(57)【要約】  利用者に不快感を与えることなく脳波を誘導し得る技術を提供すること。音出力装置１は、脳波を誘導するための制御音を出力する。音出力装置１は、環境音を集音する集音部１１と、環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、及び振幅の少なくとも一方を変化させて制御音を生成する生成部１２と、生成された制御音を出力する出力部１３と、を備える。環境音は、例えば、機械等の動作音である。音出力装置１のコンピュータに実行させるプログラムは、環境音を集音するステップと、環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、及び振幅の少なくとも一方を変化させて制御音を生成するステップと、生成された制御音を出力するステップとを含む。
2018110534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳波を誘導するための制御音を出力する音出力装置であって、
環境音を集音する集音部と、
前記環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、周波数及び振幅の少なくとも一つを変化させて前記制御音を生成する生成部と、
生成された前記制御音を出力する出力部と、
を備える音出力装置。
【請求項２】
前記生成部は、前記集音された環境音に対して所定の周波数で振幅変調した音であって、前記環境音と逆位相又は同位相の前記制御音を生成する、請求項１に記載の音出力装置。
【請求項３】
前記生成部は、前記集音された環境音における、予め定められた所定の周波数帯の音を用いて前記制御音を生成する、請求項１に記載の音出力装置。
【請求項４】
前記生成部は、前記集音された環境音における前記所定の周波数帯に対して所定の周波数で振幅変調を行った音であって、前記環境音と逆位相又は同位相の前記制御音を生成する、請求項３に記載の音出力装置。
【請求項５】
前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、
前記予め定められた所定の周波数帯は、互いに一部の周波数帯が重複している所定の高周波数帯と所定の低周波数帯であり、
前記第１の制御音は、前記集音された環境音における前記所定の高周波数帯に対し所定の周波数で振幅変調を行った音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、
前記第２の制御音は、前記集音された環境音における前記所定の低周波数帯の音であって、前記環境音と逆位相又は同位相である、請求項３に記載の音出力装置。
【請求項６】
前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、
前記予め定められた所定の周波数帯は、互いに一部の周波数帯が重複している所定の高周波数帯と所定の低周波数帯であり、
前記第１の制御音は、前記環境音と同位相であって、前記集音された環境音における前記所定の高周波数帯の音に所定の周波数で振幅変調された音であり、
前記第２の制御音は、前記環境音と逆位相であって、前記集音された環境音における前記所定の低周波数帯の音に前記所定の周波数で振幅変調された音である、請求項３に記載の音出力装置。
【請求項７】
前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、
前記予め定められた所定の周波数帯は、互いに周波数が重複しない所定の高周波数帯と所定の低周波数帯であり、
前記第１の制御音は、前記環境音と同位相又は逆位相であって、前記集音された環境音における前記所定の高周波数帯の音に所定の周波数で振幅変調された音であり、
前記第２の制御音は、前記集音された環境音における前記所定の低周波数帯の音であって、前記環境音と逆位相又は同位相である、請求項３に記載の音出力装置。
【請求項８】
前記生成部は、前記集音された環境音の周波数スペクトルに基づき、前記制御音の生成に用いる対象周波数帯を特定し、当該対象周波数帯の環境音を用いて前記制御音を生成する、請求項１に記載の音出力装置。
【請求項９】
前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、
前記生成部は、前記対象周波数帯として、第１の周波数帯と、前記第１の周波数帯と異なる第２の周波数帯とを特定し、
前記第１の制御音は、前記集音された環境音における前記第１の周波数帯に対し所定の周波数で振幅変調を行った音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、
前記第２の制御音は、前記集音された環境音において前記第２の周波数帯の音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、
前記第１の周波数帯は、前記集音された環境音の周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値より大きい周波数帯であり、前記第２の周波数帯は、前記周波数スペクトルにおいて振幅が前記所定の閾値以下の周波数帯である、請求項８に記載の音出力装置。
【請求項１０】
前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、
前記生成部は、前記対象周波数帯として、第１の周波数帯と、前記第１の周波数帯と異なる第２の周波数帯とを特定し、
前記第１の制御音は、前記集音された環境音における前記第１の周波数帯に対し所定の周波数で振幅変調を行った音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、
前記第２の制御音は、前記集音された環境音において前記第２の周波数帯の音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、
前記第１の周波数帯は、前記集音された環境音の周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値以下である周波数帯であり、前記第２の周波数帯は、前記周波数スペクトルにおいて振幅が前記所定の閾値より大きい周波数帯である、請求項８に記載の音出力装置。
【請求項１１】
前記生成部は、複数の動作モードのそれぞれに応じた前記制御音を生成する、請求項１又は２に記載の音出力装置。
【請求項１２】
前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、
前記生成部は、前記睡眠モードの場合、前記集音された環境音における所定の低周波数帯の音に対し所定の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成し、前記覚醒モードの場合、前記集音された環境音における所定の高周波数帯の音に対し前記所定の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成する、請求項１１に記載の音出力装置。
【請求項１３】
前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、
前記生成部は、前記睡眠モードの場合、前記集音された環境音の周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値以下である周波数帯の音に対し所定の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成し、前記覚醒モードの場合、前記周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値より大きい周波数帯の音に対し所定の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成する、請求項１１に記載の音出力装置。
【請求項１４】
前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、
