(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作子と、
前記操作子に対して行われた操作に基づいて、身体区画数を設定する身体区画数設定手段と、
前記身体区画数設定手段により設定された身体区画数に基づいて、複数の身体区画を特定する身体区画設定手段と、
前記身体区画設定手段により特定された各身体区画に蓄積される不活性ガス量を計算する不活性ガス量算出手段と、
前記不活性ガス量算出手段により算出された不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する安全情報を生成する安全情報生成手段と、
前記安全情報生成手段により生成された安全情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項２】
請求項１において、ダイバーが潜水の際用いる呼吸気の不活性ガスの比率を設定する呼吸気比率設定手段を備え、前記不活性ガス量算出手段は、前記呼吸気比率手段によって設定された不活性ガスの比率が予め定められた範囲であることを検知すると、前記身体区画設定手段の設定に関わらず、予め定められた所定の身体区画について不活性ガス量を計算することを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項３】
請求項２において、前記不活性ガス量算出手段における前記予め定められた範囲は、空気中とは異なる不活性ガスの比率の範囲であり、前記不活性ガス量算出手段は、前記呼吸気比率手段によって設定された不活性ガスの比率が、空気中とは異なる不活性ガスの比率の範囲であることを検知すると、計算対象となる最大数の身体区画について、不活性ガス量を計算することを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３において、前記身体区画設定手段は、身体区画数と、前記身体区画数に対応付けられた複数の身体区画の組合せとを記憶する身体区画記憶手段を備えることを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項５】
操作子に対して行われた操作に基づいて、身体区画数を設定する身体区画数設定ステップと、
前記身体区画数設定ステップにより設定された身体区画数に基づいて、複数の身体区画を特定する身体区画設定ステップと、
前記身体区画設定ステップにより特定された各身体区画に蓄積される不活性ガス量を計算する不活性ガス量算出ステップと、
前記不活性ガス量算出ステップにより算出された不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する安全情報を生成する安全情報生成ステップと、
前記安全情報生成手段により生成された安全情報を出力する出力ステップと
を備えることを特徴とするダイバーズ用情報処理方法。
【請求項６】
操作子に対して行われた操作に基づいて、身体区画数を設定する身体区画数設定手段と、
前記身体区画数設定手段により設定された身体区画数に基づいて、複数の身体区画を特定する身体区画設定手段と、
前記身体区画設定手段により特定された各身体区画に蓄積される不活性ガス量を計算する不活性ガス量算出手段と、
前記不活性ガス量算出手段により算出された不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する安全情報を生成する安全情報生成手段と、
前記安全情報生成手段により生成された安全情報を出力する出力手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載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。
【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、様々なダイビングパターンや、ダイバーのレベル、目的、状態等に応じた、より有効な情報を提示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、ダイバーが安全に潜水を行うことができるように各種の安全機能を備えている。
例えば、ダイバーズ用情報処理装置は、一定時間毎に水深と潜水時間とを計測し、それらを元に、ダイバーの体内に蓄積される不活性ガス量を各種潜水理論に基づいて、身体区画毎に算出する。算出された不活性ガス量に基づいてダイバーが安全に潜水することが可能な無減圧潜水可能時間などを計算するようになっている。ダイバーは、ダイバーズ用情報処理装置が提示する無減圧潜水可能時間を超えない範囲で、ダイビングを行うことが望ましい。
【０００３】
ここで、身体区画とは、不活性ガスの蓄積・排出の速度に応じて区分けされた体内組織（血液、筋肉、脂肪、骨、脳、神経等）のことであり、例えば、A.A.Buhlmann著の「Decompression-Decompression Sickness」においては、身体を１６の身体区画に区分けすることが提案されている。そして、不活性ガスの蓄積量が飽和状態の半分に達する時間を半飽和時間という。
【０００４】
従来のダイバーズ用情報処理装置では、その計算処理能力が比較的乏しいという点、娯楽を目的とした一般ダイバーは比較的安全な潜水パターンでダイビングを行うことが多いという点から鑑みて、１６の身体区画全てを考慮に入れるのではなく、７若しくは９個の身体区画についてのみ不活性ガス量や、無減圧潜水可能時間等を算出していた。
