JPH02134164A - 音環境制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音環境制御方法に関し、特に人が生活する音空
間の状態を一段と安定化させようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、音環境制御方法において、音空間にゆらぎ雑
音を与えるようにすることにより、人の生理的ないし心
理的緊張の綴和度を有効に制御することができる。

〔従来の技術〕

人は耳に聞こえる音の音刺激によって生理的ないし心理
的な反応を示す性質をもっており、かかる性質に着目し
て従来いわゆるバックグランドミュージックによって人
の音環境を制御する手法が用いられている。

この従来のバックグランドミュージックの機能は、第１
に当該音空間に所定のムードを生じさせるような音楽を
流す第１の方法と、所定の作業場において作業員の作業
意欲を高めることにより作業効率を向上させるような音
楽を流す第２の方法とが用いられている。

音刺激に対する生理的ないし心理的反応として、緊張感
を必要に応じて安定な状態から興奮状態にまで制御でき
るようにした音環境制御方法を提案しようとするもので
ある。

Ｃ発明が解決しようとする問題点〕 ところがこの従来の手法によると、バックグランドミュ
ージックとして流す音楽はそれ自体有意情報を構成して
おり、同じ曲であっても人によりその好みが異なる場合
や同一人であってもその曲に対する馴れで異なる生理的
ないし心理的影響を与える結果になり、音環境の制御手
段としては未だ不十分である。

因にバックグランドミュージックによって、生理的ない
し心理的な緊張を改善しようとしても、バックグランド
ミュージックとして流されている曲に対する反応が人に
よって差異があるために、場合によっては却ってストレ
スを高める結果になるおそれもある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ｃ問題点
を解決するための手段〕 かかる問題点を解決するため第１の発明においては、所
定の音空間に存在する環境音ＥＮＶに、周波数に逆比例
するパワースペクトル成分でなるゆらぎ雑音ＳＮＤ、い
Ｓ　Ｎ　Ｄ　＋　ｚを重畳することにより、環境音ＥＮ
Ｖによって生ずる緊張を緩和させる音環境制御音を形成
する。

これに加えて第２の発明においては、所定の音空間にゆ
らぎ雑音ＳＮＤ、、、ＳＮＤ、２に加えて有意音を重畳
してなる音環境制御音を形成する。

さらに第３の発明においては第１の発明に加えて所定の
音空間に、　ゆらぎ雑音ＳＮＤ、、、５ＮＤＩ２に加え
て純音を重畳してなる音環境制御音を形成する。

〔作用〕

所定の音空間に到来する環境音ＥＮＶに対してゆらぎ雑
音、ＳＮＤ、いＳＮＤ、□又はゆらぎ雑音Ｓ　Ｎ　Ｄ　
ＩＩ、　Ｓ　Ｎ　Ｄ　＋　を及び有意音の合成音、又は
ゆらぎ雑音ＳＮＤ、、、ＳＮＤ、□及び純音の合成音を
重畳するようにしたことにより、環境音によって生じる
緊張を有効に緩和することができる。

〔実施例〕

以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

〔１〕音環境制御方法の原理 本発明においては、音刺激に対する生理的ないし心理的
反応の指標として、脳波の変化に着目して、ゆらぎ雑音
を用いて特にα波の出現率を制御する。

ここでゆらぎ雑音とは、第１図において直線に１及びに
２で示すように、周波数スペクトルを、横軸に対数目盛
で周波数ｆ　　（Ｈｚ）を表すと共に、縦軸に対数目盛
でパワースペクトル（ｄＢ）を表したとき、右下がりの
直線で表されるように周波数ｆ及び周波数の２乗ｆ２及
びそれらに返信して逆比例するパワースペクトル成分で
なるパワースペクトル特性を有する雑音でなる。

