(57)【要約】【課題】ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動を再生して呈示する携帯型電子機器を提供する。【解決手段】可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分の可聴域音信号と、少なくとも可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分を含みかつ少なくとも所定の自己相関秩序を有する振動信号を含むハイパーソニック信号とを発生する発生手段を備えた携帯型電子機器であって、ネットワークを介して配信される、可聴域音信号とハイパーソニック信号とを受信可能である通信手段と、予め格納される、可聴域音信号とハイパーソニック信号とを記憶可能である記憶手段と、配信され又は格納された可聴域音信号と、配信され又は格納されたハイパーソニック信号とを発生して人間に呈示するように発生手段を制御する制御手段とを備え、可聴域音信号を人間の聴覚系の耳に呈示しつつ、ハイパーソニック信号を人間の体表面に呈示する。【選択図】図３５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分の第１の信号と、
少なくとも上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分を含みかつ、少なくとも所定の自己相関秩序を有する振動信号を含み当該振動信号から発生させた実際の振動を人間に呈示することにより、当該人間の脳幹・視床・視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系活性化効果を導くことができる第２の信号とを発生する発生手段を備えた携帯型電子機器であって、
ネットワークを介して配信される、上記第１の信号と上記第２の信号とを受信可能である通信手段と、
予め格納される、上記第１の信号と上記第２の信号とを記憶可能である記憶手段と、
上記配信され又は上記格納された第１の信号と、上記配信され又は上記格納された第２の信号とを発生して上記人間に呈示するように上記発生手段を制御する制御手段とを備え、
上記第１の信号を人間の聴覚系の耳に呈示しつつ、上記第２の信号を上記人間の体表面に呈示することを特徴とする携帯型電子機器。
【請求項２】
上記発生手段は、少なくとも上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分を含む第３の信号を発生し、
上記制御手段は、上記第３の信号を発生するように上記発生手段を制御することを特徴とする請求項１記載の携帯型電子機器。
【請求項３】
上記発生手段からの信号に基づいて、上記第２の信号を含むか否かを判別する判別手段をさらに備え、
上記制御手段は、上記判別手段により上記第２の信号を含まないと判別されたときは、上記第２の信号を発生して上記人間に呈示するように上記発生手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の携帯型電子機器。
【請求項４】
上記人間に呈示される信号をモニタし、モニタした信号のうち上記第２の信号の信号レベルが所定のしきい値以上であるか否かを検出する検出手段をさらに備え、
上記制御手段は、上記検出手段により上記第２の信号の信号レベルが上記しきい値未満であることが検出されたときは、上記第２の信号の信号レベルが上記しきい値以上となるように上記第２の信号の信号レベルを増大して上記人間に呈示するように上記発生手段を制御することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の携帯型電子機器。
【請求項５】
上記自己相関秩序を有する振動信号は、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分と、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分とを有し、第１の性質と第２の性質とのうち少なくともいずれかの性質で表される自己相関秩序を有する振動信号であって、上記振動信号から発生させた実際の振動を人間に呈示することにより、当該人間の脳幹・視床・視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系活性化効果を導くことができることを特徴とし、
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分についての、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックスの一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものと、完全に予測不可能でランダムなものとを除き、上記振動信号の時系列の予測可能性又は不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の携帯型電子機器。
【請求項６】
上記携帯型電子機器は、携帯型プレイヤ、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１〜５のうちのいずれか１つに記載の携帯型電子機器。
【請求項７】
上記可聴周波数範囲は２０Ｈｚから、１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚのうちの１つの周波数までの範囲であり、上記最大周波数は８８．２ｋＨｚから２．８ＭＨｚまでの１つの周波数であることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の携帯型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の可聴周波数上限をこえる超高周波成分を豊富に含む非定常な構造をもつ音であるハイパーソニック・サウンドにより、脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワーク（以下、これらを一括して基幹脳ネットワーク系という。）の領域脳血流量を増大させ、これらの部位を活性化することによって精神活動及び身体活性を総合的に高める効果（以下、ハイパーソニック・エフェクトという。）を導くことができる振動を発生するための携帯型電子機器に関する。すなわち、本発明は、具体的には、脳波α波パワーを増大させ、音を快く美しく感動的に受容させることをはじめ感覚入力一般に対する美的感受性を高め、それによって音を含む複合感覚情報の感性効果を増強させ、音聴取行動を強めるとともに、基幹脳を拠点とする情動系、行動制御系、自律神経系、内分泌系及び免疫系の活動を適正にすることにより、ストレスを減じ、基幹脳活性の異常によって引き起こされ現代社会で大きな問題となっている高血圧、高脂血症、糖尿病などのメタボリック・シンドローム、ガン、脳血管障害、心臓疾患、花粉症やアトピー性皮膚炎を含む免疫異常などの生活習慣病、うつ病、統合失調症、認知症、慢性疲労症候群、注意欠陥多動性障害などのさまざまな精神疾患、自殺・自傷行為、異常な攻撃性の亢進といった行動の異常などを総合的に改善させる効果を導くことができる振動を発生するための携帯型電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、可聴周波数上限をこえる超高周波成分を豊富に含む非定常な構造をもつ音であるハイパーソニック・サウンドが、それを聴取する人間の脳幹、視床及び視床下部を含む基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の領域脳血流量を増大させるとともに、基幹脳活性の指標である脳波α波パワーを高めるという基幹脳活性化効果を導き、音を快く美しく感動的に受容させることをはじめ美的感受性を高め、音聴取行動を強め、ストレスを減じ、自律神経系、内分泌系及び免疫系の活動を適正にし、精神及び身体の状態を総合的に改善向上させる効果、すなわちハイパーソニック・エフェクトをもつのに対して、超高周波成分を含まない音を聞いているときには、暗騒音状態に比して基幹脳の活性を低下させることを発見した（例えば、特許文献１〜４及び非特許文献１〜２参照）。
【０００３】
加えて、本発明者らはこれまでに、人間の遺伝子が進化により形成された環境の最も有力な候補である熱帯雨林の自然環境音には、人間の可聴周波数上限である２０ｋＨｚを大きくこえ複雑に変化する構造をもち基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分が豊富に含まれているのに対して、現代人が生活する都市の環境音には、こうした超高周波成分がほとんど含まれていず基幹脳の活性を低下させることを明らかにした（例えば、特許文献５及び非特許文献３〜４参照）。
【０００４】
ハイパーソニック・サウンドによって活性化される基幹脳は、人間の情動や行動の制御に密接な関連をもつモノアミン神経系やオピオイド神経系をはじめとする神経回路の重要な拠点となっている。そのため、基幹脳並びにそこから脳全体に投射される神経ネットワークの活性異常は、さまざまな精神と行動の異常を導くことがわかっている。基幹脳はさらに、自律神経系・内分泌系の最高中枢であり、それらを介して免疫系を制御し、これらを通じて全身の恒常性を維持する機能や生体防御機能を担っている。そのため、基幹脳の活性異常は、上記恒常性維持機能及び生体防御機能の破綻を導くことにより、現代社会において急激に増加している生活習慣病の発症と密接な関連をもっている。
【０００５】
従って、上述したような精神と行動の異常や生活習慣病などが現代社会において特異的かつ急速に増加していることに注目すると、その原因のひとつが、現代人をとりまく音環境が、人間の遺伝子が進化的に形成された環境の最有力な候補である熱帯雨林の環境音を特徴づける特異的な音響構造から大きく乖離し、特に複雑に変化する超高周波成分が欠落することにより、基幹脳の活性が異常をきたしていることにある可能性が大きい。
【０００６】
一方、熱帯雨林自然環境を現代都市にそのまま再現することは、気候及び生物学的条件においても、また必要とされる時間と社会投資の大きさの面でも、現代社会が直面する上記問題の緊急性にみあった現実的な解決法とならない。そこで、基幹脳活性化効果を導く特異的な構造をもった振動信号とそれを振動として発生させることのできる振動発生装置を用い、人間の遺伝子の設計に適合した熱帯雨林環境音と同じように基幹脳活性化効果を導く振動を発生させて現代人に呈示することにより基幹脳活性化効果を導き、上述した現代人が直面する心身の健康面での問題を解決する手法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００７】
しかし、現代社会において広く普及している音響情報媒体であるコンパクトディスク（ＣＤ）、ミニディスク（ＭＤ）、固形メモリに記録され携帯型プレイヤによって出力されるデジタルフォーマットの音声信号や、放送・通信などを介して配信・配布されるデジタルフォーマットの音声信号のほとんどは、超高周波成分を記録再生することができないため、ハイパーソニック・サウンドを発生させて基幹脳を活性化させることができない。
【０００８】
一方、近年、スーパーオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）、ＤＶＤオーディオ、ブルーレイディスク（ＢＤ）のサウンドトラック、高速光通信などによるネットワーク配信など、可聴域上限を大幅に上回る帯域まで記録伝送再生可能なフォーマットを備えたデジタルメディアが利用可能になりつつある。しかしこれらにおいては、音源のもつ振動発生機能の限界や録音・編集装置等の性能の限界から、記録媒体に記録された振動信号、すなわちコンテンツに超高周波成分が含まれていないために、ハイパーソニック・サウンドを発生できず基幹脳活性化効果を導くことができないのが通例となっている。
【０００９】
さらに、本発明者らは、ホワイトノイズなど人工的な信号を超高周波成分として可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分とともに聴取者に呈示した場合には、超高周波成分が十分に含まれていても、ハイパーソニック・エフェクトが発現しないことを見出した（例えば、非特許文献２参照）。また、特定の周波数にピークをもった正弦波様の信号及びその倍音や、高速標本化１ビット量子化方式にともなう量子化ノイズなどの超高周波成分は、同じくハイパーソニック・エフェクトを発現しない。さらに、近年、電子機器類などの人工物から発生する特定の周波数にピークをもった正弦波様の信号からなる超高周波成分が、それを呈示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）。
【００１０】
これらの知見は、ハイパーソニック・エフェクトによって基幹脳活性化効果を導くためには、単に可聴域上限をこえる超高周波成分を呈示すればよいわけではなく、それら超高周波成分が何らかの特異的な構造上の特徴を備えている必要がある一方、それとは異なる何らかの特有の構造を備えた超高周波成分の振動は、人間や動物の生理状態に負の影響を及ぼしうる危険性をもっていることを示唆している。ところがこれまで、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の超高周波成分がそなえるべき構造上の特徴は明らかにされていない。従って、スーパーオーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）やブルーレイディスク（ＢＤ）のサウンドトラック、高速光通信などを利用したネットワーク配信などのように超高周波成分を記録再生可能なデジタルフォーマットが利用可能になっていても、そこに記録伝送される振動信号がどのような構造上の特徴をそなえていれば基幹脳活性化効果を導くかが不明である。
【００１１】
まず、第一に、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分の構造上の特徴が従来特定されていなかったために、例えばホワイトノイズなどから人工的に合成した超高周波成分がハイパーソニック・エフェクトを導かない例にみられるように、聴取者に呈示する音がたとえ超高周波成分を含んでいたとしても、それが実際に聴取者の基幹脳活性化効果を導くかどうかについて、振動信号の構造それ自体から推定することができないという問題がある。すなわち、ある振動が基幹脳活性化効果を導くかどうかは、その振動をその都度聴取者に呈示し、聴取者の基幹脳の活性を、ポジトロン断層撮像装置や脳波計など高度な脳機能計測手段を用いた厳密な生理実験によって計測し、基幹脳が活性化しているかどうかを実際に観察する必要がある。あらゆる振動について、こうした生理実験を実施して基幹脳活性を計測してから実用に結びつけるというやり方には、現実性が乏しい。従って、ある特定の振動が基幹脳活性化効果を導くことができるかどうかを、生理実験を行うことなく推定するためには、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号の構造上の特徴が特定される必要がある。
