(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に設定するパラメータ設定手段と、
潜水時間及び水深によって表される潜水パターンを設定するパターン設定手段と、
前記パラメータ設定手段によって設定された潜水パラメータと、前記パターン設定手段によって設定された潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを行うシミュレーション手段と、
前記シミュレーション手段によってシミュレーションが行われた後に、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に変更するパラメータ変更手段とを備え、
前記シミュレーション手段は、前記パラメータ変更手段によって潜水パラメータが変更されると、その変更後の潜水パラメータと、前記パターン設定手段によって既に設定されている潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを再度行うことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記シミュレーション手段は、
前記パラメータ設定手段によって設定された潜水パラメータ又は前記パラメータ変更手段によって変更された潜水パラメータと、前記パターン設定手段によって設定された潜水パターンとに基づいて、体内不活性ガス量を算出する算出手段と、
前記算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成する生成手段と、
前記生成した情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記シミュレーションの結果を外部端末に出力することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項４】
潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを操作者が指定した内容に設定する一方、潜水時間及び水深によって表される潜水パターンを設定するステップと、
設定された前記潜水パラメータと、設定された前記潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを行うステップと、
前記シミュレーションが行われた後に、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを操作者が指定した内容に変更するステップと、
変更後の潜水パラメータと、既に設定されている潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを再度行うステップと
を備えたことを特徴とする情報処理方法。
【請求項５】
コンピュータに、
潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に設定するパラメータ設定機能と、
潜水時間及び水深によって表される潜水パターンを設定するパターン設定機能と、
前記パラメータ設定機能によって設定された潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって設定された潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを行うシミュレーション機能と、
前記シミュレーション機能によってシミュレーションが行われた後に、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に変更するパラメータ変更機能と
を実現させ、さらに前記シミュレーション機能に、前記パラメータ変更機能によって潜水パラメータが変更されると、その変更後の潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって既に設定されている潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを再度行わせるためのプログラム。
【請求項６】
前記シミュレーション機能は、
前記パラメータ設定機能によって設定された潜水パラメータ又は前記パラメータ変更機能によって変更された潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって設定された潜水パターンとに基づいて、体内不活性ガス量を算出する算出機能と、
前記算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成する生成機能と、
前記生成した情報を出力する出力機能と
からなることを特徴とする請求項５記載のプログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に設定するパラメータ設定機能と、
潜水時間及び水深によって表される潜水パターンを設定するパターン設定機能と、
前記パラメータ設定機能によって設定された潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって設定された潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを行うシミュレーション機能と、
前記シミュレーション機能によってシミュレーションが行われた後に、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に変更するパラメータ変更機能と
を実現させ、さらに前記シミュレーション機能に、前記パラメータ変更機能によって潜水パラメータが変更されると、その変更後の潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって既に設定されている潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを再度行わせるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項８】
前記シミュレーション機能は、
