(57)【要約】【課題】ダイバー同士の距離を容易に算出する。【解決手段】本発明に係るダイバー用情報伝送装置における距離算出方法は、同期ステップと、受信ステップと、距離算出ステップとを有する。同期ステップでは、他のダイバー用情報伝送装置との間で、時刻を同期させる。受信ステップでは、他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する。距離算出ステップでは、情報の受信時刻を示す受信時刻情報、及び、情報の送信時刻を示す送信時刻情報に基づいて、他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する。【選択図】図６
2010014570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他のダイバー用情報伝送装置との間で、時刻を同期させる同期ステップと、
前記他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信ステップと、
前記情報の受信時刻を示す受信時刻情報、及び、前記情報の送信時刻を示す送信時刻情報に基づいて、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する距離算出ステップと、
を有するダイバー用情報伝送装置における距離算出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のダイバー用情報伝送装置における距離算出方法であって、
前記距離算出ステップでは、
クロックの精度を示すクロック精度情報から算出される時刻誤差を加味して、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する、ダイバー用情報伝送装置における距離算出方法。
【請求項３】
請求項２に記載のダイバー用情報伝送装置における距離算出方法であって、
前記同期ステップでは、
前記クロック精度情報を、前記他のダイバー用情報伝送装置から取得する、ダイバー用情報伝送装置における距離算出方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載のダイバー用情報伝送装置における距離算出方法であって、
前記同期ステップでは、
空気中にて時刻を同期させる、ダイバー用情報伝送装置における距離算出方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載のダイバー用情報伝送装置における距離算出方法であって、
前記受信ステップでは、
水中であることを条件に前記情報を受信する、ダイバー用情報伝送装置における距離算出方法。
【請求項６】
他のダイバー用情報伝送装置との間で、時刻を同期させる同期ステップと、
前記他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信ステップと、
前記情報の受信時刻を示す受信時刻情報、及び、前記情報の送信時刻を示す送信時刻情報に基づいて、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出された前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離が閾値以上の場合に、ダイバーにその旨を報知する報知ステップと、
を有するダイバー用情報伝送装置における距離監視方法。
【請求項７】
（Ａ）他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信部と、
（Ｂ）時刻を取得する時刻取得部と、
（Ｃ）前記受信部及び前記時刻取得部と通信可能に設けられ、
他のダイバー用情報伝送装置が有する他の時刻取得部との間で時刻を同期させる同期処理と、
前記他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信処理と、
前記情報の受信時刻を示す受信時刻情報、及び、前記情報の送信時刻を示す送信時刻情報に基づいて、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する距離算出処理を行うコントローラと、
を有するダイバー用情報伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイバー用情報伝送装置における距離算出方法、距離監視方法、及び、ダイバー用情報伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイバー用情報伝送装置は、ダイビングに必要とされる情報をダイバーに伝送する装置である。ダイビングに必要とされる情報には、距離の情報がある。距離の情報を表示させる装置として、例えば、ダイバーが携帯する携帯機に、水上の船等に備えられた固定機との間の距離を表示させるものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２０００−２７８２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の装置は、携帯機から固定機へ向けて情報を送信し、固定機にて返信された情報に基づき、携帯機における送信時刻と受信時刻の差から固定機までの距離を算出するものであった。このため、ダイバー同士の通信に適するものではなかった。  
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダイバー同士の距離を容易に算出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するための主たる発明は、
他のダイバー用情報伝送装置との間で、時刻を同期させる同期ステップと、
前記他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信ステップと、