【０００５】
ところが、近年、酸素と窒素の混合比が空気中の混合比と異なる呼吸気や、酸素や窒素に加えてヘリウムが含有される呼吸気を用いて、従来より長い時間潜水を行うこともできるようになってきた。そして、潜水時間が長くなったことにより、より精密で正確な情報が必要とされるようになった。
従って、ダイバーズ用情報処理装置では、より多くの身体区画を考慮に入れて計算を行う必要性が出てきた。しかし逆に、潜水時間がそれほど長くない一般のダイビングの場合には、より多くの身体区画を考慮に入れて提示された過度な情報は、かえって、必要な安全情報が分かりづらくなる可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、より適切な数の身体区画に基づいて、ダイバーの安全に関する情報を提示することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、操作子と、前記操作子に対して行われた操作に基づいて、身体区画数を設定する身体区画数設定手段と、前記身体区画数設定手段により設定された身体区画数に基づいて、複数の身体区画を特定する身体区画設定手段と、前記身体区画設定手段により特定された各身体区画に蓄積される不活性ガス量を計算する不活性ガス量算出手段と、前記不活性ガス量算出手段により算出された不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する安全情報を生成する安全情報生成手段と、前記安全情報生成手段により生成された安全情報を出力する出力手段とを備えることを特徴とするダイバーズ用情報処理装置を提供する。なお、不活性ガス量に基づく潜水の安全性に関する情報とは、不活性ガス量をグラフ化したものや、無減圧潜水可能時間、体内不活性ガス排出時間などである。
【０００８】
このダイバーズ用情報処理装置は、ダイバーが行う潜水によってダイバーの体内に蓄積される不活性ガス量を身体区画毎に計算する際に、身体区画設定手段によって特定された身体区画について、蓄積される不活性ガス量を計算し、前記不活性ガス量に基づいて、前記潜水の安全性に関する情報を生成し、出力する。
【０００９】
好ましい態様において、ダイバーが潜水の際用いる呼吸気の不活性ガスの比率を設定する呼吸気比率設定手段を備え、前記不活性ガス量算出手段は、前記呼吸気比率手段によって設定された不活性ガスの比率が予め定められた範囲であることを検知すると、前記身体区画設定手段の設定に関わらず、予め定められた所定の身体区画について不活性ガス量を計算するようにしても良い。
【００１０】
前記不活性ガス量算出手段における前記予め定められた範囲は、空気中とは異なる不活性ガスの比率の範囲であり、前記不活性ガス量算出手段は、前記呼吸気比率手段によって設定された不活性ガスの比率が、空気中とは異なる不活性ガスの比率の範囲であることを検知すると、計算対象となる最大数の身体区画について、不活性ガス量を計算するようにしても良い。
【００１１】
前記身体区画設定手段は、身体区画数と、該身体区画数に対応付けられた複数の身体区画の組合せとを記憶する身体区画記憶手段を備えるようにしても良い。
【００１２】
また、本発明は、操作子に対して行われた操作に基づいて、身体区画数を設定する身体区画数設定ステップと、前記身体区画数設定ステップにより設定された身体区画数に基づいて、複数の身体区画を特定する身体区画設定ステップと、前記身体区画設定ステップにより特定された各身体区画に蓄積される不活性ガス量を計算する不活性ガス量算出ステップと、前記不活性ガス量算出ステップにより算出された不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する安全情報を生成する安全情報生成ステップと、前記安全情報生成手段により生成された安全情報を出力する出力ステップとを備えることを特徴とするダイバーズ用情報処理方法を提供する。
【００１３】
このダイバーズ用情報処理方法は、ダイバーが行う潜水によってダイバーの体内に蓄積される不活性ガス量を身体区画毎に計算する際に、身体区画設定ステップによって特定された身体区画について、蓄積される不活性ガス量を計算し、前記不活性ガス量に基づいて、前記潜水の安全性に関する情報を生成し、出力する。
【００１４】
また、本発明は、操作子に対して行われた操作に基づいて、身体区画数を設定する身体区画数設定手段と、前記身体区画数設定手段により設定された身体区画数に基づいて、複数の身体区画を特定する身体区画設定手段と、前記身体区画設定手段により特定された各身体区画に蓄積される不活性ガス量を計算する不活性ガス量算出手段と、前記不活性ガス量算出手段により算出された不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する安全情報を生成する安全情報生成手段と、前記安全情報生成手段により生成された安全情報を出力する出力手段とをコンピュータに実現させるためのプログラムを提供する。
【００１５】
