、人間に印加する。
Ｅ携帯電話機とは独立に、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生可能な振動発生装置を別途準備してもよい。
なお、上記Ａ〜Ｅの振動発生機構を組みあわせてもよい。
なお、ここでは、携帯電話機４１０とヘッドセット４１５等を有線で接続する例を示したが、無線（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信、赤外線通信、人体通信など）で接続してもよい。
なお、上記の振動発生機構は、その他の携帯型通信機器（無線ＩＰ通信・赤外線通信などを用いた情報端末、トランシーバ、インカムなど）、携帯型放送受信機器（ワンセグ受信機など）などにも同様に装備することができる。
これらによって、携帯型信号受信機を携行・使用する人間の基幹脳活性の低下を防ぎ安全性を確保できることはもとより、基幹脳及び基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化させることを通じて、心身の状態を改善向上させる積極的な効果が得られる。
次いで、携帯型音楽プレーヤ（ｉＰｏｄ（登録商標）、ウォークマン（登録商標）など）、携帯ビデオプレーヤ、携帯ゲーム機などの携帯型機器に、適切な振動発生機構をもたせることによって、ハイパーソニック・サウンドを発生させる例について説明する。
具体例として、図９４に、ｉＰｏｄ（登録商標）などの携帯型音楽プレーヤを利用した振動発生機構の例を示す。
超高周波成分を含む振動を発生させる具体的な振動発生機構として、図９３と同様に、A.携帯型音楽プレーヤ４２０本体（ハイパーソニック・サウンド又はその超高周波成分を保存したメモリ４２０ｍを含む。）を利用した振動発生機構、Ｂ．イヤホン４２１等を利用した振動発生機構、Ｃ．ケーブル４２２を利用した振動発生機構、Ｄ．その他ストラップ等付属品を利用した振動発生機構、Ｅ．携帯型音楽プレーヤとは独立した振動発生装置４２３を利用する手段などがある。また、A〜Ｅの振動発生機構を組み合わせてもよい。
なお、上記の振動発生機構は、携帯ビデオプレーヤ、携帯ゲーム機などにも同様に装備することができる。なお、最近では、携帯電話機と携帯プレーヤとが融合するなど、携帯型機器の機能の複合化が進んでいるため、図９３、図９４に示して説明した例の一部あるいは全部を複合的に実施してもよい。
これらによって、携帯型機器を携行・使用する人間はハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になり、その基幹脳活性低下を防ぎ安全性を確保できることはもとより、基幹脳及び基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化させることを通じて、心身の状態を改善向上させる積極的な効果が得られる。
さらに実現可能性が高い、より簡便な方法として、従来は携帯型機器の付属品と考えられているイヤホンやヘッドセット等に、それだけで独立した振動発生機能を与え、何らかの機器に接続するだけで、あるいは単独で、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の振動を発生する機能をもたせる。
これにより、携帯電話、携帯型音楽プレーヤをはじめ、可聴音しか発生することができないさまざまな種類の機器を接続したとしても、この実施例で述べるイヤホンやヘッドセット等さえ接続すれば、聴取者はハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になる。図９５にイヤホン４２１の例を示す。
電源の供給方法は、イヤホン４２１内部に電源を内蔵する例として、ボタン電池等の一次電池（乾電池）４２７もしくは内蔵二次電池（蓄電池）もしくは内蔵燃料電池をイヤホン４２１筐体内に内蔵してもよい。また、接続する機器から電源を供給する例として、ファンタム方式すなわち音声ケーブルに直流電源を重ねて送ることによって給電する方法がある。あるいは、ＵＳＢケーブル等で音声信号伝達と給電を共存させる、又は音声信号ケーブルとは別の電線で機器と接続して給電してもよい。このほか、ワイヤレス給電機構を装備してもよい。
振動源としては、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の信号を蓄積しておくメモリ４２５を、イヤホン４２１筐体内部あるいはケーブル４２２の途中などに装備する。また、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分をイヤホン４２１内部で人工的に生成する装置を内蔵してもよい。さらに、必要があれば振動信号を増幅するためのマイクロアンプ４２６を内蔵しておいてもよい。
所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させるための振動発生機構としては、以下のような手段がある。
イヤホン４２１内に振動発生機能を内蔵し、筐体やイヤーパッド等そのものを振動させる。あるいは、イヤホン４２１筐体やイヤーパッド等に超高周波振動発生素子を装備（埋め込み、貼り付け、巻き付けなど）する。また、イヤホン４２１筐体やイヤーパッド等の外側をピエゾプラスチックなどの素材で被覆する。
また、ケーブル４２２を利用する手段として、ケーブル４２２中の電気信号線を振動させる、ケーブルの被覆にピエゾプラスチックなどの素材を用いる、あるいはケーブルの被覆に超高周波振動発生素子を埋め込む、ケーブルの外側に超高周波振動発生素子を装備（貼り付け、巻き付けなど）する。
なお、これらの振動発生機構を組み合わせてもよい。また、ヘッドセットやヘッドホン等においても、同様の機能をもたせることができる。
これらによって、イヤホン４２１等の使用者は、どのような機器と組みあわせて使用していたとしても、ハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になり、その基幹脳活性低下を防ぎ安全性を確保できることはもとより、基幹脳及び基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化させることを通じて、心身の状態を改善向上させる積極的な効果が得られる。
なお、上記すべての問題解決方法において共通に、例えば、公共空間内など可聴音が周囲に聴こえると問題が生じやすい状況下においては、ハイパーソニック・エフェクトの発現に気道聴覚系だけでなく身体表面上に所在する何らかの受容応答系が関与している（図２１参照）ことを利用して、携帯型機器使用者の気導聴覚系に可聴音を印加しつつ、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分のみを体表面に向かって印加する。これによって、周囲に影響を及ぼす可聴音を発生させることなく、携帯型機器使用者の基幹脳活性化効果を導くことができる。
また、プライベート空間など可聴音が周囲に聴こえても問題ない状況下においては、可聴音を含めたハイパーソニック・サウンドそのものを携帯型機器使用者の身体に印加してもよい。
次いで、携帯型機器とともに、それとは独立した、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生することができる振動発生装置を併用する例を示す。
図４３は本実施形態に係る、携帯端末＋装身具型振動発生装置の斜視図及び断面図である。図４３において、ペンダントなどの装身具を利用したペンダント型振動発生装置８３０ｐの使用例を示す。当該振動再生装置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、所定の自己相関秩序を有し超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の信号の超高周波成分をマイクロアンプ８３３及びトランスデューサ８３２を通じて振動再生装置８３０ｐにより再生し、装身具をつけている聴取者３４０の身体表面に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分を印加することを可能にする。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を印加することにより、聴取者３４０における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。このとき、装身具をつけている聴取者は、可聴域内の音楽や放送音や音声などを聴取していても、可聴域成分のみからなる振動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基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分とが同時に存在することによって基幹脳活性化効果を享受することが可能になる。
次いで、身体に極めて接近して装着するブローチなどの装身具を利用することによって、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動を効果的に身体表面に印加する振動発生機構の例を示す。図３８（ａ）は本実施形態に係る、装身具（ブローチ）型振動発生装置の正面図であり、図３８（ｂ）はその右側面図であり、図３８（ｃ）はその裏面図である。図３８において、ブローチ型振動発生装置１６０のおもて面及び裏面に、所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）信号のうち、超高周波成分を発生するための複数の超高周波成分用振動発生素子１２０が埋め込んで設けられる。また、ブローチ型振動発生装置１６０の内部に信号再生装置が埋め込んで設けられる。なお、ブローチ型振動発生装置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、ブローチ型振動発生装置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。この金具に超高周波振動発生素子を装着してもよい。ブローチ型振動発生装置１６０において、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（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から読み出される基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の信号データをマイクロアンプ２０２においてＤＡ変換しかつ電力増幅した後、超高周波成分用振動発生素子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、多数の超高周波成分用発生素子１２０をブローチ型振動発生装置１６０に埋め込むことにより超高周波振動を身体表面に簡便かつ効果的に印加することができる。このとき、可聴域成分はスピーカやヘッドホンなどによって聴取者に印加される。なお、図３８の実施形態では、ブローチ型振動発生装置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を用いたものであってもよい。
次いで、身体を覆う衣服などを利用することによって、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動を効果的に身体表面に印加する振動発生機構の例を示す。図３９（ａ）は本実施形態に係る、衣服埋め込み型振動発生装置の外面図であり、図３９（ｂ）その内面図である。図３９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、所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分を発生するための多数の超高周波成分用振動発生素子１２０を設ける。また、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と各超高周波成分用振動発生素子１２０との間の配線として用いる。またピエゾ繊維を織り込んで、これを超高周波振動発生素子としてもよい。以上のように構成されたシャツ２１０によれば、多数の超高周波成分用振動発生素子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、スピーカシステムを用いることなく簡便かつ効果的に超高周波振動を聴取者に印加することができる。このとき、可聴域成分はスピーカやヘッドホンなどによって聴取者に印加される。
次いで、皮膚に密着させることにことによって、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動を効果的に身体表面に印加する振動発生機構の例を示す。図４０は本実施形態に係る、身体表面貼付型振動発生装置の断面図及びブロック図である。すなわち、皮膚密着型超高周波トランスデューサ８３２ａを用いた振動発生装置８３２Ａの構成であって、振動発生装置８３２Ａを聴取者８１２の皮膚に密着させて装着させることによって、空気を介さずに所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分を皮膚に伝達させるための装置を示す。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基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号の超高周波成分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トランスデューサ８３２ａを絆創膏やサポータなどによって皮膚などの身体表面８１２ｂに直接密着固定することで具現化し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分を皮膚に直接伝達する。このとき、可聴域成分はスピーカやヘッドホンなどによって聴取者に印加される。
次いで、本実施形態に係る、シアター、ホール又は講堂などの空間において、観客の至近距離でハイパーソニック・サウンドを発生させるための振動発生装置の例について述べる。シアター、ホール又は講堂などの大容積の屋内空間では、主に可聴音を客席の奥まで十分に届かせるために電気音響による拡声伝達システムが用いられる。しかし、ハイパーソニック・ザウンドの超高周波成分は、舞台上で発生させたとしても空気吸収によって大きく減衰してしまい、直接音及び拡声音のどちらにおいても、客席の奥の観客まで到達させるのがきわめて困難であるという問題がある。
この問題を解決するために、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を観客の至近距離で個別に発生させることが有効である。これによって、超高周波成分を実質的に大きく減衰させることなく観客に到達させることができる。この結果、観客の快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳ネットワーク系の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
図９６は、本実施形態に係る、シアター、コンサートホール４３０又は講堂などの空間において、観客の至近距離で、所定の自己相関秩序を有し超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させるための振動発生装置の斜視図である。図９６において、４３１は舞台であり、４３２はワイヤレス振動信号送信機であり、４３３はワイヤレス信号受信機及び振動発生装置であり、４３４はペンダント型振動発生装置であり、４３５は天井吊り下げ型振動発生装置であり、４３６は椅子装着型振動発生装置であり、４３７は椅子埋込型振動発生装置である。すなわち、本実施形態に係る超高周波振動発生装置を、観客の前の座席の背面又は自分自身の座席の中に埋め込む。あるいは、天井から吊り下げて配置してもよいし、壁面や柱から伸ばして配置してもよい。また、観客が身につけるペンダントなどの装身具や衣類に携帯電話や携帯型音楽プレーヤなどに装着して配置してもよい。あるいはワイヤレス振動信号受信機と一体化した超高周波振動発生装置を観客が身につけて着席するのでもよい。ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の信号は、舞台４３１上から有線又は無線（電磁波、赤外線、ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）によって送り出されてもよいし、メモリなどに記録されそれぞれの振動発生装置に内蔵されていてもよい。上記のような方法によって、すべての観客がハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になる。
以上説明したように、複数の振動信号を複数の振動発生機構から別々に発生することによって、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所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を効果的に発生することが可能になる。すなわち、上記のような不特定多数の人々が集合する空間に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動やその超高周波成分を印加し、これとその空間の対象者が携行する携帯型音楽プレー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、基幹脳活性化効果を対象者に導くことを効果的に実現する。このとき、可聴域音は携帯プレーヤなどを用いてひとりひとり相異なる音を聴くことが可能であり、音楽につきものの個人の好みの違いを許容しつつ、同じ空間にいる全員が基幹脳活性化効果を享受できるという特徴をもつ。
以上の図４１乃至図４３及び図９１乃至図９６を参照しつつ詳述した実施例では、１つのチャンネルを有する１つの記録媒体又は記録再生装置を用いてもよいし、所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の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。
次いで、振動発生空間に対応する実施例について以下説明する。
人間の遺伝子が進化により形成された環境の最も有力な候補である熱帯雨林の自然環境音には、図１、図３、図４、図８、図９に示すように、人間の可聴周波数上限である20kHzを大きく上回り、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分が豊富に含まれているのに対して、現代人が生活する都市の環境音には、こうした超高周波成分がほとんど含まれておらず、基幹脳活性化効果を導かないばかりか、暗騒音下に比べて基幹脳の活性を低下させる可能性がある（図９０，図１７参照）。基幹脳並びにそこから脳全体に投射される神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性異常は、さまざまな精神と行動の異常を導くとともに、全身の恒常性維持機能及び生体防御機能の破綻を導くことにより、現在急激に増加している生活習慣病の発症と密接な関連をもっている。従って、精神と行動の異常や生活習慣病などが現代都市において特異的かつ急速に増加していることに注目すると、その原因のひとつが、現代都市の音環境が、人間の遺伝子が進化的に形成された環境の最有力な候補である熱帯雨林の環境音の特徴と大きく乖離し、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分をほとんど含まないことにある可能性が大きい。
この問題を解決するために、都市空間をはじめさまざまな空間の中に、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させて、その中にいる人間がハイパーソニック・サウンドを効果的に受容できるような振動発生空間を実現することは、きわめて有効である。ハイパーソニック・サウンドを豊富に受容することによって、基幹脳活性化効果が導かれ、現代人が直面する心身の健康面での問題を解決することが期待できる。
まず、プライベート空間における振動発生空間を実現する例を示す。
図４４は本実施形態に係るサウナ型振動呈示装置の例を示す斜視図である。図４４において、個人用のサウナ型の空間において、可聴域成分をヘッドホン又は頭部が出ている空間でスピーカから空気振動として印加し、所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の超高周波成分を頭部以外の身体が存在する空間内に設置したスピーカから印加し、両者の作用が加算されることにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を呈示する空間の例である。ここで、内部に多数の超高周波トランスデューサ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、きわめて効果的に身体表面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トランスデューサ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聴取者３４０は、ヘッドホン８５１などを用いて可聴域周波数の音を聴取している、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、可聴域周波数の音を聴取している。この時、身体表面に印加される所定の自己相関秩序をもった超高周波成分が同時に存在することによって効果的に基幹脳活性化効果を享受することができる。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、聴取者３４０における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
次いで、乗用車など乗り物内の空間における振動発生空間を実現する例を示す。
図４５は本実施形態に係る車両内の振動呈示装置の例を示す側面図である。図４５において、乗用車内において、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の可聴域成分を携帯型プレーヤなどの可聴域振動再生装置から印加し、加えて超高周波成分を空間中に設置したスピーカ、又はシートに埋め込まれた振動発生装置から印加し、これらが同時に存在することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を呈示する空間の例を示す。ここでは、車内各所に設置した超高周波振動呈示装置８００ａ，８００ｂ，８００ｃから超高周波振動を呈示し、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、同一車内にいる異なる聴取者３４０は、携帯型プレーヤなど可聴域振動再生装置９００とヘッドホン９００ａなどを用いて、互いに異なる、自分の好みの可聴音を聴きつつ基幹脳活性化効果を享受することができる。
図４６は本実施形態に係る公共交通の運転席又は操縦席の振動呈示装置の例を示す側面図である。図４６では、公共交通などの運転席又は操縦席において、可聴域成分及び所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分を含む振動（ハイパーソニック・サウンド）を空間内に設置したフルレンジスピーカから操縦者である聴取者３４０に印加し、あわせてその振動の超高周波成分を座席やブレーキ型操縦装置など各所に埋め込んだ振動発生装置から効果的に印加し、それらが同時に存在することにより、操縦者である聴取者３４０に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動発生空間を示す。ここで、複数の超高周波振動呈示装置９５４ａ〜９５４ｄを有する航空機９５４の操縦席の一部破断外観図で示す。航空機９５４（航空機のほかに、機関車、列車、船舶、自動車、有人ロケット等の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、身体表面に効果的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身体表面に呈示する。このとき、操縦者である聴取者３４０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、超高周波振動との相互作用によって効果的に基幹脳活性化効果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、覚醒水準を保ち、ヒューマンエラーを防止して、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、操縦室及び操縦席にかぎらず、乗務員室及び乗務員席・客室及び客席に設置してもよい。
次いで、壁を利用して振動発生空間を実現する例を示す。
図４７は本実施形態に係る、空間を構成する壁自体が振動して所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を発生する空間の例を示す斜視図である。図４７において、空間を構成する壁４６０自体が振動することにより、空間中に、可聴域成分及び所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分を含む振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生して聴取者４６１に対して印加するための振動発生空間の例を示す。壁４６０は電気信号によって駆動されることによって振動してもよく、また空間内又は空間外に設置した固体、液体、気体の振動体が発生する振動が伝播することにより、二次的に振動しても良い。例えば、コンサートホールなどにおいて、ホール空間内で演奏される楽器音や音声・歌声、あるいはＰＡ装置などが発生する音が壁に伝播する際に、上記所定の性質の条件を備えた振動を発生させ、それが観客に印加されることにより、基幹脳活性化効果を導くことができる振動発生空間となる。
次いで、公共空間などにおいて、個別の可聴音を聴取している複数の人間に対して、共通のハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を印加する振動発生空間の例を示す。
図４８は本実施形態に係る、可聴域振動成分を再生する携帯型プレーヤと、所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分を複数の人間に同時に印加する振動発生装置とを組み合わせた空間の例を示す側面図である。例えば、公道、広場、事務所、待合所などの公共空間に設置した超高周波振動再生装置８００から、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の超高周波成分を再生し、聴取者３４０の身体表面に印加する。このとき、再生される所定の自己相関秩序を有する音としては聴こえない超高周波振動はすべての聴取者３４０に共通となる。この条件下で、携帯型音楽プレーヤなどの可聴域振動再生装置９００により可聴域振動を再生して例えばヘッドホン９００ａにより聴く。このとき、各聴取者３４０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。
図４９は図４８の装置の変形例を示す側面図である。図４９において、振動再生装置８００を用いて列車あるいはバス、旅客機の客室などの中で複数の聴取者３４０に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を印加する構成を示す。ここで、客室内などに設置した超高周波振動再生装置８００から所定の自己相関秩序をもつ超高周波振動を再生し、列車内にいる複数の聴取者３４０の身体表面に印加する。このとき、再生される超高周波振動はすべての聴取者３４０に共通となる。このとき列車内にいる複数の聴取者３４０は携帯型音楽プレーヤや本車両に備え付けられた音楽サービス用ヘッドホンなどの可聴域振動再生装置９００を用いて、互いに異なる、自分の好みの可聴周波数振動を聴きながら基幹脳活性化の効果をともに享受することができる。
次いで、公共空間などにおいて、共通の可聴音を聴取している複数の人間に対して、個別のハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を印加する振動発生空間の例を示す。図５０は本実施形態に係る、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生するシャワー型振動呈示装置を示す斜視図である。図５０において、複数のシャワー型振動呈示装置を示す。ここで、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５０において、各超高周波振動シャワールーム９５５内に配置した所定の自己相関秩序を有する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、利用者が好む所定の自己相関秩序を有する超高周波振動信号を選択して、効果的に身体表面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、超高周波成分とが同時に存在することによって効果的に基幹脳活性化効果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、携帯型プレー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。
図４８〜図５０の実施例においては、公共空間などに設置した振動発生装置から基幹脳活性化振動を発生し、複数の人間に印加する振動発生空間の例を示している。このとき基幹脳活性化振動発生装置からは、上記性質の条件を有する振動のうち、人間の可聴域上限である２０ｋＨｚ以上の成分だけを呈示し、振動の印加をうける複数の人間は、互いに異なる自分の好みの音楽などを、例えば携帯型プレーヤなどの可聴域振動発生装置を用いて聴いていてもよい。この場合には、空気中に放射された人間が音として感じることのできない所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分と、めいめいが聞いている可聴域振動発生装置から発生される可聴域成分とが、それぞれの人間のところで加算されることによって、上記性質の条件を満たす振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する。こうした振動発生空間は、（１）室内・出入口・ロビー・廊下・階段・エスカレータ・エレベータ・ホール・講堂・体育館・競技場・倉庫・工場・店舗・ゲームセンター、パチンコ店等の遊戯施設・駅舎・空港施設などの建造物内空間、（２）車両・列車・船舶・潜水艦・航空機・ロケット・遊具などの乗り物空間、（３）庭・校庭・広場・公園・遊園地・運動場・競技場・建造物屋上・道・橋・農場・森林・浜辺・湖沼河川上・海上・砂漠・草原などの屋外空間、（４）洞窟・トンネル・坑道・地下街などの地下空間、（５）商店街アーケード・駅ホーム・駅コンコース・競技場や競馬場の客席など屋内外の境界にあるセミオープン空間などに設定することが可能である。この振動発生空間により、空間内にいる複数の人間は、それぞれが自由に選択した好みの音楽などを聴きながら、基幹脳発生効果を導くことが可能になる。
次いで、振動発生空間を構築するために、記録再生装置となる複数のスピーカを配置する配位法の例として、ダブルヘリカルマトリックス配位法と６次元連続マトリックス配位法について説明する。
