JP5756992B2 - 電子機器、信号補完装置、サーバ装置、振動モニタ装置、及び振動処理装置 - Google Patents

電子機器、信号補完装置、サーバ装置、振動モニタ装置、及び振動処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、所定の周波数成分を含む振動を生体に印加又は除去することにより、当該生体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（以下、これらを一括して基幹脳ネットワーク系という。）内外の脳の活性（以下、脳活性ともいう。）を増大又は低下させることができる、振動処理装置及び方法（振動呈示装置及び方法を含む。）、振動呈示空間装置、振動信号、振動体、並びに当該振動信号を記録した記録媒体に関する。
本発明者らは、可聴周波数上限を超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特定の脳の領域、すなわち脳幹、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（すなわち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脳活性増大効果、すなわちハイパーソニック・エフェクトを導くことを発見した（例えば、特許文献１〜６及び非特許文献１〜４参照）。
また、この現象において人間に印加される超高周波成分は気導聴覚系からではなく、体表面から受容されてその効果を現すことも見出した（非特許文献７参照）。
一方、ディジタル・オーディオ領域で一般的なコンパクト・ディスク（ＣＤ）の標本化周波数は４４．１ｋＨｚであり、再生可能な周波数は２２．０５ｋＨｚまでにすぎない。またデジタル放送の標本化周波数は４８ｋＨｚであり、再生可能な周波数は２４ｋＨｚまでにすぎない。
ところが、本発明者らによるハイパーソニック・エフェクトの発見を契機として、再生帯域を超高周波領域へと拡大する広帯域音響の開発が光ディスクを媒体にして推進された：１９９９年にＤＳＤ方式により標本化周波数を２．８ＭＨｚに設定したＳｕｐｅｒ Ａｕｄｉｏ ＣＤ（５０ｋＨｚ附近まで再生可能）が実用化され、続いて同じ年にＰＣＭ方式により標本化周波数を９６ｋＨｚ（４８ｋＨｚまで再生可能）に設定しオプションとして１９２ｋＨｚの標本化周波数（９６ｋＨｚまで再生可能）も可能にしたＤＶＤ−Ａｕｄｉｏが登場した。２００２年には映像用メディアであるＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃが音声チャンネルに１９２ｋＨｚ標本化規格を具えて登場した。これらのパッケージメディアは初期投資を多く必要とするなどの理由でＣＤほどには普及するに至っていない。一方、初期投資が軽微なインターネットによる音楽コンテンツの配信分野では、いわゆるハイレゾリューション・オーディオの配信が軌道に乗りつつあり、ＰＣＭ方式では８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚの標本化周波数が、またＤＳＤ方式では２．８ＭＨｚ、５．６ＭＨｚの標本化周波数が提案されるなど、多様な規格が登場しており、必要十分な周波数についての見解が定まらないまま、混沌とした状況を呈している。
一方、本発明者らがハイパーソニック・エフェクトについて行った研究のなかで、振動を印加することによって脳活性の低下が導かれる場合もあることが、脳波計測及び脳血流の計測によって見出されている（非特許文献１など参照）。したがって、可聴周波数上限を超える超高周波成分であればすべて脳活性増大効果をもつのかどうか、慎重な吟味が必要である。
また、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有する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）。これらは、脳の特定の部位、特に基幹脳ネットワーク系に属する脳の報酬系神経回路の活性を抑制することにより、快感を損ない、逃避行動を導いていると考えられる。
こうした基幹脳ネットワーク系の活性抑制は、さまざまな精神と行動の病理を導くとともに、恒常性維持機能及び生体防御機能の破綻から生活習慣病の発症を導く。従って空気振動の超高周波成分と脳活性との関わりは、オーディオ領域における音の主観的印象にとどまらず、人間の健康や医療に直結する問題を含んでおり、超高周波成分を社会の多様な領域で応用する上でますます重要性を高めている。
なお、上記に述べた脳の活性とは、脳の各部位に存在する膨大な数の神経細胞が、活動電位の発生や神経伝達物質の放出などを通して情報伝達をはじめとする活動を行っている活動状態を、包括的に総称している。神経細胞の活動とその部位の脳血流とが平行するという性質を利用して、本発明者らは、ＰＥＴ（ポジトロン断層法）を用いて脳の各部位の血流（領域脳血流）を計測することによって、脳の各部位の活性を観測した。本明細書において、領域脳血流の低下はその部位の活性低下、領域脳血流の増大はその部位の活性増大と同義である。さらに、本発明者らは、脳幹・視床・視床下部などから構成され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（すなわち基幹脳ネットワーク系）の脳血流と、頭皮上の特定部位から導出された特定帯域成分の脳波データとが有意に相関することを発見し（非特許文献１及び８参照）、これを利用して、脳波データから基幹脳ネットワーク系の活性を推定する指標（深部脳活性指標）を定義した（特許文献７及び９）。本明細書において、深部脳活性指標が低下した場合は基幹脳ネットワーク系の活性低下が導かれ、深部脳活性指標が増大した場合は基幹脳ネットワーク系の活性増大が導かれたと定義している。
脳の活性は、動物の多様な知覚、思考、情動、行動を司ると同時に、全身の恒常性を維持し心身を健康に保つうえで重要な働きをしている。脳のさまざまな部位は、それぞれ特有の機能を分担して有しているため、脳のそれぞれの部位の活性を適切に増大又は低下させることは、人間の思考、情動、行動を適切に制御するとともに、さまざまな心身の病理に対する治療及び予防を行ううえできわめて重要である。
例えば人間の基幹脳ネットワーク系は、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重要な神経回路を含んでいる。そのため、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病理を導くことがわかっている。基幹脳はさらに、自律神経系や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、基幹脳ネットワーク系の活性異常は、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。基幹脳ネットワーク系の活性を適切に増大又は低下させることは、心身の病理に対する治療及び予防、ならびにそれらに関する研究開発を行ううえできわめて重要である。
特開平９−３１３６１０号公報 特許第３９３３５６５号公報 特許第４００９６６０号公報 特許第４００９６６１号公報 特開２００５−１１１２６１号公報 特開２００２−０１５５２２号公報 国際公開第２０１０／０８９９１１号パンフレット 特開２００３−２２３１７４号公報 特許第４６６３０３４号公報
Oohashi, T. et al., "Inaudible high-frequency sounds affect brain activity: hypersonic effect", Journal of Neurophysiology, Vol. 83, pp. 3548-3558, June 2000. Oohashi T. et al., "High-Frequency Sound above the Audible Range Affects Brain Electric Activity and Sound Perception", Audio Engineering Society Preprint, 3207, October 1991. 大橋力著，「音と文明」，岩波書店，５３−１１３頁，２００３年１０月 仁科エミ，「ハイパーソニック・エフェクトの発現メカニズムに関する研究の進展」，日本音響学会誌，６５巻，４０−４５頁，２００９年１月 蘆原郁，「身のまわりにある超高周波音の実態調査」，日本音響学会誌，６５巻，２３−２８頁，２００９年１月 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 Oohashi T. et al., "The role of biological system other than auditory air-conduction in the emergence of the hypersonic effect", Brain Research, Vol.1073-1074, pp.339-347, February 2006. Sadato N. et al., "Neural networks for generation and suppression of alpha rhythm: a PET study", Neuro Report, No. 9, pp.893-897, March 1998.
今回、本発明者らは、後ほど詳述するように、人間が音として知覚できる空気振動の周波数の上限である１６ｋＨｚを超える超高周波成分を生体に印加したときに、脳活性に及ぼす効果が、３２〜４０ｋＨｚ附近を境にして互いに逆転することを新たに発見した。すなわち、１６ｋＨｚ以下の可聴域成分とともに１６ｋＨｚから３２〜４０ｋＨｚに及ぶ超高周波成分を印加した時には脳活性が低下するのに対して、１６ｋＨｚ以下の可聴域成分とともに３２〜４０ｋＨｚ以上の超高周波成分を印加した時には脳活性が増大することを明らかにした。加えて、その度合いが、印加される超高周波の周波数に依存して連続的に変化することも明らかにした。
こうした今回新たに発見した知見に基づき、人間の聴覚系により音として知覚される振動成分の周波数の上限である１６ｋＨｚから３２〜４０ｋＨｚに及ぶ超高周波を呈示した時に起こる脳活性の低下とそれに付随する有害な諸現象、すなわち基幹脳ネットワーク系の領域脳血流の減少、脳波α波の減弱、免疫活性の下降、ストレス性ホルモンの増大、視聴覚入力の感受性の劣化や、音に対する回避行動、認知機能の減退など、心身両面での多岐にわたる有害な効果をハイパーソニック・ネガティブ・エフェクトと名付けた。そしてこれまでに明らかにしてきた可聴域上限を超える超高周波成分がもたらす有益な効果であるハイパーソニック・エフェクトは、必要な場合、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトと呼んで、ハイパーソニック・ネガティブ・エフェクトと区別することにした。
加えて本発明者らは、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを生じる超高周波成分は主として４０ｋＨｚ以上の帯域成分であり、その効果は特に８０ｋＨｚ〜９６ｋＨｚ帯域で顕著であり、１１２ｋＨｚ以上の成分を印加した場合にも発生しうることを発見した。
こうしたハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトの発現に特に有効な８０ｋＨｚ〜９６ｋＨｚ帯域を記録再生するためには、ＰＣＭ方式の規格では１９２ｋＨｚ又はそれ以上の標本化周波数が必要となる。さらに標本化周波数が２．８ＭＨｚのＤＳＤ方式では、原理的に避けることのできない量子化雑音が、５０ｋＨｚ以上のハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを発現する上で特に有効な帯域を著しく汚染している、という問題が存在している。
本発明者らによるこの発見は、振動情報による脳活性の増大及び低下という観点から、特に従来のディジタル・オーディオの規格が極めて重大な問題を含んでおり、ＣＤ、ＳＡＣＤ、ＤＶＤオーディオ、ＭＰ３はもとより、可聴域上限を超える超高周波成分を記録再生できるとされている現在のいわゆるハイレゾリューション・オーディオについても、その規格の根本的な見直しが必要であることを明らかにした。
まず、現在国際社会にくまなく浸透しているＣＤ（２２．０５ｋＨｚまで再生可能）、デジタル放送（最大２４ｋＨｚまで再生可能）などの規格では、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導く３２〜４０ｋＨｚ近辺以上の超高周波成分を記録再生することができない。そのため、視聴覚情報の美しさ快さの増大、癒しと安らぎの増進、認知機能の向上、心身機能の向上といったハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトに含まれるさまざまな効用を享受する機会を放棄していることになる。
さらに深刻な問題は、脳活性を低下させる１６ｋＨｚ以上３２ｋＨｚ以下の超高周波成分の一部が含まれているため、それらが発現させるハイパーソニック・ネガティブ・エフェクトに含まれる視聴覚情報の美しさ快さの減弱、癒やしと安らぎの減弱、認知機能の低下、心身機能の低下、さらに生活習慣病や精神疾患などに対する防御力の低下を招き寄せるリスクも無視できない。
しかも、これらの現在支配的なデジタル音声規格は、たとえば放送規格などではユーザにとって他に現実的な選択肢がなく、実質的に使用が強制された状態にある。いま人類社会に普及浸透しているこれらの規格が、現代社会に蔓延する脳活性の低下に関連した現代病という名の心身の不全に関与している可能性を否定できない。
こうしたハイパーソニック・ネガティブ・エフェクトがもたらす問題は、可聴域上限をこえる超高周波成分を記録再生することが可能なハイレゾリューション・オーディオとして現在もちいられている多くのデジタル音声規格においても解決されないばかりか、その規格によっては、より深刻な問題を引き起こし得る。
なぜなら、現在ハイレゾリューション・オーディオとして一般的に普及している規格のうち、ＰＣＭ方式の９６ｋＨｚ以下の標本化周波数の規格では、最大４８ｋＨｚ以下の周波数成分しか記録再生できない。したがって、これらの規格をもちいた場合でも、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを顕著に発生させうる４８ｋＨｚ以上の帯域成分が記録再生できない。
その一方で、上記のハイレゾリューション・オーディオの規格では、４４．１ｋＨｚや４８ｋＨｚといったより標本化周波数の低い従来のデジタル音声規格に比較して、ハイパーソニック・ネガティブ・エフェクトを発生させる１６ｋＨｚ以上３２〜４０ｋＨｚ近辺以下の成分をより優勢に記録再生することが可能になっており、その結果、さらに顕著なネガティブ・エフェクトが導かれうる。音質向上のために開発されたハイレゾリューション・オーディオが、その目的を達成できないだけでなく、基幹脳ネットワーク系の活性を低下させることにより、さまざまなネガティブ・エフェクトの発現を導きうる可能性を想定しなければならない。
したがって本発明の第一の目的は、現在一般的に普及しているデジタル音声規格によって不可避的に発現する脳活性の低下が導くハイパーソニック・ネガティブ・エフェクトを減弱させることによって心身の病理を予防するとともに、脳活性を増大させハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことによって、心身機能を向上し美と快の反応を高めることができる、振動処理装置及び方法（振動呈示装置及び方法を含む。）、振動呈示空間装置、振動信号、振動体、並びに当該振動信号を記録した記録媒体を提供することにある。
一方、従来、脳活性を人為的に増大又は低下させる手法として用いられてきた、例えば開頭手術、化学物質、電気磁気刺激、条件付け反射などの手法にはそれぞれ大きな限界がある。例えば、開頭手術によって脳組織を破壊し、その機能を人工的に低下させる方法は、動物に対して非常に大きな侵襲を与えるため、ターゲットとなる脳活性以外にも、全身にさまざまな異常を引き起こしてしまう。また、化学物質による脳活性の増大や低下は、体内に存在するさまざまな化学物質と複雑な相互作用を導くことにより、副作用や耐性を導く。さらに、強烈な電気刺激や高頻度の磁気刺激を特定の脳部位に加えることにより、特定の脳部位に負荷をかけて活性を増大又は低下させる方法は、神経系に不可逆的な変化を引き起こす可能性が高い。電気ショックなど強烈なストレスを与えながら音を聴かせることを反復し、次からはその音を聴かせることにより脳活性を変化させるオペラント条件付けは、長期間を要するうえに、生体の応答は不可逆的に変化し、元の正常な応答に戻すことはほぼ不可能である。
こうした脳活性を増大又は低下させるために従来から用いられてきた多様な手法にみられる困難や制約は、人間を対象とした社会応用や臨床研究では一層大きな問題になる。特に、現代病の発症と密接に関わる基幹脳ネットワーク系の活性調節を人為的に行うことにより、現代病の病理モデルやその治療モデルをつくることは、切実に要求されるところである。
従来、実験動物で行われているような、開頭手術、化学物質の投与、強力な電磁気刺激、過度のストレスを与える条件付けなどの方法によって、人間を対象として病態モデルを人為的につくることは、制度的に不可能であるばかりか人道的倫理的観点からも困難である。とりわけ、基幹脳にはさまざまな生命維持機能が集中しているため、それに対して現在知られている限りの直接的処置又は間接的処置を加えることは、大きな危険がともなう。
従って、現状では、人間の脳活性を適切に増大又は低下させる技術が開発されていないために、有効な病態モデルや治療モデルを使った臨床的な研究は事実上不可能になっている。さまざまな病理に対する治療法や治療薬を開発するための動物あるいは人間を用いた「病態モデル」や「治療モデル」を安全かつ効率的に作成するため、非侵襲的かつ可逆的で副作用のない方法で、脳活性を自在に増大又は低下させる手法を確立することが必要である。
また基幹脳ネットワーク系の中に含まれる情動系神経回路は、人間や人間以外の動物に快感や不快感を発生させることにより、当該の人間や動物が特定の刺激や対象を求めてそれに接近する行動や、逆に特定の刺激や対象から遠ざかる回避行動を導く効果をもっている。薬剤を用いることなく基幹脳ネットワーク系の脳活性を増大又は低下させる技術が開発されれば、人間や動物が状況に応じて適切な行動を選択できるよう、情報によって安全に誘導することが可能になるが、当然ながら現在のところそうした技術は全く見られない。
さらに、基幹脳の活性の低下は、情動系神経回路の活性低下を通して快適感や美的感受性を減じるとともに、基幹脳に集中するさまざまな生命維持機能の低下を導き、それによって重篤な病理を導くことが知られている。従って、基幹脳ネットワーク系の活性が低下する状態にある人間に対して、非侵襲的かつ可逆的で副作用のない方法で人為的に基幹脳ネットワーク系の活性を増大させることができれば、さまざまな現代病を予防することが可能になるとともに、快適感や美的感受性を増し、音楽をはじめ芸術作品に対する快と美と感動の反応を高め、表現効果を増大させる効果的な手段となる。しかし、化学物質や開頭手術などを含む従来の不可逆的な手法を用いて人為的に基幹脳ネットワーク系の活性を増大又は低下させることは、上記に述べたような問題をもつため現実的ではない。従って、基幹脳ネットワーク系の活性低下に対して有効な対策をとることができないのが現状である。
本発明の第二の目的は以上の問題点を解決し、脳活性を人為的に増大又は低下させる従来手法として用いられてきた、例えば開頭手術、化学物質、電気磁気刺激、条件付け反射などを用いることなく、非侵襲的かつ可逆的で副作用のない方法で、脳活性の低下又は増大させることができる、振動処理装置及び方法（振動呈示装置及び方法を含む。）、振動呈示空間装置、振動信号、振動体、並びに当該振動信号を記録した記録媒体を提供することにある。
本発明者らは、音として知覚される周波数帯域を含む振動を聴覚系から印加しつつ、さまざまな周波数帯域及び強度をもつ超高周波振動を、多様な時間的構成で印加又は除去することにより、基幹脳内外の活性をさまざまに増大又は低下させることが可能になる原理を発見した。以下、課題を解決する手段について説明する。
第１の発明に係る振動処理装置は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域との振動又は振動信号を発生する発生手段を備えたことを特徴とする。
上記振動処理装置において、上記第２の帯域を有する振動を、上記第１の帯域の振動とともに生体に印加する振動呈示手段をさらに備えたことを特徴とする。
第２の発明に係る振動処理装置は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域の振動成分から、脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域を含む振動又は振動信号から、第２の帯域成分を排除あるいは制限又は減弱させる手段を備えたことを特徴とする。
上記振動処理装置において、上記第２の帯域成分を排除あるいは減弱させた振動を生体に印加する振動呈示手段をさらに備えたことを特徴とする。
第３の発明に係る振動処理装置は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域との振動又は振動信号を発生する発生手段を備えたことを特徴とする。
上記振動処理装置において、上記第３の帯域を有する振動を、上記第１の帯域の振動とともに生体に印加し、上記第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域を有する振動を生体に印加することを禁止又は制限する振動呈示手段をさらに備えたことを特徴とする。
第４の発明に係る振動処理装置は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域との振動又は振動信号を発生する発生手段を備えたことを特徴とする。
上記振動処理装置において、上記第２の帯域を有する振動と、上記第３の帯域を有する振動とを同時に、上記第１の帯域を有する振動とともに当該生体に印加する振動呈示手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、上記振動処理装置において、上記第２の帯域を有する振動と、上記第３の帯域を有する振動との少なくとも一方を、上記第１の帯域を有する振動とともに当該生体に印加することにより、当該生体の脳活性レベルの低下度合い又は増大度合いを所定値に設定する振動を呈示する振動呈示手段をさらに備えたことを特徴とする。
さらに、上記振動処理装置において、当該生体に印加する第２の帯域を有する振動と、当該生体に印加する第３の帯域を有する振動との少なくとも一方の強度を変化することにより当該生体の脳活性レベルの低下度合い又は増大度合いを所定値に設定する振動を呈示する振動呈示手段をさらに備えたことを特徴とする。
またさらに、上記振動処理装置において、上記第２の帯域を有する振動を上記第１の帯域を有する振動とともに当該生体に印加した後、上記第３の帯域を有する振動を、上記第１の帯域を有する振動とともに当該生体に印加する振動呈示手段をさらに備えたことを特徴とする。
またさらに、上記振動処理装置において、上記第３の帯域を有する振動を上記第１の帯域を有する振動とともに当該生体に印加した後、上記第２の帯域を有する振動を、上記第１の帯域を有する振動とともに当該生体に印加する振動呈示手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、上記振動処理装置において、上記第２の帯域を有する振動を示す信号を上記第３の帯域に帯域変換又は帯域伸長する信号処理装置をさらに備えたことを特徴とする。
さらに、上記振動処理装置において、上記第３の帯域を有する振動を示す信号を上記第２の帯域に帯域変換又は帯域圧縮する処理をした後、当該処理後の信号と上記第１の帯域を有する振動を示す信号とを加算し、当該加算結果の信号を伝送信号として出力するエンコーダ装置と、
上記伝送信号を受信し、
（ａ）上記伝送信号が帯域変換されているときは上記伝送信号のうち上記第２の帯域を有する信号を上記第３の帯域を有する信号に帯域変換する処理をした後、
（ｂ）上記伝送信号が帯域圧縮されているときは上記伝送信号のうち上記第２の帯域を有する信号を上記第３の帯域を有する信号に帯域伸長する処理をした後、
当該処理後の信号と、上記伝送信号のうち上記第１の帯域を有する信号とを加算して、当該加算結果の信号を出力するデコーダ装置とをさらに備えたことを特徴とする。
またさらに、上記振動処理装置において、上記第２の帯域を有する振動と上記第３の帯域を有する振動とのうちの少なくとも１つの振動のレベルを検知するための手段をさらに備えたことを特徴とする。
またさらに、上記振動処理装置において、上記振動呈示手段は、外部装置からの制御信号に基づいて、当該生体の脳活性レベルの低下度合い又は増大度合いを所定値に設定する振動を呈示することを特徴とする。
上記振動処理装置において、上記外部装置からの制御信号は、当該生体から計測された脳活性の程度を示す生理指標からなる制御信号であって、上記振動呈示手段は、当該生体における脳活性を所定の範囲内になるように設定する振動を呈示することを特徴とする。
また、上記振動処理装置において、上記外部装置からの制御信号は、所定の領域における生体個体数を示す制御信号であって、
上記振動呈示手段は、上記領域における生体個体数を所定の範囲内に調整するように当該生体の脳活性レベルの低下度合い又は増大度合いを所定値に設定する振動を呈示することを特徴とする。
さらに、上記振動処理装置において、上記外部装置からの制御信号は、所定の複数の領域における生体個体数を示す制御信号であって、
上記振動呈示手段は、上記複数の領域における各生体個体数を所定の割合に調整するように当該生体の脳活性レベルの低下度合い又は増大度合いを所定値に設定する振動を呈示することを特徴とする。
上記振動処理装置において、上記第１の帯域は、２０ｋＨｚ以下の帯域のうちの少なくとも一部であることを特徴とする。
また、上記振動処理装置において、上記第２の帯域は、１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚの帯域を少なくとも含む帯域であって、１６ｋＨｚから３２ｋＨｚ、４０ｋＨｚ又は４８ｋＨｚまでの帯域のうちの少なくとも一部であることを特徴とする。
さらに、上記振動処理装置において、上記第３の帯域は第２の帯域以上の帯域であって、上記第２の帯域は１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚの帯域を少なくとも含む帯域であって、１６ｋＨｚから３２ｋＨｚ、４０ｋＨｚ又は４８ｋＨｚまでの帯域のうちの少なくとも一部であることを特徴とする。
第５の発明に係る振動呈示空間装置は、振動呈示空間を形成する振動呈示空間装置内に設けられた、上記少なくとも１つの振動処理装置によって呈示された振動が上記振動呈示空間装置中に放射されることによって、あるいはそれらの振動が上記振動呈示空間装置中で加算されたり、互いに干渉することによって、あるいは上記振動呈示空間装置を構成する物がそれらの振動に共振することによって、上記振動呈示空間内の生体の脳活性を低下させるネガティブ効果を導くことを特徴とする。
第６の発明に係る振動呈示空間装置は、振動呈示空間を形成する振動呈示空間装置内に設けられた、上記少なくとも１つの振動処理装置によって呈示された振動が上記振動呈示空間装置中に放射されることによって、あるいはそれらの振動が上記振動呈示空間装置中で加算されたり、互いに干渉することによって、あるいは上記振動呈示空間装置を構成する物がそれらの振動に共振することによって、上記振動呈示空間内の生体の脳活性を増大させるポジティブ効果を導くことを特徴とする。
第７の発明に係る振動呈示空間装置は、振動呈示空間を形成する振動呈示空間装置内に設けられた、上記少なくとも１つの振動処理装置によって呈示された振動が上記振動呈示空間装置中に放射されることによって、あるいはそれらの振動が上記振動呈示空間装置中で加算されたり、互いに干渉することによって、あるいは上記振動呈示空間装置を構成する物がそれらの振動に共振することによって、上記振動呈示空間内の生体の脳活性を増大又は低下させることを特徴とする。
第８の発明に係る振動信号は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域の振動信号を含むことを特徴とする。
第９の発明に係る振動信号は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域の振動信号を含むことを特徴とする。
第１０の発明に係る振動信号は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域の振動信号と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域の振動信号とを含むことを特徴とする。
第１１の発明に係る振動体は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する第２の帯域を含む超高周波帯域で振動する振動状態を有することを特徴する。
第１２の発明に係る振動体は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する第３の帯域を含む超高周波帯域で振動する振動状態を有することを特徴する。
第１３の発明に係る振動体は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域とを含む超高周波帯域で振動する振動状態を有することを特徴する。
第１４の発明に係る再生装置により再生可能な記録媒体は、上記振動処理装置により発生又は呈示され、再生回路により再生可能な振動信号を格納したことを特徴とする。
第１５の発明に係るコンピュータにより再生可能な記録媒体は、上記振動処理装置により発生又は呈示され、コンピュータにより再生可能な振動信号を格納したことを特徴とする。
第１６の発明に係る振動処理方法は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域とを有する振動又は振動信号を発生するステップを含むことを特徴とする。
上記振動処理方法において、上記第２の帯域を有する振動を、上記第１の帯域の振動とともに生体に印加することにより、当該生体の脳活性を低下させるステップをさらに含むことを特徴とする。
第１７の発明に係る振動処理方法は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域を含む振動又は振動信号から、第２の帯域成分を排除あるいは減弱させるステップを含むことを特徴とする。
上記振動処理方法において、上記第２の帯域成分を排除あるいは減弱させた振動を生体に印加することにより、当該生体の脳活性の低下を軽減又は抑止したり、脳活性を増大させたりするステップをさらに含むことを特徴とする。
第１８の発明に係る振動処理方法は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域とを有する振動又は振動信号を発生するステップを含むことを特徴とする。
上記振動処理方法において、上記第３の帯域を有する振動を、上記第１の帯域の振動とともに生体に印加し、上記第２の帯域を有する振動を生体に印加することを禁止又は制限することにより、当該生体の脳活性を増大させるステップをさらに含むことを特徴とする。
第１９の発明に係る振動処理方法は、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域とを有する振動又は振動信号を発生するステップを含むことを特徴とする。
上記振動処理方法において、上記第２の帯域を有する振動と、上記第３の帯域を有する振動とを同時に、上記第１の帯域を有する振動とともに当該生体に印加することにより、当該生体の脳活性を増大又は低下させるステップをさらに含むことを特徴とする。
本発明者らは、音として知覚される周波数帯域を含む振動を聴覚系から印加しつつ、さまざまな周波数帯域及び強度をもつ超高周波振動を、多様な時間的構成で生体に印加又は除去することにより、基幹脳内外の活性をさまざまに増大又は低下させることが可能にな
る原理を発見した。特に、上記第３の帯域を有する振動を上記第１の帯域の振動とともに生体に印加したときは、脳活性を増大させる作用を奏する効果（以後、ポジティブ効果ともいう）を有する一方、上記第２の帯域を有する振動を上記第１の帯域の振動とともに生体に印加したときは、脳活性を低下させる作用を奏する効果（以後、ネガティブ効果ともいう）を有することである。
本発明を応用することにより、交通騒音や電子機器の発する人工音などを含めたさまざまな環境音や、媒体に記録された信号あるいは放送又は通信によって配信又は伝送される音声又は音楽信号やその再生音等から、脳活性を低下させネガティブ効果を導く第２の周波数帯域の振動を排除あるいは減弱させることによって、現代病の原因を含む負の影響を取り除き、安全性を確保して現代病を予防するための技術研究開発が可能になるととともに、脳活性を増大させポジティブ効果を導く第３の周波数帯域の振動構造を付加あるいは増強することによって、快適感や美的感受性や認知能力を増大させ、心身機能の向上をもたらすなど、さまざまな応用展開が可能になる。
現在広く用いられているＣＤやＤＶＤやインターネット配信（音楽ファイルのダウンロードやストリーミングなど）などの音響デジタルメディアは、可聴域成分を超える周波数まで再生できる高品位オーディオやハイレゾリューション・オーディオとよばれているメディアも含めて、理論上記録再生可能な周波数帯域が、可聴域成分である上記第１の帯域と、ネガティブ効果を有する上記第２の帯域のうちの一部に限定されているものが大部分である。従って、そうした音響デジタルメディアが再生する音に長時間曝露すると、脳活性が低下して、重大な病的状態を引き起こす危険性をもっている。
本発明によって、こうした従来メディアが潜在的にもっている危険性を回避することが可能になる。特に、デジタル音声規格は、ユーザにとって他に現実的な選択肢がなく、実質的に使用が強制された状態にある一方で、その変更には長い時間を要することが多く、使用者の側で危険性を回避することができない。本発明は、そうした危険性をもったデジタル音声規格を使用しつつも、ネガティブ効果をもった第２の帯域成分を排除又は減弱させることによって、脳活性の低下がもたらす危険性を現実的に回避するソリューションを提供することが可能になる。
また、理論上はポジティブ効果をもたらすことのできる第３の帯域成分まで再生できる音響メディア、たとえば１９２ｋＨｚ標本化周波数で９６ｋＨｚまで再生可能なＤＶＤ−ＡｕｄｉｏやＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃ、標本化周波数が２．８ＭＨｚや５．６ＭＨｚであり、実際には５０ｋＨｚから１００ｋＨｚ程度まで再生が可能なＳＡＣＤや、１７６．４ｋＨｚや１９２ｋＨｚや３８４ｋＨｚの標本化周波数を持つ一部のハイレゾリューション・オーディオなどについても、ネガティブ効果をもつ第２の帯域成分が存在することによって発現を妨げられているポジティブな効果を十分に発揮させるために、ネガティブな第２の帯域を排除又は減弱させ、あるいは、又は同時に第３の帯域成分を増強したり新たに付加したりすることによって、ネガティブ効果を相殺し、ポジティブ効果を増強することが可能になる。
さらに、現在広く普及している、デジタル放送などの信号伝送手段は、伝送可能周波数帯域が、可聴域成分である上記第１の帯域と、ネガティブ効果を有する上記第２の帯域のうちの一部に限定されているものが大部分であり、ポジティブ効果を有する上記第３の帯域成分を伝送することができない。そこで、本発明により、ポジティブ効果を有する第３の帯域成分を、信号送信側で、上記伝送手段により伝送可能な周波数帯域内へとエンコードし、その信号の受信側で、上記成分をポジティブ効果を有する第３の帯域成分へとデコードすることにより、現在広く実用化されている信号伝送手段を利用しながら、心身機能に対するネガティブ効果を減弱させ、音質を改善したり、視覚情報の美感を高めたり、学習効果を高めたり、脳活性を増大させたりすることが可能になる。またネガティブな第2の帯域を付加したり強調したりすることによって、新しい発想の演出効果として活用することも可能になる。
さらに、本発明により、現在広く普及している上記音響デジタルメディアやデジタル放送では記録再生することのできない第３の帯域の周波数成分を発生させ、又は人工的に増強することにより、脳活性をさらに高め、現代病の原因を含む負の影響を取り除くだけでなく、より健康な状態を導き、快適感や美的感受性を増す効果を発揮させることが可能になる。こうした効果は、従来の音響デジタル技術に革新的な効果をもたらすことが期待される。
さらに、デジタル音声規格によって記録された音源以外にも、アナログテープや、ＬＰレコード、ＳＰレコードなどのアナログオーディオ音源から、ヒスノイズやスイッチングノイズを含む第２の帯域成分を除去し、第３の帯域成分を付加したり強調したりすることによって、旧い音源やアーカイブ音源などを利用しながら、音質を改善してより快適で美しい音として聴取したり、脳活性を増大させたりすることが可能になる。
さらに、本発明により、ネガティブ効果をもつ第２の帯域成分を、ポジティブ効果をもつ第３の帯域成分へと帯域変換することにより、現在広く用いられている音響デジタルメディアを利用しながら、脳活性を増大させることが可能になり、現代病の原因を含む負の影響を取り除いて予防効果を発揮するとともに快適感や美的感受性を増す効果を発揮させることが可能になる。
さらに、本発明に基づいて、自然界に存在する人工的・天然的な音声・音楽・環境音に含まれるネガティブ効果をもつ第２の帯域成分に対して、逆位相の振動を発生させて呈示することによってこれを減弱させたり、ネガティブ効果をもつ第２の帯域成分を周波数帯域選択的に遮断又は減弱又は吸収させる効果をもつ耳栓、イヤマフラー、衣類、防音壁、遮音壁、吸音パネル、カーテン等を製作することによって、脳活性低下のリスクを予防又は減弱させたり、振動の持つポジティブな効果を増強することが可能になる。
また、本発明により、さまざまな医療応用やそれに関連した研究開発が期待できる。従来、脳活性を人為的に増大又は低下させる手法として、例えば開頭手術、化学物質、電気磁気刺激、条件付け反射などが用いられてきている。こうした方法を用いることにより、心身のさまざまな病理に対する治療法や治療薬を開発するために、動物あるいは人間を用いて脳のさまざまな部位の活性を人為的に低下させた「病態モデル」をつくり、さらにそれに基づいて「治療モデル」をつくる手法が広く用いられている。
本発明で印加する振動は、脳に入力される情報として処理されるため、侵襲性がない。また、薬剤投与などに比べて副作用を導く危険をきわめて低く抑えることができる。したがって、この発明を用いることにより、危険性や原状回復や結果解釈の困難性といった限界をもつ開頭手術、薬物投与、電磁気刺激、オペラント条付け等を必要とせず、脳活性の下降と上昇を迅速、安全、可逆的に任意に制御することが可能になる。
そこで、本発明を応用することにより、安全で効果的に病理状態のモデルやその治療モデルをつくり出すことができる。例えば、脳活性を低下させる効果を導く特定の周波数帯域の振動を健常被験者に呈示することによって、数分以内で特定の脳活性を下降させることができ、病理状態のモデルとすることができる。しかもその後、脳活性を上昇させる効果を導く別の周波数帯域の振動を呈示すれば、数分以内に活性を逆転させ上昇に転じさせることができる。同一の被験者で、病理的状態と心身の調子が向上した状態との双方を短時間の間に実現することも可能である。
さらに、この方法を活用することによって、被験者の脳活性を低下させる恐れがある実験を行う場合でも、それに先行して脳活性を上昇させる効果を有する周波数帯域の振動を呈示しておき、被験者の脳活性のベースラインを上昇させた状態で実験を実施すれば、万一相対的に脳活性が低下したとしても、最終的には脳活性のレベルを心身に悪影響を及ぼさないある一定の水準に維持することが可能になるため、健康面における実害を導くことなく、安全性を確保しつつ実験を実施できるという利点がある。
この方法は人間にとって安全であるという重要な利点があることはもちろん、動物実験を行う場合にも、迅速、可逆的、効率的に病態モデルとその治療モデルをつくることができるため、きわめて有効である。
以上のように、この発明によれば、人間や人間以外の動物を対象にした病態モデルとその治療モデルを、きわめて安全かつ効率的につくり出すことが可能になり、新しい治療方法や治療薬の開発などを目指す多くの臨床研究にとって非常に有効性を発揮することができる。