前記パラメータ設定機能によって設定された潜水パラメータ又は前記パラメータ変更機能によって変更された潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって設定された潜水パターンとに基づいて、体内不活性ガス量を算出する算出機能と、
前記算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成する生成機能と、
前記生成した情報を出力する出力機能と
からなることを特徴とする請求項７記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイバーの安全性を考慮しながら様々なスキューバダイビングのシミュレーションを可能にするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイブコンピュータと称せられるダイバーズ用情報処理装置は、ダイビングのシミュレーション機能を備えている。また、ダイバーズ用情報処理装置は比較的小型のため操作性が悪かったり表示能力が乏しいことから、最近では、パーソナルコンピュータにダイビング用のソフトウェアをインストールし、このパーソナルコンピュータを用いて、さらに詳細なシミュレーションを行うことも可能となっている。
【０００３】
ダイビングのシミュレーションは、一般に以下のようにして行われる。
まず、ダイバーは、どの程度の海抜の水域において、どのような酸素比率の気体が充填されたタンクを用いて潜水するか等の各種情報（以下、潜水パラメータという）をダイバーズ用情報処理装置に入力する。
潜水パラメータの入力の後、ダイバーは、どの程度の水深にどのくらいの時間だけ潜水するかという情報（以下、潜水パターンという）をダイバーズ用情報処理装置に入力する。
【０００４】
このように、潜水パラメータは、ダイビングを行う場所やダイビングに用いる機材によって拘束される条件であるのに対し、潜水パターンは自身が所望するダイビングの内容、即ちダイバーによって恣意的に定められる条件である。ダイバーズ用情報処理装置は、潜水パラメータを基に各種の潜水理論を考慮し、ダイバーが所望する潜水パターンが安全なものか否かを判断し、これを表示するようになっている。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、潜水パターンの設定後に各種潜水パラメータを変更することが可能な仕組みを提供することを目的とする。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、潜水パターンの変更後に各種潜水パラメータを変更することが可能な仕組みを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に設定するパラメータ設定手段と、潜水時間及び水深によって表される潜水パターンを設定するパターン設定手段と、前記パラメータ設定手段によって設定された潜水パラメータと、前記パターン設定手段によって設定された潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを行うシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によってシミュレーションが行われた後に、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に変更するパラメータ変更手段とを備え、前記シミュレーション手段は、前記パラメータ変更手段によって潜水パラメータが変更されると、その変更後の潜水パラメータと、前記パターン設定手段によって既に設定されている潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを再度行うことを特徴とする情報処理装置を提供する。
【０００８】
この情報処理装置によれば、潜水パターンと、この潜水パターンが設定された後に変更された潜水パラメータとに基づいて潜水のシミュレーションを行う。
【０００９】
好ましい態様において、前記シミュレーション手段は、前記パラメータ設定手段によって設定された潜水パラメータ又は前記パラメータ変更手段によって変更された潜水パラメータと、前記パターン設定手段によって設定された潜水パターンとに基づいて、体内不活性ガス量を算出する算出手段と、前記算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成する生成手段と、前記生成した情報を出力する出力手段とを備えていてもよい。これにより、潜水パターンと、この潜水パターンが設定された後に変更された潜水パラメータとに基づいて体内不活性ガス量を算出し、算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成し、出力する。
【００１０】
好ましい態様において、前記シミュレーションの結果を外部端末に出力してもよい。
【００１１】
また、本発明は、  潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを操作者が指定した内容に設定する一方、潜水時間及び水深によって表される潜水パターンを設定するステップと、設定された前記潜水パラメータと、設定された前記潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを行うステップと、前記シミュレーションが行われた後に、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを操作者が指定した内容に変更するステップと、変更後の潜水パラメータと、既に設定されている潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを再度行うステップとを備えたことを特徴とする情報処理方法を提供する。
【００１２】
この情報処理方法によれば、潜水パターンと、この潜水パターンが設定された後に変更された潜水パラメータとに基づいて潜水のシミュレーションを行う。
【００１３】