図９７は従来技術に係る通常の４チャンネルサラウンドのスピーカ配置を示す。このスピーカ配置において、前面左側スピーカＦＬと、後面左側スピーカＲＬは同じ左側にある。次いで、ダブルヘリカルマトリックスに配置すると、図９８のようになる。図９８において、前面左側スピーカＦＬは左側にあるのに対して後面左側スピーカＲＬは右側に配置される。これにより、この空間の内側にいる人間はどの４辺方向を向いても、左側の音と右側の音に向き合うことになる。また、５チャンネル分すべての音を聞くことになる。なお、上部中央スピーカＵＣを加えて、立体感や連続性を実現するのもダブルヘリカルマトリックスの特徴である。
図９９はダブルヘリカルマトリックスを二方向に連続して繰り返し配置した場合を示す。図９９のスピーカ配置では、この空間の内側にいる人間は、常に左側の音と右側の音に向き合うことになり、５チャンネル分すべての音を聞くことになる。さらに、図９９において、左側の音と右側の音は絡み合っており、左側スピーカの並び及び右側スピーカの並びは、それぞれ前面−後面−前面−後面−…を繰り返してらせん状になっている。
次に、６次元連続マトリックス配位法を用いたスピーカの配置について説明する。
図９７の４チャンネルサラウンドのスピーカ配置を、図１００に示すように、上方に所定の高さまでもち上げる。そして、前面と後面との間に位置する音のチャンネルを追加し、そのスピーカを中央左側スピーカＣＬ及び中央右側スピーカＣＲとする。なお、これらの中央左側スピーカＣＬ及び中央右側スピーカＣＲを地面又は地面からわずか上側の高さに配置する。図１００のスピーカ配置を本実施例におけるマトリックスという。このとき逆に、ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲを地面からわずか上側の高さに、ＣＬ、ＣＲを上方に配置する変形配置を用いてもよい。
図１００のマトリックスを縦横二方向に連続して繰り返し配置させて場合、図１０１のようになる。図１０１では、どのマトリックスにいても左の音の列と、右の音の列があるので、音場は正常に感じられるように形成される。また、前面の音と後面の音が交互に現れる。さらに、前面の音と後面の音との間をつなぐ中央の音があるため、連続的な空間を感じることができる。
なお、振動のうち可聴域成分についてのみ上記のダブルヘリカルマトリックス配位法、６次元連続マトリックス配位法などを用いて再生し、人間の可聴周波数上限をこえる超高周波成分についてはステレオ再生やモノラル再生を行うことにしてもよい。
次いで、６次元連続マトリックス配位法を用いて基幹脳活性化効果を導くことのできる振動発生空間を市街地に設定し、実際に基幹脳の活性化を示した例について以下説明する。
図５１は本実施形態で測定された、市街地環境音と、補完した熱帯雨林環境音の平均パワースペクトルのスペクトル図である。都市の市街地の環境音は、適切な構造を備えた超高周波成分を含まないため、基幹脳活性化効果を導くことができない。そこで、市街地空間にもともと存在している基幹脳活性化効果を導くことのできない環境音（市街地環境音）に対して、基幹脳活性化効果を導くことができる典型的な空気振動である熱帯雨林環境音を空間内で加算し、空間内の人間にそれらを印加することのできる振動発生空間を構成し、実際にその空間内の人間に基幹脳活性化効果を導いた例を示す。図５１において、市街地のもともとの環境音の空気振動と、補完した熱帯雨林環境音の空気振動の平均パワースペクトルをＦＦＴ法によって求めたものを示す。市街地の環境音は２０ｋＨｚ程度までの成分しか含まず、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）としての必須条件である超高周波成分を有していない。一方、熱帯雨林環境音はその上限が２００ｋＨｚにおよぶ超高周波成分を十分に有しており、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の必須条件である周波数帯域上の条件を満たしている。
図５２は本実施形態で測定された、市街地空間に印加した熱帯雨林環境音のフラクタル次元局所指数を示すグラフである。すなわち、図５２において、市街地の環境音に加えて印加した熱帯雨林環境音の自己相関秩序に関する第１の性質について、所定の方法によりフラクタル次元局所指数を求めたものを示す。印加した熱帯雨林環境音のフラクタル次元局所指数は、常に２．２以上の値をとり、変動幅は０．４以下である。従って、市街地環境音に加えて印加した熱帯雨林環境音は、自己相関秩序に関する第１の性質を満たしている。
図５３は本実施形態で測定された、市街地空間に印加した熱帯雨林環境音の情報エントロピー密度を示すグラフであり、図５４は本実施形態で測定された、市街地空間に印加した熱帯雨林環境音のエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘを示すグラフである。図５３から明らかなように、情報エントロピー密度は常に−５以上０未満の値をとっている。また、図５４から明らかなように、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘは０．００１より大きな値をとっている。これらから、市街地環境音に加えて印加した熱帯雨林環境音は、自己相関秩序に関する第２の性質の条件を満たしている。
図５５は本実施形態に係る、市街地空間において基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生する方法を示すブロック図である。上述したように、もともと対象となる市街地に存在する環境音は基幹脳活性化効果を導くことができない振動であるのに対して、それに印加した熱帯雨林環境音は基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）である。対象空間５４０となる広場や通路などを含む市街地に複数個設置した振動発生装置５４２のスピーカから熱帯雨林環境音を発生して空間内で加算することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生させた。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
図５６は本実施形態で測定された、市街地環境音のみが印加された場合とそれに対して基幹脳活性化効果を導くことのできる熱帯雨林環境音を加算した場合の深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘを示すグラフである。図５６は脳波計測結果であって、熱帯雨林環境音を印加した場合と印加していない場合とで、市街地に滞在中の被験者の脳波を計測し、基幹脳活性の指標となる深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘを被験者毎に求め、９名の被験者のデータに基づいて統計検定を行った。その結果、基幹脳活性化効果を導くことができる熱帯雨林環境音を印加したときの方が、印加していないときと比較して、深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘが統計的有意に増加していた。この結果は、もともと存在する市街地環境音と基幹脳活性化効果を導くことのできる熱帯雨林環境音とを空間の中で加算することにより、その空間に存在する人間の基幹脳が活性化されることを示している。
次いで、基幹脳活性化効果を導くことができる振動発生空間を利用した「ハイパーソニック・セラピーのための装置及び媒体」について述べる。
従来行われている音楽療法（ここでは、音楽を患者自身が演奏する能動的音楽療法ではなく、音楽を聴取する受動的音楽療法を指す）は、患者に好みの音楽を聴取させ、感動やリラックスなどポジティブな感性反応を導くことによって、心身の健康の回復や向上に結びつけようとする代替医療のひとつである。しかし、音楽をはじめとして一般に「芸術」と呼ばれる感覚情報は、聴覚神経系など知覚を担う神経回路の働きを通じて「好き」「嫌い」などの情動反応を導くという特徴がある。このことが引き起こす第一の問題は、効果の個別性である。ある患者に対しては「好き」と知覚されポジティブな感性反応を誘導する音楽が、他の患者に対しては「嫌い」と知覚され、全く効果がないか、逆にネガティブな感性反応を誘導することがある。すなわち、特定の音楽と特定の患者の間でのみ成立する個別性に立脚しているため、治療開始前に、どのような音楽が患者にとって有効かを専門家があらかじめ個別に調べ処方を行う必要が生じる。第二の問題は、効果の状況依存性である。例えば、患者がある時は「好き」と感じていた曲を、別な時に聴くと逆効果になる場合がある。すなわち、同じ患者に対して同じ音楽を聴取させたとしても、その時点における患者の心身の状態に応じて、異なる反応が導かれることがある。このような効果の個別性と状況依存性は、音楽療法においては、薬剤による治療のように普遍的な効果が期待できないことを意味している。また、見落としてはならない音楽療法の別の問題は、音源の信号構造に影響されることである。CDなどのように超高周波を記録することができない媒体を用いて音楽を再生する場合、あるいは可聴音しか発生することができない再生装置や楽器を用いて音楽を発生させる場合、基幹脳の活性を低下させる信号構造をもつことになるため、逆効果になる危険性をもつ。
従来の音楽療法がもつ上記のような問題に対して、本実施例では、所定の自己相関秩序を有し超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導く振動（ハイパーソニック・サウンド）を患者に受容させることによって、上記に示したすべての問題を解決することができる。ハイパーソニック・サウンドは、脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の領域脳血流量を増大させ、これらの部位を活性化する効果をもつ。基幹脳活性化による効果は、全身の恒常性維持や生体防御などの身体活性を高める効果を導き、その結果、基幹脳活性の異常によって引き起こされ現代社会で大きな問題となっている高血圧、高脂血症、糖尿病などのメタボリック・シンドローム、ガン、脳血管障害、心臓疾患、花粉症やアトピー性皮膚炎を含む免疫異常などの生活習慣病、うつ病、統合失調症、認知症、慢性疲労症候群、注意欠陥多動性障害などのさまざまな精神疾患、自殺・自傷行為、異常な攻撃性の亢進といった行動の異常などを総合的に改善させる効果を導くことが可能になる。また、基幹脳を拠点とする報酬系神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化は、快適感の向上などポジティブな感性反応を引き起こす。
このように、ハイパーソニック・セラピーの効果は、音楽のように音として知覚され、それによって個別性、状況依存性の負の影響を導くことのない、超高周波成分の存在が鍵となって、知覚神経回路とは異なる経路で基幹脳及び基幹脳ネットワークに働きかけることに特徴がある。音として知覚される音楽が必然的に導く「好き」「嫌い」という個人差が大きく不安定な情動反応とは別な仕組みで、人類にとって生物学的に普遍的にポジティブな効果を導くものであり、個別性や状況依存性を生じることがない。従って、あらかじめ患者にとって効果がある音を調べるという手順も必要ない。これらによって、ハイパーソニック・セラピーは、所定の物理構造をもった同一の振動と不特定の聴取者との間で、統計的に有意に成立する普遍的な効果を発揮する。このような効果は、所定の化学構造をもった薬剤が不特定の患者に対して統計的に有意な効果を現すのと本質的に共通する。従来の音楽療法とハイパーソニック・セラピーとの主な相違点を、図１０２の表に示す。
なお、ハイパーソニック・セラピーを実現するための振動発生装置は、本出願の第一から第四の実施形態に示す振動発生装置のいずれかを応用することができる。又、ハイパーソニック・サウンドの受容と組みあわせて、患者の好みの音楽の聴取を行ってもよく、組み合わせ方によっては、相乗効果によってより大きな効果が期待できる。
次いで、振動体の実施例について以下説明する。
気体、液体、固体などを振動させることによって導かれる、所定の自己相関秩序の特徴を有し超高周波帯域で振動する振動状態にある振動体の例を以下に示す。
図５７は本実施形態に係る、人間を取り囲む物体である空気を超高周波帯域で振動させることにより導かれた所定の自己相関秩序の特徴を満たす振動状態にある振動体の例を示す側面図である。図５７において、椅子５６２に座った聴取者５６３を取り囲む空間内に、例えばピアノ等の音源５６１の音などのように可聴域をこえる超高周波成分をほとんど含まない振動が発生した場合、本来ならば基幹脳活性化効果が導かれることはないが、超高周波帯域（聴こえない）で振動状態にある空気が存在することが決定的な要因となって、基幹脳活性化効果を導くことができる。ここで振動体は、空気以外の気体、液体又は固体でもよい。
図５７は本実施形態に係る、人間を取り囲む物体である空気を超高周波帯域で振動させることにより導かれた所定の自己相関秩序の特徴を満たす振動状態にある振動体の例を示す側面図である。図５７において、椅子５６２に座った聴取者５６３を取り囲む空間内に、例えばピアノ等の音源５６１の音などのように可聴域をこえる超高周波成分をほとんど含まない振動が発生した場合、本来ならば基幹脳活性化効果が導かれることはないが、超高周波帯域（聴こえない）で振動状態にある空気が存在することが決定的な要因となって、基幹脳活性化効果を導くことができる。ここで振動体は、空気以外の気体、液体又は固体でもよい。
上記振動状態にある振動体の存在が、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、例えばピアノ音楽のように元来は自己相関秩序をもつ超高周波成分をほとんど含有せず基幹脳活性化効果を導くことが困難な音源をもった音楽の演奏であっても、本発明を適用し基幹脳ネットワーク系を活性化させることによって、音楽を鑑賞している観客の美的感受性を増強し、快と美と感動の反応をより顕著に導き、感性的芸術的価値を高めることができる。あわせて、基幹脳を通して、全身の恒常性維持や生体防御体制を司る自律神経系、内分泌系、免疫系を良好な状態に導き、人間の健康増進に寄与することができる。いうまでもなく、上記の振動体の振動状態は、人間が知覚することができないので、音楽などの鑑賞を阻害することがない。さらに、例えばコンサートホールの舞台上で演奏するオーケストラのように所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を発生する場合でも、超高周波成分は距離に伴って急激に減衰するため、後部座席にいる人間に対しては必ずしも基幹脳活性化効果を導くことができないのに対して、上記の振動状態にある振動体が存在することによって、任意の場所にいるすべての人間に対して、基幹脳活性化効果を導くことができる。
図５８は本実施形態に係る、浴槽における振動体の例を示すブロック図である。図５８において、浴室などの空間５７０において、浴場及び浴槽の中に設置した振動発生装置５７１，５７２，８６０から振動を印加することによって、聴取者８１２の頭部８１２ａを取り囲む空気と、人間の体幹及び四肢を取り囲む水又は湯も、所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動状態にある振動体に導いている例を示す。ここで、２つの異なる振動体の中に同時に聴取者８１２が存在しているが、液体又は気体のいずれかが所定の特徴をそなえた振動状態となっている中に、聴取者８１２が存在していてもよい。
次いで、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の信号であり、記録媒体に記録された振動信号、通信システムによって伝送・配信される振動信号に関する実施例について以下説明する。
図５１〜図５６を参照しつつ詳細前述した実施例において、市街地空間で発生させた熱帯雨林環境音の振動信号が、本実施例に相当する。市街地空間で発生させた振動信号は、基幹脳活性化効果を導くことのできる熱帯雨林環境音の振動信号を中心に、シンセサイザによる合成音や民族楽器音などの振動信号を加えた作品「ＴＨＥ ＥＮＶＩＲＯＮＰＨＯＮＹ ＩＩ（森羅交響楽第二番Ｅｎｖｉｒｏｎｐｈｏｎｙ ＩＩ）」（山城祥二作曲・構成）を、高速標本化１ビット量子化方式を用いて光ディスクを記録媒体として記録したものを使用した。記録媒体に記録された振動信号を再生装置を用いて再生した出力信号は、光ファイバーケーブルを用いて、対象となる市街地空間に設置された複数の振動発生装置に伝送され、この伝送システムを介してそれぞれの振動発生装置に入力された振動信号が増幅され、スピーカによって空気振動に変換されて空間に呈示された。
第２の実施形態．
本発明に係る第２の実施形態では、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を加える振動補完装置を含む振動発生装置及び方法について以下に説明する。
本発明に係る第２の実施形態では、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を加える振動補完装置を含む振動発生装置及び方法について以下に説明する。
現代社会において広く普及している音響情報媒体であるコンパクトディスク（ＣＤ）、ミニディスク（ＭＤ）、固形メモリに記録され携帯型プレーヤによって出力されるデジタルフォーマットの音声信号や、放送・通信システムなどを介して伝送・配信されるデジタルフォーマットの音声信号のほとんどは、超高周波成分を記録再生することができないため、ハイパーソニック・サウンドを発生させて基幹脳を活性化させることができない。一方、近年登場してきた、スーパーオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）、ＤＶＤオーディオ、ブルーレイディスク（ＢＤ）のサウンドトラック、高速光通信などによるネットワーク伝送など、可聴域上限を大幅に上回る帯域まで記録伝送再生可能なフォーマットを備えたデジタルメディアにおいても、音源のもつ振動発生機能の限界や録音・編集装置等の性能の限界から、記録媒体に記録された振動信号、すなわちコンテンツに超高周波成分が含まれていないために、ハイパーソニック・サウンドを発生できず基幹脳活性化効果を導くことができないのが通例となっている。従って、現存する膨大な記録ライブラリの振動源と振動発生装置によって発生する振動は、基幹脳活性化効果を導くことができずに感性的芸術的価値を著しく損ねているだけでなく、むしろ基幹脳活性を低下することによりさまざまな現代病を誘引し、現代人の快適性と安全性を著しく脅かす危険性が高いという問題がある。
このような問題に対して、本実施形態では、現存する膨大な、基幹脳活性化効果を導くことができないオリジナル振動信号に対して、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動信号をさまざまな手段を用いて加算することによって、ハイパーソニック・サウンドを質量ともに膨大に、かつ容易に発生することを可能にする。それらを人間に印加することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、すでに蓄積された膨大な記録ライブラリをはじめオリジナル振動信号の表現効果を増大させ、感性的芸術的価値を高めると同時に、それを聴取する人間の安全性を高めることはもとより、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
第２の実施形態は、人間が音として知覚できる可聴範囲周波数範囲である２０Ｈｚから１５ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚまでの範囲内の成分を有する振動であるとともに上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数（例えば、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ又は１ＭＨｚ）までの範囲内の超高周波成分を含まないため基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号、あるいは超高周波成分を含んではいるが、上記自己相関秩序に関する第１の性質及び第２の性質のいずれをも満足しないため基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号成分を加算して加算結果の信号を出力する加算手段を備えたことにより、上記性質の条件の特徴をもつ振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生することを特徴としている。ここで、オリジナル振動信号とは、上記振動補完装置に入力されて補完される対象となる振動信号であり、超高周波成分を含まないため基幹脳活性化効果をもたない、あるいは超高周波成分を含んではいるが、上記自己相関秩序に関する第１の性質及び第２の性質のいずれをも満足しないため基幹脳活性化効果をもたない振動信号のことである。
また、第２の実施形態は、人間が音として知覚できる可聴範囲上限周波数をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分を有するけれども、上記自己相関秩序に関する第１の性質及び第２の性質のいずれも有せず、従って基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して加工処理を施すことによって、自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のうち少なくともどちらか一方を付与することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する手段を備えたことを特徴としている。
さらに、第２の実施形態は、弾性振動体を用いて有効振動成分の増強・付与と不要振動成分の減衰・除去を行う振動発生装置であって、振動信号を弾性振動体に印加し、印加された弾性振動体のもつ振動特性を用いて印加された振動に対して加工処理を施すことによって、信号中の自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のうち少なくともどちらか一方を増強又は付与するとともに、電気信号としては存在しても天然の弾性振動体では存在し得ず基幹脳活性化効果を導かない振動成分を減衰又は除去することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の効果を強調する手段を備えたことを特徴としている。
まず、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して基幹脳活性化効果を導くことができる振動を補完する装置に関する実施例について以下説明する。
図５９は第２の実施形態に係る、基幹脳活性化効果を導かない（上記自己相関秩序を有しない（当該明細書において同様である。））オリジナル振動信号に対して基幹脳活性化効果を導くことができる（上記自己相関秩序を有する（当該明細書において同様である。））振動信号を加算することにより、基幹脳活性化効果を導くことができる出力信号を発生する装置のブロック図である。なお、各振動信号は、例えば振動信号記憶装置とその再生回路によって発生する。図５９において、各振動信号を増幅回路５８１，５８２により増幅した後、加算器５８３により加算する。この装置によって、例えばピアノ音のように超高周波成分を含まず基幹脳活性化効果を導かない振動信号が入力されたとしても、超高周波成分を含み、かつ上記自己相関秩序の特徴を有する振動信号を補完することによって、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を出力することができる。このようにして所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、美的感受性を高めるとともに、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
図６０は図５９の装置の変形例を示すブロック図である。図６０において、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号と、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号とを加算器５８３により加算し、同一の増幅回路５８４に入力することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる出力信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を得る。
図６１〜図６３に具体的な応用例を示す。現在、パッケージメディアや放送・通信などを介した音楽・音声などの振動信号の伝送・配信には、超高周波成分を記録することができないデジタルフォーマットや、同様に超高周波成分を記録することのできない帯域幅しかもたないアナログ方式が非常に多く用いられている。しかし、これらの方式によって記録されたり伝送された振動信号を再生した振動では、基幹脳活性化効果を導くことができない。本発明装置を用いることにより、現在の社会に広く普及した上記既存方式によって蓄積されたり伝送・配信される基幹脳活性化効果を導かないコンテンツを活用して、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を人間に印加することが可能になる。
図６１は第２の実施形態に係る、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動に対して基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を加算する振動補完装置を含む振動発生装置の例を示す斜視図である。すなわち、音楽ＣＤの信号など、超高周波成分を記録することができず基幹脳活性化効果を導くことができないデジタルフォーマットの信号をオリジナル振動信号とし、それに対して基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を加算する振動補完装置の例である。この振動補完装置６１１は、ＣＤプレーヤ６１０内に内装されており、超高周波成分を含み上記性質の条件を満たす自己相関秩序の特徴をもつ振動信号を記録した固形メモリなど各種の記憶装置を内蔵している。この振動補完装置は、ＣＤから読み取られた超高周波成分が含まれていないオリジナル振動信号に対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を記憶装置から読み出して加算した上で、ＣＤプレーヤ６１０から振動信号を出力する。出力された振動信号は、増幅器６１２を介してスピーカ６１３などにより空気振動に変換される。このとき変換された空気振動は、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）となっている。上記の振動補完装置は、ＣＤプレーヤ内蔵型の例を示したが、外付け型でもよい。また、ここではあらかじめ設定された基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を用いて補完する例を示したが、使用者が複数の候補のなかから選択した基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を用いて補完することもできる。
なお、この振動補完装置の対象となるオリジナル振動信号としては、上記のＣＤ以外に、ＤＶＤビデオ、ＤＶＤオーディオ、ブルーレイディスク、ハードディスクなどの記憶媒体に超高周波成分を記録することのできないデジタルフォーマットで記録された振動信号、及び例えばＶＲシステムやテーマパークのアトラクションシステム、ゲーム機、ゲームソフトなど超高周波成分を記録再生することのできないフォーマットを用いた機器で使用される振動信号、電話やＴＶ会議システム、無線機など超高周波成分を伝達することのできないフォーマットを用いた放送・通信などを介して伝送・配信された振動信号、さらに超高周波成分を変換・伝送することのできない装置を用いて固体・液体・気体などの振動をトランスデューサによって電気変動に変換した振動信号などが対象となる。また、上記のような記憶媒体に超高周波成分を記録できるフォーマットで記録された振動信号であっても、さらに、超高周波成分を変換・伝送できる装置を用いて固体・液体・気体などの振動をトランスデューサによって電気変動に変換した振動信号であっても、その振動が必要な構造をもたず基幹脳活性化効果を導かない場合は、この振動補完装置の対象となる。
この装置を用いることにより、超高周波成分を記録することができず基幹脳活性化効果を導くことができないデジタルフォーマットの振動信号を記録した、既存の膨大なコンテンツを活用して、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を人間に印加することが可能になる。また、今後もひきつづき生産されることが予想される、超高周波成分を記録できるフォーマットを活用しつつも基幹脳活性化効果を導かない振動信号で構成されたコンテンツを活用して、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を形成し人間に印加することが可能になる。
図６２は第２の実施形態に係る、携帯型プレーヤなどから出力される基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動に基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を加算する振動補完装置の例を示す斜視図である。図６２において、携帯型プレーヤ６２０の信号など、超高周波成分を記録することができず基幹脳活性化効果を導くことができないデジタルフォーマットの信号をオリジナル振動信号とし、それに対して所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含み基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を加算する振動補完装置６２１の例を示す。この振動補完装置６２１は、携帯型プレーヤ６２０内に内装されており、超高周波成分を含み上記性質の条件を満たす自己相関秩序の特徴をもつ振動信号を記録した固形メモリなどの記憶装置を内蔵している。この振動補完装置６２１は、携帯型プレーヤ６２０の固形メモリなどから読み取られた超高周波成分が含まれていない振動信号に対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を記憶装置から読み出して加算した上で、携帯型プレーヤから振動信号を出力する機能をもつ。加算された信号は、ヘッドホン、イヤホン等６２２や身体表面に振動を印加する装置６２２などにより人間６２３に印加される。このとき印加される振動は、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）となっている。上記の振動補完装置６２０は、携帯型プレーヤ内蔵型の例を示したが、外付け型でもよい。
なお、この振動補完装置６２０の対象となるオリジナル振動信号としては、固形メモリなど各種記録媒体に超高周波成分を記録することのできないデジタルフォーマットで記録された音楽などの信号のほか、現行のワンセグなど通信によって伝送・配信される超高周波成分を記録することのできないフォーマットの信号などが対象となる。
この実施例に係る装置を使うことにより、既存の携帯型プレーヤなどに使用される、超高周波成分を記録することができず基幹脳活性化効果を導くことができないデジタルフォーマットの音楽などのコンテンツを活用して、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を人間に印加することが可能になる。