前記情報の受信時刻を示す受信時刻情報、及び、前記情報の送信時刻を示す送信時刻情報に基づいて、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する距離算出ステップと、
を有するダイバー用情報伝送装置における距離算出方法である。  
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
【０００６】
すなわち、他のダイバー用情報伝送装置との間で、時刻を同期させる同期ステップと、前記他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信ステップと、前記情報の受信時刻を示す受信時刻情報、及び、前記情報の送信時刻を示す送信時刻情報に基づいて、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する距離算出ステップと、を有するダイバー用情報伝送装置における距離算出方法を実現できることが明らかにされる。  
このような距離算出方法によれば、受信時刻データと送信時刻データに基づいてデータの伝播時間を取得するので、伝送装置間の距離（すなわち、ダイバー同士の距離）を容易に算出できる。また、事前に時刻を同期させているので、算出される距離の精度を高めることができる。
【０００７】
かかる距離算出方法であって、前記距離算出ステップでは、クロックの精度を示すクロック精度情報から算出される時刻誤差を加味して、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出することが好ましい。  
このような距離算出方法によれば、距離の算出にあたり、クロック精度情報から算出される時刻誤差が加味されるので、算出される距離の精度を高めることができる。
【０００８】
かかる距離算出方法であって、前記同期ステップでは、前記クロック精度情報を、前記他のダイバー用情報伝送装置から取得することが好ましい。  
このような距離算出方法によれば、時刻を同期させる際にクロック精度情報を取得するので、同期の確立時点から生じ得る相手方（他のダイバー用情報伝送装置）に対する時刻のずれを、同期ステップで受信したクロック精度情報に基づいて修正できる。このため、算出される距離の精度を高めることができる。
【０００９】
かかる距離算出方法であって、前記同期ステップでは、空気中にて時刻を同期させることが好ましい。特に、この同期処理は、近距離（数ｃｍから十数ｃｍ程度の距離）で行うことが好ましい。  
このような距離算出方法によれば、空気中で時刻を同期させているので、同期させるための操作が水中に比べて容易になる。そして、同期処理を近距離で行った場合には、データの伝送に要する時間を短くできる。これにより、同期の誤差を、水中での距離の算出精度に支障がない程度まで小さくできる。
【００１０】
かかる距離算出方法であって、前記受信ステップでは、水中であることを条件に前記情報を受信することが好ましい。  
このような距離算出方法によれば、無駄な通信を行わなくて済み、消費電力を抑えることができる。
【００１１】
また、次の距離監視方法を実現できることも明らかにされる。  
すなわち、他のダイバー用情報伝送装置との間で、時刻を同期させる同期ステップと、前記他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信ステップと、前記情報の受信時刻を示す受信時刻情報、及び、前記情報の送信時刻を示す送信時刻情報に基づいて、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで算出された前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離が閾値以上の場合に、ダイバーにその旨を報知する報知ステップと、を有するダイバー用情報伝送装置における距離監視方法を実現できることも明らかにされる。
【００１２】
また、次のダイバー用情報伝送装置を実現できることも明らかにされる。  
すなわち、他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信部と、時刻を取得する時刻取得部と、前記受信部及び前記時刻取得部と通信可能に設けられ、他のダイバー用情報伝送装置が有する他の時刻取得部との間で時刻を同期させる同期処理と、前記他のダイバー用情報伝送装置から送信された情報を受信する受信処理と、
前記情報の受信時刻を示す受信時刻情報、及び、前記情報の送信時刻を示す送信時刻情報に基づいて、前記他のダイバー用情報伝送装置との間の距離を算出する距離算出処理を行うコントローラと、を有するダイバー用情報伝送装置を実現できることも明らかにされる。
【００１３】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
以下、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、ダイバー用情報伝送装置の一種であるダイブコンピュータ１を例に挙げる。
【００１４】
＜装置構成について＞
図１Ａに示すように、ダイブコンピュータ１は、表示装置１０と、操作部２０と、センサ群３０と、通信回路４０と、超音波振動子５０と、警報部６０と、コントローラ７０とを有する。このダイブコンピュータ１は、腕時計のようにダイバー（使用者）の手首に装着されるものであり（図４Ｂを参照）、時刻を表示する機能をも有する。すなわち、ダイバーズウォッチとしても用いられる。そして、電池を電源として動作する。
【００１５】
表示装置１０は、ダイバーに参照される情報を表示する部分であり、各種の表示素子が用いられる。例えば、液晶表示素子やＬＥＤ表示素子が用いられる。図２に示すように、表示装置１０は、ガラスや樹脂等の透明部材１１によって覆われた状態で、ケースＣＳの内部に収容されている。ダイバーは、透明部材１１を透して表示内容を視認する。図３に示すように、このダイブコンピュータ１では、他のダイブコンピュータ１との間の距離を、そのダイブコンピュータ１のＩＤ（識別情報）とともに表示装置１０に表示させる。なお、この点については後述する。