また、本発明は、コンピュータに、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に設定するパラメータ設定機能と、潜水時間及び水深によって表される潜水パターンを設定するパターン設定機能と、前記パラメータ設定機能によって設定された潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって設定された潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを行うシミュレーション機能と、前記シミュレーション機能によってシミュレーションが行われた後に、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に変更するパラメータ変更機能とを実現させ、さらに前記シミュレーション機能に、前記パラメータ変更機能によって潜水パラメータが変更されると、その変更後の潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって既に設定されている潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを再度行わせるためのプログラムを提供する。
【００１４】
このプログラムによれば、潜水パターンと、この潜水パターンが設定された後に変更された潜水パラメータとに基づいて潜水のシミュレーションを行う。
【００１５】
前記シミュレーション機能は、前記パラメータ設定機能によって設定された潜水パラメータ又は前記パラメータ変更機能によって変更された潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって設定された潜水パターンとに基づいて、体内不活性ガス量を算出する算出機能と、前記算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成する生成機能と、前記生成した情報を出力する出力機能とからなってもよい。これにより、潜水パターンと、この潜水パターンが設定された後に変更された潜水パラメータとに基づいて体内不活性ガス量を算出し、算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成し、出力する。
【００１６】
また、本発明は、コンピュータに、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に設定するパラメータ設定機能と、潜水時間及び水深によって表される潜水パターンを設定するパターン設定機能と、前記パラメータ設定機能によって設定された潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって設定された潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを行うシミュレーション機能と、前記シミュレーション機能によってシミュレーションが行われた後に、潜水水域の高度条件を示す潜水パラメータ、潜水の安全度条件を示す潜水パラメータ又は潜水に利用する気体の混合比率条件を示す潜水パラメータのうち少なくともいずれか１つの潜水パラメータを、操作者が指定した内容に変更するパラメータ変更機能とを実現させ、さらに前記シミュレーション機能に、前記パラメータ変更機能によって潜水パラメータが変更されると、その変更後の潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって既に設定されている潜水パターンとに基づいて、その潜水パターンにおける潜水開始から潜水終了に至るまでのシミュレーションを再度行わせるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１７】
この記録媒体によれば、潜水パターンと、この潜水パターンが設定された後に変更された潜水パラメータとに基づいて潜水のシミュレーションを行う。
【００１８】
前記シミュレーション機能は、前記パラメータ設定機能によって設定された潜水パラメータ又は前記パラメータ変更機能によって変更された潜水パラメータと、前記パターン設定機能によって設定された潜水パターンとに基づいて、体内不活性ガス量を算出する算出機能と、前記算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成する生成機能と、前記生成した情報を出力する出力機能とからなってもよい。これにより、潜水パターンと、この潜水パターンが設定された後に変更された潜水パラメータとに基づいて体内不活性ガス量を算出し、算出した体内不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する情報を生成し、出力する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
Ａ：構成
（１）システム構成
図１は、この実施形態に係るシステム全体の構成を示した図である。
図１に示すように、このシステムは、パーソナルコンピュータ１００（以下ＰＣ１００と呼ぶ）と、腕装着型のダイブコンピュータ１を備えている。これらＰＣ１００とダイブコンピュータ１の間は、通信ケーブル２００によって接続されており、双方向のデータ通信が可能になっている。
ユーザは、主としてＰＣ１００を用いて潜水のシミュレーションを行い、その結果をＰＣ１００からダイブコンピュータ１へ転送させる。ユーザはダイブコンピュータ１を容易に携帯することができるので、ダイブコンピュータ１を用いることによって潜水水域のような外出先であっても上記結果を参照することができるようになっている。
【００２０】
（２）ＰＣ１００の構成
次に、図２に示すブロック図を参照しながら、ＰＣ１００の構成について説明する。図２に示すように、ＰＣ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、表示部１０４、操作部１０５、ハードディスク装置１０６、通信部１０７及びこれらを相互に接続するバス１０８を備えている。
【００２１】
