(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のオーディオ音源信号を入力されて、その周波数帯域のうちの一部の周波数帯域を所定の周波数だけ遷移させた第２のオーディオ音源信号を発生させる周波数遷移部と、
前記周波数遷移部に接続されて前記第１のオーディオ音源信号及び第２のオーディオ音源信号に対応する第１のオーディオ出力信号及び第２のオーディオ出力信号を送出するオーディオ出力部と、
ユーザーの操作又は所定の設定により、前記一部の周波数帯域又は前記所定の周波数のうちの少なくとも一方を変化させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、誘導しようとする脳波ごとに、前記第１のオーディオ音源信号の周波数帯域のうち遷移する周波数帯域の下限を異ならせて設定し、
前記周波数遷移部は、前記遷移する周波数帯域の下限以上の一部の周波数帯域を前記所定の周波数だけ遷移させて前記第２のオーディオ音源信号を発生させる、バイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置。
【請求項２】
外部から入力されるオーディオ信号、又は前記脳波誘導オーディオ装置に格納されたオーディオデータからモノ音源としての前記第１のオーディオ音源信号を生成するモノ変換部を備えるが、
前記モノ音源は、前記オーディオ信号又はオーディオデータのステレオ成分のうちから選ばれるいずれか一方の音源であるか、又は前記ステレオ成分を混合して生成される音源である、請求項１に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置。
【請求項３】
前記外部から入力されるオーディオ信号をデジタルコードに変換するアナログ−デジタル変換器を更に備える、請求項２に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置。
【請求項４】
前記一部の周波数帯域は、５００〜６０００Ｈｚの周波数帯域から選ばれ、前記所定の周波数は、誘導しようとする脳波であり、アルファ波、ベーター波、シータ波又はデルタ波の周波数範囲のうちのいずれか一つの周波数範囲内の周波数である、請求項１に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置。
【請求項５】
前記制御部は、ユーザーの設定により、誘導しようとする脳波を設定し、目標とする前記脳波が誘導されるように脳波誘導順序を決める、請求項４に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置。
【請求項６】
ユーザーの頭に取り付けられて現在の脳波状態を感知する脳波センサーと、
ユーザーの心臓拍動数を感知する心拍センサーと、
を更に備え、
前記制御部は、前記脳波状態に応じて、順次に脳波が誘導されるように進行順序を設定し、前記心臓拍動数に応じて、前記第１及び第２のオーディオ音源信号の再生速度を変化させる、請求項５に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記脳波センサーにおいて感知したユーザーの現在の脳波状態から目標とする脳波状態への誘導順序が、脳波の周波数が高い状態から低い状態に、又は低い状態から高い状態に順次に誘導されるように前記周波数遷移部を制御する、請求項６に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置。
【請求項８】
前記第１及び第２のオーディオ出力信号を音響に変換して出力するヘッドフォンを更に備え、
前記ヘッドフォンの一方の側には前記第１のオーディオ出力信号に対応する音響が出力され、前記ヘッドフォンの他方の側には前記第２のオーディオ出力信号に対応する音響が出力される、請求項１に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置。
【請求項９】
脳波誘導オーディオ装置が、第１のオーディオ音源信号を入力されて、その周波数帯域のうちの一部の周波数帯域を所定の周波数だけ遷移させた第２のオーディオ音源信号を発生させる周波数遷移ステップと、
脳波誘導オーディオ装置が、前記第１のオーディオ音源信号及び第２のオーディオ音源信号に対応する第１のオーディオ出力信号及び第２のオーディオ出力信号を出力するオーディオ出力ステップと、
脳波誘導オーディオ装置が、ユーザーの操作又は所定の設定により、前記一部の周波数帯域又は前記所定の周波数のうちの少なくとも一方を変化させる制御ステップと、
を含み、
