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JP2014226361A - Sound source apparatus and program - Google Patents
Sound source apparatus and program Download PDF
JP2014226361A
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森島　守人
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A61M2021/0033—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the hearing sense subsonic
PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a subject from feeling bored due to a generated sound when improving sleep or the like.SOLUTION: A sound source device includes an acquisition part 210 which acquires biological information of a subject, and sound source parts 410, 420, 430, 440 which respectively output sound signals. The sound source part 440 outputs the sound signal at a tempo corresponding to the acquired biological information. The sound source part 430 includes a reading section which reads out waveform data indicating a sound waveform from a waveform memory. The reading section reads out the waveform data of a set interval by setting the interval from the read start to the read end of the waveform data with a prescribed regulation or at random.
本発明は、複数の音源部を制御する音源装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to a tone generator and a program for controlling a plurality of tone generator.
近年、体動や、呼吸、心拍などの生体情報を検出するとともに、当該生体情報に応じた音を発生させて、睡眠の改善やリラクゼーション効果を付与する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。 Recently, body movement and respiration, and detects biological information such as heart, by generating sound corresponding to the biometric information, a technology for imparting improved and relaxation of sleep has been proposed (e.g. Patent Document 1 reference). また、被験者のリラックス状態に応じて、発生させる音の種類、音量、テンポのうち、少なくとも１つを調整する技術も提案されている（例えば特許文献２参照）。 Also, depending on the relaxed state of the subject, the type of sound to be generated, loudness, of the tempo, it has also been proposed a technique for adjusting at least one (e.g., see Patent Document 2).
特開平４−２６９９７２号公報 JP-4-269972 discloses 特開２００４−３４４２８４号公報 JP 2004-344284 JP
ところで、音の発生によって睡眠等を改善する場合に、音が単調であったりすると、飽きる、耳につくなどの理由により却って睡眠等を妨害する、という点が指摘された。 By the way, if you improve sleep, etc. due to the occurrence of the sound, the sound is or a monotonous, tired, rather to interfere with sleep, such as for reasons such as attached to the ear, that has been pointed out. 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、発生させる音によって睡眠等を改善する場合に、飽きる、耳につくなどの感じを被験者に与えないようにした音源装置およびプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is, in the case of improving sleep like by the sound generating, bored, so as not to give a feeling like attached to the ear in a subject and to provide a tone generator and a program to.
上記目的を達成するために、本発明に係る音源装置は、被験者の生体情報を取得する取得部と、それぞれが音信号を出力する複数の音源部と、を有し、前記複数の音源部は、少なくとも第１の音源部および第２の音源部を含み、前記第１の音源部は、前記取得部によって取得された生体情報に応じたテンポで前記音信号を出力し、前記第１の音源部または前記第２の音源部の少なくとも一方は、波形メモリから、音波形を示す波形データを読み出す読出部を備え、前記読出部は、前記波形データの読出開始から読出終了までの区間を所定の規則で、または、ランダムに設定して、当該設定した区間の波形データを読み出し、読み出された波形データに基づいて音信号を出力することを特徴とする。 To achieve the above object, a sound source apparatus according to the present invention includes an acquisition unit for acquiring biological information of a subject, comprising: a plurality of sound source portions, each of which outputs a sound signal, a plurality of sound source portions comprise at least a first tone generator and a second tone generator, the first sound source unit outputs the sound signal at a tempo corresponding to the biometric information acquired by the acquisition unit, the first sound source parts or at least one of said second tone generator, from the waveform memory, comprising a read unit for reading the waveform data showing the sound waveform, the reading section, the section a predetermined from the reading start of the waveform data to read end the rule, or set at random, reads waveform data of the set interval, and outputs a sound signal on the basis of the waveform data read out.
本発明によれば、第１の音源部から出力される音信号は、生体情報に応じたテンポになっているので、睡眠等の改善が図られる。 According to the present invention, the sound signal outputted from the first sound source unit, since become a tempo corresponding to the biometric information, it is achieved an improvement in sleep, and the like. また、第１の音源部または第２の音源部の少なくとも一方は、波形メモリから読み出された波形データに基づく音信号を出力するが、このときに読み出される波形データは、被験者に予測されないようにほぼランダムとなっているので、飽きる、耳につくなどの感じを被験者に与えないで済む。 Further, at least one of the first sound source unit or the second sound source unit, as is to output a sound signal based on the waveform data read out from the waveform memory, waveform data read out at this time, which is not predicted subject since almost at random, tired, need not give a feeling, such as attached to the ear to the subject. なお、本発明では、複数の音源部によって異なる音が同時に出力されることがあり、音楽的な意味を持たない場合があるが、被験者の心体状態を変化させる意味がある。 In the present invention, may vary the sound by the plurality of tone generator are simultaneously outputted, there is a case that does not have a musical sense, it makes sense to change the tension member state of the subject.
本発明において、前記複数の音源部は、第３の音源部を有し、前記第３の音源部は、前記波形メモリに記憶された波形データを所定の速度で再生した第１信号を出力する第１再生部と、前記波形データを前記所定の速度よりも高速で再生した第２信号を出力する第２再生部と、前記第１信号と前記第２信号とを混合して前記音信号を出力する混合部と、を含む構成としても良い。 In the present invention, the plurality of tone generator has a third sound source portion, the third tone generator outputs a first signal obtained by reproducing the waveform data stored in the waveform memory at a predetermined speed a first reproduction unit, and a second reproducing unit for outputting a second signal obtained by reproducing the waveform data at a speed higher than the predetermined speed, the first signal and the sound signal by mixing the second signal a mixing unit for outputting may be configured to include a.
この構成において、波形データの所定速度での再生による可聴音と、波形データの高速再生による非可聴音とを混合して発生させるので、ハイパーソニック効果によるヒーリング効果が期待できる。 In this configuration, the audible sound by the reproduction at a predetermined speed of the waveform data, since to generate a mixture of a non-audible sound due to high-speed reproduction of the waveform data can be expected healing by hypersonic effect.
本発明において、取得された前記被験者の生体情報から当該被験者の心体状態を推定する推定部と、当該推定された心体状態に応じて、前記複数の音源部を制御する音源制御部とを含む態様としても良い。 In the present invention, an estimation unit for the biometric information of the acquired the subject to estimate the tension member state of the subject, in accordance with the tension member while being the estimate, and a sound source controller for controlling the plurality of tone generator it may be used as the embodiments that include. この態様によれば、推定した被験者の心体状態に応じて複数の音源部を制御することができる。 According to this aspect, it is possible to control a plurality of tone generator in accordance with the tension member state of the subject estimated.
また、本発明において、前記複数の音源部のうち、少なくとも１つは、出力する音信号の振幅またはピッチに揺らぎを与える態様が好ましい。 In the present invention, among the plurality of tone generator, at least one, aspect which gives fluctuation amplitude or pitch of the output sound signal it is preferred. このように振幅またはピッチに揺らぎを与えることで、さらに飽きのこない、耳につかないようにすることができる。 By thus giving the fluctuation in amplitude or pitch, may further Timeless, not stick to the ear. なお、このような揺らぎの程度については、取得した生体情報に応じて規定するようにしても良い。 Incidentally, the degree of such fluctuation may be defined according to the obtained biometric information.
なお、本発明は、音源装置のみならず、コンピュータを当該音源装置として機能させるプログラムとして概念することが可能である。 The present invention is not tone generator only, it can be conceptualized computer as a program to function as the sound source apparatus.
実施形態に係る音源装置を含むシステムの全体構成を示す図である。 It is a diagram showing an overall configuration of a system including a sound source apparatus according to the embodiment. 音源装置の機能構成を示すブロック図である。 Is a block diagram showing the functional configuration of the sound source device. 音源装置の音源制御部における制御テーブルの一例を示す図である。 It is a diagram showing an example of a control table in the sound source controller of the sound source device. 音源装置の音源部（その１）の構成の一例を示すブロック図である。 Tone generator tone generator is a block diagram showing an example of the configuration of (1). 同音源部で出力される周波数スペクトルの一例を示す図である。 Is a diagram showing an example of a frequency spectrum output by the tone generator section. 別の音源部（その２）の構成の一例を示すブロック図である。 Another sound source section is a block diagram showing an example of the configuration of (2). 同音源部における再生ピッチの変動の一例を示す図である。 Is a diagram showing an example of a change of playback pitch in the same tone generator. 別の音源部（その３）の構成の一例を示すブロック図である。 Another sound source section is a block diagram showing an example of the configuration of (3). 同音源部の読出の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example of a reading of the sound source unit. 同音源部で付与されるエンベロープの一例を示す図である。 Is a diagram showing an example of an envelope to be imparted by the tone generator. さらに別の音源部（その４）の構成の一例を示すブロック図である。 Yet another sound source unit is a block diagram showing an example of the configuration of (4). 音源装置の動作を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing the operation of the tone generator. 音源装置の具体的な動作を示す図である。 It is a diagram showing a specific operation of the sound source device.
図１は、実施形態に係る音源装置２０を含むシステム１の全体的な構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing an overall configuration of a system 1 including a sound source device 20 according to the embodiment. 図に示されるように、システム１は、センサ１１、１２、１３と音源装置２０とスピーカ５１、５２とを含んだ構成である。 As shown, the system 1 is inclusive constituting a sensor 11, 12, 13 and the sound source device 20 and the speaker 51. このシステム１は、ベッド５の上で仰向けの姿勢をとっている被験者Ｅに対し、スピーカ５１、５２から発せられる音を聴かせる、もしくは、感じさせることによって例えば睡眠を改善しようとするものである。 The system 1 is to subject E has taken the supine posture on the bed 5, to listen to the sound emitted from the speaker 51, or is intended to improve, for example, sleep by feel .
被験者Ｅの額にはセンサ１１の電極が取り付けられ、当該被験者Ｅの脳波（α波、β波、δ波、θ波など）を検出している。 The amount of the subject E attached electrodes of the sensor 11 to detect the brain waves of the subject E (alpha waves, beta waves, [delta] waves, theta waves, etc.). 被験者Ｅの左手首にはセンサ１２が装着され、例えば橈骨動脈の圧力変化、すなわち脈波を検出する。 Sensor 12 on the left wrist of the subject E is mounted, for example, pressure changes of the radial artery, i.e. to detect the pulse wave. 脈波は心拍に同期しているので、センサ１２は、間接的に心拍を検出していることになる。 Since the pulse wave is synchronized with the heartbeat, the sensor 12 would have detected indirectly heartbeat. また、被験者Ｅの頭部と枕との間には、加速度を検出するセンサ１３が設けられて、当該被験者Ｅの体動、具体的には呼吸や心拍など検出する。 Between the head and pillow subject E, it provided a sensor 13 for detecting an acceleration, body movement of the subject E, in particular to detect such breathing and heartbeat. センサ１１、１２、１３による検出信号は音源装置２０に供給される。 Detection signal from the sensor 11, 12, 13 are supplied to the tone generator 20.
なお、センサ１１は、図では被験者Ｅの額に１箇所のみとなっているが、複数箇所に設けられる場合もある。 The sensor 11 is in the figure has only one place to the amount of subject E, may be provided in the plurality of locations. また、センサ１１、１２、１３の検出信号は、図では便宜的に有線で音源装置２０に伝送される構成を示しているが、無線で伝送される構成でも良い。 The detection signal of the sensor 11, 12 and 13, although the figure shows a configuration that is transmitted to the sound source device 20 for convenience of the wireline may be configured to be transmitted wirelessly. 心拍がセンサ１１で検出可能な場合には、センサ１２を省略しても良い。 Heart rate when it is detectable by the sensor 11 may be omitted sensor 12.