【００１２】
第二に、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分の構造上の特徴が従来特定されていなかったために、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分を含む振動を人工的に合成することができないという問題がある。特に、ある種の人工的な超高周波成分が人間や動物の生理状態に負の効果をもたらすという安全面での問題が存在することが明らかになっていることを考慮すると、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動としては、熱帯雨林の環境音やある種の民族楽器音など、これまでの実績によって有効性、安全性が裏付けられている特定の天然自然の振動発生源から発生した振動を記録して用いることになる。しかし、こうした基幹脳活性化効果を導くことのできる天然自然の振動発生源の種類と量は限られており、それらの収集・記録はしばしば大きな困難や、時には危険さえも伴っている。従って、限られた天然自然の振動発生源に頼ることなく、基幹脳活性化効果を導くことのできるさまざまな種類の振動を人工的に豊富に合成するためには、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の構造上の特徴が特定される必要がある。
【００１３】
第三に、超高周波成分が欠落した振動信号に対して超高周波成分を補う１つの手法として、これまでにさまざまな帯域伸長法が提案されているにもかかわらず、基幹脳活性化効果を導くことのできる超高周波成分の構造上の特徴が従来特定されていなかったために、こうした従来の帯域伸長法によって人工的に伸長される超高周波成分が基幹脳活性化効果を導くものになっているかを確かめるためには、その都度生理実験を実施して、振動毎に確認する必要があるという問題がある。特に、上述したように、ある種の人工的に合成した超高周波成分では、ハイパーソニック・エフェクトが発現しなかったり、逆に負の効果をもたらしたりする例が報告されていることを考慮すると、帯域伸長法によって人工的に伸長される超高周波成分の構造が、基幹脳活性化効果を導きうるものであるかどうか、すなわち人間にとって有効で安全なものであるかどうかを判別することの重要性はきわめて高い。
【００１４】
第四に、こうした多岐にわたる問題が存在するために、現存する膨大な記録ライブラリの振動源と振動発生装置によって発生する振動は、基幹脳活性化効果を導くことができずに感性的芸術的価値を著しく損ねているだけでなく、むしろ基幹脳活性を低下することによりさまざまな現代病を誘引し、現代人の快適性と安全性を著しく脅かす危険性が高いという問題がある。こうした限界を克服し危険を防止する技術が要請されるところとなっている。
【００１５】
第五に、近年急速に普及しているＤＶＤやブルーレイディスクなどの大容量パッケージメディアに記録される映像音響コンテンツや、ハイビジョンテレビ並びに高速光通信などの高速大容量通信回線を利用して配信・配布される映像音響のような、視覚と聴覚など複数の感覚系に総合的に働きかけるコンテンツにおいて、記録媒体に記録可能な情報容量に制約があると同時に、記録された情報を記録媒体から読み出したり、通信回線によって伝送する場合の情報の転送レート（伝送可能な時間あたり情報量）の制約があるために、映像に利用できる情報量と音声に利用できる情報量とがトレードオフの関係にあり、その結果、コンテンツの画質と音質とが二律背反状態に陥っているという問題がある。すなわち画質を優先させて映像に大容量の情報を割り当てると、音声データに割り当てるデータ量を減じるために、音の周波数帯域を制限したり圧縮をかける等の処理が必要になり、音質が低下し表現効果を損なうなど感性的芸術的価値を減少させる。逆に音質を優先させて音情報に大容量を割り当てると、画像データに割り当てるデータ量を減じるために、画像を節減又は圧縮し解像度を落とすなどの処理が必要になり、画質が低下し表現効果を損ない感性的芸術的価値を減じる。
【００１６】
第六に、拡声放送など情報伝達を目的とする音が、顕著な背景騒音など伝達を妨げる性質をもった他の音と共存する場合「音量を上げないと必要な情報が聞き取れない」一方で、「音量を上げるとうるさく不快になる」という二律背反現象が生じるという問題がある。これに類似した問題はさまざまな状況下に存在し、例えば音響・映像コンテンツのサウンドエフェクトや演劇の効果音は「音量を上げないと意図された芸術的効果が得られない」一方で、「音量を上げると不快になる」という二律背反の問題がある。
【００１７】
以上の問題点を解決するために、本発明者らは、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の詳細な構造上の特徴を明確にすることにより、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動を発生するための装置及び方法として、自己相関秩序を有する振動信号を定義して引用文献８等において開示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平９−３１３６１０号公報
【特許文献２】特許第３９３３５６５号公報
【特許文献３】特許第４００９６６０号公報
【特許文献４】特許第４００９６６１号公報
【特許文献５】特開２００５−１１１２６１号公報
【特許文献６】特開２００２−０１５５２２号公報
【特許文献７】特表２００６−１３２０５４号公報
【特許文献８】特許第５０３７７０１号公報
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Oohashi, T. et al., “Inaudible high-frequency sounds affect brain activity: hypersonic effect”, Journal of Neurophysiology, Vol. 83, pp. 3548-3558, June 2000.
【非特許文献２】Oohashi T. et al., “High-Frequency Sound above the Audible Range Affects Brain Electric Activity and Sound Perception”, An Audio Engineering Society Preprint, 3207, October 1991.
【非特許文献３】大橋力著，「音と文明」，岩波書店，５３−１１３頁，２００３年１０月。
【非特許文献４】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。
【非特許文献５】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。
【非特許文献６】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。
【非特許文献７】日野幹雄著，「スペクトル解析」，朝倉書店，２１０−２１７頁，１９７７年１０月。
【非特許文献８】ヒビノインターサウンド株式会社，「ポータブル・ミュージックプレイヤＨＤＰ−Ｒ１０」，［平成２４年１２月１２日検索］，インターネット＜URL:http://www.hibino-intersound.co.jp/ibasso_audio/3289.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
例えば、非特許文献８において、可聴域周波数を超える高周波を含む高解像度音信号を再生するポータブル・ミュージックプレイヤが開示されているが、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・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はいまだ存在しない。また、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・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はいまだ存在しない。
【００２１】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、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・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にある。
【００２２】
また、本発明の別の目的は以上の問題点を解決し、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・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ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る携帯型電子機器は、
可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分の第１の信号と、
少なくとも上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分を含みかつ、少なくとも所定の自己相関秩序を有する振動信号を含み当該振動信号から発生させた実際の振動を人間に呈示することにより、当該人間の脳幹・視床・視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系活性化効果を導くことができる第２の信号とを発生する発生手段を備えた携帯型電子機器であって、
ネットワークを介して配信される、上記第１の信号と上記第２の信号とを受信可能である通信手段と、
予め格納される、上記第１の信号と上記第２の信号とを記憶可能である記憶手段と、
上記配信され又は上記格納された第１の信号と、上記配信され又は上記格納された第２の信号とを発生して上記人間に呈示するように上記発生手段を制御する制御手段とを備え、
上記第１の信号を人間の聴覚系の耳に呈示しつつ、上記第２の信号を上記人間の体表面に呈示することを特徴とする。
【００２４】
上記携帯型電子機器において、上記発生手段は、少なくとも上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分を含む第３の信号を発生し、
上記制御手段は、上記第３の信号を発生するように上記発生手段を制御することを特徴とする。
【００２５】
また、上記携帯型電子機器において、上記発生手段からの信号に基づいて、上記第２の信号を含むか否かを判別する判別手段をさらに備え、
上記制御手段は、上記判別手段により上記第２の信号を含まないと判別されたときは、上記第２の信号を発生して上記人間に呈示するように上記発生手段を制御することを特徴とする。
【００２６】
さらに、上記携帯型電子機器において、上記人間に呈示される信号をモニタし、モニタした信号のうち上記第２の信号の信号レベルが所定のしきい値以上であるか否かを検出する検出手段をさらに備え、
上記制御手段は、上記検出手段により上記第２の信号の信号レベルが上記しきい値未満であることが検出されたときは、上記第２の信号の信号レベルが上記しきい値以上となるように上記第２の信号の信号レベルを増大して上記人間に呈示するように上記発生手段を制御することを特徴とする。
【００２７】
またさらに、上記携帯型電子機器において、上記自己相関秩序を有する振動信号は、可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分と、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分とを有し、第１の性質と第２の性質とのうち少なくともいずれかの性質で表される自己相関秩序を有する振動信号であって、上記振動信号から発生させた実際の振動を人間に呈示することにより、当該人間の脳幹・視床・視床下部を含む脳の基幹的機能を担う部位である基幹脳及び当該基幹脳を拠点に脳内に投射する基幹脳ネットワークからなる基幹脳ネットワーク系活性化効果を導くことができることを特徴とし、
（１）上記第１の性質は、上記可聴周波数範囲をこえる成分についての、時間、周波数及びパワーの三次元パワースペクトルアレイの形状が自己相似性をもった複雑さであるフラクタル性を有するものであって、
ボックスカウンティング法を用いて上記三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元を計算するときに当該曲面を覆うための必要最低限の基準ボックス数の対数を基準ボックスの一辺の長さの対数に対してプロットしたときの隣接する２点を連結する直線の傾きを逆符号にした値であり、当該形状の自己相似性を表す値であるフラクタル次元局所指数が、上記基準ボックスの一辺の長さを正規化して定義される時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲において、２．２以上２．８以下の値を有し、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化したときに上記フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４以内であり、
（２）上記第２の性質は、上記振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものと、完全に予測不可能でランダムなものとを除き、上記振動信号の時系列の予測可能性又は不規則性の度合いが時間とともに変化するものであって、
時系列データの不規則性を表す情報エントロピー密度が−５以上０未満の範囲内の値を有し、上記情報エントロピー密度の分散であって時間変化度合を表すエントロピー変動指標（Ｅｎｔｒｏｐｙ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ；ＥＶ−ｉｎｄｅｘ）が５１．２秒間において０．００１以上の値を有することを特徴とする。
【００２８】
また、上記携帯型電子機器において、上記携帯型電子機器は、携帯型プレイヤ、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。
【００２９】
