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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-30
(45)【発行日】2022-04-07
(54)【発明の名称】振動制御装置
(51)【国際特許分類】
A61M 21/00 20060101AFI20220331BHJP
A47C 7/62 20060101ALI20220331BHJP
B60N 2/64 20060101ALI20220331BHJP
G08B 21/06 20060101ALI20220331BHJP
【ＦＩ】
A61M21/00 A
A47C7/62 Z
B60N2/64
G08B21/06
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2018088180
(22)【出願日】2018-05-01
(65)【公開番号】P2019193699
(43)【公開日】2019-11-07
【審査請求日】2021-04-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000005016
【氏名又は名称】パイオニア株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】500403929
【氏名又は名称】パイオニアシステムテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100134832
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100165308
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100115048
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】磯崎 賢太
(72)【発明者】
【氏名】森重 隆司
(72)【発明者】
【氏名】飯澤 高志
(72)【発明者】
【氏名】村上 尚希
(72)【発明者】
【氏名】福田 達也
(72)【発明者】
【氏名】安士 光男
(72)【発明者】
【氏名】竹内 吉和
(72)【発明者】
【氏名】菅谷 和実
(72)【発明者】
【氏名】垣坂 皓太
【審査官】小原 一郎
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１３／１５０６４９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－２１３２４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５２３８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１２３２９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５５５２７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｍ ２１／００
Ａ４７Ｃ ７／６２
Ｂ６０Ｎ ２／６４
Ｇ０８Ｂ ２１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザに伝達される振動を発生する振動ユニットを制御する振動制御装置であって、前記振動ユニットの周囲で再生される楽曲に含まれる和音を抽出する和音抽出部と、
前記振動ユニットを駆動させるための複数の交流信号のそれぞれを順次出力する出力部を備え、
前記複数の交流信号のそれぞれの周波数の周波数比が、前記和音抽出部によって抽出された和音の構成音の周波数比とされていることを特徴とする振動制御装置。
【請求項2】
前記ユーザの眠気情報を取得する取得部をさらに備え、前記出力部は、前記取得部によって前記眠気情報を取得した場合に、前記複数の交流信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項3】
前記出力部は、前記複数の交流信号の周波数比を、前記和音抽出部によって抽出された和音の構成音の周波数比としつつ、それぞれの周波数が所定の周波数範囲に含まれるように生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動制御装置。
【請求項4】
前記複数の交流信号のそれぞれは、周波数が４０～１２０Ｈｚであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の振動制御装置。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載の振動制御装置と、少なくとも１つの前記振動ユニットと、を備えたことを特徴とする振動発生装置。