前記制御ステップは、誘導しようとする脳波ごとに、前記第１のオーディオ音源信号の周波数帯域のうち遷移する周波数帯域の下限を異ならせて設定し、
前記周波数遷移ステップは、前記遷移する周波数帯域の下限以上の一部の周波数帯域を前記所定の周波数だけ遷移させて前記第２のオーディオ音源信号を発生させる、バイノーラルビートを用いた脳波誘導方法。
【請求項１０】
脳波誘導オーディオ装置が、外部から入力されるオーディオ信号、又は音源格納部に格納されたオーディオデータからモノ音源としての前記第１のオーディオ音源信号を生成するモノ音源変換ステップ、
を備えるが、
前記モノ音源は、前記オーディオ信号又はオーディオデータのステレオ成分のうちから選ばれるいずれか一方の音源であるか、又は前記ステレオ成分を混合して生成される音源である、請求項９に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法。
【請求項１１】
前記一部の周波数帯域は、５００〜６０００Ｈｚの周波数帯域から選ばれ、前記所定の周波数は、誘導しようとする脳波であり、アルファ波、ベーター波、シータ波又はデルタ波の周波数範囲のうちのいずれか一つの周波数範囲内の周波数である、請求項９に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法。
【請求項１２】
前記制御ステップは、脳波誘導オーディオ装置が、ユーザーの設定により、誘導しようとする脳波を設定し、目標とする前記脳波が誘導されるように脳波誘導順序を決めるユーザー設定ステップを含む、請求項１１に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法。
【請求項１３】
脳波誘導オーディオ装置が、ユーザーの脳波状態を感知する脳波感知ステップと、
脳波誘導オーディオ装置が、ユーザーの心臓拍動数を感知する心拍数感知ステップと、
を更に含み、
前記制御ステップは、
脳波誘導オーディオ装置が、前記脳波の状態に応じて、順次に脳波が誘導されるように進行順序を設定するステップと、
脳波誘導オーディオ装置が、前記心臓拍動数に応じて、前記第１及び第２のオーディオ音源信号の再生速度を変化させるステップと、
を含む、請求項１２に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法。
【請求項１４】
前記制御ステップは、前記脳波感知ステップにおいて感知したユーザーの現在の脳波状態から目標とする脳波状態への誘導順序が、脳波の周波数が高い状態から低い状態に、又は低い状態から高い状態に順次に誘導されるように前記周波数遷移ステップを制御する、請求項１３に記載のバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置及び方法に係り、更に詳しくは、オーディオ信号、特に、音楽信号の特定の周波数帯域にバイノーラルビートを適用して所望の脳波状態を誘導することにより、音源の歪みを意識せずとも音楽信号又は学習用オーディオ信号を聞きながら拒否感や単調さなしに所望の脳波状態を誘導するバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の頭脳は、各状態に応じて異なる周波数を出すことが知られているが、外部から持続的に音や光などにより所定の周波数の信号を受信すると、脳波も入力される周波数に同調する効果を有する。一般に、人間の頭脳が瞑想しているときには、心身が弛緩され、精神集中をしているときには脳が活性化状態となる。
【０００３】
臨床的な実験により判明されたところによれば、人間の脳は、活動時、睡眠時、及び瞑想時にそれぞれ異なる周波数を発生させる。通常、この種の周波数を脳波と呼び、８Ｈｚ〜１４Ｈｚの周波数範囲を有するアルファ波（α）、１５Ｈｚ〜２４Ｈｚの周波数範囲を有するベーター波（β）、４Ｈｚ〜８Ｈｚの周波数範囲を有するシータ波（θ）、及び０．４Ｈｚ〜４Ｈｚの周波数範囲を有するデルタ波（δ）が知られている。
【０００４】
アルファ波（α）は、人間が瞑想をするときや心身の状態が安定しているときに主として現れ、ベーター波（β）は、人間が活動中であるときに主として現れ、シータ波（θ）は、超学習状態、僅かに眠たい状態、高い創意力の状態で主として現れ、デルタ波（δ）は、人間が深い睡眠状態や昏睡状態に陥ったときに主として現れる波形である。
【０００５】
バイノーラルビートは、両周波数間の違いを用いて頭脳に所望の脳波を誘導する原理を利用する。例えば、もし、バイノーラルビート音が１０Ｈｚであれば、この１０Ｈｚの周波数が脳を共鳴させてアルファ波状態の脳波（８Ｈｚ〜１４Ｈｚ）を誘導することを利用する。
【０００６】