ＲＯＭ１０２は読み出し専用のプログラムメモリである。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から読み出した制御プログラムを実行することにより、ＰＣ１００全体を制御する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして用いられる。
操作部１０５は、図示せぬキーボードやマウスを備えており、ユーザによる操作を受け付けて当該操作に応じた信号をバス１０８を介してＣＰＵ１０１に供給するようになっている。ユーザはこの操作部１０５を用いて、どの程度の海抜の水域においてどのような混合比率の気体が充填されたタンクを用いてどの程度の安全度で潜水するかという潜水パラメータや、どの程度の水深にどのくらいの時間だけ潜水するかという潜水パターンを入力することができる。
表示部１０４は、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイや液晶ディスプレイを備えており、ＣＰＵ１０１による制御の下で後述する各種ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を表示する。この表示部１０４が表示するＧＵＩには、ユーザによって入力されたデータに基づいて算出されたダイビングの安全性に関する各種情報が含まれており、ユーザはこれらの情報を参照することによって、自身が所望するダイビングが安全か否かを知ることができる。
ハードディスク装置１０６は、ＰＣ１００にインストールされた各種アプリケーションプログラムを格納するための不揮発性メモリであり、例えばダイビングのシミュレーションを行うためのダイビング用プログラム１０６ａを格納している。
通信部１０７は、通信ケーブル２００と接続される接続インタフェースや通信制御回路を備えており、通信ケーブル２００を介してダイブコンピュータ１と双方向のデータ通信を行う。
【００２２】
（３）ダイブコンピュータ１の構成
図３は、ダイブコンピュータ１を正面から見た場合の外観構成を示す模式図である。このダイブコンピュータ１は、潜水中のユーザの水深や潜水時間を計算して表示するとともに、潜水中に体内に蓄積される不活性ガス量を分圧として計測し、安全なダイビングであるか否かを表示するようになっている。
図３に示すように、ダイブコンピュータ１は、円盤状の装置本体２に対して、図面上下方向に腕バンド３，４がそれぞれ連結され、この腕バンド３，４によって腕時計と同様にユーザの腕に装着されて使用されるようになっている。
【００２３】
装置本体２は、上ケースと下ケースとが密閉状態でビス止めなどの方法で固定され、図示しない各種電子部品が内蔵されている。装置本体２の図面正面側には、液晶パネル１１を有する表示部１０が設けられ、図面下側にはダイブコンピュータ１における各種動作モードの選択／切替を行うための操作部５が形成されている。この操作部５は、プッシュボタン形式の二つのスイッチＡ、Ｂを有している。装置本体２の図面左側には潜水を開始したか否かを判別するために用いられる導通センサを用いた潜水動作監視スイッチ３０が設けられている。この潜水動作監視スイッチ３０は、装置本体２の図面正面側に設けられた電極３１，３２を有し、電極３１，３２間が海水などにより導通状態となることにより、電極３１，３２間の抵抗値が小さくなった場合に入水したと判断するものである。
【００２４】
また、図３に示すように、液晶パネル１１の表示領域は、中央に位置する表示領域１１Ａと、その外周側に位置する環状表示領域１１Ｂとに大別される。表示領域１１Ａは、第１の表示領域１１１〜第７の表示領域１１７によって構成されている。これら第１の表示領域１１１〜第７の表示領域１１７には、例えば、現在月日、現在時刻、潜水月日、予定水深、現在水深、最大水深、水深ランク、潜水時間、潜水開始時刻、潜水終了時刻、体内不活性ガス排出時間、潜水安全率、無減圧潜水可能時間、水面休止時間、温度、電源容量切れ警告、高度ランク、不活性ガスの吸収・排出傾向、浮上速度違反警告、減圧潜水警告等の各種情報が表示されるようになっている。
【００２５】
次に、図４のブロック図を参照しながら、ダイブコンピュータ１の電気的構成について説明する。
図４に示すように、ダイブコンピュータ１は、大別すると、各種操作を行うための操作部５と、各種情報を表示する表示部１０と、潜水動作監視スイッチ３０と、ブザーなどのアラーム音によりユーザに報知を行う報音装置３７と、振動によりユーザに報知を行う振動発生装置３８と、ダイブコンピュータ１全体の制御を行う制御部５０と、気圧あるいは水圧を計測するための圧力計測部６１と、通信ケーブル２００を介してＰＣ１００とデータ通信を行う通信部６２と、各種計時処理を行う計時部６８とを備えている。
【００２６】
表示部１０は、各種の情報を表示するための液晶パネル１１および液晶パネル１１を駆動するための液晶ドライバ１２を備えている。
制御部５０には、操作部５、潜水動作監視スイッチ３０、報音装置３７および振動発生装置３８が接続されている。この制御部５０は、装置全体の制御を行うＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１の制御下で各動作モードに対応した表示を液晶パネル１１に行わせるため液晶ドライバ１２を制御するとともに後述の時刻用カウンタ３３における各動作モードにおける処理を行う制御回路５２と、制御用プログラムおよび制御用データを格納したＲＯＭ５３と、各種データを一時的に格納するＲＡＭ５４とを備えている。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３から制御プログラム及び制御データを読み出してＲＡＭ５４上にロードし、これにより後述する処理を実行する。
【００２７】
ダイブコンピュータ１においては、水深そのものを計測・表示してユーザに報知する必要があるとともに、水深（ないし水圧）および潜水時間からユーザの体内に蓄積される不活性ガス分圧（以下、体内不活性ガス分圧という）を計測することが必要である。このため、圧力計測部６１は気圧および水圧を計測している。この圧力計測部６１は、半導体圧力センサにより構成される圧力センサ３４と、この圧力センサ３４の出力信号を増幅するための増幅回路３５と、増幅回路３５の出力信号のアナログ／ディジタル変換を行い、制御部５０に出力するＡ／Ｄ変換回路３６とを備えている。