【請求項6】
前記振動ユニットは、前記ユーザが着座する座席の座面部又は背もたれ部に内蔵されていることを特徴とする請求項５に記載の振動発生装置。
【請求項7】
複数の前記振動ユニットを備え、前記出力部は、前記複数の振動ユニットのそれぞれに対し、相関のある前記複数の交流信号を出力することを特徴とする請求項５又は６に記載の振動発生装置。
【請求項8】
ユーザに伝達される振動を発生する振動ユニットを制御する振動制御方法であって、前記振動ユニットの周囲で再生される楽曲に含まれる和音を抽出する和音抽出工程と、
前記振動ユニットを駆動させるための複数の交流信号のそれぞれを順次出力する出力工程を含み、
前記複数の交流信号のそれぞれの周波数の周波数比が、前記和音抽出部によって抽出された和音の構成音の周波数比とされていることを特徴とする振動制御方法。
【請求項9】
請求項８に記載の振動制御方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする振動制御プログラム。
【請求項10】
請求項９に記載の振動制御プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、振動ユニットを制御する振動制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両等の移動体は、センサ及び警報器が設けられることにより、障害物（他車両や路上の設置物、歩行者等）の接近を検知した際に、搭乗者（特に運転者）に対して警報を発生するように構成されることがある。このように警報を発生する際に、振動を発生する振動体（振動ユニット）を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
特許文献１に記載された報知システムでは、座席を構成する車両用シート装置のシートクッション（座面部）に２つ、シートバック（背もたれ部）に１つの振動体を配置し、これらの振動体を制御している。このとき、障害物が接近している方向に応じて振動させる振動体を選択することにより、どの方向から障害物が接近しているかを搭乗者に認識させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０００－２２５８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
座席等に設けられる振動ユニットの利用方法として、特許文献１に記載されたもの以外に、ユーザの眠気覚ましのために用いる方法が考えられる。即ち、振動による刺激をユーザ（運転者）に与えることにより、ユーザを覚醒させることができる。このようにユーザに刺激を与える場合、ランダム振動を発生させたり振幅を大きくしたりすることで刺激を強くすれば、覚醒効果は向上する。しかしながら、単に刺激を強くすると、ユーザに不快感を与えやすくなる。
【0006】
したがって、本発明の課題は、ユーザの覚醒効果を向上させつつ、ユーザに不快感を与えにくくすることができる振動制御装置を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の振動制御装置は、ユーザに伝達される振動を発生する振動ユニットを制御する振動制御装置であって、前記振動ユニットの周囲で再生される楽曲に含まれる和音を抽出する和音抽出部と、前記振動ユニットを駆動させるための複数の交流信号のそれぞれを順次出力する出力部を備え、前記複数の交流信号のそれぞれの周波数の周波数比が、前記和音抽出部によって抽出された和音の構成音の周波数比とされていることを特徴としている。
【0008】
請求項８に記載の本発明の振動制御方法は、ユーザに伝達される振動を発生する振動ユニットを制御する振動制御方法であって、前記振動ユニットの周囲で再生される楽曲に含まれる和音を抽出する和音抽出工程と、前記振動ユニットを駆動させるための複数の交流信号のそれぞれを順次出力する出力工程を含み、前記複数の交流信号のそれぞれの周波数の周波数比が、前記和音抽出部によって抽出された和音の構成音の周波数比とされていることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第１実施例に係る振動制御装置の概略を示すブロック図である。
【図2】前記振動制御装置によって制御される振動ユニットを示す斜視図である。
【図3】前記振動ユニットを示す断面図である。
【図4】前記振動制御装置が実行する振動制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図5】前記振動制御装置の出力部が出力する複数の交流信号を楽譜上に示した図である。
【図6】前記振動制御装置において用いられるミックス回路を示す回路図である。
【図7】本発明の第２実施例に係る振動制御装置の概略を示すブロック図である。