音源装置２０は、センサ１１、１２、１３による検出信号を処理して、被験者Ｅの心体状態を推定するとともに、当該推定した心体状態に応じて複数の音源部を制御するものである。 Tone generator 20 processes the detection signal from the sensor 11, 12, 13, as well as estimates the hearts member state of the subject E, and controls a plurality of tone generator in accordance with the tension member while the estimation. 音源装置２０は、例えば携帯端末やパーソナルコンピュータなどであり、予めインストールされたプログラムをＣＰＵが実行することによって、後述する複数の機能ブロックが構築される。 Tone generator 20 is, for example, such as a mobile terminal or a personal computer, by a pre-installed program executed by the CPU, a plurality of functional blocks to be described later is constructed.
スピーカ５１、５２は、仰向けの姿勢にある被験者Ｅにステレオの音を聴かせる位置に配置され、このうち、スピーカ５１は、音源装置２０から出力されるステレオのレフト（Ｌ）の信号を内蔵アンプで増幅させて放音させる。 Speakers 51 and 52 is disposed at a position to listen to stereo sound to a subject E in the supine position, of which the speaker 51 built-in amplifier of the signal of the stereo left (L) which is output from the sound source device 20 in exacerbating it is sounded. 同様に、スピーカ５２は、音源装置２０から出力されるステレオのライト（Ｒ）の信号を内蔵アンプで増幅させて放音させる。 Similarly, the loudspeaker 52 causes the sound by amplifying the signal of the stereo write (R) outputted from the sound source device 20 in built-in amplifier. なお、被験者Ｅに対しヘッドフォンによって音を聴かせる構成もあり得るが、本実施形態では、スピーカ５１、５２を用いる構成で説明する。 Although there may be configured to listen the sound by the headphones to the subject E, in the present embodiment is described with a configuration using the speaker 51.
図２は、システム１のうち、主に音源装置２０における機能ブロックの構成を示す図である。 2, of the system 1 is a diagram mainly showing an arrangement of functional blocks in the tone generator 20. この図に示されるように、音源装置２０は、Ａ／Ｄ変換部２０５、取得部２１０、設定部２２０、推定部２３０、音源制御部２４０、音源４０およびＤ／Ａ変換器２６１、２６２を有し、このうち、Ａ／Ｄ変換部２０５およびＤ／Ａ変換器２６１、２６２を除く機能ブロックが上記プログラムの実行によって構築される。 As shown in this figure, the sound source device 20 is used, the number A / D conversion unit 205, acquisition unit 210, setting unit 220, estimation unit 230, the sound source control unit 240, a sound source 40 and D / A converters 261 and 262 and, of these, functional blocks except the a / D converter 205 and D / a converters 261 and 262 is constructed by the execution of the program. また、本実施形態において音源４０は、４つの音源部４１０、４２０、４３０、４４０を有する。 Further, the sound source 40 in this embodiment has four tone generator 410, 420, 430, 440.
Ａ／Ｄ変換部２０５は、センサ１１、１２、１３による検出信号をデジタル信号に変換し、取得部２１０は、変換されたデジタル信号を内部メモリに一端蓄積するとともに、推定部２３０および音源４０のそれぞれに供給する。 A / D conversion unit 205, a detection signal from the sensor 11, 12, 13 into a digital signal, obtaining unit 210 is configured to temporarily stored in the internal memory the converted digital signal, the estimating unit 230 and the sound source 40 and supplies to each.
一方、設定部２２０は、各種設定をするためのものであり、具体的には音源装置２０によって何の改善を図るのか、という目的を設定する。 On the other hand, setting section 220 is for various settings, specifically how achieve what improved by the sound source device 20, to set the goal. この目的としては、後述するように様々なものに設定可能であるが、ここでは「睡眠の改善」という目的が設定される、として説明する。 As this purpose, but can be set to various things as will be described later, it will be described here as an object is set as "improving sleep." また、設定部２２０では、目的のほか、起床時刻が設定される。 Further, the setting unit 220, other objects, wake-up time is set.
本実施形態において推定部２３０は、「睡眠の改善」という目的が設定された場合、センサ１１、１２、１３の検出結果から、被験者Ｅが安静から熟睡、起床に至るまでの心体状態を「興奮」、「覚醒」、「浅い眠り」、「深い眠り」、「レム睡眠」の５段階で推定する。 Estimating unit 230 in the present embodiment, if the objective of "improving sleep" is set, from the detection result of the sensor 11, 12, 13, subject E is fast asleep from rest, the tension member states up to waking " excitement "," awakening "," shallow sleep "," deep sleep ", is estimated at five levels of" REM sleep ". 詳細にはスタート直後などのように体動が変化する状態を「興奮」、比較的体動が少ない安静状態ではあるが、β波が優性である状態を「覚醒」、θ波が出現している状態を「浅い眠り」、δ波が出現している状態を「深い眠り」、θ波が出現しているが、呼吸が浅く、不規則な状態を「レム睡眠」である、と推定している。 "Excitement" a state in which the body movement changes, such as immediately after the start in detail, relatively body movement is a little rest state, but "awakening" the state β wave is dominant, θ waves emerged the state who are "shallow sleep", "deep sleep" a state in which the δ wave has appeared, but θ wave has appeared, breathing is shallow, is the "REM sleep" irregular state, and estimated ing. この推定には、これ以外にも様々な既知の手法を用いることができる。 This estimation can be used various known methods other than the above. なお、「浅い眠り」および「深い眠り」は、「ノンレム睡眠」に分類することもできる。 It should be noted that the "shallow sleep" and "deep sleep" can also be classified as "non-REM sleep."
また、推定部２３０は、推定した心体状態から制御モードを特定して、当該制御モードの情報を音源制御部２４０に供給する。 Further, the estimating unit 230 identifies the control mode from the estimated tension member state, supplies the information of the control mode to the sound source control unit 240. 本実施形態において制御モードには、「リラックス」、「入眠」、「快眠」、「アンビエント」、「起床」、「ＭＵＴＥ」の６モードが想定されている。 The control mode in the present embodiment, "relax", "falling asleep", "sleep", "Ambient", "wake-up", the sixth mode of the "MUTE" is assumed. なお、推定した心体状態に対して、いかなる制御モードが特定されるかについては後述する。 Incidentally, with respect to estimated tension member state, it will be described later or any control mode is specified.
音源制御部２４０は、設定部２２０により設定された目的と推定部２３０によって特定された制御モードとに対応して、音源４０の制御内容である制御パターンを決定する。 Sound source control unit 240, in response to a control mode specified by the estimating unit 230 and set by the setting unit 220 purposes, to determine the control pattern is a control content of the sound source 40. この決定の際に、音源制御部２４０は、予め記憶された制御テーブルを参照する。 During this determination, the sound source control unit 240 refers to a pre-stored control table.
図３は、制御テーブルの一例を示す図である。 Figure 3 is a diagram illustrating an example of a control table. この図は、設定された目的が「睡眠の改善」である場合の例であり、制御パターンが制御モード毎に規定されている。 The figure set purpose is an example of a case where the "improvement of sleep", the control pattern is defined for each control mode. 詳細には、本実施形態において制御パターンは、ハイパーソニック（Hypersonic）、バイノーラルビート（binaural beat）、自然音および音楽の４種類に分類される。 Specifically, the control pattern in the present embodiment, hypersonic (Hypersonic), binaural beats (binaural beat), are classified as natural sounds and 4 kinds of music. 各種類のうち、ハイパーソニックは音源部４１０によって出力され、また、バイノーラルビートは音源部４２０によって、自然音は音源部４３０によって、音楽は音源部４４０によって、それぞれ出力される。 Of each type, hypersonic is output by the tone generator 410 and by binaural beat sound source unit 420, by natural sound source unit 430, the music by means of the sound source unit 440, are output.
各制御モードにおいて、「○」は、該当する音源部をアクティブにして用いることを意味し、「×」は、該当する音源部をノンアクティブにして用いないことを意味する。 In each control mode, "○" means that used to activate the appropriate tone generator, "×" means that is not used by the corresponding tone generator non-active.
「○」に付随するパラメータのうち、バイノーラルビートについては、レフトの信号とライトの信号との周波数差の範囲を指定し、自然音および音楽についてのテンポ制御は、被験者Ｅの心拍数（回／分）よりも、出力する音をどれだけ低いテンポに設定するかを指定する。 Among the parameters associated with "○", for the binaural beat, specify the range of the frequency difference between the left signal and the write signal, the tempo control of the natural sound and music, the heart rate of the subject E (times / minute) than, specify whether to set the sound to be output to just how low tempo. 例えば「−３」であれば、被験者Ｅの心拍数よりも３だけ低いテンポでの再生を指定し、「２倍」であれば、被験者Ｅの心拍数の２倍のテンポでの再生を指定する。 For example, if the "-3", specifies the playback on low only 3 tempo than the heart rate of the subject E, if it is "twice", specifies the playback of at twice the tempo of the heart rate of the subject E to. また、自然音および音楽についての拍子は、再生する音の拍子を指定する。 In addition, the time signature of the natural sound and music, to specify the time signature of the sound to be played. 音量については、出力する音の大きさを指定する。 For volume, specify the size of the sound to be output.
説明を再び図２に戻すと、音源４０における４つの音源部４１０、４２０、４３０、４４０は、音源制御部２４０によってアクティブに指定されたときに、指定されたパラメータにしたがった音の信号を、デジタルでステレオの２チャンネルで出力する。 Explanation again back to FIG. 2, four tone generator 410, 420, 430 and 440 in the sound source 40, when it is specified to activate the tone generator control unit 240, a signal in accordance with the specified parameters sound, output in two-channel stereo digital.
ミキサ４５１は、音源部４１０、４２０、４３０、４４０のそれぞれから出力されるレフト（Ｌ）の信号を混合（加算）し、同様に、ミキサ４５２は、各音源部のそれぞれから出力されるライト（Ｒ）の信号を混合する。 Mixer 451, the signal of the left (L) outputted from the respective sound source portions 410, 420, 430 and 440 are mixed (added), as well as mixer 452, lights output from each of the tone generator section ( mixing the signal of R).
Ｄ／Ａ変換器２６１は、ミキサ４５１によって混合されたレフト（Ｌ）の信号をアナログに変換して出力し、同様に、Ｄ／Ａ変換器２６２は、ミキサ４５２によって混合されたライト（Ｒ）の信号をアナログに変換して出力する。 D / A converter 261, the signal of the left (L) which is mixed by the mixer 451 and outputs the converted analog, similarly, the D / A converter 262, mixed light by the mixer 452 (R) and it outputs a signal into an analog.
次に、音源４０における４つの音源部４１０、４２０、４３０、４４０のそれぞれについて説明する。 Next, a description for each of the four sound source unit 410, 420, 430 and 440 in the sound source 40. まず、ハイパーソニックの効果を与え、第３の音源部に相当する音源部（その１）４１０について説明する。 First, given the effects of the hypersonic sound source unit corresponding to the third tone generator (1) 410 will be described.