ここで直線に１で表されるゆらぎ雑音は周波数ｆに逆比
例するパワースペクトル成分をもつので、これを１／ｆ
ゆらぎ雑音と呼び、また直線に２で表される雑音は周波
数の２乗ｆ２に逆比例するパワースペクトル成分をもつ
ので、これを１／ｆ”ゆらぎ雑音と呼ぶ。

因に自然界には種々のゆらぎ雑音が存在するが、これを
パワースペクトル特性によって分類すると、１／ｆゆら
ぎ雑音及び１／ｆ２ゆらぎ雑音と、第１図において破線
で示すような白色ゆらぎ雑音ＫＯ（周波数ｆに対して一
定なパワースペクトル成分をもつ）との３種類のゆらぎ
雑音に分類し得るが、最大周波数が２〜３０　（Ｈｚ）
程度のゆらぎを有する１／ｆ及び１／ｆ２ゆらぎ雑音は
人が生理的ないし心理的に緊張を緩和した状態（すなわ
ちストレスからリラックスした状態）にあることを表す
α波でなる脳波を生じさせることができ、従って音環境
における１／ｆ２ゆらぎ雑音の比率を制御することによ
り、人の緊張緩和状態を制御できる。

ここで人の脳波は、脳の活動、従って生理的ないし心理
的な安定状態を表していることが一般的に知られている
。

すなわちδ波は人がぐっすりと寝入っているときに発生
し、１〜３　（Ｈｚ）程度の非常にゆっくりした周波数
で変動し、このとき脳の活動が不活発な状態にあること
を表している。

θ波は人の睡眠が少し浅くなった状態、又は睡眠から起
き始めた状態で発生し、はぼ４〜７　（Ｈ２〕程度の周
波数を有し、このとき脳の活動はδ波の状態よりも少し
活発な状態にあることを表している。

α波は睡眠から覚睡して最も安定な状態が保持されてお
り又は緊張が緩和して安静な状態になっているとき発生
し、８〜１２　（Ｈｚ）の周波数を有し、このとき脳の
活動は活発でかつ精神的に非常に安定した状態にあるこ
とにより、知的活動に最適な状態にあることを表してい
る。

β波は人が活動した状態にあり、周囲の環境に対応して
仕事をし、思考し、行動している時に発生し、１３〜１
Ｂ　（Ｈｚ）の周波数を有し、このとき脳の活動はα波
の場合と比較して興奮状態にあることを表している。

Ｔ波は人が過度の興奮状態、緊張状態にあるとき発生し
、１９　（Ｈ２）以上の周波数を有し、このとき脳の活
動はβ波の場合より更に興奮状態が高まった状態になっ
ていることを表している。

このように人のリラックス状態はα波が発生しているか
否かによって判断することができる。

第１の実験例によれば、統計的に問題なく取り扱える程
度の人数の被験者に対して３種類の試験音、すなわち第
１に「刺激的と思われる曲」、第２に「沈静的と思われ
る曲」、第３に「自然界の音」を試聴させ、当該各音刺
激に対する人の反応として脳波の平均出現率を計測した
ところ、α波の出現率は、第１の試験音の場合約４５〜
５０％になりかつ第２及び第３の試験音の場合約４５〜
５３％程度になったのに対して、β波及びθ波は個人差
が大きい傾向に加えて、第１の試験音の場合β波の出現
率が比較的大きい傾向になることが分かった。

この結果、第２及び第３の試験音、すなわち「沈静的と
思われる曲」及び「自然界の音」の方が第１の試験音、
すなわち「刺激的と思われる曲」の場合よりリラックス
できる傾向にあることが分かった。

次に第２の実験例として同じ被験者に対して、人工的に
作成した１／ｆゆらぎ雑音を試聴させたところ、上述の
第２又は第３の試験音を試聴させた場合と比較してα波
の出現率が３〜５％程度増大することがＶ１１認し得た
。この実験結果から１／ｆゆらぎ雑音による音刺激に対
して人がリラックスした状態になる傾向をもっているこ
とが分かった。