【図8】前記振動制御装置が実行する振動制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図9】振動によって得られる覚醒効果の実験結果を示すグラフである。
【図10】振動によって得られる快適性の実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る振動制御装置は、ユーザに伝達される振動を発生する振動ユニットを制御する振動制御装置であって、振動ユニットの周囲で再生される楽曲に含まれる和音を抽出する和音抽出部と、振動ユニットを駆動させるための複数の交流信号のそれぞれを順次出力する出力部を備える。複数の交流信号のそれぞれの周波数は、和音抽出部によって抽出された和音の構成音の周波数に対応する。
【0011】
このような本実施形態の振動制御装置によれば、順次出力される複数の交流信号のそれぞれの周波数が、和音の構成音の周波数に対応していることで、これらの複数の交流信号によって発生する振動は、ユーザを覚醒させやすく、且つ、ユーザに不快感を与えにくい。即ち、例えば単一周波数の正弦波信号のような規則的な信号によって振動ユニットを駆動させる場合と比較して、ユーザの覚醒効果を向上させることができ、完全にランダムな周波数の信号によって振動ユニットを駆動させる場合と比較して、ユーザに不快感を与えにくくすることができる。
【0012】
振動制御装置は、ユーザの眠気情報を取得する取得部をさらに備え、出力部は、取得部によって眠気情報を取得した場合に、複数の交流信号を出力することが好ましい。これにより、必要に応じて振動を発生させ、ユーザに不快感を与えにくくすることができる。また、ユーザが眠気を感じている場合にのみ振動を発生させれば、ユーザが振動に慣れてしまうことを抑制することができる。
【0013】
出力部は、複数の交流信号の周波数比を、和音抽出部によって抽出された和音の構成音の周波数比としつつ、それぞれの周波数が所定の周波数範囲に含まれるように生成することが好ましい。さらに、複数の交流信号のそれぞれは、周波数が４０～１２０Ｈｚであることが好ましい。これにより、ユーザの体内に伝達される振動の深度を適切なものとし、ユーザに不快感を与えにくくすることができる。即ち、振動の周波数が低すぎると、振動がユーザの内蔵にまで伝達されて不快感を与える可能性があり、振動の周波数が高すぎると、ユーザの皮膚の表面を撫でるような振動となって不快感を与える可能性がある。
【0014】
本発明の実施形態に係る振動発生装置は、上記の振動制御装置と、少なくとも１つの振動ユニットと、を備える。
【0015】
振動ユニットは、ユーザが着座する座席の座面部又は背もたれ部に内蔵されていてもよいし、他の設置対象に設けられていてもよい。
【0016】
振動発生装置は、複数の振動ユニットを備え、出力部は、複数の振動ユニットのそれぞれに対し、相関のある複数の交流信号を出力してもよい。また、複数の振動ユニットのそれぞれに対して同一の複数の交流信号を出力してもよい。
【0017】
本発明の実施形態に係る振動制御方法は、ユーザに伝達される振動を発生する振動ユニットを制御する振動制御方法であって、振動ユニットの周囲で再生される楽曲に含まれる和音を抽出する和音抽出工程と、振動ユニットを駆動させるための複数の交流信号のそれぞれを順次出力する出力工程を含み、複数の交流信号のそれぞれの周波数は、和音抽出工程において抽出された和音の構成音の周波数に対応する。
【0018】
また、上述した振動制御方法をコンピュータにより実行させる振動制御プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、ユーザの覚醒効果を向上させつつ、ユーザに不快感を与えにくくすることができる。
【0019】
また、上述した振動制御プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このようにすることにより、当該プログラムを機器に組み込む以外に単体でも流通させることができ、バージョンアップ等も容易に行える。
【実施例】
【0020】
以下、本発明の各実施例について具体的に説明する。尚、第２実施例においては、第１実施例で説明する構成部材と同じ構成部材及び同様な機能を有する構成部材には、第１実施例と同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【0021】
［第１実施例］
本実施例の振動制御装置１Ａは、図１に示すように、ハーモニック信号生成部２と、取得部としての眠気検出部３と、設定部４と、アンプ５と、を備え、移動体（車両）の座席１０に設けられた２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂを制御する。振動制御装置１Ａと２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂとによって振動発生装置１００Ａが構成される。