さらに、上記携帯型電子機器において、上記可聴周波数範囲は２０Ｈｚから、１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚのうちの１つの周波数までの範囲であり、上記最大周波数は８８．２ｋＨｚから２．８ＭＨｚまでの１つの周波数であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、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・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・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ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有するとともに可聴周波数範囲をこえる超高周波成分を有する振動の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。
【図２】ガムラン楽器音の三次元パワースペクトルアレイを示す図である。
【図３】熱帯雨林環境音の三次元パワースペクトルアレイを示す図である。
【図４】本発明に係る自己相関秩序に関する第１の性質を満たす振動の時間周波数構造のフラクタル次元局所指数の例を示すグラフである。
【図５】本発明に係る自己相関秩序に関する第１の性質を満たす振動の、時間周波数構造指標ＳＴ−ｉｎｄｅｘが２−１〜２−５の範囲におけるフラクタル次元局所指数を示す表である。
【図６】本発明に係る自己相関秩序に関する第１の性質を満たさない振動の時間周波数構造のフラクタル次元局所指数の例を示すグラフである。
【図７】上記自己相関秩序に関する第１の性質を満たさない振動の、時間周波数構造指標ＳＴ−ｉｎｄｅｘが２−１〜２−５の範囲におけるフラクタル次元局所指数を示す表である。
【図８】本発明に係る自己相関秩序に関する第２の性質を満たす振動の情報エントロピー密度とその時間変化の例を示すグラフである。
【図９】本発明に係る自己相関秩序に関する第２の性質を満たさない振動の情報エントロピー密度とその時間変化の例を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る「自己相関秩序」に関する第２の性質を満たす振動と満たさない振動のエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘの例を示すグラフである。
【図１１】ガムラン楽器音の平均パワースペクトルのスペクトル図である。
【図１２】ガムラン楽器音のフラクタル次元局所指数を示すグラフである。
【図１３】ガムラン楽器音の情報エントロピー密度を示すグラフである。
【図１４】ガムラン楽器音のエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘを示すグラフである。
【図１５】本発明の第１の実施形態で用いた陽電子放射断層撮像装置（ＰＥＴ）及び脳波計測装置の構成を含む、振動発生装置のブロック図、及び当該振動発生装置によって振動を発生させるための部屋を示す斜視図である。
【図１６】図１５の装置により測定された実験結果であり、ＬＦＣ単独条件に対してＦＲＳ条件のときの脳血流が有意に増大する脳の部分を示す投影図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、（ｃ）はその水平面投影図である。
【図１７】図１５の装置により測定された実験結果であって、各周波数成分に対する正規化された自発脳波α波帯域成分の電位を示すグラフである。
【図１８】図１５の装置により測定された実験結果であって、領域脳血流データの主成分分析によって第２主成分として描出された基幹脳ネットワーク画像の断面を示す図である。
【図１９】図１５の装置により測定された実験結果であって、自発脳波α２帯域成分の電位と基幹脳ネットワークの活性強度の変化との相関係数の頭皮上分布を示す図である。
【図２０】第１の実施形態で用いるイヤホン実験装置である振動発生装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０のシステムにより測定された実験結果であって、各ケースの深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘを示すグラフである。
【図２２】第１の実施形態に係る、液流を用いて基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を示す斜視図及び断面図である。
【図２３】図２２の液流の障害物とする突起物の形状例を示す断面図である。
【図２４】第１の実施形態に係る、突起物の位置制御をシステム化して、相互連関させて行う例を示す断面図である。
【図２５】第１の実施形態に係る、液流の障害物とする突起物の配置が規則的ではない例を示す斜視図である。
【図２６】第１の実施形態に係る、液流の障害物とする構造が山状あるいは窪み状である例を示す斜視図及び断面図である。
【図２７】第１の実施形態に係る、液流の障害物とする突起構造が不規則な形状で不規則に配置した例を示す斜視図である。
【図２８】第１の実施形態に係る、液流を用いて基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例（水平経路）を示す斜視図及び床面断面図である。
【図２９】第１の実施形態に係る、水を落下させることにより基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を示すブロック図である。
【図３０】第１の実施形態に係る、気流が間隙を通過することにより基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を示す斜視図である。
【図３１】第１の実施形態に係る、金属片を弾くことにより基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を示す側面図である。
【図３２】第１の実施形態に係る、入力信号を振動信号増幅器で増幅し振動発生機構から振動を発生する装置のブロック図である。
【図３３】第１の実施形態に係る、振動信号記録再生装置を用いて再生した振動信号を振動信号増幅器で増幅してスピーカから振動を発生する装置のブロック図である。
【図３４】本発明の第２の実施形態に係る、携帯型プレイヤの外観を示す斜視図である。
【図３５】図３４の携帯型プレイヤの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００３３】
第１の実施形態．
本発明に係る第１の実施形態では、振動発生装置及び方法について以下に説明する。
【００３４】
第１の実施形態に係る振動発生装置及び方法は、人間が音として知覚できる可聴周波数範囲である２０Ｈｚから、１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚのうちの１つの周波数までの範囲内の振動成分である可聴域成分を有する振動であるとともに上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数（例えば、８８．２ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１７６．４ｋＨｚ、１９２ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、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。）までの範囲内の超高周波成分を有する振動であることを必須の条件とし、かつ、その振動が、詳細前述するとともに直後に記述する第１の性質と第２の性質のうち少なくともいずれかの性質で表される「自己相関秩序」をもつがゆえに、これを呈示された人間の脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及びそこを拠点に脳内に広汎に投射する神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク）を活性化する効果（基幹脳活性化効果）を導くことができる天然の振動、人工の振動、合成された振動などを発生することを特徴としている。
【００３５】
第１の性質とは、振動信号の２０ｋＨｚをこえる成分の三次元パワースペクトルアレイの形状が、自己相似性をもった複雑さである下記のフラクタル性の特徴を有することである。すなわち上記形状の自己相似性を表現する「フラクタル次元局所指数」が、それを計測する尺度となる「時間周波数構造指標」が２−１〜２−５の範囲において、平面の「位相次元」である次元数２と異なり、かつ、立方体の「位相次元」である次元数３とも異なる、２．２以上２．８以下の値を常にとり、かつ、上記時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲で変化しても、フラクタル次元局所指数は大きく変化せず、変動幅が０．４以内におさまることである。
【００３６】
ここで、振動信号の三次元パワースペクトルアレイとは、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の候補となる振動の５１．２秒間の信号を、標本化周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビット又は１２ビットでデジタル化し、信号全体の分散を標準化して、全体を単位解析区間長２００ミリ秒、単位解析区間重複５０％に分割し、それぞれの区間毎にユール・ウォーカー法を用いて自己相関モデル次数１０でパワースペクトル推定を行い、得られたパワースペクトルから人間の可聴域上限をこえる２０ｋＨｚから９６ｋＨｚの帯域成分を抽出して、その時間変化を、横軸（左から右）を周波数の線形表示、前後軸（手前から奥）を時間の線形表示、上下軸（下から上）を各周波数成分の各時点におけるパワーの対数表示として、三次元的に描出することにより得られるものとする。
【００３７】
また、「フラクタル次元局所指数」とは、ボックスカウンティング法を用いて曲面のフラクタル次元を計算するときに使用する基準ボックス（すなわち「ものさし」となる立方体もしくは直方体）の一辺の長さの対数を横軸、その大きさの基準ボックスで三次元パワースペクトルアレイ曲面を覆うために必要最低限の基準ボックス数の対数を縦軸とし、異なる大きさの基準ボックスに対して必要基準ボックス数をプロットしたとき、隣り合った２点を結んだ直線の傾き（すなわちグラフの局所の傾き）を逆符号にした値である。
【００３８】
さらに「時間周波数構造指標」とは、ボックスカウンティング法を用いて三次元パワースペクトルアレイ曲面のフラクタル次元局所指数を計算する時に用いる基準ボックスの一辺の長さを、解析対象となる三次元パワースペクトルアレイの周波数帯域幅全体（横軸）及び時間全体（前後軸）に対する比として正規化して表したものである。
【００３９】
第２の性質とは、振動信号の時系列が、完全に予測可能で規則的なものではなく、かつ、完全に予測不可能でランダムなものでもなく、さらにその予測可能性あるいは不規則性の度合いが時間とともに変化することである。すなわち、時系列データの不規則性を表す「情報エントロピー密度」が、サイン波のような完全に確定的で規則的な信号が示す−５よりもさらに小さな値をとらず、かつ、ホワイトノイズのように完全にランダムな信号が示す０をとらず、常に−５以上０未満の範囲内の値をとり、加えて、その値がサイン波やホワイトノイズのように時間的に一定の値をとらず情報エントロピー密度の時間変化度合を表す「エントロピー変動指標」（Ｅｎｔｒｏｐｙ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ：以下、ＥＶ−ｉｎｄｅｘと略する。）が、５１．２秒間において、０．００１以上の値をとることである。
【００４０】
ここで、振動信号の時系列データの「情報エントロピー密度」は、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の候補となる振動の５１．２秒間の信号を標本化周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビット又は１２ビットでデジタル化し、全体を単位解析区間長２００ミリ秒、単位解析区間重複５０％に分割し、それぞれの区間毎にユール・ウォーカー法を用いて自己相関モデル次数１０でパワースペクトル推定を行い、得られたパワースペクトルから計算するものとする。また、「エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘ」とは、各単位解析区間の情報エントロピー密度の、全解析対象区間の分散である。
【００４１】
第１の実施形態ではまた、空間内に存在する１つ以上の振動発生装置によって発生された振動が空間中に放射されることによって、あるいはそれらの振動が空間中で加算されたり、互いに干渉することによって、あるいは空間全体がそれらの振動に共振することによって、上記自己相関秩序の特徴をもつ振動を発生するよう構成されたことを特徴としている。また、第１の実施形態では、上記自己相関秩序の特徴をもつ振動状態にある気体・液体・固体あるいはそれらの複合体である振動体を提供する。さらに、上記発生された基幹脳活性化効果を導くことのできる振動信号は、好ましくは例えばコンピュータにより読み取り可能な光ディスクやメモリ、ハードディスクなどの記録媒体あるいはネットワークサーバーなどに記録され、もしくは、好ましくは有線あるいは無線や赤外線通信などの通信装置又は通信システム又は放送システムなどにより伝送される。
【００４２】
次いで、所定の性質を備えるよう発生させた振動による基幹脳活性化の実施例について以下説明する。まず、必須条件である超高周波成分について以下説明する。
【００４３】
図１は可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有するとともに可聴周波数範囲をこえる超高周波成分を有する振動の周波数スペクトルを示すスペクトル図である。すなわち、図１において、人間が音として知覚できる可聴周波数範囲である２０Ｈｚから１５ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚまでの範囲内の成分を有する振動であるとともに上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数（なお、図１においては最大周波数１００ｋＨｚ)までの範囲内の超高周波成分を有する振動の例について、そのパワースペクトルをＦＦＴ法を用いて求めたものを示す。
【００４４】
