WO2017086353A1

WO2017086353A1 - 出力音生成装置、出力音生成方法、及びプログラム

Info

Publication number: WO2017086353A1
Application number: PCT/JP2016/083983
Authority: WO
Inventors: 健太福岡; 白市　幸茂
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2017-05-26
Also published as: JP6845153B2; JPWO2017086353A1

Abstract

耳障りな音として聞こえにくく、不快感を軽減しうる出力音を生成する。身体を制御するための出力音を生成する出力音生成装置は、出力音のベースとなるベース音に基づき、変調対象となる音を示す音情報を取得する取得部１と、出力音に少なくとも含まれる音として、音情報が示す音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた変調音、又は、音情報が示す音を周期的に連続させた変調音を生成する変調音生成部３と、を備える。

Description

出力音生成装置、出力音生成方法、及びプログラム

　本出願は、２０１５年１１月１９日に出願された特願２０１５－２２７０４８に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てを本願に含める。

　以下の開示は、出力音を生成する装置、方法、及びプログラムに関する。

　近年、睡眠の改善やリラクゼーション効果を付与するための研究が行われている。人を睡眠に導いたり、リラックス状態に導く方法として、バイノーラルビートとして知られている、周波数の異なる２つの音を左右の耳のそれぞれに与えることによって、脳波の周波数を２つの音の周波数差に誘導する技術が知られている（特許第２７５０５０２号公報参照）。

　しかしながら、バイノーラルビートは、単体で聞くと「ピー」という耳障りな音として聞こえる場合がある。また、機械等の動作音は、その音だけではノイズとして聞こえやすいが、このような動作音と協和するような音であれば不快感を和らげることができる。

　本発明は、耳障りな音として聞こえにくく、不快感を軽減しうる出力音を生成する技術を提供することを目的とする。

　本発明の一実施形態における出力音生成装置は、身体を制御するための出力音を生成する出力音生成装置であって、前記出力音のベースとなるベース音に基づき、変調対象となる音を示す音情報を取得する取得部と、前記出力音に含まれる音であって、前記音情報が示す音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた変調音、又は、前記音情報が示す音を周期的に連続させた変調音を生成する変調音生成部と、を備える。

　本実施形態の開示によれば、耳障りな音として聞こえにくく、不快感を軽減しうる出力音を生成することができる。

図１は、第１の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図２は、脳波の種類と周波数、及び特徴についてまとめた図である。図３は、２つの出力部のうちの一方から、加算部によって生成された２つの出力音のうちの一方を出力し、２つの出力部のうちの他方から、加算部によって生成された２つの出力音のうちの他方を出力する構成を示すブロック図である。図４は、音と、その音の周波数、及び、その音と半音下の音との周波数差を示す図である。図５は、キーがＣメジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図６は、キーがＣ＃メジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図７は、キーがＤメジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図８は、キーがＤ＃メジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図９は、キーがＥメジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１０は、キーがＦメジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１１は、キーがＦ＃メジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１２は、キーがＧメジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１３は、キーがＧ＃メジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１４は、キーがＡメジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１５は、キーがＡ＃メジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１６は、キーがＢメジャーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１７は、キーがＣマイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１８は、キーがＣ＃マイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図１９は、キーがＤマイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２０は、キーがＤ＃マイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２１は、キーがＥマイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２２は、キーがＦマイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２３は、キーがＦ＃マイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２４は、キーがＧマイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２５は、キーがＧ＃マイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２６は、キーがＡマイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２７は、キーがＡ＃マイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２８は、キーがＢマイナーの場合に、加算音として使用できる音、及びその音についての周波数差の上限値を示す図である。図２９は、正弦波を示す図である。図３０は、第４の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図３１は、第７の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図３２は、第８の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図３３は、第９の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図３４は、第１０の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図３５は、第１１の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図３６Ａは、第１１の実施形態の例４におけるベース音の周波数と振幅を例示した模式図である。図３６Ｂは、図３６Ａに例示するベース音の振幅の揺らぎを相殺する変調音を例示した模式図である。図３６Ｃは、図３６Ｂに例示するベース音と変調音とを重ねたときの振幅を例示した模式図である。図３７は、第１１の実施形態の例５における変調音の周波数スペクトルを例示した図である。図３８Ａは、第１１の実施形態の例６におけるベース音の周波数スペクトルを例示した図である。図３８Ｂは、第１１の実施形態の例６における変調音の周波数スペクトルを例示した図である。図３９は、第１４の実施形態の例１における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図４０は、第１４の実施形態の例２における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図４１は、第１４の実施形態の例４における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図４２Ａは、第１５の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図４２Ｂは、第１５の実施形態の応用例１における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図４２Ｃは、第１５の実施形態の応用例２における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。図４３は、第１７の実施形態におけるベース音の周波数スペクトルを例示した図である。図４４は、第１７の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。

　本発明の一実施形態における出力音生成装置は、身体を制御するための出力音を生成する出力音生成装置であって、前記出力音のベースとなるベース音に基づき、変調対象となる音を示す音情報を取得する取得部と、前記出力音に含まれる音であって、前記音情報が示す音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた変調音、又は、前記音情報が示す音を周期的に連続させた変調音を生成する変調音生成部と、を備える（第１の構成）。

　第１の構成によれば、ベース音から変調対象となる音を示す音情報を取得し、音情報が示す音を基に変調音が生成される。変調音は、音情報で示される音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた音、又は、音情報で示される音を周期的に連続させた音である。そのため、ベース音だけではノイズとして聞こえるような音であっても、変調音によって耳障りな音となりにくく、不快感を軽減することができる。

　第１の構成において、前記ベース音は音楽であり、前記取得部は、前記音情報として、前記音楽のキーを取得し、前記変調音生成部は、取得された前記音楽のキーの第１音、第３音、及び第５音のうちのいずれかの音を抽出し、抽出した音に基づいて前記変調音を生成することとしてもよい（第２の構成）。

　第２の構成によれば、ベース音の音楽のキーの第１音、第３音、及び第５音のうちのいずれかの音を抽出して変調音を生成する。変調音はベース音の音楽に対して不自然な音となりにくい音に基づいて生成されているため、耳障りな音として聞こえにくい。

　第２の構成において、前記変調音生成部は、前記抽出した音に前記所定の周波数で振幅変調を行った音を前記変調音として生成することとしてもよい（第３の構成）。

　第３の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導することができる。また、出力音はバイノーラルビートでないため、ステレオで聴く必要がない。

　第２の構成において、前記変調音生成部は、前記抽出した音に前記所定の周波数で周波数変調を行った音を前記変調音として生成することとしてもよい（第４の構成）。

　第４の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導することができる。また、出力音はバイノーラルビートでないため、ステレオで聴く必要がない。

　第２の構成において、前記変調音生成部は、前記抽出した音と同じ音程の音が所定周期で連続する音を前記変調音として生成することとしてもよい（第５の構成）。

　第５の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導することができる。また、出力音はバイノーラルビートでないため、ステレオで聴く必要がない。

　第２の構成において、前記変調音生成部は、前記抽出した音に基づいて、周波数差が所定の周波数である２つの音を前記変調音として生成することとしてもよい（第６の構成）。

　第６の構成によれば、抽出した音に基づいて、周波数差が所定の周波数である２つの変調音を生成するため、耳障りな音として聞こえにくい出力音を生成することができる。

　第３から第６のいずれかの構成において、前記変調音生成部は、取得された前記音楽のキーがメジャーキーの場合、前記変調音を生成するために、前記取得部によって取得されたキーの第１音、第３音、及び第５音に加えて、第２音及び第６音の中から１つの音を抽出することとしてもよい（第７の構成）。

　第７の構成によれば、変調音を生成するための音として、ベース音楽のキーがメジャーキーの場合には、キーの第１音、第３音、及び第５音に加えて、第２音及び第６音の中から１つの音を抽出するので、より広い候補の中から１つの音を抽出することができる。

　第３から第６のいずれかの構成において、前記変調音生成部は、取得された前記音楽のキーがマイナーキーの場合、前記変調音を生成するために、前記取得部によって取得されたキーの第１音、第３音、及び第５音に加えて、第４音及び第７音の中から１つの音を抽出することとしてもよい（第８の構成）。

　第８の構成によれば、変調音を生成するための音として、ベース音楽のキーがマイナーキーの場合には、キーの第１音、第３音、及び第５音に加えて、第４音及び第７音の中から１つの音を抽出するので、より広い候補の中から１つの音を抽出することができる。

　第６から第８のいずれかの構成において、前記変調音生成部は、前記変調音を生成するために抽出する音として、その音の周波数と、その音より半音下の音の周波数との差の半分の周波数が前記所定の周波数より大きい音を抽出することとしてもよい（第９の構成）。

　第９の構成によれば、同じ音程として聞こえる２つの音を変調音として用いることができるので、違和感の無い音を出力することができる。また、変調音として同じ音程として聞こえる２つの音を用いることにより、２つの加算音をバイノーラルビートとして出力することができる。

　第６から第９のいずれかの構成において、前記２つの変調音それぞれに、前記ベース音を加算することによって２つの出力音を生成する加算部と、左右の耳に対応して２つのスピーカを有し、前記出力音を出力する出力部と、をさらに備え、前記２つのスピーカのうちの一方のスピーカは、前記加算部によって生成された２つの出力音のうちの一方の出力音を出力し、他方のスピーカは、前記加算部によって生成された２つの出力音のうちの他方の出力音を出力することとしてもよい（第１０の構成）。

　第１０の構成によれば、周波数差が所定の周波数である２つの変調音のそれぞれにベース音を加算して２つの出力音を生成し、２つのスピーカから２つの出力音を出力する。つまり、いわゆるバイノーラルビートを出力することによって、脳波を所定の周波数に誘導することができ、これにより、身体を制御することができる。

　第６から第９のいずれかの構成において、前記２つの変調音を加算することによって出力音を生成する加算部と、前記出力音を出力するスピーカと、前記ベース音を出力するスピーカとを有する出力部と、をさらに備えることとしてもよい（第１１の構成）。

　第１１の構成によれば、２つの変調音を加算した出力音とベース音とを別々に出力するため、ユーザには、出力後にベース音と変調音とが合成された音が聞こえる。そのため、ユーザが各スピーカの位置や角度を微調整することにより、出力される合成音を調整することができる。