さらにその応用として、動物の行動を快又は不快によって強力に制御する脳の情動系の活性をさまざまに増大又は低下させることにより、動物や人間を望ましい場所や対象に近づけるような接近行動を誘導したり、逆に動物や人間を望ましくない場所や対象あるいは危険などから遠ざかるような回避行動をひきおこすことにより、状況に応じた安全な行動を選択するよう誘導することが可能になる。加えて、情動系の活性を高めることによって、ストレスを減じる効果が期待されるため、ストレスに起因するさまざまな心身の不調を予防したり治療することが可能になる。
また、脳活性を上昇させる効果を導く第３の周波数帯域の振動を人為的に増強させる装置、方法及び空間を用いることにより、薬物を使わず副作用のない安全な、しかも快適性の高い治療と予防の手段として、そのまま医療応用に用いることが可能である。加えて、音楽をはじめ芸術作品に対する快と美と感動の反応を高め、表現効果を増大させる効果的な手段としての応用、居住空間、執務空間、娯楽空間、公共空間、乗り物等を快適化する効果的な手段としての応用など、さまざまな応用展開が可能である。
本発明の実施形態及び実施例において用いるバイチャンネルシステムの構成を示すブロック図である。 図１のバイチャンネルシステムを用いて、２２ｋＨｚ以下の周波数成分を有する電気信号を空気振動として被験者に印加したときの頭部の領域脳血流（ｒ−ＣＢＦ）が暗騒音条件と比較して減少した部位をハッチングで示した投影図であって、（ａ）はサジタル投影図であり、（ｂ）はコロナル投影図であり、（ｃ）は水平面投影図である。 図１のバイチャンネルシステムを用いて、２６ｋＨｚ以下の周波数成分を有する電気信号を空気振動として被験者に印加したときの頭部の領域脳血流（ｒ−ＣＢＦ）が暗騒音条件と比較して減少した部位をハッチングで示した投影図であって、（ａ）はサジタル投影図であり、（ｂ）はコロナル投影図であり、（ｃ）は水平面投影図である。 図１のバイチャンネルシステムを用いて、２２ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合と、２６ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合に生じる、基幹脳の一部である脳幹の血流変化を、暗騒音条件に対するパーセントで示すグラフである。 図１のバイチャンネルシステムを用いて、２２ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合と、２６ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合における脳波により計測した深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を示すグラフである。 図１のバイチャンネルシステムを用いて、１６ｋＨｚ未満の帯域の空気振動に加えて１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚのネガティブ帯域グループの空気振動を印加した場合の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）の変化量の平均値、及び、１６ｋＨｚ未満の帯域の空気振動に加えて３２ｋＨｚ以上のポジティブ帯域グループの空気振動を印加した場合の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）の変化量の平均値を示すグラフである。 図１のバイチャンネルシステムを用いて、１６ｋＨｚ未満の帯域の空気振動に加えて各分割帯域の空気振動を印加した場合の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）の変化量の平均値を示すグラフである。 （ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図において、第１、第２及び第３の帯域の範囲を示した図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。 実施形態１に係る振動呈示装置の振動呈示方法（ネガティブ効果）を示す図であって、（ａ）は第１及び第２の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。 実施形態１−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であって、記録媒体に記録された信号を呈示する場合の模式図である。 実施形態１−１の変形例に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であって、振動合成装置によって振動信号を人工的に合成する場合の模式図である。 実施形態１−１の変形例に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であって、楽器などの振動発生装置から発せられる振動をマイクロホンなどの信号変換装置を用いて振動信号に変換する場合の模式図である。 実施形態１−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であって、第１の帯域を含む振動と第２の帯域を含む振動とを別々の増幅装置と振動呈示装置を用いて呈示する場合の模式図である。 実施形態１−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であって、第１の帯域を含む振動と第２の帯域を含む振動を同一の増幅装置及び振動呈示装置を用いて呈示する場合の模式図である。 実施形態１Ａに係る振動呈示装置及び振動減弱装置の振動呈示方法（ネガティブ効果の抑止又は軽減）を示す図であって、（ａ）は第１及び第２の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。 実施形態１Ａ−１に係る振動呈示装置（ネガティブ効果の抑止又は軽減）の構成を示すブロック図である。 図１２Ｂの実施形態１Ａ−１の変形例の構成を示すブロック図である。 実施形態１Ａ−２に係る振動減弱装置（ネガティブ効果の抑止又は軽減）を含む振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 図１２Ｄの実施形態１Ａ−２の変形例の構成を示すブロック図である。 実施形態２に係る振動呈示装置の振動呈示方法（強力なポジティブ効果）を示す図であって、（ａ）は第１及び第３の帯域のうち強力なポジティブ効果を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。 実施形態２−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 実施形態２−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 実施形態２−３に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であって、第１の帯域を含む振動と第２の帯域を含む振動とを別々の増幅装置と振動呈示装置を用いて呈示する場合の模式図である。 実施形態２−３に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であって、第１の帯域を含む振動と第２の帯域を含む振動を同一の増幅装置及び振動呈示装置を用いて呈示する場合の模式図である。 実施形態３−１に係る振動呈示装置の振動呈示方法（帯域組み合わせであって、脳活性を実質的に一定に保持する呈示方法）を示す図であって、（ａ）は第１、第２及び第３の帯域の一部を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、（ｃ）は上記振動呈示方法の呈示条件の時間的推移を示す図である。 実施形態３−２に係る振動呈示装置の振動呈示方法（帯域組み合わせであって、微弱な脳活性増大を導く呈示方法）を示す図であって、（ａ）は第１、第２及び第３の帯域の一部を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、（ｃ）は上記振動呈示方法の呈示条件の時間的推移を示す図である。 実施形態３−３に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 実施形態３−４に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 実施形態３−５に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 実施形態３−６に係る、オリジナル振動信号に対して第２あるいは第３の帯域の一部又は全部を含む振動信号を加算することにより、脳活性の増大又は低下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。 図２１の装置の変形例を示すブロック図である。 実施形態３−６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脳活性の増大又は低下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。 実施形態３−６に係る、携帯型プレーヤなどから出力されるオリジナル振動に脳活性の増大又は低下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。 実施形態３−６に係る、放送受信機器などから出力されるオリジナル振動信号に脳活性の増大又は低下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。 実施形態３−６に係る、既存技術の帯域伸長手段と、脳活性の増大又は低下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。 実施形態３−６に係る、オリジナル振動信号に対して脳活性の増大又は低下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脳活性の増大又は低下を導くことができる振動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。 実施形態３−７に係る、脳活性の増大又は低下を導くことが出来る振動補完装置をTV放送・伝送・通信・受信に適用する例を示す斜視図である。 図２８の変形例にかかる、振動補完装置の例を示すブロック図である。 実施形態４に係る振動呈示装置の振動呈示方法（強度変化を行う呈示方法）を示す図であって、（ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。 実施形態４−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 実施形態４−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 実施形態５に係る振動呈示装置の振動呈示方法（帯域シフトを用いる呈示方法）を示す図であって、（ａ）は第１、第２の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの移動の模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）の変化を示す図である。 実施形態５−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 図３４Ａの帯域シフト回路８３の詳細構成を示すブロック図である。 実施形態５−２に係る振動呈示装置で用いるエンコーダ装置８０の構成を示すブロック図である。 図３５Ａの帯域シフト回路８３Ａの詳細構成を示すブロック図である。 実施形態５−２に係る振動呈示装置で用いるデコーダ装置９０の構成を示すブロック図である。 図３６Ａの帯域シフト回路９３の詳細構成を示すブロック図である。 実施形態５−３に係る振動呈示装置で用いるデコーダ装置９０Ａの構成を示すブロック図である。 図３７Ａのアップサンプリング回路１０１の動作を示す図であり、（ａ）は伝送用４８ｋＨｚＰＣＭ信号の時系列データを示す図であり、（ｂ）はアップサンプリング方法の例１に係る過去の４点のサンプリング値を４倍速で４回繰り返した信号の時系列データを示す図であり、（ｃ）はアップサンプリング方法の例２に係る直前の４点のサンプリング値を４倍速で再生した信号の時系列データを示す図である。 実施形態５−４に係る振動呈示装置で用いるエンコーダ装置８０Ａの構成を示すブロック図である。 実施形態５−４に係る振動呈示装置で用いるデコーダ装置９０Ｂの構成を示すブロック図である。 図３８Ａのエンコーダ装置８０Ａで実行される１／４間引きによる圧縮収納と、図３８Ｂのデコーダ装置９０Ｂで実行されるその復号化処理を示す図であって、（ａ）はオリジナルの第３の帯域成分の信号の時系列データであり、（ｂ）エンコーダ装置８０Ａでエンコードされたエンコード信号の時系列データあり、（ｃ）はデコーダ装置９０Ｂでデコードされたデコード信号の時系列データである。 実施形態６−１に係る振動呈示装置の振動呈示方法（脳活性低下から増大への急激な変化を導く呈示方法）を示す図であって、（ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの切り替えの模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、（ｃ）は上記振動呈示方法の呈示条件の時間的推移を示す図である。 実施形態６−２に係る振動呈示装置の振動呈示方法（脳活性増大からから低下への緩やかな変化を導く呈示方法）を示すグラフであって、（ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの切り替えの模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、（ｃ）は上記振動呈示方法の呈示条件の時間的推移を示す図である。 実施形態７に係る振動モニタ装置のブロック図である。 上記振動呈示装置に付属する実施形態７−１に係る超高周波モニタ装置の動作を示す模式図である。 実施形態７−１に係る振動モニタ装置において、超高周波振動を呈示する振動呈示器４１１及び超高周波振動センサー４１２を互いに機械的に接合した装置の実装例を示した図である。 図４３ＡのＡ−Ａ’線についての縦断面図である。 上記構成の振動呈示装置及び超高周波振動センサーを含む装置を用いて、振動呈示装置で発生した超広帯域ホワイトノイズの振動を超高周波振動センサーで電気信号化したときの周波数特性を示すグラフである。 図４４の変形例であって、振動呈示装置と超高周波振動センサーを隣接して配置する例を示す平面図である。 図４４の変形例であって、単一の圧電素子モジュール内に振動呈示装置と超高周波振動センサーとを複合配置する例を示す平面図である。 図４４の変形例であって、多層構造の圧電素子を振動呈示装置として利用する層と超高周波振動センサーとして利用する層として使い分けることによって１つのモジュールで振動呈示装置と超高周波振動センサーの２つの機能を実現する例を示す斜視図である。 図４４の装置を超高周波振動センサー内蔵のスピーカシステムとして構成した場合の回路図である。 図４６の装置に接続できる超高周波振動呈示状態表示装置の回路図である。 上記振動呈示装置に接合された振動モニタ装置において、超高周波振動呈示状態表示装置に電力を供給する方法として、外部電源を使わずに振動信号や光発電などを活用して供給する２つの変形例を示すブロック図である。 実施形態７−２に係る超高周波振動モニタ装置のブロック図である。 実施形態７−２に係る超高周波振動モニタ装置を内蔵する振動呈示装置を、スピーカシステムとして構成した場合のアプリケーション例を示すブロック図である。 実施形態７−２に係る超高周波振動モニタ装置を内蔵する振動呈示装置を、携帯電話として構成した場合のアプリケーション例を示すブロック図である。 実施形態８に係る振動呈示装置の振動呈示方法（分割帯域毎のレベルを調整するフィードバック機能を有する呈示方法）を示す図であって、（ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの変化の模式図であり、（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、（ｃ）は生体の脳活性を計測して帯域レベル調整にフィードバックする概念図である。 実施形態８−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 実施形態８−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 図５３のアクティブプロセッシングイコライザ２０４又は図５４のアクティブプロセッシングイコライザ２０４により実行される脳活性指標を目標値に近づかせるためのアクティブプロセッシングイコライザ処理を示すフローチャートである。 実施形態８−３に係る音構造情報によるフィードバック制御機構を備えた高周波モニタリングシステムの実施例を示すブロック図である。 図５６の高周波モニタリングシステムの詳細構成を示すブロック図である。 図５６の高周波モニタリングシステムの詳細処理の第１の部分を示すフローチャートである。 図５６の高周波モニタリングシステムの詳細処理の第２の部分を示すフローチャートである。 図５６の高周波モニタリングシステムの詳細処理の第３の部分を示すフローチャートである。 実施形態８−４に係る脳深部活性化情報によるフィードバック制御機構を備えた高周波モニタリングシステムの実施例を示すブロック図である。 図６１の高周波モニタリングシステムの詳細構成を示すブロック図である。 実施形態８−５に係る、振動の周波数帯域ごとの強度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の例を示す斜視図である。 実施形態８−５に係る、振動の周波数帯域ごとの強度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の例を示すブロック図である。 実施形態８−６に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 図６５の人数解析及び振動制御装置２３０によって実行される人数をある範囲内に調整するためのフィードバック指示内容を生成する処理を示すフローチャートである。 実施形態８−７に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。 図６７の多次元人数解析及び振動制御装置２３０Ｂによって実行される人数を平均化するためのフィードバック指示内容を生成する処理を示すフローチャートである。 図６８Ａの制御情報生成処理（Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８）を示すフローチャートである。 応用例１に係るペンダント型振動呈示装置８３０ｐの斜視図及び断面図である。 応用例２に係る、ブローチ（装身具）型振動呈示装置１６０の正面図である。 図７０Ａの振動呈示装置１６０の右側面図である。 図７０Ａの振動呈示装置１６０の裏面図である。 応用例３に係る超高周波振動発生装置の構成例であって、液体を障害物に衝突させながら流すことによって振動を発生させる例を示す斜視図である。 応用例４に係る、衣服埋め込み型振動呈示装置の外面図である。 図７１Ａの装置の内面図である。 応用例５に係る、身体表面貼付型振動呈示装置の断面図及びブロック図である。 応用例６に係る、固形の振動発生機構を介することによって脳活性の増大又は低下を導くことのできる振動を身体表面から印加する装置の例を示す側面図である。 応用例７に係るサウナ型振動呈示装置の例を示す斜視図である。 応用例８に係る、空間を構成する壁自体が振動して超高周波成分を発生する例を示す斜視図である。 応用例９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第２及び／又は第３の帯域を含む振動状態を有することを特徴する振動体の例を示す側面図である。 応用例１０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。 応用例１１に係る、シアター、コンサートホール１４３０又は講堂などの空間において、観客の至近距離で、第２及び／又は第３の帯域を含み超高周波成分を含むがゆえに脳活性の増大又は低下効果を導くことができる振動を発生させるための振動呈示装置の斜視図である。 可聴域振動成分を再生する携帯型プレーヤと、第２及び／又は第３の帯域を含み、脳活性を低下又は増大させることのできる振動の超高周波成分を複数の人間に同時に印加する振動呈示装置とを組み合わせた空間の応用例１２を示す側面図である。 図８０の装置の変形例である応用例１３を示す側面図である。 応用例１４に係る、シャワー型振動呈示装置を示す斜視図である。 応用例１５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脳活性の増大又は低下を導くことのできる振動を発生する装置の例を示すブロック図である。 応用例１６に係る乗り物内の振動呈示装置を示す側面図である。 応用例１７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。 応用例１８に係る、駅構内など乗り物の乗降場における振動呈示装置９６２ａの実装例を示す外観図である。 応用例１９に係る、伝達音（可聴音）と、第３の帯域を含む振動を、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を使って再生する例を示すブロック図である。 応用例２０に係る、伝達音（可聴音）と第３の帯域を含む振動とを、異なる音源によって異なる拡声装置を用いて発生させる例を示すブロック図である。 応用例２１に係る、伝達音(可聴音）と第３の帯域を含む振動をその場で合成し、ひとつの拡声装置から発生させる例を示すブロック図である。 応用例２２に係る、背景雑音（可聴音）をマイクロホンで収集し、収集した振動信号に基づいて背景雑音（可聴音）の特徴を計測し、計測したデータに合わせて、伝達音（可聴音）及び第３の帯域を含む振動を調整する例を示すブロック図である。 応用例２３に係る振動発生装置を駅構内に設置した例を示す斜視図である。 応用例２４に係る、公知の「Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）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評価させた音の印象評価を示すグラフと表である。 応用例２５に係る、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第１及び第３の帯域を含む振動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装置の例を示す斜視図である。 応用例２６に係る、「Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）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評価させた映像の印象評価を示すグラフと表である。 自動車などの乗り物の外側に振動呈示装置を実装した応用例２７を示す斜視図である。 応用例２８に係るスピーカシステムの振動呈示装置３７０の一例を示す斜視図である。 応用例２９に係る、ヘッドホン型振動呈示装置の正面図である。 応用例３０に係る、携帯電話機１４１０を利用した振動発生機構の例を示す斜視図である。 図９８Ａの携帯電話機１４１０の上部断面を示す斜視図である。 図９８Ａの携帯電話機１４１０のヘッドセット１４１５の一部断面斜視図である。 図９８Ａの携帯電話機１４１０のヘッドセット１４１５の一部断面斜視図である。 図９８Ａの携帯電話機１４１０のケーブル１４１６の一部断面斜視図である。 図９８Ａの携帯電話機１４１０とは別の振動発生装置１４１９を示す斜視図である。 応用例３１に係る、ｉＰｏｄ（登録商標）などの携帯型音楽プレーヤ１４２０を利用した振動発生機構の例を示す斜視図である。 図６１Ａの携帯型音楽プレーヤ１４２０とは別の振動発生装置１４２３を示す斜視図である。 応用例３２に係る、携帯型プレーヤの外観を示す斜視図である。 図１００の携帯型プレーヤの構成を示すブロック図である。 応用例３３に係る、電子楽器の演奏によって発生される脳活性の増大又は低下効果を導かないオリジナル振動に対して、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動信号を加算する振動補完装置を含む電子楽器装置の例を示す斜視図である。 応用例３４に係る、スピーカのダブルヘリカルマトリックス配置を示す斜視図である。 応用例３５に係る、スピーカのダブルヘリカルマトリックス配置を二方向に連続して繰り返した配置を示す斜視図である。 応用例３６に係る、スピーカの６次元連続マトリックス配置を示す斜視図である。 応用例３７に係る、スピーカの６次元連続マトリックス配置を二方向に連続して繰り返した配置を示す斜視図である。 応用例３８に係る、携帯型機器あるいはそれへの配信ネットワークに応用した振動発生装置のブロック図である。 実施形態３で測定された、第１の帯域と第２の帯域と、第３の帯域の一部を組み合わせて同時に印加したときのＰＥＴ装置の被験者頭部の実験結果（参考実施例１）の投影図であって、（ａ）はサジタル投影図であり、（ｂ）はコロナル投影図であり、（ｃ）は水平面投影図である。 実施形態４で測定された、行動実験及び脳波実験の結果（参考実施例２）であって、各帯域に対する深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を示すグラフである。 実施形態６で測定された脳波実験結果（参考実施例３）であって、所定値以上のα−ＥＥＧの正規化パワーの頭部トポグラフマップの時系列変化を示す図である。
以下、本発明に係る実施例及び実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施例及び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。
基本実施例．
まず、振動情報による脳活性の低下又は増大について以下に説明する。本発明者らは、音としてあるいは非可聴音として印加される振動の周波数帯域の違いによって、脳活性の低下や増大をさまざまな程度に設定できる手法を実験により見出した。本発明の基礎となるこの実験について、以下詳述する。
まず、実験方法について述べる。音源信号は、高周波成分を豊富に含み、所定の自己相関秩序構造（例えば、特許文献７及び９参照。）を備えたインドネシア・バリ島の伝統的なガムラン音楽を、オリジナルに開発した超広帯域録音システムによって収録し、２００秒間の録音を使用した。また、振動呈示システムは、図１のバイチャンネルシステム（例えば、特許文献２参照）を用いた。以下で説明する振動呈示システムは、振動発生装置、振動処理装置及び振動呈示装置などを含む。
図１は本発明の実施形態及び実施例において用いるバイチャンネルシステムの構成例を示すブロック図である。図１のバイチャンネルシステムにおいて、例えば８０ｄｂ／ｏｃｔの減衰率を有し、通過周波数帯域リップルが例えば±１ｄＢであるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）またはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０７ａ及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０７ｂを用いて、予め定められたクロスオーバー周波数で、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、スピーカ５０９ａａ，５０９ａｂ，５０９ｂａ，５０９ｂｂを備えたスピーカシステムを介して、それぞれが別々にあるいは同時に呈示された。ここで、スピーカ５０９ａａ，５０９ａｂは例えばツィータ及びスーパーツィータを含む。また、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）またはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０７ａ及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）は、上限下限をさまざまなカットオフ周波数を設定することの可能な周波数可変フィルタとしてもよい。
図１に示すように、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５０１を演奏することにより得られる楽器音をマイクロホン５０２により集音する。マイクロホン５０２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５０３を介してＡＤ変換器５０４に出力する。ＡＤ変換器５０４は、入力されたアナログ電気信号を、所定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５１１に出力する。
磁気記録再生装置５１０は、磁気記録部５１１と、磁気記録ヘッド５１２と、磁気再生ヘッド５１４と、磁気再生部５１５とを備え、磁気テープ５１３に対してデジタル信号を記録し、又は磁気テープ５１３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５１０は、例えば山崎芳男博士により考案された従来技術のＤＡＴであって、例えば２００ｋＨｚ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５１１は、ＡＤ変換器５０４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５１２を用いて、矢印で示される所定の方向５１６に走行されている磁気テープ５１３に記録する一方、磁気再生部５１５は、磁気テープ５１３に記録された変調信号を磁気再生ヘッド５１４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。
再生したデジタル信号データは、ＤＡ変換器５０５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５０６を介して出力され、再生増幅器５０６からの出力アナログ信号は、スイッチＳＷ１、所定のカットオフ周波数を有するハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタ５０７ａ及び電力増幅器５０８ａを介して、スピーカ５０９ａａ及び５０９ａｂに入力されるとともに、スイッチＳＷ２、所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタ５０７ｂ及び電力増幅器５０８ｂを介してスピーカ５０９ｂａ及び５０９ｂｂに入力される。
上記スピーカ５０９ａａ，５０９ａｂ，５０９ｂａ，５０９ｂｂは、音響的に密閉された遮音室又はそれに準ずる部屋５２０内に載置され、スピーカ５０９ａａ，５０９ａｂ，５０９ｂａ，５０９ｂｂはそれぞれ、入力される信号を空気振動に変換して被測定対象の人間５３０に対して印加する。
基本実施例では、図１のバイチャンネルシステムを用いて、音源信号を、２２ｋＨｚの遮断周波数をもつローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０７ｂを用いてろ波した、２２ｋＨｚ以下の周波数成分を有する電気信号を空気振動として被験者に印加し、当該被験者の領域脳血流（以下、ｒ−ＣＢＦという。）を計測した。また対照条件として、上記空気振動を印加せず、暗騒音のみが存在する場合のｒ−ＣＢＦを計測した（暗騒音条件）。
図２は図１のバイチャンネルシステムを用いて、２２ｋＨｚ以下の周波数成分を有する電気信号を空気振動として被験者に印加したときの頭部の領域脳血流（ｒ−ＣＢＦ）が暗騒音条件と比較して減少した部位をハッチングで示した投影図であって、図２（ａ）はサジタル投影図であり、図２（ｂ）はコロナル投影図であり、図２（ｃ）は水平面投影図である。すなわち、図２は、上記の空気振動を印加した場合に、暗騒音条件と比較して、ｒ−ＣＢＦが減少した部位を図示したものである。頭頂葉の楔前部における広範な部位でｒ−ＣＢＦの低下が認められる。また左前頭前野の外側部にもｒ−ＣＢＦの低下が認められる。なお、図１において、スイッチＳＷ１をオフとし、スイッチＳＷ２をオンとした。
次に、同じ音源を、遮断周波数を２６ｋＨｚに設定したローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０７ｂを用いてろ波した電気信号を空気振動に変換して被験者に印加した場合に、当該被験者のｒ−ＣＢＦを計測した。
図３は図１のバイチャンネルシステムを用いて、２６ｋＨｚ以下の周波数成分を有する電気信号を空気振動として被験者に印加したときの頭部の領域脳血流（ｒ−ＣＢＦ）が暗騒音条件と比較して減少した部位をハッチングで示した投影図であって、図３（ａ）はサジタル投影図であり、図３（ｂ）はコロナル投影図であり、図３（ｃ）は水平面投影図である。すなわち、図３は、上記の空気振動を印加した場合に、暗騒音条件と比較して、ｒ−ＣＢＦが減少した部位を図示したものである。２６ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合には暗騒音条件と比較して、頭頂葉のごく限定された範囲の領域において血流の低下が認められると同時に、２２ｋＨｚ以下の成分の空気振動を印加した場合には血流減少が認められなかった脳幹、視床及び視床下部などから構成される基幹脳で顕著な血流減少が認められた。なお、図１において、スイッチＳＷ１をオフとし、スイッチＳＷ２をオンとした。
図４は図１のバイチャンネルシステムを用いて、２２ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合と、２６ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合に生じる、基幹脳の一部である脳幹の血流変化を、暗騒音条件に対するパーセントで示すグラフである。図４から明らかなように、２２ｋＨｚ以下の成分のみを印加した場合には、脳幹の活性は暗騒音条件に比較してほとんど増減しない（＋０．０２％）のに対して、２６ｋＨｚ以下の成分を印加した場合には、脳幹の活性が３．０％程度低下することが示された。さらに、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０７ｂの遮断周波数が２２ｋＨｚの場合と２６ｋＨｚの場合に、暗騒音条件と比較して、脳幹を含む基幹脳全体の活性がどのように変化するかを、基幹脳の活性を全般的に反映する脳波データから得られる深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を用いて調べた。
脳波計測には、被験者に対する拘束度を最小限にするためテレメトリ脳波計測システムを用い、国際１０−２０法に基づく頭皮上１２電極（電極名：Ｆｐ１，Ｆｐ２，Ｆ７，Ｆｚ，Ｆ８，Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｐｚ，Ｏ１，Ｏ２）から、耳朶連結を基準電極として計測した。得られた脳波データは、２５６Ｈｚのサンプリング周波数でＡＤ変換して記録した。アーチファクトを含む区間を除外した後、電極毎に、１秒ずつオーバーラップさせた２秒間の解析区間について、ＦＦＴ解析によって０．５Ｈｚの周波数解像度でパワーを求め、その中から１０．０Ｈｚ〜１２．５Ｈｚの帯域成分のパワーの平方根をα２帯域脳波の等価ポテンシャルとして算出した。中心頭頂後頭部の７電極（電極名：Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｐｚ，Ｏ１，Ｏ２）から得られたデータを平均し、「深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）」として求めた。この指標は、先行研究によって、ハイパーソニック・エフェクトの神経基盤と考えられる脳幹、視床及び視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳の神経ネットワーク全体の活性と有意に相関することが示されている（特許文献７及び９参照）。
図５は図１のバイチャンネルシステムを用いて、２２ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合と、２６ｋＨｚ以下の周波数成分を有する空気振動を印加した場合における深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を示すグラフである。図５に示すように、２２ｋＨｚ以下の成分のみを印加した場合には暗騒音条件と比較して、脳波の深部脳活性指標はわずかに増加の傾向を示す（＋１．５％）のに対して、２６ｋＨｚ以下の成分を印加した場合には暗騒音条件と比較して、脳波の深部脳活性指標は６．０％の低下を示した。これらの実験結果は、人間に印加する周波数成分が異なることにより、脳内のさまざまな部位に、さまざまなレベルの神経活性を設定しうることを示すものである。特に、この実験では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０７ｂの遮断周波数が２２ｋＨｚから２６ｋＨｚに上昇し、２２ｋＨｚから２６ｋＨｚまでの帯域成分がより強く印加されることにより、人間の美と快の感覚を制御し、生体恒常性を維持する基幹脳の活性が著しく低下することが示された。
以上により、周波数構造の異なる空気振動を印加することにより、脳の異なる部位の活性を変化させることが示された。
次いで、脳のさまざまな部位の中でも、行動制御や適応制御といった脳の基幹的機能をになっている基幹脳に着目して、さまざまな周波数帯域をもった振動情報による基幹脳の活性レベルの低下又は増大について以下に説明する。
基幹脳は、報酬系神経回路の中枢であり、この活性が高まることにより、美と快と感動が生み出されると同時に、感覚が鋭敏化し、覚醒水準が高まってヒューマンエラーを抑制することができる。逆に、基幹脳の活性が低下すると、うつ病、自殺、摂食障害、リストカット、統合失調症などのネガティブ症状、注意欠陥多動性障害、自閉症、アルツハイマー型認知症など、さまざまな疾患の根本原因となることが示されている。
さらに基幹脳は、自律神経系、内分泌系、免疫系の最高中枢を担っており、全身の恒常性を維持して、身体の健康を司る最高司令塔の役割を果たしている。従って基幹脳の活性が上昇すると、ＮＫ細胞活性などの免疫力が高まり、アドレナリン、コルチゾールといったストレスホルモンが減少する。これらの全身性効果は、高血圧、糖尿病、高脂血症をはじめとするさまざまなメタボリック症候群に対して治療効果を及ぼすことができる。
したがって、基幹脳の活性を高めることによってこれらの疾患を予防したり治療することが期待されるとともに、基幹脳の活性を低下させることにより、これらの疾患に対する疾患モデルや病態モデルを作成することが可能になる。
そこで、本発明者らは、さまざまな振動情報によって、脳の中のさまざまな部位の活性を、さまざまな程度に低下又は増大させるという原理に基づき、まず脳幹を含む基幹脳の活性レベルに着目して、振動の特定の帯域成分が、基幹脳の活性に対してどのような増加又は減少効果を示すかについて、より詳細な検討を行った。その実験の概要を示す。
実験において、高周波成分を豊富に含み、所定の自己相関秩序構造（例えば、特許文献７及び９参照。）を備えたインドネシア・バリ島の伝統的なガムラン音楽を、オリジナルに開発した超広帯域録音システムによって収録し、そのうち２００秒間の録音を音源信号として使用した。また、呈示システムとして、図１のバイチャンネルシステムを用いた。音源信号を、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０７ｂによって１６ｋＨｚをカットオフ周波数として、それ以下の周波数成分に帯域制限した可聴域成分（ＬＦＣ）と、周波数可変フィルタであるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）またはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０７ａによって上限下限ともさまざまなカットオフ周波数を設定し、バンドパスフィルタリング又はハイパスフィルタリングを行った高周波成分（ＨＦＣ）とに分離した。それぞれの信号を独立に増幅したあと、可聴域成分（ＬＦＣ）の振動は上記スピーカシステムのスピーカ５０９ｂａ，５０９ｂｂによって被験者に呈示し、高周波成分（ＨＦＣ）の振動は上記スピーカシステムのスピーカ５０９ａａ，５０９ａｂによって被験者に呈示した。上記スピーカシステムは、被験者から２ｍの位置に設置した。