図６３は第２の実施形態に係る、放送受信機器などから出力される基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を加算する振動補完装置の例を示す斜視図である。図６３において、テレビジョン受像機６３０などの放送受信機器の信号など、超高周波成分を含まず基幹脳活性化効果を導くことができないフォーマットで伝送される振動信号をオリジナル振動信号とし、それに対して所定の自己相関秩序をもち基幹脳活性化効果を導くことができる超高周波成分を含む振動信号を加算する振動補完装置の例を示す。この振動補完装置６３１は、テレビジョン受像機６３０などの放送受信機器内に内装されており、超高周波成分を含み上記性質の条件を満たす自己相関秩序の特徴をもつ振動信号を記録した固形メモリなどの記憶装置を内蔵している。この振動補完装置６３１は、受信された超高周波成分が含まれていない振動信号に対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を記憶装置から読み出して加算した上で、振動信号を出力する機能をもつ。加算された信号は、放送受信機器に付属されたスピーカ６３２などによって空気振動に変換される。このとき変換された空気振動は、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）となっている。上記の振動補完装置６３１は、内蔵型の例を示したが、外付け型でもよい。また、記憶された信号を自動的に補完することもできるし、使用者が好みの振動信号を選択して補完することもできる。
なお、この振動補完装置の対象となるオリジナル振動信号としては、現行の地上波デジタル放送、ＢＳデジタル放送、アナログＴＶ放送、ＡＭラジオ放送、ＦＭラジオ放送、インターネットなどの通信、電話回線、無線通信、インカム、インターホンなどによって伝送・配信される超高周波成分を伝送することのできないデジタルフォーマット、アナログフォーマットの信号などが対象となる。
本実施例に係る装置を用いることにより、既存の放送などによって伝送される振動信号を活用して、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を人間に印加することが可能になる。
図１０３は第２の実施形態に係る、電子楽器４４１の演奏によって発生される基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動に対して、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動信号を加算する振動補完装置を含む電子楽器装置４４０の例を示すブロック図であり、図１０４はその外観例を示す斜視図である。現行のデジタルシンセサイザー４４４などの電子楽器４４１は超高周波成分を記録再生できないデジタルフォーマットを用いており、従って、その演奏音の振動には超高周波成分が含まれておらず、基幹脳活性化効果を導くことができない。そこで、図１０３及び図１０４において、振動補完装置は、電子楽器の演奏音の振動信号をオリジナル振動信号とし、それに対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を補完振動源４４２から読み出して加算器４４３によりオリジナル振動信号に加算し、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導く振動の信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を出力する。この振動補完装置は、図１０４において電子楽器４４１内に内装されているが、これに限らず外付けされていてもよいし、電子楽器４４１と独立に存在していてもよい。また、補完振動源４４２は、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を記録した固形メモリなど各種の記憶装置を内蔵していてもよいし、アナログシンセサイザーなどによって合成される、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を通信などによって供給するものであってもよい。
上記ではデジタルシンセサイザー４４４を例にあげたが、これ以外の電子楽器やカラオケシステム等についても、同様にその演奏音の振動信号に、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を補完することができる。あるいはアコースティック楽器の演奏音の振動をマイクロホンなどで電気信号化し、そこに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を補完することもできる。さらに、こうした楽器群の演奏や、歌唱などをコンサートホールなどでいったん信号化して再生するいわゆるＰＡ（拡声）においても同様に、振動補完装置によって、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号の補完を実施できる。
次いで、既存の帯域伸長と組み合わせた振動補完装置に対応する実施例について以下説明する。
近年、超高周波成分が欠落した振動信号に対して超高周波成分を補う１つの手法として、さまざまな帯域伸長法が提案されている。しかし、ある種の人工的に合成した超高周波成分では、基幹脳活性化効果が発現しなかったり、逆に基幹脳活性の低下をもたらしたりする例が報告されていることを考慮すると、帯域伸長法によって人工的に伸長される超高周波成分の構造が、人間にとって有効で安全なものであるかどうか、慎重に検討しなくてはならないという問題がある。
この問題に対して、本実施例では、基幹脳活性化効果を導くことが保証されているハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の振動信号を補完することによって、帯域伸長された振動信号の安全性を高めることはもとより、基幹脳ネットワークの活性化を導き、美的感受性を高めるとともに、身体の状態を改善向上する効果が得られる。
図６４は第２の実施形態に係る、既存技術の帯域伸長手段と、基幹脳活性化効果を導くことができる振動の加算手段とを併用する振動補完装置の例を示すブロック図である。図６４において、超高周波成分を有さず基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対する再生回路６４１及び帯域伸張回路（一般に帯域拡張回路ともいう）６４２と、その信号に対して基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号に対する再生回路６４３と、これらの振動信号を加算する加算器６４４とを備えて構成される。
ここで、超高周波成分を有さず基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して、既存の帯域伸張回路６４２（例えば、特許文献６及び７参照）を用いることにより、人間の可聴周波数上限である２０ｋＨｚ以上の帯域まで伸張するとともに、超高周波成分は発生できるようになったものの、これだけではその振動の構造が基幹脳を活性化できる条件を満たしているかどうかわからないその信号に対して、所定の自己相関秩序をもち基幹脳活性化効果を導くことができる超高周波成分を含む振動信号を加算器６４４により加算することにより、上記性質の条件を満たす成分を補完し、その結果として基幹脳活性化効果を導くことができる出力信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生する装置の例を示す。例えばピアノの楽器音やＣＤ、ＤＶＤ、デジタル放送のような既存のデジタルメディアのように、既存の基幹脳活性化効果を導かない振動信号の多くは、人間の可聴周波数上限である２０ｋＨｚ以上に及ぶ振動成分をほとんど含んでいないものが数多く存在する。特に、オリジナル振動の帯域の上限が２０ｋＨｚをはるかに下回る場合、こうしたオリジナル振動信号に対して超高周波成分のみを加算すると、オリジナル振動と加算する超高周波成分との間に分断が生じ、不自然なパワースペクトルを示すことになる。こうした特徴をもったオリジナル振動信号に対して、既存の帯域伸長回路を併用することにより、可聴域成分のパワースペクトルと超高周波成分のパワースペクトルとの間の帯域の分断や抜け、不自然な屈曲をなくし、よりなめらかに繋がった自然なパワースペクトルを得ることが可能になる。また、帯域伸張によって生成された人間の可聴周波数上限である２０ｋＨｚ以上の超高周波成分と、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号との相乗効果によって、さらに大きな基幹脳活性化効果が期待できる。このようにして所定の自己相関秩序を持つ超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化を導く振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る報酬系及び全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢を含む基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、美的感受性を高めるとともに、身体の状態を改善向上する効果が得られる。
次いで、ハイパスフィルタを組みこんだ振動補完装置の実施例について以下説明する。
図６５は第２の実施形態に係る、オリジナル振動信号に対して基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号の超高周波成分を抽出した信号を加算することにより基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を出力信号として発生する振動補完装置の例を示すブロック図である。図６５において、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号をハイパスフィルタ６４５によってろ波することにより超高周波成分のみを抽出した信号、あるいは可聴域成分を相当程度減衰させた信号を、超高周波成分を有さず基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して加算器６４４により加算することにより、上記性質の条件を満たす成分を補完し、その結果として基幹脳活性化効果を導くことができる出力信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生する。そこに加算する基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号に可聴域成分が含まれていると、例えばオリジナル信号が音楽であった場合、両者が干渉してオリジナル振動を音楽として受容することが困難になる。そこで、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号に含まれる、音としては知覚できない超高周波成分のみを抽出して加算することにより、オリジナル振動の可聴域成分の受容を妨げることなく、基幹脳活性化効果を導くことが可能になる。なお、ハイパスフィルタ６４５は、バンドパスフィルタであってもよい。またオリジナル振動信号に対して、図６４の既存の帯域伸長回路を併用しても良い。
図６６は第２の実施形態に係る、帯域伸張装置、ハイパスフィルタ、ゲート装置及び電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）の回路を併用した基幹脳活性化効果を導くことのできる補完型振動信号発生装置の例を示すブロック図である。図６６では、それぞれ上述した、既存の帯域伸張回路６５３（図６４の６４２に対応する）と、ハイパスフィルタ６６３、比較器６７０により制御されるスイッチ６６４ａ，６６４ｂを備えたゲート装置、電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）６６５の回路を併用することにより、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる信号成分をオリジナル振動のレベルと強く相関したレベルで加算し、その結果として基幹脳活性化効果を導くことができる出力信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生する装置の例を示す。
基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号の記憶装置６５１からその振動信号のデータを再生回路５６２により読み出してＤＡ変換した後、公知の帯域伸張技術を用いて帯域伸張回路６５３により帯域伸張し、比較器６７０、絶対値信号検出器６７１及び加算器６５４に出力する。一方、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号の記憶装置６６１からその振動信号のデータを再生回路６６２により読み出してＤＡ変換した後、ハイパスフィルタ６６３及びスイッチ６６７ａを介して、またスイッチ６６４ａの第１のパスと、減衰器６６６及びスイッチ６６４ｂの第２のパスとを介して、さらに、スイッチ６６７ｂ及び電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）６６５を介して加算器６５４に出力する。ここで、スイッチ６６７ａ，６６７ｂは減衰器６６６を通過させるか否かを切り替えるモードスイッチであり、スイッチ６６４ａ，６６４ｂは各パスの振動信号を通過させるか否かを切り替えるゲート回路である。このゲート回路は、帯域伸張回路６５３からの振動信号の大きさを比較器６７０により電圧源Ｖｔと比較して所定以上のレベルであれば、スイッチ６６４ａ，６６４ｂをオンするように制御する。また、電圧制御型増幅器６６５は、帯域伸張回路６５３からの振動信号の絶対値レベルに従って、スイッチ６６７ｂからの振動信号のレベルを変化させる。
以上のように構成することにより、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して、既存の帯域拡張装置を用いることにより、可聴域成分と超高周波成分との間の帯域の分断や抜けをなくし、よりなめらかに繋がった自然なパワースペクトルを得ることが可能になる。また、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号をハイパスフィルタ６６３によってろ波することにより超高周波成分のみを抽出し、それをオリジナル振動信号に加算することにより、オリジナル振動信号の可聴域成分に影響を及ぼさず、従ってオリジナル振動の可聴域成分の聴取を妨げることなく、基幹脳活性化効果を導くことのできる出力信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生することが可能になる。
ゲート装置は、信号処理系の中のオリジナル振動のレベルがある一定の値をこえたときにゲートのスイッチ６６４ａ，６６４ｂが開いて基幹脳活性化効果を導くことができる振動を加算し、一定の値をこえないときにはゲートのスイッチ６６４ａ，６６４ｂが閉じて加算しないという作用をもつ。この装置を用いることにより、オリジナル振動のレベルがきわめて低い場合や、オリジナル振動がほとんどもしくはまったく存在しない場合に、この条件下では基幹脳活性化効果を導かない超高周波成分のみが高いレベルで存在するといったような不自然な状態が発生することを避けることが可能になる。
電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）６６５は、オリジナル振動信号レベルに対応して加算する基幹脳活性化効果を導くことができる振動の増幅率を変化させ、その増幅率で基幹脳を活性化することのできる振動信号を増幅する機能をもつ。例えば音楽の場合、可聴域成分のレベルが大きいときには超高周波成分のレベルも大きくなるというように、両者のレベルは高い相関をもつことが多い。この装置を用いることにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を、オリジナル振動のレベルに相関させたより自然な状態で加算することが可能になる。なお、図６６において、これらの付加機能装置は、既存の帯域伸張回路６５３と、ハイパスフィルタ６６３、比較器６７０により制御されるスイッチ６６４ａ，６６４ｂを備えたゲート装置、電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）６６５の回路のすべてを併用しても、また、一部のみを単独に、あるいは組み合わせて用いてもよい。例えば、ゲート装置と電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）６６５のいずれか１つのみを使用してもよいし、帯域伸長回路６５３と、ハイパスフィルタ６６３とは必要に応じて用いてもよい。
次いで、複数の振動信号を用いた振動補完装置に関する実施例について以下説明する。
図６７は第２の実施形態に係る、基幹脳活性化効果を導くことができる複数の振動を加算することができる振動補完装置の例を示すブロック図である。図６７において、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して、複数の基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号から１つ以上のものを選択して加算することができる振動補完装置の例を示す。
振動信号記憶装置６６１−１〜６６１−４にはそれぞれ、熱帯雨林自然環境音、水音、楽器音、合成音の各補完振動信号のデータを記憶しておき、各再生回路６６２−１〜６６２−４により読み出して再生する。スイッチ６８１〜６８４，６８５〜６８８は各振動信号を電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）６６５を通過させるか否か、補完音源として用いるか否かを選択的に切り替えるために設けられる。フィルタ６９３，６９４は例えばハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタなどである。また、制御信号発生回路６７２は絶対値検出器６７１などの回路であって、電圧制御型増幅器６６５の動作を制御する。コントローラ６８０はメモリ６８０ｍ内に格納されているパラメータ設定及び操作プログラムについての設定テーブルに基づいてスイッチ６８１〜６８４，６８５〜６８８、フィルタ６９３，６９４の通過帯域、制御信号発生回路６７２の各動作を制御する。当該設定テーブルには、オリジナル振動信号及び／又は補完振動信号の種類に応じてこれらを制御する設定が記録されている。ここで、補完振動信号の種類についてはあらかじめ設定し、若しくは手動で随時入力してもよい。
以上のように構成された補完信号発生装置を含む振動発生装置において、基幹脳活性化効果を導くことができる複数の補完振動信号から、コントローラ６８０を用いて、適切な振動をどれか１つ選択することもできるし、複数を加算することもできる。その際、コントローラ６８０は、メモリ６８０ｍ内のパラメータ設定及び操作プログラムの設定テーブルに従って補完振動信号の選択、加算を制御する。例えば、熱帯雨林などの自然環境で収録した自己相関秩序を有する振動を背景振動として選択し、常時加算してもよい。また、補完を受けるオリジナル振動信号が楽曲の場合、その楽曲で使用されている楽器と同種の楽器を用いて収録した自己相関秩序を有する振動の信号を補完振動信号として選択したり、使用されている複数の楽器それぞれを用いて収録した自己相関秩序を有する複数の振動を加算して用いたりしてもよい。さらに、選択した基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号をハイパスフィルタ６９３，６９４によりろ波することにより、超高周波成分だけを抽出して加算することもできる。また、加算する基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号レベルは、電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）６６５を用いて、オリジナル振動信号のレベルに相関するように増幅してもよい。さらに、コントローラ６８０を介することにより、オリジナル振動のレベル変動幅に対して、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号の増幅率のゲインを調整するように構成してもよい。
現存する膨大な量の、基幹脳活性化効果を導くことができないオリジナル振動信号に比べて、補完振動信号として有資格のハイパーソニック・サウンド信号の数量及び時間長は圧倒的に少ないため、少量の補完振動信号を繰り返し使用することになる。これに対し、熱帯雨林環境音など自然性の高い実際の振動においては、全く同じ振動が繰り返すということはない。この点で、補完によって生じる振動と自然性の高い実際の振動とは異なる特徴をもつという問題が生じる。
これに対して、補完振動信号を複数同時に用いることによって、ひとつひとつは限られた時間長の補完振動信号であっても、飛躍的に長時間にわたって、繰り返しを生じない振動信号を発生することが可能になる。例えばどう組み合わせても表現及び機能上の破綻を生じないように造られた互いに独立する複数の振動の流れからなる補完振動信号群を構成する。この際、それぞれの振動信号の時間長が例えば秒単位で互いに素数関係になるように記録したうえで、互いのズレが１／１０秒以下に制限された精度の下でこれらを反覆同期再生するのである。仮にその１つ目を３１８１秒、二つめを３６６７秒とすると、これらを冒頭から同時スタートさせたのち同じ組み合わせが再回帰してくるまでに１１１６万４７２７秒すなわち１３５日かかる。
なお、オリジナル振動信号と、複数の基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号は、外部振動源から有線あるいは無線を通じて入力される信号であってもよく、又はハードディスクや固形メモリなどの記憶装置に記録された信号でもよい。また、この振動補完装置を用いることにより、オリジナル振動信号の種類に応じて、最も効果的に基幹脳活性化効果を導くことのできる自己相関秩序構造をもった振動（ハイパーソニック・サウンド）を合成することが可能になる。
次に、第２の実施形態に係る振動発生装置並びに方法として、人間の可聴域上限をこえる超高周波成分を有するものの、自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のいずれも満たさないため基幹脳活性化効果を導かない振動信号に対して、基幹脳活性化効果を導くことができるレファレンス振動のもつ自己相関秩序の性質に基づく加工処理を施すことによって、所定の自己相関秩序を有する振動信号を生成し、その超高周波成分を、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に対して加算し補完することによって、基幹脳活性化効果を導く振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生する振動信号発生装置並びに方法について説明する。
図６８は、基幹脳活性化効果を導くことができるレファレンス振動のもつ自己相関秩序の特徴を、自己相関係数を用いて解析し、その結果に基づいて、人間の可聴域上限をこえる超高周波成分を有するものの自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のいずれも満たさないため基幹脳活性化効果を導かない振動（例えば、ホワイトノイズ）の信号に対して加工処理を施すことによって、所定の自己相関秩序を有する振動信号を生成し、その超高周波成分を、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に加算し補完することによって基幹脳活性化効果を導く振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生する振動信号発生装置のブロック図を示す。このようにして所定の自己相関秩序を持つ超高周波成分を含む振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る報酬系と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、美的感受性を高めるとともに、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
図６８の装置の動作について以下説明する。
図６８において、ある一定の時間長をもったレファレンス振動信号が自己相関係数演算器に入力され、例えばユール・ウォーカー法を用いて、レファレンス振動信号に適合する自己相関モデルの自己相関係数マトリクスが計算される。自己相関係数演算器６７６の具体的計算手順は下記の通りである。
（１）レファレンス振動信号（基準振動信号）はまずＡＤ変換器６７４に入力され、標本化周波数２ｆＮ（ｆＮはナイキスト周波数であり、元信号の最高周波数である）でサンプリングされる。このとき、ｆＮは、可聴周波数上限である２０ｋＨｚを十分にこえている必要がある（例えばｆＮ＝９６ｋＨｚなど）。レファレンス振動信号がデジタル信号である場合は、ＡＤ変換器６７４はなくてもよい。
（２）ＡＤ変換器６７４から出力された全長Ｔ秒の信号は、次に自己相関係数演算器６７６に入力され、長さＴＥ秒のｎ個の単位解析区間に分割される（例えばＴ＝６０秒、ＴＥ＝０．１秒、ｎ＝６００）。
（３）ある任意の区間の時系列データをｘ（ｔ）（ｔ＝１，２，…，２ｆＮ×ＴＥ）とし、過去ｍ点の値を用いて現在の値を表すｍ次元の自己相関モデルをあてはめる。すなわち、ａ１，ａ２，…，ａｍを次元数ｍ（例えばｍ＝１０）の自己相関モデルにおける自己相関係数とし、それに印加されるε（ｔ）をランダムノイズとした場合、時系列データｘ（ｔ）は次式で表わされる。
［数１］
ｘ（ｔ）
＝ａ１ｘ（ｔ−１）＋ａ２ｘ（ｔ−２）＋…＋ａｍｘ（ｔ−ｍ）＋ε（ｔ）
ｘ（ｔ）
＝ａ１ｘ（ｔ−１）＋ａ２ｘ（ｔ−２）＋…＋ａｍｘ（ｔ−ｍ）＋ε（ｔ）
このとき、時系列データｘ（ｔ）の自己相関関数をＣｋ（ｋ＝１，２，…，ｍ）（ただし、ｋはラグ時間とする）とすると、次式の連立方程式（以下、ユール・ウォーカー方程式という。）が成り立つ。
ここで、Ｐｍは、自己相関係数から求められる予測値
［数２］
ｘｐ（ｔ）
＝ａ１ｘ（ｔ−１）＋ａ２ｘ（ｔ−２）＋…＋ａｍｘ（ｔ−ｍ）
と実測値ｘ（ｔ）の差の分散であり、一般に予測誤差の分散と呼ばれる。
［数２］
ｘｐ（ｔ）
＝ａ１ｘ（ｔ−１）＋ａ２ｘ（ｔ−２）＋…＋ａｍｘ（ｔ−ｍ）
と実測値ｘ（ｔ）の差の分散であり、一般に予測誤差の分散と呼ばれる。
（４）ユール・ウォーカー方程式はｍ＋１個の連立方程式であるので、未知数がｍ＋１個であれば解くことができる。ユール・ウォーカー法では、自己相関関数Ｃｋを既知とし、ａ１，ａ２，…，ａｍ，Ｐ（ｍ）からなるｍ＋１個の係数を未知数とする。レビンソン(Ｌｅｖｉｎｓｏｎ）アルゴリズムを用いて、ｍ＝１から始め、ｍを順次１だけインクリメントして、自己相関係数を計算する（例えば、非特許文献７参照）。
（５）分割した単位解析区間ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）において、上記の方法で計算した自己相関係数をａｉ１，ａｉ２，…，ａｉｍとする。ｎ個の単位解析区間すべてにおいて自己相関係数を計算し、次式の自己相関係数マトリクスＡを作成する。
ここで、マトリクスＡにおいて、ｉ行目は区間ｉの自己相関係数ａｉ１，ａｉ２，…，ａｉｍを要素とする行ベクトルである。マトリクスＡの行数は区間の数（ｎ行）、列数は自己相関係数の次元数（ｍ列）となる。
なお、上記の計算手順ではユール・ウォーカー法を用いた自己相関係数の計算例を示したが、バーグ法など他の方法を用いてもよい。バーグ法の場合は、上記（４）において未知数を、ａ１，ａ２，…，ａｍ，Ｐ（ｍ），Ｃ（ｍ）からなるｍ＋２個の係数とする。その場合、ｍ＋１個の連立方程式だけでは導くことができないため、新たな判断基準として、「自己相関係数を時系列データに対して順方向に畳み込んで過去から未来を予測する場合と、自己相関係数の順序をひっくり返して、時系列データを逆まわしにして畳み込んで未来から過去を予測する場合の、両者の予測誤差の分散Ｐ（ｍ）の和が最小になる」という条件を加える。
なお、時系列データｘ（ｔ）の片側パワースペクトルＱ（ｆ）は、Δｔ＝１／（２ｆＮ）、ｊを虚数単位とすると、次式で表すことができ、これから情報エントロピー密度も求めることができる（詳細後述する「計算式の補足説明」参照。）。
次いで、アクティブプロセッシング回路６７５の具体的な処理について以下説明する。ここで、アクティブプロセッシング回路６７５は畳み込み演算器６７５ａと、自己相関係数コントローラ６７５ｂとを備えて構成される。
自己相関係数演算器６７６から出力された自己相関係数マトリクスは、超高周波成分を有するものの自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のいずれも満たさないため基幹脳活性化効果を導かない振動（例えばホワイトノイズ）の信号とともに、アクティブプロセッシング回路６７５に入力される。アクティブプロセッシングシング回路６７５では、基幹脳活性化効果を導かない振動信号と、自己相関係数マトリクスＡの行ベクトルである自己相関係数との間で畳み込み演算が行われ、上記自己相関秩序に関する性質をもつ振動信号が生成される。
アクティブプロセッシング回路６７５内の畳み込み演算器における具体的な計算手順は以下のとおりである。
（１）基幹脳活性化効果を導かない振動（例えばホワイトノイズ）の信号は、まずＡＤ変換器６７３（回路６７５の外部回路である）に入力され、レファレンス信号と同じ標本化周波数２ｆＮ（ｆＮはナイキスト周波数であり、元信号の最大周波数である）でサンプリングされる。レファレンス振動信号がデジタル信号である場合、ＡＤ変換器６７５はなくてもよいが、標本化周波数が２ｆＮと異なる場合には、標本化周波数２ｆＮで再標本化をおこなう。
（２）ＡＤ変換器６７３から出力された基幹脳活性化効果を導かない振動信号は、次にアクティブプロセッシング回路６７５に入力される。信号の時系列データを、長さＴＥ秒間の単位区間に分割し、ｉ番目の区間の時系列データを
［数３］
ｙｉ（ｔ）（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｔ＝１，２，…，２ｆＮ×ＴＥ）
とする。
（３）自己相関係数演算器６７６から、次項に述べる自己相関係数コントローラ６７５ｂを経由して、畳み込み演算器６７５ａに自己相関係数が入力される。入力される自己相関係数ａｉ１，ａｉ２，…，ａｉｍと、入力信号ｙｉ（ｔ）との間で次式の畳み込み演算が行われる。
［数４］
ｚｉ（ｔ）
＝ａｉ１ｙｉ（ｔ−１）＋ａｉ２ｙｉ（ｔ−２）＋…＋ａｉｍｙｉ（ｔ−ｍ）
ここで、ｚｉ（ｔ）は畳み込み演算によって得られる出力信号であり、上述の自己相関秩序に関する性質をもち、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号となっている。
（２）ＡＤ変換器６７３から出力された基幹脳活性化効果を導かない振動信号は、次にアクティブプロセッシング回路６７５に入力される。信号の時系列データを、長さＴＥ秒間の単位区間に分割し、ｉ番目の区間の時系列データを
［数３］
ｙｉ（ｔ）（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｔ＝１，２，…，２ｆＮ×ＴＥ）
とする。
（３）自己相関係数演算器６７６から、次項に述べる自己相関係数コントローラ６７５ｂを経由して、畳み込み演算器６７５ａに自己相関係数が入力される。入力される自己相関係数ａｉ１，ａｉ２，…，ａｉｍと、入力信号ｙｉ（ｔ）との間で次式の畳み込み演算が行われる。
［数４］