本実施例の振動制御装置１Ａは、図１に示すように、ハーモニック信号生成部２と、取得部としての眠気検出部３と、設定部４と、アンプ５と、を備え、移動体（車両）の座席１０に設けられた２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂを制御する。振動制御装置１Ａと２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂとによって振動発生装置１００Ａが構成される。
【0022】
ハーモニック信号生成部２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリを備えたＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成された制御部であって、振動制御装置１Ａの全体制御を司る。即ち、ハーモニック信号生成部２は、後述するように、振動ユニット２０Ａ、２０Ｂを駆動させるためのハーモニック信号を生成するとともに、ハーモニック信号を振動ユニット２０Ａ、２０Ｂに送信する。
【0023】
眠気検出部３は、ユーザの生体情報等に基づいてユーザの眠気情報を取得するものであって、例えば、心拍数を測定したり、まばたきの回数を測定したり、視線の向きを検出したりするものであればよい。尚、本実施例におけるユーザとは座席１０の着座者であり、座席１０が運転席の場合には移動体の運転者がユーザとなる。
【0024】
設定部４は、ハーモニック信号に関する情報を記憶した記憶装置である。ハーモニック信号とは、複数の交流信号を含んでおり、複数の交流信号のそれぞれが順次出力されて成る信号である。尚、複数の交流信号の出力順序は適宜に設定されればよく、周波数の高い交流信号から順に出力してもよいし、周波数の低い交流信号から順に出力してもよいし、ランダムに出力してもよい。
【0025】
ハーモニック信号に含まれる複数の交流信号の周波数は、それぞれの交流信号同士で異なっており、それぞれの周波数同士の周波数比は所定の整数比で表される。ハーモニック信号によって仮に音響用のスピーカを駆動させると、協和音（分散和音）が放射される。即ち、複数の交流信号の周波数比は、協和音の構成音の周波数同士の比である。複数の交流信号の周波数比は、例えば、１：２や２：３、３：４、４：５、５：６、４：５：６、１０：１２：１５等であればよく、単純な（例えば全て２桁以下の数字で構成されるような）整数比で表される。
【0026】
設定部４には、ハーモニック信号に関する各種のパラメータが記憶されている。ハーモニック信号のパラメータとしては、周波数の組み合わせや、交流信号の出力順序、出力テンポ（一群のハーモニック信号を構成する各交流信号の間の期間の長さ）、１つの交流信号の出力継続時間、交流信号の振幅等が例示される。尚、これらのパラメータは、ユーザが適宜調節可能なものであってもよいし、ランダムに変化するものであってもよいし、眠気情報に応じて変化するものであってもよい。
【0027】
アンプ５は、ハーモニック信号生成部２と振動ユニット２０Ａ、２０Ｂとの間に設けられ、ハーモニック信号生成部２が出力したハーモニック信号を適宜増幅して振動ユニット２０Ａ、２０Ｂに供給する。本実施例では、ハーモニック信号生成部２とアンプ５とが出力部として機能するが、アンプ５は省略されてもよい。
【0028】
本実施例では、２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂが、座席１０の背もたれ部１２に内蔵されるとともに、車幅方向（着座者にとっての左右方向）に並んでいる。尚、座席１０の座面部１１に振動ユニットを設けてもよいし、背もたれ部１２と座面部１１との両方に振動ユニットを設けてもよい。また、振動ユニットの数は２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【0029】
振動ユニット２０Ａ、２０Ｂは、背もたれ部１１の前面に略直交するような振動方向の振動を発生し、ユーザの背中に振動を伝達する。ここで、振動ユニット２０Ａ、２０Ｂの詳細について、図２、３に基づいて説明する。尚、図３は、図２（Ａ）中のＶ１－Ｖ１切断線に沿った断面を示す断面図である。
【0030】
振動ユニット２０Ａ、２０Ｂは、ケース２１０内に磁気回路２２０が収容されたものである。ケース２１０は、背の低い円筒フレーム２１１の一端側の開口が、中央部に複数の貫通孔２１２が設けられた円形の第１板壁２１３で塞がれ、他端側の開口が円形の第２板壁２１４で塞がれたものである。図２（Ａ）には貫通孔２１２が設けられた第１板壁２１３側から見た振動ユニット２０Ａ、２０Ｂが示されており、図２（Ｂ）にはその反対側から見た振動ユニット２０Ａ、２０Ｂが示されている。