前記生成部は、前記睡眠モードの場合、前記集音された環境音に対して第１の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成し、前記覚醒モードの場合、前記集音された環境音に対して前記第１の周波数と異なる第２の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成する、請求項１１に記載の音出力装置。
【請求項１５】
前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、
前記生成部は、前記環境音に前記制御音を重ねたときの音量が前記睡眠モードよりも前記覚醒モードの方が大きくなるように前記制御音の振幅を調整する、請求項１１に記載の音出力装置。
【請求項１６】
前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、
前記生成部は、前記睡眠モードと前記覚醒モードとで前記ビート音の波形が異なるように、前記集音された環境音の位相及び振幅を変化させて前記制御音を生成する、請求項１１に記載の音出力装置。
【請求項１７】
前記生成部は、前記集音された環境音の位相、前記制御音を生成するために行う変調に用いる周波数及び振幅の少なくとも一つを、時間に応じて変化させる、請求項１又は２に記載の音出力装置。
【請求項１８】
前記生成部は、前記時間に応じて、生成する制御音の位相を前記環境音と逆位相又は同位相となるように切り替える、請求項１７に記載の音出力装置。
【請求項１９】
前記生成部は、前記制御音の生成に用いる前記集音された環境音の周波数帯を、前記時間に応じて、当該環境音における所定の低周波数帯と所定の高周波数帯との間で変化させる、請求項１７に記載の音出力装置。
【請求項２０】
前記生成部は、前記制御音の生成に用いる前記集音された環境音の周波数帯を、前記時間に応じて、当該環境音の周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値以下である周波数帯と前記所定の閾値より大きい周波数帯との間で変化させる、請求項１７に記載の音出力装置。
【請求項２１】
前記生成部は、前記時間の経過に伴って前記ビート音の音量が小さくなるように、生成する制御音の位相及び、前記制御音を生成するために行う変調に用いる振幅を調整する、請求項１７に記載の音出力装置。
【請求項２２】
前記生成部は、前記時間の経過に伴って前記ビート音の波形が変化するように前記集音された環境音の位相及び振幅を変化させて前記制御音を生成する、請求項１７に記載の音出力装置。
【請求項２３】
前記生成部は、前記集音された環境音の音量に応じて、生成する制御音の位相を前記環境音と逆位相又は同位相に切り替える、請求項１又は２に記載の音出力装置。
【請求項２４】
脳波を誘導するための制御音を出力する音出力方法であって、
環境音を集音し、
前記環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、周波数及び振幅の少なくとも一つを変化させて前記制御音を生成し、
生成された前記制御音を出力する、音出力方法。
【請求項２５】
脳波を誘導するための制御音を出力する音出力装置のコンピュータに、
環境音を集音するステップと、
前記環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、周波数及び振幅の少なくとも一つを変化させて前記制御音を生成するステップと、
生成された前記制御音を出力するステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の開示は、音を出力する装置、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、睡眠に悩みを抱えている人が多く、５人に１人が不眠症、さらには２０人に１人が睡眠薬を服用しているとも言われている。したがって、睡眠改善に対する需要は少なからず存在する。最近では、多くの睡眠関連の商品が開発されており、睡眠関連の市場は拡大していくと予想される。【０００３】
人の脳波と心身状態の関係は図１５に示す関係であることが知られている。一般的に安静な状態になるほど脳波の周波数は低くなっていく。そこで、睡眠をより深い方向へ誘導する場合には脳波の周波数をより低く、睡眠をより浅い方向へ誘導する場合には脳波の周波数をより高くすることが検討されている。【０００４】
特開平０７−２１９５６４号公報には、人を睡眠に導いたり、リラックス状態に導く方法として、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開示されている。
【発明の概要】
【０００５】
脳波は周期的な刺激に同調するため、周期的なゆらぎを持つようなビート音によって脳波を誘導することができる。しかしながら、利用者は、脳波を誘導するための「ビート音」を聞かなければならない。そのため、普段、何らかの音を聞きながら寝る習慣のない利用者は、このようなビート音を不快に感じる可能性が高い。なお、２０Ｈｚ以下あるいは２０ｋＨｚ以上の可聴域外の音を利用して脳波を誘導することも考えられるが、可聴域外の音では一定の誘導効果を得ることは難しい。
【０００６】
そこで、以下の開示においては、利用者に不快感を与えることなく脳波を誘導し得る技術を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の一実施形態における音生成装置は、脳波を誘導するための制御音を出力する音出力装置であって、環境音を集音する集音部と、前記環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、及び振幅の少なくとも一方を変化させて前記制御音を生成する生成部と、生成された前記制御音を出力する出力部と、を備える。
【０００８】
本実施形態の開示によれば、利用者に不快感を与えることなく脳波を誘導することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の集音部で集音された音と、図１の生成部で生成される制御音と、制御音と環境音とを重ねた音量の時間波形を例示した図である。
【図３】図３は、図１の応用例において、集音部で集音した音と、生成部で生成される制御音と、制御音と環境音とを重ねた音量の時間波形を例示した図である。
【図４】図４は、第２の実施の形態における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第２の実施の形態の例２におけるハイパスフィルタとローパスフィルタの周波数特性を説明する図である。
【図６】図６は、第２の実施の形態の例４におけるハイパスフィルタとローパスフィルタの周波数特性を説明する図である。
【図７】図７は、第３の実施形態における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、図７に示す集音部で集音された音の周波数特性と、図７に示すフィルタ部で通過させる周波数帯とを示す図である。
【図９】図９は、第４の実施の形態の例２における環境音と制御音とを重ねたときの平均の音量を示す図である。
【図１０】図１０は、第５の実施の形態の例１における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、第５の実施の形態の例２における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、覚醒モードにおける制御音と環境音とを重ねたときの音量を表す波形である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、睡眠モードにおける制御音と環境音とを重ねたときの音量を表す波形である。