従来の技術として、このような脳波を誘導する音源を発生させるための装置が開発されてきたが、２００Ｈｚ〜１ＫＨｚの中低域帯の周波数に製作された音源が用いられて発生する「ぴい」という音に対して拒否感を示すという不都合があった。
【０００７】
これを解消するために、他の従来の技術として、任意のオーディオ信号をバイノーラル周波数だけ周波数を遷移させてオーディオ信号を再生する技術（例えば、特許文献１参照）が開発されたが、従来の技術は、オーディオ信号の全ての周波数帯域を遷移させるため、低い周波数において周波数が遷移されることをユーザーが認識して、変形された音質を聴き取ってしまうという問題があった。なお、従来の技術は、ユーザーの現在の脳波状態を考慮せずに脳波を誘導するため、脳波を効率よく誘導するのに限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報第１０−２００８−０００１５７３号（２００８年０１月０３日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は従来の技術の問題を解消するために案出されたものであり、その目的は、オーディオ信号、特に、音楽信号の特定の周波数帯域にバイノーラルビートを適用して所望の脳波状態を誘導することにより、音源の歪みを意識せずとも音楽信号又は学習用オーディオ信号を聞きながら拒否感や単調さなしに所望の脳波状態を誘導する、バイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、目標とする脳波を誘導するに当たって、ユーザーの現在の脳波状態を考慮して脳波の状態を段階的に誘導することにより、目標とする脳波を自然に且つ効率よく誘導する、バイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置及び方法を提供することにある。
【００１１】
本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した技術的課題に何ら限定されず、未言及の他の技術的課題は、下記の記載から本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者にとって明確に理解できる筈である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するためになされた本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置は、第１のオーディオ音源信号を入力されて、その周波数帯域のうちの一部の周波数帯域を所定の周波数だけ遷移させた第２のオーディオ音源信号を発生させる周波数遷移部と、前記周波数遷移部に接続されて前記第１のオーディオ音源信号及び第２のオーディオ音源信号に対応する第１のオーディオ出力信号及び第２のオーディオ出力信号を送出するオーディオ出力部と、ユーザーの操作又は所定の設定により、前記一部の周波数帯域又は前記所定の周波数のうちの少なくとも一方を変化させる制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置は、外部から入力されるオーディオ信号、又は前記脳波誘導オーディオ装置に格納されたオーディオデータからモノ音源としての前記第１のオーディオ音源信号を生成するモノ変換部を備えるが、前記モノ音源は、前記オーディオ信号又はオーディオデータのステレオ成分のうちから選ばれるいずれか一方の音源であるか、又は前記ステレオ成分を混合して生成される音源であることが好ましい。
【００１４】
更に、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置は、前記外部から入力されるオーディオ信号をデジタルコードに変換するアナログ−デジタル変換器を更に備えることが好ましい。
【００１５】
更にまた、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置は、前記一部の周波数帯域が５００〜６０００Ｈｚの周波数帯域から選ばれ、前記所定の周波数は、誘導しようとする脳波であり、アルファ波、ベーター波、シータ波又はデルタ波の周波数範囲のうちのいずれか一つの周波数範囲内の周波数であることが好ましい。
【００１６】
更にまた、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置は、前記制御部が、ユーザーの設定により、誘導しようとする脳波を設定し、目標とする前記脳波が誘導されるように脳波誘導順序を決めることが好ましい。
【００１７】