このプログラムによれば、コンピュータは、ダイバーが行う潜水によってダイバーの体内に蓄積される不活性ガス量を身体区画毎に計算する際に、身体区画設定手段によって特定された身体区画について、蓄積される不活性ガス量を計算し、前記不活性ガス量に基づいて、前記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、操作子に対して行われた操作に基づいて、身体区画数を設定する身体区画数設定手段と、前記身体区画数設定手段により設定された身体区画数に基づいて、複数の身体区画を特定する身体区画設定手段と、前記身体区画設定手段により特定された各身体区画に蓄積される不活性ガス量を計算する不活性ガス量算出手段と、前記不活性ガス量算出手段により算出された不活性ガス量に基づいて潜水の安全性に関する安全情報を生成する安全情報生成手段と、前記安全情報生成手段により生成された安全情報を出力する出力手段とをコンピュータに実現さ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、コンピュータは、ダイバーが行う潜水によってダイバーの体内に蓄積される不活性ガス量を身体区画毎に計算する際に、身体区画設定手段によって特定された身体区画について、蓄積される不活性ガス量を計算し、前記不活性ガス量に基づいて、前記潜水の安全性に関する情報を生成し、出力する。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。
（１）ダイブコンピュータの外観構成
図１は、本実施形態に係る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図である。このダイブコンピュータ１は、潜水中のダイバーの水深や無減圧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身体区画毎に計算し、その値に基づいて、無減圧潜水可能時間、体内窒素排出時間などを計算して表示するように構成されている。このとき、不活性ガス量、無減圧潜水可能時間、体内窒素排出時間などの計算時に使用される身体区画数を、ダイバーによって設定することができる。更に、ヘリウムを用いたり、酸素分圧を空気より高くした空気以外の呼吸気を用いる場合には、その酸素比率、ヘリウム比率を設定することができる共に、その場合に応じた計算がなされる。
【００１９】
また、図１に示すように、液晶パネル１１の中央に表示領域１１Ａが位置する。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（ダイバーが位置する地点の高度）、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。
【００２０】
（２）ダイブコンピュータ１の電気的構成
次に、図２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２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、各種情報を表示する表示部１０、潜水動作監視スイッチ３０、ブザーなどのアラーム音によりダイバーに報知を行う報音装置３７、振動によりダイバーに報知を行う振動発生装置３８、ダイブコンピュータ１全体の制御を行う制御部５０、気圧あるいは水圧を計測するための水深計測部６１、および各種計時処理を行う計時部６８を備えて構成されている。
【００２１】
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に格納されている制御プログラム及び制御データを読み出して、これにより後述する各種動作モードにおける処理を実行する。
【００２２】
また、ＲＯＭ５３は、身体区画エリア５３ａと、計算対象身体区画エリア５３ｂとを備えている。
身体区画エリア５３ａには、図８に示すように、身体区画毎の窒素の半飽和時間ＨＴＮ２、ヘリウムの半飽和時間ＨＴｈｅ、及び許容過飽和不活性ガス分圧Ｍ０がそれぞれ記憶されている。詳細については後述する。なお、ＣＯＭＰｎとは身体区画のことであり、ｎをその身体区画の番号とする。
計算対象身体区画エリア５３ｂには、計算対象身体区画数と、それに対応付けられた複数の身体区画に組合せが記憶されている。本実施形態では、図７に示すように、計算対象身体区画数＝７に対して、計算対象の身体区画＝ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２，ＣＯＭＰ４、ＣＯＭＰ６，ＣＯＭＰ８，ＣＯＭＰ１１，ＣＯＭＰ１５（合計７区画）が対応付けられて記憶されており、計算対象身体区画数＝９に対して、計算対象の身体区画＝ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２，ＣＯＭＰ４、ＣＯＭＰ６，ＣＯＭＰ８，ＣＯＭＰ１１，ＣＯＭＰ１３，ＣＯＭＰ１４、ＣＯＭＰ１５（合計９区画）が対応付けられて記憶されており、計算対象身体区画数＝１６に対して、計算対象の身体区画＝ＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ１６（合計１６区画）が対応付けられて記憶されている。
【００２３】
このように予め記憶される身体区画は、より安全性を考慮したものが優先して組み合わされている。なお、組合せに際しては、上述のものに限らず、例えば、ＣＯＭＰ１は、急激な浮上を伴うダイビングを行う場合に考慮されるのが望ましく、ＣＯＭＰ２〜９は、通常のダイビングを行う場合に考慮されるのが望ましく、ＣＯＭＰ１０〜１６は、１日に数多く潜水する場合や、長時間潜水する場合、あるいは幾日にも渡って潜水する場合や、かなり深く潜水する場合などに考慮されるのが望ましい。尚、身体区画については、後述する「（３）本実施形態における計算対象について」において詳細に説明する。