次に、「自己相関秩序」について説明する。無機的な物質世界を構成する原子や分子をはじめとする諸要素の加算的集合は、熱力学第二法則に従って熱エントロピーすなわち「乱雑さ」が時間とともに一方向性に増大するという特徴をもっている。その一方、生命を含む自然界に存在する複雑な構造は、こうした特徴をもった原子や分子を含む諸要素が、ユークリッド幾何学やデカルト的数理学に代表される決定論的な規則性とは異なる何らかの「秩序」に従って自己組織化することにより生み出される。こうした特徴は、例えば生体分子の階層性や、遺伝子による生命活動の制御、アデノシン３リン酸を用いたエネルギー利用などの仕組みを基盤として構成される細胞や生体などの生命現象とそれらが生み出す構造などの中に典型的にみられる。生命現象以外の自然構造にも、例えば岩石の組成や地形、結晶構造などに類似した傾向を見出すことができる。さらに、こうして自己組織化した自然構造物の１つとして生み出された「生命体としての人間」の感覚や感性に適合性の高い人工物、例えば自然性の高い日本庭園や民族楽器音などにも同様の構造をみてとることができる。
【００４５】
こうした生命現象にかかわる自然性の高い構造に広く見られる「複雑ではあるけれども乱雑ではなく構造化された秩序」を表す概念を、「自己相関秩序」と呼ぶ。これは、自らが内的に有する相関性に従って組織化されること、又は組織化することによって構造が生み出されるという普遍的な現象を包括して表現した概念である。自己相関秩序によって生み出される構造は、例えばフラクタル次元で表現されるような自己相似性や、完全に乱雑ではなく完全に規則的でもない適度な範囲の情報エントロピー密度を示す時系列構造、さらに時間的な構造変容、カオスといった特徴を示すことがあり得る。自己相関秩序は、これら複雑系のもつ特徴を包括する概念ともいうことができる。
【００４６】
次に、自己相関秩序に関する第１の性質について説明する。自然界の天然の構造物のもつ複雑に入り組んだ構造は、その細部を拡大すると、拡大前とそっくり同じような形を示すことが多い（例：樹木の枝分かれ、木の葉の葉脈、海岸線、人体内の血管分布、肺内部の肺胞分布など）。このように、ある範囲内での粗いレベルから細かいレベルにかけて、よく似た構造が再帰的に繰り返されている場合には、その範囲内で、形状の複雑さと自己相似性を表現するフラクタル次元が、位相次元とは異なる一定の値をとる。
【００４７】
本発明者らは、基幹脳活性化効果を導くことができる振動は、人間の可聴域上限２０ｋＨｚをこえる超高周波領域における振動信号の時間周波数構造を三次元パワースペクトルアレイの曲面として表示した場合に、その構造が自然の構造物と同じように再帰的な複雑性をそなえているため、ある範囲内の大きさをもった「ものさし」を用いてフラクタル次元を求めた場合、その範囲内で「ものさし」の大きさが変化してもフラクタル次元の局所指数が一定の範囲内におさまる性質をもつことを発見した。
【００４８】
一方、基幹脳活性化効果を持たない振動、例えばホワイトノイズやサイン波の振動信号の三次元パワースペクトルアレイのフラクタル次元は、平面の位相次元である２あるいはそれに近い値をとり、またフラクタル次元の局所指数が「ものさし」の大きさによって大きく変動する。
【００４９】
ここで、「フラクタル次元局所指数」とは、ボックスカウンティング法を用いて曲面のフラクタル次元を計算するときに使用する基準ボックス（すなわち「ものさし」となる立方体又は直方体）の一辺の長さの対数を横軸、その大きさの基準ボックスで三次元パワースペクトルアレイ曲面を覆うために必要最低限の基準ボックス数の対数を縦軸とし、異なる大きさの基準ボックスに対して必要基準ボックス数をプロットしたとき、互いに隣接する２点を結んだ直線の傾きを逆符号にした値である。
【００５０】
一般に、ボックスカウンティング法を用いてフラクタル次元を求める場合には、上記のグラフから得られる回帰直線の傾きを逆符号にした値が、フラクタル次元となる。従ってフラクタル次元局所指数とは、上記グラフの局所の傾き（すなわち微分値）となる。離散化されたデータでは上記微分値は差分により求める。
【００５１】
図２はガムラン楽器音の三次元パワースペクトルアレイを示す図であり、図３は熱帯雨林環境音の三次元パワースペクトルアレイを示す図である。ここで、図２及び図３においては、超高周波成分を有する振動のうち、自己相関秩序に関する第１の性質を検討するために作成した、人間の可聴域上限である２０ｋＨｚ以上９６ｋＨｚまでの三次元パワースペクトルアレイの例を示す。これは、振動の５１．２秒間の信号を、標本化周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビット又は１２ビットでデジタル化し、信号全体の分散を標準化して、全体を単位解析区間２００ミリ秒、単位解析区間重複５０％に分割し、それぞれの区間毎にユール・ウォーカー法を用いて自己相関モデル次数１０でパワースペクトル推定を行い、得られたパワースペクトルから人間の可聴域上限をこえる２０ｋＨｚから９６ｋＨｚの帯域成分を抽出して、その時間変化を、横軸（左から右）を周波数の線形表示、前後軸（手前から奥）を時間の線形表示、上下軸（下から上）を各周波数成分の各時点におけるパワーの対数表示として、三次元的に描出することにより得られたものである。
【００５２】
図４は本発明に係る自己相関秩序に関する第１の性質を満たす振動の時間周波数構造のフラクタル次元局所指数の例を示すグラフである。ここで、得られた三次元パワースペクトルアレイの曲面のフラクタル次元局所指数をボックスカウンティング法を用いて算出する。なお、計算方法は後述の「計算式の補足説明」で詳細説明する。図４において、これらの振動は、２０ｋＨｚをこえる成分の三次元パワースペクトルアレイの形状の複雑さと自己相似性を表現するフラクタル次元局所指数が、それを計測する基準尺度となる「時間周波数構造指標」ＳＴ−ｉｎｄｅｘが２−１〜２−５の範囲で変化しても、常に、面状の図形がもつ位相次元の次元数２より大きな２．２以上２．８以下の値をとり、かつ、その変動幅は０．４以内に収まっている。なお、上記自己相関秩序に関する第１の性質を満たす振動の、「時間周波数構造指標」ＳＴ−ｉｎｄｅｘが２−１〜２−５の範囲におけるフラクタル次元局所指数を図５に示す。ここで例示したデータの最大値は２．７０９だが、解析する標本のとりかたによってこの値は変化し、２．８までの値をとりうる。
【００５３】
ここで、「時間周波数構造指標」ＳＴ−ｉｎｄｅｘとは、ボックスカウンティング法を用いて三次元パワースペクトルアレイ曲面のフラクタル次元局所指数を計算する時に用いる基準ボックスの一辺の長さを、解析対象となる三次元パワースペクトルアレイの周波数帯域幅全体（横軸）及び時間全体（前後軸）に対する比として正規化して表したものである。
【００５４】
図６は本発明に係る自己相関秩序に関する第１の性質を満たさない振動の時間周波数構造のフラクタル次元の局所指数の例を示すグラフである。図６から明らかなように、超高周波成分を有する振動のうち、自己相関秩序に関する第１の性質を満たさない振動の例を示す。これらの例では、時間周波数構造指標が２−１〜２−５の範囲のいずれかで、フラクタル次元局所指数が２．２未満の値をとっている。すなわち、ホワイトノイズは時間周波数構造指標が２−１のとき、ピンクノイズと１ビットノイズでは時間周波数構造指標が２−１と２−２のとき、サイン波では時間周波数構造指標が２−１，２−３，２−４，２−５のときに、それぞれフラクタル次元局所指数が２．２未満の値をとる。さらに、ホワイトノイズでは、フラクタル次元局所指数の変動幅が０．４より大きい値を示す。また、上記自己相関秩序に関する第１の性質を満たさない振動の、時間周波数構造指標ＳＴ−ｉｎｄｅｘが２−１〜２−５の範囲におけるフラクタル次元局所指数を図７に示す。
【００５５】
次に、自己相関秩序に関する第２の性質について説明する。自然界で観察される自己相関秩序をもった時系列の多くは、完全にランダムではなく、かつ、完全に規則的でもない構造を示す。すなわち、ホワイトノイズのように完全にランダムで予測可能性を全くもたない時系列ではなく、同時に、サイン波などのように完全に予測可能で確定的な規則性を有している時系列でもなく、自己相関秩序にみあった固有の予測可能性と不規則性とをあわせもっている。
【００５６】
本発明者らは、基幹脳活性化効果を導くことができる振動は、その信号が、適度な予測可能性と不規則性とをあわせもち、自己相関構造が時間とともに変化することを見出した。これに対して、その時系列が完全に不規則で予測可能性を全く有さない振動、例えばホワイトノイズなどは、基幹脳活性化効果を導かない。同様にその時系列が完全に規則的で予測可能性が確定的である振動、例えばサイン波なども、基幹脳活性化効果を導かない。
【００５７】
従って、信号の不規則性の指標である「情報エントロピー密度」を求めた場合、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動は、例えばホワイトノイズのような完全に不規則で予測不能な振動と、例えばサイン波のような完全に規則的で確定的な振動との間の一定の範囲内の値を示すのに対して、基幹脳活性化効果を導かない振動のうち、例えばホワイトノイズのような完全に不規則な信号からなる振動では、情報エントロピー密度は理論的に常に最大値をとり、また同様に基幹脳活性化効果を導かない振動のうち、完全に確定的な信号からなる振動、例えばサイン波は、理論的に常に最小値をとる。さらに、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動では、時間とともに自己相関構造が変化するため、情報エントロピー密度が時間的に一定範囲以上の変動を示すのに対して、基幹脳活性化効果を導かない振動、例えばホワイトノイズやサイン波では、それは常に一定の値を示す。
【００５８】
図８は本発明に係る自己相関秩序に関する第２の性質を満たす振動の情報エントロピー密度とその時間変化の例を示すグラフである。ここで、振動の情報エントロピー密度は、解析対象となる振動の５１．２秒間の信号を標本化周波数１９２ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビット又は１２ビットでデジタル化し、単位解析区間２００ミリ秒、単位解析区間重複５０％に分割し、それぞれの区間毎にユール・ウォーカー法を用いて、時系列信号の自己相関モデル次数１０でパワースペクトル推定を行い、得られたパワースペクトルから所定の計算式に基づいて計算したものである（後述する「計算式の補足説明」参照）。なお、基幹脳活性化効果を導くことのできる信号は、情報エントロピー密度が、常に−５以上０未満の範囲内の値をとり、図１０を参照して詳細後述するように、時間的変化が大きい。
【００５９】
図９は本発明に係る自己相関秩序に関する第２の性質を満たさない振動の情報エントロピー密度とその時間変化の例を示すグラフである。図９から明らかなように、基幹脳活性化効果を導かない振動のうち、ホワイトノイズは常に情報エントロピー密度が０、サイン波は常に−５以下の値をとり、しかも時間変化が見られず平坦である。ピンクノイズと１ビット量子化ノイズは、−５以上０未満の値をとるが、時間的変化がほとんどみられない。
【００６０】
図８及び図９で示した振動について、情報エントロピー密度の時間変化度合を表す「エントロピー変動指標」（Ｅｎｔｒｏｐｙ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）を、縦軸を対数とした図１０のグラフで示す。すなわち、図１０は本発明に係る自己相関秩序に関する第２の性質を満たす振動と満たさない振動のエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘの例を示すグラフである。エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘとは、各単位解析区間の情報エントロピー密度の、全解析対象区間の分散である。図８で示した第２の性質を満たす振動では、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘは０．００１以上の値をとるのに対して、図９で示した第２の性質を満たさない振動では、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘが０．００１未満の値をとる。ちなみに、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘの理論的上限値は、情報エントロピー密度が−５と０の値を交互にとるような信号の場合であり、上に述べた条件下では６．２６２２となる。
【００６１】
上記に述べた、人間が聴覚で音として知覚できる可聴周波数範囲の振動成分である可聴域成分を有する振動であるとともに、上記可聴周波数範囲をこえ所定の最大周波数までの範囲内の超高周波成分を有する振動であることを必須の条件とし、かつ、その振動が、自己相関秩序の第１の性質と第２の性質のうち少なくともいずれかの性質で表される特徴をもつ振動であって、これを呈示された人間の脳の基幹的機能を担う部位である脳幹・視床・視床下部を含む基幹脳及びそこを拠点に脳内に投射する神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク）を活性化する効果（基幹脳活性化効果）を導くことができる振動は、すなわち、ハイパーソニック・サウンドと同義である。
【００６２】
次いで、必須条件及び自己相関秩序に関する第１の性質、第２の性質を満たす典型的な空気振動であるインドネシアのバリ島における青銅製の打楽器であるガムラン楽器音を人間に呈示し基幹脳活性化効果を導く実施例を以下に示す。
【００６３】
図１１に、ガムラン楽器音の空気振動の平均パワースペクトルをＦＦＴ法によって求めたものを示す。上限が１００ｋＨｚにおよぶ超高周波成分を十分に有しており、周波数成分について本発明の必須条件を満たしている。
【００６４】
図１２はガムラン楽器音の自己相関秩序に関する第１の性質について、所定の方法によりフラクタル次元局所指数を求めたものを示す。フラクタル次元局所指数は、常に２．２以上の値をとり、変動幅は０．４以下であることから、第１の性質を満たしている。
【００６５】
図１３はガムラン楽器音の自己相関秩序に関する第２の性質について、所定の方法により情報エントロピー密度を求めたものを示す。図１３から明らかなように、情報エントロピー密度は常に−５以上０未満の値をとっている。また、図１４は、所定の方法によりエントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘを求めたものを示す。図１４から明らかなように、エントロピー変動指標ＥＶ−ｉｎｄｅｘは０．００１より大きな値をとっている。これらから、ガムラン楽器音は、自己相関秩序に関する第２の性質の条件を満たしている。
【００６６】
図１５は本実施例で用いた陽電子放射断層撮像装置（ＰＥＴ）及び脳波計測装置の構成を含む、振動発生装置のブロック図、及び当該振動発生装置によって振動を発生させるための部屋２０を示す斜視図である。
【００６７】
図１５に示すように、ガムラン１を演奏することにより得られる楽器音をマイクロホン２により集音する。マイクロホン２は入力された楽器音をアナログ電気信号に変換し、変換後のアナログ電気信号を前置増幅器３を介してＡＤ変換器４に出力する。ＡＤ変換器４は、入力されたアナログ電気信号を、例えば山崎芳男博士により考案された高速標本化１ビット量子化方式によって１．９２ＭＨｚのサンプリング周波数でデジタル信号にＡＤ変換して磁気記録部１１に出力する。