ｚｉ（ｔ）
＝ａｉ１ｙｉ（ｔ−１）＋ａｉ２ｙｉ（ｔ−２）＋…＋ａｉｍｙｉ（ｔ−ｍ）
ここで、ｚｉ（ｔ）は畳み込み演算によって得られる出力信号であり、上述の自己相関秩序に関する性質をもち、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号となっている。
レファレンス振動信号の時間長よりも、基幹脳活性化効果を導かない振動信号の時間長の方が長い場合、畳み込み演算を行うための自己相関係数ベクトルの数が不足する。そこで、自己相関係数コントローラ６７５ｂでは、基幹脳活性化効果を導かない振動信号の時間長がどれだけ長くても畳み込み演算が続けられるように、自己相関係数を、反復あるいは生成しながら送り出し続ける機能をもつ。この機能によって、レファレンス振動信号の時間長が短い場合でも、任意の時間長で、上記自己相関秩序に関す性質をもつ振動信号を生成することが可能になる。具体的には、下記の手順で行われる。
（１）自己相関係数演算器６７６で計算された自己相関係数マトリクスＡが、自己相関係数コントローラ６７５ｂに入力される。自己相関係数コントローラ６７５ｂでは、自己相関係数マトリクスＡの１行目から順に、自己相関係数を畳み込み演算器に入力する。
（２）自己相関係数マトリクスＡの最終行（ｎ行目）の自己相関係数を入力した時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号の入力が継続している場合、次のいずれかの操作を行う。
（２−１）単純反復：自己相関係数マトリクスＡの１行目にもどり、もう一度、１行目の自己相関係数から順に畳み込み演算器６７５ａに入力する。自己相関係数マトリクスＡの最終行（ｎ行目）になった時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号の入力が継続している場合、もう一度、同じ動作を行う。このようにして、基幹脳活性化効果を導かない振動信号が終わるまで反復を続ける。
（２−２）ランダムな順序で行を置換したマトリクス：マトリクスＡの１行〜ｎ行の各行をランダムな順序で置換したマトリクスＢを生成する。生成されたマトリクスＢの１行目の自己相関係数から順に畳み込み演算器に入力する。自己相関係数マトリクスＢの最終行（ｎ行目）になった時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号が継続している場合、もう一度、マトリクスＡの１行〜ｎ行の各行をランダムな順序で置換し、別のマトリクスＢ’を生成する。生成されたマトリクスＢ’の１行目の自己相関係数から順に畳み込み演算器６７５ａに入力する。このようにして、基幹脳活性化効果を導かない振動信号の入力が終わるまで同様の操作を続ける。なお、上記の手順例では、行をランダムな順序で置換する例を示したが、例えば行を逆順に置換したり、奇数行を前半に、偶数行を後半に置換するなど、なんらかの規則に従って置換してもよい。
（２−３）列を反転させた折り返し自己相関係数マトリクス：自己相関係数マトリクスＡのすべての行ベクトルについて、ｍ次の自己相関係数ａｉ１，ａｉ２，…，ａｉｍを、逆の順序、すなわちａｉｍ，ａｉｍ−１，…，ａｉ１に並べ替えることにより、列の順序を反転させた折り返し、次式の自己相関係数マトリクスＲｅｖＡを作成する。
［数５］
ＲｅｖＡ（ｉ，ｋ）＝Ａ（ｉ，ｍ−ｋ＋１），
（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｋ＝１，２，…，ｍ）
（２−１）単純反復：自己相関係数マトリクスＡの１行目にもどり、もう一度、１行目の自己相関係数から順に畳み込み演算器６７５ａに入力する。自己相関係数マトリクスＡの最終行（ｎ行目）になった時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号の入力が継続している場合、もう一度、同じ動作を行う。このようにして、基幹脳活性化効果を導かない振動信号が終わるまで反復を続ける。
（２−２）ランダムな順序で行を置換したマトリクス：マトリクスＡの１行〜ｎ行の各行をランダムな順序で置換したマトリクスＢを生成する。生成されたマトリクスＢの１行目の自己相関係数から順に畳み込み演算器に入力する。自己相関係数マトリクスＢの最終行（ｎ行目）になった時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号が継続している場合、もう一度、マトリクスＡの１行〜ｎ行の各行をランダムな順序で置換し、別のマトリクスＢ’を生成する。生成されたマトリクスＢ’の１行目の自己相関係数から順に畳み込み演算器６７５ａに入力する。このようにして、基幹脳活性化効果を導かない振動信号の入力が終わるまで同様の操作を続ける。なお、上記の手順例では、行をランダムな順序で置換する例を示したが、例えば行を逆順に置換したり、奇数行を前半に、偶数行を後半に置換するなど、なんらかの規則に従って置換してもよい。
（２−３）列を反転させた折り返し自己相関係数マトリクス：自己相関係数マトリクスＡのすべての行ベクトルについて、ｍ次の自己相関係数ａｉ１，ａｉ２，…，ａｉｍを、逆の順序、すなわちａｉｍ，ａｉｍ−１，…，ａｉ１に並べ替えることにより、列の順序を反転させた折り返し、次式の自己相関係数マトリクスＲｅｖＡを作成する。
［数５］
ＲｅｖＡ（ｉ，ｋ）＝Ａ（ｉ，ｍ−ｋ＋１），
（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｋ＝１，２，…，ｍ）
生成されたマトリクスＲｅｖＡの１行目から順に、畳み込み演算器６７５ｂに入力する。自己相関係数マトリクスＲｅｖＡの最終行（ｎ行目）になった時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号が継続している場合、上記と同様に、元の自己相関係数マトリクスＡと折り返し自己相関係数マトリクスＲｅｖＡから自己相関係数を入力する。このようにして、基幹脳活性化効果を導かない振動信号が終わるまで同じ動作を続ける。
なお、上記のように列を反転させた上に、行を置換したマトリクスを生成してもよい。
また、（２−１）〜（２−３）の操作を組み合わせて行ってもよい。
また、（２−１）〜（２−３）の操作を組み合わせて行ってもよい。
上記の手順例では、単一のレファレンス振動信号が入力される例を示したが、複数のレファレンス振動信号が入力されることによって生成される複数の自己相関係数マトリクスを任意の順序で並べたものから自己相関係数を入力してもよい。
この装置によって生成された、上記自己相関秩序に関する性質をもち基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に加算することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を発生することが可能になる。なお、この装置の出力信号をオリジナル振動に加算する場合には、上述したように、図６６におけるハイパスフィルタ６６３、比較器６７０及びスイッチ６６４ａ，６６４ｂを備えたゲート回路、電圧制御型増幅器６６５などのうち１つ乃至複数の回路を併用してもよい。
以上説明したように、この装置を用いることにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる自己相関秩序の特徴をもちながら、天然には存在しないさまざまな種類の構造をもった信号を、自由な時間長で発生させることが可能になる。
図６９は図６８の振動信号発生装置の変形例を示すブロック図である。図６９において、自己相関秩序に関する第１の性質又は第２の性質を増強又は付与し、その出力信号をオリジナル振動信号に加算することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する装置の例を示す。ここで、超高周波成分を含まないため基幹脳活性化効果を導くことのできないオリジナル振動信号が帯域伸張回路６５３に入力され、既存の帯域伸長手段を用いて帯域伸長され、その出力信号がアクティブプロセッシング回路６７５に入力される一方、図６８と同様の方法で生成された自己相関係数セットがアクティブプロセッシング回路６７５に入力され、両者の間で高速畳み込み演算が行われ、その演算結果が信号として出力される。出力された信号は、レファレンス振動と同様の自己相関秩序の性質をもち、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号となっている。出力された信号は、ハイパスフィルタ６７８によって可聴帯域が除外されたのち、超高周波成分を含まないため基幹脳活性化効果を導くことのできないオリジナル振動信号と加算器６７９で加算され、加算結果の信号が出力され、再生回路６７７によりＤＡ変換されて出力される。出力された振動は、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）となっている。上記加算の際には、ディレイ回路を用いることによって加算される２つの振動信号のタイミングを調節し、帯域伸長や畳み込み演算に要する時間の遅れを調整するなどしてもよい。
この装置を用いることにより、従来のＣＤ、ＭＤ、メモリやハードディスクやネットワーク伝送などによるメディアプレーヤや携帯電話、ＤＶＤビデオ、ＤＶＤオーディオ、ブルーレイディスクやＰＣ用データファイルなどの記憶媒体に超高周波成分を記録することのできないデジタルフォーマットで記録された振動信号や、現行の地上波デジタル放送、ＢＳデジタル放送、インターネットなどの通信や電話回線などによって伝送・配信される超高周波成分を記録することのできないデジタルフォーマットの信号など、基幹脳活性化効果を導くことのできない振動信号から、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することが可能になる。また、上記のような記憶媒体に超高周波成分を記録できるフォーマットで記録された振動信号であっても、さらに、超高周波成分を変換・伝送できる装置を用いて固体・液体・気体などの振動をトランスデューサによって電気変動に変換した振動信号であっても、その振動が基幹脳活性化効果を導かない場合は、この装置によってその振動信号から基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することが可能になる。このようにして所定の自己相関秩序を持つ超高周波成分を含む振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る報酬系と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分布系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を高めるとともに、身体の状態を改善向上する効果が得られる。
図７０は第２の実施形態に係る、高速標本化１ビット量子化方式が有する１ビット量子化ノイズを加工することにより基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する装置の例を示すブロック図である。図７０は図６８の装置の変形例であって、現行のＳＡＣＤ（スーパーオーディオＣＤ）やハードディスク、固形メモリなどに記録された高速標本化１ビット量子化方式によってデジタル化された振動信号が有する１ビット量子化ノイズに対して、自己相関秩序に関する第１の性質又は第２の性質を付与し、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生する。
図７０において、ＳＡＣＤ６９５をＳＡＣＤプレーヤ６９６のドライブに挿入してその出力信号を例えばカットオフ周波数２０ｋＨｚのローパスフィルタ６９７を介して加算器６７９に出力するとともに、例えばカットオフ周波数３０ｋＨｚのハイパスフィルタ６９８、アクティブプロセッシング回路６７５及び例えばカットオフ周波数２０ｋＨｚのハイパスフィルタ６９９を介して加算器６７９に出力する。加算器６７９は入力される２つのデジタル信号を加算し、加算結果のデジタル信号を再生回路６７７に出力する。そして、再生回路６７７は入力されるデジタル信号をＤＡ変換して出力する。なお、アクティブプロセッシング回路６７５には、図６８及び図６９の装置と同様に、レファレンス振動信号を処理するＡＤ変換器６７４及び自己相関係数演算器６７６が接続される。
高速標本化１ビット量子化方式を用いて記録したデジタル信号を再生した場合には、原理的に１ビット量子化ノイズが、標本化周波数及びΔΣ演算次数に依存する特定周波数を中心に、一定の拡がりをもって付随する。その周波数領域は、２．８Ｍｂｐｓの標本化周波数を採用している現行のＳＡＣＤコンテンツなどでは、５０ｋＨｚ近辺に顕著に発生しており、しかも適切な自己相関秩序を有さないため、基幹脳活性化効果を導かない。そこで、現在はこのノイズを除去するために、ＳＡＣＤプレーヤ内部にローパスフィルタを搭載して約５０ｋＨｚ以上の高周波成分を除去している。
本実施例では、この１ビット量子化ノイズを超高周波信号材料として活用する。ＳＡＣＤ６９５に記録されたデジタル信号をアナログ変換したものから、前段落記載のローバスフィルタを介さずハイパスフィルタ６９８によって抽出した１ビット量子化ノイズをアクティブプロセシング回路６７５に入力するとともに、レファレンス振動信号から求めた自己相関係数セットをアクティブプロセシング回路６７５に入力して、両者の間で高速畳み込み演算を行い、その演算結果の信号を出力する。この信号を基幹脳活性化効果を導かないＳＡＣＤコンテンツの再生信号あるいはそれをローパスフィルタ６９７によってろ波した可聴域成分に対して加算することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生することが可能になる。この装置を用いることにより、従来のＳＡＣＤコンテンツをはじめとする高速標本化１ビット量子化方式で記録されたコンテンツを再生したときに、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を再生できる。このようにして所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る報酬系と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、美的感受性を高めるとともに、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。なお、上記加算の際には、ディレイ回路を用いることによって加算される２つの振動信号のタイミングを調節し、畳み込み演算に要する時間の遅れを調整するなどしてもよい。図中ではＳＡＣＤ６９５からの再生信号を対象として記載しているが、これはハードディスク、固形メモリなどのメディア再生信号、ネットワーク伝送・配信された信号などであってもよい。
図７１は、基幹脳活性化効果を導くことができるレファレンス振動のもつ自己相関秩序の特徴を、伝達関数を用いて解析し、その結果に基づいて、人間の可聴域上限をこえる超高周波成分を有するものの自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のいずれも満たさないため基幹脳活性化効果を導かない振動（例えば、ホワイトノイズ）の信号に対して加工処理を施すことによって、所定の自己相関秩序を有する振動信号を生成し、その超高周波成分を、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に加算し補完することによって基幹脳活性化効果を導く振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生する振動信号発生装置のブロック図を示す。伝達関数を用いることによって、周波数領域での加工処理を施すことが可能になり、レファレンス振動の変化に合わせて自動的にイコライジングを行う機能をもつことが可能になる。このようにして所定の自己相関秩序を持つ超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る報酬系と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、美的感受性を高めるとともに、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
図７１の装置の動作について以下に説明する。
図７１において、ある一定の時間長をもったレファレンス振動信号からまず伝達関数が計算される。その具体的計算手順は下記の通りである。
（１）レファレンス振動信号（基準振動信号）はまずＡＤ変換器６７４に入力され、標本化周波数２ｆＮ（ｆＮはナイキスト周波数である）、量子化ビット数１２ビット以上でサンプリングされる。このとき、ｆＮは、可聴周波数範囲上限である２０ｋＨｚを十分にこえている必要がある（例えばｆＮ＝９６ｋＨｚなど）。レファレンス振動信号がデジタル信号である場合は、ＡＤ変換器６７４はなくてもよい。
（２）ＡＤ変換器６７４から出力された全長Ｔ秒の信号は、次に伝達関数演算器６７６ａに入力され、長さＴＥ秒のｎ個の単位解析区間に分割される（例えばＴ＝６０秒、ＴＥ＝０．１秒、ｎ＝６００）。
（３）分割した単位解析区間毎に、ホワイトノイズを入力した時にレファレンス信号を出力するようなシステムを仮定し、その伝達関数をＨ（ｊω）（ｊは虚数単位、ωは角周波数であり、ω＝２πｆ、ただしｆは周波数）とする。ホワイトノイズの時系列データをラプラス変換し周波数領域で表現した関数をＷ（ｊω）、レファレンス信号の時系列データをラプラス変換し周波数領域で表現した関数をＸ（ｊω）とすると、次式の簡単な乗算で表すことができる。
［数６］
Ｘ（ｊω）＝Ｈ（ｊω）・Ｗ（ｊω）
［数６］
Ｘ（ｊω）＝Ｈ（ｊω）・Ｗ（ｊω）
（４）伝達関数Ｈ（ｊω）は、係数｛ａ１，ａ２，…，ａｍ｝，｛ｂ１，ｂ２，…，ｂｌ｝を用いて、次式で表される。
（５）分割した単位解析区間ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）において、ｎ個の単位解析区間すべてにおいて伝達関数を計算し、伝達関数マトリクスＡを作成する。伝達関数マトリクスＡにおいて、ｉ行目は区間ｉの伝達関数の係数｛ａｉ１，ａｉ２，…，ａｉｍ，ｂｉ１，ｂｉ２，…，ｂｉｌ｝から成る行ベクトルである。マトリクスＡの行数は区間の数（ｎ行）、マトリクスＡの列数は伝達関数の係数の次数の和（（ｍ＋ｌ）列）となる。
一方、基幹脳活性化効果を導かない振動（例えばホワイトノイズ）の信号は、まずＡＤ変換器６７３に入力され、レファレンス信号と同じ標本化周波数２ｆＮ（ｆＮはナイキスト周波数である）でサンプリングされる。レファレンス振動信号がデジタル信号である場合、ＡＤ変換器６７３はなくてもよいが、標本化周波数が２ｆＮと異なる場合には、標本化周波数２ｆＮで再標本化をおこなう。ＡＤ変換器から出力された基幹脳活性化効果を導かない振動信号は、次に周波数変換器６７３ａに入力され、時間領域から周波数領域にＦＦＴ変換された信号Ｙ（ｊω）が生成される。
伝達関数演算器６７３ａから出力された伝達関数マトリクスＡと、周波数領域に変換された基幹脳活性化効果を導かない振動信号Ｙ（ｊω）とは、ともにアクティブプロセッシング回路６７５Ａに入力される。
アクティブプロセッシング回路６７５Ａは、乗算器６７５ｃと伝達関数コントローラ６７５ｄとを備えて構成される。伝達関数コントローラ６７５ｄの働きは次項に詳述する。伝達関数演算器６７６ａから、伝達関数コントローラ６７５ｄを経由して、乗算器６７５ｃに伝達関数Ｈ（ｊω）が入力される。入力される伝達関数Ｈ（ｊω）と、周波数領域に変換された基幹脳活性化効果を導かない振動信号Ｙ（ｊω）との間で乗算が行われ、次式の信号Ｚ（ｊω）が生成される。
［数７］
Ｚ（ｊω）＝Ｈ（ｊω）・Ｙ（ｊω）
［数７］
Ｚ（ｊω）＝Ｈ（ｊω）・Ｙ（ｊω）
続いて信号Ｚ（ｊω）は時系列信号に変換されて、自己相関秩序に関する性質をもつ信号が生成される。
レファレンス振動信号の時間長よりも、基幹脳活性化効果を導かない振動信号の時間長の方が長い場合、乗算を行うための伝達関数の数が不足する。そこで、伝達関数コントローラ６７５ｄでは、基幹脳活性化効果を導かない振動信号の時間長がどれだけ長くても乗算が続けられるように、伝達関数を、反復あるいは生成しながら送り出し続ける機能をもつ。この機能によって、レファレンス振動信号の時間長が短い場合でも、任意の時間長で、上記自己相関秩序に関す性質をもつ振動信号を生成することが可能になる。具体的には、下記の手順で行われる。
（１）伝達関数演算器６７６ａで計算された伝達関数マトリクスＡが、伝達関数コントローラ６７５ｄに入力される。伝達関数コントローラ６７５ｄでは、伝達関数マトリクスＡの１行目から順に、伝達関数の係数を読み出し、当該伝達関数を乗算器６７５ｃに入力する。
（２）伝達関数マトリクスＡの最終行（ｎ行目）の伝達関数の係数を読み出した時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号の入力が継続している場合、次のいずれかの操作を行う。
（２−１）単純反復：伝達関数コントローラ６７５ｄは、伝達関数マトリクスＡの１行目にもどり、もう一度、１行目の伝達関数の係数を読み出し、伝達関数を順に乗算器６７５ｃに入力する。伝達関数マトリクスＡの最終行（ｎ行目）になった時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号の入力が継続している場合、もう一度、同じ動作を行う。このようにして、基幹脳活性化効果を導かない振動信号が終わるまで反復を続ける。
（２−２）ランダムな順序で行を置換したマトリクス：伝達関数コントローラ６７５ｄは、マトリクスＡの１行〜ｎ行の各行をランダムな順序で置換したマトリクスＢを生成する。生成されたマトリクスＢの１行目から伝達関数の係数を読み出し、伝達関数を順に乗算器６７５ｃに入力する。伝達関数マトリクスＢの最終行（ｎ行目）になった時点で、まだ基幹脳活性化効果を導かない振動信号が継続している場合、もう一度、マトリクスＡの１行〜ｎ行の各行をランダムな順序で置換し、別のマトリクスＢ’を生成する。生成されたマトリクスＢ’の１行目から順に伝達関数の係数を読み出し、伝達関数を乗算器６７５ｃに入力する。このようにして、基幹脳活性化効果を導かない振動信号の入力が終わるまで同様の操作を続ける。なお、上記の手順例では、行をランダムな順序で置換する例を示したが、例えば行を逆順に置換したり、奇数行を前半に置換し偶数行を後半に置換するなど、なんらかの規則に従って置換してもよい。
上記の手順例では、単一のレファレンス振動信号が入力される例を示したが、複数のレファレンス振動信号が入力されることによって生成される複数の伝達関数マトリクスを任意の順序で並べたものから、伝達関数の係数を読み出してもよい。
この装置によって生成された、上記自己相関秩序に関する性質をもち基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に加算することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を発生することが可能になる。なお、この装置の出力信号をオリジナル振動に加算する場合には、図６６におけるハイパスフィルタ６６３、比較器６７０及びスイッチ６６４ａ，６６４ｂを備えたゲート回路、電圧制御型増幅器６６５などのうち１つ乃至複数の回路を併用してもよい。
以上説明したように、基幹脳活性化効果を導くことのできる自己相関秩序の特徴をもちながら、天然には存在しないさまざまな種類の構造をもった信号を、自由な時間長で発生させることが可能になる。
次いで、弾性振動体を用いて有効振動成分の振動増強・付与と不要振動成分の減衰・除去を行う振動発生装置に対応する実施例について以下説明する。
図７２は第２の実施形態に係る、弾性振動体を用いた基幹脳活性化効果を導くことのできる振動発生装置（ムービングマグネット型変動検出素子を用いた装置例）を示すブロック図である。図７２において、人間の可聴域上限をこえる超高周波成分を有し、自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質の少なくともいずれかを有する振動、もしくは超高周波成分それ自体を有さない振動や超高周波成分を有していても自己相関秩序に関する第１及び第２の性質のいずれも有さない振動を金属などの弾性振動体に印加して、その弾性振動体が持つ弾力、固有振動、応力歪みなどの物理特性を活用することによってその振動のもつ上記超高周波成分を増強するとともに自己相関秩序に関わる所定の性質を増強し、あるいはその振動のもたない上記高周波成分を付与するとともに自己相関秩序に関わる所定の性質を付与することができる。またそれだけでなく、その振動のうち上記性質を持たない振動を減衰又は除去することができる。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつがゆえに基幹脳活性化効果を導く振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
図７２において、基幹脳活性化効果を導くことができる振動あるいはそれを満たさない振動の電気信号をアクチュエータ７０１によって弾性振動に変換してこれを弾性振動体７０２の一端に印加し、弾性振動体７０２の他端に伝播した振動をムービングマグネット型変動検出素子７０３によって電気信号に再変換する。この弾性振動体７０２上の伝播過程において、人間の可聴域上限をこえる超高周波成分と、自己相関秩序に関する第１の性質あるいは第２の性質は、上記弾性振動体７０２の持つ弾力、固有振動、応力歪みなどの物理的な振動特性及び周囲の振動伝達性媒質７０６の振動特性によって、あるいはそれらの相互作用によって、増強又は付与される。また、電気信号上では振動信号として存在しうるが弾性振動では存在が困難か、あるいは、ありえない構造をもつ振動（例えば矩形波など）は、弾性振動体を伝播するうちに減衰し、又は基幹脳活性化効果を導くことのできる振動に転換する。
アクチュエータ７０１の種類は、入力される電流に応じて発生する電磁力によってコイルを駆動するダイナミックコイル型、入力される電圧に応じて変形する圧電素子型、入力される電流に応じて発生する磁界によって大きさが変化する超磁歪素子型などを用いることが可能である。また、弾性振動体７０２の材料には、各種の金属、合金、樹脂、セラミックス、ガラス、岩石、木材、竹、象牙、鼈甲、動物の骨、珊瑚など生物からの分泌物、肉の塊、動植物の体などを用いることが可能である。弾性振動体７０２の周囲は振動伝達性媒質（オイル、水溶液、有機溶媒など）７０６で満たされている。また弾性振動性媒質７０６を満たす振動伝達性媒質充填容器７００の形状は、直方体、卵型などの対称性の高い形状あるいは非対称性の高い形状のいずれでもよい。図７２の実施例では、弾性振動体７０２から振動を検出し電気信号に変換する機能素子として、マグネットの変移加速度に応じて電気信号を発生するムービングマグネット型変動検出素子７０３を用いている。ここで、ムービングマグネット型変動検出素子７０３はムービングマグネット７０４の外周に巻回されたコイル７０５で構成され、コイル７０５の両端から出力電気信号を得る。
本実施例では、基幹脳活性化効果を導くことができる振動あるいは導くことのできない振動の電気信号をアクチュエータ７０１によって弾性振動に変換してこれを弾性振動体７０２に印加し、印加された弾性振動体７０２のもつ振動特性を用いて印加された振動に対して加工処理を施すことによって、信号中の人間の可聴域上限をこえる超高周波成分及び自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質のうち少なくともどちらか一方を増強又は付与するとともに、電気信号としては存在しても天然の弾性振動体では存在し得ない基幹脳活性化効果を導かない振動成分を減衰又は除去し、あるいは基幹脳活性化効果を導くことのできる振動に転換することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の効果を強調することができる。このようにして発生した所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含み基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の信号（ハイパーソニック・サウンド信号）は、図５９から図６７を参照して詳細前述した第２の実施形態に係る振動補完装置において、補完振動信号として使用してもよい。すなわち、発生した振動信号をそのまま、又はそこから超高周波成分を抽出して、基幹脳活性化効果を導かないオリジナル振動信号に加算し補完することによって、基幹脳活性化効果を導く振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を発生することができる。
以上の実施例において、弾性振動体７０２を媒質充填容器７００内の振動伝達性媒質７０６中に位置するように支持されていが、本発明はこれに限らず、振動伝達性媒質７０６なしで、自由空間中において弾性振動体７０２を振動させてもよい。
図７３は第２の実施形態に係る、弾性振動体を用いた基幹脳活性化効果を導くことのできる振動発生装置（コンデンサ型変動検出素子７１０を用いた装置例）を示すブロック図である。図７３では可動電極の変移に応じて静電容量が変化することによって電気信号を発生するコンデンサ型変動検出素子７１０を示している。コンデンサ型変動検出素子７１０は弾性振動体７０２の一端に接続された可動電極７１１を、所定のバイアス電圧源７１４でバイアス電圧が印加された１対の固定電極７１２，７１３により挟設してなり、可動電極７１１と１つの固定電極７１３から出力電気信号を得る。
この他に変動検出素子として、コイルの変移加速度に応じて電気信号を発生するムービングコイル型、加えられる圧力変化に応じて電圧変化を発生する圧電素子型、大きさの変化に応じて電気信号を発生する超磁歪素子型、位置の変位を光学反射等を利用して非接触的に電気信号に変換するレーザードップラー型などの方式を用いてもよい。このようにして発生した基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）又はそこから抽出した超高周波成分を、詳細前述した振動補完装置における補完振動信号として使用してもよい。
図７４は第２の実施形態に係る、ゼンマイ状の弾性振動体を用いた基幹脳活性化効果を導くことのできる振動発生装置を示すブロック図である。図７２〜図７３では、弾性振動体７０２の形状は板状であるが、図７４ではゼンマイ状の形状を有する弾性振動体７２０を用いる。これにより、弾性振動体７２０のある部位の振動が、充填された振動伝達性媒質７０６を介して他の部位に間接的に伝達されることにより、人間の可聴域上限をこえる超高周波成分及びその自己相関秩序の性質が強化又は付与されることととともに、その振動のうち上記性質を持たない振動を減衰又は除去することが期待できる。なお、弾性振動体７２０の一端にアクチュエータ７０１が接続される一方、その他端には変動検出素子７１０が接続される。そして、弾性振動体７２０のコイル状の他端から出力信号を得る。ここで、弾性振動体７２０の形状は、ゼンマイをさらに密度高く巻いたコイル状や、波状などのものであってもよい。これらゼンマイ状やコイル状や波状の弾性振動体は、そうした形状のみでもよいが、一端又は両端がレバー状の形状とつながっていてもよい。この場合、このレバー状の構造体も弾性振動体として機能し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の発生に寄与する。このようにして発生した基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）又はそこから抽出した超高周波成分を、詳細前述した振動補完装置における補完振動信号として使用してもよい。
