(57)【要約】【課題】可聴周波数範囲を超える少なくとも１つ以上の特定周波数の音波の音圧あるいは風量を非定常に発生させて人に印加し、快適感の向上やストレスの低減を図ることを目的としたものである。【解決手段】可聴周波数範囲を超える音波を発生可能な音波発生手段より、少なくとも１つ以上の特定の単一周波数の音波の音圧を非定常に発生させ、また風量は音圧に連動させて人に印加することを特徴とする環境制御装置。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴周波数範囲を超える音波を発生可能な音波発生手段を備え、前記音波発生手段が少なくとも１つ以上の特定単一周波数の音波の音圧を非定常に発生させることを特徴とする環境制御装置。
【請求項２】
前記音波発生手段が特定の周波数帯域の音波を発生させることを特徴とした請求項１記載の環境制御装置。
【請求項３】
前記音圧変化は１／ｆゆらぎになっていることを特徴とした請求項１または２記載の環境制御装置。
【請求項４】
送風機を具備し、前記送風機の風量が音圧の非定常変化と同様の増減変化をすることを特徴とする請求項１から３記載の環境制御装置。
【請求項５】
送風機と前記送風機から排出される風の風向を変化させる手段を具備し、その風向変化が前記音圧の非定常変化に合わせた変化をすることを特徴とする請求項１から４記載の環境制御装置。
【請求項６】
前記特定単一周波数は４０ｋＨｚであることを特徴とする請求項１、３から５記載の環境制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人周囲の環境を制御し快適感の向上やストレスを低減する環境制御機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のシステムは、可聴周波数範囲および可聴周波数範囲を超える音波を発生させ脳血流を増大させ心身の状態を改善向上させ人をリラックスさせるということを行っていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３１３６１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、可聴周波数範囲の音波が含まれているため、可聴周波数範囲を超える音波によりストレスを低減させていても、可聴周波数範囲の音波の内容に嗜好性がある場合、たとえば好みでない可聴周波数範囲の音波に曝されればストレスを低減の効果が少なくなってしてしまうという課題を有していた。
【０００５】
また人を取り巻く環境は音だけではなく、人は常に五感を働かせているものであり、特に皮膚表面に感じる触感は人が快適性を保持するための重要な要素であると同時に人が居室内にいる場合には人工的に温熱環境をコントロールして快適性を向上させる必要がある。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、可聴周波数範囲を超える音波のみを音圧を非定常に発生させ、それを人に印加することにより、快適性の向上を図ることを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明は、可聴周波数範囲を超える音波を発生可能な音波発生手段を備え、前記音波発生手段が少なくとも１つ以上の特定単一周波数の音波の音圧を非定常に発生させるものであり、これによって空間内に非定常の振動刺激を与えることができる。
【０００８】
また本発明は、前記音波発生手段が特定の周波数帯域の音波の音圧を非定常に発生させるものであり、これにより空間内にさらに大きい非定常の振動刺激が与えることができる。
【０００９】
また本発明は、前記音圧変化が１／ｆゆらぎになっている音波を発生させるものであり、自然環境に近い刺激を空間内に再現することができる。
【００１０】
また本発明は、送風機を具備し、前記送風機の風量が音圧の非定常変化と同様の増減変化をするものであり、音刺激のみならず、空気の圧力変動を空間内に与えることができる。
【００１１】
また本発明は、送風機と前記送風機から排出される風の風向を変化させる手段を具備し、その風向変化が音圧の非定常変化に合わせた変化をするものであり、音刺激のみならず、空気の圧力変動を位置変化させることができる。
【００１２】
また本発明は、前記非定常に発生する音圧の特定単一周波数が４０ｋＨｚであり、簡便な装置により空間内に非定常の振動刺激を与えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に基づく環境制御装置の構成の一例を示す。
【００１５】
図１において、１は音波発生手段、２は環境制御装置、１０１は音波信号である。
【００１６】
また図２は音波発生手段１の構成の一例を示している。ここで、音波発生手段１は、音源１１と、音源１１から出力された音信号の音圧に変動を与える増幅器１２と、増幅器１２から出力された音圧を空間に伝達させる発生器１３とから成り、音源１１は様々な周波数の音を発生させることができる信号発生器や信号発生回路、あるいはあらかじめ出力したい音を録音しておいた記録装置などである。
【００１７】
増幅器１２は、音源１１から出力された音信号を自在に増減できるものであり、その動作は増幅器１２への動作を指示するプログラムや電気回路による制御信号によって制御される。例えば全くランダムな非定常音圧を与えたければ乱数発生プログラムを使用して増幅器１２に指示を与えれば良く、また音圧変動に１／ｆゆらぎの特徴を与えたければ１／ｆゆらぎ発生用のプログラムを使用すれば良い。またこれらのプログラムは電気回路によっても代用が可能である。