更にまた、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置は、ユーザーの頭に取り付けられて現在の脳波状態を感知する脳波センサーと、ユーザーの心臓拍動数を感知する心拍センサーと、を更に備え、前記制御部は、前記脳波状態に応じて、順次に脳波が誘導されるように進行順序を設定し、前記心臓拍動数に応じて、前記第１及び第２のオーディオ音源信号の再生速度を変化させることが好ましい。
【００１８】
更にまた、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置は、前記制御部が、前記脳波センサーにおいて感知したユーザーの現在の脳波状態から目標とする脳波状態への誘導順序が、脳波の周波数が高い状態から低い状態に、又は低い状態から高い状態に順次に誘導されるように前記周波数遷移部を制御することが好ましい。
【００１９】
更にまた、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置は、前記第１及び第２のオーディオ出力信号を音響に変換して出力するヘッドフォンを更に備え、前記ヘッドフォンの一方の側には前記第１のオーディオ出力信号に対応する音響が出力され、前記ヘッドフォンの他方の側には前記第２のオーディオ出力信号に対応する音響が出力されることが好ましい。
【００２０】
上述した目的を達成するためになされた本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法は、第１のオーディオ音源信号を入力されて、その周波数帯域のうちの一部の周波数帯域を所定の周波数だけ遷移させた第２のオーディオ音源信号を発生させる周波数遷移ステップと、前記第１のオーディオ音源信号及び第２のオーディオ音源信号に対応する第１のオーディオ出力信号及び第２のオーディオ出力信号を出力するオーディオ出力ステップと、ユーザーの操作又は所定の設定により、前記一部の周波数帯域又は前記所定の周波数のうちの少なくとも一方を変化させる制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法は、外部から入力されるオーディオ信号、又は音源格納部に格納されたオーディオデータからモノ音源としての前記第１のオーディオ音源信号を生成するモノ音源変換ステップを備えるが、前記モノ音源は、前記オーディオ信号又はオーディオデータのステレオ成分のうちから選ばれるいずれか一方の音源であるか、又は前記ステレオ成分を混合して生成される音源であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法は、前記一部の周波数帯域が５００〜６０００Ｈｚの周波数帯域から選ばれ、前記所定の周波数は、誘導しようとする脳波であり、アルファ波、ベーター波、シータ波又はデルタ波の周波数範囲のうちのいずれか一つの周波数範囲内の周波数であることが好ましい。
【００２３】
更に、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法は、前記制御ステップが、ユーザーの設定により、誘導しようとする脳波を設定し、目標とする前記脳波が誘導されるように脳波誘導順序を決めるユーザー設定ステップを含むことが好ましい。
【００２４】
更にまた、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法は、ユーザーの脳波状態を感知する脳波感知ステップと、ユーザーの心臓拍動数を感知する心拍数感知ステップと、を更に含み、前記制御ステップは、前記脳波の状態に応じて、順次に脳波が誘導されるように進行順序を設定するステップと、前記心臓拍動数に応じて、前記第１及び第２のオーディオ音源信号の再生速度を変化させるステップと、を含むことが好ましい。
【００２５】
更にまた、本発明の一実施形態によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法は、前記制御ステップが、前記脳波感知ステップにおいて感知したユーザーの現在の脳波状態から目標とする脳波状態への誘導順序が、脳波の周波数が高い状態から低い状態に、又は低い状態から高い状態に順次に誘導されるように前記周波数遷移ステップを制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置及び方法は、音楽信号の特定の周波数帯域にバイノーラルビートを適用して所望の脳波状態を誘導することにより、音源の歪みを意識せずとも音楽信号又は学習用オーディオ信号を聞きながら拒否感や単調さなしに所望の脳波状態を誘導することができるという効果を奏する。
【００２７】