図７５は第２の実施形態に係る、弾性振動体を用いた基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の振動発生装置（弾性振動体を振動検出コイルとして機能させる装置例）を示すブロック図である。図７５は、図７２における弾性振動体自体を振動信号検出用のコイルとしても機能させる変形例である。図７５では、導電体を用いた弾性振動体をコイル状に巻いて弾性振動体兼用変動検出コイル７３０として構成し、これを１対の永久磁石７３１、７３２で挟設して、変動検出素子と同様の発動構造を構成している。これにより、アクチュエータ７０１から弾性振動体兼用変動検出コイル７３０の一端に与えられた振動が他端まで伝播するその振動全体を電気信号に変換することが可能になる。また、弾性振動体兼用変動検出コイル７３０の形状がコイル状なので、図７２に示した振動伝達性媒質７０６経由の振動の相互作用による可聴域上限をこえる超高周波成分及びその自己相関秩序に関する性質を増強又は付与するととともに、その振動のうち上記性質を持たない振動を減衰又は除去し、あるいは基幹脳活性化効果を導くことのできる振動に転換することがここでも実現されている。コイルに巻く導電体は線状のもののほか面状のものを用いてもよい。この弾性振動体兼用変動検出コイルは、その形状のままでもよいが、一端又は両端がレバー状の形状とつながっていてもよい。この場合、このレバー状の構造体も弾性振動体として機能し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の発生に寄与する。このようにして発生した基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）又はそこから抽出した超高周波成分を、詳細前述した振動補完装置における補完振動信号として使用してもよい。
図７６は第２の実施形態に係る、弾性振動体を用いた基幹脳活性化効果を導くことのできる振動発生装置（弾性振動体を変動検出コイルとして機能させる装置例）を示すブロック図である。図７６は、図７５のコイル状弾性振動体兼変動検出コイル７３０と固定磁石の位置関係の変形例である。図７６において、Ｎ極磁石７３１の周りに弾性振動体兼変動検出コイル７３０を巻回し、それらを１対のＳ極磁石７３２，７３２で挟設して構成される。そして、変動検出コイル７３０の両端から出力信号を得る。なお、変動検出コイル７３０の形状と固定磁石７３１，７３２，７３２の位置関係は図示した例以外でもよい。この弾性振動体兼用変動検出コイルは、その形状のままでもよいが、一端又は両端がレバー状の形状とつながっていてもよい。この場合、このレバー状の構造体も弾性振動体として機能し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の発生に寄与する。このようにして発生した基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）又はそこから抽出した超高周波成分を、詳細前述した振動補完装置における補完振動信号として使用してもよい。
図７７は第２の実施形態に係る、弾性振動体を用いた基幹脳活性化効果を導くことのできる振動発生装置（弾性振動体を用いた振動発生装置を複数個同時に使用する装置例）を示すブロック図である。図７７は、図７２〜図７６に示した基幹脳活性化効果を導くことができる振動発生装置を複数チャンネル同時に使用した例である。図７７において、それぞれ対応して接続される、複数のアクチュエータ７０１と、複数の弾性振動体７５０と、複数の変動検出素子７５１とを備えて構成される。ここで、弾性振動体７５０の間を振動伝達性媒質（オイル、水溶液、有機溶媒など）７０６で満たすことによって弾性振動を相互に伝達することを可能にし、個々のチャンネル間の相互作用による混変調が導かれて、可聴域上限をこえる超高周波成分及び所定の自己相関秩序に関する性質をより増強又は付与することとともに、その振動のうち上記性質を持たない振動を減衰又は除去することが可能になる。例えば、複数の出力信号を加算器により加算してもよい。簡明に示すために図内では図７２の例のみを複数個用いているが、他の例を用いてもよいし、それらが混在してもよい。このようにして発生した基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）又はそこから抽出した超高周波成分を、詳細前述した振動補完装置における補完振動信号として使用してもよい。
次いで、記録媒体に記録された振動信号、通信によって伝送・配信される振動信号に対応する実施例について以下説明する。
振動補完装置を含む振動信号発生装置を用いて合成した基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）をブルーレイディスクに記録した振動信号例として「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」（山城祥二・作曲）の例を述べる。また、その基幹脳活性化効果を導くことを脳波記録により示した実験結果について説明する。
実験に用いた合成振動信号は、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」（山城祥二作曲）である。これまでのＤＶＤなどのＡＫＩＲＡサウンドトラックは、振動信号が標本化周波数４８ｋＨｚ、量子化ビット数１６ビットのデジタルフォーマットで記録されていたため、２４ｋＨｚ以上の帯域成分を記録することも再生することもできず、従ってハイパーソニック・サウンドを記録・再生して基幹脳活性化効果を導くことができない。そこで、「ＤＶＤ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の信号をオリジナル振動とし、その信号を帯域伸張するとともに、図６６に示した振動補完装置を含む振動信号発生装置を用いて、基幹脳活性化効果を導くことのできる典型的な熱帯雨林環境音の超高周波成分などを加算して出力信号を合成し、それをブルーレイディスクにサンプリング周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビットのデジタルフォーマットで記録することにより、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号を作成した。
図７８は第２の実施形態で測定された、「ＤＶＤ版ＡＫＩＲＡ」と「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡ」のサウンドトラックに記録された振動信号のパワースペクトルを示すスペクトル図である。図７８では、オリジナル振動信号の「ＤＶＤ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」と、上記振動補完装置を含む振動信号発生装置を用いて合成された「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の同一箇所の振動信号の平均ＦＦＴパワースペクトルを比較したものである。図７８から明らかなように、合成された「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号は９０ｋＨｚをこえる超高周波成分を多く含み、基幹脳活性化効果を導くことができるための必須成分である超高周波成分を十分に有していた。
図７９は第２の実施形態で測定された、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号のフラクタル次元局所指数を示すグラフである。図７９は、上記の方法により合成された「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の自己相関秩序に関する第１の性質について調べた結果である。図７９から明らかなように、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号の「フラクタル次元局所指数」は、時間周波数構造指標が２−１から２−５の間で、常に２．２以上であり、またその変動幅は０．４以内の値をとる。以上より、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号は、自己相関秩序の第１の性質を満たしている。
図８０は第２の実施形態で測定された、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号の情報エントロピー密度を示すグラフであり、図８１は第２の実施形態で測定された、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号のエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘを示すグラフである。図８０から明らかなように、この振動信号の情報エントロピー密度は、常に−５以上０未満の値をとる。図８１から明らかなように、この振動信号のエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘは０．００１以上の値をとる。以上より、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号は、自己相関秩序の第２の性質を満たしている。
図８２は第２の実施形態で測定された、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」を用いて発生させたハイカット音条件とフルレンジ音条件のもとで聴取者から記録した深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘを示すグラフである。本発明者らは、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」を用いて発生する振動が基幹脳活性化効果を導くかどうかを調べるために、聴取中の脳波を記録した。「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号を、そのまま超高周波成分を含む状態で再生したフルレンジ音を聴取する条件と、そこから２４ｋＨｚ以上の周波数成分をハイパスフィルタによって除外し、「ＤＶＤ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」と同様の特徴をもったハイカット音を聴取する条件とで、脳波のＤＢＡ−ｉｎｄｅｘを算出して比較した。図８２はその結果を示す。当該測定では、１０名の被験者毎に両条件下でのＤＢＡ−ｉｎｄｅｘを求め、それらのデータに基づいて統計検定を行ったところ、フルレンジ音条件の方が、ハイカット音条件に比べて、ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘが統計的有意に高い値を示しており、基幹脳が活性化していることが明らかとなった。
図８３は第２の実施形態で測定された、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」を用いて発生させたハイカット音条件とフルレンジ音条件のもとで、聴取者に行わせた音の印象評価の結果を示すグラフと表である。回答に用いた質問紙には、音についての印象を表現する１４個の評価語を示し、５段階評価で評価させた。全９名の被験者の回答を用いて分析した。
図８３の左図は、各被験者について、フルレンジ音条件のときの音の印象評点から、ハイカット音条件のときの音の印象評点を差し引いた差分を求め、全被験者について平均して、プロットしたものである。この数値は、大きいほど、フルレンジ音条件のときの音の方がよりポジティブに評価されたことを示すもので、「好感度」と定義した。図８３の右図は、「好感度」の偏りに有意性があるかどうか、ウイルコクソン（Ｗｉｌｃｏｘｏｎ）の符号付順位和検定によって検定した結果を示す。
その結果、すべての評価語について、フルレンジ音条件のときの音の印象の方が、ハイカット音条件のときよりも好感度が高いという結果になった。特に、「音に感動した」「音質が良い」「音のボリュームがより豊か」「重低音が豊か」「耳あたりよくひびく」「大音量でも音の分離がよくつぶれない」という６項目の評価語は、ｐ＜０．０５で統計的に有意にポジティブに評価されていた（図８３右図の＊＊印）。また、「音がなめらか」「スピーカーの間の音がつながって聴こえる」という２項目の評価語において、ｐ＜０．１０で高い傾向をもって、ポジティブに評価されていた（図８３右図の＊印）。このことは、フルレンジ音条件が、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、音に対する美的感受性を増強し、快さ、美しさなどの印象をより強めたことを示している。
なお、以上で述べたような振動発生装置を各種施設において使用する際に、ハイパーソニック・サウンド信号のオン／オフやレベルを、人間の存在や人数によって制御してもよい。すなわち、例えば１人でも入室すれば、赤外線などのセンサーで自動的に感知して振動信号をオンにし、全員退室すれば振動信号をオフにする。あるいは、照明電源と連動させて、照明のオン／オフに合わせて振動信号をもオン／オフするという方法も考えられる。また、カードキーその他の入退室管理システムと連動させる方法もありうる。さらに、入室した人間の人数を自動的にカウントし、人数の増減に合わせてハイパーソニック・サウンド信号のレベルを増減するシステムも考えられる。
また、第２の実施形態に係る振動発生装置を応用することによって、超高周波成分を含まない、あるいは超高周波成分を含んでいても自己相関秩序の第１及び第２の性質を有しないために基幹脳活性化効果を導かず、不快感を伴うオリジナル振動に対して、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を補完することによって、基幹脳活性低下を抑制するとともに不快感を和らげる効果を発現することができる。
このとき、振動を補完する装置とともに、不快感を伴う振動を吸収・除去する装置を組み合わせて用いてもよい。例えば、可聴域の振動を選択的に吸収する振動吸収装置や、既存のアクティブサーボ技術を用いた振動除去装置などを組み合わせることによって、効果的に不快感を和らげることができる。
また、このとき、振動を補完する装置とともに、振動検出装置とゲート装置及び（又は）電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）の回路を併用してもよい。これによって、環境内に存在する不快な音の存在状態やレベルに合わせて、適切なレベルに調整された、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を補完することが可能になる。
例えば、駅における列車の到着音・発車音、構内アナウンス音、自動販売機の操作音などの不快感を伴う振動に対して、駅内に振動補完装置を設置して、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含み基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を加算することによって、基幹脳活性低下を抑制するとともに不快感を和らげる効果を発生させることができる。
図８９は第２の実施形態の変形例に係る、駅構内における振動発生装置９６２ａの実装例を示す外観図である。例えば、録音された発着チャイムや録音アナウンスなどに対しては、構内に設置された拡声装置に振動補完装置９６１を内蔵することによって、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を補完して発生し、基幹脳活性低下を抑制するとともに不快感を和らげる効果を発現することができる。
また、例えば列車の到着音・発車音、駅員が発声するアナウンス、自動販売機の操作音、そのほか環境騒音のように、その場で発生し、激しく音量が変動する基幹脳活性化効果を導かない振動に対しては、構内音検出装置９６２ｂ及びゲート回路又は電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）を内蔵した検出発生装置９６２を用いることによって、効果的に振動を補完することができる。ゲート回路は、構内音検出装置９６２ｂによって検出された振動のレベルがある一定の値をこえたときにゲート回路のスイッチが開いて基幹脳活性化効果を導くことができる振動を補完し、一定の値をこえないときにはゲート回路のスイッチが閉じて補完しないという作用をもつ。電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）は、構内音検出器によって検出された振動のレベルと強く相関したレベルで、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を補完するという作用をもつ。その結果、構内の振動の存在状態に合わせて適切に調整されたレベルで、基幹脳活性化効果を導くことができる振動を補完することによって、効果的に基幹脳活性低下を抑制するとともに不快感を和らげる効果を発現することができる。
このほか、自動車の騒音、モーターバイクの騒音、飛行機の騒音、船舶の騒音、工場内における機械騒音、都市の道路交通騒音、工事現場における工事音などの不快感を伴う振動に対しても、同様に、振動補完装置を設置して、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含み基幹脳活性化効果を導くことができる振動を加算することによって、基幹脳活性低下を抑制するとともに不快感を和らげる効果を発現することができる。
このほか、満員電車、混雑したホーム、券売機やテーマパーク等の待ち行列、市街地の人ごみの雑踏などの不快な公共空間に居ることによって起こるストレスや、遊戯施設、競馬場などで生じやすいイライラした感情に対して、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を空間内に補完することによって、基幹脳活性低下を抑制するとともにストレスを和らげる効果を発現することができる。これによって、人間のイライラした感情を緩和し、暴力行為の減少などにも波及効果を及ぼすことが期待できる。
また、病院や医院の手術室・処置室、学校や会社の保健室・医務室等において、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を補完することによって、室内にいる患者・訪問者等の基幹脳活性低下を抑制するとともに、痛みや苦痛が導くストレスを緩和する効果が期待できる。
第３の実施形態．
本発明に係る第３の実施形態では、複数の感覚系に総合的に働きかける複合感覚情報手段を提供する。当該手段においては、各種感覚情報における記録・伝送可能な情報容量や情報伝達速度に制約が生じやすいために、互いに異なる感覚情報の間で利用できる情報量がトレードオフの状態に陥り、一部の感覚情報にデータ節約をしわよせした結果、その感覚情報のもつ表現効果が低下したり、互いを活かそうとして共倒れに陥ることを避ける、という課題を解決するための手段である。この課題を解決する手段の背景として、本発明者らは、人間におけるすべての快と美と感動の反応の発生が、脳の報酬系神経回路によって一元的かつ包括的に司られている実態、及びその報酬系神経回路が基幹脳及び基幹脳ネットワークに含まれており活性が基幹脳全体の活性と同一化している事実、さらにこの基幹脳及び基幹脳ネットワークがハイパーソニック・サウンドによって活性化される現象に注目した。これらに基づいて検討を行い、本発明者らは、詳細後述するように、複合感覚情報の中に含まれる音情報に適切な構造をもたせることによってハイパーソニック・エフェクトを導き、受容者の快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳の報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化すると、音に対する美的感受性が増強するのと並行して、聴覚以外からの各種の感覚情報入力に対してもその美的感受性が増強され、快さ、美しさ、感動を高める効果を現すという現象を発見し、これを応用する着想を得た。
本発明に係る第３の実施形態では、複数の感覚系に総合的に働きかける複合感覚情報手段を提供する。当該手段においては、各種感覚情報における記録・伝送可能な情報容量や情報伝達速度に制約が生じやすいために、互いに異なる感覚情報の間で利用できる情報量がトレードオフの状態に陥り、一部の感覚情報にデータ節約をしわよせした結果、その感覚情報のもつ表現効果が低下したり、互いを活かそうとして共倒れに陥ることを避ける、という課題を解決するための手段である。この課題を解決する手段の背景として、本発明者らは、人間におけるすべての快と美と感動の反応の発生が、脳の報酬系神経回路によって一元的かつ包括的に司られている実態、及びその報酬系神経回路が基幹脳及び基幹脳ネットワークに含まれており活性が基幹脳全体の活性と同一化している事実、さらにこの基幹脳及び基幹脳ネットワークがハイパーソニック・サウンドによって活性化される現象に注目した。これらに基づいて検討を行い、本発明者らは、詳細後述するように、複合感覚情報の中に含まれる音情報に適切な構造をもたせることによってハイパーソニック・エフェクトを導き、受容者の快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳の報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化すると、音に対する美的感受性が増強するのと並行して、聴覚以外からの各種の感覚情報入力に対してもその美的感受性が増強され、快さ、美しさ、感動を高める効果を現すという現象を発見し、これを応用する着想を得た。
第３の実施形態に係る振動発生装置及び方法では、聴覚以外の視覚、味覚、体性感覚及び嗅覚のうちの少なくとも１つに対して所定の情報を人間に印加しながら、ハイパーソニック・サウンドすなわち可聴域成分及び所定の自己相関秩序の特徴をもつ超高周波成分を含む振動を当該人間に印加することにより、当該人間におけるあらゆる快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳機能部位である報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化し、それによって、聴覚以外からの感覚入力に対する美的感受性をも増強し、聴覚以外の感覚情報の表現効果を高めることを特徴としている。
すなわち、第３の実施形態では、複数の感覚系に総合的に働きかける複合感覚情報発生手段において、聴覚以外からの感覚入力（視覚、味覚、体性感覚及び嗅覚をいう）に対する美的感受性を増強し、表現効果を感覚系全体として高めることができる装置及び方法の例を示す。
近年急速に普及している大容量パッケージメディアに記録される映像音響コンテンツや放送・インターネット等によって伝送・配信される映像音響のような、複数の感覚系に統合的に働きかけるコンテンツにおいて、記録・伝送可能な情報容量や情報転送レートの制約のために、映像に利用できる情報量と音声に利用できる情報量とがトレードオフの関係にあり、その結果、コンテンツの画質と音質とが二律背反状態に陥っているという問題に対して、本発明者らは、複合感覚情報の中に含まれる音情報に適切な構造をもたせることによってハイパーソニック・エフェクトを導き、受容者の美と快と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳の報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化すると、音に対する美的感受性が増強するのと並行して、聴覚以外からの各種の感覚情報入力に対してもその美的感受性が増強され、快さ、美しさ、感動を高める効果を現すという現象を発見し、それを応用して問題を解決する装置及び方法を発明した。
この実施形態は、例えば映像パッケージメディア、映画、テレビ放送、インターネット配信映像、舞台芸術などのように、複数の感覚系に総合的に働きかける表現形態の中に、音すなわち弾性振動を発生することを必須の属性として含むいわゆる総合芸術などの複合感覚情報発生手段である。その複合感覚情報を構成する必須の要素のひとつとして音情報を含有させ、それを可聴域成分及び所定の自己相関秩序の特徴をもつ超高周波成分を含む振動とすることにより、受容者の基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化効果を導くことができる。その結果、基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の有力な構成要素であり人間における快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳の報酬系神経回路が活性化し、これによって、聴覚ばかりでなく聴覚以外の感覚が誘起する美的感受性が総合的に増強される。その結果、複合感覚情報発生手段を構成する映像、画像、ライブの視覚情報など、聴覚以外の感覚情報が導く表現効果を増強し、美しさ、快さ、感動的印象など感性的芸術的価値を顕著に高める。
図８４は、ブルーレイディスクなどの映像音響複合パッケージメディアにおいて、サウンドトラックに入れる音を、可聴域成分及び所定の自己相関秩序の特徴をもち基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分を含む振動すなわちハイパーソニック・サウンドとすることによって、画像表現の感動の増大や画質の向上を導く例である。ブルーレイディスクの映像を視ている視聴者の、映像に対する美的感受性を増強し、快さ、美しさ、感動などを高めることができる。図８４の映像及び音響システムは、ディスプレイ８５２と、ブルーレイディスク８５３を搭載したブルーレイディスプレーヤ８５４と、ＡＶアンプ８５５と、５．１ｃｈサラウンドスピーカシステム８５６とを備えて構成される。また、ブルーレイディスクなどの映像音響複合パッケージメディアのサウンドトラックに記録された振動信号が、超高周波成分を含まず基幹脳活性化効果を導くことができない振動信号である場合には、第２の実施形態で述べた各種の装置及び方法などによって、基幹脳活性化効果を導くことができる振動を端末機器において補完して再生する。
以下に、複数の感覚系に総合的に働きかける複合感覚情報の例として、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡ」を用いて、音が基幹脳活性化効果をもつか否かの違いに伴って生じる映像の印象の違いを評価させた実験の例を示す。
実験に用いた「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡ」の映像は、劇場で公開されたアニメ映画の映像を、ブルーレイディスクの映像トラックに記録したものである。
音は、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」のために編集されたものである。これまでのＡＫＩＲＡサウンドトラックは、振動信号が標本化周波数４８ｋＨｚ、量子化ビット数１６ビットのデジタルフォーマットでＤＶＤに記録されていたため、標本化周波数の２分の１であるナイキスト周波数２４ｋＨｚ以上の帯域成分を記録することも再生することもできず、従って基幹脳活性化効果を導くことができない。そこで、「ＤＶＤ版 ＡＫＩＲＡサウンドトラック」用の音声信号をオリジナル振動とし、その信号を帯域伸張するとともに、図６６に示した振動補完装置を含む振動信号発生装置を用いて、基幹脳活性化効果を導くことのできる典型的な振動である熱帯雨林環境音や、そこから抽出した可聴域上限をこえる超高周波成分などを加算して出力信号を合成し、それをブルーレイディスクにサンプリング周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビットのデジタルフォーマットで記録することにより、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版 ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号を作成し、ブルーレイディスクに記録した。この音は、図７８〜図８１に示したように、超高周波成分を十分含むとともに、自己相関秩序の２つの性質を有し、基幹脳活性化効果を導くことができる音となっている。
音は、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」のために編集されたものである。これまでのＡＫＩＲＡサウンドトラックは、振動信号が標本化周波数４８ｋＨｚ、量子化ビット数１６ビットのデジタルフォーマットでＤＶＤに記録されていたため、標本化周波数の２分の１であるナイキスト周波数２４ｋＨｚ以上の帯域成分を記録することも再生することもできず、従って基幹脳活性化効果を導くことができない。そこで、「ＤＶＤ版 ＡＫＩＲＡサウンドトラック」用の音声信号をオリジナル振動とし、その信号を帯域伸張するとともに、図６６に示した振動補完装置を含む振動信号発生装置を用いて、基幹脳活性化効果を導くことのできる典型的な振動である熱帯雨林環境音や、そこから抽出した可聴域上限をこえる超高周波成分などを加算して出力信号を合成し、それをブルーレイディスクにサンプリング周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビットのデジタルフォーマットで記録することにより、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版 ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号を作成し、ブルーレイディスクに記録した。この音は、図７８〜図８１に示したように、超高周波成分を十分含むとともに、自己相関秩序の２つの性質を有し、基幹脳活性化効果を導くことができる音となっている。
実験では、常に同一の映像を呈示する一方、音は２条件を切り替えてブラインドホールド下に呈示した。すなわち、それらの一方は「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号をもとのまま、自己相関秩序の性質を有する超高周波成分を含み基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（フルレンジ音）の状態で再生した音を呈示し、もう一方は、そこから２４ｋＨｚ以上の周波数成分をローパスフィルタによって除外した基幹脳活性化効果を導くことのできない振動信号（ハイカット音）の状態で再生した音を呈示した。実験はブラインドホールド下に、いずれも全く同一の画像データから再生された映像とともに二種類の音を呈示し比較した。
被験者には、基幹脳活性化効果を導くことができるフルレンジ音条件と、基幹脳活性化効果を導くことができないハイカット音条件のもとで視聴した映像についての、それぞれの印象を質問紙によって回答させた。質問紙には、映像についての印象を表現する１２個の評価語を示し、５段階評価で評価させた。全１０名の被験者の回答を分析した。
図８５は実験結果を示す。左図は、各被験者について、フルレンジ音条件のときの映像の評点から、ハイカット音条件のときの映像の評点を差し引いた差分を求め、全被験者について平均して、プロットしたものである。この数値は、大きいほど、フルレンジ音条件のときの映像の方がよりポジティブに評価されたことを示し、さきに「好感度」と定義したものである。右図は、「好感度」の偏りに有意性があるかどうか、ウイルコクソン（Ｗｉｌｃｏｘｏｎ）の符号付順位和検定によって検定した結果を示す。