高周波成分（ＨＦＣ）の信号の周波数帯域の設定は、１６ｋＨｚから８ｋＨｚ毎に９６ｋＨｚまで、１６ｋＨｚ〜２４ｋＨｚ、２４ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ、３２ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ〜４８ｋＨｚ、４８ｋＨｚ〜５６ｋＨｚ、５６ｋＨｚ〜６４ｋＨｚ、６４ｋＨｚ〜７２ｋＨｚ、７２ｋＨｚ〜８０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ〜８８ｋＨｚ、８８ｋＨｚ〜９６ｋＨｚの計１０種類とした。さらに、９６ｋＨｚ〜１１２ｋＨｚの１６ｋＨｚ幅の帯域及び１１２ｋＨｚ以上全帯域も設定した。
ここで、高周波成分（ＨＦＣ）の各周波数帯域すべてについて、サブ実験を構成した。サブ実験では、２つの実験条件を設定してその間の脳活性の違いを比較した。すなわち、条件１（コントロール条件）は１６ｋＨｚ以下の可聴域成分（ＬＦＣ）の振動のみ呈示し、条件２は１６ｋＨｚ以下の可聴域成分（ＬＦＣ）の振動呈示と同時に、特定の帯域幅をもつ高周波成分（ＨＦＣ）の振動を呈示した。この２つの条件の呈示順序は以下の２種類とした。
（Ａ）呈示順序１：条件１−条件２−条件２−条件１の順に呈示し、数分間の休憩後、条件２−条件１−条件１−条件２の順に呈示した。
（Ｂ）呈示順序２：条件２−条件１−条件１−条件２の順に呈示し、数分間の休憩後、
条件１−条件２−条件２−条件１の順に呈示した。
すなわち、２つの条件とも計４回呈示した。２種類の呈示順序の振り分け方は被験者間でカウンターバランスをとった。なお、被験者の不快適さを避けるために、温湿度を一定範囲に保ち、まわりの環境に特別に注意を払った。被験者には、計測中、自然に目を開けているよう指示した。
そして、呈示中の脳波を計測した。脳波計測には、被験者に対する拘束度を最小限にするためテレメトリ脳波計測システムを用い、国際１０−２０法に基づく頭皮上１２電極（電極名：Ｆｐ１，Ｆｐ２，Ｆ７，Ｆｚ，Ｆ８，Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｐｚ，Ｏ１，Ｏ２）から、耳朶連結を基準電極として計測した。得られた脳波データは、２５６Ｈｚのサンプリング周波数でＡＤ変換して記録した。アーチファクトを含む区間を除外した後、電極毎に、１秒ずつオーバーラップさせた２秒間の解析区間について、ＦＦＴ解析によって０．５Ｈｚの周波数解像度でパワーを求め、その中から１０．０Ｈｚ〜１２．５Ｈｚの帯域成分のパワーの平方根をα２帯域脳波の等価ポテンシャルとして算出した。中心頭頂後頭部の７電極（電極名：Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｐｚ，Ｏ１，Ｏ２）から得られたデータを平均し、「深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）」として求めた。この指標は、先行研究によって、ハイパーソニック・エフェクトの神経基盤と考えられる脳幹、視床及び視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳の神経ネットワーク全体の活性と有意に相関することが示されている（特許文献７及び９参照）。
脳波の経時データは音呈示に対して明らかな遅延を示すため、各条件の呈示後半１００秒間の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）の平均値を求めた。これらの値は、被験者間のばらつきを取り除くため、被験者毎に全条件を通して平均した値を基準に標準化した。そのうえで、条件２の計４回の平均値と、条件１（コントロール条件）の計４回の平均値との差分を求め、統計検定に付した。なお、被験者は、２２名の健康な日本人の男女が参加した。
次いで、図６及び図７を参照して実験結果について述べる。図６は図１のバイチャンネルシステムを用いて、１６ｋＨｚ未満の帯域の空気振動に加えて高周波成分（ＨＦＣ）の空気振動を印加した場合（条件２）の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）平均値と、１６ｋＨｚ未満の帯域の空気振動のみを印加した場合（条件１）の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）平均値との差分を示すグラフである。条件２において追加で印加する高周波成分（ＨＦＣ）の帯域によって、本実験における聴取条件では、１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚのネガティブ帯域グループと、３２ｋＨｚ以上のポジティブ帯域グループとに分類し、両者を比較している。また、図７は、１６ｋＨｚ未満の帯域の空気振動に加えて、各分割帯域の高周波成分（ＨＦＣ）の空気振動を印加した場合（条件２）の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）平均値と、１６ｋＨｚ未満の帯域の空気振動のみを印加した場合（条件１）の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）平均値の差分を示すグラフである。この値は、各分割帯域の高周波成分（ＨＦＣ）の印加によって、基幹脳の神経ネットワークの活性がどれだけ増加あるいは低下するかを示す指標となるため、以後、深部脳活性の変動指標（図において、ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）と呼ぶ。
上記の方法で求めた深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を検討したところ、本実験における聴取条件では、３２ｋＨｚ以上の帯域成分をＨＦＣとしたサブ実験（３２ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ〜４８ｋＨｚ、４８ｋＨｚ〜５６ｋＨｚ、５６ｋＨｚ〜６４ｋＨｚ、６４ｋＨｚ〜７２ｋＨｚ、７２ｋＨｚ〜８０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ〜８８ｋＨｚ、８８ｋＨｚ〜９６ｋＨｚ、９６ｋＨｚ〜１１２ｋＨｚ、１１２ｋＨｚ〜）では、条件２すなわち可聴域成分（ＬＦＣ）＋高周波成分（ＨＦＣ）を同時に呈示したときの方が、条件１すなわち可聴域成分（ＬＦＣ）のみを呈示したときに比較して深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）が増大する傾向が見出された。すなわち、可聴域成分（ＬＦＣ）に高周波成分（ＨＦＣ）を加えることによって、基幹脳ネットワーク系の活性を上昇させることが確かめられた。これは従来の知見（非特許文献１及び７参照）と整合性のある傾向である。
一方、本実験における聴取条件では、３２ｋＨｚ以下の帯域成分を高周波成分（ＨＦＣ）としたサブ実験（１６ｋＨｚ〜２４ｋＨｚ、２４ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）では、条件２すなわち可聴域成分（ＬＦＣ）＋高周波成分（ＨＦＣ）を同時に呈示したときの方が、条件１すなわち可聴域成分（ＬＦＣ）を単独で呈示したときに比較して深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）が低下する傾向が見出された。すなわち、可聴域成分（ＬＦＣ）に高周波成分（ＨＦＣ）を加えることによって、基幹脳ネットワーク系の活性を低下させることが発見された。
そこで、サブ実験を２つのグループに分類した。本実験における聴取条件では、１６ｋＨｚ以上３２ｋＨｚ未満の帯域をネガティブ帯域グループ、３２ｋＨｚ以上の帯域をポジティブ帯域グループとした。そして、深部脳活性の変動指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を変数として、ネガティブ帯域グループとポジティブ帯域グループとで２変量ｔ検定を行ったところ、図６から明らかなように、ポジティブ帯域グループの深部脳活性の変動指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）の方が、ネガティブ帯域グループのそれよりも、有意水準ｐ＜０．０００１という高い有意性で統計的有意に大きいことが明らかとなった。
次いで、各帯域グループの実験において、基幹脳の活性が増大したといえるか、あるいは低下したといえるのかを確かめるために、各帯域グループの深部脳活性の変動指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を指標として1変量ｔ検定を行ったところ、ポジティブ帯域グループ（本実験における聴取条件では高周波成分（ＨＦＣ）が３２ｋＨｚ以上の帯域）では、有意水準ｐ＜０．００１という高い有意性で基幹脳の活性が増大したことが示された。一方、ネガティブ帯域グループ（本実験における聴取条件では高周波成分（ＨＦＣ）が１６ｋＨｚ以上３２ｋＨｚ未満の帯域）では、図６から明らかなように、有意水準ｐ＜０．０１で統計的有意に基幹脳の活性が低下したことが示された。
さらに、高周波成分（ＨＦＣ）のうちさらに細かく分割した各帯域毎に１変量ｔ検定を行ったところ、１６ｋＨｚ未満の帯域に加えて２４ｋＨｚ〜３２ｋＨｚの帯域の振動を呈示した場合に深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）が有意水準ｐ＜０．０５で有意に低下していることが示された。また、１６ｋＨｚ未満の帯域に加えて８０ｋＨｚ〜８８ｋＨｚの帯域の振動を呈示した場合、深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）が有意水準ｐ＜０．０１で有意に増大していることが示された。また、１６ｋＨｚ未満の帯域に加えて８８ｋＨｚ〜９６ｋＨｚの帯域の振動を呈示した場合、深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）が有意水準ｐ＜０．０５で有意に増大していることが示された。
これらの帯域は、限定された帯域幅の少ない情報量で効率的にネガティブ効果やポジティブ効果を導くことができると考えられる。
上記の実験結果を踏まえて、以下のように第１、第２及び第３の帯域を定義した。
（Ａ）第１の帯域＝可聴域を含む帯域、例えば、２０Ｈｚから１６ｋＨｚの帯域である。
（Ｂ）第２の帯域＝第１の帯域とともに呈示すると、基幹脳の活性を低下させる効果（ネガティブ効果＝ハイパーソニック・ネガティブ・エフェクト）を導く傾向がある帯域、例えば本実験における聴取条件では、１６ｋＨｚから３２ｋＨｚの帯域である。
（Ｃ）第３の帯域＝第１の帯域とともに呈示すると、基幹脳の活性を増大させる効果（ポジティブ効果＝ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクト）を導く傾向がある帯域。例えば本実験における聴取条件では、３２ｋＨｚ以上、かつ所定の最高周波数までの帯域である。ここで、当該最高周波数は、信号処理回路で処理可能な最大周波数であって、例えば９６ｋＨｚ、１１２ｋＨｚ、１２８ｋＨｚ、１４０ｋＨｚ、１５２ｋＨｚ、１６８ｋＨｚ、１８４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚなどの周波数である。
なお、上記に示した各帯域の下限周波数及び上限周波数の値は普遍的に一定のものではなく、振動信号のパワー、振動呈示装置の増幅回路の増幅度、振動呈示装置の数量、振動呈示装置から生体までの距離などを含む、その他さまざまな振動呈示条件あるいは聴取条件によって、変動し得る。
さらに、人間以外の動物の可聴域上限は種によって異なることが知られていることから、可聴域を含む第１の帯域の下限及び上限周波数、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の下限周波数及び上限周波数、そして、ポジティブ効果をもつ第３の帯域の下限周波数及び上限周波数も、動物の種毎に、人間を対象とした本実験の聴取条件で同定された周波数とは異なる値を取り得ると考えられる。
以上の結果をまとめて模式的に図示すると、図８のようにあらわせる。図８（ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図において、第１、第２及び第３の帯域の範囲を示した図であり、図８（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示すグラフである。ここで、図８（ｂ）は、実験で設定した各帯域が基幹脳活性に及ぼす効果の方向と大きさとを図示したものである。それぞれ、第１の帯域とともに呈示することによって、第２の帯域において基幹脳活性を低下させる効果（ネガティブ効果）、並びに、第３の帯域において上昇させる効果（ポジティブ効果）の大きさを示している。なお、以下に示す実施形態又は実施例は、上記実験に基づき、具体的に基幹脳の活性を例として述べるが、その原理はその他の脳部位の活性についても応用可能なものである。なお、上述したように図８において各帯域の境界に相当する周波数は、本実験の聴取条件における一例を示したものであり、振動呈示条件又は振動聴取条件、あるいは対象となる動物の種毎に異なる値をとるものと考えられる。
実施形態１：ネガティブ効果．
図９は実施形態１に係る振動処理装置の振動処理方法（ネガティブ効果）を示す図であって、図９（ａ）は第１及び第２の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図９（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。実施形態１に係る振動呈示装置、方法及び空間は、図９に示すように、第１の帯域とともに第２の帯域の振動を呈示することによって、脳活性を低下させる「ネガティブ効果」を導くことを特徴とする。以下、第１の帯域の振動と同時に第２の帯域の振動を呈示することによって、脳活性を低下させるネガティブ効果を導く装置、方法及び空間の例を示す。本実施形態を含む全ての実施形態において、各帯域の境界に相当する周波数は、上記実験の聴取条件における一例を示したものであり、振動呈示条件又は振動聴取条件、あるいは対象となる動物の種毎に異なる値をとるものと考えられる。また全ての実施形態を通じて、振動又は振動信号はその構造的特徴の如何を問わない。すなわち、たとえば正弦波や鋸波、ホワイトノイズのような定常波であってもよいし、所定の自己相関秩序を有する（特許文献９参照）非定常波であってもよいし、それ以外の振動・振動信号又はその複合体であってもよい。また全ての実施形態において、振動を呈示し、生体に印加する際の媒体は気体・液体・固体のいずれか、又はその複合体であってもよい。
図１０Ａは実施形態１−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図１０Ａにおいて、実施形態１−１に係る振動呈示装置は、振動信号の記録媒体１Ａのドライブを含む信号発生装置１と、再生回路２と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。図１０Ａにおいて、例えばＣＤの音声信号（周波数２０Ｈｚ〜２２．０５ｋＨｚ）やＤＶＤの音声トラックの音声信号（周波数２０Ｈｚ〜２４ｋＨｚ）など、もともと振動信号源に第１の帯域と第２の帯域を両方とも含む振動信号を予め記録する記録媒体１Ａを信号発生装置１のドライブに挿入して振動発生装置１から振動信号を読み出して再生回路２により再生し、増幅回路３により増幅した後、振動呈示器４により振動に変換して人間を含む動物に呈示することによって、脳活性を低下させるネガティブ効果を導く。なお、信号発生装置１は振動信号源に第１の帯域と第２の帯域を両方とも含む振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体と信号発生装置１、再生回路２の代わりに、放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよいし、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、各実施形態において、信号はデジタル・アナログのいずれであってもよいし、記録媒体はコンピュータにより読み取り可能な媒体、コンピュータを含むドライブ又はそれを含む信号発生装置により読み取り可能な媒体であって、再生回路により再生可能な媒体である。
図１０Ｂは図１０Ａの変形例であり、振動信号の記録媒体と信号発生装置１、再生回路２の代わりに、例えばシンセサイザーなどの振動信号合成装置１Ｃによって、第１の帯域と第２の帯域を両方とも含む振動信号を人工的に合成し、増幅回路３により増幅した後、振動呈示器４により振動に変換して人間を含む動物に呈示することによって、ネガティブ効果を導く装置である。なお、振動信号合成装置はサンプリング音源などからの外部入力を用いた形式のものであってもよい。
図１０Ｃも同じく図１０Ａの変形例であり、その場で演奏する楽器などの振動発生装置又は振動発生源１Ｄが発する第１の帯域と第２の帯域を両方とも含む振動を、マイクロホンやピックアップなどの信号変換装置２Ａを用いて信号化し、増幅回路３により増幅した後、振動呈示器４により振動に変換して人間を含む動物に呈示することによって、ネガティブ効果を導く。振動発生装置又は振動発生源１Ｄの発生する振動は、生物・無生物の発する有意味又は無意味の音（以下、音声と呼ぶ）や音楽、環境音などを用いてもよい。さらに、発生した振動を信号に変換することなくそのまま振動する気体・液体・固体（以下、振動体と呼ぶ）を介して生体に印加してもよい。
図１１Ａは実施形態１−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図１１Ａにおいて、実施形態１−２に係る振動呈示装置Ａは、振動信号Ａの記録媒体１１Ａに予め記録された振動信号を発生するドライブを含む信号発生装置１１と、再生回路１２と、ローパスフィルタ１３と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。振動呈示装置Ｂは、振動信号Ｂの記録媒体２１Ａに予め記録された振動信号を発生するドライブを含む信号発生装置２１と、再生回路２２と、バンドパスフィルタ又はイコライザ２３と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。図１１Ａにおいて、各記録媒体１１Ａ，２１Ａは、第１の帯域と第２の帯域の両方の振動信号をそれぞれ予め記録するか、あるいは、同一あるいは別々の振動信号源から抽出して記録している。振動信号Ａの記録媒体１１Ａから信号発生装置１１により振動信号を読み出して再生回路１２により再生し、ローパスフィルタ１３により例えば１６ｋＨｚ以下の第１の帯域信号のみを抽出し、増幅回路３により増幅した後、振動呈示器４により振動に変換して人間を含む動物に呈示する。振動信号Ｂの記録媒体２１Ａから信号発生装置２１により振動信号を読み出して再生回路２２により再生し、バンドパスフィルタ２３により例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚの第２の帯域信号のみを抽出し、増幅回路３により増幅した後、振動呈示器４により振動に変換して人間を含む動物に呈示する。以上説明したように、本実施形態では、第１の帯域を含む振動と、第２の帯域を含む振動とを呈示することにより、生体の脳活性を低下させることができる。ここで、振動信号の記録媒体、信号発生装置及び再生回路の代わりに、図１０Ｂに示した振動信号合成装置１Ｃや、図１０Ｃに示した楽器や音声、環境音などを発生する振動発生装置又は振動発生源１Ｄと、マイクロホンやピックアップなどの信号変換装置２Ａとの組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、発生した振動を信号に変換することなくそのまま振動体を介して生体に印加してもよい。
図１１Ｂは図１１Ａの実施形態１−２の変形例である。振動信号Ａから抽出された第１の帯域信号と、振動信号Ｂから抽出された第２の帯域信号とを、加算器５に出力する。加算器では入力される２つの信号を加算し、増幅回路３により増幅した後、振動呈示器４により振動に変換して人間を含む動物に呈示する。これにより、脳活性を低下させるネガティブ効果を導く。なお、振動発生装置１１，２１は振動信号源に所定の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体、信号発生装置及び再生回路の代わりに、振動信号合成装置や、図１０Ｃに示した楽器や音声、環境音などを発生する振動発生装置又は振動発生源１Ｄとマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、発生した振動を信号に変換することなくそのまま振動する振動体を介して生体に印加してもよい。
図１１Ａ及び図１１Ｂの装置において、第１の帯域の成分を抽出するフィルタはローパスフィルタ１３ではなくバンドパスフィルタであってもよいし、振動信号Ａにもともと含まれている帯域が第１の帯域のみであれば、フィルタを省略してもよい。また、第２の帯域の成分を抽出するフィルタ２３は、振動信号Ｂにもともと含まれている帯域が例えば３２ｋＨｚに満たない場合は、バンドパスフィルタ２３ではなくハイパスフィルタであってもよいし、振動信号Ｂにもともと含まれている帯域が第２の帯域のみであれば、フィルタを省略してもよい。あるいは、イコライザによって第２の帯域信号を強調、あるいは第２の帯域以外の帯域信号を減弱してもよい。
次いで、実施形態１に係る振動呈示装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。当該装置からの振動を人間及び動物を含む生体に呈示することにより、脳活性の低下を迅速、非侵襲的、可逆的に導くことが可能になり、薬剤などを用いた手段に比べて安全で効果的に病理状態のモデルをつくり出すことができる。この効果を利用した「病理モデル生成装置」が考えられる。また、被験者を用いた各種実験において、実験によって被験者の脳活性が一時的に上昇した場合に、本実施形態の装置を用いることにより、素早くクールダウンさせ、初期状態に戻すことによって、次の実験を効率よく行うことが可能になる。この効果を利用した「被験者クールダウン装置」が考えられる。さらに、本実施形態の装置を用いることにより、人間を始めとする動物の行動を快又は不快によって強力に制御し、基幹脳に含まれる情動系の活性を低下させて、逃避行動をひきおこすことが可能になる。この効果を利用し、「自動車に装備する音の聴こえないクラクション」「動物駆除装置」への応用が考えられる。また、この効果を利用して、執務空間、居住空間、娯楽空間、公共空間、乗り物などで基幹脳の活性を低下させてクールダウンさせるアプリケーションが考えられる。
実施形態１Ａ：ネガティブ効果の抑止又は軽減．
図１２Ａは実施形態１Ａに係る振動呈示装置及び振動減弱装置を含む振動処理装置の振動処理方法（ネガティブ効果の抑止又は軽減）を示す図であって、図１２Ａ（ａ）は第１及び第２の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図１２Ａ（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。実施形態１Ａに係る振動呈示装置、方法及び空間は、図１２Ａに示すように、第２の帯域の振動又は振動信号、あるいはその両者を除去あるいは減弱することによって、脳活性を低下させるネガティブ効果を抑止又は軽減することを特徴とする。
図１２Ｂは実施形態１Ａ−１に係る振動呈示装置（ネガティブ効果の抑止又は軽減）の構成を示すブロック図である。図１２Ｂにおいて、実施形態１Ａ−１に係る振動呈示装置は、第２の帯域を含む振動信号の記録媒体１１Ｂのドライブを含む信号発生装置１１と、再生回路１２と、バンドエリミネートフィルタ（又はイコライザ）１３Ａと、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。図１２Ｂにおいて、振動源に第２の帯域を含む振動信号の記録媒体１１Ｂから信号発生装置１１により信号を読み出して再生回路１２により再生し、そのうちバンドエリミネートフィルタ（又はイコライザ）１３Ａにより第２の帯域の振動成分のみを除去又は減弱した後、増幅回路３により増幅し、振動呈示器４により振動に変換して人間などの生体に呈示することによって、脳活性の低下を抑止又は軽減し、あるいは逆に増強する効果を導く。なお、信号発生装置１１は振動信号源の上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体１１Ｂ、信号発生装置１１及び再生回路１２の代わりに、振動信号合成装置や、音声・音楽・環境音などの振動を発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。
図１２Ｃは図１２Ｂの実施形態１Ａ−１の変形例の構成を示すブロック図である。図１２Ｃの振動呈示装置は、図１２Ｂの振動呈示装置に比較して、バンドエリミネートフィルタ１３Ａを、バンドパスフィルタ１７，位相反転回路１６、加算器５に置き換えたものである。この場合において、第１、第２及び第３の帯域信号を含む振動信号に含まれる、ネガティブ効果を導く第２の周波数帯域成分をもった振動信号をバンドパスフィルタ１７により抽出した後、位相反転回路１６により位相反転して元の振動信号に加算することにより、元の振動信号に含まれる第２の帯域成分を相殺して減弱することによって、脳活性の低下を抑止又は軽減する効果を導く。
図１２Ｄは実施形態１Ａ−２に係る振動減弱装置（ネガティブ効果の抑止又は軽減）を含む振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図１２Ｄにおいて、実施形態１Ａ−２に係る振動呈示装置は、その空間に存在する振動をマイクロホンなどの信号検出器で検出して振動信号に変換する信号変換装置１５と、位相反転回路１６と、バンドパスフィルタ（又はイコライザ）１７と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。空間に存在する空気振動に含まれる、ネガティブ効果を導く第２の周波数帯域成分の逆相成分をもった振動を同一空間にさらに印加することによって、空間に存在する第２の帯域成分をリアルタイムで相殺して減弱することによって、脳活性の低下を抑止又は軽減する効果を導く。ここで、空間に存在する空気振動は、オーディオシステムや楽器のように何らかの振動発生装置によって発生された振動でもよいし、環境音のように空間に存在する何らかの振動発生源が発生する振動でもよい。また、図１２Ｄにおいて、位相反転回路１６とバンドパスフィルタ１７の順序は逆でもよい。
また、図１２Ｄにおいて、バンドパスフィルタ（又はイコライザ）１７に入力される振動信号は、空間に存在する振動をマイクロホンやピックアップなどの振動検出器を含む信号変換装置１５によって振動信号に変換されたもの以外にも、例えばＣＤやＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）や固形メモリのパッケージメディアを含む記録媒体から読み出された振動信号や、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。
図１２Ｄにおいては、空間に存在する振動に対して、第２の帯域の振動を逆相振動で打ち消して減弱させているが、本発明はこれに限らず、以下の変形例では、振動呈示装置において、空間に存在する振動の振動信号に対して、第２の帯域の振動信号を用いて逆相振動で打ち消して減弱させてもよい。
図１２Ｅは図１２Ｄの実施形態１Ａ−２の変形例の構成を示すブロック図である。図１２Ｅにおいて、振動呈示装置は、その空間に存在する振動をマイクロホンなどの信号検出器で検出して振動信号に変換する信号変換装置１５と、第２の帯域を抽出するバンドパスフィルタ１７と、位相反転回路１６と、加算器５と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。図１２Ｅにおいては、空間に存在する空気振動に含まれる、ネガティブ効果を導く第２の周波数帯域成分の振動信号をバンドパスフィルタ１７により抽出した後、位相反転回路１６により位相反転して元の空気振動の振動信号に加算することにより、空間に存在する第２の帯域成分をリアルタイムで相殺して減弱した振動信号を発生し、それを空間に振動として呈示することによって、脳活性の低下を抑止又は軽減する効果を導く。
以上の実施形態１Ａのほかに、空気中を伝播する空気振動に対してアコースティック処理をほどこすことによって、ネガティブ効果をもつ帯域を除去又は減弱するさまざまな振動減弱装置を含む振動処理装置又は振動呈示装置が考えられる。原理によって、以下のごとく大きく２種類に分類できる。
（Ａ）吸収装置：空気振動が物質中を透過する際に、特定の帯域の振動が選択的に吸収されることを利用して、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の振動成分を除去もしくは制限又は減弱させる装置。
（Ｂ）反射装置：空気振動が物質に衝突し反射する際に、特定の帯域の振動を選択的に反射することを利用して、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の振動成分を除去もしくは制限又は減弱させる装置。
以下、本実施形態に係る振動呈示装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。現代社会に蔓延する交通騒音や電子機器の発する人工音も含めた音環境、現在広く用いられているＣＤやＤＶＤなどの音響デジタルメディアに記録された信号、あるいは放送又は通信によって配信又は伝送される音声又は音楽信号やその再生音等は、記録再生可能な周波数帯域が、可聴域成分である上記第１の帯域と、ネガティブ効果を有する上記第２の帯域のうちの一部に限定されているものが大部分である。また規格上第３の帯域までをも含みうるハイレゾリューション配信やドルビーＴｒｕｅＨＤ方式などの超広帯域規格を採用したＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃなどにおいても、そのコンテンツには実質的にポジティブ効果を有する第３の帯域の振動信号がほとんど含まれていない場合、すなわちネガティブ効果を有する第２の帯域までに振動信号成分が限定されている場合が少なくない。さらに重大なことに、たとえポジティブ効果を有する第３の帯域の振動信号成分を含んでいるコンテンツであったとしても、それはネガティブ効果を有する第２の帯域を含んでおり、第２の帯域の振動が再生され得る。従って、そうした音響デジタルメディアが再生する音に長時間曝露すると、脳活性が低下して、重大な病的状態を引き起こす危険性をもっている。そこで、本実施形態の装置、方法及び空間を用いることにより、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の振動を除去又は減弱して呈示することによって、ネガティブ効果を抑止又は軽減し、脳活性低下を回避することが可能となる。これによって従来の音響デジタルメディアがもっている脳活性低下の危険性を回避することにより、快感を高め、脳活性の低下に起因するさまざまな病理を予防する電子機器、音響機器、通信機器、放送機器などを提供することが可能になる。
実施形態２：強力なポジティブ効果．
図１３は実施形態２に係る振動処理装置の振動処理方法（強力なポジティブ効果）を示す図であって、図１３（ａ）は第１及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図１３（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。実施形態２に係る振動呈示装置、方法及び空間は、図１３に示すように、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の振動を呈示せず（すなわち、振動の呈示を禁止又は制限し）、ポジティブ効果をもつ第３の帯域又はその一部を呈示することによって、脳活性を強力に増強させる「強力なポジティブ効果」を導くことを特徴とする。以下では、第１の帯域及び第３の帯域を含み、第２の帯域を含まない振動を呈示することによって、脳活性を強力に増強するポジティブ効果を導く装置、方法及び空間の例を示す。なお、振動の呈示を制限する場合は、例えば、複数の帯域通過フィルタを備え、所定の帯域毎のレベルを調整するイコライザを用いてそのレベルを低下又は減弱することができる。また、図１３において各帯域の境界に相当する周波数は、本実験の聴取条件における一例を示したものであり、振動呈示条件又は振動聴取条件、あるいは対象となる動物の種毎に異なる値をとるものと考えられる。
図１４Ａは実施形態２−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図１４Ａにおいて、実施形態２−１に係る振動呈示装置は、振動信号の記録媒体１ａＡのドライブを含む信号発生装置１ａと、再生回路２と、バンドエリミネートフィルタ又はイコライザ６と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。図１４Ａにおいて、例えばＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃの音声トラックの音声信号（ドルビーＴｒｕｅ ＨＤ方式での記録の場合、周波数は９６ｋＨｚまでを含む。）など、もともと振動源に第１の帯域、第２の帯域、第３の帯域すべてを含む振動信号の記録媒体１ａＡから信号発生装置１ａにより信号を読み出して再生回路２により再生し、そのうちバンドエリミネートフィルタ（又はイコライザ）６により第２の帯域の振動成分のみを除去又は制限し、あるいは第３の帯域の振動成分を増強した後、増幅回路３により増幅し、振動呈示器４により振動に変換して人間などの生体に呈示することによって、脳活性を強力に増強するポジティブ効果を導く。なお、信号発生装置１ａは振動信号源として上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体、信号発生装置及び再生回路の代わりに、振動信号合成装置や、図１０Ｃに示した音声・音楽・環境音などを発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、振動発生装置が出力する振動を信号に変換せずそのまま生体に印加してもよい。
図１４Ｂは実施形態２−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図１４Ｂにおいて、振動信号の記録媒体１ｂＡのドライブを含む信号発生装置１ｂと、再生回路２と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。図１４Ｂの装置は、図１０Ａの装置に比較して、第１の帯域及び第２の帯域を含む振動信号の記録媒体１ａＡ１及び信号発生装置１ａに代えて、第１の帯域及び第３の帯域を含む振動信号の記録媒体１ｂＡ及び信号発生装置１ｂを備えたことを特徴としている。信号発生装置は振動信号源の上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体、信号発生装置及び再生回路の代わりに、第１の帯域及び第３の帯域を含む振動信号を合成する振動信号合成装置や、第１の帯域及び第３の帯域を含む振動を発生させる図１０Ｃに示した音声・音楽・環境音などの振動を発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、振動発生装置が出力する振動を信号に変換せずそのまま生体に印加してもよい。
図１５Ａは実施形態２−３に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図１５Ａにおいて、振動呈示装置Ａは、振動信号Ａの記録媒体１１Ａのドライブを含む信号発生装置１１と、再生回路１２と、ローパスフィルタ１３と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。振動呈示装置Ｂは、振動信号Ｂの記録媒体２１Ａのドライブを含む信号発生装置２１と、再生回路２２と、バンドパスフィルタ又はイコライザ３３と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。図１５Ａの装置は、図１１Ａの装置に比較して、第２の帯域成分のみを通過させるバンドパスフィルタ２３に代えて第３の帯域成分のみを通過させるバンドパスフィルタ又はイコライザ３３を備えたことを特徴としている。本実施形態では、第１の帯域を含む振動と、第３の帯域を含む振動とを呈示することにより、生体の脳活性を増大させることができる。信号発生装置は上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体、信号発生装置及び再生回路の代わりに、振動信号合成装置や、図１０Ｃに示した音声・音楽・環境音などの振動を発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、振動発生装置が出力する振動を信号に変換せずそのまま生体に印加してもよい。
図１５Ｂは図１５Ａの実施形態２−３の変形例である。図１５Ｂにおいて、信号発生装置１１、２１は、第１の帯域と第３の帯域の両方の振動信号をそれぞれ発生するか、あるいは、同一あるいは別々の振動信号源から抽出して記憶している。これらの各振動信号を読み出して再生しかつろ波した後、加算し、振動に変換して呈示することによって、脳活性を強力に増強するポジティブ効果を導く。振動信号Ａからローパスフィルタ１３によって、例えば１６ｋＨｚ以下の第１の帯域の成分を抽出し、振動信号Ｂからバンドパスフィルタ又はイコライザ３３によって、例えば４８ｋＨｚ〜９６ｋＨｚの第３の帯域の成分を抽出する。そして、両者を加算し、増幅したのち、振動に変換して呈示する。なお、信号発生装置は振動信号源の上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体、信号発生装置及び再生回路の代わりに、振動信号合成装置や、音声・音楽・環境音などの振動を発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、振動発生装置が出力する振動を信号に変換せずそのまま生体に印加してもよい。
本実施形態において、第１の帯域の成分を抽出するフィルタはローパスフィルタ１３ではなくバンドパスフィルタであってもよいし、振動信号Ａにもともと含まれている帯域が第１の帯域のみであれば、フィルタを省略してもよい。また、第３の帯域の成分を抽出するフィルタは、バンドパスフィルタ３３ではなくハイパスフィルタであってもよいし、振動信号Ｂにもともと含まれている帯域が第３の帯域のみであれば、フィルタを省略してもよい。あるいは、イコライザによって第３の帯域信号を強調、あるいは第３の帯域以外の帯域信号を減弱してもよい。
次いで、実施形態２に係る装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。この装置を用いることにより、脳活性を強力に増大させることが可能になる。このことにより、脳活性を低下させるなんらかのネガティブな要因が存在した場合に、これを取り除き、安全性を確保する効果をもつ。また、快適感や美的感受性を増す効果をもつ。この効果を利用して、居住空間や執務空間、娯楽空間、公共空間、乗り物などの快適性を向上させるアプリケーションが考えられる。また、美術館やコンサートホールなどで、芸術作品の表現効果を増大させる手段への応用が考えられる。また、不快感やイライラ感や怒りの感情などを緩和する効果をもつ。この効果を利用して、近年深刻な問題となっている、駅など公共空間における口論や暴力などのトラブルに対して、この装置を用いることにより、脳活性が低下した状態から増大方向に転じて、トラブルを回避する手段への応用が考えられる。
実施形態３：帯域の組み合わせ．