　第３から第９のいずれかの構成において、前記２つの変調音と前記ベース音のそれぞれを出力す３つの出力部をさらに備えることとしてもよい（第１２の構成）。

　第１２の構成によれば、変調音とベース音とを加算したり、２つの変調音を加算したりする加算部を必要としない。そのため、加算部が設けられる場合と比べて出力音生成装置を簡易な構成で実現できる。また、２つの変調音とベース音とが別々に出力されるため、出力後にベース音と２つの変調音とが合成された音が聞こえる。そのため、ユーザが各出力部の位置や角度を微調整することにより、出力される合成音を調整することができる。

　第３から第９のいずれかの構成において、前記２つの変調音の一方と前記ベース音とを加算する加算部と、前記出力音を出力する出力部とをさらに備え、前記出力部は、前記出力音として、前記加算部の加算によって得られる音と、前記２つの変調音の他方の変調音とをそれぞれ出力するスピーカを備えることとしてもよい（第１３の構成）。

　第１３の構成によれば、２つの変調音の一方の変調音とベース音とを加算した音と、もう一方の変調音とを別々のスピーカから出力する。そのため、出力後にベース音と一方の変調音とを加算した音と、もう一方の変調音とが合成された音が聞こえる。そのため、ユーザが各スピーカの位置や角度を微調整することにより、出力される合成音を調整することができる。

　第２から第１３のいずれかの構成において、前記ベース音を集音する集音部をさらに備え、前記取得部は、前記集音部で集音された前記ベース音のキーを取得することとしてもよい（第１４の構成）。

　第１４の構成によれば、ユーザの周囲に流れている音楽に適した変調音を生成することができる。

　第１の構成において、前記取得部は、前記音情報として、前記ベース音の周波数スペクトルに基づいて前記ベース音の基準となる基準音程を取得し、前記変調音は、前記基準音程と所定の音程差を有する音であることとしてもよい（第１５の構成）。

　第１５の構成によれば、変調音はベース音の基準となる音程と所定の音程差を有するため、ベース音と調和し、耳障りな音となりにくい。また、バイノーラルビートのようにステレオで聴く必要がない。

　第１５の構成において、前記変調音生成部は、前記ベース音と前記変調音とを重ねたときにモノラルビートが形成されるように、前記基準音程に対応する周波数に対して前記所定の周波数だけずれた音を前記変調音として生成することとしてもよい（第１６の構成）。

　第１６の構成によれば、ベース音と変調音とによってモノラルビートが形成されるため、脳波を所定の周波数に誘導することができる。

　第１５の構成において、前記所定の音程差は、短３度、長３度、４度、５度、短６度、及び長６度のいずれかであることとしてもよい（第１７の構成）。

　第１７の構成によれば、ベース音と協和する変調音を生成することができるため、ユーザに不快感を与えることなく、ユーザの脳波を所定の周波数に誘導することができる。

　第１５の構成において、前記所定の音程差は、前記基準音程の音と和音を構成する音程差であり、前記変調音生成部は、前記基準音程の音と前記和音を構成する少なくとも２つの変調音を生成することとしてもよい（第１８の構成）。

　第１８の構成によれば、ベース音と和音を形成する２つの変調音を生成するため、ユーザに不快感を与えることなく、ユーザの脳波を所定の周波数に誘導することができる。

　第１５の構成において、前記変調音生成部は、前記ベース音と同じ音色を有し、前記基準音程の音に対し所定の周波数で変調を行った音を前記変調音として生成することとしてもよい（第１９の構成）。

　第１９の構成によれば、変調音はベース音と同じ音色であり、ベース音と音量が異なる。そのため、変調音は、ベース音に対して耳障りな音となりにくく、脳波を所定の周波数に誘導できる。

　第１５の構成において、前記変調音生成部は、前記基準音程と同じ周波数スペクトルを有し、前記ベース音と音高が異なる音を前記変調音として生成することとしてもよい（第２０の構成）。

　第２０の構成によれば、変調音はベース音と同じ音色であり、ベース音と音高が異なる。そのため、変調音は、ベース音に対して違和感がなく調和された音となり、脳波を誘導しやすい。

　第１５の構成において、前記変調音生成部は、前記基準音程の音に対し所定の周波数で振幅変調を行った音を前記変調音として生成することとしてもよい（第２１の構成）。

　第２１の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導することができる。また、出力音はバイノーラルビートでないため、ステレオで聴く必要がない。

　第１５の構成において、前記変調音生成部は、前記基準音程の音に対し所定の周波数で周波数変調を行った音を前記変調音として生成することとしてもよい（第２２の構成）。

　第２２の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導することができる。また、出力音はバイノーラルビートでないため、ステレオで聴く必要がない。

　第１５の構成において、前記変調音生成部は、前記基準音程の音を所定周期で連続させた音を前記変調音として生成することとしてもよい（第２３の構成）。

　第２３の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導することができる。また、出力音はバイノーラルビートでないため、ステレオで聴く必要がない。

　第１５から第２３のいずれかの構成において、前記取得部は、前記ベース音の周波数スペクトルにおけるピーク周波数に基づく音程を前記基準音程として取得することとしてもよい（第２４の構成）。

　第２４の構成によれば、ベース音のスペクトル構造のピーク周波数に応じた音程を基に変調音を生成するため、耳障りな音になりにくい。

　第１５から第２４のいずれかの構成において、前記ベース音は環境音であり、前記環境音を集音する集音部をさらに備え、前記取得部は、前記集音部で集音された前記環境音の周波数スペクトルに基づいて前記基準音程を取得することとしてもよい（第２５の構成）。

　第２５の構成によれば、ユーザの周囲に流れる環境音に適した変調音を生成することができる。

　第１１から第２５のいずれかの構成において、前記変調音と前記ベース音とを加算して前記出力音を生成する加算部と、前記加算部で生成された前記出力音を出力する出力部と、をさらに備えることとしてもよい（第２６の構成）。

　第２６の構成によれば、出力音は、ベース音の基準音程を基に生成された変調音とベース音とを加算した音であるため、耳障りな音となりにくい。

　第１１から第２５のいずれかの構成において、前記ベース音を出力するスピーカと、前記変調音を出力するスピーカとを有する出力部をさらに備えることとしてもよい（第２７の構成）。

　第２７の構成によれば、ベース音と変調音とが別々のスピーカで出力されるため、ユーザは、スピーカの位置や角度を変えることにより、ベース音と変調音とで形成されるビートの微調整を行うことができる。

　第２の構成において、前記変調音生成部は、前記抽出した音と同じ２つの音に対し、それぞれ、前記所定の周波数で振幅変調を行うことにより、音像定位が異なる２つの前記変調音を生成することとしてもよい（第２８の構成）。

　第２８の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導し、これにより、身体を制御することができる。

　第１５の構成において、前記変調音生成部は、前記基準音程の音と同じ２つの音に対し、それぞれ、所定の周波数で振幅変調を行うことにより、音像定位が異なる２つの前記変調音を生成することとしてもよい（第２９の構成）。

　第２９の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導し、これにより、身体を制御することができる。

　第２８又は第２９の構成において、左右の耳に対応して２つのスピーカを備える出力部をさらに備え、前記２つのスピーカのうちの一方のスピーカは、前記２つの変調音のうちの一方の変調音を出力し、他方のスピーカは、他方の変調音を出力することとしてもよい（第３０の構成）。

　第３０の構成によれば、脳波を所定の周波数に誘導し、これにより、身体を制御することができる。

　第１から第３０のいずれかの構成において、前記変調音は、単一の周波数成分を有する音であることとしてもよい（第３１の構成）。

　第３１の構成によれば、変調音に倍音成分が含まれていないので、脳波等を所定の周波数に効果的に誘導することができる。

　第１から第３１のいずれかの構成において、前記変調音生成部は、生成した前記変調音の音量、前記変調音を生成する際に用いる周波数、及び生成した前記変調音そのものの周波数の少なくとも一つを時間の経過に応じて変化させることとしてもよい（第３２の構成）。

　第３２の構成によれば、時間経過に応じて変調音の音量、変調音を生成する際の周波数、及び生成した変調音そのものの周波数の少なくとも一つを変化させるため、例えば、ユーザの睡眠時間に応じて音量や周波数が異なる変調音を出力させることができる。その結果、ユーザの睡眠を妨げることなく、睡眠状態に応じた適切な変調音によってユーザの脳波を効果的に誘導することができる。

　本発明の一実施形態における出力音生成方法は、身体を制御するための出力音を生成する出力音生成方法であって、前記出力音のベースとなるベース音に基づき、変調対象となる音を示す音情報を取得し、前記出力音に含まれる音であって、前記音情報が示す音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた変調音、又は、前記音情報が示す音を周期的に連続させた変調音を生成する。

　この方法によれば、ベース音から変調対象となる音を示す音情報を取得し、音情報が示す音を基に変調音が生成される。変調音は、音情報で示される音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた音、又は、音情報で示される音を周期的に連続させた音である。そのため、ベース音だけではノイズとして聞こえるような音であっても、変調音によって耳障りな音となりにくく、不快感を軽減することができる。

　本発明の一実施形態におけるプログラムは、身体を制御するための出力音を生成する出力音生成装置のコンピュータに、前記出力音のベースとなるベース音に基づき、変調対象となる音を示す音情報を取得するステップと、前記出力音に含まれる音であって、前記音情報が示す音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた変調音、又は、前記音情報が示す音を周期的に連続させた変調音を生成するステップと、を実行させる。

　このプログラムによれば、ベース音から変調対象となる音を示す音情報を取得し、音情報が示す音を基に変調音が生成される。変調音は、音情報で示される音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた音、又は、音情報で示される音を周期的に連続させた音である。そのため、ベース音だけではノイズとして聞こえるような音であっても、変調音によって耳障りな音となりにくく、不快感を軽減することができる。

　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

　［第１の実施形態］
　図１は、第１の実施形態における出力音生成装置の概要構成を示すブロック図である。第１の実施形態における出力音生成装置は、キー取得部１と、加算音決定部２と、加算音生成部３と、音源４と、加算部５と、出力部６とを備える。この出力音生成装置は、ユーザを睡眠状態に導くための出力音、リラックスさせるための出力音、覚醒させるための出力音等、ユーザの身体を制御するための出力音を生成する。

　音源４には、出力音のベースとなるベース音楽が格納されている。ベース音楽は任意の音とすることができる。ただし、ユーザの身体の制御目的に応じた音を用いることが好ましい。例えば、ユーザを睡眠に導く目的であれば、睡眠を誘うのに適したヒーリングミュージックを用いる。音源４に格納されるベース音楽は１種類に限定されることはなく、複数種類であっても良い。音源４に複数種類のベース音楽が格納されている場合、出力部６から出力するために用いる１つのベース音楽をユーザが指定するようにしても良いし、自動的に１つのベース音楽を決定するようにしても良い。音源４に格納されるベース音楽として、ＣＤに記録されている音楽や、インターネットを介してダウンロードした音楽等を用いることもできる。