【００１８】
また発生器１３は例えばツイータやスピーカであり、可聴周波数範囲を超える音波を発生可能なものであれば、その種類については何ら限定しない。
【００１９】
以上のような構成において、以下その動作について説明する。近年、人の耳に聞こえない音の影響が指摘されており、人の可聴周波数範囲を超える超音波（例えば２０ｋＨｚ以上の高周波成分）が人の快適感の向上に効果的であることがわかってきた。
【００２０】
本発明は上記に基づく環境制御装置２であり、音波発生手段１では可聴周波数範囲を超える特定の周波数の音波を非定常の音波信号１０１として人に印加する。
【００２１】
音波信号１０１を印加された人は、無意識下において音の非定常の振動の影響を受け、次第に快適感が向上してくる。
【００２２】
次に図３、４、５、６において、本発明に基づく音波発生手段１から発生させた音波信号１０１の例を示す。
【００２３】
音波信号１０１は可聴周波数範囲を超える少なくとも１つ以上の特定の周波数の音波である。すなわち、人には聞こえないとされる例えば２０ｋＨｚ以上の少なくとも１つ以上の特定の周波数の音波であり、音波信号１０１は図３に示すように、２０ｋＨｚ＋Ｘｎ（Ｘｎ≧０、ｎ≧１）のところに複数のピークがあるような音波である。
【００２４】
また、音波信号１０１は図４に示すように、２０ｋＨｚ＋Ｘａ（Ｘａ≧０）から２０ｋＨｚ＋Ｘｂ（Ｘｂ≧０）（Ｘｂ≧Ｘａ≧０）の幅でピークがあるような音波である。
【００２５】
また、図５は自然環境の音波である波の音波であるが、音波信号１０１は図６に示すように、例えば波の音波の可聴周波数範囲を超えた部分のみの音波を模擬したような音波である。なお、自然環境の音波はその他、小川のせせらぎ、森林の音波、小鳥のさえずりなど自然環境の音波であれば限定されない。
【００２６】
図７には以上のような周波数特性をもった音が時間変化する例を示している。例えば図３に示したような特定の周波数の音圧が時間の推移とともに変化していく様子である。特定の周波数には変化がなく音圧のみ増減するものである。図７ではランダム変化をしている様子を表したが、１／ｆゆらぎ変化をしている場合もあり、非定常変化するものならばその種類は問わない。
【００２７】
図８には音波発生手段１によって超音波を呈示した場合の呈示前後での被験者の申告結果を表している。この場合、被験者は音の呈示後には快適性の向上やストレス低減を申告しており、統計処理を行うとその差は危険率５％未満で有意性のある結果となっていることがわかった。
【００２８】
上記のように、可聴周波数範囲を超える音波を発生可能な音波発生手段１により、さまざまな特定の周波数の音波を非定常の音波信号１０１として発生させ、人に印加させることにより、快適性が向上し、ストレスの低減を図ることができる環境制御装置２を提供することができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明に基づく環境制御装置の構成の一例を示す。
【００３０】
図９において、３は送風手段である。送風手段３は例えば扇風機、空気清浄器、エアコンなど空気調和機やファンヒータ等に具備されているものであり、空気浄化や温熱環境改善のための装置の一部であればその種類については何ら限定しない。
【００３１】
また送風手段３は回転制御手段３１によりその風量を自由に変化させることができる。回転制御手段３１は例えば制御プログラムにより制御することができる。そして風量を制御した変動風３０１が環境制御装置２から放出されるようになっている。
【００３２】
図９のような環境制御装置２において、図２に示したような音波発生手段１を構成している増幅器１２へ作用する制御信号と図９に示したような回転制御手段３１を同一の非定常変化をするプログラムによって変化させると、可聴周波数以上の音の音圧および送風手段３からの風量が同じように非定常に変化する。
【００３３】
このような構成により人は音に関しては認識できないものの、風量変化は認識できるようになり、その環境変化を意識することができる。その時の風量変化は温熱的に快適な範囲内で制御したり、空気浄化のために清々しいと感じられる制御にすれば人にとって煩わしさは感じられない。
【００３４】
そればかりではなく風量変化を意識することによってさらに快適感の向上が得られることがわかっている。実施例１と同様に音と風の呈示前後で被験者に申告してもらったところ、さらに快適性の向上やストレス低減が図られることがわかった。これは単なる音圧変化や風量変化のみの快適性向上よりその度合いが高まっており、相乗効果があると判断できる。
【００３５】
上記のように、可聴周波数範囲を超える音波を発生可能な音波発生手段１により様々な特定の周波数を非定常の音波信号１０１として発生させ、さらに送風手段３から非定常の風量を変動風３０１として双方を同一制御にして人に印加させることにより、快適性が向上し、ストレスの低減を図ることができる環境制御装置２を提供することができる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明に基づく環境制御装置の構成の一例を示す。
【００３７】
図１０において、３は送風手段である。送風手段３は例えば扇風機、空気清浄器、エアコンなど空気調和機やファンヒータ等に具備されているものであり、空気浄化や温熱環境改善のための装置の一部であればその種類については何ら限定しない。
【００３８】