可聴音と高周波の非可聴音とが発生したときに、人は当該可聴音を耳で聴く一方で、当該非可聴音を体表面で感じる。 When the audible sound and high frequency inaudible sounds occur, people while listening by ear the audible sound, feel the inaudible sound body surface. このように聴く、感じることによって体が反応して脳が活性化し、α波が増大し、ストレスが減って、心と体が癒される、というヒーリング効果があると言われている。 Thus listening, body reacts brain and activates by feel, alpha wave increases, the stress is reduced, the mind and body is healed, it is said that there is a healing effect. このような効果を与えるための構成が、音源部４１０である。 Configuration for providing such effects, a tone generator 410.
ここで、可聴音から非可聴音までを、周波数が例えば２０Ｈｚ〜９６ｋＨｚの範囲にわたって発生させるには、単純には、サンプリング周波数を１９２ｋＨｚで録音したデータを再生することで可能ではある。 Here, up to the non-audible sound from the audible sound, in order to occur over a range of frequencies, for example 20Hz~96kHz is simply, there is possible by reproducing the data recorded sampling frequency 192 kHz. ただし、膨大な記憶容量が必要となるだけでなく、既存の録音物の最高周波数は２４（２０）ｋＨｚ程度までであるので、流用できず、新たに録音し直す必要がある、という問題がある。 However, not only the enormous storage capacity is required, because the highest frequency of existing recordings is up to about 24 (20) kHz, can not be diverted, it is necessary to re-record new, there is a problem in that . このような問題を解決するために、本実施形態において音源部４１０は、次のように構成される。 To solve this problem, the sound source unit 410 in the present embodiment is configured as follows.
図４は、音源部４１０の構成を示すブロック図である。 Figure 4 is a block diagram showing a configuration of the sound source unit 410. この図に示されるように、音源部４１０は、波形メモリ４１１と、第１再生部４１２と、第２再生部４１３と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）４１４と、１／ｆフィルタ４１５と、加算器（混合部）４１６とを備える。 As shown in this figure, the sound source unit 410 includes a waveform memory 411, a first reproduction unit 412, and the second reproduction unit 413, an LPF (low pass filter) 414, a 1 / f filter 415, an adder ( and a mixing section) 416. 波形メモリ４１１は、２０Ｈｚ〜２４ｋＨｚの周波数帯域で録音されたデータを記憶する。 Waveform memory 411 stores recorded data in the frequency band of 20Hz～24kHz.
第１再生部４１２は、波形メモリ４１１からデータを１倍速、すなわち録音時のサンプリング周波数にしたがって読み出して出力する。 The first reproduction unit 412, normal speed data from the waveform memory 411, i.e., reads out and outputs according to the sampling frequency during recording. このため、第１再生部４１２によって読み出されたデータは、Ｄ／Ａ変換器２６１、２６２でアナログに変換したときに２０Ｈｚ〜２４ｋＨｚの周波数帯域を有することになる。 Therefore, the data read by the first reproducing unit 412, will have a frequency band of 20Hz~24kHz when converted into analog by the D / A converter 261 and 262.
第２再生部４１３は、波形メモリ４１１からデータを４倍速で読み出して出力する。 The second reproduction unit 413 reads out and outputs quadruple speed data from the waveform memory 411. このため、４倍速で読み出されたデータは、アナログに変換したときに８０Ｈｚ〜９６ｋＨｚの周波数帯域を有することになる。 Therefore, the data read out in 4x, will have a frequency band of 80Hz~96kHz when converted to analog. この周波数帯域のうち、おおよそ２０ｋＨｚ以下の成分は不要なので、ＨＰＦ４１４によってカットされる。 Of this frequency band, since the component of approximately 20kHz or less unnecessary, it is cut by HPF414. １／ｆフィルタ４１５は、２０ｋＨｚ以下がカットされたスペクトル成分が１／ｆとなるように、振幅を調整する。 1 / f filter 415, so that spectral components 20kHz or less is cut is 1 / f, adjusts the amplitude.
加算部４１６は、第１再生部４１２によって読み出された１倍速のデータと、振幅調整された４倍速のデータとを加算して出力する。 Adding section 416, 1 and speed of data read by the first reproducing unit 412, and outputs the sum of the 4-times speed of the data amplitude adjustment. なお、加算されたデータは、図示省略したパンニング回路によってレフト（Ｌ）およびライト（Ｒ）に振り分けられて、音源部４１０から出力される。 The data are added is distributed to the left (L) and write (R) by panning circuit which is not shown, is output from the sound source unit 410.
音源部４１０によれば、図５に示されるように、２０Ｈｚ〜２４ｋＨｚの可聴周波数成分（等倍速再生成分）と、４倍速再生成分のうち、２０ｋＨ以下の成分がカットされた２０〜９６ｋＨｚの非可聴周波数成分とがミックスされて出力されるので、ハイパーソニックによるヒーリング効果が期待できる。 According to the sound source unit 410, as shown in FIG. 5, the audio frequency components of 20Hz～24kHz (normal speed playback component), 4 out of speed reproduction component, 20～96KHz non of the following components 20kH is cut since the audio frequency components are output are mixed, it can be expected healing effect hypersonic. また、音源部４１０では、既存の２０Ｈｚ〜２４ｋＨでの録音物を流用できるほか、波形メモリ４１１の記憶容量を抑えることができる。 Further, the sound source unit 410, in addition to be diverted recordings on existing 20Hz～24kH, it is possible to suppress the storage capacity of the waveform memory 411.
なお、既存の録音物を高周波の非可聴帯域にまで拡張させるには、歪みを利用したり、変換テーブルを用いたりする手法が考えられる。 Incidentally, in order to extend the existing recordings to the inaudible band of high frequency, or using a distortion, a technique for or using the conversion table is considered. また、録音物ではなく、ＦＭ音源などのシンセサイザ音源によって非可聴帯域とともに可聴帯域の信号を生成しても良い。 Further, instead of the sound recordings, it may generate a signal in the audible band with a non-audible range by the synthesizer sound source, such as FM sound source.
次に、バイノーラルビートを出力する音源部（その２）４２０について説明する。 Then, the sound source unit which outputs a binaural beats (Part 2) 420 will be described.
脳波は、１〜４０Ｈｚ程度の低い周波数成分を有する。 EEG has a low frequency component of about 1～40Hz. このような周波数は、人の耳では直接的にはほとんど聴こえないが、両耳の一方に例えば１００Ｈｚ、他方に１１０Ｈｚの周波数差を持たせたステレオサウンドを与えると、この差である１０Ｈｚが脳内で認識されて、脳波が当該周波数差に同調しようとする。 Such frequency is hardly heard is directly by the human ear, one for example 100Hz binaural, the other to provide a stereo sound which gave frequency difference 110 Hz, 10 Hz brain is the difference It is recognized by the inner, EEG tries tuned to the frequency difference. この周波数差を与えるのがバイノーラルビートであり、周波数差を例えばα波の周波数にすると、脳波が当該周波数差に近づくといわれているので、リラックス状態になることが期待できる。 This give a frequency difference is binaural beats, when the frequency of the frequency difference for instance α-wave, because brain waves is said to approach to the frequency difference can be expected to be a relaxed state.
図６は、音源部４２０の構成を示すブロック図である。 Figure 6 is a block diagram showing a configuration of the sound source unit 420. この図に示されるように、音源部４２０は、波形メモリ４２１と、発振器（ＯＳＣ）４５１と、Ｌ再生部４７１と、Ｒ再生部４７２と、クロストークキャンセラ４７５とを備える。 As shown in this figure, the sound source unit 420 includes a waveform memory 421, an oscillator (OSC) 451, an L reproduction unit 471, an R playback unit 472, a crosstalk canceller 475.
波形メモリ４２１は、周波数差を与える前の基礎信号となる波形データを記憶する。 Waveform memory 421 stores waveform data underlying signal before giving the frequency difference. 発振器４５１には、音源制御部２４０から、目標となる周波数差を示すパラメータが供給される。 The oscillator 451, the sound source control unit 240, a parameter indicating the frequency difference as a target is supplied. 発振器４５１は、当該パラメータで示される周波数差に応じた波形の正弦波を発振する。 Oscillator 451 oscillates a sine wave waveform corresponding to the frequency difference indicated by the parameter.
Ｌ再生部４７１は、波形メモリ４２１から波形データを、発振器４５１による正弦波の信号レベルに応じたピッチで再生する一方、Ｒ再生部４７２は、当該正弦波を反転した信号レベルに応じたピッチで波形データを読み出して再生する。 L reproducing unit 471, the waveform data from the waveform memory 421, while playing at a pitch corresponding to the signal level of the sine wave by an oscillator 451, R playback unit 472, a pitch corresponding to the signal level obtained by inverting the sine wave read the waveform data to be reproduced.
図７は、発振器４５１による正弦波と、Ｌ再生部４７１およびＲ再生部４７２によるピッチ変化との関係を示す図である。 Figure 7 is a diagram showing a sine wave by an oscillator 451, a relation between the pitch change due to L reproducing unit 471 and R reproducing unit 472.
この図において（ａ）は、発振器４５１による正弦波であり、振幅中心Ｖ(+)が基準レベルＶcよりも正側にｄだけオフセットされている。 In FIG. (A) is a sine wave by an oscillator 451 is offset d to the positive side than the reference level Vc amplitude center V (+) is. Ｌ再生部４７１は、基準レベルＶcと当該正弦波のレベルとの差の分だけ、波形データの再生ピッチを進める。 L reproducing unit 471 by the amount of the difference between the reference level Vc and the sine wave level, advancing the playback pitch of the waveform data. （ｂ）は、発振器４５１による正弦波を、基準レベルＶcを中心にレベルを反転した波形であり、その振幅中心Ｖ(-)が基準レベルＶcよりも負側にｄだけオフセットされている。 (B) is a sine wave by an oscillator 451, a reference level Vc waveform obtained by inverting the level mainly, the amplitude center V - is offset d to the negative side than the reference level Vc (). Ｒ再生部４７２は、基準レベルＶcと当該反転正弦波のレベルとの差の分だけ、波形データの再生ピッチを遅らせる。 R playback unit 472, by the amount of the difference between the reference level Vc and the inverted sine wave level, delaying the playback pitch of the waveform data.
ここで、バイノーラルビートにおける周波数差は、正弦波と反転正弦波との差が最大となるタイミングＰ１では最大となり、正弦波と反転正弦波との差が最小となるタイミングＰ２で最小となる。 Here, the frequency difference in binaural beats, the difference between the sine wave and inverted sine wave is maximized at the timing P1 becomes maximum, the minimum at the timing P2, the difference between the sine wave and inverted sine wave is minimized. したがって、タイミングＰ１における正弦波と反転正弦波との信号レベルの差が、音源制御部２４０で指定された周波数範囲の最大値になるように、かつ、タイミングＰ２における正弦波と反転正弦波との差が、当該周波数範囲の最小値になるように、発振器４５１が正弦波を発振する構成にすれば良い。 Therefore, the difference in signal levels of a sine wave and inverted sine wave at the timing P1 is, so that the maximum value of the frequency range specified by the sound source control unit 240, and a sine wave at the timing P2 and the inverting sinusoidal difference, so that the minimum value of the frequency range, the oscillator 451 may be a configuration which oscillates a sine wave.