その結果、この実験では常に、まったく同一の画像データから完全に同一の条件下で再生された同じ映像を呈示していたにもかかわらず、基幹脳活性化効果をもつフルレンジ音を受容しながら視た映像の方が、その効果をもたないハイカット音を受容しながら視た映像よりも好感度指数が高く、より美しく感動的に受容されていることが明らかとなった。特に、「映像に感動した」「画質が良い」という評価語は、ｐ＜０．０５で統計的有意にポジティブに評価されていた（図８５右図の＊＊印）。また、「動画の動きが滑らか」「絵の描写が精密」「背景画がリアル」「画面のきめが細かい」「絵のニュアンスが豊か」「画面に奥行を感じる」「色彩が鮮やか」の７項目において、ｐ＜０．１０で、高い傾向をもってポジティブに評価されていた（図８５右図の＊印）。このほか、「画像のコントラストが高くくっきり見える」「観やすい」「色使いが複雑」という評価語についても、ポジティブに評価されていた。
以上のように、「Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ版ＡＫＩＲＡ」という映像音響複合パッケージメディアにおいて、同一の画像データから同一条件で再生され、画像それ自体としては何らの違いもない映像が、同時に再生され視聴者に呈示されるサウンドトラックの音が基幹脳活性化効果を導くかどうかの違いによって、互いに画質の違うものとして受容され、基幹脳活性化効果を導くことのできるハイパーソニック・サウンドが呈示された場合に、そうでない音が呈示された場合よりも、視聴者は映像をより高画質で感動的なものと受容することが統計的有意に示された。
以上により先述した発明者らの着想の有効性が実証された。すなわち、発明者らは、人間におけるすべての快と美と感動の反応の発生が、脳の報酬系神経回路によって一元的かつ包括的に司られている実態、及びその報酬系神経回路が基幹脳及び基幹脳ネットワークに含まれている事実、さらにこの基幹脳及び基幹脳ネットワークがハイパーソニック・サウンドによって活性化される現象に注目し、複合感覚情報の中に含まれる音情報に適切な構造をもたせることによってハイパーソニック・エフェクトを導き、受容者の快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳の報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化すると、音に対する美的感受性が増強するのと並行して、聴覚以外からの各種の感覚情報入力に対してもその美的感受性が増強され、快さ、美しさ、感動を高める効果を現すのではないか、という着想を得、これを応用することを構想した。上記の実験結果はまさにその着想が的中したことを裏付けるものとなっていた。
この実験結果によって明瞭に好感度が上昇した「絵の描写が精密」「画面のきめが細かい」「背景画がリアル」という画質評価語は、画像データに費やす情報量を増やし映像を高密度化した時に特徴的に現れる画質向上を示す評価と驚くほど一致している。この評価成績は、画像と同時に呈示する音情報に、基幹脳活性化効果を導く自己相関秩序の性質を持たせることによって、画像データに配分する情報量を増大させることと同等の効果を導きうる、という驚くべき事実を示している。すなわち、先述のように複数の感覚系に統合的に働きかけるコンテンツにおいては、記録・伝送可能な情報容量や情報伝達速度の制約のために、画質と音質など異なる感覚情報の間でトレードオフの関係に陥り一部の感覚情報にしわよせが生じる結果、その感覚情報のもつ表現効果が低下したり互いを活かそうとして共倒れに陥るという深刻な問題がある。この複合感覚情報発生手段のもつ宿命的な問題に対して、本発明の装置及び方法を用いることによって、絶妙の解決手段を提供しうることを示す。一般的には、コンテンツの画質向上のためには、まず第一に記録可能なデータ容量の増大、さらにデータ圧縮技術・データ伝送技術の開発、再生のためのハードウェアの開発など、膨大な費用と体制を必要とする技術開発を行うことが必要とされる。しかし、本発明装置及び方法を用いることにより、上記のような高度な情報処理関連技術の開発に依存することなく、きわめて現実的な音響技術と手法により画質向上効果を導き、問題解決をはかることが可能になる。
次いで、第３の実施形態の応用例を示す。
図８６は、テレビ放送において、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を伝送することによって、テレビ音声を再生するスピーカから基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を視聴者に印加し、視聴者の美的感受性を高め、テレビ画像質を高め、より快く美しく感動的に受容させることができる装置の例である。
放送する音源そのものが自己相関秩序の性質を有する超高周波成分を含み基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド信号）である場合、現在のテレビ放送の音声規格では超高周波成分を含むことができず伝送できないが、音声規格の広帯域化を実現することによってこの効果をもたせたテレビ信号を伝送可能になる。また高速大容量のインターネット通信などを用いて伝送してもよい。
また、放送する音源が基幹脳活性化効果を導くことができない振動である場合、放送局で編集する際に、第２の実施形態で述べた各種の補完装置及び補完方法によって基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号（ハイパーソニック・サウンド信号）を補完してから伝送することによって、報酬系神経回路を活性化し、受容者の美的感受性を増強し、快さ、美しさ、感動を高め、受容される画質の向上を実現することもできる。その場合も、現在のテレビ放送の音声規格では超高周波成分を含むことができず伝送できないが、音声規格の広帯域化を実現することにより伝送可能になる。また、高速大容量のインターネット通信などを用いて伝送してもよい。
さらに、現行のデジタル・テレビなど放送端末機器に伝送された振動信号が、超高周波成分を含まず基幹脳活性化効果を導くことができない振動信号である場合、第２の実施形態で述べた各種の装置及び方法によって、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を端末機器において補完して再生してもよい。それによって、報酬系神経回路を活性化し、受容者の美的感受性を増強し、受容される画質感の向上を実現し、快さ、美しさ、感動を高めることもできる。
この装置は、現行の地上波デジタル放送（ワンセグを含む。）、ＢＳデジタル放送、アナログＴＶ放送、インターネットなどの通信によって伝送・配信される映像・音声コンテンツなども対象となる。
その他の応用例を示す。以下は、異なる感覚情報の品質が技術的制約によりトレードオフの関係によって二律背反状態に陥っている問題を解決するものではなく、複数の感覚系に働きかける複合感覚情報発生手段において、ハイパーソニック・サウンドが基幹脳を活性化することを通じて、人間における快と美と感動の発生を一元的包括的に司る機能をもった報酬系の活性化効果を導くことに着目した、より積極的な応用例である。例えば、劇場における舞踊公演において、観客が聴取する音楽の振動を所定の自己相関秩序をもたせた基幹脳活性化効果を導くことのできるハイパーソニック・サウンドとして構成することにより、観客の美的感受性を高め、舞踊をより美しく快く感じさせることができる。この例は、そのほかのライブパフォーマンス、美術館、博物館、画廊、宝飾店、ブティック、化粧品売り場などにも応用できる。
その他の感覚への応用例として、例えば、ミュージック・レストランにおいて、客が聴取する音楽を基幹脳活性化効果を導くことのできるハイパーソニック・サウンドとして構成することにより、客の味覚感受性を高め、料理をよりおいしく感じさせる。この例は、喫茶店、食堂、バーなどにも応用できる。
また、ミュージック・スパなどにおける入浴・マッサージと音楽において、客が受容する音楽を基幹脳活性化効果を導くことのできるハイパーソニック・サウンドとして構成することにより、客の体性感覚の感受性を高め、より快く入浴やマッサージを体感することができる。
さらに、鉄道、車、飛行機、船舶、ロケット等の乗り物において、乗客又は乗務員が受容する音を、基幹脳活性化効果を導くことのできるハイパーソニック・サウンドとして構成することにより、乗客又は乗務員の体性感覚の好感度を高め、快適な乗り心地を体感させることができる。
また、ミュージック・アロマ・セラピーなどにおける香りと音楽において、客が受容する音楽を基幹脳活性化効果を導くことのできるハイパーソニック・サウンドとして構成することにより、客の嗅覚の感受性を高め、より快い香りを感じさせ、高いヒーリング効果を導くことができる。
以上説明したように、聴覚以外の視覚、味覚、体性感覚及び嗅覚のうちの少なくとも１つに対して所定の情報を人間に印加しながら、ハイパーソニック・サウンドすなわち可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動を当該人間に印加することにより、当該人間におけるあらゆる快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳機能部位である報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化し、それによって、聴覚以外からの感覚入力に対する美的感受性をも増強し、聴覚以外の感覚情報の表現効果を高めることができる。
第４の実施形態．
次いで、第４の実施形態では、第１から第３の実施形態で述べてきた振動発生装置を応用して、基幹脳ネットワーク系全体の活動を高めることによって、感覚の鋭敏化と快適化という２つの効果を両立した状態で発現又は強化させることを特徴とする振動発生装置及び方法について述べる。
次いで、第４の実施形態では、第１から第３の実施形態で述べてきた振動発生装置を応用して、基幹脳ネットワーク系全体の活動を高めることによって、感覚の鋭敏化と快適化という２つの効果を両立した状態で発現又は強化させることを特徴とする振動発生装置及び方法について述べる。
例えば拡声放送など情報伝達を目的とする音が、顕著な背景騒音など伝達を妨げる性質をもった他の音と共存する場合「音量を上げないと必要な情報が聞き取れない」一方で、「音量を上げるとうるさく不快になる」という二律背反現象が生じるという問題がある。これに類似した問題はさまざまな状況下に存在し、例えば音響・映像コンテンツのサウンドエフェクトや演劇の効果音は「音量を上げないと意図された芸術的効果が得られない」一方で、「音量を上げると不快になる」という二律背反の問題がある。
この問題を矛盾なく解決するために、自己相関秩序の特徴を有する超高周波成分を含む振動（ハイパーソニック・サウンド）を補完することによって、基幹脳ネットワーク系全体の活動を高め、この系に含まれ感覚情報入力全般（ただし嗅覚を除く）に対する感受性を鋭敏化する働きをもつ視床・脳幹を活性化すると同時に、同じ系に含まれ快感を発生させ不快感を緩和する働きをもつ報酬系神経回路を並行して活性化することによって、音知覚の鋭敏化と快適化との双方を両立した状態で発現又は強化させることが可能になる。
まず、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動すなわちハイパーソニック・サウンドの２つの効果について、その根拠とともに説明する。
第一の効果は、聴取者の基幹脳ネットワーク系に含まれる視床・脳幹の活動を高めることによって、感覚情報入力に対する感受性を鋭敏にし、音などの感覚情報をより明瞭に認識させる効果である。これは、以下の心理実験の結果から裏付けられている。すなわち、図書館内に、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を呈示する条件、超高周波成分を含まず基幹脳活性化効果を導くことができない振動（可聴音）を呈示する条件、格別音を呈示しない条件、という３条件を日がわりで設定した。図書館内に数分〜数十分滞在した１００名以上の被験者に対して、退室時に質問紙調査を行い、図書館に入る前と出るときの自覚的な感覚の違いを質問した。
その結果、図書館内にハイパーソニック・サウンドを呈示した日は、可聴音を呈示した日や格別音を呈示しなかった日に比べて、図書館に入る前よりも図書館を出る時の方が「はっきり音が聴こえる」「はっきり物が見える」ようになったという回答が、きわめて高い統計的有意性をもって多かった（図１０５参照）。すなわち、基幹脳活性化効果によって、感覚情報入力に対する感受性が鋭敏になり、視聴覚情報がより明瞭に認識されるとの自覚が高まることが裏付けられた。
第二の効果は、同じく聴取者の基幹脳ネットワーク系に含まれる報酬系神経回路の活性化を導くことによって、感覚情報に対する美的感受性を増大させ、大音量の振動入力を快適に感じさせる効果である。これは、以下の行動実験の結果から裏付けられている。すなわち、大音量の音を被験者に聞かせて、被験者がちょうど快適な音量と感じるよう、音量を上下させる調節器を用いて自由に音量を調整し好みの音量を選ばせる。このとき、被験者は音量調整用の目盛りを見ることができない。この実験の結果、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を聞かせたときの方が、超高周波成分を含まないがゆえに基幹脳活性化効果（ハイパーソニック・エフェクト）を導くことができない振動（可聴音）を聞かせたときよりも、最終的に調整した音量が、統計的有意に大きくなる（図１０６参照）。しかも、回数を重ねると徐々に音量を上げる傾向が見られる。これにより、ハイパーソニック・サウンドでは、快適感が高くより大きな音量が選ばれるのに対して、逆に可聴音では、不快感が高く音量がより小さく設定されることがわかる。以上は、ハイパーソニック・サウンドを呈示することにより、大音量の振動入力に対しても聴取者の快適感を高めうることを示している。
また、同様の実験によって、ハイパーソニック・サウンドに含まれる超高周波成分をさらに増強すると、被験者はいっそう大音量になるようにレベル調整を行った（図１０７参照）。ここで、これらの被験者が設定した好みの音量は、基幹脳活性の指標であるＤＢＡ−ｉｎｄｅｘと高い相関をもって増大することが示された。
以上のように、ハイパーソニック・サウンドは、視床・脳幹の活性化によって、聴覚を含む感覚入力に対する感受性を鋭敏化し覚醒度を高め、認識力の向上効果を導くとともに、報酬系の活性化によって快適感の向上や不快感の緩和効果を導くという二つの効果を両立した状態で導く。
この二つの効果の両立という特徴を応用した実施例を以下に示す。第一の例は、駅構内における乗客への情報伝達を目的とした拡声放送の例である。駅構内で流されるアナウンス音や放送音は、利用者に情報が確実に伝達される必要があるので、そのために必要な音量を確保しなくてはいけない。とりわけ、背景騒音が著しい多くの場合には「音量を上げないと必要な情報が聞きとれない」ため、情報伝達の目的を達成する上からは、拡声音を大音量で利用者に曝露しなければならず、必然的に「うるさい」などの不快感を引き起こすという問題がある。
しかも、拡声放送される音が、あらかじめ録音済みの、あるいは人工的に生成された音声信号であって、可聴周波数範囲に帯域制限されている場合はもとより、たとえ生音を拡声して放送されるときであっても、拡声放送システムの応答特性が可聴周波数範囲以上の周波数帯域において十分でない場合には、超高周波成分を欠乏させた拡声音が大音量で利用者に曝露されることになり、基幹脳活性を低下させる危険性がある（図９０、図１７参照）。この基幹脳活性の低下は、アドレナリン濃度上昇などストレス反応を導き、ますます「うるさい」などの不快感を強め、イライラした感情を導く。こうして、必要な情報が効果的に伝達されないばかりか、暴力行為や異常行動の引き金をひく危険性が高まるという深刻な問題がある。
このような問題に対する解決策を以下に示す。ここで、駅構内に存在する音の構成を「伝達音（可聴音）＝利用客に必要な情報を伝達するアナウンスやチャイムなどの音」、「背景雑音（可聴音）＝駅構内の騒音、車輛音、ＢＧＭ、その他、伝達を妨げる音」、「ハイパーソニック・サウンド」、「ハイパーソニック・サウンドの超高周波成分」（この両者のどちらでもよい場合は、「ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分」と表記する）と分類する。
駅構内などに、第１から第３の実施形態のいずれかを応用した振動発生装置を設置することによって、伝達音（可聴音）に、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を補完する。なお、補完する振動は、例えば熱帯雨林環境音などのように、必要な情報の伝達の妨げにならないハイパーソニック・サウンドそのものでもよいし、もしくはそれらハイパーソニック・サウンドの超高周波成分だけであってもよい。これによって、基幹脳ネットワーク系に属する視床・脳幹部位が活性化され、感覚情報入力に対する感受性や覚醒度が高められることにより、音声の認識力が向上し、利用者が著しい背景雑音を有する空間の中にいても、伝達音（可聴音）が聞き取りやすく伝達される効果を導く。このとき、上記の効果に加えて、同じく基幹脳ネットワーク系に属し、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路も並行して活性化され、利用者に入力される感覚情報に対する美的感受性を増大させるので、大音量の伝達音（可聴音）に対しても快適感が増し、「うるさい」などの不快感やイライラ感を緩和することができる。この場合、ハイパーソニック・サウンドの超高周波成分のパワー比を増大させるにつれて、大音量の音に対する快適感がいっそう増大する。
以下、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を補完する振動補完装置及び方法の具体例について説明する。
（１）図１０８に示すように、伝達音（可聴音）と、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を、もともと決まったバランスでミックスして記録しておき、その信号を忠実な応答性能をもつ拡声装置４７２を使って再生する。ここで、振動補完装置は、伝達音（可聴音）と、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを混合して記録した記録媒体４７０ｄを用いて振動信号を再生する振動信号再生装置４７０と、振動信号増幅器４７１と、拡声装置４７２とを備えて構成される。
（２）図１０９に示すように、伝達音（可聴音）とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを、異なる音源によって異なる拡声装置４７２，４７２を用いて発生させる。この場合は、伝達音（可聴音）及びハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分のそれぞれについて、独立にレベル制御を行うことができる。ここで、振動補完装置は、
（ａ）伝達音（可聴音）を収集するマイクロホン４７３と、振動信号増幅器４７１と、拡声装置４７２とを含む第１の装置と、
（ｂ）ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を記録した記録媒体４７０ｄを用いて振動信号を再生する振動信号再生装置４７０と、振動信号増幅器４７１と、拡声装置４７２とを含む第２の装置とを備えて構成される。
（３）上記（２）の変形例であり、図１１０に示すように、伝達音(可聴音）とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分をその場で合成し、ひとつの拡声装置４７２から発生させる。振動補完装置は、伝達音（可聴音）を収集するマイクロホン４７３と、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を記録した記録媒体４７０ｄを用いて振動信号を再生する振動信号再生装置４７０と、振動信号加算調整器４７４と、振動信号増幅器４７１と、拡声装置４７２とを備えて構成される。振動信号加算調整器４７４は入力される２つの信号の各レベルを調整かつこれら２つの信号を加算して振動信号増幅器４７１を介して拡声装置４７２に出力する。
（４）上記（３）にさらに調整機能を付加した例である。図１１１に示すように、背景雑音（可聴音）をマイクロホン４７５で収集し、収集した振動信号に基づいて振動計測器４７６により背景雑音（可聴音）の特徴を計測し、計測したデータを振動信号加算調整器４７４に入力する。その他の構成は上記（３）の場合の構成を含む。振動信号加算調整器４７４は、背景雑音（可聴音）の特徴に合わせて、伝達音（可聴音）及びハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を調整する機能をもつ。調整機能の例として、例えば、背景雑音（可聴音）の騒音レベルが一定の値を超えたらハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分をオンにする機能、あるいは、背景雑音（可聴音）の騒音レベルに相関した増幅率で伝達音（可聴音）並びにハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分のレベルを増幅する機能、あるいは、背景雑音（可聴音）の自己相関秩序の特徴を解析してその特徴に基づいてハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の自己相関秩序の特徴を強調又は抑制する機能などがある。
（２）図１０９に示すように、伝達音（可聴音）とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを、異なる音源によって異なる拡声装置４７２，４７２を用いて発生させる。この場合は、伝達音（可聴音）及びハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分のそれぞれについて、独立にレベル制御を行うことができる。ここで、振動補完装置は、
（ａ）伝達音（可聴音）を収集するマイクロホン４７３と、振動信号増幅器４７１と、拡声装置４７２とを含む第１の装置と、
（ｂ）ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を記録した記録媒体４７０ｄを用いて振動信号を再生する振動信号再生装置４７０と、振動信号増幅器４７１と、拡声装置４７２とを含む第２の装置とを備えて構成される。
（３）上記（２）の変形例であり、図１１０に示すように、伝達音(可聴音）とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分をその場で合成し、ひとつの拡声装置４７２から発生させる。振動補完装置は、伝達音（可聴音）を収集するマイクロホン４７３と、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を記録した記録媒体４７０ｄを用いて振動信号を再生する振動信号再生装置４７０と、振動信号加算調整器４７４と、振動信号増幅器４７１と、拡声装置４７２とを備えて構成される。振動信号加算調整器４７４は入力される２つの信号の各レベルを調整かつこれら２つの信号を加算して振動信号増幅器４７１を介して拡声装置４７２に出力する。
（４）上記（３）にさらに調整機能を付加した例である。図１１１に示すように、背景雑音（可聴音）をマイクロホン４７５で収集し、収集した振動信号に基づいて振動計測器４７６により背景雑音（可聴音）の特徴を計測し、計測したデータを振動信号加算調整器４７４に入力する。その他の構成は上記（３）の場合の構成を含む。振動信号加算調整器４７４は、背景雑音（可聴音）の特徴に合わせて、伝達音（可聴音）及びハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を調整する機能をもつ。調整機能の例として、例えば、背景雑音（可聴音）の騒音レベルが一定の値を超えたらハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分をオンにする機能、あるいは、背景雑音（可聴音）の騒音レベルに相関した増幅率で伝達音（可聴音）並びにハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分のレベルを増幅する機能、あるいは、背景雑音（可聴音）の自己相関秩序の特徴を解析してその特徴に基づいてハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の自己相関秩序の特徴を強調又は抑制する機能などがある。
上記の振動発生装置をさまざまな設置方法で駅構内４８０に設置した例を図１１２に示す。図１１２において、４８１は柱取り付け型振動発生装置であり、４８２はアナウンス音など伝達音（可聴音）の信号受信機であり、４８３は超高周波振動信号受信機であり、４８４は伝達音（可聴音）を発生させるスピーカ（拡声装置）であり、４８９は超高周波振動発生装置である。４８５は超高周波振動信号を保存したメモリ４８５ｍを内蔵した天井埋め込み型振動発生装置であり、４８６はハイパーソニック・サウンド生成装置であり、４８７は伝達音（可聴音）とともにハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を発生させるスピーカ（拡声装置）であり、４８８は人間である。この振動発生装置は、新設してもよいし、既設の構内拡声システムに追加して組み込んでもよい。また、振動の信号は、有線で外部から入力されてもよいし、無線（電磁波、赤外線、ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）によって外部から伝送された信号を受信してもよい。あるいは、メモリなどに記録されそれぞれの振動発生装置に内蔵されていてもよい。また、振動発生装置の内部で人工的に生成されてもよい。また、拡声装置の筐体全体が振動を発生してもよいし、ケーブルやその被覆、周辺の天井や壁、柱、建築材料等から振動を発生してもよい。
この実施例の類似例について述べる。空港内・乗り物内における発着案内・搭乗案内・事故情報・スケジュールの変更等の各種アナウンス、街頭・地下街・イベント会場・遊園地・競技場等における誘導放送、公共施設・工場等の館内放送など、著しい背景騒音を有する空間の中で情報伝達を意図した拡声放送等を行う場合にも応用できる。
また、火災、地震、事故などの災害現場においては、被災者を放送音や拡声音で適切に誘導することが重要であるが、大音量の背景騒音に埋もれて聞こえない危険性があり、その場合、集団パニックをおこしやすいという問題がある。これに対して、空間内に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を補完することによって、被災者の感覚情報入力に対する感受性を鋭敏化し、被災者を誘導するための音声情報を聞き取りやすくするとともに、報酬系神経回路を活性化して不安感を和らげる。その結果、集団パニックをおこすことなく、被災者を適切に誘導することに役立つ。
さらに、高速道路上あるいは一般道上では、渋滞によって車に乗車している運転者や同乗者がイライラしたり、眠くなるという問題がある。これに対して、車に送信される道路情報の放送とともに、又は独立して、ハイパーソニック・サウンド信号を伝送する。道路を走行する車両は、道路情報と共に、又は専ら、この振動信号を受信し、あるいは車内に設置した振動信号発生装置をもちいて、受信した信号を空気振動に変換することにより、ハイパーソニック・サウンドを発生させる。これによって、運転者や同乗者は、覚醒度が高まり、道路情報に対する認識力向上効果や、視覚情報入力に対する認識力や判断力が高まり事故防止効果につながるるとともに、渋滞によるイライラ感が緩和することが期待できる。
同様に、空港、野外及び屋内のイベント会場、病院、学校、図書館等公共施設、コンサートホール、デパート、遊園地等の施設、商店街、駅前広場、公園その他、著しい背景騒音を有する公共空間においても、利用者の誘導など情報伝達を行うことを目的とする放送音が、背景騒音等に埋もれて聞き取りづらい場合がある。これに対して、空間内に基幹脳活性化効果を導くことのできるハイパーソニック・サウンドを補完することによって、利用者の感覚情報入力に対する感受性を鋭敏化し、放送音を聞き取りやすくするとともに、報酬系神経回路を活性化して、「うるさい」などの不快感やイライラ感を和らげ、快適性を向上させることができる。
次に、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動すなわちハイパーソニック・サウンドの二つの効果の両立を、芸術表現効果の増強に利用した第二の実施例として、映画ＢＤ『ＡＫＩＲＡ』の例について、以下に述べる。
例えば、映画音響の３つの要素は、Ｄ（ダイアローグ：せりふ）、Ｍ（ミュージック：音楽）、Ｓ（サウンド・エフェクト：効果音）の頭文字をとって、ＤＭＳと呼ばれる。このうち、Ｓ（サウンド・エフェクト）は、大音量にすればするほど、臨場感が増し、スリルが高まるなどの演出効果が得られる。しかし、音量を上げると必然的に「不快」「うるさい」という反応を引き起こすという二律背反の問題がある。
この問題に対して、ＢＤ『ＡＫＩＲＡ』では、「セリフ、ミュージック（可聴音）」「サウンド・エフェクト（可聴音）＝演出効果を目的とする音」、「ハイパーソニック・サウンド」、「ハイパーソニック・サウンドの超高周波成分」（この両者のどちらでもよい場合は、「ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分」と表現する）と分類した場合、セリフ、ミュージック（可聴音）に対してはもとより、サウンド・エフェクト（可聴音）に対しても、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を補完することによって、うるさいという反応を引き起こすことなく、大音量とともに快適感を高めることを両立させ演出効果を著しく増強することに成功している。麻倉玲士氏の言葉を引用すると、「レンジがとにかく広く、感想を一言で言うと”うるさくない”。こんなにうるさく感じないアクションシーンが連続する映画を観たのは初めて。普通のＤＶＤ／ＢＤでアクション映画を観ると迫力はあるけど疲れてしまうものが多いが、今回の『ＡＫＩＲＡ』は血潮がたぎるような、良い意味で興奮する、丁寧なサラウンドだった」（ＢＤ『ＡＫＩＲＡ』ライナーノートから）
この類似例として、劇場での映画や演劇、ミュージカル、テレビ放送、ライブパフォーマンスなどがある。可聴音に対するハイパーソニック・サウンドの補完方法の具体例について以下に説明する。
（１）パッケージメディアの中にあらかじめ可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分のバランスを決めて作り込む。
（２）放送、配信される番組のようにあらかじめ可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とのバランスを決めて送信する場合。
（３）ライブなど可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを現場で制御する。
（４）パッケージメディアや放送、配信される番組においても、可聴音とハイパーソニック・サウンドの超高周波成分を別トラック又は別のパッケージメディアにしておき、再生時に両者のバランスを制御可能にする。
（１）パッケージメディアの中にあらかじめ可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分のバランスを決めて作り込む。
（２）放送、配信される番組のようにあらかじめ可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とのバランスを決めて送信する場合。
（３）ライブなど可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを現場で制御する。