実施形態３に係る振動処理装置、方法及び空間は、脳活性の低下を導く「ネガティブ効果」をもつ第２の帯域の振動に、脳活性の上昇を導く「ポジティブ効果」をもつ帯域の振動を組み合わせて呈示することによって、脳活性の低下を導くネガティブ効果をうち消すことをはじめ、脳活性レベルの低下又は増大の度合いを任意に制御することを特徴とする。
図１６は実施形態３−１に係る振動処理装置の振動処理方法（帯域組み合わせであって、脳活性を実質的に一定に保持する呈示方法）を示す図であって、図１６（ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図１６（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、図１６（ｃ）は上記振動呈示方法の呈示条件の時間的推移を示す図である。実施形態３−１に係る振動処理装置、方法及び空間は、第１の帯域と第２の帯域を含む振動に、第３の帯域を含む振動を組み合わせて呈示することによってネガティブ効果を打ち消し脳活性をおおよそ実質的に一定に保持することを特徴とする。
図１６に示すように、第１の帯域（例えば２０Ｈｚ〜１６ｋＨｚ）と、第２の帯域（例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）と、第３の帯域の一部（例えば４８ｋＨｚ〜６４ｋＨｚ）の振動を、例えば５分毎に５分間、断続的に呈示する。この方法は、何らかの理由で除去することが困難なネガティブ効果をもつ第２の帯域の振動と同時に、ポジティブ効果をもつ第３の帯域を含む振動を組み合わせて呈示することにより、第２の帯域のネガティブ効果をうち消すことができ、脳活性をおおよそ実質的に一定のレベルに保持することができる。なお、図１６において各帯域の境界に相当する周波数は、本実験の聴取条件における一例を示したものであり、振動呈示条件又は振動聴取条件、あるいは対象となる動物の種毎に異なる値をとるものと考えられる。
図１７は実施形態３−２に係る振動処理装置の振動処理方法（帯域組み合わせであって、微弱な脳活性増大を導く呈示方法）を示す図であって、図１７（ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図１７（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、図１７（ｃ）は上記振動呈示方法の呈示条件の時間的推移を示す図である。実施形態３−２に係る振動処理装置、方法及び空間は、微弱な脳活性増大を導くことを特徴としている。
図１７に示すように、第１の帯域（例えば２０Ｈｚ〜１６ｋＨｚ）と、第２の帯域の一部（例えば１６ｋＨｚ〜２４ｋＨｚ）の振動に加えて、第３の帯域の一部（例えば４８ｋＨｚ〜７２ｋＨｚ）の振動を、例えば２０分間連続して呈示する。この方法は、弱いネガティブ効果をもつ狭い第２の帯域と、やや強いポジティブ効果をもつ広い第３の帯域を含む振動を同時に呈示するため、なんらかの理由で除去することが困難な第２の帯域のネガティブ効果をうち消し、さらに微弱な脳活性増大を導くことができる。なお、図１７において各帯域の境界に相当する周波数は、本実験の聴取条件における一例を示したものであり、振動呈示条件又は振動聴取条件、あるいは対象となる動物の種毎に異なる値をとるものと考えられる。
図１８は、実施形態３−３に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図１８において、振動呈示装置は、第１の帯域、第２の帯域、第３の帯域をそれぞれ含む３つの振動信号の記録媒体１ｃＡ，１ｄＡ，１ｅＡのドライブを含む信号発生装置１ｃ，１ｄ，１ｅと、再生回路２ｃ，２ｄ，２ｅと、加算器（あるいは加算レベルを調整できるミクシング回路）５と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。ここで、信号発生装置１ｃ，１ｄ，１ｅは上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体１ｃＡ，１ｄＡ，１ｅＡ、信号発生装置１ｃ，１ｄ，１ｅ及び再生回路２ｃ，２ｄ，２ｅの代わりに、振動信号合成装置や、音声・音楽・環境音などの振動を発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、振動発生装置が出力する振動を信号に変換せずそのまま生体に印加してもよい。
図１９は、実施形態３−４に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図１９において、振動呈示装置は、第１の帯域及び第２の帯域を含む振動信号の記録媒体１ｆＡのドライブを含む信号再生回路１ｆと、第３の帯域を含む振動信号の記録媒体１ｇＡのドライブを含む信号発生装置１ｇと、再生回路２ｆ，２ｇと、加算器（あるいは加算レベルを調整できるミクシング回路）５と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。ここで、信号発生装置１ｆ，１ｇは振動信号源の上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体１ｆＡ，１ｇＡ、信号発生装置１ｆ，１ｇ及び再生回路２ｆ，２ｇの代わりに、振動信号を合成する振動信号合成装置や、音声・音楽・環境音などの振動を発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、振動発生装置が出力する振動を信号に変換せずそのまま生体に印加してもよい。
図２０は、実施形態３−５に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図２０において、振動呈示装置は、第１の帯域、第２の帯域及び第３の帯域のそれぞれを含む振動信号の記録媒体１ｈＡのドライブを含む信号発生装置１ｈと、再生回路２ｈと、帯域成分のバランスを変更するイコライザ（又はフィルタ）１８と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。イコライザ（又はフィルタ）１８によって、第１、第２、第３の帯域の強度のバランスを変更することが可能である。なお、イコライザ（又はフィルタ）１８を用いずに、振動信号の記録媒体に、第１、第２、第３の帯域の振動があらかじめ所定のバランスで記録されたものを用いてもよい。信号発生装置１ｈは振動信号源の上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体１ｈＡ、信号発生装置１ｈ及び再生回路２ｈの代わりに、振動信号を合成する振動信号合成装置や、音声・音楽・環境音などの振動を発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、振動発生装置が出力する振動を信号に変換せずそのまま生体に印加してもよい。
上記各実施形態については、第１、第２、第３の帯域を同一の振動呈示装置から呈示する形態を示したが、それらは別々に呈示されてもよい。また、第１、第２、第３のそれぞれの帯域成分は、空間に存在する音であってもよい。すなわち、空間に環境音として存在する音について、例えば第１の帯域と第２の帯域が優勢である場合、別の振動発生装置から第３の帯域を含む振動を呈示し、空間内でアコースティックに合わせて呈示することによって、脳活性の低下を軽減したり、脳活性の増大を導く効果をもたらすものでもよい。
以下、本実施形態に係る振動呈示装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。前述したように、現代社会に蔓延する交通騒音や電子機器の発する人工音も含めた音環境、現在広く用いられているＣＤやＤＶＤなどの音響デジタルメディアに記録された信号、あるいは放送又は通信によって配信又は伝送される音声又は音楽信号やその再生音等は、記録再生可能な周波数帯域が、可聴域成分である上記第１の帯域と、ネガティブ効果を有する上記第２の帯域のうちの一部に限定されているものが大部分である。また規格上第３の帯域までをも含みうるハイレゾリューション配信やドルビーＴｒｕｅＨＤ方式などの超広帯域規格を採用したＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃなどにおいても、そのコンテンツには実質的にポジティブ効果を有する第３の帯域の振動信号がほとんど含まれていない場合、すなわちネガティブ効果を有する第２の帯域までに振動信号成分が限定されている場合が少なくない。さらに重大なことに、たとえポジティブ効果を有する第３の帯域の振動信号成分を含んでいるコンテンツであったとしても、それはネガティブ効果を有する第２の帯域を含んでおり、第２の帯域の振動が排除されずに再生される。従って、そうした音響デジタルメディアが再生する音に長時間曝露すると、脳活性が低下して、重大な病的状態を引き起こす危険性をもっている。しかも、第２の帯域を除去することが困難な場合も多い。そこで、本実施形態の装置、方法及び空間を用いることにより、ポジティブ効果をもつ第３の帯域の振動を組み合わせて呈示することによって、ネガティブ効果を打ち消し、脳活性低下を回避することが可能となる。さらには第３の帯域の振動をより強調することによって、脳活性を上昇させることができる。これによって従来の音響デジタルメディアがもっている脳活性低下の危険性を回避することにより、快感を高め、脳活性の低下に起因するさまざまな病理を予防する電子機器、音響機器、通信機器、放送機器などを提供することが可能になる。
次いで、望ましい脳活性状態を導かないオリジナル振動信号に対して脳活性の増大又は低下を導くことができる振動を補完する装置に関する実施形態について以下説明する。
図２１は実施形態３−６に係る、望ましい脳活性状態を導かないオリジナル振動信号に対して脳活性の増大又は低下を導くことができ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２１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第３の帯域の振動信号を含まず基幹脳活性化効果を導かない振動信号がオリジナル信号として入力されたとしても、第３の帯域の振動信号を含む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。これにより、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２２は図２１の装置の変形例を示すブロック図である。図２２において、望ましい脳活性状態を導かないオリジナル振動信号と、脳活性の増大又は低下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、脳活性の増大又は低下を導くことのできる出力信号を得る。
図２３〜図２５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、第３の帯域の振動信号を記録することができないデジタルフォーマットや、同様に第３の帯域の振動信号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。また、規格上第３の帯域の振動信号を含みうる場合も実際のコンテンツには第３の帯域の振動信号が十分に含まれていない場合が少なくない。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を人間に印加することが可能になる。
図２３は実施形態３−６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処理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、第３の帯域を含む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、少なくとも第３の帯域の振動信号を含む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から読み取られた第３の帯域の振動信号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、ここでは脳活性を増大する例を述べているが、第２の帯域の振動信号を補完して脳活性を低下させることも可能である。
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第３の帯域の振動信号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、ゲームソフトなど第３の帯域の振動信号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、無線機など第３の帯域の振動信号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、さらに第３の帯域の振動信号を変換・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第３の帯域の振動信号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、第３の帯域の振動信号を変換・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、その振動が第３の帯域の振動をじゅうぶんに含んでおら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、第３の帯域の振動信号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、第３の帯域の振動信号を記録できるハイレゾリューション・オーディオなどのフォーマットを活用しつつも第３の帯域の振動信号をじゅうぶんに含まないが故に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を形成し人間に印加することが可能になる。
図２４は実施形態３−６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２４において、携帯型プレーヤ６２０の信号など、第３の帯域の振動信号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、それに対して少なくとも第３の帯域の振動信号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、少なくとも第３の帯域の振動信号を含む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第３の帯域の振動信号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、外付け型でもよいし、補完する第３の帯域の振動信号を外部機器から入力されたり、放送・通信を介して受信したりしてもよい。なお、ここでは脳活性を増大する例を述べているが、第２の帯域の振動信号を補完して脳活性を低下させることも可能である。
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第３の帯域の振動信号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のデジタル放送や通信によって伝送・配信される第３の帯域の振動信号を記録することのできないフォーマットの信号、さらに、第３の帯域の振動信号を記録再生できるフォーマットを用いつつもそのコンテンツに第３の帯域の振動信号がじゅうぶんに含まれていない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、第３の帯域の振動信号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を人間に印加することが可能になる。
図２５は実施形態３−６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２５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、第３の帯域の振動信号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、それに対して基幹脳活性化効果を導くことができる第３の帯域の振動信号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、第３の帯域の振動信号を含む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、受信された第３の帯域の振動信号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、外付け型でもよいし、補完する第３の帯域の振動信号を外部機器から入力されたり、放送・通信を介して受信したりしてもよい。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、ここでは脳活性を増大する例を述べているが、第２の帯域の振動信号を補完して脳活性を低下させることも可能である。
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・配信される第３の帯域の振動信号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や、第３の帯域の振動信号を記録再生できるハイレゾリューション・オーディオなどのフォーマットを用いつつもそのコンテンツに第３の帯域の振動信号が十分に含まれていない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を人間に印加することが可能になる。
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、可聴域を超える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、伸長結果の帯域が第２の帯域にとどまっていたり、第３の帯域の振動信号を十分に含んでいない例が少なくない。
この問題に対して、本実施例では、第３の帯域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２６は実施形態３−６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２６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したもののじゅうぶんに第３の帯域の振動信号を含んでいない信号に対して、第３の帯域の振動信号を含む振動信号を加算器６４４により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例を示す。これにより、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込んだ振動補完装置の実施例について以下説明する。
図２７は実施形態３−６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２７において、ハイパスフィルタ６４５によってろ波することにより第３の帯域の振動信号のみを抽出した信号を、第３の帯域の振動信号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を発生する。そこに加算する第３の帯域の振動信号に可聴域成分が含まれていないので、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といった事態は発生しない。すなわち、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２６の既存の帯域伸長回路を併用しても良い。なお、ここでは脳活性を増大する例を述べているが、第２の帯域の振動信号を補完して脳活性を低下させることも可能である。
次いで、実施形態３−７の応用例を示す。
図２８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第３の帯域の振動信号を含み基幹脳活性化効果を導くことができる振動である場合、現在のテレビ放送の音声規格では第３の帯域の振動信号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。またハイレゾリューション配信のように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、実施形態３−６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、ハイレゾリューション配信のように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、第３の帯域の振動信号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、実施形態３−６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。なお、ここでは第３の帯域の振動を補完して脳活性を増大する例を述べているが、第２の帯域の振動信号を補完して脳活性を低下させることも可能である。たとえばコンテンツの内容進行にあわせて脳活性を時間的に増大あるいは低下させる演出に活用することもできる。
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。
図２９は図２８の変形例にかかる、振動補完装置の例を示すブロック図である。図２９において、複数のＡＶ装置（映像及び／又は音声の再生、記録、表示装置）６１４がインターネットなどのネットワーク６１５に接続され、当該ネットワーク６１５にサーバ装置６１６が接続されている。図２８の実施例では、端末側のＡＶ装置６１４で補完装置を備えているが、図２９に示すように、ネットワーク６１５上のサーバ装置６１６などのネットワーク機器に補完装置を備えてもよい。
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、生体に印加された振動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第３の帯域の振動を十分に含ませ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振動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振動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振動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、第１及び第３の帯域の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。
上記の実施形態３−１〜３−７において、これらの装置、方法及び空間を人間及び動物に用いて帯域の配合又は組み合わせを変化させることにより、さまざまな程度に脳活性を増大又は低下させることができる（さじ加減の調整が可能になる）。これを病理状態のモデルやその治療モデルに応用した場合、さまざまな状態の病理モデル又は治療モデルをつくり出すことが可能になる。これを応用した「病理モデル又は治療モデル生成装置」が考えられる。また、帯域の配合を変化させることによって、強力な脳活性の上昇から微弱な脳活性の上昇までさまざまな程度に制御できることを応用して、病態の程度に合わせて適切な効果を導く、副作用の生じる危険が少ない安全な治療薬としての応用ができる。いわゆる薬の「さじかげん」と同じような微調整をすることが可能となる。
また、具体的な応用例として、鎮痛作用、睡眠誘導作用、抗不安作用などが考えられる。さらに、この方法を活用することによって、脳活性の低下により被験者に何らかのマイナスの影響を与える恐れがある実験を行う場合でも、それに先行してポジティブ効果を導く周波数帯域の振動を呈示しておき、被験者の脳活性のベースラインを上昇させた状態で実験を実施すれば、万一相対的にマイナスの影響を与えたとしても、脳活性のレベルを心身に悪影響を及ぼさないある一定の水準に維持することが可能になるため、健康面における実害を導くことなく、安全性を確保しつつ実験を実施できるという利点がある。この効果を利用した「被験者の安全装置」としての応用例が考えられる。また、この効果を利用して、居住空間や執務空間、娯楽空間、公共空間、乗り物などでさまざまな程度に脳活性を増大又は低下させ、状況に合わせて適切な効果を導くアプリケーションが考えられる。
実施形態４：ネガティブ及びポジティブ強度変化．
図３０は実施形態４に係る振動処理装置の振動処理方法（強度変化を行う呈示方法）を示す図であって、図３０（ａ）は第１、第２及び第３の帯域を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図３０（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。実施形態４に係る振動処理装置、方法及び空間は、図３０に示すように、「ネガティブ効果」をもつ帯域の振動の強度を減弱又は増強することによって、あるいは「ポジティブ効果」をもつ帯域の振動の強度を増強又は減弱することによって、あるいはそれらの組み合わせによって、脳活性の増大又は低下の度合いを任意に制御することを特徴とする。その中でも特に応用の有効性が高いものとして、ネガティブ効果をもつ帯域を除去又は減弱させることによって脳活性の低下を防止する手段を含む。なお、図３０において各帯域の境界に相当する周波数は、本実験の聴取条件における一例を示したものであり、振動呈示条件又は振動聴取条件、あるいは対象となる動物の種毎に異なる値をとるものと考えられる。
図３１は実施形態４−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図３１において、実施形態４−１に係る振動呈示装置は、振動信号の記録媒体１ａＡのドライブを含む信号発生装置１ａと、再生回路２と、コントローラ５０により制御されるプロセッシングイコライザ６０と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。ここで、プロセッシングイコライザ６０は、ローパスフィルタ６１と、バンドパスフィルタ６２と、ハイパスフィルタ６３と、レベル調整回路６４と、加算器６６とを備えて構成される。当該実施形態では、信号処理によって、ネガティブ効果をもつ帯域を除去又は減弱し、ポジティブ効果をもつ帯域を増強させる振動呈示装置のシステムの例を示す。なお、信号発生装置は振動信号源の上記帯域の振動信号を予め記憶するメモリを内蔵して当該振動信号を発生してもよい。また、振動信号の記録媒体、信号発生装置及び再生回路の代わりに、振動信号合成装置や、音声・音楽・環境音などの振動を発生する振動発生装置又は振動発生源とマイクロホンやピックアップなどの信号変換装置との組み合わせを使用してもよいし、デジタル放送やハイレゾリューション配信の音声信号など放送・通信された信号を有線・無線で受信してもよく、外部機器から入力された信号を用いてもよい。さらに、振動発生装置が出力する振動を信号に変換せず、吸音材などにより特定の帯域を除去又は減弱し、共鳴装置などにより特定の帯域を増強させてもよい。
図３１において、コントローラ５０は各レベル調整回路６４の減衰あるいは増幅度を制御する。振動信号の記録媒体１ａＡから信号発生装置１ａにより読み出された第１、第２及び第３の帯域を含む振動信号から、「ネガティブ効果」をもつ第２の帯域（例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）の成分をバンドパスフィルタ６２で抽出してレベル調整回路６４で減弱させるとともに、「ポジティブ効果」をもつ第３の帯域（例えば３２ｋＨｚ〜）の成分をハイパスフィルタ６３で抽出し、レベル調整回路６４で増強させ、これらをローパスフィルタ６１で抽出した第１の帯域の成分と加算器６６により加算して得られた信号を増幅回路３により増幅した後、振動呈示器４により振動に変換して呈示する。
また本実施形態において、第１の帯域の成分を抽出するフィルタはローパスフィルタ６１ではなくバンドパスフィルタであってもよく、第２の帯域の成分を抽出するフィルタはバンドパスフィルタ６２ではなくハイパスフィルタでもよい。また、第３の帯域の成分を抽出するフィルタは、ハイパスフィルタ６３ではなくバンドパスフィルタであってもよい。
本実施形態に係るシステムの変形例として、第１、第２の帯域のみを含む振動信号から、第２の帯域のみを除外又は減弱させる装置であってもよい。また、別の変形例として、第１、第３の帯域のみを含む振動信号について、第３の帯域のみを増強させる装置であってもよい。さらに、バンドパスフィルタ６２及びレベル調整回路６４の組み合わせ回路に代えて、例えば、第２の帯域（例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）を減弱させるバンドエリミネートフィルタなどのフィルタ装置を用いてもよい。なお本実施形態を用いて、レベル調整を逆方向に行い、ネガティブ効果をもつ帯域を増強し、ポジティブ効果をもつ帯域を除去又は減弱させることもできる。
図３２は実施形態４−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。図３２の装置は、図３１の変形例として第１、第２、第３のそれぞれの帯域ごとに音源がある場合である。図３２において、実施形態４−２に係る振動呈示装置は、振動信号の記録媒体１ｃＡ，１ｄＡ，１ｅＡのドライブを含む信号発生装置１ｃ，１ｄ，１ｅと、再生回路２ｃ，２ｄ，２ｅと、コントローラ５０により制御されるプロセッシングイコライザ６０Ａと、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。ここで、プロセッシングイコライザ６０Ａは、レベル調整回路６４と加算器６６とを備えて構成される。なお、コントローラ５０はレベル調整回路６４の減衰あるいは増幅度を制御する。
図３２において、振動信号の記録媒体１ｃＡから信号発生装置１ｃにより読み出された第１の帯域の振動信号を再生回路１ｃにより再生して加算器６６に入力する。また、振動信号の記録媒体１ｄＡから信号発生装置１ｄにより読み出された「ネガティブ効果」をもつ第２の帯域（例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）の振動信号を再生回路１ｄにより再生してレベル調整回路６４で遮断、あるいは減弱、増強させて加算器６６に入力する。また、振動信号の記録媒体１ｅから信号発生装置１ｅにより読み出された「ポジティブ効果」をもつ第３の帯域（例えば３２ｋＨｚ〜）の成分を再生回路１ｅにより再生した後、レベル調整回路６４で遮断、あるいは減弱、増強させて加算器６６に入力する。加算器６６は入力される３つの信号を加算して加算結果の信号を増幅回路３により増幅した後、振動呈示器４により振動に変換して呈示する。これにより、第２の帯域あるいは第３の帯域を含まない振動信号に対して、第２の帯域あるいは第３の帯域の振動信号をレベル調節をしたうえで付加し、脳活性の増大又は低下の度合いを任意に制御することが可能になる。なお、図３２ではプロセッシングイコライザ６０Ａにおいて、加算器６６で各帯域の振動信号が加算される例を示したが、加算器６６を介さず、各帯域毎に独立した増幅回路と振動呈示装置をもっていてもよい。
以上の実施形態のほかに、空気中を伝播する空気振動に対してアコースティック処理をほどこすことによって、ネガティブ効果をもつ帯域を除去又は減弱し、ポジティブ効果をもつ帯域を増強させるさまざまな装置が考えられる。原理によって、以下のごとく大きく３種類に分類できる。
（Ａ）吸収装置：空気振動が物質中を透過する際に、特定の帯域の振動が選択的に吸収されることを利用して、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の振動成分を減弱させる装置。
（Ｂ）反射装置：空気振動が物質に衝突し反射する際に、特定の帯域の振動を選択的に反射することを利用して、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の振動成分を除去し、ポジティブ効果をもつ第３の帯域の振動成分を増強させる装置。
（Ｃ）共鳴装置：空気振動が室内の壁などで共鳴する際に、特定の帯域の振動が選択的に共鳴することを利用して、ポジティブ効果をもつ第３の帯域の振動成分を増強させる装置。
次いで、本実施形態に関わる装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。
本実施形態の中でも特に、ネガティブ効果をもつ第２の帯域を除去又は減弱させることによって脳活性の低下をふせぐとともに、ポジティブ効果をもつ第３の帯域を増強することによって脳活性を増強させる手段は、きわめて重要かつ有効な効果と応用が考えられる。
現代社会に蔓延する交通騒音や電子機器の発する人工音も含めた音環境、ＣＤなどのメディアに記録された信号、あるいは放送又は通信によって配信又は伝送される音声又は音楽信号やその再生音等は、ネガティブな効果を導く帯域を高い割合で含んでいることが多く、現代人の脳活性を低下させ現代病の原因ともなり得る。これらに対して、ネガティブな帯域の振動を除去又は減衰させることによって、負の影響を取り除き安全性を確保する効果を得ることができる。さらに、ポジティブ効果をもつ第３の帯域を増強あるいは付加し、基幹脳活性を増強させる手段を合わせもつことにより、快適感や美的感受性を増す効果をもつ。これによって、音楽をはじめ芸術作品やホール・イベント空間などでの実演・展示・上映などに対する快と美と感動の反応を高め、表現効果を増大させる効果的な手段としての応用、居住空間、執務空間、娯楽空間、公共空間、乗り物等を快適化する効果的な手段としての応用など、さまざまな応用展開が可能である。
さらに、電子機器をはじめ以下のようなさまざまな応用例が考えられる。
（ａ）ＡＶシステムへの応用：ネガティブ帯域減弱装置・ポジティブ帯域増強あるいは付加装置を内蔵したプレーヤ、エフェクタ、ミキサ、アンプ、スピーカ、コンポなど。ネガティブ帯域減弱装置・ポジティブ帯域増強あるいは付加装置を内蔵したビデオデッキ、チューナー、ディスプレイ、ＴＶなど。ネガティブ帯域減弱装置・ポジティブ帯域増強あるいは付加装置を内蔵したコンピュータ。
（ｂ）携帯機器・携帯電子機器への応用：ネガティブ帯域減弱装置・ポジティブ帯域増強あるいは付加装置を内蔵した携帯メディアプレーヤ、携帯電話、スマートホン、携帯情報機器など。イヤホン内蔵型、ケーブル埋め込み型ネガティブ帯域減弱装置・ポジティブ帯域増強あるいは付加装置。
（ｃ）このほかにネガティブ効果減弱又はポジティブ効果増強あるいは付加装置の適用先の例として、衣類、帽子、装身具、化粧品、寝具、カーテン、風呂、トイレ、部屋の壁面・天井面・床面・柱、什器、置物、インテリア、エクステリア、乗り物の内装、車体やタイヤ、建築物の外装又は内装や、耳栓、補聴器などが考えられる。
実施形態５：帯域シフト．
図３３は実施形態５に係る振動処理装置の振動処理方法（帯域シフトを用いる呈示方法）を示す図であって、図３３（ａ）は第１、第２及び第３を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図３３（ｂ）は上記分割帯域における基幹脳活性変化の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。実施形態５に係る振動呈示装置、方法及び空間は、図３３に示すように、「ネガティブ効果」をもつ帯域の振動信号を「ポジティブ効果」をもつ帯域に変換することによって、効果的に脳活性の増大を導くことを特徴とする。
本実施形態は、既存の帯域補完方式（例えば、寅市和男教授のフルーエンシー理論、山本裕教授のサンプル値制御理論、ＦＩＤＥＬＩＸ社中川伸氏のハーモネーター方式、単なるスローロールオフフィルタの特性を活用した方式など）を含むあらゆる帯域補完方式を用いて実施できるが、以下に、具体例をいくつか示す。
図３４Ａは実施形態５−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であり、図３４Ｂは図３４Ａの帯域シフト回路８３の詳細構成を示すブロック図である。実施形態５−１に係る振動呈示装置は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算と逆ＦＦＴ演算を組み合わせることによって、第２の帯域（例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）の振動信号を、第３の帯域（例えば３２ｋＨｚ〜）の振動信号へとシフトすることを特徴としている。すなわち、第１の帯域の成分とポジティブ効果をもたらす第３の帯域の成分が存在し、ネガティブ効果をもたらす第２の帯域の成分が存在しないという効果的に脳活性の増大を導くスペクトル構成を必然的にとるという特徴がある。これは、従来既存の帯域補完方式（例えば、寅市和男教授のフルーエンシー理論、山本裕教授のサンプル値制御理論、ＦＩＤＥＬＩＸ社中川伸氏のハーモネーター方式、単なるスローロールオフフィルタの特性を活用した方式など）が、低いサンプリングレートで失われた高周波帯域のスペクトル構造や波形の連続性の復元や補完を目指しているのと大きく異なる特徴を持つ。さらにこれら既存の方式の実装では、ＣＤやＤＶＤなど４４．１ｋＨｚ〜４８ｋＨｚＰＣＭ信号を補完を行う際、記録再生可能な帯域の２倍、すなわち４４．１ｋＨｚ〜４８ｋＨｚまでの帯域に補完し伸長している場合が多い。こうして得られた帯域成分は第１の帯域と第２の帯域が主で第３の帯域はわずかしか含まず、スペクトル構造や波形の連続性の再現が不十分であるばかりでなく、脳活性の低下を導く危険性がきわめて大きいという弊害を持つ。図３４Ａにおいて、当該振動呈示装置は、第１の帯域の成分を抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）８１と、第２の帯域の成分を抽出するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８２と、ＦＦＴ及び逆ＦＦＴによる帯域シフト回路８３と、加算器８４と、振動呈示器４とを備えて構成される。
ＣＤやＤＶＤなどの記録メディアに記録された信号、もしくは放送又は通信によって配信又は伝送される伝送信号の多くは、技術的制約を含むさまざまな制約から帯域制限されており、第１の帯域と第２の帯域の一部しか含まない場合が多くある。このシステムでは、こうした、第１の帯域と第２の帯域の一部しか含まない振動信号を振動源とする。
図３４Ａにおいて、第１及び第２の帯域信号を含む信号からローパスフィルタ８１により第１の帯域信号を抽出して加算器８４に入力するとともに、第１及び第２の帯域信号を含む信号からハイパスフィルタ８２により第２の帯域信号を抽出し、帯域シフト回路８３により第２の帯域信号を第３の帯域信号に帯域シフトした後、加算器８４に入力する。加算器８４は入力された２つの信号を加算して振動呈示器４に出力する。
図３４Ｂにおいて、帯域シフト回路８３は、ＦＦＴ回路８５と、逆ＦＦＴ回路８６とを備えて構成される。ＦＦＴ回路８５は、第２の帯域を含む振動信号についてＦＦＴ演算を行って位相情報を保持したパワースペクトルを得る。そのパワースペクトルデータのうち、例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚの帯域（例えば１００Ｈｚ毎に分割）のデータを例えば８０ｋＨｚ〜９６ｋＨｚの帯域（例えば１００Ｈｚ毎に分割）に移動し、その後、逆ＦＦＴ回路８６により逆ＦＦＴ演算を行うことによって、第３の帯域を含む振動信号を得て、その後、図３４Ａの加算器８４により第１の帯域を含む振動信号を得て呈示する。また入力信号がＰＣＭ９６ｋＨｚ以上のサンプリング周波数をもち第１、第２、第３の帯域成分を含む場合には、１６ｋＨｚ以上の第２、第３の帯域成分全体を、例えば３２ｋＨｚ以上の帯域成分に並行にシフトしてもよく、あるいは記録されている第３の帯域成分はシフトせず、例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚの第２の帯域成分のみを、記録されている帯域より高い（ＰＣＭ９６ｋＨｚの場合４８ｋＨｚ以上の）帯域にシフトしてもよい。