なお、波形メモリ４２１から波形データを読み出すのではなく、単一周波数、例えば１００Ｈｚのトーン信号を出力するとともに、このトーン信号の周波数を正弦波のレベルに応じた分だけ上げる一方、反転正弦波のレベルに応じた分だけ下げる構成でも良い。 Instead of reading the waveform data from the waveform memory 421, a single frequency, for example, outputs a 100Hz tone signals, while increasing the frequency of the tone signal by an amount corresponding to the level of the sine wave, the inverted sine wave it may be only reduce configuration an amount corresponding to the level. また、当該正弦波の周波数は適宜設定されても良いし、正弦波に限られず、例えば三角波であっても良い。 Further, to the frequency of the sine wave may be set appropriately, not limited to a sine wave, it may be, for example, a triangular wave. Ｌ再生部４７１またはＲ再生部４７２の一方の読出ピッチを固定とし、他方の読出ピッチを２倍振幅の正弦波の信号レベルに応じて変動させても良い。 One of the read pitch of L reproduction unit 471 or the R playback unit 472 is fixed and may be varied according to other read pitch of the signal level of the sine wave of twice the amplitude.
ところで、本実施形態では、上述したようにスピーカ５１、５２によって発せられた音によって被験者Ｅの睡眠状態を改善する構成となっている。 Incidentally, in the present embodiment has a configuration for improving the sleeping state of the subject E by the sound emitted by the speaker 51 as described above. この構成では、被験者Ｅにおける左の耳には、スピーカ５１から発せられたレフト（Ｌ）の音のみならず、スピーカ５２から発せられたライト（Ｒ）の音も到達する、という一種のクロストークが発生する。 In this configuration, the left ear in a subject E, not only the sound of the left (L) emitted from the speaker 51, also reaches the sound of light emitted from the speaker 52 (R), a type of crosstalk called There occur. 同様なことは、被験者Ｅにおける右の耳についても言える。 The same thing is true for the right ear in a subject E. このままでは、バイノーラルビートにおいて、被験者Ｅの左右の耳から異なる周波数の音を正しく聴かせることができない。 In this state, in the binaural beat, it can not be properly hear the sound of different frequencies from the left and right ears of the subject E.
そこで、本実施形態では、スピーカ５１、５２を用いる場合のためにクロストークキャンセラ４７５が設けられる。 Therefore, in the present embodiment, the crosstalk canceller 475 is provided for the case of using the speaker 51. 詳細には、クロストークキャンセラ４７５は、被験者Ｅが図１に示されるようにベッド５で仰向けの姿勢をとったときに、被験者Ｅの左耳に到達する音のうち、スピーカ５２から発せられたライト（Ｒ）の音を相殺させる成分を、Ｌ再生部４７１から読み出された波形データに加算する。 In particular, the crosstalk canceller 475, when taken supine position in bed 5 as the subject E is shown in Figure 1, of the sound reaching the left ear of the subject E, emitted from the speaker 52 the component to cancel the sound of light (R), is added to the waveform data read from the L reproducing unit 471. 同様に、クロストークキャンセラ４７５は、右耳に到達する音のうち、スピーカ５１から発せられたレフト（Ｌ）の音を相殺させる成分を、Ｒ再生部４７２から読み出された波形データに加算する。 Similarly, the crosstalk canceller 475, among the sound reaching the right ear, the components to cancel the sound of the left (L) emitted from the speaker 51, is added to the waveform data read from the R playback unit 472 .
したがって、音源部４２０によれば、スピーカ５１、５２を用いる場合であっても、左耳には、スピーカ５１から発せられたレフト（Ｌ）の音が、右耳には、スピーカ５２から発せられたライト（Ｒ）の音が、それぞれ分離されて到達するので、脳内で周波数差を認識させることができる。 Therefore, according to the sound source unit 420, even in the case of using the speaker 51, the left ear, the sound of the left emitted from the speaker 51 (L) is, on the right ear, emitted from the speaker 52 the sound of light (R) is, so to reach each separated, it is possible to recognize the frequency difference in the brain.
なお、被験者Ｅがヘッドフォン（図示省略）を装着する場合には、Ｌ再生部４７１によって読み出された波形データと、Ｒ再生部４７２によって読み出された波形データとを、図６において※で示されるように、クロストークキャンセラ４７５をバイパスさせて出力すれば良い。 In the case where the subject E wears the headphones (not shown) includes a waveform data read out by the L reproducing unit 471, and a waveform data read out by the R playback unit 472, shown in ※ 6 as it may be output by bypassing the crosstalk canceller 475.
続いて、自然音を出力し、第１の音源部に相当する音源部（その３）４３０について説明する。 Then, output the natural sound, the sound source unit corresponding to the first sound source (part 3) 430 will be described. 図８は、音源部４３０の構成を示すブロック図である。 Figure 8 is a block diagram showing a configuration of the sound source unit 430. この図に示されるように、音源部４３０は、波形メモリ４３１と、読出部４３２と、乗算器４３７、４３９と、エンベロープ出力部４３８とを備える。 As shown in this figure, the sound source unit 430 includes a waveform memory 431, a reading unit 432, a multiplier 437,439, and an envelope output portion 438. 波形メモリ４３１は、例えば風の音や、波の音、川のせせらぎなどの波形データを記憶する。 Waveform memory 431 stores for example wind or the sound of waves, the waveform data such as babbling river. 読出部４３２は、設定した読出区間の波形データを読み出す。 Reading unit 432 reads the waveform data of the read section set. 乗算器４３７は、読み出された波形データに、音源制御部２４０から供給された音量に相当する係数を乗算して出力する。 Multiplier 437, the waveform data read out, and outputs the multiplication coefficients corresponding to the volume supplied from the sound source control unit 240.
音源部４３０において、単純に波形データを繰り返して読み出す構成では、波形メモリ４３１の記憶容量が有限であることから、単調な再生になりがちである。 In the sound source unit 430, the read simply repeating the waveform data structure, since the storage capacity of the waveform memory 431 is finite, tend to monotonous reproduction. このため、長い期間にわたって被験者Ｅが聴くことにより、飽きてしまう、不自然さが耳につく、などのように被験者Ｅに深い眠りに誘う方向とは逆方向の心体状態に導いてしまう。 Therefore, by the subject E listen for longer, become bored, unnaturalness is the direction in which invites deep sleep to the subject E, such as, attached to the ear will lead in the direction opposite to the tension member state.
そこで、本実施形態では、読出部４３２は、次のように波形データを読み出す構成となっている。 Therefore, in this embodiment, the reading unit 432 is configured to read the waveform data as follows. すなわち、読出部４３２は、第１に、読出開始から読出終了までの読出区間を複数に分けて、波形データを読み出す。 That is, the reading unit 432, the first, divides the read interval from the read start to read end into a plurality of read out waveform data. このときに、当該読出区間の位置および時間長をランダムに設定する。 In this case, to set the position and time length of the readout interval randomly. 読出部４３２は、第２に、読出区間同士の繋ぎ目が重複するように読み出すとともに、ある読出区間の終了時にフェードアウト、次の読出区間の開始時にフェードインさせる。 Reading unit 432, the second, reads as joints between the read section overlap, fade-out at the end of a read period, to fade in at the beginning of the next read interval. 読出部４３２は、第３に、読出区間ごとに読み出した波形データに異なる係数を内部で乗算して出力する。 Reading unit 432, the third, and outputs the multiplication coefficients different in waveform data read for each read segment internally. 読出部４３２は、第４に、再生ピッチが１／ｆで揺らぐように波形データを読み出す。 Reading unit 432, the fourth, playback pitch reads waveform data to fluctuate 1 / f.
図９は、ランダムに設定された区間から読み出される波形データ、再生ピッチ、振幅との関係を示す図である。 Figure 9 is a diagram showing the waveform data read from the random set interval, playback pitch, a relation between the amplitude. この図において、例えば１２〜１４ｓと記載されている部分は、波形データの１２〜１４ｓの区間から読み出され、再生ピッチが波形データの＋５％で振幅が波形データの振幅に対して０dbであることを表している。 In this figure, for example, the portion that is described as 12~14s is read from the interval of 12~14s waveform data, is 0db the amplitude of the amplitude waveform data + 5% recycled pitch waveform data it represents that.
フェードイン・フェードアウトにより、読出区間同士の繋ぎ目における不自然さが軽減され、また、音量および再生ピッチが揺らぐので、単純な繰り返し再生と比較して、飽きる、不自然さが耳につく、などの感じを被験者Ｅに与えてしまうことが抑えられる。 The fade-in, fade-out, artifacts are reduced in the joint between the reading section, also, because the volume and playback pitch fluctuates, as compared with the simple repetition playback, tired, unnatural is attached to the ear, etc. it is suppressed that would give the feeling to the subject E.
なお、読出部４３２は、ランダムに限られず、たとえ規則的な読み出しであっても良い。 Incidentally, the reading unit 432 is not limited to random, or even a regular read. 規則的であっても、規則パターンの周期が長ければ、被験者Ｅに規則性を感じさせないで済むからである。 Even regular, the longer the period of the regular pattern, because need not feel regularity to the subject E.
また、音源部４３０において再生する音は、風の音や、波の音、川のせせらぎなどに限られず、音楽などであっても良い。 In addition, a sound to be played in the sound source unit 430, the wind and the sound of the waves, not limited, such as in the babbling of the river, or the like may be used music. 音楽などの録音物を再生する場合に、波形メモリ４３１に録音した波形データを記憶する一方、当該波形データを心拍数に応じたテンポで再生すると、当該音を聴いた人が睡眠に入りやすいと考えられる。 In the case of reproducing the recordings, such as music, while storing the waveform data that was recorded in the waveform memory 431, to play at the tempo in accordance with the waveform data to the heart rate, and the person who was listening to the sound it is likely to go into sleep Conceivable. このため、音源部４３０において読出部４３２は、被験者Ｅの心拍数よりも、音源制御部２４０で指定された値だけ低いテンポで再生する。 Therefore, the reading unit 432 in the sound source unit 430, than the heart rate of the subject E, play only a low tempo value specified by the sound source control unit 240.
なお、音源部４３０で再生される音には、音楽などを含む場合があるので、厳密な意味での自然音ではないが、音源部４４０と区別する意味で自然音を再生する、という表現を用いる。 Note that the sound reproduced by the sound source unit 430, there is a case, including music, but not a natural sound in the strict sense, to reproduce the natural sound distinguish it the sound source unit 440, the expression used.
音源部４３０は、心拍を被験者Ｅに感じさせるために、読み出した波形データの振幅を、心拍に応じたエンベロープで制御することが可能な構成となっている。 Sound source unit 430 is made to feel a heart in a subject E, the read amplitude of the waveform data, a heart rate that can be controlled by the envelope according to the configuration. 詳細には、エンベロープ出力部４３８は、図１０において実線で示されるように、センサ１２によって検出される脈拍、または、センサ１３によって検出される心拍に応じたエンベロープ波形を出力する。 Specifically, the envelope output portion 438, as indicated by the solid line in FIG. 10, the pulse is detected by the sensor 12, or outputs the envelope waveform corresponding to the heartbeat detected by the sensor 13. このとき、エンベロープ出力部４３８は、検出された心拍数（脈拍数）よりも、音源制御部２４０における制御テーブルで指定された値のテンポで、エンベロープ波形を出力する。 In this case, the envelope output portion 438, than the detected heart rate (pulse rate), at the tempo of the value specified by the control table in the sound source control unit 240, and outputs an envelope waveform. 乗算器４３９は、乗算器４３７によって係数が乗算された波形データに、エンベロープ波形を乗算して出力する。 Multiplier 439, the waveform data coefficients are multiplied by the multiplier 437, and outputs the multiplied envelope waveform.