　キー取得部１は、後述の加算音生成部３において変調対象となる音を示す音情報として、音源４に格納されているベース音楽のキー（調）を取得する。音源４に複数種類のベース音楽が格納されている場合、ユーザが指定したベース音楽、または、自動的に決定した１つのベース音楽のキーを取得する。

　例えば、音源４にベース音楽を格納しておく際に、そのベース音楽のキーを示す情報も一緒に予め格納しておく。この場合、キー取得部１は、ベース音楽とともに格納されているキーを示す情報に基づいて、ベース音楽のキーを取得する。別の方法として、キー取得部１は、ベース音楽の周波数スペクトルを解析することによって、ベース音楽のキーを取得しても良い。

　加算音決定部２は、キー取得部１によって取得されたキーに基づいて、音源４に格納されているベース音楽に加算する音を決定する。加算する音の詳細な決定方法については後述する。

　加算音生成部３は、ベース音楽から決定された音を所定の周波数で変調した変調音を生成する。具体的には、加算音生成部３は、加算音決定部２によって決定された音と同じ音であって、所定の周波数差ｆａを有する２つの音を変調音として生成する。なお、本実施形態において、２つの変調音はベース音楽に加算する音であり、ここでは加算音と称する。この２つの加算音は、脳波を所定の周波数ｆａに誘導するための音である。

　図２は、脳波の種類と周波数、及び特徴についてまとめた図である。脳波の種類がγ波の場合、その周波数は２６～７０Ｈｚであって、ユーザは興奮状態にある。脳波の種類がβ波の場合、その周波数は１４～３８Ｈｚであって、ユーザは通常の日常生活の状態にある。脳波の種類がα波の場合、その周波数は８～１４Ｈｚであって、ユーザはリラックス状態にある。脳波の種類がθ波の場合、その周波数は４～８Ｈｚであって、ユーザは入眠時の状態にある。脳波の種類がδ波の場合、その周波数は０．５～４Ｈｚであって、ユーザは深い睡眠状態にある。

　図２に示すように、脳波の周波数が低いほど、身体状態は安静な状態となっている。特に、脳波が周波数８Ｈｚ以下のθ波、δ波の場合には、睡眠状態となっており、４Ｈｚ以下のδ波の場合には、深い睡眠状態となっている。このため、大まかには、脳波を低い周波数へと導けば、より深い睡眠状態へと導くことができ、脳波を高い周波数へと導けば、より浅い睡眠状態または覚醒状態へと導くことができる。

　所定の周波数ｆａは、脳波を誘導する目標周波数に設定する。例えば、ユーザを睡眠状態に導く場合には、所定の周波数ｆａを８Ｈｚ以下の周波数とする。このとき、ユーザの生体情報（ユーザの体動、心拍数、呼吸数等）を取得して脳波を推定し、推定した脳波より低い周波数に所定の周波数ｆａを設定するようにしても良い。すなわち、睡眠状態が深くなるにつれて、推定する脳波の周波数が少しずつ低くなるので、所定の周波数ｆａが少しずつ低くなるように設定する。

　脳波を所定の周波数ｆａに誘導することによって、所定の周波数ｆａの大きさに応じて、ユーザを睡眠状態に導いたり、睡眠している状態やウトウトしている状態から覚醒状態に導くことができる。また、所定の周波数ｆａを、脳波がα波の状態に対応する８～１４Ｈｚに設定することによって、ユーザをリラックスさせることもできる。

　上述したように、加算音生成部３は、加算音決定部２によって決定された音と同じ音であって、所定の周波数差ｆａを有する２つの加算音を生成する。加算音決定部２によって決定された音の周波数がｆｂである場合、加算音生成部３は、例えば、周波数がｆｂの加算音と、周波数がｆｂ－ｆａの加算音とを生成する。ただし、生成する２つの加算音は、この組み合わせに限られず、周波数がｆｂの加算音と、周波数がｆｂ＋ｆａの加算音であっても良いし、周波数がｆｂ－ｆａ／２の加算音と、周波数がｆｂ＋ｆａ／２の加算音であっても良い。

　加算部５は、加算音生成部３によって生成された２つの加算音と、音源４に格納されているベース音楽とを加算する。具体的には、加算音生成部３によって生成された２つの加算音それぞれに、音源４に格納されているベース音楽を加算することによって、２つの出力音を生成する。

　出力部６は、例えばスピーカであって、左右の耳に対応して２つ設けられている。左右の出力部６のうちの一方の出力部６は、加算部５によって生成された２つの出力音のうちの一方を出力し、他方の出力部６は、加算部５によって生成された２つの出力音のうちの他方を出力する。

　図３は、２つの出力部６のうちの一方から、加算部５によって生成された２つの出力音のうちの一方を出力し、２つの出力部６のうちの他方から、加算部５によって生成された２つの出力音のうちの他方を出力する構成を示すブロック図である。なお、図３では、説明を容易にするために加算部５を２つ示しているが、実際には１つであっても良い。ただし、図３に示すように、加算部５が２つ設けられていても良い。

　２つの出力部６から出力されるこのような音は、バイノーラルビートとして知られている。すなわち、左右の耳に、所定の周波数ｆａだけ異なる２つの音を聞かせることにより、脳波を所定の周波数ｆａに誘導することができる。

　加算音決定部２によって、加算音を決定する方法の詳細について、以下で説明する。

　音楽を構成する和音は、最も簡単にすると、以下の（１）～（３）の３種類に分類することができる。（１）～（３）におけるＩ、ＩＶ、Ｖは度数を表している。これら（１）～（３）の和音が最も重要な和音であり、他の和音は、これら３つの和音を変形してできていると考えることができる。
（１）Ｉ：トニック
（２）ＩＶ：サブドミナント
（３）Ｖ：ドミナント

　メジャーキーの場合、３つの和音（１）～（３）の構成音は、以下の（１ａ）～（３ａ）で示される。ただし、（１ａ）～（３ａ）では、キーの構成音を１番下の音から数えた度数で表している。
（１ａ）Ｉ：１，３，５
（２ａ）ＩＶ：４，６，１
（３ａ）Ｖ：５，７，２

　マイナーキーの場合、３つの和音の構成音は、以下の（１ｂ）～（３ｂ）で示される。ただし、（１ｂ）～（３ｂ）では、キーの構成音を１番下の音から数えた度数で表している。
（１ｂ）Ｉｍ：１，♭３，５
（２ｂ）ＩＶｍ：４，♭６，１
（３ｂ）Ｖ：５，７，２

　上記３つの和音は、基本となる和音である。これらの和音には、それぞれの和音に加えても不自然な音とならない音がある。メジャーキーの場合に、加えても不自然な音とならない音を表１に示し、マイナーキーの場合に、加えても不自然な音とならない音を表２に示す。これらの音は、テンションノートと呼ばれることもある。

　なお、表１及び表２において、Ｖの和音における「１」は、加えることができないとの説もある。しかし、「１」はそのキーにおける最も重要な音であり、Ｖの和音と同時に使われることもよくあるので、ここでは加えることができる音として挙げている。

　表１、表２より、メジャーキー及びマイナーキーのそれぞれの場合に、３つの和音のうちのどの音に加えても不自然とならない音とならない音は、以下の通りである。
・メジャーキーの場合：１，３，５，２，６
・マイナーキーの場合：１，♭３，５，４，♭７

　これらの音は、音楽の基本となる３つの和音で共通している音のため、音楽の和音が変化していく中で絶えず加算されていても、違和感の少ない音となる。特に、キーの第１音、第３音、及び第５音は、メジャーキー及びマイナーキーの両方に含まれている。

　このため、本実施形態において、加算音決定部２は、キー取得部１によって取得されたキーの第１音、第３音、及び第５音のうちのいずれかの音を加算音として決定する。加算音は、時間的にあまり変化の無い一定の音である略持続音とする。

　特に、加算音決定部２は、キー取得部１によって取得されたキーがメジャーキーの場合、そのキーの第１音、第３音、及び第５音に加えて、第２音、及び第６音のうちのいずれかの音を加算音として決定する。また、加算音決定部２は、キー取得部１によって取得されたキーがマイナーキーの場合、そのキーの第１音、第３音、及び第５音に加えて、第４音、及び第７音のうちのいずれかの音を加算音として決定する。

　加算後の音をより違和感の無い音とするため、加算音としては、キー取得部１によって取得されたキーの第１音とすることが好ましい。第１音の次に好ましい音は第５音であり、第５音の次に好ましい音は第３音である。

　なお、あるメジャーキーに対して、その基音の短３度下の音から始まるマイナーキーは平行調と呼ばれ、全く同じ音から構成される。この平行調では、メジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音と、マイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は同一の音となる。

　例えば、ＣメジャーとＡマイナーはどちらも「ド、レ、ミ、ファ、ソ、ラ、シ」の音から構成される。そして、加えることができる音は、Ｃメジャーキーの場合、第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音であるド、ミ、ソ、レ、ラとなり、Ａマイナーキーの場合、ラ、ド、ミ、レ、ソとなり、同一の音となる。表３は、Ｃメジャーキーの場合に、３つの和音とその構成音、及び、加えても不自然な音とならない音を示す表であり、表４は、Ａマイナーキーの場合に、３つの和音とその構成音、及び、加えても不自然な音とならない音を示す表である。

　図４は、音名と、その音の周波数、及び、その音と半音下の音との周波数差を示す図である。図４に示すように、基準となるＡ４の音の周波数は４４０Ｈｚとする。

　人間の可聴域は２０Ｈｚ以上であるので、加算音として使える音はＥ０以上となる。また、ユーザがバイノーラルビートを聞くと、音の位相が脳内でもある程度保たれて、脳内で干渉を起こすことで、脳波が所定の周波数に誘導される。このため、音の周波数が高すぎると、脳内で位相情報が保たれず、脳波を所定の周波数に誘導することができなくなる。ここでは、バイノーラルビートとして使用する音の上限周波数を１０００Ｈｚとする。すなわち、加算音として使える音はＢ５以下である。