【図１３】図１３は、第５の実施の形態の例３における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、第５の実施の形態の例４の覚醒モードにおける制御音と環境音とを重ねたときの音量の時間波形を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、第５の実施の形態の例４の睡眠モードにおける制御音と環境音とを重ねたときの音量の時間波形を示す図である。
【図１５】図１５は、人の脳波と心身状態の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態における音出力装置は、脳波を誘導するための制御音を出力する音出力装置であって、環境音を集音する集音部と、前記環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、周波数及び振幅の少なくとも一つを変化させて前記制御音を生成する生成部と、生成された前記制御音を出力する出力部と、を備える（第１の構成）。
【００１１】
第１の構成によれば、制御音は、環境音の位相、周波数、振幅の少なくとも一つを変化させた音であり、環境音と所定の周波数のビート音を形成する。制御音は環境音を基に生成されているため、制御音の出力によって利用者に不快感を与えにくい。また、制御音と環境音とで形成されるビート音によって利用者の脳波を所定の周波数に誘導することができる。
【００１２】
第１の構成において、前記生成部は、前記集音された環境音に対して所定の周波数で振幅変調した音であって、前記環境音と逆位相又は同位相の前記制御音を生成することとしてもよい（第２の構成）。
【００１３】
第２の構成によれば、制御音は環境音を所定の周波数で振幅変調した音であり、環境音と逆位相又は同位相である。そのため、制御音によって環境音を低減又は増幅しつつ、利用者の脳波を所定の周波数に誘導できる。
【００１４】
第１の構成において、前記生成部は、前記集音された環境音における、予め定められた所定の周波数帯の音を用いて前記制御音を生成することとしてもよい（第３の構成）。
【００１５】
第３の構成によれば、環境音における特定の音についてビート音を形成することができる。
【００１６】
第３の構成において、前記生成部は、前記集音された環境音における前記所定の周波数帯に対して所定の周波数で振幅変調を行った音であって、前記環境音と逆位相又は同位相の前記制御音を生成することとしてもよい（第４の構成）。
【００１７】
第４の構成によれば、制御音は環境音における所定の周波数帯に対して振幅変調を行った音であり、環境音と逆位相又は同位相である。そのため、環境音全体に対して振幅変調を行って制御音を生成する場合と比べ、制御音と環境音とで形成されるビート音が強調されにくく、利用者に違和感を与えにくい。
【００１８】
第３の構成において、前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、前記予め定められた所定の周波数帯は、互いに一部の周波数帯が重複している所定の高周波数帯と所定の低周波数帯であり、前記第１の制御音は、前記集音された環境音における前記所定の高周波数帯に対し所定の周波数で振幅変調を行った音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、前記第２の制御音は、前記集音された環境音における前記所定の低周波数帯の音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であることとしてもよい（第５の構成）。
【００１９】
第５の構成によれば、第１の制御音は環境音における高周波数帯に対して振幅変調された音であり、環境音と逆位相又は同位相である。第２の制御音は環境音における低周波数帯の音であり、環境音と逆位相又は同位相である。そのため、制御音と環境音とで形成されるビート音が強調されにくく、利用者に違和感を与えにくい。
【００２０】
第３の構成において、前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、前記予め定められた所定の周波数帯は、互いに一部の周波数帯が重複している所定の高周波数帯と所定の低周波数帯であり、前記第１の制御音は、前記環境音と同位相であって、前記集音された環境音における前記所定の高周波数帯の音に所定の周波数で振幅変調された音であり、前記第２の制御音は、前記環境音と逆位相であって、前記集音された環境音における前記所定の低周波数帯の音に前記所定の周波数で振幅変調された音であることとしてもよい（第６の構成）。
【００２１】
第６の構成によれば、第１の制御音は環境音における高周波数帯に対して振幅変調され、環境音と同位相である。第２の制御音は環境音における低周波数帯に対して振幅変調され、環境音と逆位相である。そのため、第２の制御音によって環境音における低音域を低減し、第１の制御音と環境音とで高音域のビート音を強調することができる。
【００２２】
第３の構成において、前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、前記予め定められた所定の周波数帯は、互いに周波数が重複しない所定の高周波数帯と所定の低周波数帯であり、前記第１の制御音は、前記環境音と同位相又は逆位相であって、前記集音された環境音における前記所定の高周波数帯の音に所定の周波数で振幅変調された音であり、前記第２の制御音は、前記集音された環境音における前記所定の低周波数帯の音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であることとしてもよい（第７の構成）。
【００２３】
第７の構成によれば、第１の制御音は環境音における高周波数帯の音を振幅変調した音であり、第２の制御音は環境音における低周波数帯の音である。上記高周波数帯と低周波数帯は互いに重複しない。そのため、環境音の高音域においてビート音が強調され、低音域は低減又は増幅され、中音域の音はそのまま利用者に聞かせることができる。
【００２４】
第１の構成において、前記生成部は、前記集音された環境音の周波数スペクトルに基づき、前記制御音の生成に用いる対象周波数帯を特定し、当該対象周波数帯の環境音を用いて前記制御音を生成することとしてもよい（第８の構成）。
【００２５】
第８の構成によれば、集音される環境音に応じて制御音に用いる周波数帯を変えることができるため、環境音に適したビート音を利用者に聞かせることができる。
【００２６】
第８の構成において、前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、前記生成部は、前記対象周波数帯として、第１の周波数帯と、前記第１の周波数帯と異なる第２の周波数帯とを特定し、前記第１の制御音は、前記集音された環境音における前記第１の周波数帯に対し所定の周波数で振幅変調を行った音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、前記第２の制御音は、前記集音された環境音において前記第２の周波数帯の音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、前記第１の周波数帯は、前記集音された環境音の周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値より大きい周波数帯であり、前記第２の周波数帯は、前記周波数スペクトルにおいて振幅が前記所定の閾値以下の周波数帯であることとしてもよい（第９の構成）。
【００２７】
第９の構成によれば、第１の制御音は環境音において音量が閾値より大きい周波数帯に対して振幅変調を行った音であり、第２の制御音は環境音において音量が閾値以下の周波数帯の音であり、環境音と逆位相又は同位相である。そのため、音量が大きい帯域にビート音が形成され、利用者がビート音を知覚しやすくなり、脳波を効率よく誘導することができる。
【００２８】