次に３の実験例として、上述の第１、第２、第３の試験
音に１／ｆゆらぎ雑音を重畳して同じ被験者に対して試
聴させたところ、α波の出現率は、第１の試験音の場合
ｌＯ〜１５％程度上昇し、第２及び第３の試験音の場合
８〜１０％程度出現率が増大することを確認し得た。

この第３の実験結果によれば、第１、第２、第３の試験
音（従って従来の環境音）にゆらぎ雑音を重畳したとき
聴感上選択力が活かせる程度の比率で環境音が混入して
いる場合には、当該音刺激に対して人が大幅にリラック
スできる状態になることが確認できた。

以上のような実験結果から、種々の環境音（騒音を含む
）が存在する青空間の中で人が行動している場合に、人
は当該音空間内に存在する環境音の音刺激によって緊張
を受けている状態にあるのに対して、当該環境音に１／
ｆゆらぎ雑音又は１／ｆ”及びそれらに近似するゆらぎ
雑音を音環境制御音として重畳すれば、当該金環境内の
人の生理的ないし心理的な反応を変化させることができ
、その反応の変化量は、環境音に対する音環境制御音の
重畳比率に応じて有効に制御できることが分かる。

また第４の実験例において、第２図に示すように、時間
ｔの経過に従って変化する１／ｆゆらぎ雑音を被験者に
聞かせるような音刺激を与えたところ、第４図に示すよ
うな脳波の反応を実測することができた。

第４図の場合、音楽及び１／ｆゆらぎ雑音の合成音を、
時間ｔの経過に従ってθ波、αｌ波、α２波、α３波及
びβ波を測定したもので、同じ条件の下に１／ｆゆらぎ
雑音を重畳させずに音楽のみを被験者に聞かせた場合の
実測値（第３図）と比較すれば、音楽のみの音刺激の場
合のα波の波の高さはさほど大きくないのに対して、１
／ｆゆらぎ雑音を重畳させた場合には、α波の波の高さ
が大きくなると共にβ波も大きくなることが確認できた
。

これに対してθ波は、音楽のみの音刺激の場合のほうが
大きく、１／ｆゆらぎ雑音を重畳させた場合には小さく
なることが分かった。

この実験結果によっても、１／ｆゆらぎ雑音による音刺
激に対して人がリラックス状態になったことが確かめら
れた。

以上のような音環境制御方法を用いれば、音環境として
音の伝達が制限されていない、いわゆるオープンスペー
スにおいて、多様な環境音によって音刺激を受けること
により緊張状態にある人の周囲に、例えば限られた空間
にゆらぎ雑音でなる音環境制御音を与えることができれ
ば、その音環境制御音の割合によって緊張を緩和した状
態を生じさせることができることにより、周囲の環境音
に対する反応が弱まって現在の仕事に対して集中できる
ような生理的ないし心理的な状態を生じさせることがで
きる。

かくして環境音が与えらているオープンスペースの中に
、制御可能な青空間を形成することができる。

かかる青空間制御装置として第５図に示す構成のものを
通用し得る。

〔２〕音環境制御装置の構成 第５図において、１は全体として音環境制御装置を示し
、音環境制御音音源として、広帯域の周波数成分を有す
る雑音信号でなる広帯域雑音データＤ１を発生する広帯
域雑音発生部２と、純音信号でなる純音データＤ２を発
生する例えばシンセサイザでなる純音発生部３と、人が
聞き馴れている音楽、風鈴の音、虫の音などの有意音を
表す有意音データＤ３を発生する例えばテープレコーダ
でなる有意音発生部４とが設けられている。

広帯域雑音発生部２、純音発生部３、有意音発生部４は
、コンピュータ構成の中央処理ユニウド（ＣＰＵ）５の
処理プログラムに従って発音制御され、その結果発生さ
れる広帯域雑音データＤＩ、純音データＤ２、有意音デ
ータＤ３を音環境制御音信号発生部６に供給することに
より、音環境制御音信号Ｓ。Ｕ７を形成してサウンドシ
ステム７に供給するようになされている。