【００１６】
操作部２０は、ダイブコンピュータ１に所望の動作を行わせる際に、ダイバーによって操作される部分である。図２に示すように、このダイブコンピュータ１では、ケースＣＳの前面における６時の位置（腕時計の文字盤における６時に相当する位置、以下同様）に、３つの操作ボタン２１を横並びに設けている。なお、操作部２０の形態は例示したものに限られない。例えば、竜頭タイプであってもよい。
【００１７】
センサ群３０は、複数種類のセンサによって構成されている。そして、検出結果はコントローラ７０へ出力される。これらのセンサには、ダイブコンピュータ１の使用環境を検出するものとして、例えば圧力センサ３１、水ぬれセンサ３２、及び、温度センサ３３が含まれる。
【００１８】
圧力センサ３１は、ダイブコンピュータ１が置かれている環境の圧力に応じた検出信号を出力する。すなわち、圧力センサ３１は、ダイビング中において水圧に応じた検出信号を出力する。そして、水圧は水深に応じて変化するので、コントローラ７０は、検出信号に基づいて水深を認識できる。この圧力センサ３１は、例えば図２に示すように、ケースＣＳの前面における９時の位置に設けられている。
【００１９】
水ぬれセンサ３２は、ダイブコンピュータ１が水にぬれた状態にあるか否かを検出する。この水ぬれセンサ３２は、ダイビング中において、ダイブコンピュータ１が水中にある場合に対応する検出信号を出力する。水ぬれセンサ３２は２つの端子を有しており、両端子が水を介して短絡された場合に、水ぬれ状態を示す検出信号を出力する。なお、図２では、一方の端子がケースＣＳの前面における３時の位置に設けられている。また、他方の端子はケースＣＳの一部を構成する金属部分であり、一方の端子と電気的に絶縁された状態で設けられている。
【００２０】
温度センサ３３は、ダイブコンピュータ１がおかれている環境の温度に応じた検出信号を出力する。この温度センサ３３は、種々の温度検出素子によって構成され、例えばケースＣＳの内部に配置される。
【００２１】
通信回路４０及び超音波振動子５０は、他のダイブコンピュータ１との間で情報の送受信をする部分であり、送受信部に相当する。このダイブコンピュータ１では、空気中と水中のそれぞれで情報の送受信を行う。例えば図４Ａや図４Ｂに示すように、地上や船上（すなわち空気中）ではペアリングを行い、水中では相手との間の距離を表示する。なお、ペアリングとは、通信相手となるダイブコンピュータ１同士を認識させ、制御上の時刻、クロックのタイミング、及び、情報の送受信タイミングの同期をとる処理である。図２に示すように、超音波振動子５０は、ケースＣＳの前面における１２時の位置に設けられている。すなわち、ケースＣＳの正面上部における幅方向（３時と９時を結ぶ方向）の中央に設けられている。
【００２２】
通信回路４０は、図１Ａに示すように、送信側回路４１と受信側回路４２とを有する。送信側回路４１は、コントローラ７０から出力されたデータ信号によって変調された変調信号を超音波振動子５０へ出力する回路である。受信側回路４２は、変調信号から復調されたデータ信号（再生されたデータ信号）をコントローラ７０へ出力する回路である。この変調信号は、超音波振動子５０が超音波を受信することで得られる。そして、送信側回路４１と超音波振動子５０の組は、情報を他のダイブコンピュータ１へ送信する送信部に相当する。一方、受信側回路４２と超音波振動子５０の組は、他のダイブコンピュータ１からの情報を受信する受信部に相当する。そして、コントローラ７０は、データ信号を送信側回路４１へ出力すること、及び、再生されたデータ信号を受信側回路４２から受け取ることを行う。このような信号の変換には、振幅を変調するＡＳＫ変調方式、或いは、周波数を変調するＦＳＫ変調方式等が用いられる。
【００２３】
警報部６０は、警報動作を行う部分であり、例えばバイブレータによって構成される。この警報部６０は、何らかの異常があった場合に、異常があった旨をダイバーに報知する。このため、警報部６０としては、ダイバーへの報知ができればバイブレータ以外のものを用いてもよい。そして、警報部６０としてバイブレータを用いた場合、ダイバーは目視によらずに異常があった旨を認識でき、直ちに対応ができる。
【００２４】
コントローラ７０は、ダイブコンピュータ１における制御の中心になる部分であり、ＣＰＵ７１とメモリ７２と水晶振動子７３とを有する。
【００２５】
ＣＰＵ７１は、メモリ７２に記憶されているファームウェア（コンピュータプログラム）に従って動作し、各制御対象部を制御する。例えば、ＣＰＵ７１は、所望の表示を行わせるため、表示装置１０に対して表示用の制御信号を出力する。また、前述したように、データ信号の送受信も行う。さらに、ＣＰＵ７１は、時刻を示す時刻情報を水晶振動子７３のクロックに基づいて生成したり、水圧を示す圧力情報を圧力センサ３１の検出信号に基づいて取得したり、環境温度を示す温度情報を温度センサ３３の検出信号に基づいて取得したりする。
【００２６】
水晶振動子７３は、ダイブコンピュータ１の時刻基準となるクロックを発生させるものである。この水晶振動子７３は、ＣＰＵ７１に内蔵された発振回路とともに動作する。そして、コントローラ７０は、水晶振動子７３が発生したクロックに基づき、そのダイブコンピュータ１における時刻情報を生成する。従って、コントローラ７０は、時刻を取得する時刻取得部としても機能する。水晶振動子７３としては、通常、１０ｐｐｍから１００ｐｐｍ程度の精度のものが用いられる。
【００２７】