【0031】
第１板壁２１３の略中央からは、複数の貫通孔２１２を囲むように円筒状のボビン２１５が第２板壁２１４に向かって立設されており、そのボビン２１５の外周にボイスコイル２１６が設けられている。このように、ボイスコイル２１６は、ボビン２１５を介して第１板壁２１３に固定されている。また、複数の貫通孔２１２は、第１板壁２１３と交差する方向から見たときの平面視でボイスコイル２１６の内側に相当する領域２１３ａに設けられている。
【0032】
磁気回路２２０は、各々がリング状のプレート２２１及びマグネット２２２と円盤状のヨーク２２３とを備えている。プレート２２１及びマグネット２２２が、ボイスコイル２１６に対してギャップを開けて同軸に配置されている。プレート２２１、即ち磁気回路２２０は、ダンパ２３０を介して円筒フレーム２１１の内壁面に、第１板壁２１３に対する接離方向Ｄ１に振動可能に支持されている。
【0033】
ボイスコイル２１６に交流信号が通電されると、磁気回路２２０が、第１板壁２１３に対する接離方向Ｄ１に振動する。また、その振動のダンパ２３０を介した反作用でケース２１０も振動する。このように、振動ユニット２０Ａ、２０Ｂでは、ボイスコイル２１６への通電によりケース２１０と磁気回路２２０との間に相対振動が生じる。この相対振動により、振動ユニット２０Ａ、２０Ｂは、ケース２１０ごと振動する。また、ケース２１０においては、磁気回路２２０からの反作用を受けるボイスコイル２１６が固定されている第１板壁２１３が局部的に振動する。この第１板壁２１３の振動により音が発生する。このように、振動ユニット２０Ａ、２０Ｂは、ケース２１０と磁気回路２２０との、ボイスコイル２１６への通電による相対振動によりケース２１０ごと振動して放音する。
【0034】
ここで、ハーモニック信号生成部２が実行する振動制御処理の一例について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。ハーモニック信号生成部２は、移動体が走行を開始した（あるいは、移動体の動力源であるエンジンやモータ等が起動された）際に、振動制御処理を開始する。振動制御処理において、ハーモニック信号生成部２は、まず走行開始から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１）。走行開始から所定時間が経過した場合（ステップＳ１でＹ）、ハーモニック信号生成部２は、眠気検出部３がユーザの眠気を検出したか否かを判定する（ステップＳ２）。
【0035】
眠気検出部３がユーザの眠気を検出した場合（ステップＳ２でＹ）、ハーモニック信号生成部２は、設定部４から情報を読み込み（ステップＳ３）、ハーモニック信号を生成し（ステップＳ４）、ハーモニック信号を出力する（ステップＳ５）。走行開始から所定時間が経過していない場合（ステップＳ１でＮ）、眠気検出部３がユーザの眠気を検出しない場合（ステップＳ２でＮ）、又は、ステップＳ５の後、ハーモニック信号生成部２は移動体が走行を終了したか否かを判定する（ステップＳ６）。移動体が走行を終了した場合（ステップＳ６でＹ）、ハーモニック信号生成部２は振動制御処理を終了し、移動体が走行を継続している場合（ステップＳ６でＮ）、ステップＳ１に戻る。
【0036】
ハーモニック信号生成部２は、ステップＳ４、Ｓ５において、眠気情報や振動継続時間に応じて、ハーモニック信号の各種パラメータを決定してもよい。即ち、ユーザの眠気が強い場合には、例えば振幅を大きくしたり周波数を低くしたりすることにより、強い刺激を与えられるようなハーモニック信号を生成すればよい。また、振動継続時間が長いとユーザが振動に慣れてしまうことから、出力するハーモニック信号の各パラメータを時間変化させればよい。
【0037】
ハーモニック信号の各パラメータを時間変化させる場合の一例を図５に示す。図５では、複数の交流信号を仮に音響用の信号とみなして五線譜上に表している。図示の例では、一群のハーモニック信号は、三和音に対応する３つの交流信号を含み、合計四群のハーモニック信号が、休止期間をあけつつ並んでいる。１番目のハーモニック信号と、２番目のハーモニック信号と、は複数の交流信号の周波数の組み合わせが互いに異なっており、以降も周波数の組み合わせが変化している。即ち、複数の交流信号の周波数の組み合わせをランダムに時間変化させている。
【0038】
また、１番目のハーモニック信号と２番目のハーモニック信号との間の休符と、２番目のハーモニック信号と３番目のハーモニック信号との間の休符と、は互いに異なっており、以降も休符が異なっている。即ち、ハーモニック信号同士の間の休止期間の長さをランダムに変化させている。
【0039】
ハーモニック信号を構成する複数の交流信号のそれぞれは、周波数が４０～１２０Ｈｚであり、且つ、継続時間が１００～２００ｍｓｅｃとなっている。
【0040】