第８の構成において、前記制御音は、第１の制御音と第２の制御音とを含み、前記生成部は、前記対象周波数帯として、第１の周波数帯と、前記第１の周波数帯と異なる第２の周波数帯とを特定し、前記第１の制御音は、前記集音された環境音における前記第１の周波数帯に対し所定の周波数で振幅変調を行った音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、前記第２の制御音は、前記集音された環境音において前記第２の周波数帯の音であって、前記環境音と逆位相又は同位相であり、前記第１の周波数帯は、前記集音された環境音の周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値以下である周波数帯であり、前記第２の周波数帯は、前記周波数スペクトルにおいて振幅が前記所定の閾値より大きい周波数帯であることとしてもよい（第１０の構成）。
【００２９】
第１０の構成によれば、第１の制御音は環境音において音量が閾値以下の周波数帯に対して振幅変調を行った音であり、第２の制御音は環境音において音量が閾値より大きい周波数帯の音であり、環境音と逆位相又は同位相である。環境音の音量が小さい帯域にビート音が形成されるため、利用者に違和感なくビート音を聞かせることができる。
【００３０】
第１又は第２の構成において、前記生成部は、複数の動作モードのそれぞれに応じた前記制御音を生成することとしてもよい（第１１の構成）。
【００３１】
第１１の構成によれば、動作モードごとに制御音を生成するため、各動作モードに適したビート音を利用者に聞かせることができる。
【００３２】
第１１の構成において、前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、前記生成部は、前記睡眠モードの場合、前記集音された環境音における所定の低周波数帯の音に対し所定の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成し、前記覚醒モードの場合、前記集音された環境音における所定の高周波数帯の音に対し前記所定の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成することとしてもよい（第１２の構成）。
【００３３】
第１２の構成によれば、睡眠モードの場合は環境音の低音域に対して振幅変調を行った制御音を生成し、覚醒モードの場合は環境音の高音域に対して振幅変調を行った制御音を生成する。そのため、睡眠モードの場合には、利用者は制御音と環境音とで形成されるビートが気になりにくく、睡眠状態に誘導しやすい。また、覚醒モードの場合には、利用者はビート音を知覚しやすく、覚醒状態に誘導しやすい。
【００３４】
第１１の構成において、前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、前記生成部は、前記睡眠モードの場合、前記集音された環境音の周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値以下である周波数帯の音に対し所定の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成し、前記覚醒モードの場合、前記周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値より大きい周波数帯の音に対し所定の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成することとしてもよい（第１３の構成）。
【００３５】
第１３の構成によれば、睡眠モードの場合は環境音の音量が閾値以下の周波数帯に対して振幅変調を行った制御音を生成し、覚醒モードの場合は環境音の音量が閾値より大きい周波数帯に振幅変調を行った制御音を生成する。そのため、睡眠モードの場合には、利用者は制御音と環境音とで形成されるビート音が気になりにくく、睡眠状態に誘導しやすい。また、覚醒モードの場合には、利用者はビート音を知覚しやすく、覚醒状態に誘導しやすい。
【００３６】
第１１の構成において、前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、前記生成部は、前記睡眠モードの場合、前記集音された環境音に対して第１の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成し、前記覚醒モードの場合、前記集音された環境音に対して前記第１の周波数と異なる第２の周波数で振幅変調を行うことにより前記制御音を生成することとしてもよい（第１４の構成）。
【００３７】
第１４の構成によれば、睡眠モードと覚醒モードとで振幅変調の周波数が異なるため、睡眠モードと覚醒モードとで形成されるビート音が変化する。そのため、動作モードに応じたビート音を利用者に聞かせることができ、脳波をより効果的に睡眠状態又は覚醒状態に誘導することができる。
【００３８】
第１１の構成において、前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、前記生成部は、前記環境音に前記制御音を重ねたときの音量が前記睡眠モードよりも前記覚醒モードの方が大きくなるように前記制御音の振幅を調整することとしてもよい（第１５の構成）。
【００３９】
第１５の構成によれば、睡眠モードより覚醒モードの方が環境音と制御音とを重ねた音量が大きいため、利用者をより効果的に睡眠又は覚醒に導くことができる。
【００４０】
第１１の構成において、前記複数の動作モードは、睡眠を誘導する睡眠モードと、覚醒を誘導する覚醒モードとを含み、前記生成部は、前記睡眠モードと前記覚醒モードとで前記ビート音の波形が異なるように、前記集音された環境音の位相及び振幅を変化させて前記制御音を生成することとしてもよい（第１６の構成）。
【００４１】
第１６の構成によれば、睡眠モードと覚醒モードとで環境音と制御音とで形成されるビート音の波形が異なるため、ビート音によって利用者に睡眠モードと覚醒モードとを知覚させることができる。
【００４２】
第１又は第２の構成において、前記生成部は、前記集音された環境音の位相、前記制御音を生成するために行う変調に用いる周波数及び振幅の少なくとも一つを、時間に応じて変化させることとしてもよい（第１７の構成）。
【００４３】
第１７の構成によれば、時間に応じてビート音を変化させることができるので、時間帯に応じた適切なビート音を利用者に聞かせることができる。
【００４４】
第１７の構成において、前記生成部は、前記時間に応じて、生成する制御音の位相を前記環境音と逆位相又は同位相となるように切り替えることとしてもよい（第１８の構成）。
【００４５】
第１８の構成によれば、時間に応じて環境音を低減又は増幅させることができるため、時間帯に応じて利用者が聞きやすい音量でビート音を聞かせることができる。
【００４６】
第１７の構成において、前記生成部は、前記制御音の生成に用いる前記集音された環境音の周波数帯を、前記時間に応じて、当該環境音における所定の低周波数帯と所定の高周波数帯との間で変化させることとしてもよい（第１９の構成）。
【００４７】
第１９の構成によれば、時間に応じて環境音の低音又は高音に基づく制御音を生成することができるので、時間帯に適したビート音を聞かせることができる。
【００４８】
第１７の構成において、前記生成部は、前記制御音の生成に用いる前記集音された環境音の周波数帯を、前記時間に応じて、当該環境音の周波数スペクトルにおいて振幅が所定の閾値以下である周波数帯と前記所定の閾値より大きい周波数帯との間で変化させることとしてもよい（第２０の構成）。
【００４９】
第２０の構成によれば、時間に応じて、音量が小さい環境音の周波数帯、又は音量が大きい環境音の周波数帯を用いて制御音を生成するため、時間帯に適したビート音を聞かせることができる。
【００５０】
第１７の構成において、前記生成部は、前記時間の経過に伴って前記ビート音の音量が小さくなるように、生成する制御音の位相及び、前記制御音を生成するために行う変調に用いる振幅を調整することとしてもよい（第２１の構成）。
【００５１】
第２１の構成によれば、時間の経過とともにビート音の音量を小さくすることができる。
【００５２】