（４）パッケージメディアや放送、配信される番組においても、可聴音とハイパーソニック・サウンドの超高周波成分を別トラック又は別のパッケージメディアにしておき、再生時に両者のバランスを制御可能にする。
次に、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動すなわちハイパーソニック・サウンドの二つの効果の両立を、顧客の誘引・営業効果の増強に利用した第三の実施例について、以下に述べる。ゲームセンターやパチンコ店等の遊戯施設においては、大音量のＢＧＭやゲーム機の爆音、パチンコの出玉の音などを客に曝露することによって、客の興奮性を高めるなどの作用を発生させ、誘引・営業効果に結びつけようとしている。しかし、大容量の音を曝露することは必然的に、「不快」「うるさい」という反応を引き起こすという問題がある。
さらに、店内ＢＧＭなどに、ＣＤなど超高周波成分を含まない音を用いている場合、客や店員の基幹脳活性の低下を導き、イライラ感を増し、アドレナリン濃度上昇などストレス反応を導き、暴力行為や異常行動の引き金をひく危険性がある。特に青少年が集まりやすい遊戯施設での負の影響は深刻な問題である。
以上のような問題に対して、ゲームセンターやパチンコ店等の遊戯施設では、可聴音（店内ＢＧＭ、話し声、ゲーム機の音、出玉の音その他の背景雑音など）に対して、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を店内に補完することによって、客の興奮性を高めるという目的を十分に達成する大音量でありながら、「不快」「うるさい」という反応をひきおこしにくくなる。また、客や店員の基幹脳活性の低下を防ぎ、イライラ感やストレスの発生を抑え、暴力行為や異常行動の抑止にも貢献する。この類似例として、ディスコ、音楽喫茶、対面実演販売（例えばガマの油売りなど）がある。
これを実現するための振動発生装置には、本出願の第１から第３の実施形態に示した振動発生装置を応用することができる。この振動発生装置は、店内の壁や天井、内装品、個々のゲーム機やパチンコの機械などに組み込んでおいてもよいし、外付けで取り付けてもよい。音源は、あらかじめ記録媒体に記録されたものでもよいし、放送や通信システムによって伝送されたものでもよい。
以下、補完方法の具体例について説明する。
（１）可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを決まったバランスで記録しておき、その信号を忠実な応答性能をもつ拡声装置を使って再生する。
（２）可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを、異なる音源によって異なる振動発生装置によって発生させる場合。それぞれ独立にレベル制御を行うことができる。
（３）上記（２）の変形例であり、可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分をその場で合成し、ひとつの振動発生装置から発生させる。
（１）可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを決まったバランスで記録しておき、その信号を忠実な応答性能をもつ拡声装置を使って再生する。
（２）可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分とを、異なる音源によって異なる振動発生装置によって発生させる場合。それぞれ独立にレベル制御を行うことができる。
（３）上記（２）の変形例であり、可聴音とハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分をその場で合成し、ひとつの振動発生装置から発生させる。
次に、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動すなわちハイパーソニック・サウンドの二つの効果の両立を、安全対策に利用した第四の実施例について、以下に述べる。以下は電気自動車に応用した実施例である。
近年、ガソリン車にかわり電気自動車（ハイブリッドカー、燃料電池自動車、ソーラーカーなども含む。）の開発が急速に進んでおり、排気がクリーンで環境にやさしいこと、エンジンノイズがないことなど、多くの利点がある。しかし、爆発音を発する内燃エンジンを使わず、騒音の少ないモーターを動力とする電気自動車は、走行音が静かであるために、道路上の歩行者・二輪車運転者・自動車運転者などが、電気自動車の接近に気づきにくくなり、交通事故の危険性が高まるという大きな問題が浮かびあがってきており、早急に対策を講じる必要性に迫られている。
そこで、電気自動車の接近に気づきやすくするため、電気自動車から何らかの音を発生させる、という対策が考えられる。しかし、道路上の著しい背景騒音の中で、歩行者等が認識できるレベルで音を発生させるということは、必然的に「不快」「うるさい」という反応を引き起こすという問題が生じる。
この問題を、ハイパーソニック・エフェクトを導き基幹脳の活性を高めるハイパーソニック・サウンドの二つの効果の両立を利用して解決することができる。電気自動車４９０からハイパーソニック・サウンドを発生させ、又はハイパーソニック・サウンドの超高周波成分を補完することによって、歩行者等の音に対する感受性を鋭敏化し、著しい道路交通騒音を有する環境の中にいても、電気自動車から発生される音が聞き取りやすくなるという効果を導く。その一方、脳の報酬系を活性化して音の快適性を高め、歩行者等の人間４８８が「不快」「うるさい」という反応をおこすことなく、電気自動車４９０から発生させる音のレベルを車の存在・接近を認識させ安全を確保するのに十分な高さまで上げることができる。この二つの効果の両立によって、快適性・安全性を飛躍的に高めることができる。（図１１３参照）。図１１３において、４９０は電気自動車であり、それに振動発生装置４９１を設けている。
これを実現するための振動発生装置及び音源は、本出願の第一から第三の実施形態に示した振動発生装置を応用することができる。また、この振動発生装置は、車体、タイヤ、窓ガラスなどにあらかじめ組み込んでおいてもよいし、外付けで取り付けてもよい。また、所定の自己相関秩序をもち可聴音と超高周波振動を含むハイパーソニック・サウンドを、単一の振動発生装置から発生させてもよいし、可聴音と超高周波振動を別々の振動発生装置から発生させ、それぞれのレベルやバランスを自由に調整可能にしてもよい。さらに、音源は記録媒体に記録されたものでもよいし、放送や通信システムによって伝送されたものでもよい。
さらに、この実施例では、以下のような利点も得られる。電気自動車から発生されたハイパーソニック・サウンドが歩道や自動車道の空間中に放射されることによって、その空間中に存在する歩行者・二輪車運転者等の基幹脳及び基幹脳ネットワークの活性化を導き、身体の恒常性維持や生体防御を司る自律神経系・内分泌系・免疫系を良好な状態に導くとともに、快適性を高める効果が期待できる。
さらに、この振動発生装置を応用することによって、以下のような自動車個体識別システムをつくることができる。すなわち、振動発生装置を組み込んだ電気自動車を製造する際に、そこから発生させる可聴域上限を超え音として知覚できない超高周波領域内の振動信号の中に、１台毎に個別の周波数・時間構造をもつ信号構造を付加する。これは指紋や声紋と同様に超高周波の知覚できない「振動紋」となり、自動車の個体識別機能を担わせることが可能になる。
そして、道路上の要所要所に、道路を通過する各自動車の「超高周波振動紋」を自動的に読み取る「自動車超高周波振動紋自動読取装置」を設置する。このシステムを、手配車輌の追跡など犯罪捜査の手がかりとして利用し、犯罪防止に役立てることが期待できる。
この効果のその他の応用例を示す。オフィス内に、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を補完することによって、感覚情報入力に対する感受性と覚醒度を高め、かつ快適性を高めることによって、仕事の作業効率を向上させる効果をもつ。
高齢者の居住する住宅や施設に、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を補完することによって、高齢者の感覚情報入力に対する感受性を高め、その結果、認知症の予防効果が期待できるとともに、快適性を高め、心身の健康を維持増進する効果をもつ。
学校の教室内に、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を補完することによって、学習者の感覚情報入力に対する感受性と覚醒度を高めることによって、学習効果を向上させるとともに、生徒や教師のイライラを緩和し、校内暴力の減少、子供たちの健全な発育、快適な学校生活をサポートする効果をもつ。
病院や医院で勤務する医者や看護師の勤務環境内に、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を補完することによって、感覚情報入力に対する感受性と覚醒度を高めるとともに、疲労感・ストレスを緩和することによって、医療ミスを減少させる効果をもつ。
国会議事堂そのほか会議を開催する空間において、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分を補完することによって、会議参加者の、感覚情報入力に対する感受性と覚醒度を高めるとともに、意見の衝突による怒りの感情やイライラ感を緩和することによって、不毛な対立を減らし、スムーズな議事進行を促進する効果をもつ。
第５の実施形態．
本発明に係る振動判別装置及び方法は、与えられた振動信号が、人間が音として知覚できる可聴周波数範囲である２０Ｈｚから１５ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚまでの範囲内の成分（可聴域成分）を有する振動であるとともに上記可聴周波数範囲をこえ例えば１ＭＨｚまでの範囲内の超高周波成分を有しているか否かを判別し、与えられた振動信号が上記第１の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別し、与えられた振動信号が上記第２の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別し、上記の三つの手段による判別結果を総合することにより、与えられた振動が上記振動信号の特徴を有するかどうかを判別することを特徴としている。
本発明に係る振動判別装置及び方法は、与えられた振動信号が、人間が音として知覚できる可聴周波数範囲である２０Ｈｚから１５ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚまでの範囲内の成分（可聴域成分）を有する振動であるとともに上記可聴周波数範囲をこえ例えば１ＭＨｚまでの範囲内の超高周波成分を有しているか否かを判別し、与えられた振動信号が上記第１の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別し、与えられた振動信号が上記第２の性質で表される自己相関秩序を有しているか否かを判別し、上記の三つの手段による判別結果を総合することにより、与えられた振動が上記振動信号の特徴を有するかどうかを判別することを特徴としている。
以下、振動判別装置及び方法に関する実施例について説明する。
図８７は第５の実施形態に係る基幹脳活性化効果の導出制御処理を示すフローチャートである。すなわち、図８７に、与えられた振動信号が、可聴域成分及び所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含み、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動であるか否かを判別する方法のフローチャートを示す。
図８７において、まず、ステップＳ１で振動信号を入力し、ステップＳ２において与えられた振動信号のパワースペクトルを、ＦＦＴ法、あるいは最大エントロピー法やユール・ウォーカー法などの自己相関モデルを用いたパワースペクトル推定法などを用いて計算する。次いで、ステップＳ３において、得られたパワースペクトルに基づいて、与えられた振動信号が人間の可聴周波数範囲である２０Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以内の成分（以下、可聴域成分という。）を含んでいるか否かを判別し、可聴域成分を含んでいない場合は、それ単独では基幹脳活性化効果を導くことのできない振動信号と判定する(ステップＳ１９）。可聴域成分を含んでいる場合には、ステップＳ４においてその振動信号が人間の可聴周波数上限である２０ｋＨｚ以上をこえ例えば１ＭＨｚの最大周波数までの周波数成分（以下、超高周波成分という。）を含んでいるか否かを判別する。超高周波成分を含んでいない場合は、それ単独では基幹脳活性化効果を導くことのできない振動と判定する。超高周波成分を含んでいる場合は、自己相関秩序に関する第１の性質の判別処理（ステップＳ５〜Ｓ１０）及び第２の性質の判別処理（ステップＳ１１〜Ｓ１６）に進む。
自己相関秩序に関する第１の性質の評価では、ステップＳ５において、まず上述した方法を用いて、振動信号の三次元パワースペクトルアレイを描画する。次いで、ステップＳ６において、得られた三次元パワースペクトルアレイ曲面のフラクタル次元局所指数を上述した方法を用いて求め、ステップＳ７において時間周波数構造指標が２−１から２−５の範囲におけるフラクタル次元局所指数の最小値が２．２以上であるか否かを判別する。フラクタル次元局所指数の最小値が２．２未満の場合は、第１の性質を満たさないと判定する（ステップＳ１０）。フラクタル次元局所指数の最小値が２．２以上の場合には、フラクタル次元局所指数の変動幅の評価に進む。ステップＳ８において、時間周波数構造指標が２−１から２−５の範囲におけるフラクタル次元局所指数の変動幅（絶対値）が０．４以下の場合には、第１の性質を満たすと判定し（ステップＳ９）、同様に変動幅（絶対値）が０．４をこえる場合には、第１の性質を満たさないと判定する（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ１７に進む。
一方、自己相関秩序に関する第２の性質の評価では、ステップＳ１１において上述した方法を用いて情報エントロピー密度を計算する。次いで、ステップＳ１２において得られた情報エントロピー密度が０の場合、あるいは−５以下の場合には、第２の性質を満たさないと判定する（ステップＳ１６）。情報エントロピー密度が０未満−５以上の場合には、情報エントロピー密度の時間分散であるエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘの評価に進む。ステップＳ１３において上述した方法により計算したエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘが０．００１より大きい場合には、第２の性質を満たすと判定され（ステップＳ１５）、０．００１以下の場合には、第２の性質を満たさないと判定する（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７において、以上の結果を総合し、可聴域成分と超高周波成分とのどちらも含む振動のうち、自己相関秩序に関する第１の性質又は第２の性質のどちらか一方を満たす振動は、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動と判定する（ステップＳ１８）。これに対して、可聴域成分と超高周波成分とのどちらも含む振動のうち、第１の性質と第２の性質のいずれも満たさない振動、可聴域成分を含まない振動、超高周波成分を含まない振動は、いずれも基幹脳活性化効果を導くことのできない振動と判定する（ステップＳ１９）。そして、当該処理を終了する。なお、「ステップＳ３」と「ステップＳ４からステップＳ１７の直前までのステップ」とは実行する順序を入れ替えてもよい。また、「ステップＳ７」と「ステップＳ８」とについても実行する順序を入れ替えてもよい。
図８７の処理のステップを、コンピュータにより実行可能なコンピュータプログラムで構成して例えば光ディスクなどのコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録し、それをドライブ装置で再生してもよい。また、その処理のプログラムを通信装置又は通信システムを用いて伝送してもよい。
図８８は第５の実施形態に係る基幹脳活性化効果の導出制御処理を行うハードウェア回路の構成例を示すブロック図である。すなわち、図８８に、振動信号が可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動としての条件を満たすかどうかを判別する装置の例を示す。この装置は、以下に述べるパワースペクトル判定回路８８０と、自己相関秩序の第１の性質判定回路８８４と、自己相関秩序の第２の性質判定回路８９０の大きく３つの要素から構成され、これらの処理は図８７の処理に対応して構成されている。
パワースペクトル判定回路８８０は、入力された振動信号をデジタル化するＡＤ変換回路８８１と、その出力結果を用いて高速フーリエ変換を行ってパワースペクトルを出力する高速フーリエ変換演算回路８８２と、出力されたパワースペクトルが可聴域と超高周波域において所定のレベルを有しているかを判定するレベル判定回路８８３とを備えて構成される。
自己相関秩序の第１の性質判定回路８８４は、入力された振動信号をデジタル化するＡＤ変換回路８８５と、例えば２０ｋＨｚのカットオフ周波数を有するハイパスフィルタ８８６と、自己相関モデルを用いて振動信号のパワースペクトル推定を行いそれに基づいて三次元パワースペクトルアレイを描画する三次元パワースペクトルアレイ演算回路８８７と、三次元パワースペクトルアレイ曲面のフラクタル次元を演算するフラクタル次元局所指数演算回路８８８と、得られたフラクタル次元局所指数とその変動幅が所定の性質を備えているか否かを判定する数値判定回路８８９とを備えて構成される。
自己相関秩序の第２の性質判定回路８９０は、入力された振動信号をデジタル化するＡＤ変換回路８９１と、自己相関モデルを用いて振動信号の情報エントロピー密度とその時間分散であるエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘを計算する情報エントロピー演算回路８９２と、得られた情報エントロピー密度が所定の範囲内の値をとるかどうかを判定する数値判定回路８９３と、情報エントロピー密度の分散を計算してエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘを求めるＥＶ−ｉｎｄｅｘ演算回路８９４と、得られたエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘの値が所定の値以上であるか否かを判定する数値判定回路８９５とを備えて構成される。
これら３つの回路８８０，８８４，８９０からの判定結果の入力を受けて、最終段のロジック判定回路８９６は、入力された振動信号が（１）基幹脳活性化効果を導くことのできる振動が備えるべき必須条件である可聴域成分と超高周波成分をそれぞれ備えているか、（２）自己相関秩序に関わる第１の性質を備えているか、（３）自己相関秩序に関わる第２の性質を備えているかを判定し、その結果に基づいて基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号の条件を満たしているか否かを判別する。
図８８の振動判別装置を例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、デジタル計算機又はコンピュータにより構成してもよい。
また、図８８の振動判別装置に入力される振動信号は、磁気テープや固形メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、ハードディスクなどの記憶媒体に記録された信号を電気信号に変換して入力するものでもよく、また電磁波・光・電気信号などの受信機などから変換・入力される電気振動でもよい。さらに、入力される振動信号は、空気振動をマイクロホンによって電気振動に変換したものや、固体や液体の振動をトランスデューサによって電気信号に変換したものでもよい。
図８８では、振動信号がパワースペクトル判定回路８８０と、自己相関秩序の第１の性質判定回路８８４と、自己相関秩序の第２の性質判定回路８９０とを並列で入力される例を示したが、これらの３つの回路８８０，８８４，８９０は直列に繋がっていてもよく、３つの回路８８０，８８４，８９０のうち２つのみが並列していてもよい。
図８８の判別装置を用いることによって、振動発生装置やそれを構成する個々の機構から出力される振動信号が、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号としての条件を満たしているか否かを判別することが可能になる。またその判定結果を、振動発生装置や、それを構成する個々の機構にフィードバックして、振動発生装置や個々の機構の特性を調整することもできる。さらに、ある与えられた機器が出力する振動信号を判別することによって、その機器が基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号を適切に処理する機能を有しているか否かについて評価することが可能になる。
次いで、上記の振動判別装置を応用して、実際の振動をモニタリングし基幹脳活性化効果を導くことができる振動としての条件を備えているかどうか判別し、振動発生装置にフィードバックする機能をもつ装置について以下説明する。
振動判別装置において、判別対象となる振動信号が「可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有する」という条件を満たさないと判別された場合、その振動信号から発生させた実際の振動は、基幹脳活性化効果を導くことができないことに加えて、通常の暗騒音状態に比して基幹脳の活性を低下させる危険性が高い。そのような場合、判別結果を振動発生装置にフィードバックすることによって、警報等を発生させ注意喚起する、あるいはハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の信号を加算することによって基幹脳活性化効果を導くことができる振動を発生させることが有効である。
図１１４は第５の実施形態に係る、振動のもつ自己相関秩序についての判定結果を用いて振動発生装置にフィードバックして振動発生設定の調整を行う振動モニタリングシステム５００の実施例を示す斜視図であり、図１１５は図１１４の振動モニタリングシステム５００の詳細構成を示すブロック図である。
図１１４に図示した振動モニタリングシステム５００は、振動発生装置５０１と、マイクロホン９１１及びマイクロホンアンプ９１２によって構成される振動信号入力装置５０２と、振動判別装置５０３と、判別結果に基づく制御信号発生装置５０４と、警報発生器５０６と、振動補完装置５０７と、判別結果モニタ装置５０５とを備えて構成される。図１１４において、振動発生装置５０１から発生された実際の振動が、振動信号入力装置５０２により電気信号に変換された後、振動判別装置５０３に入力される。振動判別装置５０３は、図８８の振動判別装置と同様に構成され、入力された振動信号が基幹脳活性化効果を導くことができる振動の条件を備えているか否かを判別し、その判別結果を、判別結果に基づく制御信号発生装置５０４及び判別結果モニタ装置５０５に出力する。判別結果に基づく制御信号発生装置５０４は、「入力される振動信号が基幹脳活性化効果を導くことができる振動の条件を備えていない、すなわち入力される振動信号が基幹脳活性化効果を導くことができない」と判別された場合、警報発生器５０６に制御信号を出力し、警報を発生させ、かつ／あるいは、振動補完装置５０７に制御信号を出力し、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分信号を発生させ、当該発生された信号を振動発生装置５０１の信号に加算して加算信号を発生する。判別結果モニタ装置５０５は、判別結果を表示する。
このような振動モニタリングシステム５００によって、聴取者は、現在聴取している振動が基幹脳活性化効果を導くことができる振動の条件を備えているかどうか確認することが可能にとなるとともに、条件を備えていない場合にも、ハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になり、その基幹脳活性低下を防ぎ安全性を確保できることはもとより、基幹脳ネットワーク系を活性化させることを通じて、心身の状態を改善向上させる積極的な効果が得られる。
計算式の補足説明．
以下、自己相関秩序に関する第１の性質及び第２の性質を導く計算式について説明する。まず、時間空間構造のフラクタル次元の局所指数について以下に説明する。ここで、振動信号データの三次元パワースペクトルアレイについて、その形状のフラクタル次元（ボックスカウント次元）の局所指数を次の手順で求めた。
以下、自己相関秩序に関する第１の性質及び第２の性質を導く計算式について説明する。まず、時間空間構造のフラクタル次元の局所指数について以下に説明する。ここで、振動信号データの三次元パワースペクトルアレイについて、その形状のフラクタル次元（ボックスカウント次元）の局所指数を次の手順で求めた。
（１）標本化周波数２ｆＮ（ｆＮは対象信号の最大周波数であるナイキスト周波数である）で標本化された全長Ｔ秒間の振動の時系列データＸを、長さＴＥ秒間の区間に分割した単位解析区間時系列データをＸｉ（ｔ）（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｔ＝１，２，…，２ｆＮ×ＴＥ）とする。ここで、Ｘｉ（ｔ）とＸｉ＋１（ｔ）とは、単位解析区間長の半分に相当するＴＥ／２秒間の重複区間をもつものとする。すなわち
［数８］
Ｘｉ＋１（ｔ）＝Ｘｉ（ｔ＋ｆＮ×ＴＥ） （１）
Ｘｉ＋１（ｔ）＝Ｘｉ（ｔ＋ｆＮ×ＴＥ） （１）
ただし、ｉ＝１，２，…，ｎ−１；ｔ＝１，２，…，ｆＮ×ＴＥである。ここで、自己回帰モデルの次元数１０のユール・ウォーカー（Ｙｕｌｅ−Ｗａｌｋｅｒ）法を用いて、各単位解析区間の時系列データＸｉ（ｔ）の片側パワースペクトルＱｉ（ｆ）を求める。
（２）片側パワースペクトルＱｉ（ｆ）のうち、人間の可聴域上限である２０ｋＨｚをこえる成分を抽出し、それをｄＢ表記したものをパワーＰｉ（ｆ）とする。すなわち
［数９］
Ｐｉ（ｆ）＝１０×ｌｏｇ１０Ｑｉ（ｆ） （２）
Ｐｉ（ｆ）＝１０×ｌｏｇ１０Ｑｉ（ｆ） （２）
ただし、２０ｋＨｚ≦ｆ≦ｆＮである。
（３）次いで、横軸を周波数ｆ（２０ｋＨｚ≦ｆ≦ｆＮ）、前後軸を区間ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）、上下軸をパワーＰｉ（ｆ）として、三次元空間にプロットしたものを三次元パワースペクトルアレイと呼ぶ。ただし、上下軸はパワースペクトルＱｉ（ｆ）に対しては対数表示になる。
（４）一般に、曲面Ｓを一辺の長さがｒの立方体で被覆した場合に必要な立方体の個数をＮ（ｒ）とする。Ｎ（ｒ）がｒ−Ｄに比例するようなＤが存在する場合、Ｄを曲面Ｓのフラクタル次元（ボックスカウント次元）と呼ぶ。すなわち、曲面Ｓがフラクタル構造をもつ場合には、
［数１０］
Ｎ（ｒ）∝ｒＤ （３）
すなわち、
［数１１］
Ｎ（ｒ）＝Ｃ×ｒ−Ｄ（ただし、Ｃは定数である。） （４）
が成立する。ここで両辺の対数をとると、次式を得る。
［数１０］
Ｎ（ｒ）∝ｒＤ （３）
すなわち、
［数１１］
Ｎ（ｒ）＝Ｃ×ｒ−Ｄ（ただし、Ｃは定数である。） （４）
が成立する。ここで両辺の対数をとると、次式を得る。
［数１２］
ｌｏｇＮ（ｒ）＝−Ｄ×ｌｏｇ（ｒ）＋ｌｏｇ（Ｃ） （５）
ｌｏｇＮ（ｒ）＝−Ｄ×ｌｏｇ（ｒ）＋ｌｏｇ（Ｃ） （５）
式（５）は、曲面Ｓにおいて、さまざまな長さｒに対する立方体の個数Ｎ（ｒ）を求め、ｒとＮ（ｒ）とを両対数でプロットしたときの直線の傾きに−１を乗じたものがフラクタル次元となることを示している。しかし、実際に与えられる曲面Ｓは完全なフラクタル構造をとることは稀である。そこで、与えられた曲面Ｓにおいて、さまざまな長さｒに対するＮ（ｒ）を両対数でプロットしたときに得られる回帰直線の傾きの符号を反転したものを統計的なフラクタル次元とみなす。
（５）以上をふまえて、上記（４）で得られた三次元パワースペクトルアレイを三次元的な曲面ＳＡととらえ、まず、曲面ＳＡの横軸、前後軸に沿った最大幅がそれぞれ１となるように、両軸をそれぞれスケーリングする。上下軸方向は、横軸及び前後軸におけるそれぞれの縮小拡大率の相乗平均で振幅をスケーリングする。
（６）次に、横軸と前後軸が構成する平面への曲面ＳＡの正射影を底面とする一辺の長さが１の立方体の各辺をｑｋ等分した立方体Ｂｋを考える。ここで、ｑはｑ＞１の実数、ｋはｋ≧０の整数とする。立方体Ｂｋの一辺の長さはｑ−ｋである。また、立方体Ｂｋで曲面ＳＡを被覆するために必要な立方体Ｂｋの個数をＭ（ｋ）とすると、式（５）において、Ｎ（ｒ）＝Ｍ（ｋ），ｒ＝ｑ−ｋである。Ｄは回帰直線から得られる傾きであることに注意しつつ、式（５）にこれらを代入すると、次式を得る。
［数１３］
ｌｏｇＭ（ｋ）≒Ｄ×ｌｏｇ（ｑｋ）＋ｌｏｇ（Ｃ） （６）
ｌｏｇＭ（ｋ）≒Ｄ×ｌｏｇ（ｑｋ）＋ｌｏｇ（Ｃ） （６）
同様に、次式を得る。
［数１４］
ｌｏｇＭ（ｋ＋１）≒Ｄ×ｌｏｇ（ｑｋ＋１）＋ｌｏｇ（Ｃ） （７）
ｌｏｇＭ（ｋ＋１）≒Ｄ×ｌｏｇ（ｑｋ＋１）＋ｌｏｇ（Ｃ） （７）
（７）ここで、ｋとｋ＋１の間の局所的なＤの値をＬ（ｋ）とすると次式を得る。
［数１５］
Ｌ（ｋ）
＝（ｌｏｇＭ（ｋ＋１）−ｌｏｇＭ（ｋ））／（ｌｏｇ（ｑｋ＋１）−ｌｏｇ（ｑｋ））
＝（ｌｏｇＭ（ｋ＋１）−ｌｏｇＭ（ｋ））／ｌｏｇ（ｑ） （８）
Ｌ（ｋ）
＝（ｌｏｇＭ（ｋ＋１）−ｌｏｇＭ（ｋ））／（ｌｏｇ（ｑｋ＋１）−ｌｏｇ（ｑｋ））
＝（ｌｏｇＭ（ｋ＋１）−ｌｏｇＭ（ｋ））／ｌｏｇ（ｑ） （８）
ここで、ｑ−ｋを曲面ＳＡの時間周波数構造指標、Ｌ（ｋ）を時間周波数構造指標ｑ−ｋにおける曲面ＳＡのフラクタル次元局所指数と定義する。
（８）フラクタル次元の局所指数Ｌ（ｋ）は、式（５）におけるグラフの微分値を差分により求めたものに相当し、フラクタル次元を厳密に定義することができない曲面についても算出することが可能である。一定の時間周波数構造指標の範囲内において曲面ＳＡがフラクタル構造をとる場合は、Ｌ（ｋ）は位相次元に相当する整数（曲面の場合は２である。）でない一定値に近い値をとる。そこで、この局所指数の挙動を調べることによって、曲面ＳＡのフラクタル構造を分析した。
本発明に係る実施形態及び実施例においては、以上の方法を用いて、ｆＮ＝９６ｋＨｚ，Ｔ＝５１．２秒，ＴＥ＝０．２秒，ｑ＝２、ｋ＝１，２，３，４，５の条件のもとで計算を行っている。
次いで、振動信号の情報エントロピー密度の算出方法について以下に説明する。ここで、振動信号の時系列データの情報エントロピー密度を以下の手順で求めた。
（１）標本化周波数２ｆＮ（ｆＮはナイキスト周波数であり、元信号の最大周波数である。）で標本化された全長Ｔ秒間の振動の時系列データＸを、長さＴＥ秒間の区間に分割した単位解析区間時系列データをＸｉ（ｔ）（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｔ＝１，２，…，２ｆＮ×ＴＥ）とする。
（２）Ｘｉ（ｔ）の両側及び片側パワースペクトルをＳｉ（ｆ）とＱｉ（ｆ）とすると、Ｘｉ（ｔ）の確率密度関数がガウス（Ｇａｕｓｓ）分布の場合、情報エントロピー密度ｈｉは次式で表わされる（例えば、非特許文献７参照。）。
（２）Ｘｉ（ｔ）の両側及び片側パワースペクトルをＳｉ（ｆ）とＱｉ（ｆ）とすると、Ｘｉ（ｔ）の確率密度関数がガウス（Ｇａｕｓｓ）分布の場合、情報エントロピー密度ｈｉは次式で表わされる（例えば、非特許文献７参照。）。
（３）各単位解析区間の時系列データＸｉ（ｔ）から、自己相関モデル次数１０のユール・ウォーカー法を用いて、片側パワースペクトルＱｉ（ｆ）を求め、上記式（２）に代入すると、区間ｉの情報エントロピー密度ｈｉが得られる。