ハーモニック信号を構成する複数の交流信号のそれぞれは、振幅が略一定（即ち波形が正弦波状）であってもよいし、音の立ち上がり時に振幅が大きく、時間経過とともに減衰する波形を有していてもよい。
【0041】
また、２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂに対し、同一のハーモニック信号を出力してもよいし、以下に説明するように互いに異なるハーモニック信号を出力してもよい。２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂに対して互いに異なるハーモニック信号を出力する場合、例えば、図６に示すようなミックス回路を用い、互いに相関のあるハーモニック信号を生成すればよい。
【0042】
右側の振動ユニット２０Ａ用のメイン信号を示す関数をｙｒ（ｔ）とし、左側の振動ユニット２０Ｂ用のメイン信号を示す関数をｙｌ（ｔ）とする。右側のメイン信号ｙｒ（ｔ）に対し、左側のメイン信号ｙｌ（ｔ）を時間ｂだけ遅延させて振幅をａ倍（０＜ａ１）にしたものを重畳することで、右側の合成信号Ｙｒ（ｔ）を生成する。右側の合成信号Ｙｒ（ｔ）が右側の振動ユニット２０Ａに出力される。また、左側のメイン信号ｙｌ（ｔ）に対し、右側のメイン信号ｙｒ（ｔ）を時間ｂだけ遅延させて振幅をａ倍（０＜ａ１）にしたものを重畳することで、左側の合成信号Ｙｌ（ｔ）を生成する。左側の合成信号Ｙｌ（ｔ）が左側の振動ユニット２０Ｂに出力される。
【0043】
尚、互いに相関のあるハーモニック信号を生成する方法は、上記のようにミックス回路を利用する方法に限定されない。例えば、１つのハーモニック信号（モノラル信号）を擬似ステレオ化装置によって擬似ステレオ化し、２つのハーモニック信号を生成することで、互いに相関のあるハーモニック信号を生成してもよい。
【0044】
上記の構成により、順次出力される複数の交流信号の周波数を、周波数比が所定の整数比で表される周波数とすることで、これらの複数の交流信号によって発生する振動は、ユーザを覚醒させやすく、且つ、ユーザに不快感を与えにくい。
【0045】
また、眠気検出部３によって眠気情報を取得した場合にハーモニック信号を出力することで、必要に応じて振動を発生させ、ユーザに不快感を与えにくくすることができる。また、ユーザが眠気を感じている場合にのみ振動を発生させることで、ユーザが振動に慣れてしまうことを抑制することができる。
【0046】
また、ハーモニック信号を構成する複数の交流信号のそれぞれが、周波数が４０～１２０Ｈｚであることで、ユーザの体内に伝達される振動の深度を適切なものとし、ユーザに不快感を与えにくくすることができる。
【0047】
また、ハーモニック信号における周波数の組み合わせや休止期間の長さをランダムに変化させることで、ユーザが振動に慣れてしまうことを抑制し、覚醒効果を持続させることができる。
【0048】
［第２実施例］
本実施例の振動制御装置１Ｂは、図７に示すように、出力部としてのハーモニック信号生成部２と、取得部としての眠気検出部３と、アンプ５と、和音抽出部６と、を備え、移動体（車両）の座席１０に設けられた２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂを制御する。振動制御装置１Ｂと２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂとによって振動発生装置１００Ｂが構成される。尚、振動制御装置１Ｂは、設定部４を備えていてもよい。
本実施例の振動制御装置１Ｂは、図７に示すように、出力部としてのハーモニック信号生成部２と、取得部としての眠気検出部３と、アンプ５と、和音抽出部６と、を備え、移動体（車両）の座席１０に設けられた２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂを制御する。振動制御装置１Ｂと２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂとによって振動発生装置１００Ｂが構成される。尚、振動制御装置１Ｂは、設定部４を備えていてもよい。
【0049】
和音抽出部６は、移動体に搭載されたスピーカ３０に対して信号を出力する再生部４０から、再生中の楽曲についての情報を取得する。すなわち、和音抽出部６は、座席１０に着座するユーザが聴取する楽曲（言い換えれば振動ユニット２０Ａ、２０Ｂの周囲で再生中の楽曲）についての情報を取得する。さらに、和音抽出部６は、取得した情報から、楽曲に含まれる和音を抽出する。再生部４０は例えばカーステレオであればよい。また、和音抽出部は、スピーカ３０から放射された音を集音する集音部（マイク等）を有し、集音するとともに和音を抽出する構成であってもよい。
【0050】