第１７の構成において、前記生成部は、前記時間の経過に伴って前記ビート音の波形が変化するように前記集音された環境音の位相及び振幅を変化させて前記制御音を生成することとしてもよい（第２２の構成）。
【００５３】
第２２の構成によれば、時間の経過とともに異なるビート音を利用者に聞かせることができる。
【００５４】
第１又は第２の構成において、前記生成部は、前記集音された環境音の音量に応じて、生成する制御音の位相を前記環境音と逆位相又は同位相に切り替えることとしてもよい（第２３の構成）。
【００５５】
第２３の構成によれば、環境音の音量に応じて、制御音によって環境音を低減したり増幅させたりすることができるので、利用者が聞きやすい音量でビート音を聞かせることができる。
【００５６】
本発明の一実施形態における音出力方法は、脳波を誘導するための制御音を出力する音出力方法であって、環境音を集音し、前記環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、周波数及び振幅の少なくとも一つを変化させて前記制御音を生成し、生成された前記制御音を出力する。
【００５７】
この方法によれば、制御音は、環境音の位相、周波数及び振幅の少なくとも一つを変化させた音であり、環境音と所定の周波数のビート音を形成する。制御音は環境音を基に生成されているため、制御音の出力によって利用者に不快感を与えにくい。また、制御音と環境音とで形成されるビート音によって利用者の脳波を所定の周波数に誘導することができる。
【００５８】
本発明の一実施形態におけるプログラムは、脳波を誘導するための制御音を出力する音出力装置のコンピュータに、環境音を集音するステップと、前記環境音と所定の周波数のビート音を形成するように、集音された環境音の位相、周波数及び振幅の少なくとも一つを変化させて前記制御音を生成するステップと、生成された前記制御音を出力するステップと、を実行させる。
【００５９】
このプログラムによれば、制御音は、環境音の位相、周波数、及び振幅の少なくとも一つを変化させた音であり、環境音と所定の周波数のビート音を形成する。制御音は環境音を基に生成されているため、制御音の出力によって利用者に不快感を与えにくい。また、制御音と環境音とで形成されるビート音によって利用者の脳波を所定の周波数に誘導することができる。
【００６０】
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。
【００６１】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における音出力装置の概要構成を示すブロック図である。出力音生成装置１は、環境音等の音源２の音を集音する集音部１１と、利用者の脳波を制御するための制御音を生成する生成部１２と、制御音を出力する出力部１３とを備える。
【００６２】
集音部１１は、マイクを備え、マイクにより周囲の環境音を集音する。
【００６３】
生成部１２は、集音部１１で集音された音の強度（振幅）を所定の周波数で変調、変調した音の位相を環境音に応じて調整して制御音を生成する。
【００６４】
具体的には、集音された音に対し所定の周波数ｆで振幅変調を行う。つまり、集音された音に対して（ａ×ｓｉｎ２πｆ×ｔ＋（１−ａ））［ａ：振幅（０＜ａ＜１／２）、ｔ：時間］を乗算する。そして、振幅変調された音の位相を環境音と逆位相となるように調整して制御音を生成する。
【００６５】
出力部１３は、１つのスピーカを備え、生成部１２で生成された制御音をスピーカから出力する。
【００６６】
つまり、例えば、図２において集音した音の平均的な音量を実線Ｌ２、振幅が所定の周波数で変調され、環境音と逆位相の制御音の音量を破線Ｌ１１で表す場合、制御音と環境音とを重ねたときの音量は、図２の実線Ｌ３で示すように、環境音の平均的な音量よりも小さくなる。
【００６７】
従って、制御音によって環境音がある程度打ち消される。また、所定の周波数で振幅変調された制御音と環境音によってビートが形成される。そのため、特に騒がしい環境下において、環境音が低減され、利用者にとって聞きやすい音量で利用者の脳波を所定の周波数に誘導することができる。
【００６８】
（応用例）
上述の第１の実施形態の制御音は、位相が環境音と逆位相である場合の例を説明したが、制御音の位相は環境音と同位相であってもよい。
【００６９】
つまり、例えば、図３において集音した音の平均的な音量を実線Ｌ２、振幅が所定の周波数で変調され、環境音と同位相の制御音の音量を破線Ｌ１２で表す場合、制御音と環境音とを重ねたときの音量は、図３の実線Ｌ４で示すように、環境音の平均的な音量よりも大きくなる。
【００７０】
従って、この場合、制御音によって環境音がある程度増幅される。そのため、特に静かな環境下や補聴器に本構成を適用した場合に、利用者にとって聞きやすい音量で利用者の脳波を所定の周波数に誘導することができる。
【００７１】
［第２の実施形態］
図４は、本実施の形態における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。図４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を付している。以下、主として第１の実施形態と異なる構成について説明する。
【００７２】
本実施の形態における音出力装置１ａは、生成部１２ａを備える。生成部１２ａは、集音された音の周波数のうち所定の周波数帯を通過させるフィルタ部１２１を有する。
【００７３】
生成部１２ａは、フィルタ部１２１を通過した音に対し、上述の第１の実施形態と同様の振幅変調を行い、位相を調整する。つまり、第１の実施形態の場合には、集音した音全体に対して振幅変調を行ったが、本実施の形態では、集音した音のうち一部の周波数帯の音に対して振幅変調を行う。
【００７４】
（例１）
上記所定の周波数帯は、例えば集音した音の高周波数帯でもよい。この場合、フィルタ部１２１は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を備える。フィルタ部１２１は、集音された音の周波数のうち、ハイパスフィルタに予め定められたカットオフ周波数より高い周波数の音を通過させる。
【００７５】
生成部１２ａは、ハイパスフィルタを通過した周波数の音に対して所定の周波数で振幅変調を行う。そして、振幅変調された音の位相が環境音と逆位相、又は同位相となるように調整して制御音を生成する。
【００７６】
つまり、この例では、環境音における高周波数帯の音に対して振幅変調を行い、振幅変調された音の位相が環境音と逆位相又は同位相となるように調整して制御音を生成する。制御音は、環境音の高音部分に対してのみ所定の周波数で振幅変調されたものである。そのため、環境音と制御音とで形成されるビートが目立ちにくくなり、より自然にビートを聞かせることができる。
【００７７】
（例２）
上記例１では、環境音の高周波数帯のみを用いて制御音を生成する例を説明したが、低周波数帯の音も用いて制御音を生成してもよい。
【００７８】
この場合、フィルタ部１２１は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とローパスフィルタ（ＬＰＦ）とを備える。ハイパスフィルタとローパスフィルタは、図５に示す周波数特性を有する。図５に示すように、ハイパスフィルタとローパスフィルタの通過帯域は重複する。
【００７９】
生成部１２ａは、上記例１と同様、フィルタ部１２１において、ハイパスフィルタを通過した周波数、つまり、環境音における高周波数帯に対して所定の周波数で振幅変調を行う。そして、振幅変調を行った音の位相を、環境音と逆位相又は同位相となるように調整して制御音（以下、制御音１）を生成する。さらに、生成部１２ａは、フィルタ部１２１において、ローパスフィルタを通過した周波数、つまり、環境音における低周波数帯の音の位相を、制御音１と同様、環境音と逆位相又は同位相となるように調整した制御音（以下、制御音２）を生成する。
【００８０】
つまり、この例では、環境音における高周波数帯の音に対して振幅変調を行って位相を調整した制御音１と、環境音における低周波数帯の音の位相を調整した制御音２が生成される。