図３５Ａは実施形態５−２に係る振動呈示装置で用いるエンコーダ装置８０の構成を示すブロック図であり、図３５Ｂは図３５Ａの帯域シフト回路８３Ａの詳細構成を示すブロック図である。図３５Ａ及び図３５Ｂの装置は、図３４Ａ及び図３４Ｂの変形例であって、第３の帯域を含む振動源を放送又は通信によって配信又は伝送する場合に、技術的制約から第１及び第２の帯域内でしか配信又は伝送不可能な状況において、脳活性の低下を導く効果を持つ第2の帯域のオリジナル信号成分は破棄し、第３の帯域を含む信号を空いた第２の帯域に変換して配信又は伝送し、受信者の端末で再び第３の帯域に復元して再生する手段を示す。元の振動源は第３の帯域も含む広帯域の振動信号であったとしても（あるいは帯域伸長補完をして、もともと存在しなかった第３の帯域の振動信号を合成したとしても）、例えばデジタルテレビ放送の音声など、収録、編集、配信又は伝送の段階で帯域制限され、聴取者は第３の帯域を受信することができない場合がある。こうした場合にきわめて有効な配信又は伝送システムであるとともに、ここで受信者が享受する振動信号は第１の帯域の成分とポジティブ効果をもたらす第３の帯域の成分が存在し、ネガティブ効果をもたらす第２の帯域の成分が存在しないという効果的に脳活性の増大を導くスペクトル構成を必然的にとるという特徴がある。
図３５Ａにおいて、エンコーダ装置８０は、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）８５と、第１の帯域信号を抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）８１と、ダウンサンプリング回路８７と、第３の帯域信号を抽出するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８２Ａと、ＦＦＴ及び逆ＦＦＴによる帯域シフト回路８３Ａと、ダウンサンプリング回路８８と、加算器８４と、信号伝送装置８９とを備えて構成される。図３５Ｂにおいて、帯域シフト回路８３Ａは、ＦＦＴ回路８５Ａと、加算器８６Ｂと、逆ＦＦＴ回路８６Ａとを備えて構成される。エンコーダ装置８０は、ＦＦＴ演算と逆ＦＦＴ演算を組み合わせることによって、第３の帯域の信号を第２の帯域に変換する帯域変換回路を含む。ここで変換生成された第２の帯域の信号は、詳細後述するデコーダ装置などを用いて、伝送後に受信機側で第３の帯域の信号に復元することが可能である。
図３５Ａにおいて、放送局など配信側のエンコーダ装置８０では、まず、第１、第２及び第３のすべての帯域の振動を含むオリジナルの信号（あるいは帯域伸長した信号）を、ＡＤ変換器８５によりサンプリング周波数１９２ｋＨｚでＰＣＭ信号に符号化する。当該ＰＣＭ信号から第１の帯域信号のみをローパスフィルタ８１により抽出した後、ダウンサンプリング回路８７により４８ｋＨｚＰＣＭ信号にダウンサンプリングし、加算器８４に出力する。一方、当該ＰＣＭ信号から第３の帯域信号のみをハイパスフィルタ８２Ａにより抽出した後、帯域シフト回路８３Ａにより第２の帯域信号に帯域変換し、ダウンサンプリング回路８８により４８ｋＨｚＰＣＭ信号にダウンサンプリングし、加算器８４に出力する。加算器８４は入力される２つのＰＣＭ信号を加算して４８ｋＨｚのＰＣＭ振動信号を得て、放送メディア又はパッケージメディアなどの信号伝送装置８９を介して信号伝送する。
図３５Ｂの帯域シフト回路８３Ａでは、第３の帯域信号を含む振動信号の帯域全体をＦＦＴ回路８５Ａにより、例えばＢＩＮ幅１００ＨｚのＦＦＴ演算を行い、位相情報を含むパワースペクトルデータを得る。当該データから、第２の帯域（例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）のパワースペクトルデータを廃棄するとともに、第３の帯域のうち例えば６４ｋＨｚ〜９６ｋＨｚ（３２ｋＨｚ帯域幅）のパワースペクトルデータについて、４つのＢＩＮ幅（すなわち４００Ｈｚ幅）のデータを平均して、それを１６〜２４ｋＨｚ（８ｋＨｚ帯域幅）におけるＢＩＮ幅１００Ｈｚに相当するものと見なすことにより、６４〜９６ｋＨｚ（３２ｋＨｚ帯域幅、ＢＩＮ幅４００Ｈｚ）のデータを、１６〜２４ｋＨｚの８ｋＨｚ帯域幅におさめることが可能になる。こうして移動した１６〜２４ｋＨｚ（８ｋＨｚ帯域）の成分について加算器８６Ｂにより加算した後、加算結果の成分について逆ＦＦＴ回路８６Ａにより逆ＦＦＴ演算を行う。これにより、１６ｋＨｚ未満の第１の帯域のスペクトルデータとあわせて２４ｋＨｚ以下のパワースペクトルを得る。そして、ここで得られたパワースペクトルデータのうち、２４ｋＨｚ以下の成分をサンプリング周波数４８ｋＨｚで逆ＦＦＴすることによって、サンプリング周波数４８ｋＨｚのＰＣＭデータ信号を得る。このＰＣＭデータ信号は、信号伝送装置８９に出力され、従来のデジタルテレビ放送などの音声規格内で伝送やさまざまな処理を加えることが可能である。このように変換したＰＣＭデータ信号を、配信又は伝送し、聴取者の元に届ける。
図３６Ａは実施形態５−２に係る振動呈示装置で用いるデコーダ装置９０の構成を示すブロック図であり、図３６Ｂは図３６Ａの帯域シフト回路９３の詳細構成を示すブロック図である。図３６Ａにおいて、デコーダ装置９０は、第１の帯域信号を抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）９１と、４８ｋＨｚＰＣＭ信号からアナログ信号にＤＡ変換するＤＡ変換器９４と、第２の帯域信号を抽出するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）９２と、ＦＦＴ及び逆ＦＦＴによる帯域シフト回路９３と、１９２ｋＨｚＰＣＭ信号からアナログ信号にＤＡ変換するＤＡ変換器９５と、加算器９６と、振動呈示器４とを備えて構成される。図３６Ｂにおいて、帯域シフト回路９３は、ＦＦＴ回路９７と、逆ＦＦＴ回路９８とを備えて構成される。聴取者の元に届いた４８ｋＨｚＰＣＭデータ信号は、これに対して、図３６Ａ及び図３６Ｂのエンコーダ装置８０の処理とは逆の処理を実行することにより、４８ｋＨｚＰＣＭデータ信号中に含まれる第２の帯域の信号を第３の帯域にシフトすることができる。当該実施形態では、振動信号の配信・伝送について述べたが、帯域幅の狭いメディアに記録をとる場合などに適用することもできる。
図３７Ａは実施形態５−３に係る振動呈示装置で用いるデコーダ装置９０Ａの構成を示すブロック図である。また、図３７Ｂは図３７Ａのアップサンプリング回路１０１の動作を示す図であり、図３７Ｂ（ａ）は伝送用４８ｋＨｚＰＣＭ信号の時系列データを示す図であり、図３７Ｂ（ｂ）はアップサンプリング方法の例１に係る過去の４点のサンプリング値を４倍速で４回繰り返した信号の時系列データを示す図であり、図３７Ｂ（ｃ）はアップサンプリング方法の例２に係る直前の４点のサンプリング値を４倍速で再生した信号の時系列データを示す図である。実施形態５−３に係る振動呈示装置で用いるデコーダ装置９０Ａは、第２の帯域の振動信号の一定時間のデータを４倍速再生を繰り返すことで時間的欠落を補うことによって、第３の帯域の振動信号を生成することを特徴とする。
図３７Ａにおいて、デコーダ装置９０Ａは、図３６Ａのデコーダ装置９０と比較して、ＦＦＴ及び逆ＦＦＴによる帯域シフト回路９３に代えて、４倍速繰り返し再生補完で１９２ｋＨｚＰＣＭ信号にアップサンプリングするアップサンプリング回路１０１を備えたことを特徴とする。
図３７Ａのデコーダ装置９０Ａにおいて、まず、４８ｋＨｚサンプリングのＰＣＭデータ信号をローパスフィルタ９１とハイパスフィルタ９２とによってそれぞれ１６ｋＨｚ未満の第１の帯域の信号と１６ｋＨｚ〜２４ｋＨｚの第２の帯域の信号に分離する。第２の帯域の信号を４倍速で繰り返し再生することによって、６４ｋＨｚ〜９６ｋＨｚ帯域の１９２ｋＨｚサンプリングのＰＣＭデータ信号を得ることができる。これはすなわち第３の帯域である。これをＤＡ変換器９５によりＤＡ変換した信号と、当初分離した第１の帯域をＤＡ変換器９４によりＤＡ変換した信号とを加算器９６によりミクシング（加算）することによって、第１及び第３の帯域信号を含み、第２の帯域信号を含まない振動信号を得ることができ、振動呈示器４により呈示する。
上記のうち４倍速で繰り返し再生するアルゴリズムの２例について図３７Ｂに示す。図３７Ｂ（ａ）に受信した４８ｋＨｚサンプリングのＰＣＭ信号列を示す。第１のアルゴリズムは、図３７Ｂ（ｂ）に示すように、過去に受信した４点のサンプリング値からなる信号列を４倍速で４回繰り返し出力し、続いて、出力している間に受信した４点のサンプリング値から信号列を形成し、これを同様に４倍速で４回繰り返し出力する。この手続きを受信信号が終了するまで繰り返す。第２のアルゴリズムは、図３７Ｂ（ｃ）に示すように、直前に受信した４点のサンプリング値からなる信号列を４倍速で出力し、続いて、信号列の先頭の値を捨て、その間に受信した新しいサンプリング値を信号列の最末尾に追加して、その信号列を４倍速で出力する。この手続きを受信信号が終了するまで繰り返す。
図３８Ａは実施形態５−４に係る振動呈示装置で用いるエンコーダ装置８０Ａの構成を示すブロック図であり、図３８Ｂは実施形態５−４に係る振動呈示装置で用いるデコーダ装置９０Ｂの構成を示すブロック図である。また、図３８Ｃは図３８Ａのエンコーダ装置８０Ａで実行される１／４間引きによる圧縮収納と、図３８Ｂのデコーダ装置９０Ｂで実行されるその復号化処理を示す図であって、図３８Ｃ（ａ）はオリジナルの第３の帯域成分の信号の時系列データであり、図３８（ｂ）エンコーダ装置８０Ａでエンコードされたエンコード信号の時系列データあり、図３８（ｃ）はデコーダ装置９０Ｂでデコードされたデコード信号の時系列データである。本実施形態は、図３７Ａ及び図３７Ｂの変形例として、第３の帯域を含む振動源を放送又は通信によって配信又は伝送する場合に、技術的制約から第１及び第２の帯域内でしか配信又は伝送不可能な状況において、第３の帯域を含む信号を第２の帯域に変換して配信又は伝送し、受信者の端末装置で再び第３の帯域に復元して再生することを特徴とする。
図３８Ａにおいて、エンコーダ装置８０Ａは、ＡＤ変換器８５と、第１の帯域を抽出するローパスフィルタ８１と、４８ｋＨｚＰＣＭ信号にダウンサンプリングするダウンサンプリング回路８７と、第３の帯域を抽出するハイパスフィルタ８２Ａと、１／４間引きで４８ｋＨｚＰＣＭ信号にダウンサンプリングするダウンサンプリング回路１０２と、加算器８４と、信号伝送装置８９とを備えて構成される。当該エンコーダ装置８０Ａでは、ダウンサンプリングによって、第３の帯域の信号を第２の帯域に変換する帯域変換回路を含む。ここで、帯域変換生成された第２の帯域の信号は、前述又は後述する手段などを用いて、伝送後に受信機側で第３の帯域の信号に復元することが可能である。
図３８Ａにおいて、放送局など配信側のエンコーダ装置８０Ａで、まず、広帯域の振動を含むオリジナルの信号（あるいは帯域伸長した信号）を、ＡＤ変換器８５により１９２ｋＨｚサンプリングでＰＣＭに符号化し、ここからローパスフィルタ８１とハイパスフィルタ８２Ａとによってそれぞれ１６ｋＨｚ未満の第１の帯域と６４ｋＨｚ以上の第３の帯域とを抽出する。１６ｋＨｚ〜６４ｋＨｚの振動信号はこのあとの処理では用いない。得られた第１の帯域の振動信号をダウンサンプリング回路８７によりサンプリング周波数４８ｋＨｚでダウンサンプリングした信号と、第３の帯域の振動信号をダウンサンプリング回路１０２により１／４に間引きしてサンプリング周波数４８ｋＨｚでダウンサンプリングした信号とを加算器８４により加算し、４８ｋＨｚサンプリングＰＣＭ振動信号の出力を得る。これを信号伝送装置８９により伝送し又は放送メディア、パッケージメディアへの記録に用いることができる。
図３８Ｂにおいて、デコーダ装置９０Ｂは、第１の帯域を抽出するローパスフィルタ９１と、４８ｋＨｚＰＣＭ信号からアナログ信号にＤＡ変換するＤＡ変換器１０４と、第２の帯域を抽出するハイパスフィルタ９２と、４倍速繰り返し再生符号化で１９２ｋＨｚＰＣＭ信号にアップサンプリングするアップサンプリング回路１０３と、１９２ｋＨｚＰＣＭ信号からアナログ信号にＤＡ変換するＤＡ変換器１０５と、加算器９６とを備えて構成される。すなわち、デコーダ装置９０Ｂは、聴取者の元に届いた４８ｋＨｚＰＣＭデータ信号から、これを高速再生することによって、第１及び第３の帯域信号を含み、第２の帯域の振動信号を含まない振動信号を擬似的に復元して生成する帯域変換回路を含む。
図３８Ｂのデコーダ装置９０Ｂにおいて、４８ｋＨｚサンプリングのＰＣＭデータ信号をローパスフィルタ９１とハイパスフィルタ９２とによってそれぞれ１６ｋＨｚ未満の第１の帯域の信号と１６ｋＨｚ〜２４ｋＨｚの第２の帯域の信号に分離する。第２の帯域の信号をアップサンプリング回路１０３により４倍速で繰り返し再生することによって、６４ｋＨｚ〜９６ｋＨｚ帯域の１９２ｋＨｚＰＣＭデータ信号を得ることができる。これはすなわち第３の帯域である。これをＤＡ変換器１０５によりＤＡ変換した信号と当初分離した第１の帯域をＤＡ変換した信号とを加算器９６によりミクシング（加算）することによって、第１及び第３の帯域信号を含み、第２の帯域信号を含まない振動信号を得ることができ、振動呈示器４により呈示する。
図３８Ｃに、図３８Ａのエンコード装置８０Ａの符号化において、第３の帯域成分を１／４に間引きする部分のアルゴリズムと、図３８Ｂのデコーダ装置９０Ｂの復号化において、４倍速再生を繰り返す部分のアルゴリズムの例を示す。図３８Ｃ（ａ）にオリジナルの第３の帯域成分の信号列を示す。この信号列は、図３８Ａに示すエンコーダ装置８０Ａによって、図３８Ｃ（ｂ）に示すように、１／４に間引きされ第２の帯域にシフトしたエンコード信号となる。図３８Ｂに示すデコーダ装置９０Ｂによって、受信した４点のサンプリング値からなる信号列を４倍速で４回繰り返し出力し、続いて、出力している間に受信した４点のサンプリング値から信号列を形成し、これを同様に４倍速で４回繰り返し出力する。この手続きを受信信号が終了するまで繰り返す。以上によって、オリジナルの第３の帯域成分が擬似的に再現される。当該実施形態では、振動信号の配信・伝送について述べたが、帯域幅の狭いメディア（信号記録媒体）に記録をとる場合などに適用することもできる。
なお、アップサンプリング回路１０３の処理において、図３８Ｃ（ｃ）に示したアルゴリズムを用いてもよいし、他の方法でもよい。
本実施形態によれば、こうして、第１の帯域と「ポジティブ効果」をもつ第３の帯域とを含む振動が、聴取者の端末装置で再生されることになる。
次いで、本実施形態に係る装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。
本実施形態においては、記録メディア（信号記録媒体）に記録された信号、もしくは放送又は通信によって配信又は伝送される信号の多くは、サンプリング周波数の規格や、通信速度の制約など、さまざまな技術的制約などから帯域制限されており、そのため必然的に、ネガティブ効果をもつ第２の帯域を相対的に多く含み、ポジティブ効果を持つ第３の帯域は存在しないことになる。これを帯域拡張し第３の帯域まで伝えるためには、規格の見直しやハードウェアの見直しなどが必要となり、多大なコストや負担を社会全体に求めることになる。しかし、ここで示した例を応用すれば、情報量を増やさずに、帯域だけをシフトすることにより、きわめて効率的に、「ネガティブ効果」から「ポジティブ効果」への逆転をはかることが可能となる。なお、情報量を増やさないためハードウェア規格の抜本的な変更が必要なく、現状のメディアや放送又は通信回線をほぼそのまま活用することができ、コストも抑えることができる。また、この装置は、オーディオ装置、テレビ、ラジオ、パソコン、携帯電話、携帯型音楽プレーヤ、公共空間等の音声ＢＧＭ伝達システムなど、さまざまな音声再生装置に応用可能である。これによって、居住空間、執務空間、娯楽空間、公共空間、乗り物等を快適化する効果的な手段としての応用など、さまざまな応用展開が可能である。
実施形態６：切り替え呈示．
図３９は実施形態６−１に係る振動処理装置の振動処理方法（脳活性低下から増大への急激な変化を導く呈示方法）を示す図であって、図３９（ａ）は第１、第２及び第３を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図３９（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、図３９（ｃ）は上記振動呈示方法の呈示条件の時間的推移を示す図である。本実施形態に係る振動呈示装置、方法及び空間は、図３９に示すように、「ネガティブ効果」をもつ帯域と「ポジティブ効果」をもつ帯域とを時間的に切り替えて呈示することによって、脳活性を時間的に任意に変化させることを特徴とする。
図３９では、脳活性低下から増大への急激な変化を導く呈示方法の例を示す。図３９において、まず、第１の帯域（例えば〜１６ｋＨｚ）＋第２の帯域（例えば１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）の振動を３分間呈示する。続いて、時間をおかず、第１の帯域（例えば〜１６ｋＨｚ）＋第３の帯域（例えば３２ｋＨｚ〜９６ｋＨｚ）の振動を３分間呈示する。このような呈示方法によって、まず脳活性を低下させ、引き続いて脳活性を急激に増大させるように制御することが可能になる。
図４０は実施形態６−２に係る振動呈示装置の振動呈示方法（脳活性増大からから低下への緩やかな変化を導く呈示方法）を示す図であって、図４０（ａ）は第１、第２及び第３を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図４０（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図であり、図４０（ｃ）は上記振動呈示方法の呈示条件の時間的推移を示す図である。
図４０では、脳活性増大からから低下への緩やかな変化を導く呈示方法の例を示す。まず、第１の帯域（例えば〜１６ｋＨｚ）＋第３の帯域の一部（例えば３２ｋＨｚ〜６４ｋＨｚ）の振動を呈示する。途中１０分経過したところで、第２の帯域の一部（例えば１６ｋＨｚ〜２４ｋＨｚ）の振動を呈示開始し、さらに１０分経過したところで上記第３の帯域の一部の呈示を停止する。そして、さらに１０分間、上記第１の帯域＋上記第２の帯域の一部を呈示する。このように、帯域幅の切り替えを劇的に行うのではなく、それぞれの呈示時間をオーバーラップさせることによって、脳活性の変化をきわめて緩やかに導くことが可能になる。
次いで、本実施形態に係る装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。
本実施形態によれば、ネガティブ効果を導く特定の周波数帯域の振動を健常被験者に呈示することによって、数分以内で脳活性を下降させることができ、病理状態のモデルとすることができる。しかもその後、ポジティブ効果を導く別の周波数帯域の振動を呈示すれば、数分以内に活性を逆転させ上昇に転じさせることができる。同一の被験者で、病理的状態と心身の調子が向上した状態とを短時間の間に実現することも可能であるので、安全で効果的な病理状態のモデルやその治療モデルをつくり出すことができる。また、この効果を利用して、居住空間や執務空間、娯楽空間、公共空間、乗り物などで数分以内に脳活性の増大又は低下を切り替えて導くことができ、状況に合わせて適切な効果を導くアプリケーションが考えられる。
また、この効果を利用して、芸術作品やそれを上演するホール・劇場空間等の娯楽空間において、表現効果を増大させる応用が考えられる。すなわち、映画や演劇をはじめとしてストーリー展開をもつ芸術作品において、例えば苦しみや悲しみを強調したい場面では「ネガティブ効果」をもつ帯域を安全なレベルで呈示して視聴者の脳活性を少し低下させて効果を高め、例えば快と美と感動を強調したい場面では「ポジティブ効果」をもつ帯域を強力に呈示して視聴者の脳活性を上昇させ、美と快と感動の効果を高めることが考えられる。
このように時間の進行にあわせて帯域を変化させた音を、映画であればサウンドトラックに予め録音しておくことができるし、ミュージカルなどにおいて生演奏で音楽をつける場合であっても、帯域調整の時間的進行をスコアに記録しておくことによって、例えばＰＡシステムのイコライザの操作者が、スコアを見ながら操作することができる。
実施形態７．
図４１は実施形態７に係る振動モニタ装置４０２のブロック図である。この振動モニタ装置４０２は、振動呈示器４０１から呈示される超高周波振動を超高周波振動センサー４０３によって電気信号に変換し、その信号に基づいて、超高周波振動呈示状態表示装置４０４により超高周波振動の呈示状態を聴取者などが認識できる視覚・聴覚・触覚などを含む感覚刺激に変換して表示する。又は、超高周波振動が予め設定した範囲を逸脱した場合に、警報を発する。超高周波振動センサー４０３には、超広帯域コンデンサーマイクロホン、圧電素子、ＭＥＭＳ素子などや、光学的な反射や干渉を利用した非接触振動検知装置などを用いることができる。特に、圧電素子やＭＥＭＳ素子は、安価でかつラフな扱いに耐えるという特長をもつことから、高価で耐久性や耐候性に劣る超広帯域コンデンサーマイクロホンの欠点を補うことも期待される。
図４２は上記振動呈示器４０１に付属する実施形態７−１に係る超高周波モニタ装置４０２の動作を示す模式図である。振動呈示器４０１において、第２の帯域の振動の大部分及び第３の帯域の振動は人間には知覚できない超高周波振動なので、第２及び第３の帯域の振動が設定した呈示方法で呈示され生体に印加されているか否か、さらには振動呈示器４０１が正常に動作しているか否かを、振動を印加される者やシステム管理者などが判別することは難しい。そのため、例えば振動呈示器４０１の故障などにより、脳の活性が予め設定したのとは異なるように上昇あるいは下降したり、あるいは予め設定したレベルとは異なるレベルに設定される危険性をもっている。そこで、実施形態７−１に係る超高周波振動モニタ装置４０２は、振動呈示器４０１から呈示される超高周波振動を振動信号に変換し、得られる振動信号における第２の帯域あるいは第３の帯域の振動成分の強度やその変動状態などを視覚・聴覚・触覚・振動覚を含む人間が認識することが可能な感覚信号として変換して表示し、あるいはそれらの情報を記録媒体に記録する機能を有することにより、振動呈示器４０１から呈示される超高周波振動の呈示状態をモニタすることを可能にする。また、上記振動呈示器４０１の実際の動作状態が、予め設定した振動状態を実現しているかどうかを判別し、設定した振動状態と実際の振動状態とが異なる場合には、警告信号で利用者又はシステム管理者に知らせる機能や、振動呈示器４０１にフィードバック制御信号を送出する機能を有することを特徴とする。これにより、例えば、第２の帯域の振動が設定された範囲のレベル以上の強さで呈示されていることが検知された場合や、第３の帯域の振動が設定された範囲のレベルに比べて微弱であることが検知された場合に、そのネガティブ効果を避けるためのリアクションを起こすことなどができる。
図４３Ａは、実施形態７−１の振動呈示装置において、超高周波振動を呈示する振動呈示器４１１及び超高周波振動センサー４１２を互いに近接配置した装置の実装例を示した図であり、図４３Ｂは図４３ＡのＡ−Ａ’線についての縦断面図である。超高周波圧電素子の１つは超高周波空気振動を発生する振動呈示器４１１として使用し、もう１つを振動呈示装置が発生する超高周波振動を電気信号化する超高周波振動センサー４１２として使用する。これら２つの素子を近接配置することにより、振動呈示器４１１によって呈示された振動が、超高周波振動センサー４１２に伝えられる。図４４に、上記構成の振動呈示器４１１及び超高周波振動センサー４１２を含む装置を用いて、振動呈示器４１１で発生した超広帯域ホワイトノイズの振動を超高周波振動センサー４１２で電気信号化したときの周波数特性を示す。この振動呈示器４１１及び超高周波振動センサー４１２を含む装置は２００ｋＨｚに及ぶ周波数特性を有し、また４０ｋＨｚ近辺に大きなディップをもつものの第２の帯域並びに第３の帯域についておおむね２０〜３０ｄＢのＳ／Ｎ比で信号を検知しており、この実施形態の有効性を示している。
図４５Ａ、図４５Ｂ及び図４５Ｃは図４３Ａ及び図４３Ｂの変形例であって、図４５Ａは振動呈示器４１１と超高周波振動センサー４１２を隣接して配置する例を示し、図４５Ｂは単一の圧電素子モジュール４３０内に振動呈示器４１１と超高周波振動センサー４１２とを複合配置する例を示し、図４５Ｃは多層構造の圧電素子を振動呈示器４１１として利用する層と超高周波振動センサー４１２として利用する層として使い分けることによって１つのモジュール４３０で振動呈示器４１１と超高周波振動センサーの４１２２つの機能を実現する例を示している。
図４６は、図４３Ａ及び図４３Ｂの装置を超高周波振動センサー内蔵のスピーカシステムとして構成した場合の回路図である。スピーカシステムが内蔵する振動呈示器４１１に、超高周波振動センサー４１２を機械的に接合することにより構成される。超高周波振動センサーから得られた信号振動は、超高周波振動呈示状態表示装置に送り出される。図４６において、４１４ａ，４１４ｂは帯域分割を行うネットワーク回路であり、４１１ａは超高周波の振動呈示装置である。
図４７は、図４６の装置に接続できる超高周波振動呈示状態表示装置の回路図である。図４６の超高周波振動センサーから入力された超高周波振動信号は、コンデンサ４２１で直流成分を遮断されたうえで増幅回路４２２によって増幅され、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４２３で第３の帯域の振動信号が抽出されて、第３の帯域の振動呈示状態表示用発光ダイオード４３１がその強度に応じて明るさを変えて点灯される。また同様に、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２４で第２の帯域の振動信号が抽出されて第２の帯域の振動呈示状態表示用発光ダイオード４３３がその強度に応じて明るさを変えて点灯される。これにより、音として聴こえない第２の帯域や第３の帯域の振動が空気振動として呈示されている状態を視覚的に確認し、適正な呈示状態にあるか否かを判断することが可能になる。また、ここでは単純に強度に応じて連続的に明るさを変化させる例を示したが、振動呈示状態をより明解に区別するために、振動の強度に応じて段階的に明るさを変化させたり、棒グラフ状に配列したＬＥＤの点灯する個数を変化させるレベルメーターとして表示してもよい。あるいは、予め指定した閾値をそれぞれの帯域の振動強度が上回ると点灯して下回ると消灯する、あるいはその逆に下回ると点灯して上回ると消灯する、といった表示手段をとってもよいし、指定されたある範囲では消灯しているが、その範囲を超えると点灯し、下回ると点滅するなどの表示手段をとってもよい。あるいは、振動呈示状態に生じる短時間の変化を反映して頻繁に表示内容が変化することを避けるために、予め定めた時定数をもった積分回路を組み込んだ表示手段をとってもよい。さらに、ＬＥＤを用いるのではなく、例えば振動強度に応じて針の角度が変化するタイプのアナログ式レベルメーターを用いてもよいし、振動強度を数値化した者をデジタル表示しても良い。また、ここでは振動状態を視覚情報として表示する例を示したが、聴覚的に音声や機械音などの警報として表示したり、触覚的にバイブレーションで表示したり、あるいは他の感覚信号を介して表示してもよい。
図４８は、上記振動呈示装置に接合された振動モニタ装置において、超高周波振動呈示状態表示装置に電力を供給する方法として、外部電源を使わずに振動信号や光発電などを活用して供給する２つの変形例（ａ）、（ｂ）を示すブロック図である。図４８（ａ）において、上記振動呈示装置に入力される増幅された振動信号を分岐して、これを整流器４１６に通して直流成分のみにし、さらに定電圧モジュール４１７に通して一定の電圧とし、これを蓄電池４１８に保存する。ここに保存された電力を用いて超高周波振動呈示状態表示装置４１５を駆動する。これにより、振動モニタ装置に電源供給を行うためのケーブル敷設を別途行う必要や、バッテリ駆動の場合にはバッテリ交換を行う必要がなくなり、設置工事のコストやメンテナンスのコスト・頻度を低減することができる。電力供給の手段としては、太陽光発電システムなどを用いてもよい。また、ここで得られた電力は超高周波振動呈示状態表示装置４１５を駆動する以外の用途に用いてもよい。さらに、図４８（ｂ）に示すように、超高周波振動センサー４１２の出力信号から電源を得るように構成してもよい。
図４９は実施形態７−２に係る超高周波振動モニタ装置のブロック図である。この振動モニタ装置は、超高周波振動センサー４１２及び超高周波振動呈示状態表示装置４１５に加えて、振動呈示装置動作状態判定装置４４１及び超高周波振動呈示状態記録装置４４２を備えたことを特徴としている。超高周波振動センサー４１２で電気信号化された振動信号は、実施形態７−１と同様に超高周波振動呈示状態表示装置４１５に入力されて処理されるとともに、振動呈示装置動作状態判定装置４４１に入力される。振動呈示装置動作状態判定装置４４１には、振動呈示器４０１の振動呈示器４１１に入力される振動信号が分岐されて、別途入力される。振動呈示装置動作状態判定装置４４１は、振動呈示器４０１から入力された元の振動信号をリファレンスとして、超高周波振動センサー４１２から入力された振動信号を評価し、振動呈示器４０１の動作状態が適正であるか、すなわち、第２の帯域や第３の帯域、あるいはその一部の帯域などの振動が設定したレベルで呈示されているか否かを判定する。そして、その結果を外部装置である振動呈示装置フィードバック装置や警告信号出力装置などに出力する。超高周波振動呈示状態記録装置４４２は、超高周波振動モニタ装置内の各装置の処理結果を記録する。振動呈示装置動作状態判定装置４４１は、超高周波振動呈示状態記録装置４４２に記録された履歴を参照して、長期的な状態評価を行うこともできる。
図５０は、実施形態７−２に係る超高周波振動モニタ装置を内蔵する振動呈示装置を、スピーカシステムとして構成した場合のアプリケーション例を示すブロック図である。スピーカシステム以外にもテレビ受信機やコンピュータなどの音声信号を発する電子機器、エアコンや冷蔵庫などの騒音・駆動音を発する電子機器、音声・ＢＧＭを伝達する拡声放送電子設備などに用いてもよい。超高周波振動モニタ装置はスピーカシステム本体に組み込んでもよいし、超音波振動センサーにより得られた振動信号を有線、無線、赤外線などの方法によりスピーカシステムの外部へ伝送して別装置で処理してもよい。振動呈示装置の要素のうち、振動呈示装置以外の一部あるいは全部を内蔵してもよい。なお、４４３は電源であり、４５１は超高周波振動センサー４５１であり、４５２は超高周波振動呈示装置であり、４５３は中域振動呈示装置であり、４５４は低域振動呈示装置である。
図５１は、実施形態７−２に係る超高周波振動モニタ装置を内蔵する振動呈示器４０１を、携帯電話として構成した場合のアプリケーション例を示すブロック図である。電話機以外にもスマートホン、携帯情報端末、携帯型プレーヤ、携帯ラジオ、携帯テレビ、ゲーム機器などの携帯型電子機器やそれに付属するヘッドホン、ケーブル等に内蔵してもよく、装身具や帽子、眼鏡など身につける小物や衣類に内蔵してもよい。こうした小型の機器の場合、ポケットにいれているときなどには視覚的な表示を行っても聴取者の目にはいらないので、バイブレーションや音声や機械音による表示や警告信号の出力を行う手段をあわせて組み込むことも可能である。超高周波振動モニタ装置は携帯電話をはじめとする携帯型電子機器などの本体に組み込んでもよいし、超音波振動センサーにより得られた振動信号を有線、無線、赤外線などの方法により携帯電話の外部へ伝送して別装置で処理してもよい。振動信号はデータ配信などの手段で外部から得てもよい。
次いで、本実施形態の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。
本実施形態によれば、振動呈示装置に必須であるにもかかわらず人間の耳に聴こえない可聴域を超える成分を含む第２の帯域あるいは第３の帯域の振動成分が、予め設定したレベルで実際に呈示されているかどうかをモニタすることが可能になる。また、そのモニタにあたって、振動呈示装置に超高周波振動センサーを内蔵させたり、あるいは振動を呈示される人間の近く、例えば装身具や調度品やリモコンや携帯電話などにセンサーを内蔵させることによって、より精度高く、確実に振動状態をモニタすることが可能になる。さらに、振動信号そのものを用いて電源供給することによってシステムの独立性を高め、メンテナンスフリーに近づけることも可能になる。この超高周波振動モニタ装置で得られた振動状態や警告信号は、聴取者やシステム管理者に発光ダイオードなどで表示して視覚的に、あるいはバイブレーションや音声などで伝達して、振動呈示装置の動作状態をリアルタイムに把握し、不具合を発見することに利用できるほか、振動呈示装置の動作状態フィードバックに用いることなどができる。
実施形態８．
図５２は実施形態８に係る振動処理装置の脳活性設定方法（分割帯域毎のレベルを調整するフィードバック機能を有する呈示方法）を示す図であって、図５２（ａ）は第１、第２及び第３を有する振動信号についての、上記分割帯域の呈示振動のパワースペクトルの模式図であり、図５２（ｂ）は上記分割帯域における脳活性の指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差分）を示す図である。本実施形態に係る振動呈示装置、方法及び空間は、図５２に示すように、聴取者２００の基幹脳２００ｃの脳活性又はその他の指標をモニタし、その情報に基づいて、聴取者２００に呈示する振動の周波数帯域毎のレベルを調整するフィードバック機構を備えていることを特徴とする。以下に、フィードバックの手掛かりとする指標によって分類した２つの実施形態を示す。すなわち、（Ａ）脳活性指標又はその他の生理指標に基づくシステム、（Ｂ）定量的計測指標（行動データなど）に基づくシステムである。
まず、（Ａ）脳活性指標又はその他の生理指標に基づくフィードバックシステムについて以下に説明する。
図５３は実施形態８−１に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。実施形態８−１に係る振動呈示装置、方法及び空間は、図５３に示すように、脳波計測に基づく深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を指標とするフィードバックシステムを備えたことを特徴とする。図５３において、脳波信号検出及び無線送信装置２０１は振動聴取者２００の頭部２００ａの帽子２００ｂに収容され、振動聴取者２００の脳波を計測して脳波信号を含む無線信号をアンテナ２０１ａを介して、脳波信号無線受信装置２０２に例えば無線通信手段で無線送信する。脳波信号無線受信装置２０２はアンテナ２０２ａを用いて脳波信号を含む無線信号を無線受信して、脳波信号を復調してアクティブプロセシングイコライザ２０４に出力する。アクティブプロセッシングイコライザ２０４は、測定された脳波信号からリアルタイムに聴取者の深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を計算し、例えば入力部（図示せず。）を用いて設定された後コントローラ２０４ａから入力される脳活性指標目標値や信号レベルの増減幅などの条件設定に基づいて、振動信号の記録媒体１ａＡから信号発生装置１ａにより読み出された後再生回路２によって再生される振動信号（少なくとも第１、第２及び第３の帯域信号を含む。）により現在呈示中の振動の各帯域のレベルから次に呈示するべき振動の各帯域のレベルを計算し、再生回路２から入力される振動信号に対してイコライザ処理を行う。イコライザ処理後の振動信号は増幅回路２０５により増幅された後、振動呈示装置２０６により聴取者２００に対して呈示される。なお、本装置は脳波信号や脳活性状態を表示する手段をもっていてもよいし、コントローラ２０４ａの入力部を介してオペレータがフィードバック内容を直接コントロールできる機能を有してもよい。
図５４は実施形態８−２に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。実施形態８−２に係る振動呈示装置、方法及び空間は、ＰＥＴ計測に基づく領域脳血流量を指標とする例えば数分間以上の時間にわたる脳活性状態を総合的に判定してフィードバックするシステムを備えたことを特徴とする。図５４において、ＰＥＴ信号解析装置２０７は、聴取者２００の頭部２００ａに載置された帽子型ＰＥＴ（陽電子放出型断層撮影）装置２０１Ａによって得られたＰＥＴ信号から、ＰＥＴ信号解析装置２０７により聴取者の脳の各部位の領域脳血流量を解析してそれを示す制御信号をアクティブプロセッシングイコライザ２０４に出力する。アクティブプロセシングイコライザ２０４は、コントローラ２０４ａから入力される設定に基づいて、基幹脳の領域脳血流量と、現在呈示中の振動の各帯域のレベルとから、次に呈示するべき振動の各帯域のレベルを計算し、元の信号に対するイコライザ量を割り出し、振動信号の記録媒体１ａＡから信号発生装置１ａにより読み出された後再生回路２によって再生される振動信号（少なくとも第１、第２及び第３の帯域信号を含む。）に対してイコライザ処理を行う。ここで、具体的なアクティブプロセシングイコライザ処理の例は上記図５３に係る処理例と同様である。イコライザ処理後の振動信号は増幅回路２０５により増幅された後、振動呈示装置２０６により聴取者２００に対して呈示される。なお、本装置は脳波信号や脳活性状態を表示する手段をもっていてもよいし、コントローラ２０４ａの入力部を介してオペレータがフィードバック内容を直接コントロールできる機能を有してもよい。
なお、上記以外の生理指標を用いて、フィードバックシステムを作成することが可能である。例えば、ＭＲＩ（磁気共鳴画像撮像装置）やＮＩＲＳ（近赤外線分光法）による脳血流、脳磁図、皮膚抵抗値、精神性発汗量、唾液中のストレス指標、血中の生理活性物質濃度、血圧、心拍、皮膚温度などが考えられる。
図５５は図５３のアクティブプロセッシングイコライザ２０４又は図５４のアクティブプロセッシングイコライザ２０４により実行される脳活性指標を目標値に近づかせるためのアクティブプロセッシングイコライザ処理を示すフローチャートである。
図５５において、まず、ステップＳ１において、例えばキーボードなどの入力部（図示せず。）を有するコントローラ２０４ａから（ａ）脳活性指標の目標値と、（ｂ）例えば＋１ｄＢなどの音圧増強幅と、（ｖ）例えば−１ｄＢなどの音圧低減幅と、（ｄ）音圧最大値（イコライザ処理において設定される音圧最大値であり、以下同様である。）を入力して初期設定する。次いで、ステップＳ２では、脳波信号（図５４ではＰＥＴ信号）を受信し、ステップＳ３において受信した脳波信号に基づいて上述した方法で脳活性指標を算出する。ステップＳ４では、算出した脳活性指標を上記設定した目標値と比較し、脳活性指標＝目標値であればステップＳ５に進み、脳活性指標＜目標値であればステップＳ６に進み、脳活性指標＞目標値であればステップＳ７に進む。ステップＳ５では、「調節無し」をフィードバック処理内容として設定し、ステップＳ８に進む。また、ステップＳ６では、「第２の帯域を上記設定された低減幅で低減し、音圧最大値を超えない範囲で第３の帯域を上記設定された増強幅で増強する」をフィードバック処理内容として設定し、ステップＳ８に進む。さらに、ステップＳ７では、「音圧最大値を超えない範囲で第２の帯域を増強し、第３の帯域を低減する」をフィードバック処理内容として設定し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、設定されたフィードバック処理内容に基づいてイコライザ処理を実行し、ステップＳ９では例えば数十秒間一定時間休止し、ステップＳ２に戻る。
図５５のアクティブプロセッシングイコライザ処理では、予め設定した脳活性指標の目標値と比較して計測された脳活性指標が高い場合には、人間に印加する空気振動の第２の帯域の成分を増強させる、又は、あるいは同時に、第３の帯域の成分を減弱させる。これによって脳活性を低下させることが可能になる。逆に予め設定した脳活性指標の目標値よりも計測された脳活性指標の方が低い場合には、人間に印加する空気振動の第３の帯域成分を増強させる、又は、あるいは同時に、第２の帯域の成分を減弱させる。これによって脳活性を増強させることが可能になる。従って、本実施形態に係る装置を用いて脳活性指標を計測しながら空気振動を印加することにより、予め定めた脳活性に制御されるように、印加される空気振動の成分を調整することが可能になる。
図５６は実施形態８−３に係る音構造情報によるフィードバック制御機構を備えた高周波モニタリングシステムの実施例を示すブロック図であり、図５７は図５６の高周波モニタリングシステムの詳細構成を示すブロック図である。図５８〜図６０は図５６の高周波モニタリングシステムの詳細処理を示すフローチャートである。