このように波形データの振幅が心拍に応じたエンベロープで制御されると、波形データが持つ音楽性が失われるものの、被験者Ｅが自己の心拍を感じやすくなるので、睡眠に入りやすくなると考えられる。 When the amplitude of the thus waveform data is controlled by the envelope according to the heart, although music with the waveform data is lost, since the subject E is easily feel its own heartbeat is considered to easily enter sleep.
なお、音源部４３０は、読み出した波形データの振幅を、心拍ではなく呼吸に応じたエンベロープで制御する構成でも良い。 Incidentally, the sound source unit 430, the amplitude of the read waveform data, may be configured to control an envelope in accordance with the breathing rather than the heartbeat. 詳細には、エンベロープ出力部４３８は、図１０において破線で示されるように、被験者Ｅの呼吸に応じたエンベロープ波形を出力する。 Specifically, the envelope output portion 438, as shown by the broken line in FIG. 10, and outputs an envelope waveform corresponding to the respiration of the subject E. もしくは、呼吸は心拍（脈拍）と同調して変化すると言われており、睡眠時には、例えば図で示されるように心拍の４回に対して１度の割合で発生する傾向がある。 Or, breathing is said to vary in line with the heartbeat (pulse), during sleep tends to occur at a rate of once for four heartbeats, as shown in FIG example. これを利用し、エンベロープ出力部４３８は、心拍に応じたエンベロープ波形に対して周波数が１／４のエンベロープ波形を出力する。 Using this, the envelope output unit 438, the frequency outputs 1/4 of the envelope waveform with respect to the envelope waveform corresponding to the heartbeat. この構成によれば、波形データの振幅が呼吸に応じて制御されるので、被験者Ｅが自己の呼吸を感じて、睡眠に入りやすくなると考えられる。 According to this configuration, the amplitude of the waveform data is controlled in accordance with the breathing, the subject E is feeling self-breathing is considered to easily enter sleep.
音源部４３０によれば、被験者Ｅが飽きてしまう、不自然さが耳につくなどの感じを与えないで済むだけでなく、心拍または呼吸に応じたテンポで音を再生することができるので、睡眠に入りやすくさせることができる、と考えられる。 According to the sound source unit 430, the subject E will get bored, not only the need is unnatural does not give the feeling of such attached to the ear, it is possible to play the sound at the tempo in accordance with the heart rate or respiration, it is possible to easily enter to sleep, it is considered.
なお、音源部４３０においては、波形データの読み出し以外の構成でも可能である。 Incidentally, the sound source unit 430 may be in configurations other than the reading of waveform data. 例えば乱数発生器で得られる信号（ホワイトノイズ）を用いても良い。 For example, the signal obtained by the random number generator (white noise) may be used. ただし、強度が周波数に対してフラットなので、当該信号をフィルタで濾波して、高域側に１／ｆスペクトルの特性を持たせても良い。 However, since the intensity is flat with respect to the frequency, and filters the signal by the filter may have the characteristics of 1 / f spectrum to a higher frequency side. さらに、１／ｆで振幅変調して、低域側でも１／ｆスペクトルの特性を持たせても良い。 Furthermore, the amplitude modulation at 1 / f, may be to have a characteristic of 1 / f spectrum in the low frequency side.
また、例えばＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）データを再生する構成や、ＦＭ音源等のシンセサイザ音源を用いる構成でも良い。 Further, for example, the configuration and to play MIDI (Musical Instrument Digital Interface) data, may be configured to use a synthesizer sound source, such as FM sound source. このような構成においても、心拍や呼吸のテンポで音を再生しつつ、振幅やテンポ、音色を１／ｆで揺らぎを与える構成が好ましい。 In such a configuration, while reproducing the sound tempo heartbeat and breathing, configured to provide a fluctuation amplitude and tempo, the tone in 1 / f is preferred. ＭＩＤＩデータは、波形データと比較してデータ量が少ないので、多くの曲を格納して、ランダムに選択することできる。 MIDI data, since the small amount of data compared to the waveform data, to store many songs, can be randomly selected. このため、同じ音ばかりで飽きてしまうことがないという効果が容易に得られることになる。 Therefore, so that the effect of never get bored just the same sound can be easily obtained. また、ＦＭ音源は、音色を微妙に変化させることが容易であるので、さらに飽きにくい音を生成することができる。 Further, FM sound source, so it is easy to delicately change the tone, it is possible to generate a further bored hard sound.
次に、音楽を出力し、第２の音源部に相当する音源部（その４）４４０について説明する。 Then, outputs music, sound portion corresponding to the second tone generator (4) 440 will be described. 図１１は、音源部４４０の構成を示すブロック図である。 Figure 11 is a block diagram showing a configuration of the sound source unit 440. この図に示されるように、音源部４４０は、波形メモリ４４１と、読出部４４２と、乗算器４４７とを備える。 As shown in this Figure, it comprises a sound source unit 440 includes a waveform memory 441, a reading unit 442, a multiplier 447. 波形メモリ４４１は、音楽の波形データを記憶し、読出部４４２は、センサ１２、１３で検出される心拍数よりも、音源制御部２４０で指定された値だけ低いテンポで、かつ、指定された拍子で再生する。 Waveform memory 441 stores waveform data of the music, the reading unit 442, than the heart rate detected by the sensors 12 and 13, only the value specified by the sound source control unit 240 at a lower tempo, and designated to play in the time signature. 乗算器４４７は、読み出された波形データに、音源制御部２４０から供給された音量に相当する係数を乗算して出力する。 Multiplier 447, the waveform data read out, and outputs the multiplication coefficients corresponding to the volume supplied from the sound source control unit 240.
なお、音源部４４０において読出部４４２は、テンポが１／ｆで揺らぐように波形データを読み出しても良いし、音量が１／ｆで揺らぐように、読み出した波形データに係数を内部で乗算して出力しても良い。 Incidentally, the reading unit 442 in the sound source unit 440, to the tempo may read the waveform data to fluctuate 1 / f, the volume is so fluctuate 1 / f, the coefficient is multiplied inside the read waveform data it may be output Te. また、音源部４４０の読出部４４２を、音源部４３０の読出部４３２と同様に、読出開始から読出終了までの読出区間を複数に分けるとともに、当該読出区間の位置および時間長をランダムに設定して、波形データを読み出す構成としても良い。 Further, the reading unit 442 of the sound source unit 440, similarly to the reading unit 432 of the sound source unit 430, with separate read interval from the read start to read end into a plurality, sets the position and the time length of the readout interval randomly Te may be configured to read out the waveform data.
この音源部４４０によれば、心拍に応じたテンポ等で音楽を再生することによって、睡眠に入りやすいようにリラックス状態に移行させることができるし、逆にアップテンポで音楽を再生することによって、リラックス状態とは逆の覚醒状態に移行させることができる、と考えられる。 According to the tone generator 440, by playing music or the like tempo corresponding to the heart rate, to thereby shift to the relaxed state so as to be easily enters the sleep, by playing music up-tempo Conversely, can be shifted to the opposite arousal the relaxed state, it is considered. また、再生テンポや、音量などが揺らぐので、飽きない、不快にならない音を出力することができる。 In addition, playback tempo and, because the volume such as fluctuates, not tired, it is possible to output a sound that does not become uncomfortable.
なお、音源部４３０における乗算器４３９の出力および音源部４４０における乗算器４４７の出力については、読み出しから、レフト（Ｌ）およびライト（Ｒ）について２チャンネル分処理する構成としても良いし、図示省略したパンニング回路によってレフト（Ｌ）およびライト（Ｒ）に振り分ける構成であっても良い。 Note that the output of the multiplier 447 at the output and the sound source unit 440 of the multiplier 439 in the tone generator 430, a read, may be used as the configuration for processing two channels for the left (L) and light (R), not shown by the panning circuit may be configured to distribute the left (L) and write (R).
次に、本実施形態に係る音源装置２０の処理動作について説明する。 Next, a description is given of processing operation of the sound source device 20 according to the present embodiment. 図１２は、音源装置２０の動作を示すフローチャートである。 Figure 12 is a flowchart showing the operation of the sound source device 20.
音源装置２０において設定部２２０に目的として「睡眠の改善」が設定されると、推定部２３０は、現時点が制御タイミングであるか否かを判別する（ステップＳａ１１）。 When the "improving sleep" is set as the purpose the setting unit 220 in the tone generator 20, the estimation unit 230, the present time it is determined whether or not the control timing (step Sa11). 本実施形態において以降の動作を所定の時間間隔で繰り返し実行する。 It repeats the subsequent operation at predetermined time intervals in the present embodiment. この間隔が例えば５分間であれば、推定部２３０は前回の実行時から５分間経過したか否かを判別する。 If this interval is for example 5 minutes, the estimating unit 230 determines whether elapsed 5 minutes since the last execution. 当該判別結果が「Ｎｏ」であれば、処理手順がステップＳａ１１に戻る。 If the determination is "No", the procedure returns to step Sa11. このため、前回の実行時から所定の時間が経過するまで、以降の処理が実行されることはない。 Therefore, from the time of previous execution until a predetermined time has elapsed, there is no possibility that the subsequent processes are executed.
やがて、前回の実行時から所定の時間が経過して、当該判別結果が「Ｙｅｓ」になると、推定部２３０は、取得部２１０からセンサ１１、１２、１３の検出信号を取得する（ステップＳａ１２）。 Eventually, after the elapse of a predetermined time since the previous execution, the the determination result is "Yes", the estimation unit 230 acquires a detection signal of the sensor 11, 12, 13 from the acquisition unit 210 (step Sa12) . 取得する検出信号は、例えば前回の実行時から今回実行時までの期間にわたって内部メモリに蓄積した分であっても良いし、直近の１分間の分であっても良い。 Detection signal to be acquired, for example, may be a partial accumulated in the internal memory for a period of from the previous run to the current run time may be a minute last 1 minute. 次に、推定部２３０は、取得した検出信号を処理／解析して被験者Ｅの心体状態が５状態のいずれであるかを推定する（ステップＳａ１３）。 Then, the estimation unit 230, the tension member state of the subject E is estimated which one of the 5 states and processes / analyzes the detection signal acquired (step Sa13).
そして、推定部２３０は、次のステップＳａ１４、Ｓａ１６、Ｓａ１９、Ｓａ２１、Ｓａ２３によって、推定した心体状態に応じて処理を分岐させる。 Then, the estimating unit 230, by the following steps Sa14, Sa16, Sa19, Sa21, Sa23, the process branches according to the estimated Traction state. 詳細には、推定部２３０は、第１に、推定した心体状態が「興奮」であれば（ステップＳａ１４の判別結果が「Ｙｅｓ」であれば）、推定部２３０は、音源制御部２４０の制御モードを「リラックス」に設定する（ステップＳａ１５）。 Specifically, the estimating unit 230, the first, if the estimated cardiac member state is "excited" (If the determination in step Sa14 is "Yes"), the estimation unit 230, the sound source control unit 240 the control mode is set to "relax" (step Sa15).