【００６８】
磁気記録再生装置１０は、磁気記録部１１と、磁気記録ヘッド１２と、磁気再生ヘッド１４と、磁気再生部１５とを備え、磁気テープ１３に対してデジタル信号を記録し、又は磁気テープ１３に記録されたデジタル信号を再生して出力するいわゆるデジタル信号レコーダである。ここで、磁気記録再生装置１０は、従来技術のＤＡＴに、山崎芳男博士により考案された高速標本化１ビット量子化方式によってＡＤ変換されたデジタル信号が記録され、１５０ｋＨｚまでにわたる周波数範囲で均一な周波数特性を有する。磁気記録部１１は、ＡＤ変換器４から入力されたデジタル信号に従って搬送波信号を所定のデジタル変調方式で変調し、変調後の信号を磁気記録ヘッド１２を用いて、矢印で示される所定の方向１６に走行されている磁気テープ１３に記録する一方、磁気再生部１５は、磁気テープ１３に記録された変調信号を磁気再生ヘッド１４を用いて再生し、再生された変調信号を上記デジタル変調方式と逆のデジタル復調方式で復調してデジタル信号を取り出す。
【００６９】
当該復調後のデジタル信号は、ＤＡ変換器５によって元のアナログ信号にＤＡ変換された後、再生増幅器６を介して出力され、再生増幅器６からの出力アナログ信号は、スイッチＳＷ１、２２ｋＨｚのカットオフ周波数を有する高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ）７ａ及び電力増幅器８ａを介して２０ｋＨｚから１５０ｋＨｚまでの周波数範囲の信号を発生できる右側スピーカ９ａａ及び左側スピーカ９ａｂに入力されるとともに、スイッチＳＷ２、２２ｋＨｚのカットオフ周波数を有する低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）７ｂ及び電力増幅器８ｂを介して２０ｋＨｚ以下の信号を発生できる右側スピーカ９ｂａ及び左側スピーカ９ｂｂに入力される。従って、２つのフィルタ７ａ，７ｂのクロスオーバー周波数は２２ｋＨｚである。
【００７０】
上記スピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂは、音響的に密閉された遮音室である部屋２０内に載置され、スピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂはそれぞれ、入力される信号を振動に変換して被測定対象となる聴取者３０に対して呈示する。
【００７１】
聴取者３０の頭皮上に、例えば国際１０−２０法に従った１２個の頭皮上のポイント（Ｆｐ１，Ｆｐ２，Ｆ７，Ｆｚ，Ｆ８，Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）にそれぞれ検出電極を設置し、当該各検出電極に接続された脳波検出送信装置３２は、各検出電極で検出された脳波を無線信号に変換してアンテナ３３からアンテナ３４に向けて送信する。上記脳波の無線信号はアンテナ３４により受信された後、脳波データ受信記録装置３１に出力される。脳波データ受信記録装置３１において、受信された脳波の無線信号は脳波信号に変換した後、磁気記録装置に記録され、さらには、上記脳波信号は解析用コンピュータにより解析される一方、ＣＲＴディスプレイやペンレコーダなどの出力機器を用いて脳波の変化を記録して出力する。一方、聴取者３０の頭部は断層撮影装置用検出装置４２の２つの検出部間に挟設されて載置され、断層撮影装置用検出装置４２からの検出信号は断層撮影装置４１に送信された後、断層撮影装置４１は入力される検出信号に基づいて所定の断層撮影の解析処理を実行して解析結果の断層撮影図を内蔵のＣＲＴディスプレイ上に表示する。
【００７２】
以上のように構成された振動発生装置及び部屋２０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオンとしたとき、ガムラン１を用いて演奏された楽器音が磁気記録再生装置１０内の磁気テープ１３に記録された後、それを再生したとき、ガムラン１の楽器音と実質的に同一である再生振動、すなわち可聴域成分（ＬＦＣ）と所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分（ＨＦＣ）の両者をスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂを用いて聴取者の人間３０に対して呈示することができる。この条件をフルレンジ状態条件（以下ＦＲＳ条件）と呼ぶ。ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン・オフすることにより種々の周波数成分のガムラン楽器音の振動をスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂにより発生させることができる。すなわち、スイッチＳＷ１のみをオンしたとき、２２ｋＨｚ以上の超高周波成分（ＨＦＣ）のみの振動が聴取者の人間３０に対して呈示される。この条件をＨＦＣ単独条件と呼ぶ。一方、スイッチＳＷ２のみをオンしたとき、２２ｋＨｚ以下の可聴域成分（ＬＦＣ）のみの振動が聴取者３０に対して呈示される。この条件をＬＦＣ単独条件と呼ぶ。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオフとしたときは、部屋２０の室内の機器類が発生する空気振動及び電力増幅器８ａ，８ｂの無視可能に小さい熱雑音成分に基づくベースラインの暗騒音成分（以下、暗騒音成分という。）が聴取者３０に対して呈示される。この条件を暗騒音条件と呼ぶ。
【００７３】
ガムラン楽器音の振動を呈示した聴取者の領域脳血流と脳波を、同時に又は単独で記録することにより基幹脳の活性を計測した。
【００７４】
図１６は図１５の装置により測定された実験結果であり、可聴域成分のみを呈示したＬＦＣ単独条件に対して可聴域成分と超高周波成分とを同時に呈示したＦＲＳ条件のときの脳血流が有意に増大する脳の部分を示す投影図であって、図１６（ａ）は聴取者の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、図１６（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、図１６（ｃ）はその水平面投影図である。すなわち、図１６は、本実施形態においてＬＦＣ単独条件に対してＦＲＳ条件のときの脳血流が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（４ｍｍ，−２６ｍｍ，−８ｍｍ）すなわち脳幹に相当する部分１０１、及びタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（−１６ｍｍ，−１８ｍｍ，０ｍｍ）すなわち左視床部に相当する部分１０２を示す投影図である。図１６から明らかなように、聴取者３０に対して可聴域成分のみを呈示したＬＦＣ単独条件に比較して、可聴域成分と超高周波成分とを同時に呈示したＦＲＳ条件の方が、脳幹と左視床部において有意に脳血流が増大していることがわかる。
【００７５】
図９０は、図１５の装置により測定された実験結果であり、各周波数成分に対する正規化された脳血流量を示すグラフであり、図９０（ａ）は脳幹の位置における脳血流量を示すグラフであり、図９０（ｂ）は左視床部の位置における脳血流量を示すグラフである。図９０から明らかなように、脳幹及び左視床部において、可聴域成分のみを呈示したＬＦＣ単独条件では、ＦＲＳ条件はもとより、暗騒音条件に比較しても、有意に脳血流量が減少していることがわかる。
【００７６】
図１７は図１５の装置により測定された実験結果であって、自発脳波のα帯域成分（８−１３Hz）の電位（パワーの平方根）を各周波数成分に対して正規化したものを示すグラフである。図１７から明らかなように、聴取者３０に対して、可聴域成分のみを呈示するＬＦＣ単独条件、超高周波成分のみを呈示するＨＦＣ単独条件、又は暗騒音成分のみを呈示した暗騒音条件に比較して可聴域成分と超高周波成分とを同時に呈示したＦＲＳ条件の方が、自発脳波のα帯域成分電位が増大していることがわかる。
【００７７】
図１６で領域脳血流が増大することが示された脳幹と視床は、統計的有意性が最大となる、いわば「山頂」に相当する部位である。そこで次に、これらの脳部位が属する神経ネットワークの全体像を描出するために、主成分分析を用いてデータ全体の変動の中に含まれている代表的な空間パターンを主成分として抽出し、その中から脳幹と視床を含む主成分を探索した。
【００７８】
図１８は図１５の装置により測定された実験結果であって、領域脳血流データの主成分分析によって脳幹と視床を含む主成分として描出された画像の矢状断面（サジタル断面）を示す図である。主成分分析の結果、図１６で示された脳幹と視床に加えて視床下部を含む「基幹脳」を拠点とし、さらに基幹脳から前頭前野及び帯状回に投射する神経ネットワーク全体を包含する「基幹脳ネットワーク」が、全体の中で２番目に大きな変動を示す第２主成分として描出された。なお、第１主成分は可聴域音に対する聴覚野などの反応であると考えられる。
【００７９】
基幹脳は、その内部構造として人間における快と美と感動の反応の発生を一元的包括的に司り、行動の制御に密接な関連をもつモノアミン神経系やオピオイド神経系をはじめとする報酬系神経回路を含んでいる。基幹脳並びにそこから脳全体に広汎に投射される神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性が向上すると、音をはじめさまざまな感覚入力一般に対する美的感受性を増強し、快さ、美しさ、感動の反応を高めるとともに、そうした感覚入力を積極的に受容しようとする行動（感覚受容行動又は接近行動）を強める効果をもつ。
【００８０】
逆に、基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性異常は、うつ病、統合失調症、認知症、慢性疲労性症候群、注意欠陥多動性症候群などモノアミン神経系の異常が直接の原因となるさまざまな精神疾患の原因となるとともに、自殺・自傷行為、異常な攻撃性の亢進など、現代社会で大きな問題となっている精神と行動の異常を導くことがわかっている。
【００８１】
加えて基幹脳は、自律神経系・内分泌系の最高中枢であるとともに、これらを介して免疫系を制御することにより、全身の恒常性を維持する機能（ホメオスタシス）及び生体防御の機能を担っており、基幹脳の活性異常は、上記恒常性維持機能の破綻を導くことにより、高血圧、高脂血症、糖尿病などのメタボリック・シンドローム、ガン、脳血管障害、心臓疾患、花粉症やアトピー性皮膚炎などのアレルギーを含む免疫疾患など、現代社会において急激に増加している生活習慣病の発症と密接な関連をもっている。
【００８２】
さらに、図１９では、図１８において描出された基幹脳及び基幹脳ネットワーク全体の活性強度の変化と並行して変動する自発脳波の帯域成分を求めた。国際１０−２０法に従って頭皮上に配置した１２個の電極（Ｆｐ１，Ｆｐ２，Ｆ７，Ｆｚ，Ｆ８，Ｃ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）から計測した自発脳波を、δ帯域（２−４Ｈｚ）、θ帯域（４−８Ｈｚ）、α１帯域（８−１０Ｈｚ）、α２帯域（１０−１３Ｈｚ）、β帯域（１３−３０Ｈｚ）に分割し、電極毎に各帯域成分の電位（パワーの平方根）を算出し、どの電極から記録されたどの帯域成分の電位が、同時計測された領域脳血流から導いた上記基幹脳及び基幹脳ネットワークの活性強度の変化と相関するかを調べた。その結果、頭皮上の中心部・頭頂部・後頭部に設置した７電極（国際１０−２０法によるＣ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）から記録された脳波のα２帯域成分の電位が、図１８で示した基幹脳ネットワークの活性強度の変化と統計的有意に正の相関を示した。
【００８３】
図１９は図１５の装置により測定された実験結果であって、脳波α２帯域成分の電位と基幹脳及び基幹脳ネットワークの活性強度の変化との相関係数の頭皮上分布を示す図である。これらの結果に基づいて、基幹脳ネットワークの活性強度の変化と統計的有意に正の相関を示す中心部・頭頂部・後頭部７電極（国際１０−２０法によるＣ３，Ｃ４，Ｔ５，Ｐｚ，Ｔ６，Ｏ１，Ｏ２）から記録された脳波α２帯域成分の電位値を正規化して平均した値を深部脳活性指標（Ｄｅｅｐ  Ｂｒａｉｎ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  Ｉｎｄｅｘ：ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘ）と定義した。深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘは、大規模な装置を必要とする領域脳血流計測をおこなうことなしに、簡便に記録可能な脳波データに基づいて基幹脳及び基幹脳ネットワークの活性を反映する指標として使用することができる。
【００８４】
次いで、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動としての必須条件である超高周波成分を有し、自己相関秩序に関する第１の性質、第２の性質を満たす典型的な空気振動であるガムラン楽器音と、それを呈示された人間の脳波計測を用いて、人間の可聴域上限をこえる超高周波振動が「身体表面」で受容されて基幹脳活性化効果を導く実施例を以下に示す。
【００８５】
人間では、中耳にある耳小骨と内耳にある蝸牛内の基底膜の機械的特性とによって、２０ｋＨｚをこえる周波数の空気振動は、機械振動を神経活動に変換する有毛細胞にほとんど伝達されない。このことは、基幹脳活性化効果を導くために必須の自己相関秩序の特徴を備えた超高周波成分が人間に受容されるにあたり、人間の気導聴覚系以外のなんらかの受容応答系が関与していることを示唆している。
【００８６】
そこで、この実施例に係る実験では、基幹脳活性化効果が通常の気導聴覚系単独の応答であるのか、あるいはそれ以外の受容応答系が関与しているかについて検討するため、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動としての必須条件である超高周波成分を有し、自己相関秩序に関する第１の性質及び第２の性質を満たす典型的な空気振動であるガムラン楽器音の周波数成分を、２２ｋＨｚ以下の可聴域成分と２２ｋＨｚ以上の超高周波成分とに分割ろ波し、可聴域成分を気導聴覚系に呈示している条件下で、超高周波成分を気導聴覚系にのみ選択的に呈示し、あるいはその反対に、超高周波成分を気導聴覚系を除外したそれ以外の様々な振動受容系を含むであろう身体表面に呈示して、両者の間で基幹脳活性化効果の発生に差が生じるかどうか、差があった場合、それはどのような違いであるかについて比較検討することにした。