また、本発明によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置及び方法は、目標とする脳波を誘導するに当たって、ユーザーの現在の脳波状態を考慮して脳波の状態を段階的に誘導することにより、目標とする脳波を自然に且つ効率よく誘導するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の技術による脳波誘導装置のブロック図である。
【図２】従来の技術の脳波誘導装置による周波数スペクトル図である。
【図３】本発明によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置のブロック図である。
【図４】本発明による周波数遷移部の詳細ブロック図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の脳波誘導オーディオ装置による周波数遷移の概念図である。
【図６】本発明によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法の動作手順図である。
【図７】本発明による脳波誘導の進行ステップを例示する手順図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。以下の詳細な説明は単なる例示に過ぎず、本発明の好適な実施形態を示すものに過ぎない。
【００３０】
図３は、本発明によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導オーディオ装置のブロック図である。
【００３１】
図３を参照すると、本発明の脳波誘導オーディオ装置は、第１のオーディオ音源信号７１１を入力されて、その周波数帯域のうちの一部の周波数帯域を所定の周波数だけ遷移させた第２のオーディオ音源信号７１２を発生させる周波数遷移部１１０と、前記周波数遷移部１１０に接続されて前記第１のオーディオ音源信号７１１及び第２のオーディオ音源信号７１２に対応する第１のオーディオ出力信号７２１及び第２のオーディオ出力信号７２２を送出するオーディオ出力部３００と、ユーザーの操作又は所定の設定により、前記一部の周波数帯域又は前記所定の周波数のうちの少なくとも一方を変化させる制御部２００と、を備える。
【００３２】
第１のオーディオ音源信号７１１は、外部音源７１０又は音源格納部７４０に格納された音源データのうち音源選択部７５０により選択された信号から得られ、第１のオーディオ音源信号７１１がアナログタイプの外部音源７１０から得られる場合には、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）７３０を更に備える。また、前記外部音源７１０又は音源格納部７４０に格納された音源データがステレオ信号である場合、これからモノ音源を抽出して周波数遷移部１１０に入力される第１のオーディオ音源信号７１１にするモノ変換部１２０を更に備える。
【００３３】
更に、本発明による脳波誘導オーディオ装置は、ユーザーの頭に付着されてユーザーの脳波状態を感知する脳波センサー４００と、ユーザーの心臓拍動数を感知する心拍センサー５００と、を更に備え、ユーザーの現在の脳波状態や心臓拍動数に応じて脳波誘導ステップやその誘導順序が決められる。
【００３４】
周波数遷移部１１０は、入力される第１のオーディオ音源信号７１１の周波数帯域のうちの一部の周波数帯域を所定の周波数だけ遷移させた第２のオーディオ音源信号７１２を発生させる構成要素であり、通常のデジタル信号プロセッサー（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）により実現される。ここで、重要なことは、誘導しようとする目標脳波の周波数を考慮して、遷移させようとする周波数帯域及び周波数量を制御部２００が周波数遷移部１１０に設定し、周波数遷移部１１０は、第１のオーディオ音源信号７１１に対して前記周波数帯域に属する周波数成分を前記周波数量だけ遷移させて第２のオーディオ音源信号７１２として出力するということである。
【００３５】
人間の聴覚は、５００〜６０００Ｈｚにおける周波数変化の弁別限界が０．３％であることが知られている。換言すると、５００〜６０００Ｈｚの周波数範囲において人間の聴覚能力は１．５〜１８Ｈｚの周波数変化を弁別し、バイノーラルビートを用いて周波数を遷移させる場合に、前記周波数帯域において０．３％以上に周波数を遷移させると、人間は音質の変化を認識する。
【００３６】
このため、遷移させようとする周波数帯域及び周波数量は、誘導しようとする脳波の周波数と関連性がある。例えば、アルファ波（８〜１４Ｈｚ）を誘導しようとする場合、バイノーラルビートを用いるために遷移させる周波数量は、８〜１４Ｈｚの範囲内の周波数に設定する。また、周波数遷移によりユーザーが音源の音質の変化を認識することを防ぐために、遷移させる周波数帯域の下限は８〜１４／０．３％、すなわち、２６６７〜４６６７Ｈｚの範囲内の値に設定することが好ましい。