後述するように、或るダイブコンピュータ１（例えば図５や図６における第１ダイブコンピュータ１Ａ）は、他のダイブコンピュータ１（同じく第２ダイブコンピュータ１Ｂ）との間で通信を行う。通信に際し、一方のダイブコンピュータ１は、通信相手となるダイブコンピュータ１との時刻の誤差（例えば、水晶振動子７３の精度に起因する誤差）を調整できる。すなわち、時刻修正ができる。なお、時刻修正とは、自身の時刻表示を相手方から受信した時刻情報に合わせることである。そして、一旦時刻修正を行ったとしても、相手方とのクロック精度の差により、時間の経過とともに互いの時刻はずれを生じる。ここで、本実施形態のように、あらかじめ相手方のクロック精度を情報として持っていれば（メモリ７２に記憶しておけば）、相手からの時刻情報を受信した時点で、この時刻のずれを補正することができる。例えば、第２ダイブコンピュータ１Ｂでは、自身が有するコントローラ７０（時刻取得部）で生成した時刻情報と、第１ダイブコンピュータ１Ａから送信され、受信側回路４２を通じて受信したデータ信号に含まれる時刻情報（他の時刻取得部で取得された時刻情報）、並びにあらかじめ受信したクロック精度情報（誤差情報の一種）にもとづいて、時刻修正が行われる。
【００２８】
図１Ｂに示すように、メモリ７２の一部領域は、そのダイブコンピュータ１の情報を記憶する自己情報記憶領域７２Ａと、通信相手となるダイブコンピュータ１の情報を記憶する相手側情報記憶領域７２Ｂとを有する。自己情報記憶領域７２Ａには、ファームウェア記憶領域、ＩＤ記憶領域、クロック精度情報記憶領域、インターバル情報記憶領域、音速情報記憶領域、及び、警報距離記憶領域等が設けられている。また、相手側情報記憶領域７２Ｂには、ＩＤ記憶領域、及び、クロック精度情報記憶領域等が設けられている。
【００２９】
ファームウェア記憶領域にはファームウェアが記憶され、ＩＤ記憶領域にはＩＤが記憶される。このＩＤは、個々のダイブコンピュータ１を識別するために用いられる情報である。例えば、第１ダイブコンピュータ１Ａでは、自己情報記憶領域７２ＡのＩＤ記憶領域に第１ダイブコンピュータ１Ａを示すＩＤ［１］が記憶され、相手側情報記憶領域７２ＢのＩＤ記憶領域に第２ダイブコンピュータ１Ｂを示すＩＤ［２］が記憶される。
【００３０】
クロック精度情報記憶領には、クロック精度情報が記憶される。このクロック精度情報は、水晶振動子７３で生成されるクロックの精度を示す情報である。例えば、第１ダイブコンピュータ１Ａでは、自己情報記憶領域７２Ａのクロック精度情報記憶領に第１ダイブコンピュータ１Ａのクロック精度情報が記憶され、相手側情報記憶領域７２Ｂのクロック精度情報記憶領に第２ダイブコンピュータ１Ｂのクロック精度情報が記憶される。なお、クロックの精度は歩度とも呼ばれ、通常、製造時に計測され、専用の治具によりメモリ７２の所定領域に書き込まれることが多い。
【００３１】
インターバル情報記憶領域にはインターバル情報が記憶される。このインターバル情報は、他のダイブコンピュータ１との間で情報を送受信するインターバルを示す情報である。音速情報記憶領域には音速情報が記憶される。音速情報は、水中における超音波の伝播速度を示す情報であり、伝播速度情報の一種である。この音速情報は、他のダイブコンピュータ１との間の距離を算出する際に用いられる。この音速情報としては、通常、１．４ｋｍ／ｓ〜１．５ｋｍ／ｓの速度が用いられる。警報距離記憶領域には警報距離が記憶される。この警報距離は、警報部６０による警報動作を行わせるか否かを判断するために用いられる。警報距離としては、例えば１５ｍの距離が用いられる。この場合、第１ダイブコンピュータ１Ａと第２ダイブコンピュータ１Ｂの距離が１５ｍ以上離れると、警報動作が行われる。
【００３２】
＜通信の概要について＞
次に、ダイブコンピュータ１同士による通信について説明する。まず、通信の概要について説明する。
【００３３】
互いに通信をするダイブコンピュータ１同士は、地上や船上でペアリングが行われる。このペアリングを、空気中であって数ｃｍ〜十数ｃｍの近距離で行うことが、このダイブコンピュータ１における特徴の１つである。ペアリングを行うことで、通信対象となるダイブコンピュータ１同士が認識される。そして、或るダイブコンピュータ１と他のダイブコンピュータ１との間で、時刻や情報の送受信タイミングが揃えられる。すなわち、同期がとられる。
【００３４】
ペアリングの動作例を簡単に説明する。まず、図４Ａに示すように、ダイブコンピュータ１同士の超音波振動子５０を同一直線上におき（向かい合わせ）、一方を受信状態とし、他方を送信状態とする。その後、送信側のダイブコンピュータ１（例えば、第１ダイブコンピュータ１Ａ）は、ペアリングパケット（データ信号の一種、図７Ａ，図７Ｂを参照）を送信する。このペアリングパケットを受信したら、受信側のダイブコンピュータ１（例えば、第２ダイブコンピュータ１Ｂ）は、このペアリングパケットが受信できた旨の返事（acknowledge）及び受信側のペアリングパケットを返信する。この返信によって、ペアリングの動作が終了する。このとき、自身の時刻情報や誤差情報（クロック精度，歩度）が相手側と交換されることにより、時刻及びクロックの同期が成立する。前述したように、ペアリング時刻からの時間の経過とともに両者の時刻は違いを生ずる。しかし、データ受信時における相手方の時刻は、その都度、誤差情報をもとに修正される。
【００３５】
なお、空気中における超音波の速度は、水中における速度よりも低い。この点に関し、ダイブコンピュータ１同士は数ｃｍ〜数十ｃｍ程度の近距離にて通信を行っているので、ペアリング時における超音波の空気中での伝播時間を、水中での伝播時間測定に支障の無い程度まで小さくすることができる。
【００３６】
水中において、空気中にてペアリングが行われたダイブコンピュータ１同士は通信を行う。すなわち、データパケットを送受信する。例えば、送信側となる第１ダイブコンピュータ１Ａ（他のダイバー用情報伝送装置）では、時刻の情報を送信時刻データ（送信時刻情報）として送信対象のデータパケットに含ませる。受信側となる第２ダイブコンピュータ１Ｂでは、データパケットを受信すると、このデータパケットの受信時刻を受信時刻データ（受信時刻情報）として記憶する。そして、第２ダイブコンピュータ１Ｂは、受信時刻データと送信時刻データとの差からデータパケットの伝播に要した時間を求める。このとき、ペアリング時に交換した送信側及び受信側双方のクロック精度に基づき、相手と自身の相対時刻の誤差を修正する。そして、音速情報（伝播速度情報）に基づいて、第１ダイブコンピュータ１Ａまでの距離を算出する。
【００３７】