通信部６２は、通信ケーブル２００と接続される接続インタフェースや通信制御回路を備えており、通信ケーブル２００を介してダイブコンピュータ１と双方向のデータ通信を行う。
計時部６８は、ダイブコンピュータ１においては通常時刻の計測や潜水時間の監視をおこなうために、所定の周波数を有するクロック信号を出力する発振回路３１と、この発振回路３１からのクロック信号の分周を行う分周回路３２と、分周回路３２の出力信号に基づいて１秒単位での計時処理を行う時刻用カウンタ３３とを備えている。
【００２８】
（４）各種理論値の計算方法
次に、潜水に関する各種理論値の計算方法について簡単に説明する。
まず、体内不活性ガス分圧の計算方法について説明する。本実施形態において行われる体内不活性ガス分圧の計算方法については、例えばＫＥＮ  ＬＯＹＳＴ  ｅｔ  ａｌ．著の「ＤＩＶＥ  ＣＯＭＰＵＴＥＲＳ  Ａ  ＣＯＮＳＵＭＥＲ’Ｓ  ＧＵＩＤＥ  ＴＯ  ＨＩＳＴＯＲＹ，  ＴＨＥＯＲＹ  ＆  ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ」Ｗａｔｅｒｓｐｏｒｔ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｉｎｃ．（１９９１）や、Ａ．Ａ．Ｂｕｈｌｍａｎｎ著の「Ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ−Ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｓｉｃｋｎｅｓｓ」（特に第１４頁）、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｂｅｒｌｉｎ（１９８４）に記載されている。なお、ここで示す体内不活性ガス分圧の計算方法はあくまで一例であり、この他にも各種の方法を用いることができる。
【００２９】
まず、時刻ｔに対応する水深ｄ（ｔ）に基づいて、ユーザが呼吸している気体（以下、呼吸気と呼ぶ）中の不活性ガス分圧（以下、呼吸気不活性ガス分圧ＰＩＮ２（ｔ）と呼ぶ）が次式により計算される。
ＰＩＮ２（ｔ）＝（１０＋ｄ（ｔ））×（１−ＦＯ２）［ｍｓｗ］・・・▲１▼
▲１▼式における「ＦＯ２」は、呼吸気中に占める酸素の割合を示す数値であり、以下、酸素比率という。本実施形態では、酸素以外の気体を、窒素やヘリウム等の不活性ガスであるとみなしているため、「１−ＦＯ２」は、呼吸気中に占める不活性ガスの割合を示す数値となる。なお、不活性ガス分圧の単位「ｍｓｗ」は、標高０ｍにおける大気圧を１０「ｍｓｗ」としたものである。従って、潜水水域の高度が標高０ｍの場合は、▲１▼式をそのまま用いることができるが、例えば、標高８００ｍとか１６００ｍといった高所での潜水においては、▲１▼式中の「１０」の値は、より小さい値となる。
【００３０】
一般に、空気中においては窒素と酸素がおおよそ０．７９：０．２１という体積比率で構成されていることが知られている。従って、タンクに空気を充填して使用する場合にはＦＯ２＝０．２１となる。また、いわゆるナイトロックスは、空気よりも酸素比率を大きくした気体であり、一般に、窒素と酸素がおおよそ０．６８：０．３２或いは０．６４：０．３６という体積比率となっている。また、いわゆるトライミックスは、窒素と酸素の他にヘリウムを混合した気体であり、例えば、窒素：酸素：ヘリウム＝０．３４：０．１６：０．５０という体積比率となっている。
【００３１】
上記のようにして、呼吸気不活性ガス分圧ＰＩＮ２（ｔ）が算出されると、次に、不活性ガスの吸収／排出の速度が異なる体内組織毎にそれぞれ体内不活性ガス分圧が計算される。ここでは、筋肉、脂肪、脳、神経、骨等の９つの組織に分類して体内不活性ガス分圧が計算される。
例えばある一つの組織を例に取ると、潜水時間０〜ｔまでに吸収／排出する体内不活性ガス分圧ＰＧＴ（ｔ）は、計算開始時（ｔ＝０）の体内不活性ガス分圧ＰＧＴ（０）として、次式によって計算される。
0003608550.tif 000002
ここで、Ｋは実験的に求められる定数である。また、ＨＴは各組織に不活性ガスが溶け込んで飽和状態の半分に達するまでの時間（以下、半飽和時間と呼ぶ）であり、各組織によって異なる数値である。この半飽和時間ＨＴは、ＰＧＴ（０）とＰＩＮ２（０）の大小に応じて可変となる。これは、ＰＧＴ（０）とＰＩＮ２（０）の大小に応じて、不活性ガスが排出傾向にあるか吸収傾向にあるかということが定まるが、不活性ガスの排出と吸収とでは半飽和時間が異なるからである。
【００３２】
また、半飽和時間ＨＴは、不活性ガスの種類（例えば窒素やヘリウムなど）によっても異なる。上述したトライミックスについて体内不活性ガス分圧ＰＧＴ（ｔ）を求める場合には、まず、窒素とヘリウムの各々について▲２▼式を用いて体内における窒素分圧（以下、体内窒素分圧）とヘリウム分圧（以下、体内ヘリウム分圧）を求める。次いで、これらの体内窒素分圧と体内ヘリウム分圧を足して、最終的に求めるべき体内不活性ガス分圧を算出するようになっている。このように呼吸気中に２種類以上の不活性ガスが混合されている場合、まず、各々の不活性ガスに着目して計算した後、その計算結果を合計して不活性ガス全体についての数値を算出する。このような考え方は、以下の説明においても同様である。
【００３３】
次に、無減圧潜水可能時間（Ｎｏｎ  Ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｌｉｍｉｔ：以下ＮＤＬという）の算出方法について説明する。
無減圧潜水可能時間は、▲２▼式において計算されるＰＧＴ（ｔ）が、各組織の許容過飽和不活性ガス量を示すＰｔｏｌとなる場合の時間ｔを求めることによって算出される。このＰｔｏｌは、潜水水域の標高によって異なる値である。なぜなら、潜水水域の標高が高いほど大気圧は小さくなるため、体内に蓄積された不活性ガスの体積が大きくなり、より気泡化しやすくなる（即ち減圧症になリやすくなる）ため、Ｐｔｏｌをより小さい値に設定しなければならないからである。