（４）情報エントロピー密度ｈｉについて、区間１から区間ｎまでの分散ｖａｒ（ｈｉ）をエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘとする。なお、本実施形態においては、以上の方法を用いて、ｆＮ＝９６ｋＨｚ，Ｔ＝５１．２秒，ＴＥ＝０．２秒の条件のもとで計算を行っている。
以上詳述したように、本発明によれば、ハイパーソニック・サウンド自身の詳細な性質を明確にし、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動を発生するための装置及び方法、その振動を判別するための装置及び方法を提供することができる。そのことにより、人間における快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司る脳の報酬系神経回路を含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、音をはじめさまざまな感覚入力一般に対する美的感受性を増強し、快さ、美しさ、感動を高めることが可能になる。また、基幹脳の司る全身の恒常性維持と生体防御などの身体活性を旺盛にする効果を導くだけでなく、基幹脳活性の異常によって引き起こされ現代社会で大きな問題となっている高血圧、高脂血症、糖尿病などのメタボリック・シンドローム、ガン、脳血管障害、心臓疾患、花粉症やアトピー性皮膚炎を含む免疫異常などの生活習慣病、うつ病、統合失調症、認知症、慢性疲労症候群、注意欠陥多動性障害などのさまざまな精神疾患、自殺・自傷行為、異常な攻撃性の亢進といった行動の異常などを総合的に改善させるとともに、健康で快適な生活を維持する効果を導くことが可能になる。本発明のもつこれらの効果は、以下の諸産業における利用が期待される。
まず、本発明は、情報通信技術に関わる諸産業に直接的に技術革新をもたらす。
オーディオ機器産業においては、既存のオーディオ機器並びに近年急速に普及しているホームシアターなどで用いられる映像音響（ＡＶ）機器の多くは信号フォーマット並びに再生機器の性能の限界によって基幹脳活性化効果を導くために必須の超高周波成分を記録再生することができず、従って、基幹脳活性化効果を導くことができていない。本発明は、これらの機器を用いた場合にも基幹脳活性化効果を導く振動を発生し、聴取者に、美と感動そして健康と快適をもたらすことを可能にする。この技術革新により、オーディオ機器産業に新しい市場を開くことが期待される。
コンテンツ産業においては、パッケージメディアの主流がＣＤ等のデジタルメディアに切り替わったことに対応して、１９８０年代以降に当該分野で録音又は録音録画された膨大なコンテンツの大部分は、当時のスタジオで使われていたデジタルコンテンツ規格に従い、録音再生可能帯域の上限が２２ｋＨｚ〜２４ｋＨｚに制限されており、基幹脳活性化効果を導くことができない。本発明は、こうしたコンテンツから基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生することを可能にする。これにより、膨大な既存のコンテンツ資産の芸術的価値と安全性を高めることを可能にする。加えて、本発明は、映像と音が同時に呈示される映像音響コンテンツにおいても、基幹脳活性化効果を発生させることを可能ならしめることにより、記録・伝送可能な情報容量や情報伝達速度の制約のために画質と音質がトレードオフにあるという従来の技術的問題を克服して、視聴者の映像と音に対する美的感受性を並行して増強し、実質的に情報量を増大させたのと同等の効果を導き、感性的芸術的価値を総合的に高めたコンテンツの制作を可能にする。
放送・配信産業においても、現状のテレビ放送・インターネット通信などを介して伝送・配信される音声信号のほとんどは、基幹脳活性化効果を導くために必須の超高周波成分を記録再生することができないフォーマットを使用しているため、基幹脳を活性化させることができない。本発明は、これら放送・配信される振動信号から、基幹脳活性化効果を導くことができる振動を発生することを可能にする。また、将来的に超高周波成分を伝送できるフォーマットが採用された場合、この発明により、基幹脳活性化効果を導くことができる振動信号を含有したコンテンツを制作して伝送することが可能になる。さらに、コンテンツ産業で期待される効果と同様に、テレビ放送や動画配信など映像と画像など複数の異なる種類の感覚情報を伝送する手段においても、通信回線の情報伝達速度の制約のために、画質と音質とがトレードオフの関係にあるという技術的問題を克服して、視聴者の映像と音に対する美的感受性を並行して増強し、実質的に時間あたり伝送可能な情報量を増大させたのと同等の効果を導き、感性的芸術的価値を総合的に高めたコンテンツの配信を可能にする。
以上の情報通信技術に関わる諸産業における利用に加えて、本発明は、人間をとりまく環境の振動情報を基幹脳活性化効果を導くことのできるように改善することを可能にする。この新しい情報環境造成手法をさまざまな産業で利用することが期待される。
まず、医療産業分野においては、現代人が生活する空間の振動情報を基幹脳活性化効果を導くことのできるように改善することにより、基幹脳活性の低下が疾患の発症と推移に大きな影響をおよぼしていると考えられ現代社会で深刻な問題となっているさまざまな生活習慣病や精神と行動の異常などの現代病と総括されるさまざまな疾患の予防と治療を導くことが可能になる。さらに、基幹脳活性を改善することにより、免疫能を高め、ストレスを減じ、健康で快適な生活を構築、維持することが可能になる。
次に、都市計画・建築分野においては、現代都市における市街地や公共空間などの振動情報を基幹脳活性化効果を導くことのできるように改善することにより、現代の都市環境下で深刻な問題となっている、基幹脳活性の低下によるさまざまな生活習慣病や精神と行動の異常症状の改善と予防を導き、都市に居住又は通勤・通学する人々の健康な生活を維持することが可能になる。さらに、人が再び訪れたくなる街、買い物がより楽しくなるモール、にぎわいのある小径、なぜか足が向く広場などを実現することによって、快適性と集客力を高め、地域の活性化を導くことが可能になる。
育児・教育産業分野においては、家庭内空間や学校内空間の振動情報を基幹脳活性化効果を導くことのできるように改善することにより、基幹脳活性の異常によって引き起こされ、近年急速に増大している自閉症の発症を予防するとともに、いじめ、不登校、自殺・自傷行為、摂食障害、学級崩壊などさまざまな精神や行動の異常症状の改善と予防を導くとともに、子供の心身の健やかな発育を実現する大きな産業上の利用可能性を有している。
公共交通・自動車産業分野においては、鉄道、航空機、自動車などの運転席、操縦席の振動情報を基幹脳活性化効果を導くことのできるよう改善することにより、基幹脳が担う重要な機能の一つである注意覚醒水準を高め、操縦士・運転手のヒューマンエラーや居眠りなどによる事故発生を防止することが期待される。加えて、駅や空港、あるいは車内や機内の振動情報を基幹脳活性化効果を導くことのできるよう改善することにより、集客の快適性を顕著に高めるとともに、特に鉄道産業において近年激増し深刻な問題となっている乗客の暴力行為や自殺を抑止することが可能になる。さらに、当該の交通機関を利用することによって、乗客の現代病発症を予防又は改善し、より健康な生活を維持することが可能になる公共交通を実現することが期待される。
本発明は、以上の産業にとどまらず、居住空間、執務空間、公共施設空間、市街地空間など、個人をとりまく空間から公共的な空間にいたるあらゆる環境造成産業と結びつくことにより、それらの空間を利用する人間の快適性と安全性を高める振動情報環境を創出する、「情報環境造成産業」とも呼ぶべき、新しい産業の勃興に繋がると期待される。
本発明は、上述したあらゆる産業において、従来、蓄積され用いられてきた振動情報のコンテンツ及び振動発生装置、さらにそれらを利用した環境造成手法の本格的な再構築を導く。
以上のような広大な領域に展開しうる本発明の実用化によって発生する産業的経済的波及効果は、はかりしれない。
１…ガムラン、
２…マイクロホン、
３…前置増幅器、
４…ＡＤ変換器、
５…ＤＡ変換器、
６…再生増幅器、
７ａ…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、
７ｂ…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
８ａ，８ｂ…電力増幅器、
９ａａ，９ｂａ…右側スピーカ、
９ａｂ，９ｂｂ…左側スピーカ、
１０…磁気記録再生装置、
１１…磁気記録部、
１２…磁気記録ヘッド、
１３…磁気テープ、
１４…磁気再生ヘッド、
１５…磁気再生部、
１６…磁気テープ走行方向、
２０…部屋、
３０…人間（聴取者）、
３１…脳波データ受信記録装置、
３２…脳波検出送信装置、
３３，３４…アンテナ、
４１…断層撮影装置、
４２…断層撮影用検出装置、
７０…振動信号増幅器、
７１，７１Ａ…スピーカ、
７２…振動信号記録再生装置、
７４…マイクロホン、
７５…可聴域音特性計測器、
７６…再生振動特性調整器、
７７…ＢＧＭ再生装置、
８１，８２，８３…聴取者、
８１ｐ…携帯型音楽プレーヤ、
９０…人間（聴取者）、
９１…椅子、
９２…振動発生素子、
１０１…脳幹、
１０２…視床、
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、
１２４…イヤーパッド、
１２５…小型電池、
１６０…ブローチ型信号発生装置、
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…平板、
１７１，１７１ａ…液流発生装置、
１７２，１７２ａ〜１７２ｉ…突起物、
１７３，１７４，１７５…トランスデューサ、
１７６…アクチュエータ、
１７７…深さ可変型円形凹部、
１７８…高さ可変型円形凸部、
１７９…突起物、
１８０…振動信号発生器、
１８１…振動信号前置増幅器、
１８２…ハイパスフィルタ、
１８３…超高周波成分用振動信号増幅器、
１８４…超高周波成分用振動発生素子、
１８５…ローパスフィルタ、
１８６…可聴域成分用振動信号増幅器、
１８７…可聴域成分用振動発生素子、
２００…信号再生装置、
２０１…メモリ、
２０２…マイクロアンプ、
２０３…電池、
２１０…シャツ、
２３０…水平水路、
２３１…床面、
２４０…装置筐体、
２４１…水滴発生器、
２４２…液体、
２４３，２４４…トランスデューサ、
２４５…マイクロホン、
２４６…ミキサー、
２５０…装置筐体、
２５１〜２５５…間仕切り板、
２５６…圧縮空気発生器、
２５７、２５８、２５９…間仕切り板位置可変方向、
２６０…金属片、
２６０ａ…金属片振動方向、
２６１…円筒部材、
２６２…突起物、
３００…信号源ディスク、
３０１…プレーヤ、
３０２…前置増幅器、
３１０…左チャンネル回路、
３１１…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、
３１２…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
３１３、３１３ａ、３１３ｂ…イヤホン増幅器、
３１４、３１４ａ、３１４ｂ…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、３３４ａ、３３４ｂ…イヤホン、
３３５…電力分配ネットワーク、
３４０…聴取者、
３４１…聴取者の頭部、
３５０…フルフェースヘルメット、
３６０…音絶縁化全身コート、
３７０…振動発生装置、
３７１…接続型超高周波振動発生素子、
３７２，３７３…超高周波振動発生素子、
３７４…超高周波振動発生素子付ケーブル、
３７５…信号源のメモリ、
３７６…アンプユニット、
３７７…電源ユニット、
３８０…信号送信機、
３８１…トランスデューサ、
３８２…信号再構成回路、
３８３…信号送信回路、
３９０…配信ネットワーク、
３９１…信号再構成回路、
４００…携帯型信号受信機、
４０１…信号受信回路、
４０２…信号再構成回路、
４０３…振動発生装置、
４１０…携帯電話機、
４１１…スピーカ、
４１２…筐体、
４１３…シート、
４１４…超高周波振動発生素子、
４１５…ヘッドセット、
４１６…ケーブル、
４１７…超高周波振動発生素子、
４１８…ピエゾプラスチック製被覆、
４２０…携帯型音楽プレーヤ、
４２１…イヤホン、
４２２…ケーブル、
４２３…振動発生装置、
４２４…超高周波振動発生素子、
４２５…メモリ
４２６…マイクロアンプ
４２７…電池
４３０…コンサートホール、
４３１…舞台、
４３２…ワイヤレス振動信号送信機、
４３３…ワイヤレス振動信号受信機及び振動発生装置、
４３４…ペンダント型振動発生装置、
４３５…天井吊り下げ型振動発生装置、
４３６…椅子装着型振動発生装置、
４３７…椅子埋込型振動発生装置、
４４０…電子楽器装置、
４４１…電子楽器、
４４２…補完振動源、
４４３…加算器、
４４４…デジタルシンセサイザー、
４５０…空間、
４５１…振動発生装置、
４６０…振動する壁、
４６１…聴取者、
４７０…振動信号再生装置、
４７０ｄ…記録媒体、
４７１…振動信号増幅器、
４７２…拡声装置、
４７３…マイクロホン、
４７４…振動信号加算調整器、
４７５…マイクロホン、
４７６…振動計測器、
４８０…駅構内、
４８１…柱取り付け型振動発生装置、
４８２…信号受信機、
４８３…超高周波振動信号受信機、
４８４…スピーカ（拡声装置）、
４８５…振動発生装置、
４８５ｍ…メモリ、
４８６…ハイパーソニック・サウンド生成装置、
４８７…スピーカ（拡声装置）、
４８８…人間、
４８９…超高周波振動発生装置、
４９０…電気自動車、
４９１…振動発生装置、
５００…振動モニタリングシステム、
５０１…振動発生装置、
５０２…振動信号入力装置、
５０３…振動判別装置、
５０４…判別結果に基づく制御信号発生装置、
５０５…判別結果モニタ装置、
５０６…警報発生器、
５０７…振動補完装置、
５１１…振動信号解析装置、
５１２…危険度判定装置、
５１３…振動補完装置、
５４０…振動発生空間、
５４１…振動信号記憶装置、
５４２…振動発生装置、
５６０…振動発生空間、
５６１…音源、
５６２…椅子、
５６３…聴取者、
５７０…振動発生空間、
５７１，５７２…振動発生装置、
５８１，５８２，５８４…増幅回路、
５８３…加算器、
６１０…ＣＤプレーヤ、
６１１…信号補完装置、
６１２…増幅器、
６１３…スピーカ、
６２０…携帯型プレーヤ、
６２１…信号補完装置、
６２２…イヤホン、
６２３…超高周波振動体、
６２４…聴取者、
６３０…テレビジョン受像機、
６３１…信号補完装置、
６３２…スピーカ、
６４１，６４３…再生回路、
６４２…帯域伸長回路
６４４…加算器、
６４５…ハイパスフィルタ、
６５１，６６１，６６１−１〜６６１−４…オリジナル振動信号記憶装置、
６５２，６６２，６６２−１〜６６２−４…再生回路、
６５３…帯域伸長回路、
６５４…加算器、
６６３…ハイパスフィルタ、
６６４ａ，６６４ｂ，６６７ａ，６６７ｂ…スイッチ、
６６５…電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）、
６６６…減衰器、
６７０…比較器、
６７１…絶対値信号検出器、
６７２…制御信号発生回路、
６７３，６７４…ＡＤ変換器、
６７３ａ…周波数変換器、
６７５，６７５Ａ…アクティブプロセッシング回路、
６７５ａ…畳み込み演算器、
６７５ｂ…自己相関係数コントローラ、
６７５ｃ…乗算器、
６７５ｄ…伝達関数コントローラ、
６７５ｅ…時系列変換器、
６７６…自己相関係数演算器、
６７６ａ…伝達関数演算器、
６７７…再生回路、
６７８…ハイパスフィルタ、
６７９…加算器、
６８０…コントローラ、
６８０ｍ…メモリ、
６８１〜６８８…スイッチ、
６９１，６９２…加算器、
６９３，６９４…フィルタ、
６９５…スーパーオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）、
６９６…ＳＡＣＤプレーヤ、
６９７…ローパスフィルタ、
６９８，６９９…ハイパスフィルタ、
７００…振動伝達性媒質充填容器、
７０１…アクチュエータ、
７０２…弾性振動体、
７０３…ムービングマグネット型変動検出素子、
７０４…ムービングマグネット、
７０５…コイル、
７０６…振動伝達性媒質、
７１０…コンデンサ型変動検出素子、
７１１…可動電極、
７１２，７１３…固定電極、
７１４…バイアス電圧源、
７２０…弾性振動体、
７３０…弾性振動体兼用変動検出コイル、
７３１，７３２…永久磁石、
７５０…弾性振動体、
７５１…振動検出素子、
８００，８００ａ，８００ｂ，８００ｃ…超高周波振動再生装置、
８１２…聴取者、
８１２ａ…頭部、
８１２ｂ…身体表面、
８３０ｐ…ペンダント型振動発生装置、
８３２…トランスデューサ、
８３２Ａ…超高周波振動再生装置、
８３２ａ…超高周波トランスデューサ、
８３３…マイクロアンプ、
８３４…メモリ、
８３５…電池、
８５０…携帯型音楽プレーヤ、
８５１…ヘッドホン、
８５２…ディスプレイ、
８５３…ブルーレイディスク、
８５４…ブルーレイディスクプレーヤ、
８５５…ＡＶアンプ、
８５６…５．１ｃｈサラウンドスピーカシステム、
８６０…超高周波振動呈示装置、
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、
８８１…ＡＤ変換回路、
８８２…高速フーリエ変換回路、
８８３…レベル判定回路、
８８４…第１の性質判定回路、
８８５…ＡＤ変換回路、
８８６…ハイパスフィルタ、
８８７…三次元パワースペクトルアレイ演算回路、
８８８…フラクタル次元局所指数演算回路、
８８９…数値判定回路、
８９０…第２の性質判定回路、
８９１…ＡＤ変換回路、
８９２…情報エントロピー密度演算回路、
８９３…数値判定回路、
８９４…ＥＶ−ｉｎｄｅｘ演算回路、
８９５…数値判定回路、
８９６…ロジック判定回路、
９００…可聴域振動再生装置、
９００ａ…ヘッドホン、
９１０…振動信号入力装置、
９１１…マイクロホン、
９１２…マイクロホンアンプ、
９１５…解析結果モニタ装置、
９１６…警報発生器、
９５０…振動発生装置、
９５２…サウナ型超高周波振動呈示装置、
９５２ａ…超高周波トランスデューサ、
９５４…航空機等の操縦室、
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、
９６１…振動補完装置、
９６２…検出発生装置、
９６２ａ…振動発生装置、
９６２ｂ…構内音検出装置、
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチ。
２…マイクロホン、
３…前置増幅器、
４…ＡＤ変換器、
５…ＤＡ変換器、
６…再生増幅器、
７ａ…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、
７ｂ…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
８ａ，８ｂ…電力増幅器、
９ａａ，９ｂａ…右側スピーカ、
９ａｂ，９ｂｂ…左側スピーカ、
１０…磁気記録再生装置、
１１…磁気記録部、
１２…磁気記録ヘッド、
１３…磁気テープ、
１４…磁気再生ヘッド、
１５…磁気再生部、
１６…磁気テープ走行方向、
２０…部屋、
３０…人間（聴取者）、
３１…脳波データ受信記録装置、
３２…脳波検出送信装置、
３３，３４…アンテナ、
４１…断層撮影装置、
４２…断層撮影用検出装置、
７０…振動信号増幅器、
７１，７１Ａ…スピーカ、
７２…振動信号記録再生装置、
７４…マイクロホン、
７５…可聴域音特性計測器、
７６…再生振動特性調整器、
７７…ＢＧＭ再生装置、
８１，８２，８３…聴取者、
８１ｐ…携帯型音楽プレーヤ、
９０…人間（聴取者）、
９１…椅子、
９２…振動発生素子、
１０１…脳幹、
１０２…視床、
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、
１２４…イヤーパッド、
１２５…小型電池、
１６０…ブローチ型信号発生装置、
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…平板、
１７１，１７１ａ…液流発生装置、
１７２，１７２ａ〜１７２ｉ…突起物、
１７３，１７４，１７５…トランスデューサ、
１７６…アクチュエータ、
１７７…深さ可変型円形凹部、
１７８…高さ可変型円形凸部、
１７９…突起物、
１８０…振動信号発生器、
１８１…振動信号前置増幅器、
１８２…ハイパスフィルタ、
１８３…超高周波成分用振動信号増幅器、
１８４…超高周波成分用振動発生素子、
１８５…ローパスフィルタ、
１８６…可聴域成分用振動信号増幅器、
１８７…可聴域成分用振動発生素子、
２００…信号再生装置、
２０１…メモリ、
２０２…マイクロアンプ、
２０３…電池、
２１０…シャツ、
２３０…水平水路、
２３１…床面、
２４０…装置筐体、
２４１…水滴発生器、
２４２…液体、
２４３，２４４…トランスデューサ、
２４５…マイクロホン、
２４６…ミキサー、
２５０…装置筐体、
２５１〜２５５…間仕切り板、
２５６…圧縮空気発生器、
２５７、２５８、２５９…間仕切り板位置可変方向、
２６０…金属片、
２６０ａ…金属片振動方向、
２６１…円筒部材、
２６２…突起物、
３００…信号源ディスク、
３０１…プレーヤ、
３０２…前置増幅器、
３１０…左チャンネル回路、
３１１…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、
３１２…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
３１３、３１３ａ、３１３ｂ…イヤホン増幅器、
３１４、３１４ａ、３１４ｂ…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、３３４ａ、３３４ｂ…イヤホン、
３３５…電力分配ネットワーク、
３４０…聴取者、
３４１…聴取者の頭部、
３５０…フルフェースヘルメット、
３６０…音絶縁化全身コート、
３７０…振動発生装置、
３７１…接続型超高周波振動発生素子、
３７２，３７３…超高周波振動発生素子、
３７４…超高周波振動発生素子付ケーブル、
３７５…信号源のメモリ、
３７６…アンプユニット、
３７７…電源ユニット、
３８０…信号送信機、
３８１…トランスデューサ、
３８２…信号再構成回路、
３８３…信号送信回路、
３９０…配信ネットワーク、
３９１…信号再構成回路、
４００…携帯型信号受信機、
４０１…信号受信回路、
４０２…信号再構成回路、
４０３…振動発生装置、
４１０…携帯電話機、
４１１…スピーカ、
４１２…筐体、
４１３…シート、
４１４…超高周波振動発生素子、
４１５…ヘッドセット、
４１６…ケーブル、
４１７…超高周波振動発生素子、
４１８…ピエゾプラスチック製被覆、
４２０…携帯型音楽プレーヤ、
４２１…イヤホン、
４２２…ケーブル、
４２３…振動発生装置、
４２４…超高周波振動発生素子、
４２５…メモリ
４２６…マイクロアンプ
４２７…電池
４３０…コンサートホール、
４３１…舞台、
４３２…ワイヤレス振動信号送信機、
４３３…ワイヤレス振動信号受信機及び振動発生装置、
４３４…ペンダント型振動発生装置、
４３５…天井吊り下げ型振動発生装置、
４３６…椅子装着型振動発生装置、
４３７…椅子埋込型振動発生装置、
４４０…電子楽器装置、
４４１…電子楽器、
４４２…補完振動源、
４４３…加算器、
４４４…デジタルシンセサイザー、
４５０…空間、
４５１…振動発生装置、
４６０…振動する壁、
４６１…聴取者、
４７０…振動信号再生装置、
４７０ｄ…記録媒体、
４７１…振動信号増幅器、
４７２…拡声装置、
４７３…マイクロホン、
４７４…振動信号加算調整器、
４７５…マイクロホン、
４７６…振動計測器、
４８０…駅構内、
４８１…柱取り付け型振動発生装置、
４８２…信号受信機、
４８３…超高周波振動信号受信機、
４８４…スピーカ（拡声装置）、
４８５…振動発生装置、
４８５ｍ…メモリ、
４８６…ハイパーソニック・サウンド生成装置、
４８７…スピーカ（拡声装置）、
４８８…人間、
４８９…超高周波振動発生装置、
４９０…電気自動車、
４９１…振動発生装置、
５００…振動モニタリングシステム、
５０１…振動発生装置、
５０２…振動信号入力装置、
５０３…振動判別装置、
５０４…判別結果に基づく制御信号発生装置、
５０５…判別結果モニタ装置、
５０６…警報発生器、
５０７…振動補完装置、
５１１…振動信号解析装置、
５１２…危険度判定装置、
５１３…振動補完装置、
５４０…振動発生空間、
５４１…振動信号記憶装置、
５４２…振動発生装置、
５６０…振動発生空間、
５６１…音源、
５６２…椅子、
５６３…聴取者、
５７０…振動発生空間、
５７１，５７２…振動発生装置、
５８１，５８２，５８４…増幅回路、
５８３…加算器、
６１０…ＣＤプレーヤ、
６１１…信号補完装置、
６１２…増幅器、
６１３…スピーカ、
６２０…携帯型プレーヤ、
６２１…信号補完装置、
６２２…イヤホン、
６２３…超高周波振動体、
６２４…聴取者、
６３０…テレビジョン受像機、
６３１…信号補完装置、
６３２…スピーカ、
６４１，６４３…再生回路、
６４２…帯域伸長回路
６４４…加算器、
６４５…ハイパスフィルタ、
６５１，６６１，６６１−１〜６６１−４…オリジナル振動信号記憶装置、
６５２，６６２，６６２−１〜６６２−４…再生回路、
６５３…帯域伸長回路、
６５４…加算器、
６６３…ハイパスフィルタ、
６６４ａ，６６４ｂ，６６７ａ，６６７ｂ…スイッチ、
６６５…電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）、
６６６…減衰器、
６７０…比較器、
６７１…絶対値信号検出器、
６７２…制御信号発生回路、
６７３，６７４…ＡＤ変換器、
６７３ａ…周波数変換器、
６７５，６７５Ａ…アクティブプロセッシング回路、
６７５ａ…畳み込み演算器、
６７５ｂ…自己相関係数コントローラ、
６７５ｃ…乗算器、
６７５ｄ…伝達関数コントローラ、
６７５ｅ…時系列変換器、
６７６…自己相関係数演算器、
６７６ａ…伝達関数演算器、
６７７…再生回路、
６７８…ハイパスフィルタ、
６７９…加算器、
６８０…コントローラ、
６８０ｍ…メモリ、
６８１〜６８８…スイッチ、
６９１，６９２…加算器、
６９３，６９４…フィルタ、
６９５…スーパーオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）、
６９６…ＳＡＣＤプレーヤ、
６９７…ローパスフィルタ、
６９８，６９９…ハイパスフィルタ、
７００…振動伝達性媒質充填容器、
７０１…アクチュエータ、
７０２…弾性振動体、
７０３…ムービングマグネット型変動検出素子、
７０４…ムービングマグネット、
７０５…コイル、
７０６…振動伝達性媒質、
７１０…コンデンサ型変動検出素子、
７１１…可動電極、
７１２，７１３…固定電極、
７１４…バイアス電圧源、
７２０…弾性振動体、
７３０…弾性振動体兼用変動検出コイル、
７３１，７３２…永久磁石、
７５０…弾性振動体、
７５１…振動検出素子、
８００，８００ａ，８００ｂ，８００ｃ…超高周波振動再生装置、
８１２…聴取者、
８１２ａ…頭部、
８１２ｂ…身体表面、
８３０ｐ…ペンダント型振動発生装置、
８３２…トランスデューサ、
８３２Ａ…超高周波振動再生装置、
８３２ａ…超高周波トランスデューサ、
８３３…マイクロアンプ、
８３４…メモリ、
８３５…電池、
８５０…携帯型音楽プレーヤ、
８５１…ヘッドホン、
８５２…ディスプレイ、
８５３…ブルーレイディスク、
８５４…ブルーレイディスクプレーヤ、
８５５…ＡＶアンプ、
８５６…５．１ｃｈサラウンドスピーカシステム、
８６０…超高周波振動呈示装置、
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、
８８１…ＡＤ変換回路、
８８２…高速フーリエ変換回路、
８８３…レベル判定回路、
８８４…第１の性質判定回路、
８８５…ＡＤ変換回路、
８８６…ハイパスフィルタ、
８８７…三次元パワースペクトルアレイ演算回路、
８８８…フラクタル次元局所指数演算回路、
８８９…数値判定回路、
８９０…第２の性質判定回路、
８９１…ＡＤ変換回路、
８９２…情報エントロピー密度演算回路、
８９３…数値判定回路、
８９４…ＥＶ−ｉｎｄｅｘ演算回路、
８９５…数値判定回路、
８９６…ロジック判定回路、
９００…可聴域振動再生装置、
９００ａ…ヘッドホン、
９１０…振動信号入力装置、
９１１…マイクロホン、
９１２…マイクロホンアンプ、
９１５…解析結果モニタ装置、
９１６…警報発生器、
９５０…振動発生装置、
９５２…サウナ型超高周波振動呈示装置、
９５２ａ…超高周波トランスデューサ、
９５４…航空機等の操縦室、
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、
９６１…振動補完装置、
９６２…検出発生装置、
９６２ａ…振動発生装置、
９６２ｂ…構内音検出装置、
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチ。
Claims (4)
- 信号再生装置と、上記信号再生装置に無線又は有線で接続された振動発生装置とを備えた信号再生システムであって、
上記信号再生装置は、
可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分と、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分とを有し、第１の性質と第２の性質とのうち少なくともいずれかの性質で表される自己相関秩序を有する振動又は振動信号を発生する手段を備え、
上記振動発生装置は、上記振動又は上記振動信号から発生させた実際の振動を上記人間に印加することにより、当該人間の脳幹・視床・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及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系活性化効果を導くことができることを特徴とする振動発生装置であって、
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分についての、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックスの一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものと、完全に予測不可能でランダムなものとを除き、上記振動信号の時系列の予測可能性又は不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有し、
上記可聴周波数範囲は２０Ｈｚから２０ｋＨｚまでの範囲であり、
上記最大周波数は、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ又は１ＭＨｚであることを特徴とする信号再生システム。 - 上記信号再生装置システムはさらに、上記振動又は上記振動信号を発生して当該発生させた実際の振動を上記人間に印加する別の振動発生装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の信号再生装置システム。
- 上記信号再生装置は、音楽又は音声を含む信号を再生する携帯型プレーヤ、もしくは携帯電話機に内蔵されたことを特徴とする請求項１又は２記載の信号再生装置システム。
- 上記振動発生装置は、イヤホン、ヘッドセット、ケーブル、又は上記信号再生装置に付属する付属品であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の信号再生装置システム。
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