このように、身体区画を１６個の区画から適宜選択すれば、様々なダイビングスタイルに対応することができる。
【００２４】
ＲＡＭ５４は、設定身体区画数エリア５４ａと、呼吸比率エリア５４ｂとを備えている。
設定身体区画数エリア５４ａには、ＣＰＵ５１にて設定された計算対象の身体区画数が記憶される。
呼吸比率エリア５４ｂには、操作部５にて設定された酸素比率ＦＯ２と、ヘリウム比率ＦＨｅとが記憶される。
【００２５】
水深計測部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。これにより、ダイバーが水中で受ける圧力を計測し、計測された圧力が水深に対応する。
【００２６】
計時部６８は、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。ＣＰＵ５１は、時刻用カウンタ３３のカウンタ値に基づいて時刻の計測や、ダイバーが潜水を開始してからの潜水時間の計測を行う。
【００２７】
（３）本実施形態における計算対象について
ここで、本実施形態における計算対象の身体区画の半飽和時間と許容過飽和不活性ガス分圧について説明する。
体内組織には、不活性ガスの吸収、排出が速い組織と遅い組織があるが、ある体内組織が新しい圧力で飽和される速度は、主に不活性ガスの体内組織への溶け易さと、血流の速さによって定まる。例えば、脂肪組織は、血流の流れが少ないため、飽和するのに長い時間がかかる。一方、脳は血流が良く、その結果速く飽和する。すなわち、血液、脳等が飽和が速い組織であり、骨髄、軟骨、脂肪組織等が遅い組織である。これらの体内組織の違いを表す指標として、半飽和時間と許容過飽和不活性ガス分圧がある。例えば、A.A.Buhlmann著の「Decompression-Decompression Sickness」では、体内組織を１６種類の身体区画に区分することが提案されている。但し、この身体区画は、体内で起こっていることを数学的に近似したものに過ぎない。
図８は、１６区画に分類された身体区画毎の、不活性ガス分圧である窒素の半飽和時間ＨＴＮ２及びヘリウムの半飽和時間ＨＴＨｅ、許容過飽和不活性ガス分圧Ｍ０の一覧表であり、不活性ガスの半飽和時間が小さいものから「１」〜「１６」の身体区画番号を付したＣＯＭＰｎに分類される。
図８より、窒素の半飽和時間ＨＴＮ２及びヘリウムの半飽和時間ＨＴＨｅが増加するほど、許容過飽和不活性ガス分圧Ｍ０は減少しており、半飽和時間ＨＴＮ２及びＨＴＨｅが短い身体区画ほど許容過飽和不活性ガス分圧Ｍ０が大きいことが分かる。これら図８の値は、上述の通り、ダイブコンピュータ１のＲＯＭ５３の身体区画エリア５３ａに記憶されている。
【００２８】
（４）体内不活性ガス分圧の計算方法
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、ダイバーの呼吸気の不活性ガス分圧を算出する。
時刻ｔに対応する水深ｄ（ｔ）と、呼吸気比率エリア５４ｂに記憶された酸素比率ＦＯ２と、ヘリウム比率ＦＨｅとに基づいて、ダイバーが呼吸している呼吸気中の不活性ガス分圧について、それぞれ呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ）、呼吸気ヘリウム分圧ＰＩＨｅ（ｔ）を計算し、出力する。
【００３０】
ここで、呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ）、呼吸気ヘリウム分圧ＰＩＨｅ（ｔ）は、次式により算出される。
ＰＩＮ２（ｔ）＝（１−ＦＯ２―ＦＨｅ）×｛１０＋ｄ（ｔ）｝［ｍｓｗ］・・・▲１▼
ＰＩＨｅ（ｔ）＝ＦＨｅ×｛１０＋ｄ（ｔ）｝［ｍｓｗ］・・・▲２▼
【００３１】
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。また、時刻0や時刻ｔなどの時間の計測は、図２に示した計時部６８によって管理されている。
【００３２】
ここで、ダイバーが用いる呼吸について説明する。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酸素比率ＦＯ２＝０．２１となる。また、いわゆるナイトロックスとは、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とは、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。
【００３３】
なお、▲１▼式における（１−ＦＯ２―ＦＨｅ）は、呼吸気中に占める窒素の割合を示す数値である。
例えば、呼吸気が空気である場合、呼吸気比率エリア５４ｂに酸素比率ＦＯ２は０．２１（２１％）、ヘリウム比率ＦＨｅは０（０％）と記憶されているはずであるから、
１−ＦＯ２―ＦＨｅ＝１−０．２１＝０．７９
となる。
また例えば、呼吸気にトライミックスを用いた場合、呼吸気比率エリア５４ｂに酸素比率ＦＯ２が０．１６（１６％）、ヘリウム比率ＦＨｅが０．５０（５０％）と記憶されてれば、
１−ＦＯ２―ＦＨｅ＝１−０．１６−０．５０＝０．３４
となる。
【００３４】