【００８７】
ここで、図２０は本実施形態で用いるイヤホン実験装置である振動発生装置の構成を示すブロック図である。図２０の実験装置において、８０ｄｂ／ｏｃｔの減衰率を有し、通過周波数帯域リップルが±１ｄＢである高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ）及び低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）３１１，３１２を用いて、２２ｋＨｚをクロスオーバー周波数として、それぞれのステレオ音源信号は可聴域成分と超高周波成分に分離ろ波され、両者は独立に増幅された後、イヤホン３３４，３３４及び／又はスピーカシステム３３０，３３０を介して、それぞれが別々にあるいは同時に呈示された。
【００８８】
図２０において、所定の信号源ディスク３００をプレイヤ３０１にセットしてガムラン楽器音の振動の信号データを再生する。当該信号データは前置増幅器３０２によりＤＡ変換されかつ増幅された後、左チャンネル回路３１０及び右チャンネル回路３２０の各高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ  ＨＰＦ）３１１及び各低域通過フィルタ（ローパスフィルタ  ＬＰＦ）３１２に入力される。左チャンネル回路３１０と右チャンネル回路３２０は高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ  ＨＰＦ）３１１と、各低域通過フィルタ（ローパスフィルタ  ＬＰＦ）３１２と、４個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４と、超高周波成分用のＨＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ａ及び可聴域成分用のＬＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ｂからなるイヤホン増幅器３１３と、超高周波成分用のＨＦＣチャンネル電力増幅器３１４ａ及び可聴域成分用のＬＦＣチャンネル電力増幅器３１４ｂからなる電力増幅器３１４とを備えて、互いに同様に構成される。両方のチャンネル回路３１３，３１４において、高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ）３１１から出力される超高周波成分（ＨＦＣ）の電気信号は、スイッチＳＷ１及びＨＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ａを介してイヤホン３３４のツィータイヤホン素子３３４ａに出力されるとともに、スイッチＳＷ３及びＨＦＣチャンネル電力増幅器３１４ａを介してスピーカシステム３３０のツィータ３３１に出力される。また、低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）３１２から出力される可聴域成分（ＬＦＣ）の電気信号は、スイッチＳＷ２及びＬＦＣチャンネルイヤホン増幅器３１３ｂを介してイヤホン３３４の可聴域再生用フルレンジイヤホン素子３３４ｂに出力されるとともに、スイッチＳＷ４及びＬＦＣチャンネル電力増幅器３１４ｂ及びスピーカシステム３３０の電力分配ネットワーク３３５を介して可聴域再生用フルレンジスピーカ３３２及びウーファ３３３に出力される。
【００８９】
ここで、１対のスピーカシステム３３０，３３０は聴取者３４０の左右の両脇に載置されるとともに、１対のイヤホン３３４，３３４は聴取者３４０の両耳の外耳道に挿入される。以下の実験条件に依存して、聴取者３４０の頭部３４１はフルフェースヘルメット３５０により実質的にその全体が被覆され、聴取者３４０の頭部３４１以外の実質的な全身は遮音性の音絶縁化全身コート３６０により実質的にその全体が被覆される。また、以下の実験条件に依存して、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４がオン又はオフされる。ここで、１対のスピーカシステム３３０，３３０は聴取者３４０の耳から２．０ｍの距離の位置に設置した。また、１対のイヤホン３３４，３３４は独自に開発したイヤーパッドのない挿入型のものを用いた。イヤホン３３４の耳道挿入部は、硬質プラスチックの射出成型による厚さ約２〜３ミリメートル程度の筐体構造を形成し、左右チャンネルとも超高周波成分（ＨＦＣ）用と可聴域成分（ＬＦＣ）用の２つの振動発生イヤホン素子３３４ａ，３３４ｂをそれぞれ有する。
【００９０】
脳波実験のそれぞれを４つのサブ実験から構成した。すなわち、この４つのサブ実験の実験条件は以下の通りである。
（１）可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両者をスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示する。
（２）可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）の両者をイヤホン３３４，３３４を介して呈示する。
（３）可聴域成分（ＬＦＣ）はイヤホン３３４，３３４を介して呈示し、超高周波成分はスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示する。
（４）可聴域成分（ＬＦＣ）はイヤホン３３４，３３４を介して呈示し、超高周波成分はスピーカシステム３３０，３３０を介して呈示するが、聴取者３４０の頭部３４１及び身体表面を超高周波成分（ＨＦＣ）に曝露しないよう、それらの部分を遮音材であるフルフェースヘルメット３５０及び音絶縁化全身コート３６０でカバーする。
【００９１】
上記すべてのサブ実験のそれぞれで２つの条件を比較した。すなわち可聴域成分（ＬＦＣ）と超高周波成分（ＨＦＣ）を同時に呈示するフルレンジ状態条件（以下、ＦＲＳ条件という。）と、可聴域成分（ＬＦＣ）のみを呈示するＬＦＣ単独条件である。すべての実験は音響遮音室の中で実施した。
【００９２】
それぞれの実験では、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件のそれぞれの条件について２試行ずつを数分の試行間間隔をあけ実施した。それぞれの試行において、ガムラン楽器音を４００秒間呈示した。脳波の測定方法及び深部脳活性指標ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの求め方については、図１８、図１９を参照して詳細前述した方法と同様である。
【００９３】
脳波の経時データは音呈示に対して明らかな遅延を示すため、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件の間の違いについての統計的評価は、全区間４００秒、後半２００秒間、最終１００秒に関して対応のあるｔ検定を用いて実施した。
【００９４】
次いで、実験結果について以下に説明する。図２１は、図２０のシステムにより測定された実験結果であって、各ケースのＤＢＡ−ｉｎｄｅｘを示すグラフであり、すべての聴取者を通じての平均値と標準誤差を示す。まず図２１の（ａ）に示すように、可聴域成分（ＬＦＣ）及び超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステム３３０，３３０を介して聴取者３４０に呈示した場合には、ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘはＦＲＳ条件下の値がＬＦＣ単独条件下の値に比較して有意に増大しており、基幹脳活性化効果が発生していることが確認された。ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの増加は、音呈示期間の後半になるに従ってより顕著となっていた。このことは基幹脳活性化効果の発現と消退に時間的な遅れを伴うとした本発明者らのこれまでの報告とよく一致している。
【００９５】
次に、図２１の（ｂ）に示すように、超高周波成分（ＨＦＣ）と可聴域成分（ＬＦＣ）の両者ともイヤホン３３４，３３４を経由して気導聴覚系だけに選択的に呈示されたときには、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件の間でＤＢＡ−ｉｎｄｅｘに差が認められず、基幹脳活性化効果の発現は見出されなかった。
【００９６】
それに対して、図２１の（ｃ）に示すように、可聴域成分（ＬＦＣ）をイヤホン３３４，３３４を経由して気導聴覚系だけに選択的に呈示した状態下で超高周波成分（ＨＦＣ）をスピーカシステム３３０，３３０を経由して全身に呈示したときには、ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘはＦＲＳ条件でＬＦＣ単独条件に比較して有意に増大しており、基幹脳活性化効果が発生していることが確認された。この場合も、図２１の（ａ）に示したのと同じように、ＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの増加は、音呈示期間の後半になるに従ってより顕著となっていた。
【００９７】
さらに、図２１の（ｄ）に示すように、同じ設定の実験において、スピーカシステム３３０，３３０を介して送り出された超高周波成分（ＨＦＣ）を聴取者の身体に達する直前の位置に防音材料を置いて高度に減弱させ、その身体表面への到達を妨げると、ＦＲＳ条件とＬＦＣ単独条件との間におけるＤＢＡ−ｉｎｄｅｘの差は統計的有意性を示さなくなり、基幹脳活性化効果の発現は顕著に抑制された。
【００９８】
以上の知見を統括すると、必須条件としての超高周波成分を有し、かつ自己相関秩序に関する第１の性質又は第２の性質を満たす振動が人間に導く基幹脳活性化効果は、気導聴覚系が単独でその発生に関与しているのではなく、身体表面上に所在しあるいは窓口をもつ何らかの受容応答系がかかわっていることを示唆している。
【００９９】
次いで、実在する物体を用いて基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生する装置の例について以下説明する。上述のように可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに上述した所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を示す。まず、実在する物体（気体、液体、固体）を用いて上記所定の振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を述べ、続いて、電気や光などの振動信号から上記所定の振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を述べる。
【０１００】
人間の遺伝子が進化により形成された環境の最も有力な候補である熱帯雨林の自然環境音には、図１、図３、図４、図８、図９に示すように、人間の可聴周波数上限である20kHzを大きく上回り、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分が豊富に含まれているのに対して、現代人が生活する都市の環境音には、こうした超高周波成分がほとんど含まれておらず、基幹脳活性化効果を導かないばかりか、暗騒音下に比べて基幹脳の活性を低下させる可能性がある（図９０，図１７参照）。基幹脳並びにそこから脳全体に投射される神経ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性異常は、さまざまな精神と行動の異常を導くとともに、全身の恒常性維持機能及び生体防御機能の破綻を導くことにより、現在急激に増加している生活習慣病をはじめとする現代病の発症と密接な関連をもっている。従って、精神と行動の異常や生活習慣病などが現代都市において特異的かつ急速に増加していることに注目すると、その原因のひとつが、現代都市の音環境が、人間の遺伝子が進化的に形成された環境の最有力な候補である熱帯雨林の環境音の特徴と大きく乖離し、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分をほとんど含まないことにある可能性が大きい。
【０１０１】
この問題を解決するために、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することが可能な振動発生装置を、都市空間をはじめさまざまな空間の中に設置し、ハイパーソニック・サウンドを発生させて人間に呈示することはきわめて有効である。また、実在する物体を用いてハイパーソニック・サウンドを発生させた場合、トランスデューサを用いて、その場で発生された振動を電気信号に変換し記録してもよい。それによって、ハイパーソニック・サウンドをパッケージメディアに記録・再生したり、通信や放送を介して配信したりすることが可能になり、実在する物体を用いた振動発生装置と同じ空間に居なくても、より多くの人間がハイパーソニック・サウンドを受容する機会が増加する。ハイパーソニック・サウンドを豊富に受容することによって、基幹脳活性化効果が導かれ、現代人が直面する心身の健康面での問題を解決することが期待できる。
【０１０２】
まず、実在する物体（気体、液体、固体）を用いてハイパーソニック・サウンドを発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例を述べる。
図２２及〜図２８は、障害物に衝突させながら液体を流すことによって、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例である。水音は、図１、図４、図８及び図１０に示したように、可聴域成分と超高周波成分並びに自己相関秩序に関する第１の性質と第２の性質とをあわせもち、基幹脳活性化効果を導くことができる振動である。下記装置例では、水流をはじめとする液流を設定された障害物に衝突させることにより、所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含む振動を発生させる。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上する効果が得られる。
【０１０３】
図２２は本実施形態に係る、水流などの液流を用いて、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例を示す斜視図及び断面図である。図２２において、位置及び突起寸法が可変である突起などの障害構造物を１つ以上有し、水平面に対して０度をこえ９０度以下の角度をつけた位置に設定できる平板１７０の構造物と、その平板１７０の表面に水などの液体を流下させる液流発生装置１７１及びこのシステムに液体を流下させた時に発生する振動を電気信号に変換するトランスデューサ１７３，１７４，１７５から構成される振動発生装置である。
【０１０４】