制御モードが「リラックス」に設定されると、音源制御部２４０は、図３に示される制御テーブルを参照して、「リラックス」に対応する制御パターンで音源４０を制御する。 When the control mode is set to "relax", the sound source control unit 240 refers to the control table shown in FIG. 3, it controls the tone generator 40 in the control pattern corresponding to "relax". 詳細には、音源制御部２４０は、音源部４１０、４２０、４４０をアクティブとし、音源部４３０をノンアクティブとする。 Specifically, the sound source control unit 240, a tone generator 410,420,440 and active, the sound source unit 430 and the non-active. これにより、ハイパーソニック、バイノーラルビートおよび音楽の合成音がスピーカ５１、５２から出力される。 Thus, hypersonic, binaural beats and music synthesis sound is output from the speaker 51.
これらのうち、ハイパーソニックによって、被験者Ｅをリラックス状態に移行することが期待できる。 Of these, the hypersonic, can be expected to migrate subject E in relaxed state. また、バイノーラルビートでは、制御テーブルにしたがってレフト（Ｌ）とライト（Ｒ）との周波数差が７〜１４Ｈｚで変化するように制御される。 Further, in the binaural beat frequency difference of the left (L) and write (R) is controlled to vary in 7~14Hz according to the control table. このように制御されたバイノーラルビートを聴いた被験者Ｅは、当該周波数差を脳内で認識する。 Subjects E heard such controlled binaural beats recognizes the frequency difference in the brain. ７〜１４Ｈｚという周波数差は脳波におけるα波とほぼ同じなので、被験者Ｅがリラックス状態に移行することが期待できる。 Since the frequency difference of 7~14Hz is almost the same as α wave in EEG it can be expected that the subject E shifts to relax state.
一方、音楽は、被験者Ｅからセンサ１２、１３で検出された心拍数よりも「３」だけ低いテンポ（周波数でいえば０．０５Ｈｚ）で音楽が再生される。 Meanwhile, music, music is reproduced with low by "3" than the heart rate detected by the sensors 12 and 13 from the subject E tempo (in terms of the frequency 0.05 Hz). 例えば、心拍数が１分間あたり６０回であれば、テンポはそれよりも「３」だけ低い「５７」に設定されて音楽が再生される。 For example, in the case of 60 times per minute heart rate, the tempo is that music is set to low only, "3", "57" is played than. また、このとき再生する音楽は４拍子で再生され、音量は「中」に設定される。 In addition, music to be reproduced at this time is played in four beats, the volume is set to "medium". したがって、再生された音楽のテンポに心拍数が近づくように導かれるので、リラックスした状態に移行することが期待できる。 Therefore, since it derived as the heart rate approaches the tempo of the music played can be expected to migrate to the relaxed state.
なお、心拍に対して呼吸の周期が変化するので（あるいは逆に、呼吸に同期して心拍の周期が変化するので）、呼吸のリズムになるように再生する音楽を例えば４拍子に設定すると、よりリラックスした状態に移行することが期待できる。 Since the cycle of breathing against cardiac changes (or, conversely, because a change in the cardiac cycle in synchronization with breathing), setting the music to be played such that the rhythm of breathing, for example, in quadruple time, It can be expected to move to a more relaxed state.
このようなハイパーソニック、バイノーラルビートおよび音楽の合成音を聞いた被験者Ｅは、やがて心体状態が「興奮」から１段落ち着いた状態である「覚醒」に移行する、と考えられる。 Such a hypersonic, subject E heard of binaural beats and music synthesis sound, eventually migrating to mind body state is in a state of calm one step from the "excitement", "awakening", it is considered. なお、ステップＳａ１５の後、処理手順は、ステップＳａ１１に戻る。 It should be noted that, after the step Sa15, the procedure returns to step Sa11.
一方、推定した心体状態が「興奮」でなく、「覚醒」であれば（ステップＳａ１６の判別結果が「Ｙｅｓ」であれば）、推定部２３０は、第２に、直前に推定していた心体状態が「興奮」であったか否かを判別する（ステップＳａ１７）。 On the other hand, estimated Traction state is not "excitement", if "awake" (If the determination in step Sa16 is "Yes"), the estimation unit 230, a second, has been estimated immediately before Traction state, it is determined whether or not a "excitable" (step Sa17).
本実施形態では、推定した心体状態が「覚醒」に至る場合としては、「興奮」から移行する場合と、後述するように「レム睡眠」から移行する場合との２通りを想定し、各場合のそれぞれに対して制御モードを異ならせている。 In the present embodiment, as if the estimated tension member state reaches the "awakening" is assumed to two ways of the case of transition from the case of transition from "excitement", as described below "REM sleep", each It is made different control modes for each case. このため、ステップＳａ１７では、どちらの場合であるのかを判別するようにしている。 For this reason, so as to determine in step Sa17, or in the non both cases.
心体状態が「興奮」から「覚醒」に移行した場合でなく（ステップＳａ１７の判別結果が「Ｎｏ」であれば）、「レム睡眠」から移行した場合であれば、推定部２３０は、音源制御部２４０の制御モードを「ＭＵＴＥ」に設定する（ステップＳａ２６）。 Not when the tension member state is shifted from the "excitement" to "awake" (If the determination in step Sa17 is "No"), in the case where the transition from the "REM sleep", the estimating unit 230, the sound source the control mode of the control unit 240 is set to "MUTE" (step SA26). この「ＭＵＴＥ」は、図３に示されるように、音源部４１０、４２０、４３０、４４０をすべてノンアクティブにする制御モードであるので、スピーカ５１、５２から発せられていた音が停止する。 The "MUTE", as shown in FIG. 3, because all the sound source unit 410, 420, 430, and 440 is a control mode for non-active, the sound that has been emitted from the speaker 51 is stopped. この後、音源装置２０の動作が終了する。 After this, the operation of the sound source device 20 is completed.
一方、心体状態が「興奮」から「覚醒」に移行した場合であれば（ステップＳａ１７の判別結果が「Ｙｅｓ」であれば）、推定部２３０は、音源制御部２４０の制御モードを「入眠」に設定する（ステップＳａ１８）。 On the other hand, (if the determination result in the step Sa17 is "Yes") in the case where tension member state is shifted from the "excitement" to "awake", the estimating unit 230, "falling asleep a control mode of the sound source control unit 240 It is set to "(step Sa18).
制御モードが「入眠」に設定されると、音源制御部２４０は、制御テーブルを参照して、「入眠」に対応する制御パターンで音源４０を制御する。 When the control mode is set to "falling asleep", sound source control unit 240 refers to the control table, it controls the tone generator 40 in the control pattern corresponding to "falling asleep". 詳細には、音源制御部２４０は、音源部４１０、４２０、４３０をアクティブとし、音源部４４０をノンアクティブとする。 Specifically, the sound source control unit 240, a tone generator 410, 420, 430 and active, the sound source unit 440 and the non-active. これにより、ハイパーソニック、バイノーラルビートおよび自然音の合成音がスピーカ５１、５２から出力される。 Thus, hypersonic, synthesized sound of binaural beats and natural sound is output from the speaker 51.
これらのち、ハイパーソニックは「リラックス」の制御モードと同様である。 These Chi, hypersonic are the same as those of the control mode of "relaxed".
また、バイノーラルビートは、制御テーブルにしたがってレフト（Ｌ）とライト（Ｒ）との周波数差が４〜７Ｈｚで変化するように制御される。 Also, binaural beats, a frequency difference between the left (L) and write (R) is controlled to vary in 4~7Hz according to the control table. この周波数差は脳波におけるθ波とほぼ同じなので、より深い眠りへ移行することが期待できる。 This frequency difference is almost the same as θ waves in EEG, it can be expected to migrate into the deeper sleep.
一方、「リラックス」から「入眠」に制御モードが変わると、音楽から自然音に切り替わる。 On the other hand, when the control mode is changed from "relaxed" to "falling asleep", it switched to the natural sounds from the music. このときの自然音は、被験者Ｅの心拍数よりも「３」だけ低いテンポで再生される。 Natural sounds of this time, played in only low tempo "3" than the heart rate of the subject E. 例えば、制御モードが「リラックス」に設定されていたときよりもさらに心拍数が低下して５７回であれば、テンポはそれよりも「３」だけ低い「５４」で再生される。 For example, if more heart rate is lowered 57 times than when the control mode is set to "relax", tempo is reproduced than "3" only low "54". また、このときの音は４拍子で再生され、音量は睡眠への移行に支障しないように「小」に設定される。 In addition, the sound of this time is played in four beats, the volume is set to "small" so as not to interfere with the transition to sleep.
このようなハイパーソニック、バイノーラルビートおよび自然音の合成音を聞いた被験者Ｅは、やがて心体状態が「覚醒」から、睡眠初期の状態である「浅い眠り」に移行する、と考えられる。 Such a hypersonic, subject E heard the synthesized sound of binaural beat and natural sound, eventually mind body state from "awakening", the process proceeds to "shallow sleep", which is a state of sleep early, are considered. なお、ステップＳａ１８の後、処理手順は、ステップＳａ１１に戻る。 It should be noted that, after the step Sa18, the procedure returns to step Sa11.
ところで、心体状態が「興奮」、「覚醒」でなく、「浅い眠り」であれば（ステップＳａ１９の判別結果が「Ｙｅｓ」であれば）、推定部２３０は、第３に、音源制御部２４０の制御モードを「快眠」に設定する（ステップＳａ２０）。 However, heart body state is "excited", not "awake", if "light sleep" (If the determination in step Sa19 is "Yes"), the estimation unit 230, the third, the sound source controller 240 control mode is set to "sleep" (step Sa20).
制御モードが「快眠」に設定されると、音源制御部２４０は、制御テーブルを参照して「快眠」に対応する制御パターンで音源４０を制御する結果、音源部４１０、４３０をアクティブとし、音源部４２０、４４０をノンアクティブとなる。 When the control mode is set to "sleep", the sound source control unit 240, the result of controlling the tone generator 40 in the control pattern by referring to the control table corresponding to "sleep", and the sound source unit 410 and 430 and the active, sound the part 420 and 440 becomes a non-active. これにより、ハイパーソニックおよび自然音の合成音がスピーカ５１、５２から出力される。 Thus, the synthesized sound of hypersonic and natural sound is output from the speaker 51.
これらのうち、ハイパーソニックは、制御モードの「リラックス」および「入眠」と同様である。 Of these, hypersonic is the same as that of the "relaxing" and "falling asleep" in the control mode.
一方、自然音は、被験者Ｅの心拍数よりも「２」だけ低いテンポで再生される。 On the other hand, the natural sound is played at a low tempo only "2" than the heart rate of the subject E. 例えば、制御モードが「入眠」に設定されていたときよりもさらに心拍数が低下して５６回であれば、テンポはそれよりも「２」だけ低い「５４」で再生される。 For example, if more heart rate is lowered 56 times than when the control mode is set to "falling asleep", tempo is reproduced than "2" as low "54".
被験者Ｅは、すでに眠りに落ちた状態にあると考えられるが、このようなハイパーソニックおよび自然音の合成音を聴くことによって、「浅い眠り」から、より深い睡眠状態である「深い眠り」に移行する、と考えられる。 Subject E is already considered to be in the state fell asleep, by listening to the synthesized sound of such a hypersonic and natural sounds, from the "shallow sleep" is a deeper sleep state to the "deep sleep" to migrate, it is considered. なお、ステップＳａ２０の後、処理手順は、ステップＳａ１１に戻る。 It should be noted that, after the step Sa20, the procedure returns to step Sa11.