次に、不活性ガスの吸収／排出の速度が異なる身体区画毎にそれぞれ、ダイバーの体内に蓄積される体内不活性ガス分圧を計算することとなる。まず、窒素とヘリウムの各々について、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。
【００３５】
各々の身体区画については、身体区画番号をｎとし、まず、体内窒素分圧を求めると、潜水時間ｔ＝０〜ｔまでに吸収／排出する体内窒素分圧ＰＧＴＮ２n（ｔ）は、計算開始時（ｔ＝０時）の体内窒素分圧ＰＧＴＮ２n（0）として、次式によって計算される。
ＰＧＴＮ２n（ｔ）＝ＰＧＴＮ２n（0）＋｛ＰＩＮ２（0）−ＰＧＴＮ２n（0）｝×｛１−ｅｘｐ（−Ｋｔ／ＨＴＮ２n）｝・・・▲３▼
【００３６】
なお、Ｋは実験的に求められる定数であり、ＨＴＮ２nは上述した半飽和時間のうち、窒素に関するものであり、図８に示されるように、各身体区画によって異なる数値である。この半飽和時間ＨＴnは、後述するように、ＰＧＴＮ２n（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。
【００３７】
ここで、ダイブコンピュータ１のＣＰＵ５１は、設定身体区画数エリア５４ａに記憶された身体区画数に基づいて、計算対象身体区画エリア５３ｂを参照し、そこに記憶された計算対象身体区画数に対応付けられた身体区画について計算を行う。
例えば、設定身体区画数エリア５４ａに記憶された身体区画数が７である場合、ＣＰＵ５１は、計算対象身体区画エリア５３ｂに記憶された計算対象身体区画数＝７に対応付けられた身体区画を参照する。本実施形態では、上述の通り、その身体区画はＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２，ＣＯＭＰ４、ＣＯＭＰ６，ＣＯＭＰ８，ＣＯＭＰ１１，ＣＯＭＰ１５であるから、ｎ＝１，２，４，６，８，１１，１５について、ＣＰＵ５１は計算を行う。
設定身体区画数エリア５４ａに記憶された身体区画数が９である場合、ＣＰＵ５１は、計算対象身体区画エリア５３ｂに記憶された計算対象身体区画数＝９に対応付けられた身体区画を参照する。本実施形態では、上述の通り、これに対応付けられた身体区画は、ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２，ＣＯＭＰ４、ＣＯＭＰ６，ＣＯＭＰ８，ＣＯＭＰ１１，ＣＯＭＰ１３，ＣＯＭＰ１４、ＣＯＭＰ１５であるから、ｎ＝１，２，４，６，８，１１，１３、１４、１５について、ＣＰＵ５１は計算を行う。
設定身体区画数エリア５４ａに記憶された身体区画数が１６である場合、ＣＰＵ５１は、計算対象身体区画エリア５３ｂに記憶された計算対象身体区画数＝１６に対応付けられた身体区画を参照する。本実施形態では、上述の通り、これに対応付けられた身体区画は、ＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ１６であるから、ｎ＝１〜１６について、ＣＰＵ５１は計算を行う。
【００３８】
また、潜水時間ｔ＝０〜ｔまでに吸収／排出する体内ヘリウム分圧ＰＧＴＨｅn（ｔ）は、計算開始時（ｔ＝０時）の体内窒素分圧ＰＧＴＨｅn（0）として、▲３▼式と同様に、以下の式で算出される。
0003644436.tif 000002
【００３９】
ＨＴＨｅnは、上述した半飽和時間のうち、ヘリウムに関するものであり、図８に示されるように、各身体区画によって異なる数値である。以下、上述の窒素の場合と同様に、ＣＰＵ５１は、設定身体区画数エリア５４ａに記憶された身体区画数に基づいて、計算対象身体区画エリア５３ｂを参照し、そこに記憶された計算対象身体区画数に対応付けられた身体区画について計算を行う。
【００４０】
そして、▲３▼、▲４▼式で求められた所定の身体区画毎の体内窒素分圧ＰＧＴＮ２n（ｔ）及び体内ヘリウム分圧ＰＧＴＨｅn（ｔ）を足して、所定の身体区画毎の体内不活性ガス分圧ＰＧＴn（ｔ）を求める。
ＰＧＴn（ｔ）＝ＰＧＴＮ２n（ｔ）＋ＰＧＴＨｅn（ｔ）・・・▲５▼
【００４１】
次に、無減圧潜水可能時間（Non  Decompression  Limit：以下ＮＤＬという）を算出する方法について説明する。
無減圧潜水可能時間は、上述のように計算された▲５▼式におけるＰＧＴn（ｔ）が、図８に示されるような身体区画毎の許容過飽和不活性ガス量Ｍｏn（ｍｓｗ）となる場合の時間ｔを求めることによって算出される。即ち、ＰＧＴn（ｔ）＝Ｍｏnとなるときのｔを求めれば良い。
ここで、本発明の一実施形態におけるダイブコンピュータ１では、上述の体内不活性ガス分圧の計算と同様に、ＣＰＵ５１は、設定身体区画数エリア５４ａに記憶された身体区画数に基づいて、計算対象身体区画エリア５３ｂを参照し、そこに記憶された計算対象身体区画数に対応付けられた身体区画について計算を行う。
これにより、所定の各身体区画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。
【００４２】
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、上述した▲３▼、▲４▼式において、窒素、ヘリウムついて身体区画毎に、それぞれＰＧＴＮ２n（ｔ）＝０、ＰＧＴＨｅn（ｔ）＝０となる時間ｔを求めればよい。しかしながら、上述ような指数関数では、時間ｔが無限大にならなければ、ＰＧＴＮ２n（ｔ）＝０、ＰＧＴＨｅn（ｔ）＝０とならないため、便宜的に下式を用いて、窒素、ヘリウムについてそれぞれ、身体区画毎の体内不活性ガス排出時間を算出する。まず、窒素について、身体区画毎の体内不活性ガス排出時間ｔＺＮ２nを算出する。