　ここで、加算音がバイノーラルビートとして機能するためには、左右の耳に入力される音が同じ音程として認知される必要がある。図４に示すように、低音になるほど、半音下の音との周波数差は小さくなる。半音異なる２つの音は同じ音として認識されないが、２つの音の周波数差が半音の周波数差の半分程度の範囲内であれば、同じ音程に聞こえる。例えば、周波数５２３．３ＨｚのＣ５の音について、半音下の音との周波数差は約２９．３７Ｈｚであるため、Ｃ５の音と、Ｃ５の音に対して周波数差が約１４．７Ｈｚ以内の音は、同じ音程に聞こえる。この場合、所定の周波数ｆａが１４．７Ｈｚ以内であれば、加算音としてＣ５の音を使用することができるが、所定の周波数ｆａが１４．７Ｈｚより大きければ、加算音としてＣ５の音を使用することができない。

　すなわち、加算音決定部２は、加算音として、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下であって、その音の周波数と、その音より半音下の音の周波数との差の半分の周波数が所定の周波数ｆａより大きい音に決定する。加算音として使用できる音は、キーの種類に応じて決定することができる。以下、キー取得部１によって取得されたキーの種類に応じて、加算音として使用できる音について説明する。

　＜キーがＣメジャーの場合＞
　キーがＣメジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｃメジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｄ、Ａである。

　キーがＣメジャーの場合、加算音として使用できる音は、図５に示す通りである。図５では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　上述したように、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値とは、その音と半音下の音との周波数差の約半分である。例えば、所定の周波数ｆａが５Ｈｚのバイノーラルビートを生成する場合、使用できる加算音は、周波数差の上限値が５Ｈｚより大きい音とする必要があるため、図４を参照すると、Ｇ３、Ａ３、Ｃ４、Ｄ４、Ｅ４、Ｇ４、Ａ４、Ｃ５、Ｄ５、Ｅ５、Ｇ５、Ａ５のうちのいずれかとなる。

　＜キーがＣ＃メジャーの場合＞
　キーがＣ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｃ＃メジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｃ＃、Ｆ、Ｇ＃、Ｄ＃、Ａ＃である。

　キーがＣ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、図６に示す通りである。図６では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＤメジャーの場合＞
　キーがＤメジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｄメジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｄ、Ｆ＃、Ａ、Ｅ、Ｂである。

　キーがＤメジャーの場合、加算音として使用できる音は、図７に示す通りである。図７では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＤ＃メジャーの場合＞
　キーがＤ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｄ＃メジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｄ＃、Ｇ、Ａ＃、Ｆ、Ｃである。

　キーがＤ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、図８に示す通りである。図８では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＥメジャーの場合＞
　キーがＥメジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｅメジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｅ、Ｇ＃、Ｂ、Ｆ＃、Ｃ＃である。

　キーがＥメジャーの場合、加算音として使用できる音は、図９に示す通りである。図９では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＦメジャーの場合＞
　キーがＦメジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｆメジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｆ、Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｄである。

　キーがＦメジャーの場合、加算音として使用できる音は、図１０に示す通りである。図１０では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＦ＃メジャーの場合＞
　キーがＦ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｆ＃メジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｆ＃、Ａ＃、Ｃ＃、Ｇ＃、Ｄ＃である。

　キーがＦ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、図１１に示す通りである。図１１では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＧメジャーの場合＞
　キーがＧメジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｇメジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｇ、Ｂ、Ｄ、Ａ、Ｅである。

　キーがＧメジャーの場合、加算音として使用できる音は、図１２に示す通りである。図１２では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＧ＃メジャーの場合＞
　キーがＧ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｇ＃メジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｇ＃、Ｃ、Ｄ＃、Ａ＃、Ｆである。

　キーがＧ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、図１３に示す通りである。図１３では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＡメジャーの場合＞
　キーがＡメジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ａメジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ａ、Ｃ＃、Ｅ、Ｂ、Ｆ＃である。

　キーがＡメジャーの場合、加算音として使用できる音は、図１４に示す通りである。図１４では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＡ＃メジャーの場合＞
　キーがＡ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ａ＃メジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ａ＃、Ｄ、Ｆ、Ｃ、Ｇである。

　キーがＡ＃メジャーの場合、加算音として使用できる音は、図１５に示す通りである。図１５では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＢメジャーの場合＞
　キーがＢメジャーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音である。Ｂメジャーキーの第１音、第３音、第５音、第２音、及び第６音は、Ｂ、Ｄ＃、Ｆ＃、Ｃ＃、Ｇ＃である。

　キーがＢメジャーの場合、加算音として使用できる音は、図１６に示す通りである。図１６では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＣマイナーの場合＞
　キーがＣマイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｃマイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｃ、Ｄ＃、Ｇ、Ｆ、Ａ＃である。

　キーがＣマイナーの場合、加算音として使用できる音は、図１７に示す通りである。図１７では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＣ＃マイナーの場合＞
　キーがＣ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｃ＃マイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｃ＃、Ｅ、Ｇ＃、Ｆ＃、Ｂである。

　キーがＣ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、図１８に示す通りである。図１８では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＤマイナーの場合＞
　キーがＤマイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｄマイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｄ、Ｆ、Ａ、Ｇ、Ｃである。

　キーがＤマイナーの場合、加算音として使用できる音は、図１９に示す通りである。図１９では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＤ＃マイナーの場合＞
　キーがＤ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｄ＃マイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｄ＃、Ｆ＃、Ａ＃、Ｇ＃、Ｃ＃である。

　キーがＤ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２０に示す通りである。図２０では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＥマイナーの場合＞
　キーがＥマイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｅマイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｅ、Ｇ、Ｂ、Ａ、Ｄである。

　キーがＥマイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２１に示す通りである。図２１では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＦマイナーの場合＞
　キーがＦマイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｆマイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｆ、Ｇ＃、Ｃ、Ａ＃、Ｄ＃である。

　キーがＦマイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２２に示す通りである。図２２では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＦ＃マイナーの場合＞
　キーがＦ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｆ＃マイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｆ＃、Ａ、Ｃ＃、Ｂ、Ｅである。

　キーがＦ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２３に示す通りである。図２３では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＧマイナーの場合＞
　キーがＧマイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｇマイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｇ、Ａ＃、Ｄ、Ｃ、Ｆである。

　キーがＧマイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２４に示す通りである。図２４では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＧ＃マイナーの場合＞
　キーがＧ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｇ＃マイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｇ＃、Ｂ、Ｄ＃、Ｃ＃、Ｆ＃である。

　キーがＧ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２５に示す通りである。図２５では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＡマイナーの場合＞
　キーがＡマイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ａマイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｄ、Ｇである。

　キーがＡマイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２６に示す通りである。図２６では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＡ＃マイナーの場合＞
　キーがＡ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ａ＃マイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ａ＃、Ｃ＃、Ｆ、Ｄ＃、Ｇ＃である。

　キーがＡ＃マイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２７に示す通りである。図２７では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　＜キーがＢマイナーの場合＞
　キーがＢマイナーの場合、加算音として使用できる音は、周波数が２０Ｈｚ以上、かつ、１０００Ｈｚ以下の第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音である。Ｂマイナーキーの第１音、第３音、第５音、第４音、及び第７音は、Ｂ、Ｄ、Ｆ＃、Ｅ、Ａである。

　キーがＢマイナーの場合、加算音として使用できる音は、図２８に示す通りである。図２８では、加算音として使用できる音についての周波数差の上限値も示している。

　本実施形態の出力音生成装置によれば、身体を制御するための出力音のベースとなるベース音楽として、キーを取得できるのであれば、任意の音を用いることができ、出力音として耳障りな音になりにくい音を生成することができる。これにより、例えば、出力音生成装置によってユーザを睡眠状態に導く際に、ユーザは好みの音楽をベース音楽として用いることができる。

　また、例えば、ユーザを深い睡眠状態に導くためには、ユーザの睡眠状態（脳波の状態）に応じて、所定の周波数ｆａを少しずつ低くしていくことが好ましいと思われる。この場合、ユーザが深い睡眠状態となるまでの間に、ユーザの睡眠状態に応じた出力音を複数回生成する必要があるが、本実施形態の出力音生成装置によれば、その都度、耳障りな音になりにくい音を生成することができる。これは、耳障りな音となりにくい出力音を事前に作成しておいて、その出力音を出力する方法と比べて、大きなメリットがある。

　［第２の実施形態］
　第２の実施形態における出力音生成装置が第１の実施形態における出力音生成装置と異なるのは、加算部５及び出力部６で行われる処理である。

　第２の実施形態における出力音生成装置において、加算部５は、加算音生成部３によって生成された２つの加算音と、音源４に格納されているベース音楽とを加算する。具体的には、加算音生成部３によって生成された２つの加算音を加算し、加算して得られる音に、音源４に格納されているベース音楽を加算する。

　出力部６は、加算部５によって生成された出力音を出力する。この場合、出力音はモノラルであるため、出力部６は２つある必要はなく、１つであっても良い。出力部６が２つ設けられている場合には、２つの出力部６からは同じ出力音が出力される。

　本実施形態のように、周波数が所定の周波数ｆａだけ異なる２つの加算音を加算し、さらに音源４に格納されているベース音楽と加算して出力した場合でも、脳波を所定の周波数ｆａに誘導することができる。

　なお、加算音生成部３によって生成された２つの加算音を加算する際に、１：１の比率で加算せずに、任意の比率で加算することもできる。

　［第３の実施形態］
　一般的な音には様々な周波数成分が含まれている。特に、音程のある音には、基準となる基音に対して、周波数が２倍、３倍、４倍等となる倍音成分が含まれている。このような音を用いてバイノーラルビートを生成すると、倍音成分については、生成される２つの加算音の周波数差が所定の周波数ｆａの２倍、３倍、４倍等となってしまう。このため、加算音に倍音成分が含まれていると、バイノーラルビートを左右の耳に聞かせることによって、脳波を所定の周波数ｆａに誘導するという効果が低減してしまう可能性がある。

　従って、本実施形態では、加算音として、単一の周波数成分を有する音を用いる。単一の周波数成分を有する音とは、例えば時間波形が正弦波（図２９参照）の音である。これにより、効果的に脳波を所定の周波数ｆａに誘導することができる。

　なお、バイノーラルビートを生成する場合、周波数差が所定の周波数ｆａである２つの加算音を生成するが、２つのうちの１つの加算音だけ、単一の周波数成分を有する音を用いるようにしても良い。