また送風手段３は風向変更手段３２によりその風向を自由に変化させることができる。風向変更手段３２は例えば可動ルーバによるもの、送風機軸のスィングによるものなどでありその種類は問わない。またこれら風向変更手段３２は制御プログラムにより制御でき、風向が変化した変向風３０２が環境制御装置から放出されるようになっている。
【００３９】
図１０のような環境制御装置２において、図２に示したような音波発生手段１を構成している増幅器１２を制御する制御信号と図１０に示したような風向変向手段３２を同一の非定常変化をするプログラムによって変化させると、可聴周波数以上の音の音圧および送風手段３からの風向が同じように非定常に変化する。
【００４０】
人の体は立体的なものであり、風向が変化すると全身でその変化を認識するようになる。そのためこのような構成により音に関しては認識できないものの、風向変化は認識できるようになり、その環境変化を意識することができる。その時の風向変化は温熱的に快適な範囲内で制御したり、空気浄化のために清々しいと感じられる制御にすれば人にとって煩わしさは感じられない。
【００４１】
そればかりではなく風向変化を意識することによってさらに快適感の向上が得られることがわかっている。実施例１や２と同様に音と風の呈示前後で被験者に申告してもらったところ、快適性の向上やストレス低減が図られることがわかった。これは単なる音圧変化や風向変化のみの快適性向上より度合いが高まっており、実施例２同様に相乗効果があると判断できる。
【００４２】
（第４の実施の形態）
図１１は、本発明に基づく環境制御装置の構成の一例を示す。
【００４３】
図１１において１は音波発生手段、２は環境制御装置、１０１は音波信号であり、音波発生手段１は音源１１ａと増幅器１２、発生器１３ａとから構成される。また３は送風手段、３１は風量を変化させることができる回転制御手段であり、３０１は変動風となっている。実施例１と２に示したものと同一の番号を付したものについてはその説明は省略する。
【００４４】
ここで音源１１ａは４０ｋＨｚの音を発生させる信号発生器であり、簡単なプログラムまたは回路により構成可能である。また発生器１３ａは単一周波数、この場合は４０ｋＨｚに共振周波数を持つ圧電素子であり、安価にシステムを構築することができる。
【００４５】
このように構成された環境制御装置から出力された音波信号１０１と変動風３０１によっても快適性の向上やストレス低減の効果は他の構成の場合と比較して充分に認められることがわかっている。
【００４６】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、可聴周波数範囲を超える少なくとも１つ以上の特定の周波数の音波の音圧を非定常に人に印加させることにより、快適感の向上とストレスを低減させることができる、という効果を奏する。
【００４７】
また可聴周波数範囲を超える特定の周波数帯域の音波の音圧を非定常に人に印加させることにより、より大きい刺激を与え、快適感の向上とストレスを低減させることができる、という効果を奏する。
【００４８】
また可聴周波数範囲を超える少なくとも１つ以上の特定の周波数の音波の音圧変化が１／ｆゆらぎになって人に印加されるものであり、自然環境に近い音で人はさらに快適感の向上とストレスを低減させることができる、という効果を奏する。
【００４９】
また可聴周波数範囲を超える少なくとも１つ以上の特定の周波数の音波の音圧を非定常に人に印加させるとともに送風機によって風量の増減変化を音圧変化と同様な非定常変化をさせて人に印加させることにより、好ましい環境変化を人に意識させながら快適感の向上とストレスを低減させることができる、という効果を奏する。
【００５０】
また可聴周波数範囲を超える少なくとも１つ以上の特定の周波数の音波の音圧を非定常に人に印加させるとともに送風機による風の風向変化を音圧変化と同様な非定常変化をさせて人に印加させることにより、好ましい環境変化を人に意識させながら快適感の向上とストレスを低減させることができる、という効果を奏する。
【００５１】
また、４０ｋＨｚの音を非定常に発生させ、さらに風量変化や風向変化を同様な非定常変化をさせてこれらを合わせて人に印加させることにより、簡便かつ安価なシステムで快適感の向上とストレスを低減させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施例１の環境制御装置の構成の一例を示す図
【図２】音波発生手段１の構成の一例を示す図
【図３】本発明に基づく可聴周波数範囲を超える少なくとも１つ以上の特定の周波数の音波の例を示す図
【図４】本発明に基づく可聴周波数範囲を超える特定の周波数帯域の音波の例を示す図
【図５】本発明に基づく自然環境の音波である波の音波の例を示す図
【図６】本発明に基づく、波の音波の可聴周波数範囲を超えた部分のみの音波を模擬した音波の例を示す図
【図７】本発明に基づく、音圧が時間変化する例を示す図
【図８】本発明に基づく音の呈示前後での被験者の申告結果を示す図
【図９】本発明に基づく実施例２の環境制御装置の構成の一例を示す図
【図１０】本発明に基づく実施例３の環境制御装置の構成の一例を示す図
【図１１】本発明に基づく実施例４の環境制御装置の構成の一例を示す図
【符号の説明】
１  音波発生手段
２  環境制御装置
３  送風手段
１１  音源
１１ａ  音源
１２  増幅器
１３  発生器
１３ａ  発生器
３１  回転制御手段
３２  風向制御手段
１０１  音波信号
３０１  変動風
３０２  変向風
【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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