上記平板１７０の構造物の上部に位置する液流発生装置１７１から流出された液体は、上記平板１７０の構造物の表面を流下する過程で、平板１７０上に設定された突起物１７２に衝突したり、突起物１７２を乗り越えたり、突起物１７２を迂回して流れ、あるいは飛沫となってはね飛びつつ流下する。そのとき上記液体は所定の自己相関秩序を有する超高周波成分を含むがゆえに基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する。こうして発生した空気振動や液体の振動を電気信号に変換することによって、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の信号を得ることができる。上記液流発生装置１７１は、液体の単位時間流量やその変動を制御して、効果的に基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させる。例えば、突起物１７２の高さをアクチュエータ１７６により制御可能に構成している。また、液流の障害物とする突起物１７２は、図２３の変形例（断面図）に示すごとく種々の形状の突起物１７２ａ〜１７２ｉに示した例をはじめとして、板形以外の形状をとってもよく、それらを混在させても良い。また、板面に対して突起物１７２を回転させることにより、ぶつかった液体が効果的に振動する向きを設定することができる。なお、突起物１７２を回転させる軸は、板面に対して垂直、水平、斜めでもよい。なお、図２２の変形例に係る液流発生機構１７１ａに示すように、複数のノズルを設置してそれらを個別に制御することによって液体を流出させるノズル位置やその単位時間流量を制御することもできる。
【０１０５】
図２４は本実施形態に係る、突起物の位置制御をシステム化し、相互連関させて行う例を示す斜視図である。すなわち図２４は、図２２に示した振動発生装置における液流の障害物とする突起物の位置制御機構の変形例である。図２４において、上記突起物１７２は、上下あるいは左右に隣接する突起物の張り出し方を変化させ、特定の位置関係をもたせることにより、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を効果的に発生させることが可能である。図２４は、そうした効果的な組み合わせを維持したまま、複数の突起物からなるグループをまとめて位置制御する例である。また、突起物１７２の高さをアクチュエータ１７６により制御可能に構成している。
【０１０６】
図２５は本実施形態に係る、液流の障害物とする突起物の配置が規則的ではない例を示す斜視図である。図２２では突起物１７２を規則的に整然と配置しており、その結果、液流の流路は整然としたものとなり、それぞれの流路に流れる液量も互いに対応する間で均等になって、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）は板全面から比較的均質に発生する。一方、図２５では、突起物１７２を不規則に配置することによって、流路が不均質に分布するようになり、それぞれの流路の流量にも変化が生じる。その結果、基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）の空間分布並びに液中分布に偏りが生じるので、これを活用して振動信号を電気信号に変換する際に効果的なマルチチャンネル収録を行うことが可能になる。また、このとき、電気信号へのトランスデューサをある流路の直近から別の流路の直近に移動させることなどにより、その移動過程で、同じ流路での流量変化では生じえない類のダイナミックな変動を振動信号に加えることができる。
【０１０７】
図２６は本実施形態に係る、液流の障害物とする突起物の構造が山状（例えば深さ可変型円形凸部１７８）あるいはくぼみ状（例えば高さ可変型円形凹部１７７）である例を示す斜視図及び断面図である。すなわち、図２６は、図２２に示した振動発生装置において液流の障害物となる構造物のもつ形状の変形例である。図２６において、凸部１７８の高さあるいは凹部１７７の高さは可変である。なお、凸部１７８及び凹部１７７において、複数の形状をもった構造が混在していてもよい。
【０１０８】
図２７は本実施形態に係る、液流の障害物とする突起構造が不規則な形状で不規則に配置した例を示す斜視図である。図２２では、板状の単純な形状をもつ突起物１７２を整然と規則的に配列している。一方、図２７では、自然石のような複雑な形状をもつ突起物１７９を不規則に配置している。これにより、山野などに実在する複雑な流路と障害構造物をもつ水流を制御された形で模した水流を発生させ、それによって基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させることができる。
【０１０９】
図２８は本実施形態に係る、水流などの液流を用いて、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例（水平経路）を示す斜視図及び床面断面図である。すなわち図２８は、図２２に示した振動発生装置において板状の構造の水平面に対する角度が０度かあるいは０度近くに設定した変形例である。図２８において、液体の水路２３０に複数回の折れ曲がりをもたせて入り組ませた構造をもち、その床面２３１に図２８の断面図に示したような複雑な凹凸構造をもつ。いずれの構造も、液体が流れる際に障害となり、それらの障害物に衝突させながら液体を流すことによって基幹脳活性化効果を導くことができる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させることができる。なお、液体が流れる水路２３０の折れ曲がり角度はここに示した９０度以外の角度でもよい。また、連続的なカーブを描いても良い。さらに、図２２、図２３、に示したような突起物１７２、図２６に示したような突起構造１７７，１７８、図２７に示したような突起構造１７９などの障害構造物を経路内の底面や壁面に配置してもよい。
【０１１０】
図２９は本実施形態に係る、水などの液体を落下させることにより、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例を示すブロック図である。図２９の装置は、水滴を連続して例えば球状の装置筐体２４０の内部に落下させる水滴発生器２４１と、落下した水滴の液体２４２が貯留する装置筐体２４０と、貯留した液体及び外壁から振動を電気信号に変換するトランスデューサ（又はマイクロホン）２４３，２４４，２４５と、それらの振動信号を加算して加算結果の振動信号を出力するオーディオミキサー２４６を有する。ここで、落下する物体は、水以外の液体であってもよいし、小石などの固体でもよい。貯留する液体は、水でもよいが水以外の液体でもよい。また、水滴発生器２４１は、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を効果的に発生させるように、水滴の大きさや落下頻度を調節することが可能であってもよい。また、液体面の上部の空間を囲む装置筐体２４０の外壁は、落下した物体が液体面に衝突することによって発生する音が当該外壁に囲まれた空間と共鳴するように、さまざまな形状及び材質、硬度、表面形状、体積を取りうる。自然にできた洞窟等を外壁として活用してもよい。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
【０１１１】
図３０は本実施形態に係る、間隙を通過する気流により、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置及び振動信号発生装置の例を示す斜視図である。すなわち、図３０は、さまざまな速度の気流が、さまざまな形状の間隙を通過する時に発生させる複雑な乱流などにより基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生させる振動発生装置の例である。図３０の装置は、プロペラ状の回転翼や圧縮空気を解放することによって気流を発生させる圧縮空気発生器２５６と、それに連結された直方体形状の装置筐体２５０と、その内部を区切る間仕切り板２５１〜２５５とを備えて構成される。ここで、回転翼の回転速度や圧縮空気の解放口の大きさを変化させることにより気流の速度を制御する装置と、さまざまな形状と大きさをもった複数の間隙を気流が通過する装置と、矢印２５７〜２５９のごとく間隙の位置を変化させる装置とを有してもよい。この振動発生装置から発生した空気振動と共鳴することにより、上記性質の条件を満たす空気振動を増幅して発生する機能をもった共鳴箱や共鳴管などの装置を有していてもよい。さらに、この装置により発生した振動を、上記気流が通過するそれぞれの間隙を形作る間仕切りの近傍の空間や流路の外壁などから取り出して電気信号に変換することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を電気信号として発生する機構を有していてもよい。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
【０１１２】
図３１は本実施形態に係る、金属片を弾くことにより、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例を示す側面図である。図３１において、例えば鉄や銅などでつくられたストリップ形状の金属片２６０の一端を固定し、他端を回転する円筒部材２６１の外部表面に固定された金属などの突起物２６２を用いて弾くことにより基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生する。この振動発生装置から発生した空気振動と共鳴することにより、上記性質の条件を満たす空気振動を増幅して発生する機能をもった共鳴箱や共鳴管などの装置を有していてもよい。また、この装置により発生した振動を電気信号に変換することにより、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を電気信号として発生する機構を有していてもよい。また、弾かれる側の金属片２６０は複数合ってもよく、また金属片２６０の材料の種類は、鉄、銅、金、銀、青銅、真鍮、チタン、マグネシウム、ジルコニウムなどの自己相関秩序構造をもった振動を発生させるのに適した物性をもつ金属及び合金類でもよい。弾く側の突起物２６２は、上記の金属や合金類以外にも、プラスチックやセラミックスなど、自己相関秩序構造をもった振動を発生させるのに適した物性をもつものでもよい。また、弾く側の突起物２６２を、円筒でなく例えば回転する円盤や移動する平面などに付着してもよい。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
【０１１３】
次いで、振動信号から基幹脳活性化効果を導くことのできる振動を発生する装置の例について以下説明する。ここで、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する振動発生装置の例のうち、電気や光などの振動信号から上記所定の振動を発生する振動発生装置の例を以下説明する。
【０１１４】
まず、単一の振動信号から単一の振動発生機構を介して基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）を発生する装置の例について以下説明する。
【０１１５】
図３２は本実施形態に係る、入力信号を振動信号増幅器で増幅し振動発生機構から振動を発生する装置のブロック図である。図３２において、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し、基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の入力信号は、振動信号増幅器７０に入力されて電力増幅された後、増幅された振動信号がスピーカ７１から空気振動に変換されて放射される。このようにして可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序の特徴をもつ振動を発生することにより、人間における快と美と感動の反応の発生を司る脳の報酬系神経回路と、全身の恒常性維持と生体防御を司る自律神経系、内分泌系、免疫系の中枢とを含む基幹脳並びに基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）の活性化を導き、その結果、美的感受性を増強し、身体の状態を改善向上させる効果が得られる。
【０１１６】
なお、図３２に示す装置に入力される信号は、放送受信機、インターネット回線や電話回線などから配信・配布される信号の受信機、シンセサイザなどの振動信号合成装置などから入力される信号、あるいは固体・液体・気体などの振動をトランスデューサによって電気変動に変換されて入力される信号であってもよい。さらに、スピーカ７１は、固体振動や液体振動を発するトランスデューサであってもよい。
【０１１７】
図３３は本実施形態に係る、振動信号記録再生装置を用いて再生した振動信号を振動信号増幅器で増幅してスピーカから振動を発生する装置のブロック図である。図３３において、可聴域成分及び超高周波成分を含むとともに所定の自己相関秩序を有し基幹脳活性化効果を導くことのできる振動（ハイパーソニック・サウンド）の電気信号は、ブルーレイディスクをはじめとする光ディスクなどの記録媒体を含む各種のメモリに予め記録された後、記録されたその電気信号が振動信号記録再生装置７２により再生される。次いで、再生された基幹脳活性化効果を導くことのできる振動の電気信号は振動信号増幅器７０に入力されて電力増幅された後、増幅された振動信号がスピーカ７１から空気振動に変換されて放射される。
【０１１８】
以上は、スピーカに入力される信号を変換して実際の振動を発生させる方法であり、この場合、スピーカに対して入力される振動信号の段階で超高周波成分が欠乏した状態にあると、聴取者はハイパーソニック・サウンドを受容できないという問題がある。
この問題の解決方法として、スピーカシステムそれ自体に独立した振動発生機能を与え、何らかの機器に接続するだけで、あるいは単独で、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の振動を発生する機能をもたせる。
【０１１９】
具体的な方法について、図９１にスピーカシステムの振動発生装置３７０の一例を示す。振動源としては、ハイパーソニック・サウンドもしくはその超高周波成分の信号を蓄積しておくメモリ３７５、及びその信号でスピーカもしくは超高周波振動発生素子を駆動するアンプユニット３７６及び電源ユニット３７７等の付帯装置を、スピーカシステムそれ自体に装備する。また、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分をスピーカシステム内部で生成する装置を内蔵してもよい。
【０１２０】