心体状態が「興奮」、「覚醒」、「浅い眠り」でなく、「深い眠り」であれば（ステップＳａ２１の判別結果が「Ｙｅｓ」であれば）、推定部２３０は、第４に、音源制御部２４０の制御モードを「アンビエント」に設定する（ステップＳａ２２）。 Traction state is "excited", not "awake", "light sleep", if "deep sleep" (If the determination in step Sa21 is "Yes"), the estimation unit 230, the fourth, the control mode of the sound source control unit 240 is set to "ambient" (step Sa22).
制御モードが「アンビエント」に設定されると、音源制御部２４０は、制御テーブルを参照して「アンビエント」に対応する制御パターンで音源４０を制御する結果、音源部４１０をアクティブとし、音源部４２０、４３０、４４０をノンアクティブとする。 When the control mode is set to "Ambient", sound source control unit 240, the result of controlling the tone generator 40 in the control pattern by referring to the control table corresponding to "Ambient", the tone generator section 410 and the active tone generator 420 , and non-active the 430 and 440. これにより、ハイパーソニックのみがスピーカ５１、５２から出力される。 Thus, only the hypersonic is output from the speaker 51. すでに、被験者Ｅは、深い眠りに落ちた状態にあると考えられるので、この状態を維持するには、ハイパーソニックのみで十分である、という考えに基づく。 Already, the subject E is, since it is considered to be in the state fell into a deep sleep, in order to maintain this condition, hypersonic only is sufficient, based on the idea that. なお、ステップＳａ２２の後、処理手順は、ステップＳａ１１に戻る。 It should be noted that, after the step Sa22, the procedure returns to step Sa11.
心体状態が「興奮」、「覚醒」、「浅い眠り」、「深い眠り」のいずれでなく、「レム睡眠」であれば（ステップＳａ２３の判別結果が「Ｙｅｓ」であれば）、推定部２３０は、第５に、現在時刻が設定部２２０により設定された起床時刻に至っているのか否かを判別する（ステップＳａ２４）。 Mind body state is "excitement", "awakening", "shallow sleep", rather than any of the "deep sleep", if the "REM sleep" (If the determination in step Sa23 is "Yes"), the estimation unit 230 fifth, it is determined whether the current time has come to wake-up time set by the setting unit 220 (step SA24).
起床時間前であれば（ステップＳａ２４の判別結果が「Ｎｏ」であれば）、音源制御部２４０は、制御モードを再び「入眠」に設定する（ステップＳａ１８）。 If pre-waking-up time (if the determination result in the step Sa24 is "No"), the sound source control unit 240 is again set to "falling asleep" control mode (step Sa18). 一方、起床時間に至っていれば（ステップＳａ２４の判別結果が「Ｙｅｓ」であれば）、音源制御部２４０は、制御モードを「起床」に設定する（ステップＳａ２５）。 On the other hand, if the reached-waking-up time (if the determination result in the step Sa24 is "Yes"), the sound source control unit 240 sets the control mode to "wake-up" (step SA25).
制御モードが「起床」に設定されると、音源制御部２４０は、制御テーブルを参照して「起床」に対応する制御パターンで音源４０を制御する結果、音源部４４０のみをアクティブとする。 When the control mode is set to "wake-up", the sound source control unit 240, a result of referring to the control table for controlling the tone generator 40 in the control pattern corresponding to the "wake-up", which only the sound source unit 440 and active. このため、音楽がスピーカ５１、５２から比較的大音量で出力される。 Therefore, music is output at a relatively high volume from the speaker 51. また、このときの音楽は、テンポが心拍の２倍で拍子が２拍子で再生される。 In addition, the music of this time, tempo beat at twice the heart rate is played in two beats. したがって、被験者Ｅは、レム睡眠から爽快に目覚めることになる。 Therefore, the subject E would wake up in the refreshing from REM sleep. なお、ステップＳａ２５の後、処理手順は、ステップＳａ１１に戻る。 It should be noted that, after the step Sa25, the procedure returns to step Sa11.
一方、心体状態が「興奮」、「覚醒」、「浅い眠り」、「深い眠り」、「レム睡眠」のいずれでもない場合（ステップＳａ２３の判別結果が「Ｎｏ」である場合）、本実施形態において想定していない状態にある、と考えられる。 On the other hand, mind body state is "excitement", "awakening", (if it is the result of the determination at step Sa23 is "No") "shallow sleep", "deep sleep", if it is not any of the "REM sleep", this embodiment It is in a state which is not assumed in form, is considered. このため、例えばエラー表示などの処理を実行し（ステップＳａ２６）、処理手順をステップＳａ１１に戻す。 Thus, for example, executes the processing such as error display (step SA26), the procedure returns to step Sa11. なお、処理手順をステップＳａ１１に戻すのではなく、音源装置２０の動作を強制終了させても良い。 Note that the processing procedure rather than returning to step Sa11, may forcibly terminate the operation of the sound source device 20.
続いて、音源装置２０の具体的な動作について図１３を参照して説明する。 Next, it will be described with reference to FIG. 13 for a specific operation of the tone generator 20.
この図において、△は、上述したフローチャートにおいてステップＳａ１１の判別結果が「Ｙｅｓ」となる制御タイミングを示している。 In this figure, △ shows the control timing of the determination result in the step Sa11 is "Yes" in the above-described flowcharts.
まず、被験者Ｅは、時刻ｔ０で音源装置２０を始動させるとともに、ベッド５の上で仰向けとなる。 First, the subject E, together with starting the sound source device 20 at time t0, the supine on the bed 5. 当所、被験者Ｅは活動状態であるので、推定部２３０によって、心体状態が「興奮」であると推定される（ステップＳａ１４の判別結果が「Ｙｅｓ」）。 NMRI, since the subject E is the active, the estimation unit 230, tension member state is estimated to be "excited" (determination result of step Sa14 is "Yes"). このため、制御モードが「リラックス」に設定されるので（ステップＳａ１５）、ハイパーソニックの効果が与えられるとともに、周波数差が７〜１４Ｈｚで変化するバイノーラルビートと、被験者Ｅで検出された心拍数よりも若干低いテンポで再生される音楽とによって、当該被験者Ｅの心体状態は、「興奮」から、落ち着いた状態である「覚醒」に移行する。 Therefore, the control mode is set to "relax" (step Sa15), together with the effect of hypersonic given a binaural beat frequency difference changes in 7～14Hz, from the heart rate detected in the subject E by the music, which also is played slightly lower tempo, mind body state of the subject E, the transition from the "excitement", the "awakening", which is a calm state. 具体的には、センサ出力の移動平均である心拍数や呼吸などの生体状態（実線）は、当該生体状態よりも低めの目標値（破線）に徐々に近づく。 Specifically, biological state, such as heart rate and breathing is a moving average of the sensor output (solid line) gradually approaches the lower target value (dashed line) than the biological condition.
やがて、時刻ｔ１において、推定部２３０によって心体状態が「覚醒」であると推定される（ステップＳａ１６の判別結果が「Ｙｅｓ」）。 Eventually, at time t1, Traction state is estimated to be "awake" by the estimating unit 230 (the determination result in the step Sa16 is "Yes"). このため、制御モードが「入眠」に設定されるので（ステップＳａ１８）、ハイパーソニックの効果と、周波数差が４〜７Ｈｚで１段低く変化するバイノーラルビートとともに、検出された心拍数よりもさらに低いテンポで再生される自然音によって、当該被験者Ｅは眠りに陥る。 Therefore, the control mode is set to "falling asleep" (step Sa18), and effects of hypersonic, with binaural beat frequency difference changes one step lower in 4～7Hz, lower than detected heart rate by natural sounds to be played at the tempo, the subject E falls into sleep. このとき、生体状態は、引き続き目標値に徐々に近づきながら低下する。 At this time, the biological condition will continue to decrease gradually approaches the target value.
時刻ｔ２において、推定部２３０によって心体状態が「浅い眠り」であると推定される（ステップＳａ１９の判別結果が「Ｙｅｓ」）。 At time t2, Traction state is estimated to be "light sleep" by the estimating unit 230 (the determination result in the step Sa19 is "Yes"). このため、制御モードが「快眠」に設定されるので（ステップＳａ２０）、ハイパーソニックの効果と、さらに低いテンポで再生される自然音とによって、当該被験者Ｅは深い眠りに陥る。 Therefore, the control mode is set to "sleep" (step Sa20), and effects of hypersonic, by the natural tone played at lower tempo, the subject E falls into deep sleep. このとき、生体状態はほぼ最低目標値に接近している。 At this time, the biological condition is close almost to the lowest target value.
制御モードの「快眠」にしたがった設定によって、やがて時刻ｔ３において心体状態が「深い眠り」であると推定される（ステップＳａ２１の判別結果が「Ｙｅｓ」）。 The setting in accordance with "sleep" control mode, Traction state is estimated to be "deep sleep" at eventually time t3 (the determination result in the step Sa21 is "Yes"). このため、制御モードが「アンビエント」に設定されるので（ステップＳａ２２）、ハイパーソニックの効果のみが与えられる。 Therefore, the control mode is set to "Ambient" (step Sa22), only the effect of hypersonic given.
ところで、ヒトは、眠っているときに、ノンレム睡眠とレム睡眠とを１〜２時間程度の周期で交互に繰り返すことが知られている。 Meanwhile, humans, when asleep, it is known that repeated alternately and non-REM sleep and REM sleep period of about 1-2 hours. このため、ハイパーソニックの効果によってノンレム睡眠が継続されないので、被験者Ｅはやがてレム睡眠に移行する。 For this reason, since the non-REM sleep by the effect of hypersonic it is not continued, the subject E is soon to migrate to REM sleep. このため、生体状態が上昇傾向になる。 For this reason, the biological condition is on the rise.
起床時刻前の時刻ｔ４において心体状態が「レム睡眠」にあると推定されたとき（ステップＳａ２３）、制御モードが再び「入眠」に設定されるので（ステップＳａ１８）、ハイパーソニックの効果と、バイノーラルビートと、心拍数よりもさらに低いテンポで再生される自然音とによって、当該被験者Ｅの生体状態が、再び目標値に向かって低下することになる。 When tension member state is estimated to be in the "REM" at time t4 before wake-up time (step Sa23), the control mode is set again to "falling asleep" (step Sa18), and effects of hypersonic, and binaural beats, by a natural tone played at a lower tempo than the heart rate, the biological condition of the subject E is, will be reduced again toward the target value.
こうして、被験者Ｅは、ノンレム睡眠とレム睡眠とを交互に繰り返す一方、音源装置２０は、ノンレム睡眠のうち、「浅い眠り」であればハイパーソニックと自然音とを再生することによって睡眠が深くなるように被験者Ｅを誘導し、「深い眠り」であれば、ハイパーソニックによってその眠りが継続するように、リラックスを図り、レム睡眠であれば、ハイパーソニックとバイノーラルビートと自然音とを再生することによって再び眠りへと誘う。 In this way, the subject E, while alternately repeating and non-REM sleep and REM sleep, the sound source device 20, of the non-REM sleep, sleep by playing a hypersonic and natural sound if it is "shallow sleep" is deeply to induce the subject E so that, if it is "deep sleep", so that the sleep is continued by hypersonic, aim to relax, if REM sleep, to play and hypersonic and binaural beats and sounds of nature again we invite you to sleep by.