【００３７】
表１には、誘導しようとする目標脳波及びこれによる好適な遷移周波数量及び遷移周波数帯域の下限が示されている。
【００３８】
【表１】
0006362223.tif 000002
【００３９】
誘導しようとする目標脳波をユーザーが設定する場合、目標脳波を誘導するために、制御部２００は、第１のオーディオ音源信号７１１の周波数成分のうち遷移すべき周波数帯域及び遷移すべき周波数量を表１に記載の値を参照して設定し、これにより、周波数遷移部１１０は、第１のオーディオ音源信号７１１を周波数遷移させて第２のオーディオ音源信号７１２を生成する。このとき、遷移すべき周波数帯域の下限は、表１に記載の範囲又はそれ以上の値に設定することが好ましく、遷移すべき周波数帯域を５００〜６０００Ｈｚの帯域に設定し、これにより、周波数量を設定する。
【００４０】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明による脳波誘導オーディオ装置を用いてオーディオ信号の周波数成分のうちの一部の帯域が遷移される概念を説明するための概念図である。図５（ａ）には、周波数が遷移される前の第１のオーディオ音源信号７１１に対する周波数成分が示されており、図５（ｂ）には、本発明の脳波誘導オーディオ装置を用いて第１のオーディオ音源信号７１１の一部の周波数帯域が周波数遷移された後の第２のオーディオ音源信号７１２に対する周波数成分が示されている。
【００４１】
アルファ波を誘導するために、遷移すべき周波数量を１０Ｈｚに選択し、遷移すべき周波数帯域を５００〜２０００Ｈｚに設定する場合、第１のオーディオ音源信号７１１の前記５００〜２０００Ｈｚの周波数帯域は、周波数遷移部１１０により、図５（ｂ）に示すように、１０Ｈｚだけ遷移されて５１０〜２０１０Ｈｚに移動する。ここでは、遷移すべき周波数帯域が５００〜２０００Ｈｚであると想定したが、表１を参照すると、アルファ波を誘導するために、遷移すべき周波数を１０Ｈｚに選択した場合、遷移すべき周波数帯域の下限を３３３３Ｈｚ（≒１０Ｈｚ／０．３％）に設定し、それ以上の帯域に対して周波数遷移を行う。
【００４２】
図４は、周波数遷移部１１０の機能による詳細ブロック図である。
【００４３】
図４を参照すると、本発明の周波数遷移部１１０は、入力される第１のオーディオ音源信号７１１をフーリエ変換してその周波数成分を求めるフーリエ変換部１１１と、フーリエ変換部１１１において求められた周波数成分のうち特定の周波数帯域を抽出する周波数抽出部１１２と、前記特定の周波数帯域に属する周波数成分を既に設定された周波数量だけ遷移させる周波数変換部１１３と、周波数抽出部１１２において第１のオーディオ音源信号７１１の特定の周波数帯域を除去した周波数成分と、周波数変換部１１３において周波数遷移された周波数帯域を加算して第２のオーディオ音源信号７１２として出力する混合部１１４と、を備える。上述したように、周波数遷移部１１０は、デジタル信号プロセッサーにより実現され、図４に示すものは、周波数遷移部１１０の機能上の好適な実施形態の一例に過ぎないため、周波数遷移の機能を実現するために、通常の技術者であれば、周波数遷移部１１０を種々に変形可能である。
【００４４】
オーディオ出力部３００は、周波数遷移部１１０に接続されて前記第１のオーディオ音源信号７１１及び第２のオーディオ音源信号７１２に対応する第１のオーディオ出力信号７２１及び第２のオーディオ出力信号７２２を送出する構成要素であり、オーディオ出力部３００に接続されるヘッドフォンやイヤフォンを駆動するためのオーディオ増幅端により実現される。オーディオ出力部３００は、この技術分野における公知の種々の形態に具体化可能である。
【００４５】
モノ変換部１２０は、外部から入力されるオーディオ信号、又は本発明の脳波誘導オーディオ装置の音源格納部７４０に格納されたオーディオデータのうちから選択されたオーディオ信号からモノ音源を生成する構成要素である。モノ音源は、ステレオタイプのオーディオ成分の左側又は右側の成分のうちから選ばれたいずれか一方の音源成分であるか、又はステレオ成分を混合して一つのモノ音源として生成したものである。モノ変換部１２０において生成された前記モノ音源は、第１のオーディオ音源信号７１１として周波数遷移部１１０に入力される。なお、前記モノ変換部１２０は、周波数遷移部１１０とは別途に設けられるか、又はデジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）により実現された周波数遷移部１１０の内部に組み込まれる。