この実施例の場合ＣＰＵ５は、オペレータが操作入力部
８を用いて音環境制御モード指定データＤｅＭ１１を入
力したとき、これに応じた制御モードを有する音環境制
御音信号Ｓ。Ｕアを音環境制御音信号発生部６から発生
させる。

第１に音環境制御モード指定データＤＣＭ。によって１
／ｆゆらぎ雑音制御モード又は１／ｆ２ゆらぎ雑音制御
モードが指定されたとき、ＣＰＵ５は広帯域雑音発生部
２から広帯域雑音データＤ１を発生させて音環境制御音
信号発生部６に取り込んで第１図の直線に１又はに２に
ついて上述したように、はぼ１／ｆ又は１／ｆ２のパワ
ースペクトル成分を含む周波数スペクトル特性を有する
ような音環境制御音信号Ｓ。ｕＴを音環境制御音信号発
生部６において発生させ、これによりサウンドシステム
７から第６図に示すように、それぞれ１／ｆ又は１／ｆ
２の周波数／音圧レベル特性を有する１／ｆゆらぎ雑音
ＳＮ　Ｄ　＋　＋又はｌ／ｆ”ゆらぎ雑音ＳＮＤ、□を
発生させる。

この実施例の場合サウンドシステム７は、多チヤンネル
発音系を有し、音環境制御音信号Ｓ。Ｕアを第１、第２
・・・・・・第ｎチャンネル発音回路ＬＵＤ１、ＬＵＤ
２・・・・・・ＬＵＤｎにおいてその位相又は振幅を必
要に応じて制御した後、例えばオフィスのオープンスペ
ースに配設されたスピーカ５ＰＫ１．５ＰＫ２・・・・
・・５ＰＫｎにおいて音環境制御音に変換するようにな
されている。

かくしてサウンドシステム７から１／ｆ又は１／ｆ２ゆ
らぎ雑音が発生され、当該ゆらぎ雑音が聞こえる範囲に
いる人の生理的ないし心理的状態の緊張を緩和させるこ
とができる。

その結果緊張を緩和させることができる程度は、当該青
空間に外部から到来する外部環境音の音の強さに対する
ゆらぎ雑音の音の強さの比率によって制御することがで
きる。

因に外部環境音として第７図に示すように、ロック演奏
音、警笛、プリンタ雑音等のように、人が生理的ないし
心理的に緊張感を示すような音が青空間に与えられてい
るとき、これに重畳するように第６図に示すような１／
ｆゆらぎ雑音（又は１／ｒｔゆらぎ雑音）をサウンドシ
ステム７から発生して重畳させると、当該青空間の青空
間合成音ＳＹＮは第８図に示すように、緊張感を示す外
部環境音ＥＮＶの特性が和らげられて１／ｆゆらぎ雑音
（又は１／ｆ：ゆらぎ雑音）の性質が強い青空間合成音
ＳＹＮを当該青空間に形成することができる。

かくして上述の構成によれば、人の生理的ないし心理的
緊張感を有効に制御し得る音環境制御装置を実現し得る
。

オペレータが操作入力部８によって第２の制御モードを
指定すると、このときＣＰＵ５は広帯域雑音発生部２及
び有意音発生部４を動作させて広帯域雑音データＤ１及
び有意音データＤ３を所定の比率で合成してなる音環境
制御音信号５Ｏ１ｌ？を音環境制御音信号発生部６から
発生させる。

このとき有意音発生部４から発生される有意音データＤ
３は、人が聞き馴れている音楽、風鈴の音、虫の音など
に選定されていることにより、ゆらぎ雑音による緊張緩
和効果の程度を一段と大きくすることができる。