なお、図１３においては、ノンレム睡眠とレム睡眠との繰り返しは省略している。 In FIG. 13, repetition of the non-REM sleep and REM sleep are omitted.
一方、被験者Ｅが「レム睡眠」であるときに、起床時刻に至ると（ステップＳａ２４の判別結果が「Ｙｅｓ」になると）、音楽は、テンポが心拍の２倍で拍子が２拍子で比較的大音量で再生される。 On the other hand, when the subject E is "REM sleep", it reaches the wake-up time (the determination result in step Sa24 is "Yes"), music beat tempo at twice the heartbeat relatively duple It is played at high volume. これにより、被験者Ｅを爽快に目覚めさせることができる。 As a result, it is possible to wake up to exhilarating the subject E.
なお、被験者Ｅが目覚めると、時刻ｔ５において心体状態が「覚醒」であると推定される（ステップＳａ１６の判別結果が「Ｙｅｓ」、ステップＳａ１７の判別結果が「Ｎｏ」）。 Incidentally, when awaken the subject E, Traction state is estimated to be "awake" at time t5 (the determination result in the step Sa16 is "Yes", the determination result of step Sa17 is "No"). このため、制御モードが「ＭＵＴＥ」に設定されるので（ステップＳａ２６）、再生音が停止することになる。 Therefore, the control mode is set to "MUTE" (step SA26), so that the reproduced sound is stopped.
このように本実施形態によれば、睡眠の改善を図る場合に音源部４３０による自然音および音源部４４０による音楽は、生体情報である心拍数に応じたテンポで再生されるので、リラックスした状態に移行しながら入眠させることができる。 According to this embodiment, since the music by the natural sound and the sound source unit 440 by the sound source unit 430 when to improve sleep, is reproduced in a tempo corresponding to the heart rate is a biological information, relaxed it is possible to fall asleep while the transition to. このうち、自然音については、波形メモリ４３１から波形データの読出区間がランダムに設定されるので、波形メモリ４３１に要する記憶容量を少なく抑えた上で、飽きる、耳につくなどの感じを被験者Ｅに与えないで済む。 Of these, there are natural sounds, since the read segment of the waveform data from the waveform memory 431 is set at random, while suppressing decrease the storage capacity required for the waveform memory 431, tired, and feel like attached to the ear subject E need not give in.
また、制御モードが「リラックス」、「入眠」、「快眠」に設定されたときに、音源部４１０、４２０、４３０、４４０のうちの複数がアクティブにされるるとともに、アクティブにされた音源部の出力が合成される。 Further, the control mode is "relaxed", "falling asleep", when it is set to "sleep", the plurality of Ruru is activated among the sound source unit 410, 420, 430, and 440, activated by the sound source section output is synthesized. このため、単純に音楽などを単体で聴かせるよりも、飽きのこない、耳につかないなどの効果を与えることができる。 For this reason, simply than to listen music, etc. alone, it can give the effect of such timeless, not stuck in the ear.
音源部４１０は、既存の録音物を流用でき、さらに、波形メモリ４１１の記憶容量を抑えた上で、ハイパーソニックによるヒーリング効果を被験者Ｅに与えることができる。 Sound source unit 410 may divert the existing recordings, further, while suppressing the storage capacity of the waveform memory 411, can provide a healing effect by hypersonic the subject E.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の応用・変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, but may be various application and modification as described for example below. また、次に述べる応用・変形の態様は、任意に選択された一または複数を適宜に組み合わせることもできる。 Further, described below applied modified embodiment of the can combine one or more arbitrarily selected appropriately.
実施形態では、設定部２２０で設定される目的を「睡眠の改善」としたが、これ以外であっても良い。 In the embodiment, although the target set by the setting unit 220 is "improvement of sleep", it may be other than this. 例えば「眠気防止」、「リラックス」などあっても良い。 For example, "sleepiness prevention", may be such as "relax". 「眠気防止」であれば、推定された心体状態に対して「睡眠の改善」とは逆方向に導けば良いし、「リラックス」であれば、上記実施形態において推定した心体状態を「興奮」、「覚醒」に限定して考えれば良い。 If "sleepiness prevention," and "improving sleep" may be Michibike in the opposite direction to the estimated tension member state, if it is "relaxed", a tension member state estimated in the above embodiment " excitement ", it may be considered as being limited to the" awakening ".
実施形態では、センサ１１、１２、１３によって被験者Ｅの脳波、脈波（心拍）、体動（呼吸）を生体情報として検出したが、これ以外にも、体温や、血圧などを検出して、心体状態を推定しても良い。 In embodiments, EEG subject E by the sensor 11, 12, 13, the pulse wave (heart), but motion (the breathing) was detected as the biological information, in addition to this, body temperature and detects the blood pressure, the mind body state may be estimated. また、被験者Ｅの生体情報に限られず、周辺環境、例えば温度、湿度、騒音などを検出して、これらを総合的に勘案して被験者Ｅの心体状態を推定しても良い。 Further, not limited to the biological information of the subject E, surrounding environment, such as temperature, humidity, and detect a noise, it may be estimated Traction condition of the subject E in consideration of these comprehensively. 各音源部が出力に与える揺らぎの程度については、心拍、呼吸などの生体情報に応じて決定しても良い。 The extent of fluctuation which each tone generator on the output, heart rate, may be determined in accordance with biological information, such as breathing.
また、実施形態では、センサ１１、１２、１３によって被験者Ｅの生体情報を検出して、睡眠状態（心体状態）を推定し、当該推定した睡眠状態に応じて音源部４１０、４２０、４３０、４４０を制御したが、次のように構成しても良い。 Further, in the embodiment, the sensor 11, 12, 13 detects the biological information of the subject E, estimates the sleep state (tension member state), the sound source unit 410, 420, 430 in response to the sleep state in which the estimated, 440 was controlled, but may be configured as follows.
例えば、予め被験者Ｅの睡眠時の脳波、脈波、呼吸等を検出して睡眠状態を推定するとともに、簡易センサ（例えば体動を検出する加速度センサ）でも同時に検出することで、睡眠状態と簡易センサの検出結果を対応付けて記憶しておく。 For example, pre EEG during sleep of the subject E, the pulse wave, with estimates detected and sleep breathing, etc., to detect simultaneously even simple sensor (e.g. an acceleration sensor for detecting a body movement) sleep state and simple stored in association with the detection result of the sensor. そして、実際に「睡眠の改善」をする場合に、被験者Ｅに簡易センサだけを装着して、当該簡易センサで検出して得られた検出結果に基づいて、記憶されている睡眠状態の対応付けから睡眠状態を推定し、その推定された睡眠状態に応じて音源部４１０、４２０、４３０、４４０を制御しても良い。 Then, when actually the "improvement of sleep", only by mounting a simple sensor to the subject E, based on the detection result obtained by detecting in the simple sensor, mapping the sleep state stored estimating a sleep state from may control the tone generator section 410, 420, 430, and 440 in accordance with the estimated sleep state. この際に、睡眠状態と簡易センサの検出結果の対応付けについては、被験者Ｅではなく、多くの被験者の平均的な検出結果を用いても良い。 In this case, the detection result of the sleep state and simple sensor for correspondence, the subject E rather, may be used an average detection result of many subjects.
１１、１２、１３…センサ、２０…音源装置、４０…音源、５１、５２…スピーカ、４１０、４２０、４３０、４４０…音源部、４１２…第１再生部、４１３…第２再生部、４１６…混合部。 11, 12, 13 ... sensor, 20 ... sound source device, 40 ... sound source, 51, 52 ... speaker, 410, 420, 430, 440 ... sound source unit, 412 ... first reproduction unit, 413 ... second reproducing unit, 416 ... mixing section.
被験者の生体情報を取得する取得部と、 An acquisition unit to acquire the biological information of the subject,
それぞれが音信号を出力する複数の音源部と、 A plurality of sound source portions, each of which outputs a sound signal,
前記複数の音源部は、少なくとも第１の音源部および第２の音源部を含み、 Wherein the plurality of sound source unit includes at least a first tone generator and a second tone generator,
前記第１の音源部は、 The first of the sound source unit,
前記取得部によって取得された生体情報に応じたテンポで前記音信号を出力し、 And outputting the sound signal at a tempo corresponding to the biometric information acquired by the acquisition unit,
前記第１の音源部または前記第２の音源部の少なくとも一方は、 At least one of the first sound source unit or the second sound source unit,
波形メモリから、音波形を示す波形データを読み出す読出部を備え、 From the waveform memory, comprising a read unit for reading the waveform data showing the sound waveform,
前記読出部は、前記波形データの読出開始から読出終了までの区間を所定の規則で、または、ランダムに設定して、当該設定した区間の波形データを読み出し、 The reading unit, in the waveform data from the read start the section up to read end a predetermined rule, or set at random, it reads waveform data of the set interval,
読み出された波形データに基づいて音信号を出力する ことを特徴とする音源装置。 Source device and outputs a sound signal on the basis of the waveform data read out.
前記複数の音源部は、第３の音源部を有し、 Wherein the plurality of tone generator has a third tone generator,
前記第３の音源部は、 The third sound source unit,
前記波形メモリに記憶された波形データを所定の速度で再生した第１信号を出力する第１再生部と、 A first reproducing unit for outputting a first signal obtained by reproducing the waveform data stored in the waveform memory at a predetermined speed,
前記波形データを前記所定の速度よりも高速で再生した第２信号を出力する第２再生部と、 A second reproducing unit for outputting a second signal obtained by reproducing the waveform data at a speed higher than the predetermined speed,
前記第１信号と前記第２信号とを混合して前記音信号を出力する混合部と、 A mixing unit which outputs the sound signal by mixing the first signal and the second signal,
を含むことを特徴とする請求項１に記載の音源装置。 Sound source apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a.
取得された前記被験者の生体情報から当該被験者の心体状態を推定する推定部と、 An estimation unit for estimating a tension member state of the subject from the biometric information about said subject,
当該推定された心体状態に応じて、前記複数の音源部を制御する音源制御部と、 A sound source control unit in accordance with the estimated tension member state, controlling said plurality of tone generator,
を、含むことを特徴とする請求項１または２に記載の音源装置。 The sound source device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises.
前記複数の音源部のうち、少なくとも１つは、出力する音信号の振幅またはピッチに揺らぎを与える ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の音源装置。 Wherein the plurality of tone generator, at least one sound source apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in providing a fluctuation in amplitude or pitch of the output sound signal.
被験者の生体情報を取得する取得部、および、 Acquisition unit for acquiring biological information of the subject, and,
それぞれが音信号を出力する複数の音源部、 A plurality of sound source portions, each of which outputs a sound signal,
として機能させるプログラムであって、 A program to function as,
前記読出部は、前記波形データの読出開始から読出終了までの区間を所定の規則で、または、ランダムに設定して、当該設定した区間の波形データを読み出し、読み出した波形データに基づいて音信号を出力する ことを特徴とするプログラム。 The reading unit, the at intervals of a predetermined rule from the read start of the waveform data to read end, or set at random, reads waveform data of the set interval, the sound based on the read waveform data signals program and outputs a.
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