　［第４の実施形態］
　上述した第１～第３の実施形態では、ベース音楽から抽出したキーに基づいて、周波数差が所定の周波数である２つの変調音（加算音）を生成し、生成した変調音とベース音楽とを加算する例を説明した。本実施形態では、上述の実施形態とは異なる変調を行って変調音を生成する例について説明する。

　＜例１＞
　図３０は、本実施形態における出力音生成装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図３０において、第１の実施形態と同様の構成には第１の実施形態と同様の符号が付されている。本実施形態における出力音生成装置は、キー取得部１と、音決定部２１と、変調音生成部３１と、出力部６１Ａ、６１Ｂとを備える。

　音決定部２１は、上述した第１の実施形態の加算音決定部２と同様の方法により、キー取得部１によって取得されたキーに基づいて、ベース音楽を変調するための音を決定する。

　変調音生成部３１は、音決定部２１で決定された音を所定の周波数で変調した変調音を生成する。具体的には、例えば、決定された音に、（ａ×ｓｉｎ２πｆｃ×ｔ＋（１－ａ））［０＜ａ＜１／２、ｔ：時間］を乗算する。これにより、決定された音に対して周波数ｆｃで振幅変調を行った変調音が生成される。

　出力部６１Ａ及び６１Ｂは、それぞれスピーカを備える。出力部６１Ａは、音源４に格納されたベース音楽を出力し、他方の出力部６１Ｂは、変調音生成部３１で生成された変調音を出力する。

　人間の脳波は周期変動に同調する性質がある。ベース音楽から抽出した音を所定の周波数で振幅変調した変調音とベース音とを出力することで形成されるビートによって、ユーザの脳波を誘導し、心理状態を制御することができる。また、バイノーラルビートはステレオで聴く必要があるが、本構成の変調音の場合、ステレオで聴く必要がない。

　＜例２＞
　上記例１では、変調音生成部３１において、音決定部２１で決定された音を振幅変調して変調音を生成する例を説明したが、所定の周波数で周波数変調して変調音を生成してもよい。

　この場合、変調音生成部３１は、例えば、決定された音に対し、（ａ×ｓｉｎ２πｆｄ×ｔ）［０＜ａ＜１／２、ｔ：時間］だけ周波数シフトすることにより、周波数ｆｄで周波数変調された変調音を生成する。

　このように、ベース音楽から抽出した音を所定の周波数で周波数変調した変調音とベース音とを出力することで形成されるビートによって、ユーザの脳波を誘導し、心理状態を制御することができる。また、バイノーラルビートはステレオで聴く必要があるが、本構成の変調音の場合、ステレオで聴く必要がない。

　＜例３＞
　変調音生成部３１において、音決定部２１で決定された音の音像定位を周期的に変化させた変調音を生成してもよい。

　この場合、出力部６１Ｂは、左右の耳に対応する２つのスピーカを備える。変調音生成部３１は、左右２つのスピーカ用に、決定された音と同じ音をそれぞれ割り当てる。そして、一方の音に対し、（ａ×ｓｉｎ２πｆｅ×ｔ＋（１－ａ））を乗算し、他方の音に対し、（－ａ×ｓｉｎ２πｆｅ×ｔ＋（１－ａ））を乗算する。つまり、この例では、決定された音と同じ２つの音に対し、それぞれ、周波数ｆｄで振幅変調を行うことにより、音像定位が異なる変調音を生成する。このように構成することより、ユーザの脳波を周波数ｆｅに誘導し、心理状態を制御することができる。

　［第５の実施形態］
　ユーザの脳波を誘導する周波数は約２０Ｈｚ以下であり、音にすると可聴域を下回るような音である。上記した第４の実施形態では、既存の音を変調させた変調音を出力することで、脳波に変調音の周波数を知覚させている。例えば、ギターを鳴らしたときにギターの音が減衰しながら消えてしまうような減衰音を所定の周波数で連続して鳴らした場合も、第４の実施形態と同様の効果を期待できる。

　本実施形態では、減衰音に相当する変調音を生成するべく、変調音生成部３１において、音決定部２１で決定された音であって、長さの短い音を所定周期で連続させた音を変調音として生成する。つまり、例えば、音決定部２１において「ミ」の音が決定された場合において、ユーザの脳波に知覚させる周波数が２Ｈｚである場合、「ミ」の音を、１秒間に２回のペースで連続させた音を変調音として生成する。

　このように構成することで、ユーザの脳波に変調音の周波数を知覚させることができ、ユーザの脳波を誘導することができる。

　［第６の実施形態］
　上述した第４及び第５実施形態で例示した変調音の音量や、変調音を生成する周波数、及び生成した変調音そのものの周波数等のパラメータをユーザの睡眠状態に応じて変化させて出力してもよい。

　変調音は、例えば睡眠時のユーザの脳波を誘導する目的で出力される。睡眠状態は時間に応じて変化するものであるため、睡眠時間に応じて変調音も変化することが好ましい。そこで、本実施形態では、例えば、ユーザの睡眠時間の経過とともに音量が小さくなるように、時間に応じた音量の変調音を生成する。この場合、変調音生成部３１は、タイマーを備える。変調音生成部３１は、タイマーで計測される時間に応じて、時間毎に予め定められた音量の変調音を生成する。

　また、ユーザの睡眠時間の経過とともに、生成する変調音の周波数を変化させ、時間に応じて異なる周波数の変調音が出力されるようにしてもよい。この場合、変調音生成部３１は、タイマーで計測される時間に応じて、時間毎に予め定められた周波数で変調音を生成する。

　このように構成することで、ユーザの睡眠状態に適した変調音を出力させることができ、ユーザの睡眠時の脳波をより有効に誘導することができる。

　なお、タイマーで計測する睡眠時間は、変調音を聞かせるユーザの睡眠時間でなくてもよい。例えば、複数人が並んで寝ている場合、変調音を聞かせるべきユーザ以外の他の人の睡眠時間に応じた音量の変調音を出力してもよい。このようにすることで、変調音の出力によって他の人の睡眠を阻害しないようにすることができる。

　［第７の実施形態］
　上述した第２の実施形態では、加算音生成部３によって生成された２つの加算音を加算し、加算して得られる音に、音源４に格納されているベース音楽を加算して出力した。本実施形態では、２つの加算音を加算して得られる音と、ベース音楽とを別々のスピーカからそれぞれ出力させる。

　この場合、図３１に示すように、本実施形態における出力音生成装置は、それぞれ１つのスピーカを有する２つの出力部６Ａ、６Ｂを備える。出力部６Ａは、音源４に格納されているベース音楽を出力し、出力部６Ｂは、加算部５で加算された音を出力する。

　加算音は、単調音である場合が多いため、このように構成することで加算部５での加算処理の負荷を軽減することができる。そのため、加算部５の処理性能は、第２の実施形態と比べて高くする必要がない。また、出力部６Ａ、６Ｂからそれぞれベース音楽と、２つの加算音を加算した音とが出力されるため、ユーザには、出力後にベース音楽と加算音とが合成された音が聞こえる。そのため、ユーザが出力部６Ａ、６Ｂの各スピーカの位置や角度を微調整することにより、出力される合成音を調整することができる。

　［第８の実施形態］
　上述した第１の実施形態では、加算部５で、加算音生成部３によって生成された２つの加算音のそれぞれと、音源４に格納されているベース音楽とを加算して２つの出力音を生成し、出力部６に設けられた２つのスピーカのそれぞれから２つの出力音を出力した。本実施形態では加算部５が設けられていない例を説明する。

　具体的には、本実施形態における出力音生成装置は、図３２に示すように、加算部が設けられず、それぞれ１つのスピーカを有する３つの出力部６Ａ～６Ｃを備える。

　出力部６Ａは音源４に格納されているベース音楽を出力する。出力部６Ｂは、加算音生成部３において生成された２つの加算音１、加算音２の一方の加算音１を出力し、出力部６Ｃは、他方の加算音２を出力する。

　この構成によれば、加算部が設けられないため、第１の実施形態と比べて出力音生成装置を簡易な構成で実現できる。また、ユーザが出力部６Ｂ、６Ｃの各スピーカの位置や角度を微調整することができるので、加算音１と加算音２の重ね合わせによるビートの発生を調整することができる。つまり、出力部６Ｂ、６Ｃの配置に応じて、バイノーラルビートとモノラルビートとを選択的に発生させることができる。

　なお、上記では、出力部６Ｂ、６Ｃはスピーカを備え、スピーカから変調音を出力する例を説明したが、例えば、ファンの音等の機械音を変調音として出力してもよい。つまり、出力部はスピーカに限らない。

　［第９の実施形態］
　上述した第１の実施形態において、加算部５で、加算音生成部３によって生成された一方の加算音と音源４に格納されているベース音楽とを加算し、他方の加算音はベース音楽と加算せずに出力してもよい。

　具体的には、本実施形態における出力音生成装置は、図３３に示すように、加算部５３において、一方の加算音１と音源４に格納されているベース音楽とを加算し、他方の加算音２はベース音楽と加算しない。本実施形態における出力音生成装置は、それぞれ１つのスピーカを有する２つの出力部６Ａ、６Ｂを備える。出力部６Ａは、加算部５３で加算音１とベース音楽とを加算した音を出力し、出力部６Ｂは、加算音２のみを出力する。

　このように構成することで、ユーザが出力部６Ａ、６Ｂの各スピーカの位置や角度を微調整することができるので、加算音１と加算音２の重ね合わせによるビートの発生を調整することができる。つまり、出力部６Ａ、６Ｂの配置に応じて、バイノーラルビートとモノラルビートとを選択的に発生させることができる。

　［第１０の実施形態］
　上述した第２の実施形態において、例えば、音源４が、出力音生成装置の外部で発せられている環境音である場合、出力音生成装置を図３４のように構成してもよい。

　具体的には、図３４に示すように、出力音生成装置は、音源４の音を集音するマイクを有する受音部７を備え、キー取得部１は、受音部７で集音された音からキー（調）を取得する。加算部５は、加算音生成部３で生成された２つの加算音を加算する。出力部６は、加算部５で加算された音を出力する。なお、環境音は、自然の音や音楽でもよく、ピーク周波数を持ち、音程を有する音であればよい。

　このように構成することで、出力音生成装置の外部の音源に対し、その音源と調和する加算音を出力することができる。その結果、ユーザに伝わる音全体として違和感のない音を提供することができる。