本実施形態では、潜水水域の標高を大まかに４ランクに区分しており、この高度ランク毎にＰｔｏｌを予め定めている。具体的には、標高０ｍ（高度ランク０）、８００ｍ（高度ランク１）、１６００ｍ（高度ランク２）、２４００ｍ（高度ランク３）というように高度ランクを定義している。なお、潜水安全率は、どの程度の安全度で潜水を行うかということを示した数値であり、この数値が０から１に変更された場合の計算は、高度ランクを１ランクを上げた場合（即ち標高０ｍから標高８００ｍへ上げた場合）のＰｔｏｌを使用して計算を行うこと（即ちより安全な潜水となるように計算すること）に相当する。
さて、▲２▼式において、ＰＧＴ（ｔ）＝Ｐｔｏｌとすると、
ｔ＝−ＨＴ×（ｌｎ（１−ｆ））／Ｋ・・・▲３▼
となる。ただし、
ｆ＝（Ｐｔｏｌ−ＰＧＴ（０））／（ＰＩＮ２（０）−ＰＧＴ（０））
である。
この▲３▼式によって、各組織における無減圧潜水可能時間が全て算出され、その中でもっとも小さい値が、求めるべき無減圧潜水可能時間となる。
【００３４】
次に、水面浮上後において体内不活性ガスが排出されるまでの体内不活性ガス排出時間の算出方法について説明する。
この体内不活性ガス排出時間を算出するには、前述した
0003608550.tif 000003
において、ＰＧＴ（ｔ）＝０となる時間ｔを求めればよい。しかしながら、上記▲２▼式のような指数関数では、時間ｔが無限大にならなければ、ＰＧＴ（ｔ）＝０とならないため、便宜的に下式を用いて各組織ごとの体内不活性ガス排出時間ｔＺを算出している。
ｔＺ＝−ＨＴ×ｌｎ（１−ｆ）／Ｋ・・・▲４▼
ただし、
ｆ＝（Ｐｄｅ−ＰＩＮ２）／（７．９−ＰＩＮ２）
である。
ここで、ＨＴは前述した半飽和時間であり、Ｐｄｅは各組織ごとの残留不活性ガス排出とみなす不活性ガス分圧であり、これらは全て既知の値である。なお、水面における（即ち大気中）の不活性ガス分圧を１０×０．７０＝７．９（ｍｓｗ）としている。また、ＰＩＮ２は、ダイビング終了時の各組織内の不活性ガス分圧である。上記▲４▼式によって各組織毎にｔＺを算出し、その中でもっとも大きい値が体内不活性ガス排出時間となる。
以上が各種理論値の計算方法である。
【００３５】
Ｂ：動作
次に、上記構成からなる実施形態の動作について説明する。
図５は、ＰＣ１００のＣＰＵ１０１の処理を流れを示すフローチャートである。図５において、ユーザが操作部１０５を操作することによってダイビング用プログラム１０６ａの起動が指示されると、ＣＰＵ１０１は、ハードディスク装置１０６からダイビング用プログラム１０６ａを読み出すことによってＧＵＩ（図示略）を表示部１０４に表示する（ステップＳ１）。
【００３６】
このＧＵＩには、潜水パラメータや潜水パターンを入力するための各種入力フィールドが設けられており、ユーザはこれらの入力フィールドに潜水パラメータや潜水パターンを入力する。
ここでは、潜水パラメータとして、高度ランク「０」、潜水安全率「０」、ＦＯ２「２１」（ここでは酸素比率０．２１を１００倍して「２１」と表現している）が入力されたものとする。また、潜水パターンとしては、潜水開始後５分までに水深４０ｍに移動し、潜水開始後９分まで水深４０ｍに滞留し、潜水開始後１０分までに水深２５ｍに移動し、潜水開始後１４分まで水深２５ｍに滞留し、潜水開始後１５分までに水深５ｍに移動し、潜水開始後２０分まで水深５ｍに滞留し、その後、潜水開始後２２分に水面に浮上するというデータが入力されたものとする。ＣＰＵ１０１は、これらの潜水パラメータや潜水パターン等の各種データが入力されたことを検出すると（ステップＳ２）、入力されたデータを記憶する（ステップＳ３）。
【００３７】
次に、ＣＰＵ１０１は、潜水時間ｔ及び水深ｄ（ｔ）の値を「０」に初期化し（ステップＳ４）、以下のような計算処理に移行する。なお、以下の計算においてはサンプリング周期を１分とする。
【００３８】
まず、ＣＰＵ１０１は、潜水開始時（ｔ＝０）の体内不活性ガス分圧ＰＧＴ（０）を前述した▲１▼式により算出する（ステップＳ５）。
次に、ＣＰＵ１０１は、潜水時間ｔを１（分）だけインクリメントし（ステップＳ６）、潜水開始１分後における水深ｄ（ｔ）を算出する（ステップＳ７）。この水深ｄ（ｔ）は、ユーザによって予め入力された潜水パターンにおいて、時間ｔに対応する水深を参照することによって定まる。
【００３９】
次に、ＣＰＵ１０１は、算出したｄ（ｔ）を▲１▼式に代入して得られるＰＩＮ２（ｔ）を▲２▼式に代入して、潜水開始１分後の体内不活性ガス量ＰＧＴ（ｔ）を算出する（ステップＳ８）。
次に、ＣＰＵ１０１は、潜水パターンの終了時点まで計算したか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで、終了時点迄計算していない場合には（ステップＳ９；Ｎｏ）、ステップＳ８において算出したＰＧＴ（ｔ）をＰＧＴ（０）とし（ステップＳ１０）、再度ステップＳ６の処理に戻り、今度は潜水開始２分後における計算を行う。即ち、ＣＰＵ１０１は、潜水パターンの潜水開始時点から潜水終了時点まで、サンプリング周期１分毎の計算が全てなされるまで、ステップＳ６〜ステップＳ１０の処理を繰り返し実行することとなる。
【００４０】
さて、潜水終了時点までの計算が全て終了すれば（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０１は、表示部１０４に計算結果を表示させる（ステップＳ１１）。
【００４１】
図６は、このとき表示されるＧＵＩの一例を示す図である。図６において、潜水パターン表示領域Ｆ１には、ユーザが入力した潜水パターンが折れ線グラフ形式で表示される。この折れ線グラフの縦軸は水深、横軸は潜水時間を示している。太鎖線Ｌ１及びＬ２の交点Ｐは、ユーザが操作部１０５を操作することによって折れ線グラフ上を自在に移動させられる。この交点Ｐが指し示す折れ線グラフ上の１点が「現時点」を示すこととなり、この現時点における各種情報が表示領域Ｆ３及びＦ４に表示されることとなる。
潜水パラメータ表示領域Ｆ２には、上述した各種の潜水パラメータ、即ち、高度ランク、潜水安全率、ＦＯ２が表示されている。図６においては、高度ランク「０」、潜水安全率「０」、ＦＯ２「２１」が表示されている。