距離を算出したならば、第２ダイブコンピュータ１Ｂでは、算出した距離を表示装置１０に表示させる。また、算出した距離とメモリ７２に記憶された警報距離とを比較し、算出した距離が警報距離よりも長ければ、警報部６０を動作させて警報動作を行う。このように構成することで、ダイブコンピュータ１同士（すなわちダイバー同士）の距離を監視できる。そして、この距離が警報距離以上離れた場合には、その旨をダイバーに知らせることができる。
【００３８】
なお、以上は、送信側が第１ダイブコンピュータ１Ａであって受信側が第２ダイブコンピュータ１Ｂの例であるが、送信側が第２ダイブコンピュータ１Ｂであって受信側が第１ダイブコンピュータ１Ａの場合も同様の動作が行われる。
【００３９】
例えば、図５に示すように、本実施形態では、ダイブコンピュータ１における送信と受信とが交互にかつ、一定間隔（通信インターバル）で行われる。基本的には第１ダイブコンピュータ１Ａ（親機）が送信機Ｔｘとして機能し、第２ダイブコンピュータ１Ｂ（子機）が受信機Ｒｘとして機能するが、第１ダイブコンピュータ１Ａは、第２ダイブコンピュータ１Ｂからの受信可否の返事（acknowledge）を、送信に続くタイミングで受信するようになされている。第２ダイブコンピュータ１Ｂは、第１ダイブコンピュータ１Ａへの返事（acknowledge）に、自身の送信すべき情報を加えて送信することができる。従って、このときは、第１ダイブコンピュータ１Ａが受信機Ｒｘとして機能し、第２ダイブコンピュータ１Ｂが送信機Ｔｘとして機能する。このように構成することで、それぞれのダイブコンピュータ１Ａ，１Ｂにて、相手との間の距離が表示される。
【００４０】
＜通信の具体例について＞
以下、通信の具体例について図６のフローチャートを参照して説明する。この通信は、ＣＰＵ７１がメモリ７２に記憶されたファームウェアを実行することで行われる。従って、ファームウェアは、通信に係わる処理を行うコードを有する。また、この具体例では、一対のダイブコンピュータ１Ａ，１Ｂによる通信、すなわち親子間の通信について説明する。便宜上、親機として機能する第１ダイブコンピュータ１Ａのことを単に親機１Ａといい、子機として機能する第２ダイブコンピュータ１Ｂのことを単に子機１Ｂという。
【００４１】
まず、親機１Ａと子機１Ｂとの間でペアリングが行われる。このペアリングが行われることで、通信相手となるダイブコンピュータ１Ａ，１Ｂ同士が互いに認識され、制御上の時刻や情報の送受信タイミングが定められる。
【００４２】
ペアリングに際して、ダイバーは、親機１Ａをペアリングモードに設定する（Ｓ１１）。同様に、他のダイバーも、子機１Ｂをペアリングモードに設定する（Ｓ３１）。ペアリングモードの設定は、操作部２０に対する所定の操作によって行われる。例えば、所定の操作ボタン２１を一定時間以上押し続けることにより、ペアリングモードが設定される。
【００４３】
ペアリングモードに設定されたならば、親機１Ａはペアリングパケットを子機１Ｂへ送信し（Ｓ１２）、子機１Ｂは親機１Ａから送信されたペアリングパケットを受信する（Ｓ３２）。ペアリング時の通信は、水中での通信と同じく、通信回路４０と超音波振動子５０の組で行われる。
【００４４】
このため、親機１Ａが有する超音波振動子５０と子機１Ｂが有する超音波振動子５０とをできるだけ近付けることが好ましい。すなわち、空気中における超音波の速度は水中よりも低い。しかし、通信を数ｃｍ〜数十ｃｍ程度の近距離で行うことで、ペアリング時における超音波の伝播時間を、水中での伝播時間の測定に支障の無い程度まで短くすることができる。その結果、同期の誤差を、水中での距離の算出精度に支障がない程度まで小さくできる。
【００４５】
また、本実施形態のダイブコンピュータ１では、ケースＣＳにおける１２時の位置に超音波振動子５０を設けている。このため、ケースＣＳや表示装置１０を、超音波振動子５０同士の位置あわせのための基準にでき、位置あわせが容易になる。図４Ａからも判るように、ダイブコンピュータ１を腕にはめたままペアリングを行っても、姿勢に無理が生じない。さらに、空気中であるため、操作が容易である。
【００４６】
親機１Ａから送信されるペアリングパケットは、例えば図７Ａに示すものである。このペアリングパケットは、プリアンブル、ＩＤ、製品タイプ、クロック精度、送受信インターバル、タイミングフラグ位置、データ長、時刻データ、及び、その他情報を含んでいる。
【００４７】
これらのうち、ＩＤは、個々のダイブコンピュータ１を識別するための情報である。製品タイプは、ダイブコンピュータ１のタイプを示す情報である。クロック精度は、水晶振動子７３で生成されるクロックの精度を示す情報である。この情報は、通信する相手方に対して、自身のクロック精度を通知するための情報として用いられる。そして、クロックの精度は、コントローラ７０による時刻の精度でもある。送受信インターバルは、データパケットの送受信が行われるインターバルを規定する。このインターバルは、例えば１秒から１０秒までの間に設定することが好ましい。このインターバルは、ユーザーが変更できるようにしても良いし、適当な値に固定しても良い。データ長は、水中での通信で送受信されるデータパケットの長さを示す情報である。時刻データは、データの送信時点における親機１Ａ側のコントローラ７０での時刻を示す情報（親機側時刻情報）である。この時刻データは、後述するように、子機１Ｂにおける時刻の基準となる。その他情報は、例えば電池寿命（残量）を示す情報である。
【００４８】
子機１Ｂは、親機１Ａから送信されたペアリングパケットを受信すると、このペアリングパケットに含まれている情報を取得し、メモリ７２の所定領域に記憶する。例えば、ＩＤをＩＤ記憶領域（相手側）に記憶し、クロック精度をクロック精度情報記憶領域（相手側）に記憶する。また、親機１Ａ側の時刻データと子機１Ｂの時刻データに基づいて、子機１Ｂは現在時刻の情報を補正する。すなわち、子機１Ｂの時刻を親機１Ａの時刻にあわせる。
【００４９】