ｔＺＮ２n＝−ＨＴＮ２n×ｌｎ（１−ｆ）／Ｋ・・・▲６▼
ただし、
ｆ＝（ＰｄｅＮＥn−ＰＧＴＮ２n）／（ＰＢｓＮ２−ＰＧＴＮ２n）
である。
【００４３】
ここで、ＨＴＮ２nは上述した身体区画毎の窒素における半飽和時間であり、既知の値である。ＰＢｓＮ２は、大気中の呼吸気窒素分圧であり、標高０ｍの場合には、▲１▼式より０．７９×１０（ｍｓｗ）である。ＰｄｅＮＥnは、ＰＢｓＮ２に比べて各身体区画において残留窒素が十分に排出したとみなすことができる窒素分圧であり、これはＰＢｓＮ２によって変化する。またこれは既知の値である。また、ＰＧＴＮ２nは、ダイビング終了時の身体区画毎の体内窒素分圧である。
【００４４】
次に、ヘリウムについて、▲６▼式と同様に、身体区画毎の体内不活性ガス排出時間ｔＺＨｅnを算出する。
ｔＺＨｅn＝−ＨＴＨｅn×ｌｎ（１−ｆ´）／Ｋ・・・▲７▼
ただし、
ｆ´＝（ＰｄｅＨｅn−ＰＧＴＨｅn）／（ＰＢｓＨｅ−ＰＧＴＨｅn）
となる。
【００４５】
ここで、ＨＴＨｅnは上述した身体区画毎のヘリウムにおける半飽和時間であり、既知の値である。ＰＢｓＨｅは、水面における（即ち大気中）の呼吸気ヘリウム分圧であり、０である。ＰｄｅＨｅnは、ＰＢｓＨｅに比べて各身体区画において残留ヘリウムが完全に排出したとみなすことができるヘリウム分圧であり、既知の値である。また、ＰＧＴＨｅnは、ダイビング終了時の身体区画毎の体内ヘリウム分圧である。
【００４６】
ここで、ダイブコンピュータ１では、上述▲６▼、▲７▼式において、上述の体内不活性ガス分圧の計算と同様に、ＣＰＵ５１は、設定身体区画数エリア５４ａに記憶された身体区画数に基づいて、計算対象身体区画エリア５３ｂを参照し、そこに記憶された計算対象身体区画数に対応付けられた身体区画について計算を行う。
このようにして窒素、ヘリウムそれぞれについて、所定の身体区画毎にｔＺＮ２n、ｔＺＨｅn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。
【００４７】
上述のように算出された無減圧潜水可能時間は、例えば図５に示されるようなダイビングモードにおいて、現在水深５０１、潜水時間５０２、最大水深５０３、体内窒素グラフ２０３とともに、符号３０２のように表示される。また、上述のように計算された身体区画毎に、無減圧潜水可能時間を表示するようにしても良い。
また、体内不活性ガス排出時間は、例えば図６に示されるようなサーフェースモードにおいて、現在月日１００、現在時刻１０１、高度ランク１０２、水面休止時間２０２、体内不活性ガス量グラフ２０３とともに、符号２０１のように表示される。また、上述のように計算された身体区画毎に、体内不活性ガス排出時間を表示するようにしても良い。
また、不活性ガス量は、図５、６に示される符号２０３のようにグラフ表示される。尚、この不活性ガス量グラフは、許容過飽和不活性ガス分圧Ｍ０に対する現在の不活性ガス量の割合を、９段階で表している。例えば図５，６においては、４つの棒が点灯しており、許容過飽和不活性ガス分圧Ｍ０の９に対して、現在の不活性ガス量の割合が４であることを示している。
また、上述のように計算された身体区画毎に、各不活性ガス量を表示するようにしても良い。
【００４８】
（５）ダイブコンピュータ１の機能構成
図３は、ダイブコンピュータ１において、上述の不活性ガス量を計算する機能についてブロック化した図である。１点鎖線の中に示した部分が上述の機能を示している。
図３に示す体内不活性ガス量算出機能６０、体内不活性ガス排出時間算出機能６９、無減圧潜水可能時間算出機能７０は、図２に示したＲＯＭ５３に記憶されている実行されるソフトウェアをＣＰＵ５１が実行することによって実現される。
【００４９】
体内不活性ガス量算出機能６０は、ダイバーがダイビングを行うことによってそのダイバーの体内に蓄積される窒素やヘリウムなどの不活性ガスの分圧（以下、体内不活性ガス分圧と呼ぶ）を算出する。不活性ガスの分圧算出の際には、身体区画エリア５３ａ、計算対象身体区画エリア５３ｂ、設定身体区画数エリア５４ａ、呼吸気比率エリア５４ｂに記憶される値を参照する。
体内不活性ガス排出時間算出機能６９は、体内不活性ガス量算出機能６０によって求められた体内不活性ガス分圧に基づいて、上述ダイバーの体内に残留した不活性ガスが水面浮上後に排出されるまでの時間（以下、体内不活性ガス排出時間と呼ぶ）を算出する。体内不活性ガス排出時間算出の際には、身体区画エリア５３ａ、計算対象身体区画エリア５３ｂ、設定身体区画数エリア５４ａに記憶される値を参照する。
無減圧潜水可能時間算出機能７０は、体内不活性ガス量算出機能６０によって算出された体内不活性ガス分圧に基づいて、前記ダイバーによって無減圧潜水が可能な時間（以下、無減圧潜水可能時間と呼ぶ）を算出する。無減圧潜水可能時間の際には、身体区画エリア５３ａ、計算対象身体区画エリア５３ｂ、設定身体区画数エリア５４ａに記憶される値を参照する。
以上が、本実施形態に係るダイブコンピュータ１の機能的な構成である。
【００５０】
（６）動作
次に、前記構成からなるダイブコンピュータ１の動作について説明する。