現在窒素量表示領域Ｆ３には、各組織における許容不活性ガス分圧Ｐｔｏｌを分母とし、現時点の各組織における体内不活性ガス分圧ＰＧＴを分子とした数値がパーセンテージ形式で棒グラフ表示される。ここでは、筋肉、脂肪、脳、神経、骨等の９つの組織に対応した９つの棒グラフが表示されている。
潜水データ表示領域Ｆ４には、現時点での潜水時間、水深及び無減圧潜水可能時間（ＮＤＬ）や、減圧潜水の場合の減圧停止水深、減圧停止時間及び総浮上時間の他、体内窒素グラフや体内酸素グラフが表示される。なお、体内窒素グラフ及び体内酸素グラフは、それぞれの体内許容窒素分圧及び体内許容酸素分圧を「９」とした場合に、現時点でおおよそどの程度の窒素又は酸素が体内に吸収されているかということを示した数値である。図６においては、太鎖線Ｌ１及びＬ２の交点Ｐが示す現時点において、潜水時間「１４分」、水深「２５．０ｍ」、ＮＤＬ「４分」、体内窒素グラフ「７」、体内酸素グラフ「１」であることを示している。
【００４２】
ＣＰＵ１０１は、上記ＧＵＩを表示後、ユーザによる入力操作待ちとなり、何らかの操作がなされると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、その操作に対応した処理を行う。例えばプログラム終了の旨の操作がなされた場合には、ＣＰＵ１０１は、ソフトウエアを終了させ（ステップＳ１３）、潜水パラメータ変更の旨の操作がなされると後述するステップＳ１４の処理に進み、その他の操作がなされるとその操作に対応した処理に進む（ステップＳ１５）。
【００４３】
ここで、潜水パラメータの変更は、ユーザが図６に示す高度ランク、潜水安全率、ＦＯ２の入力フィールドの右横に設けられたプルダウンボタンをマウス等でクリックし、これに応じてプルダウンされたメニューの中から所望の潜水パラメータを選択することによってなされる。
例えば、ステップＳ１２において、ユーザが高度ランクに対応するプルダウンメニューから高度ランク「１」を選択すると、ＣＰＵ１０１は、高度ランクを「０」から「１」に変更し（ステップＳ１４）、高度ランク「１」という条件化で前述したステップＳ４〜Ｓ１０の処理を潜水開始から潜水終了時迄繰り返し実行する。具体的には、大気圧（ｍｓｗ）と半飽和時間ＨＴが高度ランク「１」（即ち標高８００ｍ）に対応した数値に変更されて計算が行われる。そして、潜水終了時点までの計算が全て終了すれば（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０１は、表示部１０４に計算結果を表示させる（ステップＳ１１）。図７は、このとき表示されるＧＵＩの一例を示す図である。図７においては高度ランクとして「１」が表示されており、この高度ランク「１」の条件化では、図６に示す高度ランク「０」の場合と比較して、ＮＤＬが「４分」から「２分」に短くなっていることが分かる。
【００４４】
同様に、図８は、高度ランク「２」における計算結果を表示するＧＵＩを示した図である。この高度ランク「２」の条件化では、図７に示す高度ランク「１」の場合と比較してＮＤＬの値に変化はない。即ち、高度ランク「１」から「２」に変更しても無減圧潜水可能時間に影響はないことが分かる。
【００４５】
また、図９は、高度ランク「３」における計算結果を表示したＧＵＩを示した図である。この図９においては、ＮＤＬの欄に数値が表示されていないが、これは減圧潜水になることを意味している。そして、この減圧潜水においては、水深「３ｍ」において「１分」の減圧停止を必要とし、総浮上時間は「５分」であることが示されている。
【００４６】
また、図１０及び図１１は、潜水安全率「０」及び「１」における計算結果を表示したＧＵＩを示す図である。前述したように、潜水安全率が「０」から「１」に変更されると、半飽和時間ＨＴが高度ランク「０」から「１」に対応したＰｔｏｌに変更されて計算が行われるので、ＮＤＬが小さくなる。
【００４７】
次に、図１２〜図１４は、上記とは別の潜水パターンにおいて、空気をタンクに充填した場合の計算結果を表示したＧＵＩを示す図である。これに対し、図１５〜図１７は、図１２〜図１４に示した潜水パターンを変更せずに、潜水途中でタンクを代えた場合の計算結果を表示したＧＵＩを示す図である。
図１５は、潜水時間０〜１５分間において、トライミックスを使用した場合の計算結果を表示したＧＵＩを示す図である。ユーザがこのような変更を指示するためには、ＧＵＩに表示されたＦＯ２に対応するプルダウンメニューの中から「トライミックス」（ＧＵＩにおいては「ＴＲＩ」と表示）を選択し、さらに、マウスを操作する等して潜水パターンを示す折れ線グラフ上で潜水時間０〜１５分を選択すればよい。
トライミックスは気体中に不活性ガスが占める割合が８６％であり、同比率７９％の空気より大きいため、図１５においては、減圧停止水深、減圧停止時間、総浮上時間がいずれも図１２のそれより大きくなっている。
【００４８】
ここで、潜水時間１５分経過後にタンクを交換して、潜水時間２５分が経過するまでまでトライミックスからナイトロックスに変更した場合を想定する。ユーザがこのような変更を指示するためには、ＧＵＩに表示されたＦＯ２に対応するプルダウンメニューの中から「ナイトロックス」（ＧＵＩにおいては「ＮＩＴ」と表示）を選択し、さらに、マウスを操作する等して潜水パターンを示す折れ線グラフ上で潜水時間１５〜２５分を選択すればよい。ナイトロックスは気体中に不活性ガスが占める割合が６８％であり、同比率７９％の空気より小さいため、図１６においては、減圧停止水深、減圧停止時間、総浮上時間がいずれも図１３と比較してより小さくなっている。
【００４９】
さらに、ここで、潜水時間２５分経過後にタンクを交換し、水面浮上までナイトロックスから酸素比率９９％の気体を使用した潜水に変更した場合を想定する。ユーザがこのような変更を指示するためには、ＧＵＩに表示されたＦＯ２に対応するプルダウンメニューの中から「９９」を選択し、さらに、マウスを操作する等して潜水パターンを示す折れ線グラフ上で潜水時間２５分〜潜水終了時までを選択すればよい。上記気体中に不活性ガスが占める割合は１％であり、同比率７９％の空気より極めて小さいため、図１７においては、減圧停止水深、減圧停止時間、総浮上時間がいずれも図１４と比較してかなり小さくなっている。
【００５０】