本実施形態は、音構造情報モニタリングおよびフィードバックシステムに関するもので、超知覚振動の発生状況を確認し、音響構造の解析結果を、超知覚振動再生装置２９５０にフィードバックして、可聴域および超知覚領域の振動再生レベルの調整を行うことを目的とするもので、ＰＥＴ計測装置２０１０Ａにより被験者２０１２がＰＥＴ計測されるＰＥＴ計測室２００１の超知覚振動発生装置２９５０などの近傍に設置し、周囲環境音を収録するマイクロホン２９１１と、収録したデータの音響構造を解析する解析装置２９１３等およびその解析結果を示すモニタ装置２９１５から成る。モニタ装置２９１５は、たとえば周波数構造の平均を見るＦＦＴスペクトル、周波数構造の時間的変化を視覚的に示す最大エントロピースペクトルアレイ、音構造の複雑さの指標となるＭＥスペクトル一階微分累積変化量および一階微分累積変化量などを表示する。これによって、聴取者および利用者は、知覚不可能な超知覚振動の構造を確認することが可能となる。このことは、超知覚振動の発生に不具合があった場合の脳血流低下など負の影響が発生することを未然に防ぐことの助けとなる。また、可聴域内の音楽や環境音や放送音や音声などと、超知覚振動とが同時に存在することによるハイパーソニック・エフェクトを安定的に享受することの助けとなる。
図５６において、再生装置２９５０には、マイクロホン２９１１及びマイクロホンアンプ２９１２にてなる音信号入力装置２９１０と、音構造情報解析装置２９１３と、危険度判定装置２９１４と、自己診断装置２９１７と、自己修復装置２９１８と、警報発生器２９１６と、解析結果モニタ装置２９１５とを備える。図５７において、音信号はマイクロホン２９１１により電気信号に変換された後、マイクロホンアンプ２９１２を介して音構造情報解析装置２９１３に入力される。音構造情報解析装置２９１３は入力される音の音構造情報を解析して、たとえば第２の帯域、第３の帯域のパワーを算出して、その解析結果を危険度判定装置２９１４及び解析結果モニタ装置２９１５に出力する。危険度判定装置２９１４は入力される音情報の解析結果に基づいて危険度を判定し、その判定結果を警報発生器２９１６、自己診断装置２９１７及び自己修復装置２９１８に出力する。これらの具体的な処理について、図５８〜図６０を参照して以下に説明する。
図５８の処理は音構造情報解析装置２９１３及び危険度判定装置２９１４により実行される。図５８において、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析処理（Ｓ２０１０）が実行されて、パワー検出（Ｓ２０１１）、成分パワーバランス検出（Ｓ２０１２）、ピークノイズ検出（Ｓ２０１８）及びスペクトル包絡線検出（Ｓ２０１９）が実行される。パワー検出（Ｓ２０１１）においては、第２の帯域のパワー（Ｓ２０１３）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ２０３０）が判定され、第３の帯域のパワー（Ｓ２０１４）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ２０３０）が判定される。また、成分パワーバランス検出（Ｓ２０１２）においては、第１の帯域と第２の帯域のバランス（成分比）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ２０３０）が判定され、第１の帯域と第３の帯域のバランス（成分比）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ２０３０）が判定され、第１の帯域と第２の帯域と第３の帯域のバランス（成分比）が所定のしきい値の範囲外か否かが判断されて危険度（Ｓ２０３０）が判定される。さらに、ピークノイズ検出（Ｓ２０１８）においては、ピークの強さが所定のレベルを超えるような過度ではないか否かが判断されて危険度（Ｓ２０３０）が判定される。またさらに、スペクトル包絡線検出（Ｓ２０１９）においては、予め格納された自然な形状ではない、不自然な形状でないか否かが判断されて危険度（Ｓ２０３０）が判定される。さらには、ＭＥＳＡＭ解析処理（Ｓ２０２０）が実行されて、複雑性の解析処理（Ｓ２０２１）が実行され、所定のリファレンスとの乖離度が所定のしきい値を超えているか否かが判断されて危険度（Ｓ２０３０）が判定される。図７６の処理では、複数の判定に基づいて危険度を判定している。
図５９において、危険と判定したとき（Ｓ２０３０）、警報処理（Ｓ２０３１）では、警報を発生し（Ｓ２０３２）インジケータを点滅する（Ｓ２０３３）。また、自己診断処理（Ｓ２０３４）では、ホワイトノイズである基準信号をマイクロホン２９１１を介して入力し（Ｓ２０３５）、出力された音信号のスペクトルを所定の基準スペクトルと比較し、これに基づいて修復方針を判断し（Ｓ２０３７）、以下の自己修復処理（Ｓ２０４０）を実行する。また、危険と判定したとき（Ｓ２０３０）以下の自己修復処理（Ｓ２０４０）を実行してもよい。自己修復処理では、第２の帯域を呈示するスーパーツィータ８７１の信号レベルを所定のレベルだけ下げ、又は第３の帯域を呈示するスーパーツィータ８７１の信号レベルを所定のレベルだけ上げ（Ｓ２０４１）、イコライザ回路により第２の帯域を所定のレベルだけ減弱し、又は第３の帯域を所定のレベルだけ増強し（Ｓ２０４２）、第３の帯域を呈示する予備のスーパーツィータ８７１の電源をオンする（Ｓ２０４３）。このような自己修復処理を実行した後、危険度判定装置２９１４にフィードバックし、再度危険度の判定を行う。
図６０では、音信号の入力に関連した処理とその計算及び表示処理に関するものを示す。音信号を入力し（Ｓ２０５０）、所定の解析パラメータを入力し（Ｓ２０５１）、ＭＥＳＡＭ計算処理（Ｓ２０５２）とその表示処理（Ｓ２０５３）を実行する。また、フラクタル次元解析処理（Ｓ２０５４）を実行してその表示処理を行う。さらに、ＭＥＳＡＭ計算処理（Ｓ２０５２）では、以下の種々の計算処理を実行する。
（１）全帯域の最大エントロピースペクトルの１階微分及び２階微分の累積変化量の計算処理（Ｓ２０５５）を実行してその表示処理を行う。
（２）帯域別の最大エントロピースペクトルの１階微分及び２階微分の累積変化量（第１の帯域、第２の帯域、第３の帯域）の計算処理（Ｓ２０５６）を実行してその表示処理を行う。
（３）１階微分及び２階微分の累積変化スペクトルアレイの計算処理（Ｓ２０５７）を実行してその表示処理を行う。
（４）自己回帰係数を応用した複雑性指標の計算処理（Ｓ２０５８）を実行してその表示処理を行う。
図６１は実施形態８−４に係る脳深部活性化情報によるフィードバック制御機構を備えた高周波モニタリングシステムの実施例を示すブロック図であり、図６２は図６１の高周波モニタリングシステムの詳細構成を示すブロック図である。図６１及び図６２は、脳深部活性化情報モニタリング及びフィードバックシステムの実施形態を示す。本実施形態では、脳深部活性化の状況を確認し、その結果を、振動再生装置２９５０にフィードバックして、可聴域である第１の帯域及び第２、第３の帯域の振動再生レベルの調整を行うことを目的とするもので、ＰＥＴ計測室２００１の被験者２０１２の近傍などに設置し、周囲環境音を収録するマイクロホン２９１１を含む音入力装置２９１０と、脳深部活性化指標を導出する脳波導出装置２９２０と、脳深部活性化指標を解析する脳深部活性化情報解析及びイメージング装置２９４０と、その解析結果を示す音構造情報解析及びモニタ装置２９３０と、それを再生装置２９５０にフィードバックする装置から成る。これによって、脳血流低下など負の影響であるハイパーソニック・ネガティブ・エフェクトが発生することを未然に防ぐことの助けとなる。もしくはハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを安定的に享受することの助けとなる。
図６２において、再生装置２９５０により再生される音信号はマイクロホン２９１１により電気信号に変換された後、増幅器２９１２を介して音構造情報解析及びモニタ装置２９３０の音構造情報解析部２９１３ａに入力される。音構造情報解析部２９１３ａは入力される再生音信号の音構造情報を解析した後、その音構造を音構造モニタ装置２９３１に表示する。また、脳波導出装置２９２０により導出された脳深部活性化指標の情報は送信機２９２１により送信された後、受信機２９２２に受信され、脳深部活性化情報解析及びイメージング装置２９４０の脳深部活性化解析部９４１に入力される。脳深部活性化解析部２９４１は、入力される脳深部活性化指標の情報を解析してその解析結果を脳深部活性化表示モニタ２９４２に表示するとともに、その情報をフィードバック部２９４３を介して再生装置２９５０にフォードバックする。これにより、脳深部活性化指標の情報の解析結果に基づいて再生装置２９５０の再生パラメータを制御することより、脳血流低下など負の影響であるハイパーソニック・ネガティブ・エフェクトが発生することを未然に防止することができる。
図６３は実施形態８−５に係る、振動の周波数特性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４５００の実施例を示す斜視図であり、図６４は図６３の振動モニタリングシステム４５００の詳細構成を示すブロック図である。
図６３に図示した振動モニタリングシステム４５００は、振動発生装置４５０１と、マイクロホン４９１１及びマイクロホンアンプ４９１２によって構成される振動信号入力装置４５０２と、振動判別装置４５０３と、判別結果に基づく制御信号発生装置４５０４と、警報発生器４５０６と、振動補完装置４５０７と、判別結果モニタ装置４５０５とを備えて構成される。図６３において、振動発生装置４５０１から発生された実際の振動が、振動信号入力装置４５０２により電気信号に変換された後、振動判別装置４５０３に入力される。振動判別装置４５０３は、特許文献９に開示されたように、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４５０４及び判別結果モニタ装置４５０５に出力する。判別結果に基づく制御信号発生装置４５０４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４５０６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４５０７に制御信号を出力し、第３の帯域を含む振動信号を発生させ、当該発生された信号を振動発生装置４５０１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４５０５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４５００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、基幹脳活性化効果を導く振動を受容することが可能になり、基幹脳活性低下によるハイパーソニック・ネガティブ・エフェクト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であるハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトが得られる。
次いで、本実施形態に係る装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。
実施形態１〜７では、予め定められたプロトコルに従って、印加する振動の各帯域成分のレベルを決めるため、１人１人の脳活性の違いや、振動を印加するときの状況に応じて最適化することができない。これに対して、本実施形態では、印加する人間の脳活性をモニタすることによって、あるいは、脳活性から影響を受ける自律神経系の生理指標をモニタすることなどによって、振動の各帯域のレベルを調整し最適化することができる。また、これを応用したさまざまなアプリケーションが考えられる。例えば、オーダーメードのセラピーや、患者一人一人に合わせた振動療法など、医療応用が考えられる。乗り物の運転者の脳活性をモニタして覚醒度をコントロールする覚醒度制御装置も有用である。
次いで、（Ｂ）定量的計測指標に基づくフィードバックシステムについて以下に説明する。
基幹脳の中には、快又は不快といった情動反応に基づいて行動を制御する報酬系神経回路が集中している。すなわち、何らかの刺激（例えば今回の場合は空気振動）によって基幹脳の活性が高くなると、報酬系神経回路が活性化し、快感が発生するため、動物はそうした刺激をより多く受容するため、そうした刺激に近づく接近行動をとる。逆に、空気振動を含む何らかの刺激によって基幹脳の活性が低下すると、報酬系神経回路の活性が低下し、快感が損なわれるため、動物はそうした刺激をできるだけ受容しないよう、刺激から遠ざかり逃げるような逃避行動をとる。
本実施形態では、こうした動物の行動原理を応用したアプリケーションとして、図６５に、イベント会場や商業施設などにおけるある領域の観客や顧客の人数を計測し、それを指標として観客や顧客を誘導するフィードバックシステムを示す。図６５は実施形態８−６に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図であり、図６６はある領域内に集客するとともに観客人数をある範囲内に調整するための、図６５の人数解析及び振動制御装置２３０によって実行されるフィードバック指示内容を生成する処理を示すフローチャートである。
図６５において、イベント会場２１０に設置したビデオカメラ２１１によって、観客の行動をモニタし、人数解析及び振動制御装置２３０で当該イベント会場２１０内の担当領域の観客人数を解析する。人数解析及び振動制御装置２３０では、視野内の人数カウント装置２３１によりビデオカメラ２１１の視野内にいる観客人数をカウントし、その計数値は誘導すべき効果判定装置２３３に入力され、誘導すべき効果判定装置２３３は当該カウント数に基づいて誘導すべき効果を判定する。その判定結果は帯域別振動パワー計算装置２３４に入力され、判定結果に基づいて帯域別振動パワーが計算されてその計算結果を示す制御信号がフィードバック型振動呈示装置２２０内のイコライザに入力されて、イベント会場２１０に呈示される振動の周波数特性が制御される。ここで、人数解析及び振動制御装置２３０の判定条件などは、コントローラ２３０Ａの入力部によって入力され、コントローラ２３０Ａから直接にフィードバック内容をコントロールすることもできる。また、フィードバック型振動呈示装置２２０は、図３１の実施形態と同様に、振動信号の記録媒体１ａＡのドライブを含む信号発生装置１ａと、再生回路２と、プロセッシングイコライザ６０と、コントローラ５０と、増幅回路３と、振動呈示器４とを備えて構成される。コントローラ５０は、フィードバック内容を調整し、直接プロセッシングイコライザ６０をコントロールする場合に用いる。
図６６の処理において、まず、ステップＳ１１では、例えばキーボードなどを有するコントローラ２３０Ａから（ａ）人数の上限値及び下限値と、（ｂ）例えば＋１ｄＢなどの音圧増強幅と、（ｖ）例えば−１ｄＢなどの音圧低減幅と、（ｄ）音圧最大値とを入力して初期設定する。次いで、ステップＳ１２では、視野内に存在する観客人数を計測する。そして、ステップＳ１４において、観客人数を人数上限値及び下限値と比較し、下限値＜観客人数＜上限値であれば、ステップＳ１５に進み、観客人数≦下限値であれば、ステップＳ１６に進み、観客人数≧上限値であれば、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１５では、「調節無し」をフィードバック処理内容として設定し、ステップＳ１８に進む。また、ステップＳ１６では、「第２の帯域を上記設定された低減幅で低減し、音圧最大値を超えない範囲で第３の帯域を上記設定された増強幅で増強する」をフィードバック指示内容として設定し、ステップＳ１８に進む。さらに、ステップＳ１７では、「音圧最大値を超えない範囲で第２の帯域を増強し、第３の帯域を低減する」をフィードバック指示内容として設定し、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、設定されたフィードバック指示内容を、フィードバック型振動呈示装置２２０内のプロセッシングイコライザ６０に制御信号として出力し、ステップＳ１９では例えば数十秒間一定時間休止し、ステップＳ１２に戻る。
以上のように構成されたフィードバックシステムでは、例えば、ある領域の集客数が予め設定した人数下限値を下回っている場合には（図６６のステップＳ１４でステップＳ１６にフロー移行）、その領域から外に観客が出て行かないように、また周辺領域から観客を誘導するように、すなわちポジティブ効果をもつ第３の帯域が相対的に強くなるように帯域別の振動パワーの調整内容を設定する。これによって基幹脳の活性が高まり、快適感が上昇し、刺激に近づこうとする接近行動が誘発されるため、当該の領域に観客が自発的に集まるように誘導することが可能になる。逆に、集客数が予め設定した上限値を超え、観客が密集して危険と判断された場合には（図６６のステップＳ１４でステップＳ１７にフロー移行）、その領域から外に観客を誘導するように、すなわちネガティブ効果をもつ第２の帯域が相対的に強くなるように帯域別の振動パワーの調整内容を設定する。これによって基幹脳の活性が低下し、快適感が減少し、刺激から遠ざかる逃避行動が誘発され、当該の領域から観客が自発的に出て行くよう誘導することが可能になる。
これを受けて、各領域に設置された図６５のフィードバック型振動呈示装置２２０に内蔵されたプロセッシングイコライザ６０がイコライザ処理を行い、得られた振動信号を振動呈示器４が振動に変換してイベント会場に呈示する。フィードバックによる振動呈示の強度が細かく変更され又は発振しないように、例えば数十秒間の間隔をおいて、次の解析並びにフィードバック指示内容の生成を行う。これによって、フィードバック型振動呈示装置２２０によってイベント会場における人数分布の偏りをある範囲内に調整することが可能になる。
以上の実施形態においては、人間の人数を解析対象としているが、本発明はこれに限らず、他の動物を含む生体の個体数を解析するように構成してもよい。
次いで、実施形態８−７では、実施形態８−６に係る振動呈示装置を複数連携させて、複数領域間で観客数を制御する振動呈示装置、方法及び空間について述べる。図６７は実施形態８−７に係る振動呈示装置の構成を示すブロック図である。実施形態８−７に係る振動呈示装置は、イベント会場２１０を複数の領域２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃに分割して各領域２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃにおける観客数を計測し、それを指標として観客を誘導するフィードバックシステムを備えたことを特徴とする。すなわち、前述の図６５の装置は、イベント会場２１０のなかのある一領域で独立に人間個体密度解析及び振動制御を行う装置例だが、図６７の装置は、複数の領域２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃにわたって多次元的に制御を行う例である。また、図６８Ａは、観客数分布を平均化する場合に、図６７の多次元人数解析及び振動制御装置２３０Ｂによって実行されるフィードバック指示内容を生成する処理を示すフローチャートであり、図６８Ｂは図６８Ａの制御情報生成処理（Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８）を示すフローチャートである。
図６７において、領域２１０Ａにはビデオカメラ２１１Ａ及びフィードバック型振動呈示装置２２０Ａが設けられ、これらは全体を制御する多次元人数解析及び振動制御装置２３０Ｂに接続される。また、領域２１０Ｂにはビデオカメラ２１１Ｂ及びフィードバック型振動呈示装置２２０Ｂが設けられ、これらは全体を制御する多次元人数解析及び振動制御装置２３０Ｂに接続される。さらに、領域２１０Ｃにはビデオカメラ２１１Ｃ及びフィードバック型振動呈示装置２２０Ｃが設けられ、これらは全体を制御する多次元人数解析及び振動制御装置２３０Ｂに接続される。なお、各ビデオカメラ２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ及び各フィードバック型振動呈示装置２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃはそれぞれ実施形態８−６と同様に構成される。また、多次元人数解析及び振動制御装置２３０Ｂは図６８Ａ及び図６８Ｂの処理を実行する。
図６８Ａの処理において、まず、ステップＳ２１では、例えばキーボードなどの入力部を有するコントローラ２３０Ａから（ａ）人数の上限値及び下限値と、（ｂ）例えば＋１ｄＢなどの音圧増強幅と、（ｖ）例えば−１ｄＢなどの音圧低減幅と、（ｄ）音圧最大値とを入力して初期設定する。次いで、ステップＳ２２において領域２１０Ａにいる観客の人数を計測し、ステップＳ２３において領域２１０Ｂにいる観客の人数を計測し、ステップＳ２４において領域２１０Ｃにいる観客の人数を計測し、ステップＳ２５において観客人数の平均値を算出する。さらに、ステップＳ２６において領域２１０Ａについて制御信号生成処理（図６８Ｂ）を実行し、ステップＳ２７において領域２１０Ｂについて制御信号生成処理（図６８Ｂ）を実行し、ステップＳ２８において領域２１０Ｃについて制御信号生成処理（図６８Ｂ）を実行する。そして、ステップＳ２９では例えば数十秒間一定時間休止し、ステップＳ２２に戻る。
図６８Ｂのサブルーチン処理において、まず、ステップＳ３１において指定領域の観客人数を人数の上限値及び下限値と比較し、下限値＜観客人数＜上限値であれば、ステップＳ３２に進み、指定領域の観客人数を平均人数と比較する。ステップＳ３１で観客人数≦下限値であればステップＳ３４に進み、観客人数≧上限値であればステップＳ３５に進む。また、ステップＳ３２で観客人数＝平均人数であればステップＳ３３に進み、観客人数＜平均人数であればステップＳ３４に進み、観客人数＞平均人数であればステップＳ３５に進む。ステップＳ３３では、「調節無し」をフィードバック指示内容として設定し、ステップＳ３６に進む。また、ステップＳ３４では、「第２の帯域を上記設定された低減幅で低減し、音圧最大値を超えない範囲で第３の帯域を上記設定された増強幅で増強する」をフィードバック指示内容として設定し、ステップＳ３６に進む。さらに、ステップＳ３５では、「音圧最大値を超えない範囲で第２の帯域を増強し、第３の帯域を低減する」をフィードバック指示内容として設定し、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、設定されたフィードバック指示内容を、指定領域のフィードバック型振動呈示装置（２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃのうちの１つ）内のプロセッシングイコライザ６０に制御信号として出力し、元のメインルーチンに戻る。
以上のように構成された本実施形態では、イベント会場２１０の各領域２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃに設置したビデオカメラ２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃによって、観客の行動をモニタし、多次元人数解析及び振動制御装置２３０Ｂは、各ビデオカメラ２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃの視野内にいる観客の人数をカウントし、平均人数を算出した後（図６８ＡのステップＳ２２〜Ｓ２５）各領域２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃの観客人数について、予め設定した人数上限値及び下限値と比較して判定を行う（図６８ＢのステップＳ３１）。観客人数が下限値よりも低い場合は（ステップＳ３１からステップＳ３４にフロー移行）、その領域から外に観客が出て行かないように、また周辺領域から観客を誘導するように、すなわち基幹脳活性を高めるポジティブ効果をもつ第３の帯域が相対的に強くなるように帯域別の振動パワーの調整内容を設定する（ステップＳ３４）。また、観客人数が上限値よりも高い場合は（ステップＳ３１からステップＳ３５にフロー移行）、その領域から外に観客を誘導するように、すなわち基幹脳活性を低下させるネガティブ効果をもつ第２の帯域が相対的に強くなるように帯域別の振動パワーの調整内容を設定する（ステップＳ３５）。観客人数が下限値と上限値との間の場合は（ステップＳ３２からステップＳ３３にフロー移行）、観客人数の領域間平均値と比較して、それより低い場合は（ステップＳ３２からステップＳ３４にフロー移行）、その領域から外に観客が出て行かないように、また周辺領域から観客を誘導するように、ポジティブ効果をもつ第３の帯域が相対的に強くなるように帯域別の振動パワーの調整内容を設定する（ステップＳ３４）。また、観客人数の領域間平均値よりも高い場合は（ステップＳ３２からステップＳ３５にフロー移行）、その領域から外に観客を誘導するように、すなわちネガティブ効果をもつ第２の帯域が相対的に強くなるように帯域別の振動パワーの調整内容を設定する（ステップＳ３５）。その領域の観客人数と観客人数の領域間平均値が等しい場合は（ステップＳ３２からステップＳ３３にフロー移行）、帯域別の振動パワーの調整を行わない（ステップＳ３３）。
これを受けて、各領域２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃに設置されたフィードバック型振動呈示装置２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃに内蔵されたプロセッシングイコライザ６０がイコライザ処理を行い、得られた振動信号を振動呈示器４が振動に変換してイベント会場２１０に呈示する。これによって、フィードバック型振動呈示装置２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃによってイベント２１０における観客分布を平均化する方向で調整することが可能になる。
ここでは、イベント会場内の領域間で観客人数を平均化するよう制御する方法を述べたが、ある領域に観客が集中するように制御することも可能である。さらに、その集中させる対象となる領域をその隣接する領域へと順々に切り替えることによって、観客が順々に領域間を渡り、移動するように制御することも可能である。
以上の実施形態においては、人間の人数を解析しているが、本発明はこれに限らず、人間以外の動物を含む生体の個体数を解析するように構成してもよい。
次いで、本実施形態に係る装置、方法及び空間の作用効果とアプリケーションについて以下に説明する。
イベント会場のような広い空間では、観客ひとりひとりは空間全体を俯瞰することができず、ある領域に観客が集中して混雑したり、その一方ある領域には観客が少なかったりすることが発生する。また主催者がある領域に観客を集中的に集めることを望む場合もある。しかし、従来のような、人や放送・掲示などを用いた誘導システムでは、広い空間全体を見わたして、多くの観客を整然と制御し誘導することは難しい。また、観客は自らの興味に集中していて、アナウンス内容が意識にのぼらないことも少なくない。そこで、本実施形態では、空間全体を見渡しながら、ポジティブな帯域の振動が人を誘引し、ネガティブな帯域の振動が人を回避させる効果を利用して、遠隔でフィードバックを行うため、多くの人間の行動をスムーズに誘導することが可能にする。この実施形態を適用する対象はイベント会場以外にも様々に想定できる。例えば、商業施設や駅構内、祭礼時の神社仏閣などの空間で混雑緩和を行ったり、安全に整然と人々を移動させることに応用できる。
これを応用したアプリケーションは、他にもさまざま考えられる。例えば、工事現場などで安全を確保するために、危険な領域に人が踏み込んだときに、ネガティブ効果をもつ帯域の振動を強力に呈示することによって、行動を誘導するシステムが考えられる。また、コンビニエンス・ストアや喫茶店などで長居する客の退出を誘導するため、１人１人の客の滞在時間を指標とし、ある時間以上滞在している客に対して、ネガティブ効果をもつ帯域の振動を相対的に強く呈示することによって、客の行動を誘導するシステムが考えられる。一方、パチンコ店やゲームセンター等では、出玉の状態をモニタしながら、客の脳活性を上昇させヒートアップさせたり、逆にクールダウンさせるフィードバック装置が考えられる。
また、人間だけでなく、人間以外のさまざまな動物の行動制御にも応用することができる。すなわち、動物が望ましくない場所などに接近した場合に、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の成分を第１の帯域の音とともに印加することにより、報酬系神経回路の活性を低下させ、その場所から逃避する行動を誘導する。逆に、動物を望ましい場所へと誘導するために、ポジティブ効果をもつ第３の帯域の成分を第１の帯域の成分とともに印加することにより、報酬系神経回路の活性を上昇させ、目標となる場所に動物を接近させることが可能になる。
例えば、人間や農作物に危害を与える恐れがある動物（クマ、イノシシ、野猿など）に対して、人家や田畑に動物が踏み込んだときに、ネガティブ効果をもつ帯域の振動を強力に呈示することによって、動物の逃避行動を導くシステムが考えられる。これによって、銃撃や捕獲などの大変な労力を払わずとも、動物を追い払うことが可能になると期待できる。また、野良犬、野良猫を誘導して捕らえることにも応用できる。
さらに、放牧動物（牛、馬、羊、アヒルなど）の行動制御にも利用できる。これらの動物の行動を一定範囲内に制限しつつ、自然環境中で放し飼いにすることは、ほどよくしまった肉をもつ動物を育てるうえで有効である。このため、ある範囲内ではポジティブ効果をもつ帯域の振動を与え接近行動を導き、その範囲を踏み越え外に出ようとするとネガティブ効果をもつ帯域の振動を与え逃避行動を導くことによって、動物を一定範囲内で自由に行動させつつ制御するフィードバックシステムが考えられる。これによって、監視人がほとんどいなくても多数の動物を効率よく放牧することが可能になると期待できる。また、ある領域から厩舎のなかなど別の領域に速やかに整然と移動させるための行動誘導にも応用できる。この例は放牧動物に限らず、家畜や動物園などの動物一般に適用可能である。
なお、前述したように、人間以外の動物の可聴域上限は種によって異なることが知られていることから、可聴域を含む第１の帯域の下限及び上限周波数、ネガティブ効果をもつ第２の帯域の下限周波数及び上限周波数、そして、ポジティブ効果をもつ第３の帯域の下限周波数及び上限周波数は、動物の種毎に、人間を対象とした本実験の聴取条件で同定された周波数とは異なる値を取り得ると考えられる。
次に、以上の実施形態及び実施例を応用した、具体的な装置、方法、空間等のアプリケーションの応用例を示す。
まず、身体にきわめて接近して装着するペンダントやブローチなどの装身具を利用することによって、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を効果的に身体表面に印加する振動呈示装置の応用例を示す。図６９は、応用例１に係るペンダント型振動呈示装置８３０ｐ（携帯端末装置に振動呈示装置を設けてもよい。）の斜視図及び断面図である。図６９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呈示装置８３０ｐの使用例を示す。当該振動呈示装置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、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波成分を含むがゆえに脳活性を低下又は増大させることのできる振動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を通じて振動呈示装置８３０ｐにより呈示し、装身具をつけている聴取者３４０の身体表面に脳活性を低下又は増大させることのできる振動の超高周波成分を印加することを可能にする。一方、第１の帯域を含む可聴域成分は携帯型音楽プレーヤ８５０からヘッドホン８５１を介して聴取者３４０の聴覚系に印加される。このようにして第１の帯域を含む可聴域成分及び第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を印加することにより、聴取者の脳活性を低下又は増大させることができる。
次いで、ブローチなどの装身具を利用することによって、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を効果的に身体表面に印加する振動発生機構の応用例を示す。図７０Ａは、応用例２に係る、ブローチ（装身具）型振動呈示装置１６０の正面図であり、図７０Ｂはその右側面図であり、図７０Ｃはその裏面図である。図７０Ａ〜図７０Ｃにおいて、ブローチ型振動呈示装置１６０のおもて面及び裏面に、脳活性を低下又は増大させることのできる振動信号のうち、第２及び／又は第３の帯域の超高周波成分を発生するための複数の超高周波振動発生素子１２０が埋め込んで設けられる。また、ブローチ型振動呈示装置１６０の内部に信号再生装置が埋め込んで設けられる。なお、ブローチ型振動呈示装置１６０の裏面には電池１３３を挿入してカバーする電池挿入部蓋１６１とメモリ挿入部蓋１６２とが設けられ、ブローチ型振動呈示装置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。ブローチ型振動呈示装置１６０において、脳活性を低下又は増大させることのできる振動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１３１に格納され、再生時に、固体メモリ１３１から読み出される脳活性を低下又は増大させることのできる振動の信号データをマイクロアンプ１３２においてＤＡ変換しかつ電力増幅した後、超高周波振動発生素子１２０に出力して超高周波振動を発生して放射する。
図７１は応用例３に係る振動発生装置の構成例であって、障害物に衝突させながら液体を流すことによって、第１、第２、第３の帯域のいずれかを含む振動あるいはそれらが複合した振動を発生する例を示す斜視図である。図７１において振動発生装置は、位置及び突起寸法が可変である突起１７２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の上部からその表面に水などの液体を流下させる液流発生装置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。例えば突起物１７２を規則的に整然と配置した場合、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、上記振動は板全面から比較的均質に発生する。一方、図７１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、上記振動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。ここでは液体の流れを例にとったが、液滴や粒子などを落下させて液体面などに衝突するときに生じる振動を用いてもよい。また液体でなく気体を用い、構造物の中に気流を発生させ、内部構造の間隙を通過する気流により、第１、第２、第３の帯域のいずれかを含む振動あるいはそれらが複合した振動を発生させてもよい。また固体を用いて、金属などの固体片や弦を弾いたり、擦ったり、叩いたりすることにより、第１、第２、第３の帯域のいずれかを含む振動あるいはそれらが複合した振動を発生させてもよい。上記固体の素材は、金属に限らず石、セラミック、プラスチックなどや、木、皮、骨などの生物由来の素材であってもよい。さらに、これら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。
次いで、身体を覆う衣服などを利用することによって、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を効果的に身体表面に印加する振動発生機構の応用例を示す。図７２Ａは応用例４に係る、衣服埋め込み型振動呈示装置の外面図であり、図７２Ｂは図７２Ａの内面図である。図７２Ａ及び図７２Ｂにおいて、シャツ１２１０の内側の実質的に全面と、外側であって袖部、襟部などに、第２及び／又は第３の帯域を含み脳活性を低下又は増大させることのできる振動の超高周波成分を発生するための多数の超高周波振動発生素子１２０を設ける。また、信号再生装置１２００はシャツ１２１０の裾部付近に設ける。シャツ１２１０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１２００と各超高周波振動発生素子１２０との間の配線として用いる。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１２１０によれば、多数の超高周波振動発生素子１２０がシャツ１２１０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よって、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を効果的に身体表面に印加する振動呈示装置の応用例を示す。図７３は、応用例５に係る、身体表面貼付型振動呈示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を用いた振動呈示装置８３２Ａの構成であって、振動呈示装置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、空気を介さずに第２及び／又は第３の帯域を含み脳活性を低下又は増大させることのできる振動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脳活性を低下又は増大させる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呈示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、脳活性を低下又は増大させることのできる振動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。
図７４は応用例６に係る、固形の振動発生機構を介することによって、第２及び／又は第３の帯域を含む振動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７４の応用例６では、振動信号を、印加する人間４０９０が座る椅子４０９１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４０９２を介することによって第２及び／又は第３の帯域を含む振動を発生する例を示す。図７４に示したように、振動のうち第２及び／又は第３の帯域を含む振動は身体表面から受容され、また第１の帯域の振動は聴覚系から受容されて、脳活性の増大あるいは低下が導かれる。
図７５は応用例７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７５において、個人用のサウナ型の空間において、第１の帯域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、第２及び／又は第３の帯域の振動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、脳活性の増大あるいは低下を導くことのできる振動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第２及び／又は第３の帯域を含む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である第１の帯域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第２及び／又は第３の帯域を含む振動が同時に存在することによって効果的に脳活性の増大あるいは低下を実現することができる。
図７６は応用例８に係る、空間を構成する壁自体が振動して第２及び／又は第３の帯域を含む振動を発生する空間の例を示す斜視図である。図７６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、可聴域成分である第１の帯域及び第２及び／又は第３の帯域を含む振動を発生して聴取者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、脳活性の増大あるいは低下を導くことができる振動発生空間となる。