ハーモニック信号生成部２は、和音抽出部６によって抽出された和音に基づき、ハーモニック信号を生成する。抽出した和音の構成音の全てが、所定の周波数範囲（本実施例では４０～１２０Ｈｚ）に含まれる場合、これらの構成音のそれぞれと等しい周波数を有する複数の交流信号によって、ハーモニック信号を生成する。
【0051】
一方、抽出した和音が、所定の周波数範囲に含まれない構成音を有する場合、ハーモニック信号生成部２は、抽出した和音の構成音の全てについて、それぞれの周波数を同一割合で変換し、変換後の構成音が所定の周波数範囲に含まれるようにする。例えば、構成音の周波数が、１３０Ｈｚと１６４Ｈｚと１９６Ｈｚとである場合、これらを全て２で除して、６５Ｈｚと８２Ｈｚと９８Ｈｚとに変換する。ハーモニック信号は、変換後の周波数をそれぞれ有する複数の交流信号によって構成される。このように、ハーモニック信号生成部２は、複数の交流信号を、和音抽出部６によって抽出された和音の構成音の周波数比を維持しつつ、それぞれの周波数が所定の周波数範囲に含まれるようにハーモニック信号を生成する。
【0052】
ハーモニック信号は、前記第１実施例と同様に、複数の交流信号のそれぞれが順次出力されるようになっており、出力順序は任意である。また、楽曲に含まれる和音が、分散和音により演奏されるものである場合、ハーモニック信号を構成する複数の交流信号は、演奏と同じ順序で出力されることが好ましいが、順序を変更してもよい。
【0053】
本実施例のハーモニック信号生成部２が実行する振動制御処理の一例について、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。本実施例のハーモニック信号生成部２が実行する振動制御処理は、前記第１実施例における振動制御処理のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６と共通の工程を含み、ステップＳ２とステップＳ５との間において、ステップＳ３、Ｓ４とは異なる工程を含む。尚、前記第１実施例と共通の工程であるステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６については説明を省略する。本実施例の振動制御処理では、上記のステップＳ３に代えて、和音抽出部６から和音を取得する工程（ステップＳ１３）を有するとともに、上記のステップＳ４に代えて、取得した和音に基づいてハーモニック信号を生成する工程（ステップＳ１４）を有する。即ち、前記第１実施例の振動制御処理では、設定部４に予め記憶又は設定された情報に基づいてハーモニック信号を生成するのに対し、本実施例の振動制御処理では、和音抽出部６が抽出した和音に基づいてハーモニック信号を生成する。
【0054】
また、前記第１実施例と同様に、２つの振動ユニット２０Ａ、２０Ｂに対し、同一のハーモニック信号を出力してもよいし、例えばミックス回路を用いることで互いに異なるハーモニック信号を出力してもよい。または、再生部４からＬチャンネルおよびＲチャンネルのステレオ音声信号を取得できる場合は、Ｌチャンネルの音声信号に対応するハーモニック信号を振動ユニット２０Ｂに、Ｒチャンネルの音声信号に対応するハーモニック信号を振動ユニット２０Ａに出力してもよい。
【0055】
上記の構成により、順次出力される複数の交流信号のそれぞれの周波数が、和音の構成音の周波数に対応していることで、これらの複数の交流信号によって発生する振動は、ユーザを覚醒させやすく、且つ、ユーザに不快感を与えにくい。また、楽曲に含まれる和音に基づいてハーモニック信号が生成されることで、振動を発生させても楽曲の趣を損ないにくい。さらに、楽曲に含まれる和音は、楽曲の進行に伴って変化することから、これに応じて振動パターンも変化する。振動パターンが変化することで、ユーザが振動に慣れてしまうことを抑制し、覚醒効果を持続させることができる。
【0056】
また、眠気検出部３によって眠気情報を取得した場合にハーモニック信号を出力することで、必要に応じて振動を発生させ、ユーザに不快感を与えにくくすることができる。また、ユーザが眠気を感じている場合にのみ振動を発生させることで、ユーザが振動に慣れてしまうことを抑制することができる。
【0057】
また、ハーモニック信号を構成する複数の交流信号のそれぞれが、周波数が４０～１２０Ｈｚであることで、ユーザの体内に伝達される振動の深度を適切なものとし、ユーザに不快感を与えにくくすることができる。
【0058】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【0059】
例えば、前記第１実施例及び前記第２実施例では、眠気検出部３によって眠気情報を取得した場合にハーモニック信号を出力して振動を発生させるものとしたが、他の場合に振動を発生させてもよい。例えば、ユーザが漫然運転を行っているか否かを判定して振動を発生させてもよいし、運転継続時間が所定の時間を超過した場合に振動を発生させてもよい。また、移動体が走行する道路情報に応じて振動を発生させてもよく、例えば、高速道路等の単調な道路を走行している場合や、渋滞が発生している場合に振動を発生させてもよい。