【００４６】
アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）７３０は、外部音源７１０がアナログ信号である場合、これをデジタル信号に変換する役割を果たす。上述したように、周波数遷移部１１０は、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）により実現されるが、周波数遷移部１１０に入力される第１のオーディオ音源信号７１１は、デジタル信号でなければならない。このため、音源格納部７４０にデジタルの形で格納された場合とは異なり、外部からアナログ信号として入力される外部音源７１０は、周波数遷移部１１０に入力される前にこれをデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）７３０が求められる。
【００４７】
本発明による脳波誘導オーディオ装置は、ユーザーの脳波状態を感知する脳波センサー４００と、ユーザーの心臓拍動数を感知する心拍センサー５００と、を更に備える。脳波センサー４００は、ユーザーの頭部に接触するようにヘアバンド状に形成されるか、又はヘッドフォンに別途の構成要素として設けられる。また、心拍センサー５００は、ユーザーの心臓拍動数がチェック可能なようにユーザーの手首部に取り付けられるように手首バンド状に形成されるか、又は胸部に取り付ける通常の電極状に形成される。脳波センサー４００及び心拍センサー５００は、ユーザーの現在の脳波状態や心臓拍動数に応じて、制御部２００が脳波誘導順序及び再生されるオーディオの速度を決めるように、ユーザーの現在の脳波状態及び心臓拍動数に関する情報を制御部２００に提供する。
【００４８】
脳波センサーにより感知されたユーザーの現在の脳波状態からユーザーが設定した目標脳波状態に誘導するステップは、脳波の周波数を順次に高めたり（デルタ波−シータ波−アルファ波−ベーター波）低めたり（ベーター波−アルファ波−シータ波−デルタ波）して行うことが好ましい。或いは、周波数を基準として誘導する脳波周波数を３０−２５−２０−１５−１０−５Ｈｚのように順次に低めたり、これとは逆の順序に高めたりする。このような誘導により、現在の脳波状態から目標脳波状態へと自然に移行する。
【００４９】
例えば、現在のユーザーの脳波状態がベーター波（日常生活の状態）である状態で、ユーザーがデルタ波状態（睡眠状態）の脳波を誘導しようとする場合、制御部２００は、直ちにデルタ波状態を誘導するように周波数遷移部１１０を制御するわけではなく、ベーター波−アルファ波（安定状態）−シータ波（眠い状態）を経てデルタ波状態が誘導されるように周波数遷移部１１０を制御することが好ましい。これとは逆に、現在のユーザーの脳波状態がシータ波である状態でベーター波状態の脳波を誘導しようとする場合、制御部２００は、シータ波−アルファ波を経てベーター波状態が誘導されるように周波数遷移部１１０を制御することが好ましい。また、ユーザーが安定化されて現在の心臓拍動数が遅くなる場合、オーディオを遅く再生するとユーザーの脳波状態をデルタ波状態に誘導するのに役立つ。
【００５０】
制御部２００は、ユーザーの操作又は所定の設定により、第１のオーディオ音源信号７１１において遷移すべき周波数帯域及び遷移すべき所定の周波数量を設定又は変化させるように周波数遷移部１１０を制御する。また、上述したように、制御部２００は、脳波センサー４００及び心拍センサー５００において感知されたユーザーの現在の脳波状態及び心臓拍動数に関する情報に基づいて、ユーザーが所望の脳波状態に達するために脳波の誘導順序を制御するか、又は第１及び第２のオーディオ音源信号７１１、７１２の再生速度を制御する。
【００５１】
本発明による脳波誘導オーディオ装置は、周波数遷移部１１０に入力される第１のオーディオ音源信号７１１のソースであり、外部音源７１０又は音源格納部７４０に格納された音源データのうちの一つを選択する音源選択部７５０を更に備える。
【００５２】
音源選択部７５０により選択された音源信号は、モノ変換部１２０を経て周波数遷移部１１０に第１のオーディオ音源信号７１１として入力される。
【００５３】
また、本発明による脳波誘導オーディオ装置は、ユーザーの操作指令を入力されたり、脳波誘導オーディオ装置の動作状態を表示したりするためのユーザーインタフェース６００を備える。これは、通常のキーパッド及び表示手段を備えるように具体化可能であるため、以下では、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
図６は、本発明による脳波誘導オーディオ装置を用いた脳波誘導方法を示す図である。
【００５５】