その後、子機１Ｂは、ペアリングパケットを親機１Ａに送信する（Ｓ３３）。子機１Ｂから送信されるペアリングパケットは、例えば図７Ｂに示すものである。このペアリングパケットは、プリアンブル、ＩＤ、製品タイプ、クロック精度、その他情報を含んでいる。これらの内容は、親機１Ａから送信されるものと同じである。このため、説明は省略する。親機１Ａは、子機１Ｂから送信されたペアリングパケットを受信すると（Ｓ１３）、このペアリングパケットに含まれている情報を取得し、メモリ７２の所定領域に記憶する。例えば、ＩＤをＩＤ記憶領域（相手側）に記憶し、クロック精度をクロック精度情報記憶領域（相手側）に記憶する。
【００５０】
これらの動作が行われると、親機１Ａと子機１Ｂとのペアリングが完了する（Ｓ１４，Ｓ３４）。ペアリングが完了すると、親機１Ａと子機１Ｂとの間で通信を行うタイミングが共有される。例えば、２秒毎に通信を開始するとか、１０秒毎に通信を開始するといったように、タイミングの情報が共有される。
【００５１】
ところで、クロックの精度は、それぞれのダイブコンピュータ１で多少の差がある。このダイブコンピュータ１では、ペアリングによって、親機１Ａのメモリ７２に子機１Ｂのクロック精度情報が記憶され、子機１Ｂのメモリ７２に親機１Ａのクロック精度情報が記憶される。このため、親機１Ａと子機１Ｂは、それぞれ、ペアリング後の或る時刻における相手側の時刻を認識できる。
【００５２】
ペアリングが完了したならば、親機１Ａと子機１Ｂは、水中に入ったか否かをそれぞれ監視する（Ｓ１５，Ｓ３５）。この監視は、水ぬれセンサ３２及び圧力センサ３１からの出力に基づいて行われる。例えば、水ぬれセンサ３２からの出力が水ぬれを示し、圧力センサ３１から出力が所定水深の圧力よりも大きい圧力を示す場合に、水中であると判断する。そして、水中であると判断したならば、親機１Ａ及び子機１Ｂは、通信動作を行うための通信モードを設定する（Ｓ１６，Ｓ３６）。すなわち、ペアリングの完了後、親機１Ａと子機１Ｂは、水中であることを条件に情報の送受信を行う。これにより、通信モードが設定されるまでは、親機１Ａと子機１Ｂとの間で通信が行われず消費電力を抑制できる。その結果、電池の寿命を延ばすことができる。
【００５３】
通信モードが設定されると、所定の通信タイミングが到来したかが判断される。この例において、親機１Ａはデータパケットの送信タイミングが到来したかを判断し（Ｓ１７）、子機１Ｂはデータパケットの受信タイミングが到来したかを判断する（Ｓ３７）。例えば、時刻が２秒の倍数（２秒，４秒，…）になったら、親機１Ａはデータパケットの送信を開始し（Ｓ１８）、子機１Ｂはデータパケットを受信可能な状態で待機する。
【００５４】
このとき送信されるデータパケットは、例えば図７Ｃに示すものである。このデータパケットは、プリアンブル、ＩＤ、データ、及び、各種情報を含んでいる。ここで、ＩＤは、送信側のダイブコンピュータ１（この場合は親機１Ａ）を示す内容とされる。データは、時刻を示す時刻データを含む。この時刻データは親機１Ａで取得され、データパケットの送信時点における時刻を示す送信時刻データとなる。この実施形態では、データパケットの送信時刻が予め決まっている。このため、コントローラ７０は、直近の送信時刻を取得時刻データとして含ませる。そして、この送信時刻が到来したらデータパケットを送信する。なお、送信時刻データが、送信されたデータパケットの中のどの部分にあたるかは、あらかじめ決めておいてよい。例えば、プリアンブルの終了点、あるいはＩＤデータの終了点、あるいはタイミングフラグとして扱われる特定のパターンを持ったデータが検出されたタイミングなどが挙げられる。
【００５５】
データパケットを受信すると（Ｓ３８）、データパケットを受信した時刻を受信時刻データとして取得するとともに、受信したデータパケットに含まれる時刻データを送信時刻データとして取得する。また、子機１Ｂは、データパケットを親機１Ａに送信する（Ｓ３９）。前述したように、このデータパケットは、親機１Ａへの返信（acknowledge）に加えて送信される。なお、子機１Ｂから送信されるデータパケットの内容は、親機１Ａから送信されるデータパケットと同様であるので、説明は省略する。親機１Ａは、子機１Ｂへデータパケットを送信した後、受信状態で待機している。そして、子機１Ｂからのデータパケットを、返信とともに受信する（Ｓ１９）。
【００５６】
子機１Ｂは、データパケットの送信後、親機１Ａとの間の距離を算出する（Ｓ４０）。ここで、図８は、親機１Ａとの間の距離を算出する処理を説明する概念図である。以下、親機１Ａとの間の距離を算出する処理について説明する。
【００５７】
親機１Ａとの間の距離は、次の式（１）に基づいて算出される。  
距離＝((受信時刻−送信時刻×(１＋時刻誤差))×水中音速  ・・・（１）
式（１）において、受信時刻は受信時刻データに基づく時刻であり、送信時刻は送信時刻データに基づく時刻である。時刻誤差は、クロックの精度に起因する累積的な誤差であり、クロックの精度と時刻合わせの処理からの経過時間に基づいて得られる。
【００５８】
例えば、水晶振動子７３で生成されるクロックが一般的な３２．６７８ｋＨｚとする。この場合、水中での超音波の伝播速度は１５００ｍ／ｓであるとすると、１ｍあたりの伝播時間は６６７μｓである。そして、親機１Ａと子機１Ｂとの間で時刻（クロック）の同期がとられているので、データパケットの受信時刻とデータパケットに含まれる送信時刻の差は、データパケットの伝播時間を示す。従って、この伝播時間を６６７μｓで除算することにより、親機１Ａとの間の距離が算出できる。例えば、伝播時間が１３３０μｓであった場合、親機１Ａとの間の距離は約２ｍと算出できる。
【００５９】
なお、３２．６７８ｋＨｚのクロックを用いた場合、クロックの１周期は約３０μｓである。これが測定の分解能（最小測定時間）となる。また、上記式（１）から判るように、この実施形態では、子機１Ｂ側で親機１Ａのクロック誤差情報を記憶しているので、送信時刻に含まれている時刻の誤差を補正できる。このように時刻の誤差を補正すると、算出する距離の精度を高めることができる。
【００６０】