次いで、気体、液体、固体などを振動させることによって導かれる、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波帯域で振動する振動状態を有することを特徴する振動体の応用例を以下に示す。図７７は、応用例９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第２及び／又は第３の帯域を含む振動状態を有することを特徴する振動体の例を示す側面図である。図７７において、椅子５６２に座った聴取者５６３を取り囲む振動発生空間装置により形成された振動発生空間５６０内に、例えば第１の帯域しか呈示することが困難なピアノ等の音源５６１の音などのように可聴域を超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、本来ならば脳活性の低下又は増大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、脳活性の低下又は増大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７８は応用例１０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７８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、第１の帯域に加えて、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波帯域で振動する振動状態を有することを特徴す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、振動呈示空間を実現する応用例を以下に示す。図７９は応用例１１に係る、シアター、コンサートホール１４３０又は講堂などの空間において、観客の至近距離で、第２及び／又は第３の帯域を含み超高周波成分を含むがゆえに脳活性の増大又は低下効果を導くことができる振動を発生させるための振動呈示装置の斜視図である。図７９において、１４３１は舞台であり、１４３２はワイヤレス振動信号送信機であり、１４３３はワイヤレス信号受信機及び振動呈示装置であり、１４３４はペンダント型振動呈示装置であり、１４３５は天井吊り下げ型振動呈示装置であり、１４３６は椅子装着型振動呈示装置であり、１４３７は椅子埋込型振動呈示装置である。すなわち、本応用例に係る超高周波振動呈示装置を、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呈示装置を観客が身につけて着席するのでもよい。第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動の信号は、舞台１４３１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呈示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、すべての観客が第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を受容することが可能になる。
図８０は、可聴域振動成分を再生する携帯型プレーヤと、第２及び／又は第３の帯域を含み、脳活性を低下又は増大させることのできる振動の超高周波成分を複数の人間に同時に印加する振動呈示装置とを組み合わせた空間の応用例１２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、脳活性を低下又は増大させることのできる振動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、再生される第２及び／又は第３の帯域を含む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８１は図８０の装置の変形例である応用例１３を示す側面図である。図８１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に脳活性を低下又は増大させることのできる振動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から超高周波振動（第２及び／又は第３の帯域を含む）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脳活性の増大又は低下の効果をともに享受することができる。また、携帯型プレーヤなどをもたず、その場に存在する環境音、会話音、演奏音などを聴いていてもよい。
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、個別の第２及び／又は第３の帯域を含む振動を印加する振動呈示空間の例を示す。図８２は応用例１４に係る、第１の帯域（可聴域成分）の振動及び、第２及び／又は第３の帯域（超高周波成分）を含む振動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８２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内に配置した第２及び／又は第３の帯域を含む振動の振動呈示装置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、利用者が選ぶ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脳活性の増大あるいは低下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８２の応用例１４においては、公共空間などに設置した振動呈示装置から脳活性を増大あるいは低下する振動を発生し、複数の人間に印加する振動呈示空間の例を示している。このとき振動呈示装置からは、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第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波成分と、めいめいが聞いている可聴域振動呈示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、脳活性を増大あるいは低下する振動を発生する。こうした振動呈示空間は、（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。
図８３は応用例１５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を発生する装置の例を示すブロック図である。図８３は現行の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を発生する。
図８３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５０ｋＨｚ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、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、第３の帯域に含まれる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。
本応用例では、この１ビット量子化ノイズを第３の帯域の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によってろ波した第１の帯域の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８４は、応用例１６に係る乗り物内の振動呈示装置を示す側面図である。図８４において、乗り物内において、可聴域成分とともに第２及び／又は第３の帯域の超高周波振動を含み、脳活性を低下又は増大させることのできる振動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呈示装置から印加し、これらが同時に存在することにより、脳活性を低下又は増大させることのできる振動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（ここで、８００ａは頭部用超高周波振動呈示装置であり、８００ｂは背用超高周波振動呈示装置であり、８００ｃは足用超高周波振動呈示装置である。）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脳活性の増大又は低下効果を享受することができる。
図８５は応用例１７に係る公共交通の運転席又は操縦席の振動呈示空間の例を示す側面図である。図８５では、公共交通などの運転席又は操縦席において、第１の帯域の振動に加えて第２及び／又は第３の帯域を含む振動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第２及び／又は第３の帯域成分を含む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に脳活性の増大あるいは低下を導くことのできる振動呈示空間を示す。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脳活性の増大あるいは低下を実現することができる。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。
図８６は、応用例１８に係る駅構内など乗り物の乗降場における振動呈示装置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、脳活性の増大又は低下効果を導くことができる振動を補完して発生することができる。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脳活性の増大又は低下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、脳活性の増大又は低下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、たとえば第３の帯域の振動を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。また、近年深刻な問題となっている、駅構内における乗客間あるいは乗客と駅員間の口論や暴力などのトラブルに対して、たとえば第２の帯域の振動のレベルを減弱し、第３の帯域の振動を補完することによって、脳活性が低下した状態から増大方向に転じて、イライラ感や怒りの感情を緩和し、トラブルを回避する効果を発現することができる。この効果は、駅構内に限らずさまざまな公共空間でのトラブル回避に応用することができる。
次いで、応用例１８の変形例として第３の帯域を含む振動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８７に示すように、伝達音（可聴音）と、第３の帯域を含む振動を、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、第３の帯域を含む振動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８８に示すように、伝達音（可聴音）と第３の帯域を含む振動とを、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）及び第３の帯域を含む振動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）第３の帯域を含む振動信号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８９に示すように、伝達音(可聴音）信号と第３の帯域を含む振動信号とをその場で合成し、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、第３の帯域を含む振動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９０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）信号及び第３の帯域を含む振動信号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第３の帯域を含む振動をオンにする機能、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）並びに第３の帯域を含む振動のレベルを増幅する機能、あるいは、背景雑音（可聴音）の周波数特性を解析してその第２の帯域の強度や第３の帯域の強度に基づいて第３の帯域を含む振動を加算する強度を調整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９１に示す。図９１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は第３の帯域を含む振動を発生する振動発生装置であり、４８７は伝達音（可聴音）とともに第３の帯域を含む振動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。
これらの応用例の類似例について以下に述べる。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、第３の帯域を含む振動信号を伝送する。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、第３の帯域を含む振動を発生させる。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第３の帯域を含む振動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。
図９２は応用例２４に係る、測定された「Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）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９２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９２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９２の右図の＊＊印）。また、「音がなめらか」「スピーカ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９２の右図の＊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、第３の帯域を含む振動信号のオン／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第３の帯域の振動信号のレベルを増減するシステムも考えられる。
また、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のうち第２の帯域が含まれている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、第３の帯域を含み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、基幹脳活性低下を含むハイパーソニック・ネガティブ・エフェクト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、第３の帯域を含む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生させることができる。
図９３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（第１の帯域）及び基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分（第３の帯域）を含む振動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９３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なかったり第２の帯域を含んでいて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、第３、第４あるいは第１Ａ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（登録商標）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（登録商標）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（登録商標）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、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（登録商標）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、上述したように、第３の帯域の超高周波成分を十分含み、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（登録商標）Ｄｉｓｃ版ＡＫＩＲＡサウンドトラック」の振動信号をもとのまま、第３の帯域の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て、第１及び第２の帯域のみを残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９４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。図９４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、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９４の右図の＊＊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９４の右図の＊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−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃ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振動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第１及び第３の帯域を含む振動の印加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・ポジティブ・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第３の帯域の振動をじゅうぶんに含ませることによって、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。
図９５は、自動車などの乗り物の外側に振動呈示装置を実装した応用例２７を示す斜視図である。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。また技術革新の結果、自動車全般に騒音レベルは低下してきている。そこで、電気自動車などの自動車４９０から第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波成分を補完することによって、歩行者等の人間４８８が自動車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。図９５において、自動車４９０に振動呈示器４９１を設けている。これを実現するための振動呈示装置及び音源は、本発明にかかる各実施形態に示した振動呈示装置を応用することができる。また、この振動呈示装置は、車体、タイヤ、窓ガラスなどに予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、可聴音と超高周波振動を含む振動を、単一の振動呈示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呈示装置から発生させ、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。また振動呈示装置は自動車以外の乗り物など人間４８８と衝突する危険のあるその他の物体に実装してもよい。
図９６は、応用例２８に係るスピーカシステムの振動呈示装置３７０の一例を示す斜視図である。振動源としては、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波成分を含む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、第２及び／又は第３の帯域を含む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、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波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。ここで、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。
図９７は、応用例２９に係る、ヘッドホン型振動呈示装置の正面図である。図９７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の外周部に脳活性を低下又は増大させる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、脳活性を低下又は増大させる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、本振動呈示装置は、可聴音を含む振動を聴取者の気道聴覚系に印加しつつ、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波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９７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。
図９８Ａ〜図９８Ｆは、応用例３０に係る、携帯電話機１４１０を利用した振動発生機構の例を示す斜視図である。
Ａ．図９８Ａ及び図９８Ｂにおいて、携帯電話機１４１０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１４１０に振動発生機能（超高周波振動発生メカニズム）を内蔵し、携帯電話機１４１０（筐体１４１２、液晶画面、操作ボタン等）を振動させることによって、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、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１４１０にもともと装備されているスピーカ１４１１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、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、人間に印加する。
Ａ−（３）携帯電話機１４１０の筐体１４１２等に、超高周波振動発生素子１４１４を新たに装備し（表面を覆うシート１４１３形状のものでもよい。）、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、人間に印加する。
Ａ−（４）携帯電話機１４１０に超高周波振動発生素子４１４を接続して、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、人間に印加する。
Ｂ．携帯電話機１４１０と接続して使用するヘッドセット１４１５を利用した振動発生機構の例を示す。
Ｂ−（１）ヘッドセット１４１５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、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、直接あるいは空気振動を介して人間に印加する（図９８Ｃ）。
Ｂ−（２）ヘッドセット１４１５に超高周波振動発生素子１４１７を新たに装備し（埋め込み、貼り付け、巻き付けなど）、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、人間に印加する（図９８Ｄ）。
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１４１８して、その被覆１４１８から第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ．携帯電話機１４１０とヘッドセット１４１５等を接続するケーブル１４１６を利用した振動発生機構の例を示す（図９８Ａ）。
Ｃ−（１）ケーブル１４１６中の電気信号線を振動させることによって、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、人間に印加する。
Ｃ−（２）ケーブルの被覆１４１８にピエゾプラスチックなどの素材を用い、その被覆から第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、人間に印加する（図９８Ｅ）。
Ｃ−（３）ケーブルの被覆に超高周波振動発生素子１４１７を埋め込み、そこから第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、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１４１８を装備（貼り付け、巻き付けなど）して第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、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、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生させ、人間に印加する。
Ｅ．図９８Ｆにおいて、携帯電話機１４１０とは独立に、例えば図９８Ａの携帯電話機１４１０の近傍において、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動を発生可能な振動呈示装置１４１９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合わせてもよい。なお、ここでは、携帯電話機１４１０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。
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例について説明する。具体例として、図９９Ａ及び図９９Ｂは、応用例３１に係る、ｉＰｏｄ（登録商標）などの携帯型音楽プレーヤ１４２０を利用した振動発生機構の例を示す斜視図である。図９９Ａ及び図９９Ｂにおいて、超高周波振動を発生させる具体的な振動発生機構として、図９８Ａ〜図９８Ｆと同様に、Ａ．携帯型音楽プレーヤ１４２０本体（第３の帯域を含む振動の振動信号を保存したメモリ１４２０ｍを含む。）を利用した振動発生機構、Ｂ．イヤホン１４２１等を利用した振動発生機構、Ｃ．ケーブル１４２２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１４２０とは独立しているが例えばその近傍に載置される振動呈示装置１４２３（図９９Ｂ）を利用する手段などがある。また、上記応用例３０に係る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、スマートホンやタブレット機器などにみられるように、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９８Ａ〜図９８Ｆ及び図９９Ａ、図９９Ｂに参照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。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１４２１やヘッドセット１４１５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、第２及び／又は第３の帯域を含む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１４２０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、この応用例で述べるイヤホン１４２１やヘッドセット１４１５等さえ接続すれば、聴取者は第２及び／又は第３の帯域を含む振動を受容することが可能になる。振動源としては、第２及び／又は第３の帯域を含む振動信号を蓄積しておくメモリ１４２５を、イヤホン１４２１筐体内部あるいはケーブル１４２２の途中などに装備する。また、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波成分をイヤホン１４２１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（図示せず。）を内蔵しておいてもよい。超高周波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１４２１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１４２１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１４２１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１４２２を利用する手段として、ケーブル１４２２中の電気信号線を振動させる、ケーブル１４２２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１４２２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１４１５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。
図１００は応用例３２に係る、携帯型プレーヤ３５０１の外観を示す斜視図である。本実施形態において、少なくとも第３の帯域の超高周波振動信号を含みハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる信号をＨＳ信号といい、可聴域の周波数を超える周波数成分を含む高解像度（ハイレゾリューション（ｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）、又はハイディフィニション（ｈｉｇｈ−ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ））信号をＨＤ信号という。また、ＨＳ信号、ＨＤ信号及び可聴域音信号には、例えば音楽信号、環境音信号、音声信号などを含む。ここで、ＨＳ信号及びＨＤ信号はそれぞれ、可聴域音信号を含む場合と含まない場合もあり、それぞれサンプリング周波数で決定される各最大周波数を有する。すなわち、ＨＳ信号は、ＨＤ信号であって少なくとも第３の帯域を含む振動信号を含む信号であり、ＨＤ信号は、第３の帯域を含む振動信号を含まない信号である。
図１００において、携帯型プレーヤ３５０１には、その正面に液晶ディスプレイ３５５２が設けられるとともに、各表面にそれぞれＨＳ信号を含む信号又は振動を発生する内蔵アクチュエータ３５０２が設けられる。また、携帯型プレーヤ３５０１の正面の上側には、可聴域音信号を発生する内蔵スピーカ３５０８Ａが設けられ、その正面の下側には、モニタ用マイクロホン３５０９が設けられる。また、携帯型プレーヤ３５０１の下面には２つの接続ジャック（図示せず）が設けられ、１つの接続ジャックに嵌合接続されるプラグ及びケーブル３５０４を介して例えば首掛けペンダント型の外付アクチュエータ３５０３が接続され、ここで、ケーブル３５０４の外側被覆にはケーブル３５０４に接続されて振動を発生する外付アクチュエータ３５０４Ａが形成される。また、もう１つの接続ジャックに嵌合接続されるプラグ及びケーブル３５０５を介して、人間であるユーザ３５０７に装着され可聴域音信号を再生するイヤホン３５０６が接続され、ここで、ケーブル３５０５の外側被覆にはケーブル３５０５の別の芯線に接続されて振動を発生する外付アクチュエータ３５０５Ａが形成される。ここで、アクチュエータ３５０２〜３５０５はＨＳ信号又はＨＤ信号の振動を発生してユーザ３５０７の体表面に対して放射する。
図１０１は図１００の携帯型プレーヤ３５０１の構成を示すブロック図である。
図１０１において、ＨＳ信号メモリ３５１２は、少なくとも第３の帯域の超高周波振動信号を含むＨＳ信号のデータを予め記憶し、コントローラ３５１０からの指示信号に基づいて所定のＨＳ信号を再生してＤ／Ａ変換器３５１３に出力する。Ｄ／Ａ変換器３５１３は入力されるＨＳ信号をＤ／Ａ変換してＶＣＡ回路３５２０に出力する。
携帯電話無線通信回路３５１４は、携帯電話ネットワークを介して所定のサーバ装置から配信された後アンテナ３５１４Ａを用いて受信した可聴域音信号、ＨＳ信号又はＨＤ信号を受信し、復調し、所定の信号処理を実行した後、処理後の信号を、信号レジスタ３５１６を介してストリーミング信号としてＤ／Ａ変換器３５１７を介してＶＣＡ回路３５２０に出力するとともに、低域通過フィルタ３５３１を介して可聴域音信号のみをミキサ回路３５４０に出力する。また、携帯電話無線通信回路３５１４は、受信信号がストリーミング信号ではなくメモリ記憶可能なダウンロード信号の場合は、処理後の信号を、信号メモリ３５１８に出力して格納し、必要に応じて、コントローラ３５１０からの指示信号に応答して、その信号を信号メモリ３５１８から読み出してダウンロード信号としてＤ／Ａ変換器３５１９を介してＶＣＡ回路３５２０に出力するとともに、低域通過フィルタ３５３１を介して可聴域音信号のみをミキサ回路３５４０に出力する。
ＷｉＦｉ無線通信回路３５１５は、インターネットなどの所定のネットワークを介して所定のサーバ装置から配信された後アンテナ３５１５Ａを用いて受信した可聴域音信号、ＨＳ信号又はＨＤ信号を受信し、復調し、所定の信号処理を実行した後、処理後の信号を、信号レジスタ３５１６を介してストリーミング信号としてＤ／Ａ変換器３５１７を介してＶＣＡ回路３５２０に出力するとともに、低域通過フィルタ３５３２を介して可聴域音信号のみをミキサ回路３５４０に出力する。また、ＷｉＦｉ無線通信回路３５１５は、受信信号がストリーミング信号ではなくメモリ記憶可能なダウンロード信号の場合は、処理後の信号を、信号メモリ３５１８に出力して格納し、必要に応じて、コントローラ３５１０からの指示信号に応答して、その信号を信号メモリ３５１８から読み出してダウンロード信号としてＤ／Ａ変換器３５１９を介してＶＣＡ回路３５２０に出力するとともに、低域通過フィルタ３５３２を介して可聴域音信号のみをミキサ回路３５４０に出力する。なお、低域通過フィルタ３５３１，３５３２は入力信号のうち可聴域音信号のみを低域通過ろ波して出力する。
なお、Ｄ／Ａ変換器３５１３、３５１７及び３５１９は例えば
（１）サンプリング周波数１９２ｋＨｚのＰＣＭ信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器、
（２）サンプリング周波数２．８ＭＨｚのＤＳＤ信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器、もしくは
（３）サンプリング周波数５．６ＭＨｚのＤＳＤをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器
などであって、可聴域のみならず、超高周波信号をＤ／Ａ変換することができる。
また、ＨＤ信号及びＨＳ信号の最大周波数は、例えば、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、３５２．８ｋＨｚ、３８４ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、７０５．６ｋＨｚ、７６８ｋＨｚ、１ＭＨｚ、１．４ＭＨｚ、又は２．８ＭＨｚ（ＰＣＭ信号の場合には、いずれも最大周波数であって、サンプリング周波数はこれらの２倍の周波数である。）までの範囲内の１つの周波数である。すなわち、ＨＤ信号及びＨＳ信号の最大周波数は、例えば、８８．２ｋＨｚから２．８ＭＨｚまでの１つの周波数である。
さらに、ＨＳ信号メモリ３５１２及び信号メモリ３５１８は、例えば６４ギガバイト以上の大容量のメモリ容量を有し、例えば可聴域音源のデータを含まないＨＳ信号のデータを格納することができる。さらに、信号メモリ３５１８には、下記のデータを格納することができる。
（１）可聴域音源のデータ、
（２）ＨＳ信号を含まないＨＤ信号のデータ、
（３）ＨＳ信号を含むＨＤ信号のデータ。
マイクロホン３５０９は当該携帯型プレーヤ３５０１の周囲の環境音をモニタして検出し、モニタ信号として信号増幅器３５１１を介してＨＳ信号レベル検出回路３５６１に出力する。ＨＳ信号レベル検出回路３５６１は入力されるモニタ信号のうち、ＨＳ信号を含む成分を抽出し、当該信号のレベルを検出してコントローラ３５１０に出力する。具体的には、例えばＨＳ信号特有の周波数の信号レベルを検出する。
ＶＣＡ回路３５２０は、入力される各信号を混合し、コントローラ３５１０からの指示信号に従ってレベル調整を行いかつ増幅して、ＨＳ信号判別回路３５６０に出力するとともに、信号増幅器３５２４を介して内蔵アクチュエータ３５０２及び外付アクチュエータ３５０３，３５０４，３５０５に出力する。ＨＳ信号判別回路３５６０は、入力される信号においてＨＳ信号が所定のしきい値レベル以上存在するか否かを判別し、判別結果を示す判別信号をコントローラ３５１０に出力する。なお、ＶＣＡ回路３５２０は入力される各信号の信号レベルを検出してコントローラ３５１０に出力する。
ミキサ回路３５４０は、入力される各可聴域音信号を混合して信号増幅器３５４１を介してイヤホン３５０６、内蔵スピーカ３５０８Ａ及び外付スピーカ３５０８Ｂに出力する。これにより、可聴域音信号を人間であるユーザ３５０７の聴覚系の耳に放射してユーザ３５０７に聞かせることができる。
コントローラ３５１０には、ユーザ３５０７が操作指示及び動作指示を入力するためのキーボード３５５１と、上記各指示結果、ＨＳ信号判別結果、ＨＳ信号レベル検出結果などの表示データを表示する液晶ディスプレイ３５５２と、ＵＳＢインターフェース３５５３とが接続される。ここで、ＵＳＢインターフェース３５５３には、ＵＳＢ外部機器３５５４が接続可能であって、例えばＨＳ信号、ＨＤ信号、可聴域音信号等のデータを格納した不揮発性メモリを備えたＵＳＢ外部機器３５５４を接続し、ＨＳ信号、ＨＤ信号、可聴域音信号等のデータをＵＳＢ外部機器３５５４からＵＳＢインターフェース３５５３及びコントローラ３５１０を介してＨＳ信号メモリ３５１２又は信号メモリ３５１８に格納することもできる。
コントローラ３５１０は、当該携帯型プレーヤ３５０１内の各回路３５１４，３５１５，３５１２，３５１８，３５２０，３５４０の動作を制御する。ここで、コントローラ３５１０は、ＨＳ信号判別回路３５６０からの判別信号がＨＳ信号を存在していないことを示すとき、
（１）ＨＳ信号メモリ３５１２に格納されたＨＳ信号のデータを読み出してＨＳ信号を発生してＤ／Ａ変換器３５１３を介してＶＣＡ回路３５２０に出力し、もしくは
（２）ダウンロードされた信号としてＨＳ信号のデータが信号メモリ３５１８に格納されているときに、信号メモリ３５１８に格納されたＨＳ信号のデータを読み出してＨＳ信号を発生してＤ／Ａ変換器３５１９を介してＶＣＡ回路３５２０に出力する。
これにより、例えばイヤホン３５０６などを用いて可聴域信号音をユーザ３５０７の聴覚系の耳に放射しながら、ＶＣＡ回路３５２０から出力される信号には、常にＨＳ信号が含まれて各アクチュエータ３５０２〜３５０５でＨＳ信号の振動を発生させることができる。それ故、当該振動をユーザ３５０７に呈示して、その脳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、すなわちハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる。