【００８１】
出力部１３は、生成部１２ａで生成された２つの制御音１、制御音２を合成して出力する。
【００８２】
一方の制御音１は、環境音における高音部分の音であって、所定の周波数で振幅変調がなされ、位相が環境音と逆位相又は同位相となっている。また、他方の制御音２は、環境音における低音部分の音であって、環境音と逆位相又は同位相となるように位相が調整されている。そのため、制御音と環境音とで形成されるビートが目立ちにくく、利用者にとって聞きやすい音量でビートを聞かせることができる。
【００８３】
（例３）
上記例２では環境音における高音部分に対してのみ所定の周波数で振幅変調を行って制御音１を生成したが、低音部分に対しても振幅変調を行ってもよい。
【００８４】
この場合、生成部１２ａは、フィルタ部１２１において、ハイパスフィルタを通過した音の位相を、環境音における高周波数帯の音と同位相となるように位相を調整する。また、生成部１２ａは、フィルタ部１２１において、ローパスフィルタを通過した音の位相を、環境音における低周波数帯の音と逆位相となるように位相を調整する。そして、生成部１２ａは、位相の調整を行ったそれぞれの音に対して所定の周波数で振幅変調を行い、２つの制御音を生成する。
【００８５】
この例では、環境音における高音部分と低音部分に対してのみ振幅変調を行い、環境音における高音を増幅し、低音を低減する。そのため、低音の騒音を低減しつつ、利用者の脳波を誘導することができる。
【００８６】
（例４）
上記例２では、ハイパスフィルタとローパスフィルタの通過帯域が重複している例を説明したが、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とローパスフィルタ（ＬＰＦ）の通過帯域が図６に示すように重複していなくてもよい。
【００８７】
この場合、生成部１２ａは、例えば、ハイパスフィルタを通過した音に対し所定の周波数で振幅変調を行い、振幅変調を行った音の位相を環境音と逆位相となるように調整して制御音（以下、制御音Ａ）を生成する。また、生成部１２ａは、ローパスフィルタを通過した音の位相を環境音と逆位相となるように調整して制御音（以下、制御音Ｂ）を生成する。
【００８８】
従って、例えば、飛行機の機内に制御音を出力する場合、エンジン音等の環境音の低音ノイズは、環境音と逆位相の制御音Ｂによって低減され、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタのいずれも通過しない機内アナウンス等の人間の声の音域（中音域）は変わらず聞こえる。また、環境音の高音域の音を振幅変調した制御音Ａによって環境音との間でビートが形成される。そのため、利用者にビートを聞かせつつ、周囲の低音ノイズを低減し、機内アナウンス等の声も聞かせることができる。
【００８９】
［第３の実施形態］
上述の第２の実施形態では、予め定めた周波数帯域の環境音の音を基に制御音を生成する例を説明したが、環境音に応じて制御音の対象となる周波数帯域を特定するようにしてもよい。
【００９０】
図７は、本実施の形態における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。図７において、第２の実施形態と同様の構成には第２の実施形態と同じ符号を付している。以下、主として第２の実施形態と異なる構成について説明する。
【００９１】
音出力装置１ｂは、第２の実施形態と同様の集音部１１及び出力部１３に加え、生成部１２ｂを備える。生成部１２ｂは、解析部１２２とフィルタ部１２３とを有する。
【００９２】
解析部１２２は、集音部１１で集音された音の周波数スペクトルを解析し、振幅（音量）が所定の閾値より大きい周波数帯（以下、周波数帯Ｆ１）と、所定の閾値以下の周波数帯（以下、周波数帯Ｆ２）をそれぞれ制御音の対象周波数として特定する。
【００９３】
フィルタ部１２３は、２つのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ１、ＢＰＦ２）を備える。フィルタ部１２３は、一方のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）により、集音された音のうち、解析部１２２で特定された周波数帯Ｆ１の音を通過させる。また、もう一方のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ２）により、集音された音のうち、解析部１２２で特定された周波数帯Ｆ２の音を通過させる。つまり、集音された音の周波数特性が図８に示す波形で表される場合、バンドパスフィルタＢＰＦ１は、音量が閾値より大きい周波数帯Ｆ１を通過させ、バンドパスフィルタＢＰＦ２は、音量が閾値以下の２つの周波数帯Ｆ２を通過させる。
【００９４】
生成部１２ｂは、バンドパスフィルタＢＰＦ１を通過した音に対し所定の周波数で振幅変調を行い、振幅変調を行った音の位相を環境音と逆位相又は同位相となるように調整して制御音（以下、制御音Ｃ）を生成する。また、生成部１２ｂは、バンドパスフィルタＢＰＦ２を通過した音の位相を環境音と逆位相又は同位相となるように調整して制御音（以下、制御音Ｄ）を生成する。
【００９５】
制御音Ｃは、環境音において一定の音量より大きい周波数帯の音に対して振幅変調を行って位相を調整した音である。また、制御音Ｄは、環境音において一定の音量以下の周波数帯の音の位相を調整した音である。従って、制御音Ｃと制御音Ｄとが出力されることに
より形成されるビートが利用者に知覚しやすくなり、効率的に脳波を誘導することができる。
【００９６】
（応用例）
上記第３の実施形態では、環境音において一定の音量より大きい周波数帯の音に対して振幅変調を行ったが、一定の音量以下の周波数帯の音に対して振幅変調を行ってもよい。
【００９７】
この場合、生成部１２ｂは、バンドパスフィルタＢＰＦ１を通過した音の位相を環境音と逆位相又は同位相となるように調整して制御音（以下、制御音Ｃ’）を生成する。また、生成部１２ｂは、バンドパスフィルタＢＰＦ２を通過した音に対し所定の周波数で振幅変調を行い、振幅変調を行った音の位相を環境音と逆位相又は同位相となるように調整して制御音（以下、制御音Ｄ’）を生成する。
【００９８】
制御音Ｄ’は、環境音において一定の音量以下の周波数帯の音に対して振幅変調を行って位相を調整した音である。制御音Ｃ’は、環境音において一定の音量より大きい周波数帯の音の位相を調整した音である。従って、制御音Ｃ’と制御音Ｄ’とが出力されることにより、出力される制御音と環境音とで形成されるビートが目立ちにくくなる。その結果、利用者に違和感を与えることなく脳波を誘導することができる。
【００９９】
［第４の実施形態］
上述した第１の実施形態における制御音の位相の調整方法を一定条件下で切り替えるようにしてもよい。以下、具体例を説明する。
【０１００】
（例１）
例えば、第１の実施形態における制御音の生成に際し、環境音の音量に応じて位相の調整方法を切り替えてもよい。この場合、生成部１２は、集音した音の平均的な音量が予め定められた音量よりも大きい場合、制御音の位相が環境音と逆位相となるように調整する。また、生成部１２は、集音した音の平均的な音量が予め定められた音量以下である場合、制御音の位相が環境音と同位相となるように調整する。
【０１０１】
このように構成することで、環境音が予め定めた音量よりも大きい音量である場合、つまり、騒がしい環境下においては、制御音が環境音と重なることで環境音を低減することができる。また、環境音が予め定めた音量以下の音量である場合、つまり、静かな環境下においては、制御音が環境音と重なることで環境音を増幅することができる。その結果、いずれの場合も、利用者が聞きやすい音量で制御音と環境音とで形成されるビートを聞かせることができ、利用者の脳波を誘導することができる。
【０１０２】
（例２）
環境音に制御音を重ねたときの音量が時間の経過に応じて小さくなる、又は大きくなるように、制御音の位相を調整してもよい。
【０１０３】