【0060】
また、前記第１実施例及び前記第２実施例では、ハーモニック信号を構成する複数の交流信号のそれぞれの周波数が４０～１２０Ｈｚであるものとしたが、複数の交流信号の周波数は、この範囲外の値であってもよい。複数の交流信号の周波数を４０～１２０Ｈｚの範囲外とすると、ユーザに不快感を与える可能性がある一方で、覚醒効果を向上させることができる。従って、例えばユーザの眠気が強い場合や、振動の継続時間が長くなった場合等、より強い刺激を必要とする場合には、複数の交流信号の周波数を４０～１２０Ｈｚの範囲外としてもよい。
【0061】
また、前記第１実施例では、複数の交流信号の周波数の組み合わせをランダムに時間変化させたり、休止期間の長さをランダムに変化させたりするものとしたが、これらのパラメータは時間変化せずに一定であってもよい。
【0062】
また、前記第１実施例及び前記第２実施例では、振動発生装置１００Ａ、１００Ｂを構成する振動ユニット２０Ａ、２０Ｂが座席１０に設けられるものとしたが、振動ユニット２０Ａ、２０Ｂは、ユーザに振動を伝達可能な場所に設けられればよく、例えばステアリングホイールに内蔵されてもよい。
【0063】
また、前記第２実施例では、抽出された和音の構成音が所定の周波数範囲に含まれない場合に、和音の構成音の全ての周波数を同一割合で変換してハーモニック信号を生成するものとしたが、ハーモニック信号生成部２は、抽出した和音の構成音を常に変換せずにハーモニック信号を生成してもよい。
【0064】
［各種信号を用いた実験結果］
座席に内蔵された振動ユニットを各種信号によって駆動させ、着座者の覚醒効果及び快適性を評価した。被験者は、平均年齢４４．３歳の１４名の成人男性である。実施例としてハーモニック信号を用いた場合と、従来例として単一周波数の正弦波信号を用いた場合と、比較例としてランダム信号を用いた場合と、のそれぞれについて評価した。なお、それぞれの場合において、単位時間当たりの平均振動量は一致させるようにした。
座席に内蔵された振動ユニットを各種信号によって駆動させ、着座者の覚醒効果及び快適性を評価した。被験者は、平均年齢４４．３歳の１４名の成人男性である。実施例としてハーモニック信号を用いた場合と、従来例として単一周波数の正弦波信号を用いた場合と、比較例としてランダム信号を用いた場合と、のそれぞれについて評価した。なお、それぞれの場合において、単位時間当たりの平均振動量は一致させるようにした。
【0065】
実施例のハーモニック信号は、６５Ｈｚ（ドの音に対応）の交流信号と、８２Ｈｚ（ミの音に対応）の交流信号と、９８Ｈｚ（ソの音に対応）の交流信号と、によって構成される。各交流信号は、継続時間が１秒であり、上記の順序で出力される。また、上記の３つの交流信号を順次出力した後、休止期間を３秒あけ、再び上記の３つの交流信号を順次出力し、これを１２０秒間繰り返した。
【0066】
従来例の正弦波信号は、８２Ｈｚ（ミの音に対応）の正弦波によって構成される。３秒の継続時間と３秒の休止期間とを１２０秒間、交互に繰り返した。
【0067】
比較例のランダム信号は、実施例のハーモニック信号における８２Ｈｚの交流信号を９２Ｈｚ（ファ♯）の交流信号に置き換えたものである。
【0068】
【0069】
覚醒効果は、従来例において４．４８となり、比較例において４．６１となり、実施例において４．５９となった。即ち、比較例及び実施例において、従来例に対して覚醒効果の向上が見られた。快適性は、従来例において４．２５となり、比較例において３．２０となり、実施例において３．７５となった。即ち、比較例及び実施例において、従来例に対して快適性の低下が見られたものの、実施例では比較例よりも快適性の低下度合いが小さかった。
【0070】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施例に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施例に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【0071】
１Ａ 振動制御装置
２ ハーモニック信号生成部（出力部）
３ 眠気検出部（取得部）
５ アンプ（出力部）
２０Ａ、２０Ｂ 振動ユニット
１００Ａ 振動発生装置
１０ 座席
１１ 座面部
１２ 背もたれ部
２ ハーモニック信号生成部（出力部）
３ 眠気検出部（取得部）
５ アンプ（出力部）
２０Ａ、２０Ｂ 振動ユニット
１００Ａ 振動発生装置
１０ 座席
１１ 座面部
１２ 背もたれ部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】