親機１Ａとの間の距離を算出したならば、子機１Ｂは、算出した距離を表示装置１０に表示する（Ｓ４１）。このとき、図３で説明したように、親機１Ａとの間の距離を親機１ＡのＩＤと共に示す。また、子機１Ｂは、算出した距離が閾値以上であるかを判断する（Ｓ４２）。この判断は、算出した距離と警報距離との比較によって行われる。そして、算出した距離が閾値以上である場合、警報動作が行われる（Ｓ４３）。すなわち、子機１Ｂのコントローラ７０は、警報部６０に動作信号を出力する。これにより、警報部６０は警報動作を行う。
【００６１】
一方、子機１Ｂからのデータパケットを受信した親機１Ａは、子機１Ｂとの間の距離を算出し（Ｓ２０）、算出した距離を表示装置１０に表示する（Ｓ２１）。さらに、算出した距離が閾値以上であるかを判断し（Ｓ２２）、閾値以上の場合には警報部６０による警報動作を行わせる（Ｓ２３）。なお、親機１Ａにおけるデータパケットの受信（Ｓ１９）から警報動作（Ｓ２３）までの一連の動作は、子機１Ｂにおける動作と同様であるので、説明は省略する。
【００６２】
このようなデータパケットの送受信は、ダイバーが潜水している期間に亘って行われる。このため、親機１Ａや子機１Ｂに表示される相手との間の距離は、順次更新される。そして、データパケットの送受信は、ダイバーが水上にあがったら終了する。このため、水中であるか否かの監視処理（Ｓ１５，Ｓ３５）は、ダイバーの潜水中において適宜行われる。そして、水中でないと検出された場合に、通信モードの設定が解かれる。
【００６３】
＜まとめ＞
以上説明したように、このダイブコンピュータ１によれば、送信側のダイブコンピュータ１における送信時刻データをデータパケットに含ませている。このため、受信側のダイブコンピュータ１では、送信時刻データと受信時刻データとからデータパケットの伝播時間を算出できる。そして、予めメモリ７２に記憶されている音速情報を用いることで、送信側のダイブコンピュータ１との間の距離を算出する。ここで、データパケットには送信時刻データが含まれているので、距離の算出が容易である。そして、事前に時刻を同期させているので、算出した距離の精度を高めることもできる。また、送信側のダイブコンピュータ１との間は一方向の通信である。このため、超音波を往復させて距離を算出するものに比べて、反射波の影響を受けにくくできるし、超音波の出力も小さくできる。
【００６４】
そして、ペアリング時に、互いに通信するダイブコンピュータ１同士の時刻やクロックを同期させているので、得られる距離の精度を高めることができる。加えて、クロック精度情報などの誤差情報を交換しているので、距離の算出時にクロックの精度に起因する誤差を考慮できる。この点でも、得られる距離の精度を高めることができる。
【００６５】
また、ダイブコンピュータ１同士のペアリングを、水中よりもダイバーが動きやすい地上や船上（すなわち空気中）で行うので、操作に関するダイバーの負担を軽減することもできる。
【００６６】
さらに、ペアリング後におけるダイブコンピュータ１同士の通信は、ダイバーの潜水中（すなわちダイブコンピュータ１が水中にある状態）で行われる。これにより、空気中で無用な通信が行われることを防止でき、電力の消費を抑制することもできる。
【００６７】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
前述の第１実施形態では、データパケット内に時刻データ（そのパケットがいつ送信されたかを示すデータ）が含まれている場合について説明した。この場合、データパケット内の時刻データが示す時刻と実際に受信した時刻との差をとることで、データパケットの伝播時間を認識できる。
【００６８】
ところで、あらかじめ決められた時刻にデータパケットを送信する場合には、その決められた時刻と、実際に受信した時刻との差を取ることで、データパケットの伝播時間を認識できる。以下、このように構成した第２実施形態について説明する。図９は、第２実施形態の説明図であり、データ送信時刻を偶数秒（２秒毎）にした場合におけるデータパケットの送受信を説明する図である。
【００６９】
この第２実施形態では、ペアリング時に交換した通信インターバルに従って、データパケットを受信する。そして、データパケットの受信時刻を取得し、対応する送信時刻と取得した受信時刻との差（伝播時間）を計算する。伝播時間を計算したら、この伝播時間に基づいて相手との距離を算出する。
【００７０】
このとき、御互いのクロック精度誤差に基づき、送信時刻と受信時刻を補正した上で伝播時間を計算する。すなわち、ペアリングを行い時刻の同期確立後に、子機と親機の時刻は一旦一致するが、その後時間がたつにしたがって、クロック精度の誤差（歩度）により、同期のずれが生じてくる。このペアリング初期の時刻が一致した時刻を起点とし、この時刻からの経過時間とクロック精度誤差の値たとえば＋１０ｐｐｍの積がその時刻での誤差補正値となる。
【００７１】
例えば、ペアリング後の時刻が３０分００秒であるとする。すなわち、ペアリング時に００分００秒にあわせた時刻が３０分００秒（１８００．０００秒）になったとする。なお、潜水は１時間程度が通常である。この時刻において、受信側の第２ダイブコンピュータ１Ｂは、１７９９．９８２秒を示す（３０［分］×６０［秒］−１０×１０−６）。そして、第１ダイブコンピュータ１Ａが３０分００秒に送ったデータパケットを、第２ダイブコンピュータ１Ｂが１７９９．９８４秒に受信したとすると、相手との距離は３ｍになる（２×１０−３［秒］／６６７×１０−６［秒／ｍ］）。このため、第２ダイブコンピュータ１Ｂは、第１ダイブコンピュータ１Ａまでの距離が３ｍと算出し、表示装置１１にて表示する。
【００７２】
このように、第２実施形態のダイブコンピュータ１では、予め決まった時刻にデータパケットを送信するので、データパケットに時刻データを含ませなくても、他のダイブコンピュータ１までの距離を算出できる。これにより、データパケットのデータ量を少なくできる。また、データパケットに時刻データを含ませる処理を行わなくて済むので、処理の簡素化が図れる。
【００７３】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