　［第１１の実施形態］
　上述した第１の実施形態では、ベース音楽から取得したキーに基づいて、所定の周波数ｆａだけ異なる２つの変調音をバイノーラルビートとして聞かせる例を説明した。本実施形態では、例えば、ファン等の機械の動作音を含む環境音をベース音とし、ベース音と調和する変調音をベース音と共に出力することでユーザの脳波を誘導する例を説明する。

　＜例１＞
　図３５は、本実施形態における出力音生成装置の機能構成図である。図３５に示すように、出力音生成装置１００は、音源１０１、音程取得部１０２、音決定部１０３、変調音生成部１０４、及び出力部１０５を備える。

　音源１０１は、マイクを備え、ベース音をマイクにより集音して音程取得部１０２へ出力する。ベース音は、例えばファン、コンプレッサー、モータ等の動作音やガス機器の燃焼音等を含む環境音である。

　音程取得部１０２は、音源１０１で集音されたベース音の周波数スペクトルを解析し、その周波数スペクトルに基づいて、ベース音の基準となる音程を取得する。具体的には、音程取得部１０２は、周波数スペクトルにおいてピーク周波数を検出し、ピーク周波数に対応する音程をベース音の音程とする。特に、ファン、コンプレッサー、モーター等が発する音は、回転体の回転数に起因するピーク周波数を有する。ピーク周波数の音及びその倍音で構成されるスペクトルは単音のスペクトルといえる。

　音決定部１０３は、音程取得部１０２で取得された音程に基づき、出力部１０５から出力する変調音の音程を決定する。

　変調音生成部１０４は、音決定部１０３で決定された音程の音に対し、所定の変調を行って変調音を生成する。具体的には、例えば、ベース音と重ね合わせたときにモノラルビートが形成されるように、決定された音程の周波数と所定の周波数差を有する変調音を生成する。つまり、決定された音程の周波数がｆ１である場合、その周波数ｆ１とわずかに周波数がずれた（ｆ１＋Δｆ）の周波数を有する音を変調音として生成する。

　出力部１０５は、少なくとも１つのスピーカを備える。出力部１０５は、変調音生成部１０４で生成された変調音をスピーカから出力する。

　ファン等の動作音だけでは単なるノイズとして聞こえるが、ファン等の動作音から抽出されたベース音と所定の周波数差を有する変調音が出力されることでモノラルビートが形成される。その結果、ベース音と変調音とを重ねた音をユーザの脳に同調させることができる。

　＜例２＞
　上記変調音生成部１０４（図３５参照）において生成される変調音とベース音との周波数差は、変調音とベース音によって和音が形成される音程の関係を有してもよい。つまり、ベース音と変調音とで協和を感じさせる音程差が形成されていればよい。具体的には、例えば、変調音生成部１０４は、音決定部１０３で決定された音程と、短３度、長３度、４度、５度、短６度、長６度のいずれかの音程差を有する変調音を生成する。なお、変調音はベース音に対してオクターブ単位のずれがあってもよい。

　このように構成することで、ベース音だけではユーザに不快感を与えるノイズとなる場合であっても、ベース音と協和した変調音が出力されることで、不快感を低減することができる。

　＜例３＞
　上記例２では、ベース音と１つの変調音とで和音が形成される例であったが、ベース音と少なくとも２つの変調音とで和音が形成されるようにしてもよい。

　例えば、音程取得部１０２で取得された音程が「ド」の場合、音決定部１０３は、取得された音程と同じ「ド」の音を変調音の音程として決定する。

　変調音生成部１０４は、決定された音程「ド」を含む長三和音として、コードＣ（ド、ミ、ソ）、コード♭Ａ（♭ラ、ド、♭ミ）、コードＦ（ファ、ラ、ド）のいずれかが形成されるように２つの変調音を形成する。つまり、変調音生成部１０４は、コードＣの長三和音を形成する場合、「ミ」及び「ソ」にそれぞれ相当する２つの変調音を生成する。また、コード♭Ａの長三和音を形成する場合、変調音生成部１０４は、「♭ラ」及び「♭ミ」にそれぞれ相当する２つの変調音を生成する。また、コードＦの長三和音を形成する場合、変調音生成部１０４は、「ファ」及び「ラ」にそれぞれ相当する２つの変調音を生成する。

　なお、和音の構成は上記の例に限らない。短三和音であってもよいし、根音、第３音、第５音、第７音からなる四和音（セブンスコード）であってもよい。

　このように構成することで、ベース音だけではノイズとして聞こえる場合であっても、ベース音から特定される音程の音と和音を構成する２つの変調音が出力されることで、不快感を軽減することができる。

　＜例４＞
　変調音は、ベース音と同じ音色、すなわち、ベース音と同様の周波数スペクトルを有する音であってもよい。

　この場合、音決定部１０３は、音程取得部１０２で取得された音程と同じ周波数スペクトルを有する音を変調音の音程として決定する。変調音生成部１０４は、音決定部１０３で決定された音程の音を、ベース音の振幅に応じて振幅変調を行い、変調音を生成する。

　つまり、例えば、図３６Ａに示すように、ベース音の音量（振幅）が揺らいでいる場合、図３６Ｂに示すように、ベース音の振幅のゆらぎを相殺するように、ベース音と同じ音程を有する変調音の振幅を調整する。さらに、図３６Ｃで示すように、変調音とベース音とを重ねた振幅が所定の周波数で揺らぐように、変調音に対して振幅変調を行う。

　この構成によれば、動作音（ベース音）に変調音を重ねた振幅が所定の周波数で揺らぐように変調音を出力させることができるので、ユーザの脳波を所定の周波数に誘導することができる。

　＜例５＞
　本実施形態の例１～例３では、ベース音から取得した音程と所定の音程差を有する変調音を生成したが、これら変調音は単一のピーク周波数を有する音であってもよい。つまり、この場合、変調音の周波数スペクトルは、図３７に示すように、１つのピーク周波数を有する。つまり、変調音の時間波形は正弦波となる。

　変調音に複数の倍音が含まれる場合、ベース音と変調音とが重ね合わされたとき、意図しない周波数でビートが生じる。そのため、このように構成することで、意図しない周波数でのビートの発生が生じにくくなる。また、変調音は単一のピーク周波数を有するため、変調音の生成や変調の自由度が高くなる。

　＜例６＞
　変調音は、ベース音と同じ音色で、音の高さが異なる音であってもよい。この場合、音決定部１０３（図３５参照）は、音程取得部１０２で取得された音程と同じ音程を変調音の音程として決定する。変調音生成部１０４は、音決定部１０３で決定された音程の音と同じ周波数スペクトルを有する音を生成し、その音に対してピッチシフト処理を行って変調音を生成する。具体的には、例えば、ベース音の周波数スペクトルが図３８Ａに示すスペクトル構造である場合、変調音生成部１０４は、図３８Ａで示す音の再生速度を変えず、音高のみを変化させた図３８Ｂに示す周波数スペクトル構造を有する変調音を生成する。この場合、図３８Ｂに示す変調音のスペクトルは、図３８Ａに示すベース音のスペクトルが周波数方向に縮小されており、変調音の音高はベース音よりも低くなる。

　ベース音と同様の周波数スペクトル構造を有する変調音は、ベース音と同等の音色を有する。そのため、ベース音と変調音とで和音を形成する場合、異なる音色の変調音と和音を形成する場合よりも自然で聞きやすい音となる。

　＜例７＞
　変調音は、ベース音から取得された音程の音に対し、所定の周波数で振幅変調を行った音でもよい。この場合、図３５において、音決定部１０３は、音程取得部１０２で取得された音程と同じ音程を変調音の音程として決定する。変調音生成部１０４は、音決定部１０３で決定された音程の音に対し、所定の周波数ｆｐで振幅変調を行った音を変調音として生成する。具体的には、例えば、決定された音程の音に対し、（ａ×ｓｉｎ２πｆｐ×ｔ＋（１－ａ））［０＜ａ＜１／２、ｔ：時間］を乗算する。

　脳波は、周期変動に同調する性質があるため、この性質を利用して脳波を誘導できると考えられる。この例における変調音は、ベース音の基準となる音程の音と音量が異なるが、その音と周波数は同じである。そのため、変調音の出力により、ユーザの脳波を変調音とベース音とに同調させ、ユーザの脳波を誘導することができる。

　＜例８＞
　変調音は、所定の周波数で周波数変調を行った音でもよい。この場合、図３５において、変調音生成部１０４は、音決定部１０３で決定された音程の音に対し、所定の周波数ｆｑで周波数変調を行った音を変調音として生成する。具体的には、例えば、決定された音程の音に対し、（ａ×ｓｉｎ２πｆｑ×ｔ）［０＜ａ＜１／２、ｔ：時間］だけ周波数シフトを行う。

　上記の通り、この例における変調音は、ベース音の基準となる音程を所定の周波数だけシフトした音である。そのため、変調音の出力により、ユーザの脳波を変調音とベース音とに同調させ、ユーザの脳波を所定の周波数に誘導することができる。

　＜例９＞
　変調音は、音決定部１０３（図３５参照）で決定された音程の音の音像定位を周期的に変化させた音であってもよい。

　この例において、出力部１０５（図３５参照）は、左右の耳に対応する２つのスピーカを備える。また、変調音生成部１０４（図３５参照）は、２つのスピーカのそれぞれに対し、音決定部１０３で決定された音程の音を割り当てる。そして、一方の音に対し、（ａ×ｓｉｎ２πｆｒ×ｔ＋（１－ａ））［０＜ａ＜１／２、ｔ：時間］を乗算し、他方の音に対し、（－ａ×ｓｉｎ２πｆｒ×ｔ＋（１－ａ））を乗算する。つまり、この例では、音決定部１０３で決定された音程と同じ２つの音に対し、それぞれ振幅変調を行うことにより、位相が異なる２つの変調音を生成する。

　出力部１０５における２つのスピーカの一方は、生成された２つの変調音のうち、そのスピーカに割り当てられた一方の変調音を出力し、他方のスピーカは、そのスピーカに割り当てられた他方の変調音を出力する。

　このように音像定位が周期的に変化する変調音が出力されることで、ユーザの脳波を変調音に同調させ、ユーザの脳波を誘導することができる。

　［第１２の実施形態］
　上記第１１の実施形態において、上述した第５の実施形態と同様、減衰音のような変調音を生成してもよい。

　この場合、図３５において、変調音生成部１０４は、減衰音に相当する変調音を生成するべく、音決定部１０３で決定された音程であって、長さが短い音を所定周期で連続させた音を変調音として生成する。つまり、例えば、音程取得部１０２で「ミ」の音程が取得され、音決定部１０３で「ミ」の音程が変調音の音程として決定されたとする。ユーザの脳波に知覚させる周波数が２Ｈｚである場合、変調音生成部１０４は、決定された「ミ」の音を、１秒間に２回のペースで連続させた音を変調音として生成する。