上述した実施形態によれば、潜水パターンを設定後に潜水パラメータを変更して各種シミュレーションを行うので、これら潜水パラメータの変更によって潜水にどのような影響が及ぼされるかが容易に把握でき、潜水開始前の事前計画の一助になる。
例えば、潜水水域の水底に起伏があまりなく水深２０ｍ付近で一定しているような場合や、職業ダイバーのように水中作業を行う水深が予め定まっているような場合、その潜水パターンを設定した後に、タンクに充填された気体の酸素比率を様々に変更してシミュレーションを行うと、どのような酸素比率の気体を使用すれば安全な潜水が可能であるかということを容易に把握することができる。
【００５１】
さらに、潜水途中で酸素比率を変更することもできるので、異なる混合比率の複数のタンクを用いた潜水のシミュレーションも可能となる。よって、具体的にどの時点でタンクを切り替えればよいかといったことが潜水前に予測できる。これは、ケープダイビング等の長時間潜水を行う場合に特に有効である。
【００５２】
また、高所潜水を行う場合の教育・講習に利用した場合も有益である。高所潜水は通常の潜水に比べて減圧症の危険が伴うため事前講習が必要であるが、この場合、上記のように潜水パターンを設定後に高度ランクを様々に変更することができるため、高所潜水の危険性を視覚的に把握することができる。
【００５３】
なお、実施形態では、上述した各種動作を行うためのダイビング用プログラム１０６ａがＰＣ１００のハードディスク装置１０６に記憶されていることを前提としていた。ただし、これに限らず、ダイビング用プログラム１０６ａはダイブコンピュータ１に記憶され、このダイブコンピュータ１を用いて潜水のシミュレーションを行うようにしてもよい。
【００５４】
また、このダイビング用プログラム１０６ａは、ＰＣ１００やダイブコンピュータ１のＣＰＵを用いて読み取り可能な磁気記録媒体、光記録媒体あるいはＲＯＭなどの記録媒体に記録してこのプログラムを提供することができる。また、このようなプログラムをインターネットのようなネットワーク経由でＰＣ１００或いはダイブコンピュータ１にダウンロードさせることももちろん可能である。
【００５５】
なお、潜水パラメータは上記の実施形態で述べたものに限らない。例えば、上記の酸素比率に代えて、呼吸気中に占めるヘリウムの体積比率やアルゴンの体積比率であってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、潜水パターンが設定された後に変更された潜水パラメータに基づいて潜水のシミュレーションを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシステム全体の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係るＰＣの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態に係るダイブコンピュータの外観構成を示す図である。
【図４】同実施形態に係るダイブコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】同実施形態におけるＰＣのＣＰＵの処理を流れを示すフローチャートである。
【図６】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図７】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図８】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図９】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図１０】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図１１】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図１２】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図１３】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図１４】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図１５】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図１６】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図１７】同実施形態におけるＰＣに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・ダイブコンピュータ、
１００・・・パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、
１０１・・・ＣＰＵ、
１０２・・・ＲＯＭ、
１０３・・・ＲＡＭ、
１０４・・・表示部、
１０５・・・操作部、
１０６・・・ハードディスク装置、
１０６ａ・・・ダイビング用プログラム。
【図１】
0003608550.tif 000004
【図２】
0003608550.tif 000005
【図３】
0003608550.tif 000006
【図４】
0003608550.tif 000007
【図５】
0003608550.tif 000008
【図６】
0003608550.tif 000009
【図７】
0003608550.tif 000010
【図８】
0003608550.tif 000011
【図９】
0003608550.tif 000012
【図１０】
0003608550.tif 000013
【図１１】
0003608550.tif 000014
【図１２】
0003608550.tif 000015
【図１３】
0003608550.tif 000016
【図１４】
0003608550.tif 000017
【図１５】
0003608550.tif 000018
【図１６】
0003608550.tif 000019
【図１７】
0003608550.tif 000020