前述の実施形態は、主としてダイブコンピュータ１について記載されているが、その中には、ダイバー用情報伝送装置、ダイバー用情報伝送システム、ダイバー用情報伝送装置に用いられるコンピュータプログラム及びコード、プログラムを記憶した記憶媒体、ダイバー用情報伝送装置における距離算出方法、距離表示方法、異常報知方法、同期方法、通信方法等の開示も含まれている。
【００７４】
また、一実施形態として、ダイブコンピュータ１を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。  
特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００７５】
＜ダイバー用情報伝送装置について＞
前述の実施形態では、ダイバー用情報伝送装置としてダイブコンピュータ１を例示したが、これに限られない。すなわち、各ダイバーに携行される装置であって、互いに情報を伝送すべく無線で通信するものであれば、ダイバー用情報伝送装置になる。例えば、距離の表示は行わず、所定距離以上離れた場合に警報動作をする警報装置であってもよい。
【００７６】
＜誤差情報について＞
前述の実施形態では、誤差情報としてのクロック精度情報を交換していたが、時刻情報から誤差情報を算出することもできる。例えば、ペアリング時に一定の期間に亘って通信を行い、先のタイミング時刻情報と後のタイミングにおける時刻情報とからクロックの精度を算出するようにしてもよい。
【００７７】
また、誤差情報として、或るダイブコンピュータ１と他のダイブコンピュータ１との時刻の差を示す時刻差情報を用いてもよい。この時刻差情報は、例えば図１０に示すように、メモリ７２の相手側情報記憶領域７２Ｂに記憶される。例えば、第１ダイブコンピュータ１Ａでは、第２ダイブコンピュータ１Ｂの時刻情報と自身（第１ダイブコンピュータ１Ａ）の時刻情報との差が時刻差情報となり、時刻差情報記憶領域に記憶される。この時刻差情報は、他のダイブコンピュータ１との間で時刻の同期をとる際に用いられる。
【００７８】
＜伝播速度情報について＞
前述の実施形態では、音速情報として、超音波の伝播速度の理論値をメモリ７２に記憶させていたが、伝播速度の実測値をメモリ７２に記憶させてもよい。そして、メモリ７２に記憶された音速情報を、温度センサ３３からの検出信号に基づいて補正するようにしてもよい。このように構成すると、水温に起因する誤差を補正できるので、より精度を高めることができる。
【００７９】
また、基準間隔における伝播時間の実測値を、基準伝播時間としてメモリ７２に記憶させ、データパケットから取得した伝播時間を基準伝播時間と比較することにより、距離を算出してもよい。この場合、通信対象のダイブコンピュータ１同士を基準間隔（例えば５ｍ）離し、一方のダイブコンピュータ１から送信時刻データを含ませたデータパケットを送信し、他方のダイブコンピュータ１によって受信する。そして、受信までに要した伝播時間を基準間隔における基準伝播時間とし、取得した伝播時間と基準伝播時間の比を基準間隔に乗じることで、距離を算出することができる。なお、この処理は、ペアリング後に行われる。
【００８０】
＜親機と子機について＞
親機と子機に関し、親機となるダイブコンピュータ１と子機となるダイブコンピュータ１とを予め定めておいてもよく、ペアリングの時に定めてもよい。ペアリングの時に定める場合、例えば、ペアリングモードを先に設定した方を親機とし、後に設定した方を子機とすればよい。また、親機に対して複数の子機を接続してもよい。この場合、各子機は、タイミングフラグ位置で指定されたタイミングで親機と通信する。これにより、混信を防止することができる。
【００８１】
＜超音波振動子５０の位置について＞
前述の実施形態では、超音波振動子５０を１２時の位置に設けていたが、６時の位置であってもよい。要するに、超音波振動子５０をケースＣＳにおける幅方向の中央に設ければ、超音波振動子５０同士の位置あわせを容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１Ａは、ダイブコンピュータの構成を説明するブロック図である。図１Ｂは、メモリの一部領域を説明する概念図である。
【図２】ダイブコンピュータの正面図である。
【図３】表示装置における距離の表示例を示す図である。
【図４】図４Ａは、ペアリング時の状態を説明する図である。図４Ｂは、ダイブコンピュータ同士の通信を説明する概念図である。
【図５】親機と子機との間の通信を説明する図である。
【図６】一対のダイブコンピュータの動作を説明するフローチャートである。
【図７】図７Ａは、親機が送信するペアリングパケットを説明する図である。図７Ｂは、子機が送信するペアリングパケットを説明する図である。図７Ｃは、データパケットを説明する図である。
【図８】親機との間の距離を算出する処理を説明する概念図である。
【図９】第２実施形態の説明図である。
【図１０】メモリの一部領域の他の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  ダイブコンピュータ，１０  表示装置，２０  操作部，
３０  センサ群，３１  圧力センサ，３２  水ぬれセンサ，
４０  通信回路，４１  送信側回路，４２  受信側回路，
５０  超音波振動子，６０  警報部，７０  コントローラ，
７１  ＣＰＵ，７２  メモリ，７３  水晶振動子
ＣＳ  ケース
【図１】
2010014570.tif 000003
【図２】
2010014570.tif 000004
【図３】
2010014570.tif 000005
【図４】
2010014570.tif 000006
【図５】
2010014570.tif 000007
【図６】
2010014570.tif 000008
【図７】
2010014570.tif 000009
【図８】
2010014570.tif 000010
【図９】
2010014570.tif 000011
【図１０】
2010014570.tif 000012