　このように構成することで、ファン等の動作音（ベース音）の基準となる音程の音を用いてユーザの脳波を所定周波数に誘導することができる。

　［第１３の実施形態］
　上述した第１１及び第１２の実施形態において例示した変調音のパラメータ（音量又は周波数）を、上述した第６の実施形態と同様、ユーザの睡眠状態に応じて変化させて出力してもよい。

　この場合、変調音生成部１０４（図３５参照）は、例えばタイマーを備える。変調音生成部１０４は、例えば、タイマーで計測される時間に応じて、時間毎に予め定められた音量の変調音を生成する。また、変調音生成部１０４は、タイマーで計測される時間に応じて、時間毎に予め定められた周波数で変調した変調音を生成してもよい。

　また、例えば、ユーザの生体情報を測定し、生体情報を基にユーザの睡眠状態を測定し、睡眠状態に応じて予め定められた周波数で変調した変調音を生成してもよい。

　［第１４の実施形態］
　＜例１＞
　上述した第１１～第１３の実施形態では、変調音生成部１０４（図３５参照）で生成された変調音のみを出力部１０５から出力する例を説明したが、変調音とは別にベース音も出力するようにしてもよい。

　この場合には、図３９に示すように、出力音生成装置１００ａは、１つのスピーカをそれぞれ備える出力部１０５Ａ及び出力部１０５Ｂを備える。出力部１０５Ａは、変調音生成部１０４で生成された変調音を出力する。出力部１０５Ｂは、音源１０１で集音されたベース音を出力する。

　なお、ここでは、出力部１０５Ｂから集音したベース音を出力するが、ベース音が機械等の動作音である場合、集音したベース音を出力しなくてもよい。出力部１０５Ｂから集音したベース音を出力する場合、集音したベース音と変調音の音量を合わせることで、スピーカと動作音の発生源との距離差を補ったり、リバーヴ等のエフェクト効果を加えることができる。

　＜例２＞
　上述した第１１～第１３の実施形態において、変調音生成部１０４で生成された変調音を、音源１０１で集音されたベース音と加算して出力してもよい。

　この場合、図４０に示すように、出力音生成装置１００ｂは、加算部１０６と出力部１１５とを備える。加算部１０６は、変調音生成部１０４で生成された変調音と、音源１０１で集音されたベース音とを加算した出力音を生成する。出力部１１５は、１つのスピーカを備え、加算部１０６で生成された出力音を出力する。

　＜例３＞
　上述した第１１の実施形態の例１～例８、第１２の実施形態、第１３の実施形態において、ベース音が１種類の場合について説明したが、これら実施形態において、ベース音は２種類以上でもよい。

　例えば、異なる２つの機械の動作音がベース音がある場合、図３５において、音源１０１は、２つの機械の動作音をそれぞれ集音した２つのベース音を記憶する。

　音程取得部１０２は、２つのベース音のそれぞれについて周波数スペクトル解析を行い、各ベース音の周波数スペクトルにおけるピーク周波数に対応する音程を取得する。

　音決定部１０３は、音程取得部１０２においてベース音ごとに取得された音程に基づいて、ベース音それぞれに対する変調音の音程を決定する。

　変調音生成部１０４は、ベース音ごとに決定された音程の音に対し、それぞれ所定の周波数で変調を行って変調音を生成する。

　出力部１０５は、２つのスピーカを備え、一方のスピーカから変調音生成部１０４で生成された２つの変調音のうち一方の変調音を出力し、もう一方の変調音を他方のスピーカから出力する。

　このように構成することで、ユーザは、出力された２つの変調音が重なって聞こえる。そのため、ユーザは、出力する２つのスピーカの位置や角度を直接変えることにより、出力された２つの変調音によって形成されるビートを調整することができる。

　＜例４＞
　上記例３では、２つの変調音をそれぞれのスピーカから出力する例を説明したが、２つの変調音を加算して出力してもよい。この場合、出力音生成装置１００ｃは、図４１に示すように、加算部１１６と出力部１１５を備える。加算部１１６は、変調音生成部１０４で生成される２つの変調音を加算した出力音を生成する。出力部１２５は、１つのスピーカを備え、加算部１１６で生成された出力音を出力する。

　＜例５＞
　上記例２及び例３において、加算部を設ける例を説明したが、加算部を設けず、変調音生成部において加算処理を行ってもよい。つまり、上記例２の場合、図４０において、変調音生成部１０４は、生成した変調音と、音源１０１で集音されたベース音とを加算して出力音を生成する。出力部１１５は、変調音生成部１０４で生成された出力音を出力する。

　また、上記例３の場合、図４１において、変調音生成部１０４は、ベース音ごとに生成した２つの変調音を加算して出力音を生成する。出力部１０５は、変調音生成部１０４で生成された出力音を出力する。なお、この場合に、出力部１０５は、１つのスピーカを備えていればよい。

　［第１５の実施形態］
　上述した第１１～第１４の実施形態において、例えば、出力音生成装置が扇風機であってもよい。この場合、ベース音は、その送風音であり、出力音生成装置は、ファンの回転数に応じた音程をベース音の音程として出力音を生成する。

　例えば、ファンの回転数がＺ（ｒｐｍ）、ファンの羽根の数がＮであるとき、ファンの周波数はＮ×Ｚ／６０（Ｈｚ）となる。送風音には、この周波数がピークとなる狭帯域音であって、翼通過音と呼ばれる音が含まれる。扇風機は、例えば、送風の強さを表す「強」、「中」、「弱」の３つの動作モードを有する。扇風機のファンの回転数は、この動作モードに応じて変化し、翼通過音の周波数はファンの回転数によって変化する。

　そこで、本実施形態では、出力音生成装置において、扇風機の動作モードに応じた周波数を予め記憶し、扇風機の動作モードに応じた周波数をベース音の音程として取得する。

　具体的には、図４２Ａに示すように、出力音生成装置１００ｄは、上述した図３５と同様の音決定部１０３、変調音生成部１０４、及び出力部１０５に加えて、制御部１０７、駆動部１０８、及び音程取得部１１２を備える。以下、本実施形態に特有の構成について説明する。

　制御部１０７は、ＣＰＵ等のプロセッサ及びメモリを含み、動作モードに応じた周波数を予め記憶する。制御部１０７は、図示しないリモコン等から扇風機の動作モードを受け付け、受け付けた動作モードで駆動部１０８を駆動させる。また、制御部１０７は、受け付けた動作モードに応じた周波数を音程取得部１１２に出力する。

　駆動部１０８は、ファン及びファンを駆動するモータ等を含む。駆動部１０８は、制御部１０７の制御の下、動作モードに応じた回転数でモータを駆動させてファンを回転させる。

　音程取得部１１２は、制御部１０７から出力された周波数に対応する音程をベース音（送風音）の音程として取得する。

　音決定部１０３は、音程取得部１０２において取得された音程に基づいて、上述した第１１～第１３のいずれかの実施形態と同様の方法を用いて変調音の音程を決定する。

　変調音生成部１０４は、音決定部１０３で決定された音程の音に対し、上述した第１１～第１３のいずれかの実施形態と同様の方法を用いて変調音を生成する。

　出力部１０５は、１つのスピーカを備え、変調音生成部１０４で生成された変調音を出力する。

　このように、動作モードに応じた周波数を予め記憶しておくことにより、音程取得部１１２においてベース音の周波数解析を行うことなくベース音の音程を取得することができる。そのため、ベース音の周波数解析を行う場合と比べて周波数解析に要する負荷を軽減することができる。また、この構成によれば、可聴周波数帯域以外の周波数を有するベース音に対しても適用することができる。

　（応用例１）
　第１５の実施形態では、出力音生成装置そのものが扇風機である例を説明したが、出力音生成装置が、外部に設けられた２つの扇風機の動作モードに応じた変調音を生成して出力してもよい。つまり、この場合、図４２Ｂに示すように、出力音生成装置１００ｅにおいて、駆動部は設けられず、制御部１０７に替えて、制御部１１７を備える。制御部１１７は、２つの扇風機のそれぞれの動作モードに応じた周波数を記憶する。また、制御部１１７は、２つの扇風機からそれぞれ動作モードを取得し、扇風機ごとに、その動作モードに応じた周波数を音程取得部１１２へ出力する。

　音程取得部１１２は、制御部１０７から出力された扇風機ごとの周波数に対応する音程を、扇風機ごとのベース音（送風音）の音程として取得する。

　音決定部１０３は、音程取得部１０２において取得された扇風機ごとの音程に基づいて、上述した第１１～第１３のいずれかの実施形態と同様の方法を用いて、扇風機ごとの変調音の音程を決定する。

　変調音生成部１０４は、音決定部１０３で決定された扇風機ごとの音程の音に対し、上述した第１１～第１３のいずれかの実施形態と同様の方法を用いて、扇風機ごとの変調音を生成する。

　出力部１０５は、２つのスピーカを備える。一方のスピーカは、変調音生成部１０４で生成された２つの変調音の一方を出力し、もう一方のスピーカは他方の変調音を出力する。

　（応用例２）
　上記応用例１では、扇風機ごとの変調音を別々のスピーカから出力したが、２つの変調音を加算して出力してもよい。

　この場合、出力音生成装置は、図４２Ｃに示すように、変調音生成部１０４で生成された扇風機ごとの変調音を加算するための加算部１１６を備える。出力部１３５は、１つのスピーカを備え、加算部１１６で加算して得られる出力音を出力する。

　なお、この例では加算部１１６を設けたが、加算部１１６を設けず、変調音生成部１０４において扇風機ごとの変調音を加算して出力部１３５に出力してもよい。このように構成することで、加算部を設ける場合と比べ、出力音生成装置を簡易な構成で実現できる。

　［第１６の実施形態］
　上述した第１１～第１５の実施形態では、ベース音として、主に、ファン等の機械の動作音を例に説明したが、ベース音は、出力音生成装置の周囲に流れているＢＧＭ等であってもよい。つまり、ベース音となる環境音は、出力音生成装置の周囲で流れる機械の動作音や音楽等であってもよい。要するに、ベース音は、ピーク周波数を持ち、音程を有する音であればよい。