また第３にオペレータが操作入力部８によって第３の制
御モードを指定したとき、ＣＰＵ５は広帯域雑音発生部
２及び純音発生部３を動作させ、その広帯域雑音データ
Ｄ１及び純音データ及び又はその高調波成分Ｄ２を音環
境制御音信号発生部６において所定の比率で合成して音
環境制御音信号Ｓ。Ｕ？としてサウンドシステム７に供
給させる。

ここで純音データ及びその高調波成分Ｄ２として、例え
ば数百（Ｈｚ）から４０００　（Ｈｚ）程度の成分に残
響音を付加させるような効果を多チヤンネル発音システ
ムを利用して発音させるようにすれば、実際上音環境制
御音が与えられる青空間には、日本人の好む音である水
琴窟や、虫の音、風鈴の音に近いような音（それ自体が
人の緊張を緩和させる音刺激を与える）を発生させるこ
とができ、かくしてこの場合にもゆらぎ雑音によるリラ
ックス効果を大きくできる。

また第４にオペレータが操作入力部８によって第４の制
御モードを指定したときＣＰＵ５は広帯域雑音発生部２
、有意音発生部４、純音発生部３を同時に動作させて広
帯域雑音データＤ１、有意音データＤ３、純音データ及
びその高調波成分Ｄ２を所定の比率で合成してなる音環
境制御音信号５ｏｕｒを音環境制御音信号発生部６から
サウンドシステム７に供給する。

かくしてサウンドシステム７から人の生理的ないし心理
的緊張を緩和し得る音環境制御音を発生させることがで
きる。

（３）他の実施例 （１）　　上述の実施例においては、本発明をオフィス
のオープンスペース内の所定の青空間に適用した場合の
実施例として述べたが、適用し得る青空間としてはこれ
に限らず、壁によって区切られた例えば音楽治療用の診
療室などにリラックス環境を作ったり、外部環境音とし
て大きな騒音が与えられている青空間にリラックス空間
を作ったりするような場合に本発明を広く適用し得る。

（２）上述の実施例においては、多チヤンネルスピーカ
システムを有するサウンドシステムから音環境制御音を
発生させるようにした場合について述べたが、サウンド
システム７のチャンネル数は１チヤンネルであっても良
い。

（３）　　上述の実施例においては、′音環境に存在す
る人に音刺激を与えるにつき、スピーカＳＰＫ　１．５
ＰＫ２・・・・・・５ＰＫｎを有するサウンドシステム
７を用いた場合について述べたが、これ代え、人に対す
る刺激手段として振動子を用い、これにより人に振動に
よる音刺激を与えるようにしても良く、要は振動、低周
波音、可聴音、超音波に亘る音刺激を用いて発生したゆ
らぎ雑音に基づいて人の脳波のうちα波を増大させるよ
うにすれば上述の場合と同様の効果を得ることができる
。

（４）第５図の実施例においては、ゆらぎ雑音を表す音
環境制御音信号Ｓ。ｕ７を得るにつき、広帯域雑音デー
タを発生する広帯域雑音発生部２をコンピュータ構成の
ＣＰＵ５によって制御することによりゆらぎ雑音を形成
するようにしたが、これに代え、ゆらぎ雑音を直接発生
できるようなゆらぎ雑音発生部を用いるようにしても上
述の場合と同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明によれば、人にゆらぎ雑音を聞かせ
ることにより、人の生理的ないし心理的な緊張を有効に
緩和させ得る音空間を容易に形成することができる。

第１図は本発明による音環境制御方法に用いるゆらぎ雑
音の説明に供する曲線図、第２図〜第４図はその実験結
果を示す曲線図、第５図は本発明による音環境制御方法
を用いた音環境制御装置の構成を示すブロック図、第６
図〜第８図はその音環境制御音の説明に供する曲線図で
ある。

１・・・・・・音環境制御装置、２・・・・・・広帯域
雑音発生部、３・・・・・・純音発生部、４・・・・・
・有意音発生部、５・・・・・・ｃｐｕ、６・・・・・
・音環境制御音信号発生部、７・・・・・・サウンドシ
ステム。

Claims (3)

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