つまり、例えば、睡眠を誘導する場合、図９に示すように、環境音と制御音とを重ねたときの平均の音量が時間の経過とともに減少するように、制御音の位相を調整する。具体的には、例えば、図９において、環境音と制御音とを重ねた音量が、環境音と同じ音量に到達するまでのＴ１期間は、環境音よりも大きい音量であって、全体の音量が一定減少するように制御音を増幅させる。一方、環境音と同じ音量に到達した後のＴ２期間は、環境音よりも小さい音量であって、全体の音量が一定減少するように制御音を低減させる。
【０１０４】
この場合、例えば、生成部１２はタイマーを備える。生成部１２は、タイマーで計測される時間がＴ１期間を経過するまで、環境音の位相と同位相の制御音を生成する。そして、タイマーで計測される時間がＴ１を経過した後、すなわち、Ｔ２期間は、生成部１２は、環境音と逆位相の制御音を生成する。より具体的には、Ｔ１期間に到達するまで、制御音と環境音との位相差を０°〜９０°、Ｔ１期間到達時の位相差を９０°とし、Ｔ１期間経過後、Ｔ２期間の位相差が９０°〜１８０°となるように制御音を制御する。
【０１０５】
なお、時間に応じて、制御音の位相と振幅とを変化させることで音量をより効果的に制御できる。例えば、上記の例において、Ｔ１期間到達時に振幅が０となるように、Ｔ１期間の開始からＴ１期間到達まで振幅を徐々に小さくし、Ｔ１期間経過後、Ｔ２期間は振幅が徐々に大きくなるように制御音の振幅を制御する。
【０１０６】
このように構成することで、制御音と環境音とで形成されるビートを聞きながら、時間の経過とともに周囲が静かになっていくため、利用者はスムーズに眠りにつきやすくなる。なお、睡眠を誘導する場合とは逆に、睡眠から覚醒させる場合には、時間の経過とともに、環境音と制御音とを重ねた音量が大きくなるように制御音の位相、又は位相及び振幅を調整すればよい。また、上記では時間の経過に応じて制御音の位相を調整したが、利用者の生体情報を基に利用者の睡眠状態を測定し、睡眠状態に応じて制御音の位相、又は位相及び振幅を調整してもよい。
【０１０７】
（例３）
制御音の位相の調整を切り替える条件は、上記例１、例２に示した環境音の音量や睡眠時間の経過に限らない。
【０１０８】
例えば、音出力装置は、例えば加速度センサを備え、加速度センサの検出結果に応じて、利用者が移動中であるか否かを検出する。そして、利用者が移動中の場合には、環境音と制御音とを重ねた音量が大きくなるように、環境音の位相と同位相の制御音を生成し、利用者が移動中でない場合（静止）には、環境音と制御音とを重ねた音量が小さくなるように、環境音の位相と逆位相の制御音を生成してもよい。
【０１０９】
また、例えば、音出力装置は、利用者の生体情報として利用者の脈波を検出するバイタルセンサを備え、バイタルセンサの検出結果に基づいて利用者が活動中かリラックス状態であるかを判定する。そして、利用者が活動中である場合には、環境音と制御音とを重ねた音量が大きくなるように、環境音の位相と同位相の制御音を生成し、利用者がリラックス状態である場合には、環境音と制御音とを重ねた音量が小さくなるように、環境音の位相と逆位相の制御音を生成してもよい。
【０１１０】
また、例えば、音出力装置は、利用者の年齢又は年齢層を示す年齢情報を受け付ける受付部を備え、生成部１２は、バンドパスフィルタを備える。生成部１２は、受け付けた年齢情報に基づき、利用者の年齢層を判断する。生成部１２は、利用者が高齢者である場合、バンドパスフィルタにより、集音した音から中低音域の音を通過させる。そして、中低音域の音の音量が大きくなるように、バンドパスフィルタを通過した音を環境音と同位相となるように調整して制御音を生成する。また、利用者が若年者である場合には、生成部１２は、バンドパスフィルタにより、集音した音から高音域の音を通過させる。そして、高音域の音量が大きくなるように、バンドパスフィルタを通過した音を環境音と同位相となるように調整して制御音を生成する。
【０１１１】
このように構成することで、利用者の状態や属性に適した制御音を出力することができ、利用者がより聞きやすい音量で、制御音と環境音とで形成されるビートを聞かせることができる。
【０１１２】
［第５の実施形態］
上述した第１〜第４の実施形態では、振幅変調の対象となる周波数帯が一定である場合について説明したが、本実施の形態では、振幅変調の対象となる周波数帯を変化させる例について説明する。
【０１１３】
（例１）
図１０は、本実施の形態の例１における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。図１０において、第１の実施形態と同様の構成には第１の実施形態と同じ符号を付している。以下、主として本実施の形態に特有の構成について説明する。
【０１１４】
音出力装置１ｃは、睡眠を誘導する睡眠モードと、睡眠から覚醒を誘導する覚醒モードのいずれか一方の動作モードの選択を受け付けるモード選択部１４と、生成部１２ｃとを備える。
【０１１５】
生成部１２ｃは、フィルタ部１２３ｃを備える。フィルタ部１２３ｃは、バンドパスフィルタを備える。フィルタ部１２３ｃは、集音部１１で集音された音のうち、モード選択部１４で選択された動作モードに応じた周波数帯の音をバンドパスフィルタにより通過させる。
【０１１６】
例えば、睡眠モードの場合、フィルタ部１２３ｃは、集音部１１で集音された音のうち予め定めた低周波数帯の音をバンドパスフィルタにより通過させる。また、覚醒モードの場合、フィルタ部１２３ｃは、集音部１１で集音された音のうち予め定めた高周波数帯の音をバンドパスフィルタにより通過させる。生成部１２ｃは、バンドパスフィルタを通過した音に対して所定の周波数で振幅変調を行い、制御音を生成する。
【０１１７】
このように構成することで、睡眠を誘導する場合には、制御音によって環境音の低音部分においてビートが形成されるためビートが目立ちにくくなる。また、覚醒を誘導する場合には、制御音によって環境音の高音部分においてビートが形成されるためビートが目立ちやすくなる。その結果、利用者の睡眠又は覚醒を効率的に誘導することができる。
【０１１８】
（例２）
また、例えば、睡眠モードの場合、集音した音の音量が閾値より小さい周波数帯を振幅変調の対象とし、覚醒モードの場合に、集音した音の音量が閾値以上の周波数帯を振幅変調の対象としてもよい。
【０１１９】
図１１は、この例における音出力装置の概略構成を示すブロック図である。図１１において、上記例１と同様の構成には例１と同じ符号を付している。
【０１２０】
図１１に示すように、音出力装置１ｄは、生成部１２ｄを備える。生成部１２ｄは、解析部１２２ｄとフィルタ部１２３ｄとを備える。
【０１２１】
解析部１２２ｄは、集音部１１で集音された音の周波数スペクトルを解析する。解析部１２２ｄは、モード選択部１４で受け付けた動作モードが覚醒モードの場合、周波数スペクトルにおいて振幅が閾値以上の周波数帯を特定する。また、解析部１２２ｄは、モード選択部１４で受け付けた動作モードが睡眠モードの場合、周波数スペクトルにおいて振幅が閾値より小さい周波数帯を特定する。
【０１２２】
フィルタ部１２３ｄは、バンドパスフィルタを備え、集音部１１で集音された音のうち解析部１２２で特定された周波数帯の音をバンドパスフィルタにより通過させる。
【０１２３】
生成部１２ｄは、フィルタ部１２３ｄにおいてバンドパスフィルタを通過した周波数帯の音に対し、所定の周波数で振幅変調を行い制御音を生成する。
【０１２４】
このように、覚醒モードの場合には、音量が大きい音に対して振幅変調を行って制御音を生成することで、制御音と環境音とで形成されるビートが目立ちやすくなり、利用者を効率良く覚醒に誘導できる。また、睡眠を誘導する場合には、音量が小さい周波数帯の音に対して振幅変調を行って制御音を生成することで、制御音と環境音とで形成されるビートが目立ちにくく、違和感を与えることなく利用者を睡眠に誘導しやすい。
【０１２５】
（例３）
また、例えば、制御音と環境音とで形成されるビート、すなわち、制御音と環境音とを重ねた音量の周期的な変化が、睡眠モードよりも覚醒モードの方が大きくなるように制御してもよい。
【０１２６】