振動発生機構としては、スピーカそのものの振動発生機構を用いて、所定の自己相関秩序をもつ超高周波成分を含む振動を発生させるほかに、下記のような手段もある。スピーカシステム内部に振動発生機能を内蔵し、筐体等そのものを振動させる。あるいは、筐体等に超高周波振動発生素子３７２，３７３を装備（埋め込み、貼り付け、巻き付けなど）する。また、筐体等の外側をピエゾプラスチックなどの素材で被覆する。さらに、超高周波振動発生素子３７２，３７３を接続して振動を発生させる。また、機器とスピーカシステムを接続するケーブル３７４に超高周波振動発生素子を装備することもできる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
これらによって、聴取者は、超高周波帯域の振動信号を発生する機能をもたない機器にスピーカを接続して使用したとしても、ハイパーソニック・サウンドを受容することが可能になり、その基幹脳活性低下を防ぎ安全性を確保できることはもとより、基幹脳及び基幹脳ネットワーク（基幹脳ネットワーク系）を活性化させることを通じて、心身の状態を改善向上させる積極的な効果が得られる。
【０１２３】
第２の実施形態．
図３４は本発明の第２の実施形態に係る、携帯型プレイヤ５０１の外観を示す斜視図である。本実施形態において、第１の実施形態で定義した自己相関秩序の性質を有してハイパーソニック・エフェクトを導くことができるハイパーソニック・サウンド信号を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上記ハイパーソニック・サウンド信号を含む信号であり、ＨＤ信号は、上記ハイパーソニック・サウンド信号を含まない信号である。
【０１２４】
図３４において、携帯型プレイヤ５０１には、その正面に液晶ディスプレイ５５２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５０２が設けられる。また、携帯型プレイヤ５０１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５０８Ａが設けられ、その正面の下側には、モニタ用マイクロホン５０９が設けられる。また、携帯型プレイヤ５０１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５０４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５０３が接続され、ここで、ケーブル５０４の外側被覆にはケーブル５０４に接続されて振動を発生する外付アクチュエータ５０４Ａ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５０５を介して、人間であるユーザ５０７に装着され可聴域音信号を再生するイヤホン５０６が接続され、ここで、ケーブル５０５の外側被覆にはケーブル５０５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５０５Ａが形成される。ここで、アクチュエータ５０２〜５０５はＨＳ信号又はＨＤ信号の振動を発生してユーザ５０７の体表面に対して放射する。
【０１２５】
図３５は図３４の携帯型プレイヤの構成を示すブロック図である。
【０１２６】
図３５において、ＨＳ信号メモリ５１２は、第１の実施形態で定義した自己相関秩序の性質を有するＨＳ信号のデータを予め記憶し、コントローラ５１０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５１３に出力する。Ｄ／Ａ変換器５１３は入力されるＨＳ信号をＤ／Ａ変換してＶＣＡ回路５２０に出力する。
【０１２７】
携帯電話無線通信回路５１４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５１４Ａ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５１６を介してストリーミング信号としてＤ／Ａ変換器５１７を介してＶＣＡ回路５２０に出力するとともに、低域通過フィルタ５３１を介して可聴域音信号のみをミキサ回路５４０に出力する。また、携帯電話無線通信回路５１４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５１８に出力して格納し、必要に応じて、コントローラ５１０からの指示信号に応答して、その信号を信号メモリ５１８から読み出してダウンロード信号としてＤ／Ａ変換器５１９を介してＶＣＡ回路５２０に出力するとともに、低域通過フィルタ５３１を介して可聴域音信号のみをミキサ回路５４０に出力する。
【０１２８】
ＷｉＦｉ無線通信回路５１５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５１５Ａ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５１６を介してストリーミング信号としてＤ／Ａ変換器５１７を介してＶＣＡ回路５２０に出力するとともに、低域通過フィルタ５３２を介して可聴域音信号のみをミキサ回路５４０に出力する。また、ＷｉＦｉ無線通信回路５１５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５１８に出力して格納し、必要に応じて、コントローラ５１０からの指示信号に応答して、その信号を信号メモリ５１８から読み出してダウンロード信号としてＤ／Ａ変換器５１９を介してＶＣＡ回路５２０に出力するとともに、低域通過フィルタ５３２を介して可聴域音信号のみをミキサ回路５４０に出力する。なお、低域通過フィルタ５３１，５３２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。
【０１２９】
なお、Ｄ／Ａ変換器５１３、５１７及び５１９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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
さらに、ＨＳ信号メモリ５１２及び信号メモリ５１８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５１８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。
【０１３２】
マイクロホン５０９は当該携帯型プレイヤ５０１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５１１を介してＨＳ信号レベル検出回路５６１に出力する。ＨＳ信号レベル検出回路５６１は入力されるモニタ信号のうち、第１の実施形態で定義した自己相関秩序の性質に基づいて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５１０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。
【０１３３】
ＶＣＡ回路５２０は、入力される各信号を混合し、コントローラ５１０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５６０に出力するとともに、信号増幅器５２４を介して内蔵アクチュエータ５０２及び外付アクチュエータ５０３，５０４，５０５に出力する。ＨＳ信号判別回路５６０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、第１の実施形態で定義した自己相関秩序の性質に基づいて判別し、判別結果を示す判別信号をコントローラ５１０に出力する。なお、ＶＣＡ回路５２０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５１０に出力する。
【０１３４】
ミキサ回路５４０は、入力される各可聴域音信号を混合して信号増幅器５４１を介してイヤホン５０６、内蔵スピーカ５０８Ａ及び外付スピーカ５０８Ｂ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５０７の聴覚系の耳に放射してユーザ５０７に聞かせることができる。
【０１３５】
コントローラ５１０には、ユーザ５０７が操作指示及び動作指示を入力するためのキーボード５５１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５５２と、ＵＳＢインターフェース５５３とが接続される。ここで、ＵＳＢインターフェース５５３には、ＵＳＢ外部機器５５４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５５４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５５４からＵＳＢインターフェース５５３及びコントローラ５１０を介してＨＳ信号メモリ５１２又は信号メモリ５１８に格納することもできる。
【０１３６】
コントローラ５１０は、当該携帯型プレイヤ５０１内の各回路５１４，５１５，５１２，５１８，５２０，５４０の動作を制御する。ここで、コントローラ５１０は、ＨＳ信号判別回路５６０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５１２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５１３を介してＶＣＡ回路５２０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５１８に格納されているときに、信号メモリ５１８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５１９を介してＶＣＡ回路５２０に出力する。
これにより、例えばイヤホン５０６などを用いて可聴域信号音をユーザ５０７の聴覚系の耳に放射しながら、ＶＣＡ回路５２０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５０２〜５０５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５０７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・エフェクトを導くことができる。
【０１３７】
また、コントローラ５１０は、例えばイヤホン５０６などを用いて可聴域信号音をユーザ５０７の聴覚系の耳に放射しながら、ＨＳ信号レベル検出回路５６１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・エフェクトを導くことができない状態のとき）、ＶＣＡ回路５２０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５２０を制御する。これにより、ＶＣＡ回路５２０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５０２〜５０５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５０７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・エフェクトを導くことができる。
【０１３８】
さらに、コントローラ５１０は、ＶＣＡ回路５２０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。
【０１３９】
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５０６などを用いて可聴域信号音をユーザ５０７の聴覚系の耳に放射しながら、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動を再生してユーザ５０７の体表面に呈示する携帯型プレイヤを提供できる。
（２）ＨＳ信号判別回路５６０によりアクチュエータ５０２〜５０５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５１２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・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５０７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５６１によりアクチュエータ５０２〜５０５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５２０を制御するので、ハイパーソニック・エフェクトを導くことができる振動を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。
【０１４０】
以上の実施形態においては、携帯型プレイ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。
【０１４１】
以上の実施形態においては、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イ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。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
以上詳述したように、本発明によれば、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・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・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。
【符号の説明】
【０１４３】
５０１…携帯型プレイヤ、
５０２…内蔵アクチュエータ、
５０３，５０４，５０５…外付アクチュエータ、
５０６…イヤホン、
５０７…ユーザ、
５０８Ａ…内蔵スピーカ、
５０８Ｂ…外付スピーカ、
５０９…マイクロホン、
５１０…コントローラ、
５１１…信号増幅器、
５１２…ＨＳ信号、
５１３…Ｄ／Ａ変換器、
５１４…携帯電話無線通信回路、
５１４Ａ…アンテナ、
５１５…ＷｉＦｉ無線通信回路、
５１５Ａ…アンテナ、
５１６…信号レジスタ、
５１７…Ｄ／Ａ変換器、
５１８…信号メモリ、
５１９…Ｄ／Ａ変換器、
５２０…ＶＣＡ回路、
５３１，５３２…低域通過フィルタ、
５４０…ミキサ回路、
５４１…信号増幅器、
５５１…キーボード、
５５２…液晶ディスプレイ、
５５３…ＵＳＢインターフェース、
５５４…ＵＳＢ外部機器、
５６０…ＨＳ信号判別回路、
５６１…ＨＳ信号レベル検出回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図１９】
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