ダイブコンピュータ１の動作モードには、時刻モード、サーフェスモード、プランニングモード、設定モード、ダイビングモード、ログモード、ダイビング条件設定モードなどがある。以下、各動作モードについて、液晶パネル１１の表示領域のうち、表示領域１１Ａに表示される項目と共に簡単に説明する。なお、これらの各種動作モードにおける処理は、上述したように制御部５０によって実行され、ＣＰＵ５１にてスイッチＡ、スイッチＢが所定の順番で、所定の回数押されたことが検知されると、所定のモードへと移行する。
【００５１】
時刻モードは、陸上で携帯するときのモードであり、現在月日、現在時刻、高度ランクを表示する。
サーフェスモードは、前回のダイビングから４８時間経過するまでの間に、ダイブコンピュータ１を陸上で携帯するときに使用されるモードであり、時刻モードで表示される現在月日、現在時刻および高度ランク、水面休止時間、体内不活性ガス量グラフの他に、表示領域１１３に後述する体内不活性ガス排出時間２０１をカウントダウン表示する。
プランニングモードは、次に行うダイビングの水深を入力し、その水深での無減圧潜水可能時間を、ダイビング前に確認することが可能な動作モードである。
設定モードは、現在月日や現在時刻の設定の他に、警告アラームのオン／オフ設定、セーフティレベルの設定を行うための動作モードである。
ダイビングモードは、ダイビングに必要な情報として、無減圧潜水時には、現在水深、潜水時間、最大水深、体内不活性ガス量グラフ、高度ランクなどを表示するほか、無減圧潜水可能時間を表示領域１１４に表示する。また、減圧潜水時には、その旨のアラームオンでダイバーに告知すると共に、現在水深、潜水時間、体内不活性グラフ、高度ランク、減圧停止深度、減圧停止時間、総浮上時間を表示する。
ログモードは、ダイビングモードに入った状態で水深１．５ｍよりも深くに３分以上潜水したときの各種データを記憶、表示する機能である。
【００５２】
次に、ダイビング条件設定モードについて詳細に説明する。ダイビング条件設定モードは、ダイバーが用いる呼吸気の酸素比率、ヘリウム比率を設定し、計算対象となる身体区画数を設定するための動作モードである。
ダイバーが、時刻モードにおいてスイッチＡを押すと、ＣＰＵ５１がこれを検知してプランニングモードへ移行させる。そして、プランニングモードにおいてスイッチＡ及びＢの同時押しが検知されると、ＣＰＵ５１は動作モードを条件設定モードに移行させる。
ダイビング条件設定モードに移行すると、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１は、設定対象項目名を表示領域１１４ａに表示し、設定数値を表示領域１１４に表示する。そして、スイッチＡの押下を検知する度に、表示領域１１４ａに表示する設定対象項目名を、酸素比率（Ｏ2）、ヘリウム比率（Ｈe）、計算対象身体区画数（ＣＯＭＰ）の順に切り替え、表示領域１１４に表示される設定対象の数値を点滅させる。このとき、ＣＰＵ５１は、スイッチＢの押下を検知すると、設定対象の数値を変更し、スイッチＢの持続的な押下を検知すると、設定対象の数値を素早く変更する。
【００５３】
なお、酸素比率の設定数値は、０〜９９（％）の範囲で数値が変わり、９９（％）の次は０（％）に変わるよう制御される。そして、設定数値が決定されると、ＣＰＵ５１は、呼吸気比率エリア５４ｂに酸素比率ＦＯ２として実効数値（１００％を１としたときの数値）を記憶させる。
また、ヘリウム比率の設定数値については、ＣＰＵ５１は、呼吸気比率エリア５４ｂに記憶されている酸素比率ＦＯ２の値に基づいて、０（％）から（１―ＦＯ２）×１００（％）の範囲で、数値が変わるように制御する。そして、設定数値が決定されると、ＣＰＵ５１は、呼吸気比率エリア５４ｂにヘリウム比率ＦＨｅとして実効数値（１００％を１としたときの数値）を記憶させる。
なお、本実施形態において、酸素比率を設定するのは、不活性ガス比率を求めるためである。
【００５４】
計算対象身体区画数の設定数値は、７、９、１６の順に切り替わり、１６の次は７となるよう制御される。そして、設定数値が決定されると、設定身体区画数エリア５４ａに、選択された計算対象身体区画数が記憶される。しかし、設定された酸素比率が２１（％）ではない場合やヘリウム比率が０（％）ではない場合、ＣＰＵ５１は、強制的に、設定身体区画数エリア５４ａに計算対象身体区画数＝１６を記憶させる。この場合、上述の計算対象身体区画数の設定動作において、設定数値は１６に自動的に変わり、ダイバーは７や９の数値を設定することができず、計算対象身体区画数＝１６が記憶される。なお、再度酸素比率又はヘリウム比率の設定が行われ、ＣＰＵ５１が、呼吸気比率エリア５４ｂに記憶される酸素比率が２１（％）且つヘリウム比率が０（％）となったことを検知した場合には、上述の通り設定が可能となり、操作部５によって決定された設定数値を設定身体区画数エリア５４ａにそのまま記憶させる。
【００５５】
例えば、大気中の空気と同じ呼吸気を用いてダイビングを行う場合、図４（Ａ）に示されるように、酸素比率を２１（％）とし、次にヘリウム比率を０（％）とし、次に計算対象身体区画数を７として設定が行われる。すると、ＣＰＵ５１は、呼吸気比率エリア５４ｂに、酸素比率ＦＯ２＝０．２１と、ヘリウム比率ＦＨｅ＝０とを各々記憶する。そして、計算対象身体区画数が７に設定されると、ＣＰＵ５１は、設定身体区画数エリア５４ａに‘７’を記憶させる。
【００５６】