　［第１７の実施形態］
　本実施形態では、上述した第１１～第１６の実施形態におけるベース音が明確な音程を持たない場合について説明する。

　例えば、ベース音が、図４３の実線で示すスペクトル構造である場合、ピーク周波数が特定できず、ベース音は明確な音程を持たない音である。この場合、図４３の実線のスペクトル構造から特定される破線のスペクトル構造は、ベース音の音程を近似したスペクトル構造である。スペクトル構造における２つの山状の部分は比較的狭い周波数帯であり、振幅が大きい方の山状部分の周波数帯において最大振幅値をとる周波数ｆ１１をベース音の基準となる音程を示すピーク周波数とし、他の周波数帯に含まれるピーク周波数をベース音の倍音の周波数とする。

　図４４は、本実施形態における出力音生成装置の機能構成図である。出力音生成装置１００ｇは、上述した図３５の構成に加え、近似部１０９を備える。近似部１０９は、音源１０１のベース音に対して周波数スペクトル解析を行い、そのスペクトル構造において、振幅が最も大きい周波数帯における最大振幅値をとる周波数をベース音の基底音の周波数として特定し、他の周波数帯に含まれるピーク周波数をベース音の倍音の周波数として特定する。

　音程取得部１０２は、近似部１０９で特定された周波数を含む音程、つまり、基底音の周波数をベース音の基準となる音程として取得する。

　このように構成することで、ベース音が明確な音程を有する音でない場合であっても、ベース音の音程を近似することで、ベース音に応じた変調音を生成することができる。

　（応用例１）
　第１７の実施形態において、ベース音が第１５の実施形態で示した扇風機の送風音である場合、送風音は明確な音程を持たない。扇風機の翼通過音は、実際には、上述したＮ×Ｚ／６０（Ｈｚ）の周波数にピークを有する単音ではなく、この周波数の近傍に周波数分布を有する音となり、明確な音程を有さない。

　そのため、この場合には、例えば、近似部１０９において、扇風機の動作モードごとに、その動作モードに応じたＮ×Ｚ／６０（Ｈｚ）の周波数を、動作モードにおける音程を示すピーク周波数として記憶してもよい。または、動作モードに応じたＮ×Ｚ／６０（Ｈｚ）の周波数の近傍の周波数分布から、動作モードの基準となる音程を示す周波数を予め特定しておき、特定した周波数を動作モードと対応づけて近似部１０９に予め記憶するようにしてもよい。

　（応用例２）
　第１７の実施形態において、ベース音が出力音生成装置の周囲の環境音である場合、出力音生成装置においてマイクを備え、マイクにより受音した環境音の音程を近似部１０９で特定してもよい。

　以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

　［変形例］
　（１）上述した実施形態では、出力音生成装置が出力部を備えるものとして説明したが、出力部を備えない構成としても良い。この場合、市販のスピーカ等を用いて、出力音生成装置によって生成された出力音を出力することができる。出力音生成装置と市販のスピーカ等との間は、有線または無線により接続することができる。

　（２）上記実施形態（変形例を含む）で説明した出力音生成装置において、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。

　なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

　さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

　（３）また、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、プロセッサ等により行われる。それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。記憶装置（記憶媒体）は、一時的でない有形のものであり、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。

　（４）上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。なお、上記実施形態に係る出力音生成装置をハードウェアにより実現する場合、各処理を行うためのタイミング調整を行う必要があるのは言うまでもない。上記実施形態においては、説明便宜のため、実際のハードウェア設計で生じる各種信号のタイミング調整の詳細については省略している。

１…キー取得部、２…加算音決定部、３…加算音生成部、４，１０１…音源、５…加算部、６，６Ａ～６Ｃ，１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ，１１５，１２５，１３５…出力部、２１，１０２，１１２…音程取得部、１００～１００ｇ…出力音生成装置、１０３…音決定部、１０４…変調音生成部、１０６，１１６…加算部、１０７，１１７…制御部、１０８…駆動部、１０９…近似部

Claims

　身体を制御するための出力音を生成する出力音生成装置であって、
　前記出力音のベースとなるベース音に基づき、変調対象となる音を示す音情報を取得する取得部と、
　前記出力音に含まれる音であって、前記音情報が示す音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた変調音、又は、前記音情報が示す音を周期的に連続させた変調音を生成する変調音生成部と、
　を備える出力音生成装置。
　前記ベース音は音楽であり、
　前記取得部は、前記音情報として、前記音楽のキーを取得し、
　前記変調音生成部は、取得された前記音楽のキーの第１音、第３音、及び第５音のうちのいずれかの音を抽出し、抽出した音に基づいて前記変調音を生成する、請求項１に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記抽出した音に所定の周波数で振幅変調を行った音を前記変調音として生成する、請求項２に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記抽出した音に所定の周波数で周波数変調を行った音を前記変調音として生成する、請求項２に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記抽出した音と同じ音程の音が所定周期で連続する音を前記変調音として生成する、請求項２に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記抽出した音に基づいて、周波数差が所定の周波数である２つの音を前記変調音として生成する、請求項２に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、取得された前記音楽のキーがメジャーキーの場合、前記変調音を生成するために、前記取得部によって取得されたキーの第１音、第３音、及び第５音に加えて、第２音及び第６音の中から１つの音を抽出する、請求項３から６のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、取得された前記音楽のキーがマイナーキーの場合、前記変調音を生成するために、前記取得部によって取得されたキーの第１音、第３音、及び第５音に加えて、第４音及び第７音の中から１つの音を抽出する、請求項３から６のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記変調音を生成するために抽出する音として、その音の周波数と、その音より半音下の音の周波数との差の半分の周波数が前記所定の周波数より大きい音を抽出する、請求項６から８のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記２つの変調音それぞれに、前記ベース音を加算することによって２つの出力音を生成する加算部と、
　左右の耳に対応して２つのスピーカを有し、前記出力音を出力する出力部と、をさらに備え、
　前記２つのスピーカのうちの一方のスピーカは、前記加算部によって生成された２つの出力音のうちの一方の出力音を出力し、他方のスピーカは、前記加算部によって生成された２つの出力音のうちの他方の出力音を出力する、請求項６から９のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記２つの変調音を加算することによって出力音を生成する加算部と、
　前記出力音を出力するスピーカと、前記ベース音を出力するスピーカとを有する出力部と、をさらに備える請求項３から９のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記２つの変調音と前記ベース音のそれぞれを出力する３つの出力部をさらに備える、請求項３から９のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記２つの変調音の一方と前記ベース音とを加算する加算部と、
　前記出力音を出力する出力部とをさらに備え、
　前記出力部は、前記出力音として、前記加算部の加算によって得られる音と、前記２つの変調音の他方の変調音とをそれぞれ出力するスピーカを備える、請求項３から９のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記ベース音を集音する集音部をさらに備え、
　前記取得部は、前記集音部で集音された前記ベース音のキーを取得する、請求項２から１３のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記取得部は、前記音情報として、前記ベース音の周波数スペクトルに基づいて前記ベース音の基準となる基準音程を取得し、
　前記変調音は、前記基準音程と所定の音程差を有する音である、請求項１に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記ベース音と前記変調音とを重ねたときにモノラルビートが形成されるように、前記基準音程に対応する周波数に対して所定の周波数だけずれた音を前記変調音として生成する、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　前記所定の音程差は、短３度、長３度、４度、５度、短６度、及び長６度のいずれかである、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　前記所定の音程差は、前記基準音程の音と和音を構成する音程差であり、
　前記変調音生成部は、前記基準音程の音と前記和音を構成する少なくとも２つの変調音を生成する、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記ベース音と同じ音色を有し、前記基準音程の音に対し所定の周波数で振幅変調を行った音を前記変調音として生成する、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記基準音程と同じ周波数スペクトルを有し、前記ベース音と音高が異なる音を前記変調音として生成する、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記基準音程の音に対し所定の周波数で振幅変調を行った音を前記変調音として生成する、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記基準音程の音に対し所定の周波数で周波数変調を行った音を前記変調音として生成する、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記基準音程の音を所定周期で連続させた音を前記変調音として生成する、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　前記取得部は、前記ベース音の周波数スペクトルにおけるピーク周波数に基づく音程を前記基準音程として取得する、請求項１５から２３のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記ベース音は環境音であり、
　前記環境音を集音する集音部をさらに備え、
　前記取得部は、前記集音部で集音された前記環境音の周波数スペクトルに基づいて前記基準音程を取得する、請求項１５から２４のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記変調音と前記ベース音とを加算して前記出力音を生成する加算部と、
　前記加算部で生成された前記出力音を出力する出力部と、
　をさらに備える請求項１１から２５のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記ベース音を出力するスピーカと、前記変調音を出力するスピーカとを有する出力部をさらに備える請求項１１から２５のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記抽出した音と同じ２つの音に対し、それぞれ、所定の周波数で振幅変調を行うことにより、音像定位が異なる２つの前記変調音を生成する、請求項２に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、前記基準音程の音と同じ２つの音に対し、それぞれ、所定の周波数で振幅変調を行うことにより、音像定位が異なる２つの前記変調音を生成する、請求項１５に記載の出力音生成装置。
　左右の耳に対応して２つのスピーカを備える出力部をさらに備え、
　前記２つのスピーカのうちの一方のスピーカは、前記２つの変調音のうちの一方の変調音を出力し、他方のスピーカは、他方の変調音を出力する、請求項２８又は２９に記載の出力音生成装置。
　前記変調音は、単一の周波数成分を有する音である、請求項１から３０のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　前記変調音生成部は、生成した前記変調音の音量、前記変調音を生成する際に用いる周波数、及び生成した前記変調音そのものの周波数の少なくとも一つを時間の経過に応じて変化させる、請求項１から３１のいずれか一項に記載の出力音生成装置。
　身体を制御するための出力音を生成する出力音生成方法であって、
　前記出力音のベースとなるベース音に基づき、変調対象となる音を示す音情報を取得し、
　前記出力音に含まれる音であって、前記音情報が示す音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた変調音、又は、前記音情報が示す音を周期的に連続させた変調音を生成する、出力音生成方法。
　身体を制御するための出力音を生成する出力音生成装置のコンピュータに、
　前記出力音のベースとなるベース音に基づき、変調対象となる音を示す音情報を取得するステップと、
　前記出力音に含まれる音であって、前記音情報が示す音の音量、音程、及び音色の少なくとも１つを周期的に変化させた変調音、又は、前記音情報が示す音を周期的に連続させた変調音を生成するステップと、
　を実行させるプログラム。