図１２Ａ及び図１２Ｂのそれぞれは、覚醒モードと睡眠モードにおける制御音と環境音とを重ねたときの音量を表す波形である。すなわち、図１２Ａ及び図１２Ｂは、覚醒モードと睡眠モードにおける制御音と環境音とで形成されるビートの振幅の時間変化を表している。
【０１２７】
図１２Ａに示すように、覚醒モードにおける制御音と環境音とを重ねたときの音量の変化量ΔＶ１は、図１２Ｂに示す、睡眠モードの場合の制御音と環境音とを重ねたときの音量の変化量ΔＶ２よりも大きい。つまり、覚醒モードの場合に形成されるビートの方が、睡眠モードの場合に形成されるビートよりも強調されるため、利用者の脳波をより効果的に誘導することができる。
【０１２８】
図１３は、この場合の音出力装置の概略構成を示すブロック図である。図１３において、第１の実施形態と同様の構成には第１の実施形態と同じ符号を付している。
【０１２９】
図１３に示すように、この例における音出力装置１ｅは、集音部１１及び出力部１３に加え、生成部１２ｄとモード選択部１４を備える。生成部１２ｄは、選択部１４で受け付けた動作モードが覚醒モードの場合、集音部１１で集音された音に対し、ビートの周波数を所定の周波数ｆａとする振幅変調を行い、環境音と同位相となるように位相を調整した制御音を生成する。また、生成部１２ｄは、選択部１４で受け付けた動作モードが睡眠モードの場合、集音部１１で集音された音に対し、（ａ×ｓｉｎ２πｆａ×ｔ＋（１−ａ））［ａ：ビートの振幅（０＜ａ＜１／２）、ｔ：時間］を乗算し、振幅を変化させる。そして、環境音と同位相となるように位相を調整した制御音を生成する。
【０１３０】
（例４）
上記例３は、制御音と環境音とで形成されるビートの振幅を動作モードに応じて変化させたが、どの動作モードであってもビートの波形は正弦波となっている。例４では、動作モードに応じてビートの波形を変化させる例について説明する。
【０１３１】
図１４Ａ及び図１４Ｂはそれぞれ、覚醒モードと睡眠モードにおける制御音と環境音とを重ねたときの音量の時間波形、すなわち、制御音と環境音とで形成されるビートの時間波形を表している。
【０１３２】
図１４Ａに示す覚醒モードにおけるビートの時間波形は矩形波であり、図１４Ｂに示す睡眠モードにおけるビートの時間波形は正弦波となっている。
【０１３３】
この場合、生成部１２ｄ（図１３参照）は、選択部１４で受け付けた動作モードが覚醒モードの場合、所定の周期で２つの異なる振幅値を繰り返すように、集音部１１で集音された音に対して所定の周波数で振幅変調を行い、環境音と同位相となるように位相を調整して制御音を生成する。具体的には、例えば、振幅値１とａ（１＞ａ＞０）とを所定周期で繰り返す矩形波の場合、集音された音の周波数ｆｔが、［Ｎ＜ｆｔ＜Ｎ＋１／２（Ｎ：整数）］のときにその振幅値を１、［Ｎ−１／２＜ｆｔ＜Ｎ］のときにその振幅値をａ（０＜ａ＜１）とする。
【０１３４】
また、生成部１２ｄは、選択部１４で受け付けた動作モードが睡眠モードの場合、第１の実施形態と同様、集音部１１で集音された音に対して所定の周波数ｆで振幅変調を行い、環境音と同位相となるように位相を調整して制御音を生成する。
【０１３５】
（例５）
上記の例１〜例４では、動作モードに応じて制御音の対象となる周波数帯を変化させたり、制御音と環境音とで形成されるビートの振幅又は波形を変化させたりすることで、ビートの性質を変化させたが、時間の経過に応じて、このようなビートの性質を変化させてもよい。
【０１３６】
つまり、例えば、時間の経過に伴って、ビートが強調されにくくなるように制御音を生成したり、ビートが強調されるように制御音を生成したりしてもよい。
【０１３７】
具体的には、上記例１の場合、時間の経過に伴って、環境音において低音域の周波数帯から高音域の周波数帯まで振幅変調の対象を変化させてもよい。また、上記例２の場合、時間の経過に伴って、環境音において音量が大きな周波数帯から音量が小さい周波数帯まで振幅変調の対象を変化させてもよい。また、上記例３の場合、時間の経過に伴って、ビートの振幅が徐々に小さくなるように振幅変調の周波数を変化させてもよい。また、上記例４の場合、時間の経過に伴って、ビートの波形が矩形波から正弦波に変化するように制御音の変調方法を変化させてもよい。
【０１３８】
このように構成することにより、時間に応じた適切なビートを利用者に聞かせることができる。また、上記例１〜例５のように、睡眠モードと覚醒モードとでビートの音を異ならせることで、睡眠モードと覚醒モードに対応するビート音を予め認識しているユーザであれば、ビート音を聞くだけで動作モードを特定できる。
【０１３９】
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。
【０１４０】
［変形例］
（１）上述した実施の形態における音出力装置は、例えば、ヘッドホン又はイヤホン等の耳に装着する装置に適用してもよい。このように構成することで、耳に到達するあらゆる環境音に対して制御音を生成することができる。
【０１４１】
また、上述した実施の形態における音出力装置は、例えば、スマートフォンやタブレット等の携帯端末と無線又は有線と接続し、携帯端末から音出力装置において制御音を生成する際の振幅変調の周波数、制御音の対象となる周波数帯等のパラメータを制御してもよい。また、音出力装置は、接続された携帯端末から出力される音声と制御音とを加算して出力してもよい。
【０１４２】
また、上述した実施の形態における音出力装置は、据え置き型のスピーカの内部に配置してもよい。この場合、音出力装置の集音部と出力部の位置関係によって、集音部で集音される音に環境音以外の音も含まれる可能性がある。そのため、騒音等の環境音の音源の
方向が予め特定できる場合、その音源の方向に応じて集音部と出力部の位置関係を調整すればよい。ヘッドホン等のように直接耳に装着するものではないため、利用者はより快適に音を聞くことができる。
【０１４３】
（２）上述した実施の形態では、集音した環境音に対して振幅変調を行って制御音を生成する例を説明したが、集音した環境音に対して周波数変調を行って制御音を生成してもよい。
【０１４４】
（３）上述した実施の形態では、音出力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、音出力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。音出力装置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。
【０１４５】
（４）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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
（５）また、上記各実施の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。
【０１５０】
（６）上記実施の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、上記実施の形態に係る音出力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。上記実施の形態においては、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。
【０１５１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１６年１２月１６日に出願された日本国特許出願：特願２０１６−２４４０４４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書に含めるものである。
【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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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