また、コントローラ３５１０は、例えばイヤホン３５０６などを用いて可聴域信号音をユーザ３５０７の聴覚系の耳に放射しながら、ＨＳ信号レベル検出回路３５６１からの検出レベルに基づいて、その検出レベルが所定のしきい値よりも小さいとき（上記ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができない状態のとき）、ＶＣＡ回路３５２０に入力されるＨＳ信号のレベルを、上記検出レベルが上記しきい値を超えて増大させるようにＶＣＡ回路３５２０を制御する。これにより、ＶＣＡ回路３５２０から出力される信号には、常に所定のしきい値以上のＨＳ信号が含まれて各アクチュエータ３５０２〜３５０５でＨＳ信号の振動を発生させることができる。それ故、当該振動をユーザ３５０７に呈示して、その脳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、すなわちハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる。
さらに、コントローラ３５１０は、ＶＣＡ回路３５２０に入力されて混合される各信号のレベルが、例えば実質的に同一になるなど所定のレベル関係になるようにＶＣＡ回路５２０を制御する。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を有する。
（１）例えばイヤホン３５０６などを用いて可聴域信号音をユーザ３５０７の聴覚系の耳に放射しながら、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる振動を再生してユーザ３５０７の体表面に呈示する携帯型プレーヤを提供できる。
（２）ＨＳ信号判別回路５６０によりアクチュエータ３５０２〜３５０５により発生させる振動にＨＳ信号が存在するか否かを判別して、存在しないときＨＳ信号メモリ３５１２に予め格納されたＨＳ信号、もしくは予め配信されてダウンロードして格納されたＨＳ信号のデータを用いて、ＨＳ信号の振動を常に発生させるので、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる振動を有効にかつ確実にユーザ３５０７に対して呈示することができる。
（３）ＨＳ信号レベル検出回路３５６１によりアクチュエータ３５０２〜３５０５により実際に発生された環境音内の振動にＨＳ信号の信号レベルが上記しきい値以上であるか否かを判別して、そうでないときＨＳ信号の信号レベルを増大するようにＶＣＡ回路３５２０を制御するので、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる振動を有効にかつ確実にユーザに対して呈示することができる。
以上の応用例３２においては、携帯型プレーヤについて説明しているが、本発明はこれに限らず、同様の機能を有する携帯型パーソナルコンピュータ、スマートホンなどの携帯電話機などの携帯型電子機器を構成してもよい。
以上の応用例３２においては、可聴域音信号と、ＨＳ信号と、ＨＤ信号とを発生する携帯型プレーヤについて説明しているが、本発明はこれに限らず、少なくとも可聴域音信号と、ＨＳ信号とを発生してもよい。
以上詳述したように、応用例３２によれば、可聴域音をユーザの聴覚系の耳に呈示しつつ、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる振動を再生してユーザの体表面に呈示することができる携帯型電子機器を提供することができる。また、上記判別手段又は上記検出手段を備えることにより、可聴域音をユーザの聴覚系の耳に呈示しつつ、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる振動を再生してユーザの体表面に有効にかつ確実にユーザに対して呈示することができる携帯型電子機器を提供するができる。
図１０２は、応用例３３に係る、電子楽器の演奏によって発生される脳活性の増大又は低下効果を導かないオリジナル振動に対して、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波振動信号を加算する振動補完装置を含む電子楽器装置の例を示す斜視図である。現行のデジタルシンセサイザー１４４４などの電子楽器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、脳活性の増大又は低下効果を導くことができない。そこで、図１０２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、脳活性を低下又は増大させることのできる振動信号を補完振動源１４４２から読み出して加算器（図示せず。）によりオリジナル振動信号に加算し、第２及び／又は第３の帯域を含む超高周波成分を含むがゆえに脳活性の増大又は低下効果を導く振動の信号を出力する。この振動補完装置は、図１０２において電子楽器であるデジタルシンセサイザー１４４４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、電子楽器と独立に存在していてもよい。また、上記補完振動源１４４２は、脳活性を低下又は増大させる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、脳活性を低下又は増大させる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１４４４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、脳活性を低下又は増大させる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、そこに脳活性を低下又は増大させる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、脳活性を低下又は増大させることのできる振動信号の補完を実施できる。
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は同じ左側にあるが、ダブルヘリカルマトリックスに配置すると、図１０３の応用例３４のようになる。応用例３４に係る図１０３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１０４は応用例３５に係る、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１０４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１０４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。
従来技術に係る４チャンネルサラウンドのスピーカ配置を、応用例３６の図１０５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１０５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１０５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、応用例３７に係る図１０６のようになる。図１０６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、第２及び／又は第３の帯域を含む振動信号を伝送・配信するネットワーク応用に係る実施例を述べる。ネットワークを活用することにより、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、あるいはインターネットやＬＡＮなどのネットワークに接続できるパソコン、テレビ受像器やそこに接続するビデオデッキなどを始めとするＡＶ機器、電子機器などを用いて、ハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトを導くことができる振動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第３の帯域の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。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、応用例３８に係る図１０７に示すように、当該システムにおいて、第３の帯域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、その振動信号が第３の帯域の超高周波成分を含まない場合、あるいは第２の帯域振動成分を含む場合のために、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第３の帯域の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第３の帯域の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やネット上のサーバ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第３の帯域を含む振動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、家庭内や社内、構内などの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第３の帯域の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第３の帯域を含む振動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、第１及び第３の帯域を含む振動を受容することが可能になり、その基幹脳活性の低下を含むハイパーソニック・ネガティブ・エフェクト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であるハイパーソニック・ポジティブ・エフェクトが得られる。
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第３の帯域を含む振動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、あらかじめ第３の帯域を含む振動信号を蓄積しておき、受信した可聴音の信号に対して、第３の帯域を含む振動の信号を補完する。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あるいは受信してもよいし、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、第３の帯域を含む振動の信号とは、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。
ネットワークに接続する機器として、ここでは携帯型機器を例にあげて述べたが、本実施例はネットワークに接続できるパソコン、テレビ受像器やそこに接続するビデオデッキなどを始めとする全てのＡＶ機器、電子機器に適用することができる。また、ここでは第３の帯域を含む振動を呈示するための例を述べたが、第２の帯域を含む振動についても同様である。
参考実施例１．
図１０８は実施形態３で測定された、第１の帯域とともに第２の帯域と第３の帯域の一部を組み合わせて同時に印加したときのＰＥＴ装置の被験者頭部の実験結果（参考実施例１）の投影図であって、図１０８（ａ）はサジタル投影図であり、図１０８（ｂ）はコロナル投影図であり、図１０８（ｃ）は水平面投影図である。ここで、参考実施例１では、実施形態３に係る帯域組み合わせの作用効果を裏付ける参考実験データを示す。
参考実施例１では、ガムラン音楽を振動源とし、第１の帯域（本実験では〜１６ｋＨｚ）の振動と第２の帯域（本実験では１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）と第３の帯域（本実験では３２ｋＨｚ〜）の振動を同時に被験者に呈示した。その結果、特に振動を呈示しない時に比べて、脳幹や視床などの基幹脳及び聴覚野の脳血流が増大した。この実験で呈示された振動には、脳活性の低下を導く「ネガティブ効果」と脳活性の上昇を導く「ポジティブ効果」の両者が共存していたが、「ポジティブ効果」を導く第３の帯域成分の割合が相対的に多く、そのために脳活性が増大したと考えられる。
参考実施例２．
図１０９は実施形態４で測定された、行動実験及び脳波実験の結果（参考実施例２）であって、各帯域に対する深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を示す図である。ここで、参考実施例２では、実施形態４に係るネガティブ・ポジティブ強度変化を裏付ける参考実験データを示す。
参考実施例２では、ガムラン音楽を振動源とし、以下の３種類の振動を被験者に呈示した。
（振動Ａ）第１の帯域（本実験では〜１６ｋＨｚ）と第２の帯域の一部（本実験では１６ｋＨｚ〜２２ｋＨｚ）のみを含む振動。
（振動Ｂ）第１の帯域（本実験では〜１６ｋＨｚ）と第２の帯域（本実験では１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）と第３の帯域（本実験では３２ｋＨｚ〜）を含む振動。
（振動Ｃ）帯域の幅は（振動Ｂ）と同じであるが、その中の一部の帯域の信号強度を増強したもの。すなわち、第２の帯域の一部（本実験では２２ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）と第３の帯域（本実験では３２ｋＨｚ〜）の信号を６ｄＢ増強して呈示した振動。
本参考実施例２では、それぞれの振動について、被験者に好みのレベルを調整してもらい、最終的な調整結果を「快適聴取レベル」とした。また、被験者の脳波を計測し、深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）を求めた。この結果、情動系神経回路の活性化を反映すると考えられる「快適聴取レベル」と、深部脳活性指標（ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）とが並行して、（振動Ａ）＜（振動Ｂ）＜（振動Ｃ）の順で高い値を示した。（振動Ａ）＜（振動Ｂ）という結果は、「ネガティブ効果」をもつ第２の帯域に比べて、「ポジティブ効果」をもつ第３の帯域の信号の割合が相対的に大きかったためと考えられる。また、（振動Ｂ）＜（振動Ｃ）という結果は、「ネガティブ効果」をもつ第２の帯域がその一部しか増強されなかったのに対し、「ポジティブ効果」をもつ第３の帯域は全帯域が増強されたため、相対的に「ポジティブ効果」がより強く導かれたためと考えることができる。
参考実施例３．
図１１０は実施形態６で測定された脳波実験結果（参考実施例３）であって、所定値以上のα−ＥＥＧの正規化パワーの頭部水平面投影図の時系列変化を示す図である。すなわち、参考実施例３では、切り替え呈示を裏付ける参考実験データを示す。当該実験では、高周波成分を豊富に含み所定の自己相関秩序構造（特許文献７及び９を参照）を備えたガムラン音楽を振動源とし、まず（Ａ）第１の帯域（本実験では〜１６ｋＨｚ）と第２の帯域（本実験では１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ）と第３の帯域（本実験では３２ｋＨｚ〜）を含む振動を２００秒間呈示した。次に、（Ｂ）第１の帯域（本実験では〜１６ｋＨｚ）と第２の帯域の一部（本実験では１６ｋＨｚ〜２６ｋＨｚ）を含む振動を２００秒間呈示した。そして、図５２のごとく、脳の活性を反映する脳波α波の成分を３０秒毎にトポグラフ表示した。この結果、図５２から明らかなように、（Ａ）で脳活性が上昇した後、それに引き続いて（Ｂ）で脳活性が相対的に低下した。なお、Ｚスコアは、被験者頭部のα２帯域成分強度の相対値である。
変形例．
以上の実施形態及び実施例において、人間などに振動を呈示しているが、動物など人間以外の生体に振動を呈示してもよい。
以上の実施形態、実施例及び応用例については、それらの一部又は全部を組合せて構成してもよい。
以上の実施形態においては、第１の帯域、第２の帯域及び第３の帯域はそれぞれ所定の帯域幅を有する。ここで、第１の帯域を用いているが、本発明はこれに限らず、上記第１の帯域は、２０ｋＨｚ以下の帯域のうちの少なくとも一部であってもよい。また、第２の帯域を用いているが、本発明はこれに限らず、上記第２の帯域は、１６ｋＨｚ〜３２ｋＨｚの帯域を少なくとも含む帯域であって、１６ｋＨｚから３２ｋＨｚ、４０ｋＨｚ又は４８ｋＨｚまでの帯域のうちの少なくとも一部であってもよい。さらに、第３の帯域を用いているが、本発明はこれに限らず、上記第３の帯域は、上記第２の帯域以上の帯域（その帯域の最大周波数は例えば、９６ｋＨｚ又は１１２ｋＨｚ〜１９２ｋＨｚなどのうちの１つの周波数であってもよい。）のうちの少なくとも一部であってもよい。
以上詳述したように、本発明者らは、人間に音として知覚される周波数帯域を含む空気振動を聴覚系から印加しつつ、人間に音として知覚されないさまざまな周波数帯域及び強度をもつ超高周波振動を、多様な時間的構成で印加することにより、基幹脳内外の脳活性を増大又は低下させ、さまざまなレベルに制御する原理を発見した。特に、上記第３の帯域を有する振動を生体に印加したときは、脳活性を増大させるポジティブ効果を発揮する一方、上記第２の帯域を有する振動を生体に印加したときは、脳活性を低下させるネガティブ効果を発揮することを見いだした。
脳活性を低下させる効果を導く第２の周波数帯域の振動構造を排除あるいは減衰させる装置、方法、空間等は、交通騒音や電子機器の発する人工音などを含めたさまざまな環境音や、媒体に記録された信号あるいは放送又は通信によって配信又は伝送される音声又は音楽信号やその再生音等から、脳活性を低下させる特定の振動構造を除去又は減衰させることによって、現代病の原因を含む負の影響を取り除き安全性を確保するととともに、快適感や美的感受性を増す効果をもち、さまざまな応用展開が可能である。
特に、現在広く用いられているＣＤやＤＶＤなどの音響デジタルメディアは、記録再生可能な周波数帯域が、可聴域成分である上記第１の帯域と、ネガティブ効果を有する上記第２の帯域のうちの一部に限定されているものが大部分である。従って、そうした音響デジタルメディアが再生する音に長時間曝露すると、脳活性が低下して、重大な病的状態を引き起こす危険性をもっている。そこで、本発明により、ネガティブ効果をもつ第２の帯域成分を、ポジティブ効果をもつ第３の帯域成分へと帯域変換することにより、現在広く用いられている音響デジタルメディアを利用しながら、脳活性を増大させることが可能になり、現代病の原因を含む負の影響を取り除くとともに快適感や美的感受性を増す効果を発揮させることが可能になる。
さらに、現在広く普及している、デジタル放送などの信号伝送手段は、伝送可能周波数帯域が、可聴域成分である上記第１の帯域と、ネガティブ効果を有する上記第２の帯域のうちの一部に限定されているものが大部分であり、ポジティブ効果を有する上記第３の帯域成分を伝送することができない。そこで、本発明により、ポジティブ効果を有する第３の帯域成分を、信号送信側で、上記伝送手段により伝送可能な周波数帯域内へとエンコードし、その信号の受信側で、上記成分をポジティブ効果を有する第３の帯域成分へとデコードすることにより、現在広く実用化されている信号伝送手段を利用しながら、脳活性を増大させることが可能になる。
このように、放送産業又は通信産業への利用として、聴取者の脳活性を低下させる恐れのある現状のデジタル放送や通信の音楽又は音声に対して、ハードウェアの抜本的な見直しをすることなく、安価に、聴取者の安全性を確保可能な放送又は通信システムを提供することができる。さらに、コンテンツ産業への利用として、効果的に芸術的効果を高めるコンテンツを製作することができ、第１、第２及び第３の帯域まで十分に記録再生可能な次世代フォーマットを策定普及させることで安全健康の面での社会貢献もできる。
また、脳活性を上昇させる効果を導く周波数帯域の振動及びそれを増強して呈示する装置、方法、空間等は、脳活性の低下が導く病理に対して、薬物を使うことなく、従って副作用のない安全かつ快適性の高い治療及び予防の手段として、そのまま医療産業に応用することが可能である。
加えて、脳の情動系神経回路の活性を上昇させる効果を導く周波数帯域の振動及びそれを呈示する装置、方法、空間等は、音楽をはじめ芸術作品に対する快と美と感動の反応を高め、表現効果を増大させる効果的な手段として応用することが可能である。さらに、居住空間、執務空間、娯楽空間、公共空間、乗り物等の環境を快適化する効果を導くことから、さまざまな産業領域において環境設定手法として応用展開することが可能である。
本発明において印加する振動は、脳に入力される情報として処理されるため、脳の神経回路の構造と機能に対して不可逆的な侵襲性をもたない。また、薬剤投与などによって脳活性を制御する手法と比べて、副作用を導く危険性をきわめて低く抑えることができる。この発明を用いることにより、脳の構造と機能に原状回復困難な侵害をもたらす危険性をもつ開頭手術、薬物投与、電磁気刺激、オペラント条付け等を用いることなく、脳活性の下降と上昇を迅速、安全、可逆的に任意に制御することが可能になる。
これを応用することにより、安全で効果的に脳の病理状態を有するモデルやその治療及び予防モデルをつくり出すことができる。例えば、脳活性を低下させる効果を導く特定の周波数帯域の振動を健常被験者に呈示することによって、数分以内で特定の脳部位の活性を下降させることが可能になり、病理状態のモデルを作成することができる。しかもその後、脳活性を上昇させる効果を導く別の周波数帯域の振動を呈示すれば、数分以内に活性を逆転させ上昇に転じさせることが可能であるため、同一の被験者に、脳活性が低下した病理状態と、脳活性が上昇し心身の調子が向上した健康状態との双方を、短時間の間に導くことも可能である。
さらに、この方法を活用することによって、被験者の脳活性を低下させる恐れがある実験を行う場合でも、それに先行して脳活性を上昇させる効果を有する周波数帯域の振動を呈示しておき、被験者の脳活性のベースラインを上昇させた状態で実験を実施すれば、万一当該の実験によって相対的に脳活性の低下が導かれたとしても、最終的には脳活性のレベルを心身に悪影響を及ぼさないある一定の水準に維持することが可能になるため、健康面における実害を導くことなく、安全性を確保しつつ実験を実施できるという利点がある。加えてこれらの方法を活用することにより、脳活性の低下に起因するさまざまな心身の病気を予防する効果が期待できる。
この方法は人間にとって安全かつ有効であるという重要な利点があることはもちろん、人間以外の動物を用いた実験を行う場合にも、迅速、可逆的、効率的に病態モデルとその治療及び予防モデルをつくることができるため、きわめて有効である。
以上のように、この発明によれば、人間や人間以外の動物を対象にした病態モデルとその治療及び予防モデルを、きわめて安全かつ効率的につくり出すことが可能になり、新しい治療方法や治療薬の開発などを目指す多くの臨床研究にとって高い有効性を発揮することができる。
さらに、人間や行動を強力に制御する情動系神経回路の活性をさまざまに低下又は増大させることにより、特定の対象や刺激に接近する行動や、逆に特定の対象や刺激を回避する行動を誘導し、状況に応じて安全で適切な行動を人間や人間以外の動物が選択できるよう導くことが可能になる。こうした効果は、防災、建築、都市計画産業において、住民を適切に誘導することにより安全性を確保し、環境を快適化する手法として、さまざまな応用が可能である。
さらに、牧畜産業などにおいて、人間以外の動物においても、その行動を強力に制御する情動系神経回路の活性をさまざまに低下又は増大させることにより、対象となる動物に特定の対象や刺激に接近する行動や、逆に特定の対象や刺激を回避する行動を誘導することが可能である。こうした効果は、牧畜産業において対象動物の行動を制御する上で、さまざまな応用が可能である。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ…信号発生装置、
１Ａ，１ａＡ，１ｂＡ，１ｃＡ，１ｄＡ，１ｅＡ，１ｆＡ，１ｇＡ，１ｈＡ，１１Ａ，１１Ｂ，２１Ａ…記録媒体、
１Ｃ…振動信号合成装置、
１Ｄ…振動発生装置、
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ…再生回路、
２Ａ…信号変換装置、
３…増幅回路、
４…振動呈示器、
５…加算器、
６…バンドエリミネートフィルタ（ＢＥＦ）、
１１…振動発生装置、
１２…再生回路、
１３…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
１３Ａ…バンドエリミネートフィルタ（ＢＥＦ）、
１５…信号変換装置、
１６…位相反転回路、
１７…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、
１８…イコライザ、
２１…振動発生装置、
２２…再生回路、
２３，３３…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、
５０…コントローラ、
６０，６０Ａ…プロセッシングイコライザ、
６１…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
６２…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、
６３…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、
６４…アッテネータ、
６５…増幅回路、
６６…加算器、
８０，８０Ａ…エンコーダ装置、
８１…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
８２，８２Ａ…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、
８３，８３Ａ…帯域シフト回路、
８４…加算器、
８５，８５Ａ…ＦＦＴ回路、
８６，８６Ａ…逆ＦＦＴ回路、
８６Ｂ…加算器、
８７，８８…ダウンサンプリング回路、
８９…信号伝送装置、
９０，９０Ａ…デコーダ装置、
９１…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
９２…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、
９３…帯域シフト回路、
９４，９５…ＤＡ変換器（ＤＡＣ）、
９６…加算器、
９７…ＦＦＴ回路、
９８…逆ＦＦＴ回路、
１０１，１０３…アップサンプリング回路、
１０２…ダウンサンプリング回路、
１０４，１０５…ＤＡ変換器（ＤＡＣ）、
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、
１３１…メモリ、
１３２…マイクロアンプ、
１３３…電池、
１６０…ブローチ型振動呈示装置、
１６１…電池挿入部蓋、
１６２…メモリ挿入部蓋、
１６３…金具取付部、
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、
２００…聴取者、
２００ａ…頭部、
２００ｂ…帽子、
２００ｃ…基幹脳、
２０１…脳波信号検出及び無線送信装置、
２０１Ａ…帽子型ＰＥＴ装置、
２０１ａ…アンテナ、
２０２…脳波信号無線受信装置、
２０４…アクティブプロセッシングイコライザ、
２０４ａ…コントローラ、
２０５…増幅回路、
２０６…振動呈示装置、
２０７…ＰＥＴ信号解析装置、
２０８…振動源記憶装置、
２１０…イベント会場、
２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ…領域、
２１１，２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ…ビデオカメラ、
２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ…フィードバック型振動呈示装置、
２３０…人数解析及び振動制御装置、
２３０Ａ…コントローラ、
２３０Ｂ…多次元人数解析及び振動制御装置、
２３１…視野内の人数カウント装置、
２３３…誘導すべき効果判定装置、
２３４…帯域別振動パワー計算装置、
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、
３７０…振動発生装置、
３７１，３７２，３７３…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…振動源のメモリ、
３７６…アンプユニット、
３７７…電源ユニット、
４０１…振動呈示装置、
４０２…超高周波振動モニタ装置、
４０３…超高周波振動センサー、
４０４…超高周波振動呈示状態表示装置、
４１０…フレーム、
４１１，４１１ａ…振動呈示装置、
４１２…超高周波振動センサー、
４１３…ボルト及びナット、
４１４ａ，４１４ｂ…ネットワーク回路、
４１５…超高周波振動呈示状態表示装置、
４１６…整流器、
４１７…低電圧モジュール、
４１８…蓄電池、
４２０…フレーム、
４２１…コンデンサ、
４２２…増幅回路、
４２３…ハイパスフィルタ、
４２４…バンドパスフィルタ、
４３１，４３３…発光ダイオード、
４３０…モジュール、
４４１…振動呈示装置動作状態判定装置、
４４２…超高周波振動呈示状態記録装置、
４４３…電源、
４５１…超高周波振動センサー、
４５２…超高周波振動呈示装置、
４５３…中域振動呈示装置、
４５４…低域振動呈示装置、
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…第１及び第３の帯域を含む振動を生成する振動呈示装置、
４８７…スピーカ（拡声装置）、
４８８…人間、
４９０…自動車、
４９１…振動呈示装置、
５０１…ガムラン、
５０２…マイクロホン、
５０３…前置増幅器、
５０４…ＡＤ変換器、
５０５…ＤＡ変換器、
５０６…再生増幅器、
５０７ａ…高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、
５０７ｂ…低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、
５０８ａ，５０８ｂ…電力増幅器、
５０９ａａ，５０９ｂａ…右側スピーカ、
５０９ａｂ，５０９ｂｂ…左側スピーカ、
５０９ｃａ…右側イヤホン、
５０９ｃｂ…左側イヤホン、
５０９ｃａａ…右側イヤホン９ｃａの高周波信号音発生部、
５０９ｃｂａ…右側イヤホン９ｃａの低周波信号音発生部、
５０９ｃａｂ…左側イヤホン９ｃｂの高周波信号音発生部、
５０９ｃｂｂ…左側イヤホン９ｃｂの低周波信号音発生部、
５１０…磁気記録再生装置、
５１１…磁気記録部、
５１２…磁気記録ヘッド、
５１３…磁気テープ、
５１４…磁気再生ヘッド、
５１５…磁気再生部、
５２０，５２０ａ…部屋、
５３０…人間、
５３１…脳波データ受信記録装置、
５３２…脳波検出送信装置、
５３３，３４…アンテナ、
５４１…断層撮影装置、
５４２…断層撮影用検出装置、
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、
６１４…ＡＶ装置、
６１５…ネットワーク、
６１６…サーバ装置、
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、
６７４…ＡＤ変換器、
６７５…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、
６７６…自己相関係数演算器、
６７７…再生回路、
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、
８００，８００ａ，８００ｂ，８００ｃ…超高周波振動呈示装置、
８１２…聴取者、
８１２ａ…身体表面、
８３０ｐ…ペンダント型振動呈示装置、
８３２Ａ…振動発生装置、
８３２ａ…皮膚密着型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…可聴音スピーカ、
８７０Ａ…フルレンジスピーカ、
８７１…スーパーツィータ
９００…可聴域振動呈示装置、
９００ａ…ヘッドホン、
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…検出呈示装置、
９６２ａ…振動呈示装置、
９６２ｂ…構内音検出装置、
１２００…信号再生装置、
１２１０…シャツ、
１４１０…携帯電話機、
１４１１…スピーカ、
１４１２…筐体、
１４１３…シート、
１４１４…超高周波振動発生素子、
１４１５…ヘッドセット、
１４１６…ケーブル、
１４１７…超高周波振動発生素子、
１４１８…ピエゾプラスチック製被覆、
１４１９…振動発生装置、
１４２０…携帯型音楽プレーヤ、
１４２０ｍ…メモリ、
１４２１…イヤホン、
１４２２…ケーブル、
１４２３…振動発生装置、
１４３０…コンサートホール、
１４３１…舞台、
１４３２…ワイヤレス振動信号送信機、
１４３３…ワイヤレス振動信号受信機及び振動呈示装置、
１４３４…ペンダント型振動呈示装置、
１４３５…天井吊り下げ型振動呈示装置、
１４３６…椅子装着型振動呈示装置、
１４３７…椅子埋込型振動呈示装置、
１４４２…補間振動源、
１４４４…デジタルシンセサイザー、
２００１…ＰＥＴ計測室、
２０１０Ａ…ＰＥＴ計測装置、
２０１１…ベッド、
２０１２…被験者、
２９１１…マイクロホン、
２９１２…マイクロアンプ、
２９１３…音構造情報解析装置、
２９１３ａ…音構造情報解析部、
２９１４…危険度判定装置、
２９１５…解析結果モニタ装置、
２９１６…警報発生器、
２９１７…自己診断装置、
２９１８…自己修復装置、
２９２０…脳波導出装置、
２９２１…送信機、
２９２２…受信機、
２９３０…音構造情報解析モニタ装置、
２９３１…音構造表示モニタ、
２９４０…脳深部活性化情報解析及びイメージング装置、
２９４１…脳深部活性化解析部、
２９４２…脳深部活性化表示モニタ、
２９４３…フィードバック部、
２９５０…再生装置、
３５０１…携帯型プレーヤ、
３５０２…内蔵アクチュエータ、
３５０３，５０４，５０５…外付アクチュエータ、
３５０６…イヤホン、
３５０７…ユーザ、
３５０８Ａ…内蔵スピーカ、
３５０８Ｂ…外付スピーカ、
３５０９…マイクロホン、
３５１０…コントローラ、
３５１１…信号増幅器、
３５１２…ＨＳ信号、
３５１３…Ｄ／Ａ変換器、
３５１４…携帯電話無線通信回路、
３５１４Ａ…アンテナ、
３５１５…ＷｉＦｉ無線通信回路、
３５１５Ａ…アンテナ、
３５１６…信号レジスタ、
３５１７…Ｄ／Ａ変換器、
３５１８…信号メモリ、
３５１９…Ｄ／Ａ変換器、
３５２０…ＶＣＡ回路、
３５３１，３５３２…低域通過フィルタ、
３５４０…ミキサ回路、
３５４１…信号増幅器、
３５５１…キーボード、
３５５２…液晶ディスプレイ、
３５５３…ＵＳＢインターフェース、
３５５４…ＵＳＢ外部機器、
３５６０…ＨＳ信号判別回路、
３５６１…ＨＳ信号レベル検出回路。
４０９０…人間（聴取者）、
４０９１…椅子、
４０９２…振動発生素子、
４５００…振動モニタリングシステム、
４５０１…振動発生装置、
４５０２…振動信号入力装置、
４５０３…振動判別装置、
４５０４…判別結果に基づく制御信号発生装置、
４５０５…判別結果モニタ装置、
４５０６…警報発生器、
４５０７…振動補完装置、
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ１４…スイッチ。

Claims (17)

  1. 生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域との振動又は振動信号を発生する発生手段を備える電子機器であって、
    上記第１の帯域の振動又は振動信号を上記生体の聴覚系に放射しながら、上記第３の帯域の振動を再生して上記生体の体表面に呈示する再生呈示手段を備えることを特徴とする電子機器。
  2. 上記第３の帯域の振動信号は予め記憶装置に格納され、もしくは所定のネットワークを介して受信された信号であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
  3. 上記再生呈示手段により発生される振動に、上記第３の帯域を含む振動が存在するか否かを判別する判別回路と、
    上記判別により存在しないときに、上記第３の帯域の振動信号を用いて上記再生呈示手段により再生して呈示させるように制御する制御手段とを備える請求項１又は２記載の電子機器。
  4. 当該電子機器の周囲音をモニタして検出し、上記第３の帯域を含む振動信号のレベルを検出し、検出したレベルが所定のしきい値よりも小さいか否かを検出する検出回路と、
    上記検出したレベルが所定のしきい値よりも小さいときに、上記検出したレベルが上記しきい値を超えるように制御する制御手段とを備える請求項１又は２記載の電子機器。
  5. 上記電子機器は、プレーヤ、パーソナルコンピュータ、スマートホン、電話機、携帯型電子機器、携帯型プレーヤ、携帯型パーソナルコンピュータ、又は携帯電話機であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の電子機器。
  6. 生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域の振動信号を含む振動信号と、生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域の振動信号を含む振動信号とのうちの少なくとも１つを、所定のオリジナル振動信号に対して加算する加算手段を備えることを特徴とする信号補完装置。
  7. 上記オリジナル振動信号は、記録媒体に記録された振動信号、放送又は通信により受信される振動信号、所定の振動を電気変動に変換した振動信号であることを特徴とする請求項６記載の信号補完装置。
  8. 請求項６又は７記載の信号補完装置と、
    上記信号補完装置の加算手段からの振動信号を再生して生体の体表面に呈示する再生呈示手段を備えることを特徴とする電子機器。
  9. 上記オリジナル振動信号に対して帯域伸張を行って上記加算手段に出力する帯域伸張回路をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７記載の信号補完装置。
  10. 上記第３の帯域の振動信号を含む振動信号をろ波することにより上記第３の帯域の振動信号のみを抽出した信号を上記加算手段に出力するフィルタ手段をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７記載の信号補完装置。
  11. ネットワークに接続されたサーバ装置であって、
    請求項６又は７記載の信号補完装置を備えることを特徴とするサーバ装置。
  12. 生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域の振動を含む振動、もしくは生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域の振動とのうちの少なくとも１つを含む振動を呈示する振動呈示器から呈示される振動を電気信号に変換するセンサ手段と、
    上記変換された電気信号に基づいて当該振動の呈示状態を表示し、又は予め設定した範囲を逸脱した場合に警報を発する表示警報手段とを備えることを特徴とする振動モニタ装置。
  13. 上記表示警報手段は、上記警報を発するときに、上記振動呈示器に対して、上記第２の帯域の振動を含む振動、もしくは上記第３の振動を含む振動の増減を制御するためのフィードバック信号を出力することを特徴とする請求項１２記載の振動モニタ装置。
  14. 上記振動モニタ装置の処理結果を記録する記録手段をさらに備えることを特徴とする請求項１２又は１３記載の振動モニタ装置。
  15. 生体の聴覚系により音として知覚される振動成分を含む第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を低下させる作用を奏する振動成分を含む第２の帯域の振動又は振動信号と、当該第１の帯域を超えた帯域のうち脳活性を増大させる作用を奏する振動成分を含む第３の帯域の振動又は振動信号とのうちの少なくとも１つを含む振動又は振動信号を発生する発生手段を備えることを特徴とする振動処理装置。
  16. 上記第２の帯域の振動又は振動信号と、上記第３の帯域の振動又は振動信号とのうちの少なくとも１つを含む振動又は振動信号を生体に印加する振動呈示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１５記載の振動処理装置。
  17. 上記振動処理装置は、上記第１の帯域の振動又は振動信号を聴きながら用いるための振動処理装置であることを特徴とする請求項１５又は１６記載の振動処理装置。
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