また例えば、呼吸気にトライミックスを使用する場合、図４（Ｂ）に示されるように、酸素比率を１６（％）とし、次にヘリウム比率を５０（％）として設定が行われる。するとＣＰＵ５１は、呼吸気比率エリア５４ｂに、酸素比率ＦＯ２＝０．１６と、ヘリウム比率ＦＨｅ＝０．５０とを記憶させる。そして、強制的に、設定身体区画数エリア５４ａに‘１６’を記憶させる。
【００５７】
上述したような実施形態では、ダイバーは操作部５において簡単に、計算対象となる身体区画を設定できたり、潜水時の呼吸気比率を設定できる。これにより、ダイバーは、様々なダイビングパターンや、ダイバーのレベル、目的、状態等に応じた、より有効な情報を得ることができる。即ち、ダイバーは、長時間あるいは多くの回数潜水する場合等には、１６区画全てを考慮に入れて計算された情報によって、より安全で確実な情報を得ることができる。また、あまり長く潜水しない一般的なダイビングを行う場合には、不必要に半飽和時間の長い身体区画による、過度の安全情報に混乱し、使いにくくなるといった問題を防ぐことができる。
【００５８】
また、酸素比率が空気中の酸素比率と異なる値に設定された場合には、強制的に１６区画全てについての不活性ガスの計算や、安全情報の生成が行われるので、誤って、それより少ない数の身体区画を用いて行われた計算や情報生成によって、安全性の低い情報提示を行うことを回避することができる。
【００５９】
（７）ＲＯＭ５３に記憶されたプログラム
本実施形態では、上述した各種動作を行うためのプログラムが予めＲＯＭ５３に記憶されていた。ただし、これに限らず、図示せぬパーソナルコンピュータとダイブコンピュータ１を通信接続し、このパーソナルコンピュータからダイブコンピュータ１に上述プログラムをダウンロードするような形態であってもよい。この場合、ダイブコンピュータ１内の書き換え可能な不揮発性メモリ（図示略）にプログラムが記憶されることになる。そして、ＣＰＵ５１は、この不揮発性メモリからプログラムを読み出して、これを実行すればよい。
【００６０】
以上この発明の一実施形態について説明したが、上述実施形態はあくまでも例示であり、上述実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。
例えば、上述の実施形態のダイバーの体内に蓄積される不活性ガス量を計算する機能はこれに限らず、ハードウェアである論理回路のみ、あるいは、論理回路とＣＰＵを含む処理回路とソフトウェアとを組み合わせることで実現することも可能である。
また、計算対象身体区画数は上述の通りでなくても良く、更にそれに対応付けられた身体区画も上述の通りでなくても良い。
【００６１】
更に計算対象となる身体区画そのものを、ダイバーが操作部を操作し選択設定できるようにしても良い。この場合、ＣＰＵは、選択設定された身体区画を、計算対象の身体区画としてＲＡＭ等に一時記憶し、各種計算時に、ＲＡＭに記憶された計算対象の身体区画を参照して計算を行うようにすれば良い。なお、この身体区画の設定に際しては、実施形態において述べたように、より安全性を考慮したものが優先して組み合わされることが望ましい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、身体区画を設定することができるので、より適切な身体区画について不活性ガス量の算出を行うことができ、更にそれに基づく安全情報の生成・出力を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るダイブコンピュータを正面から見た場合の外観構成を示す模式図である。
【図２】  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３】  同実施形態に係るダイブコンピュータの機能構成を示すブロック図である。
【図４】  同実施形態における呼吸気比率、計算対象身体区画数を設定する動作の説明図である。
【図５】  同実施形態における安全情報の表示例を説明するためのイメージ図である。
【図６】  同実施形態における安全情報の表示例を説明するためのイメージ図である。
【図７】  同実施形態における計算対象身体区画数に対応する計算対象の身体区画を示す図である。
【図８】  同実施形態における身体区画毎の窒素の半飽和時間、ヘリウムの半飽和時間、許容過飽和不活性ガス分圧を示した一覧図である。
【符号の説明】
１・・・ダイブコンピュータ（ダイバーズ用情報処理装置）、５・・・操作部、１０・・・表示部、１１・・・液晶パネル、１２・・・液晶ドライバ、３０・・・潜水動作監視スイッチ、３１・・・発振回路、３２・・・分周回路、３３・・・時刻用カウンタ、３４・・・圧力センサ、３５・・・増幅回路、３６・・・変換回路、３７・・・報音装置、３８・・・振動発生装置、５０・・・制御部、５１・・・ＣＰＵ、５２・・・制御回路、５３・・・ＲＯＭ、５３ａ・・・身体区画エリア、５３ｂ・・・計算対象身体区画エリア、５４・・・ＲＡＭ、５４ａ・・・設定身体区画数エリア、５４ｂ・・・呼吸気比率エリア、６０・・・体内不活性ガス量算出機能、６１・・・水深計測部、６８・・・計時部、６９・・・体内不活性ガス排出時間算出機能、７０・・・無減圧潜水可能時間算出機能。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003644436.tif 000009
【図８】
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