図６の手順図を参照すると、本発明によるバイノーラルビートを用いた脳波誘導方法は、ユーザーの操作又は所定の設定により、遷移すべき周波数帯域又は前記所定の周波数のうちの少なくとも一方を変化させる制御ステップ（Ｓ１００）と、第１のオーディオ音源信号７１１を入力されて、その周波数帯域のうち前記周波数帯域を前記周波数量だけ遷移させた第２のオーディオ音源信号７１２を発生させる周波数遷移ステップ（Ｓ４００）と、前記第１のオーディオ音源信号７１１及び第２のオーディオ音源信号７１２に対応する第１のオーディオ出力信号７２１及び第２のオーディオ出力信号７２２を出力するオーディオ出力ステップ（Ｓ５００）と、を含む。
【００５６】
制御ステップ（Ｓ１００）は、ユーザーの設定により、誘導しようとする脳波を設定し、目標とする前記脳波が誘導されるように遷移すべき周波数量及び／又は遷移すべき周波数帯域を設定するステップ（Ｓ１２０）を含む。また、本発明による脳波誘導方法がユーザーの脳波状態及び心臓拍動数を感知する感知ステップ（Ｓ２００）を更に含む場合、前記制御ステップ（Ｓ１００）は、ユーザーの脳波状態に応じて、順次に脳波が誘導されるように進行順序を設定するか、又は前記心臓拍動数に応じて第１及び第２のオーディオ音源信号７１１、７１２の再生速度を変化させるステップ（Ｓ１３０）を含む。これにより得られる作用効果については上述した通りであるため、以下ではその記載を省略する。
【００５７】
本発明による脳波誘導方法は、外部から入力されるオーディオ信号、又は音源格納部７４０に格納されたオーディオデータからモノ音源としての第１のオーディオ音源信号７１１を生成するモノ音源変換ステップ（Ｓ３００）を更に含む。モノ音源は、前記オーディオ信号又はオーディオデータのステレオ成分の左側又は右側のうちのいずれか一方を選んで生成するか、又は前記ステレオ成分を混合して生成する。モノ音源変換ステップにおいて生成された前記モノ音源は、周波数遷移ステップ（Ｓ４００）において周波数遷移される。
【００５８】
また、本発明による脳波誘導方法は、現在のユーザーの脳波状態が目標とする脳波状態に達したか否かを判断するステップ（Ｓ６００）を更に含む。ユーザーの脳波状態がまだ目標脳波状態に達していない場合、適切な脳波誘導順序及び再生速度によりオーディオ再生が行われ続ける。ユーザーの脳波状態が所望の状態に誘導されたことが感知されると、本発明の脳波誘導オーディオ装置は、周波数遷移によるオーディオ再生を中止し、作動を終了する。
【００５９】
図７は、本発明による脳波誘導オーディオ装置を用いて脳波の誘導を行う過程を例示する図である。
【００６０】
現在の脳波及び心拍数感知ステップ（Ｓ２００）において、ユーザーの現在の脳波状態がベーター波状態（日常生活の状態）であることが感知され、目標脳波設定ステップ（Ｓ１１０）において、ユーザーがデルタ波状態（睡眠状態）の脳波を誘導すると設定した場合、制御ステップＳ１００は、直ちにデルタ波状態を誘導するように周波数遷移ステップ（Ｓ４００）を制御するわけではなく、図７に示すように、アルファ波（安定状態）−シータ波（眠い状態）を経てデルタ波状態が誘導されるように周波数遷移ステップ（Ｓ４００）を制御することが好ましい。
【００６１】
本発明は、発明の説明及び図面において好適な実施形態に基づいて説明されて図示されたが、これは単なる例示的なものに過ぎず、この技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが理解できる筈である。
【００６２】
よって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想により定められるべきである。
【符号の説明】
【００６３】
１１０：周波数遷移部
１１１：フーリエ変換部
１１２：周波数抽出部
１１３：周波数変換部
１１４：混合部
１２０：モノ変換部
２００：制御部
３００：オーディオ出力部
４００：脳波センサー
５００：心拍センサー
６００：ユーザーインタフェース
７１０：外部音源
７１１：第１のオーディオ音源信号
７１２：第２のオーディオ音源信号
７２１：第１のオーディオ出力信号
７２２：第２のオーディオ出力信号
７３０：アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
７４０：音源格納部
７５０：音源選択部
Ｓ１００：制御ステップ
Ｓ４００：周波数遷移ステップ
Ｓ５００：オーディオ出力ステップ
【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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