(57)【要約】【課題】  酸素中毒、低酸素症の危険性をより一層低減可能とする。【解決手段】  ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報を非侵襲的、かつ、光学的に計測する生体センサユニット１５と、警告部３９を制御し、計測した生体情報に基づいて血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行う制御部５０と、を備える。【選択図】      図６
2005126049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報を非侵襲的、かつ、光学的に計測する生体情報計測部と、
前記生体情報に基づいて所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行う警告部と、
を備えた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記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記警告部は、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたと推定された場合に、酸素中毒に至る可能性がある旨の警告を行う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記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記ダイバーの周囲圧力および当該ダイバーに供給されているエア中の酸素濃度に基づいて酸素分圧を演算する酸素分圧演算部を備え、
前記警告部は、演算した酸素分圧が所定の基準酸素分圧を超過している場合に、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたか否かを判別する、
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ないし請求項３のいずれかに記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記警告部は、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行うことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のダイバーズ用情報処理装置において、
周囲気圧に基づいて、当該ダイバーズ用情報処理装置が位置する高度範囲を判別する高度範囲判別部を備え、
前記警告部は、前記高度範囲が所定の高度範囲であり、かつ、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行うことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記生体情報計測部は、前記ダイバーの酸素飽和度を計測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７】
請求項６記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記生体情報計測部は、動脈血流を含む生体組織に第１の波長を有する第１計測光を照射する第１光源と、
動脈血流を含む生体組織に第２の波長を有する第２計測光を照射する第２光源と、
前記生体組織にその一部が吸収された後の前記第１計測光および前記第２計測光をそれぞれ受光する受光部と、
前記受光部の受光状態に対応する前記第１計測光および前記第２計測光のそれぞれの吸光度に基づいて前記酸素飽和度を算出する演算部と、
を備えたことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項８】
請求項７記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記第１計測光の波長は、前記動脈血流中の還元ヘモグロビンの吸光度よりも酸化ヘモグロビンの吸光度が小となる波長域に属し、
前記第２計測光の波長は、前記動脈血流中の還元ヘモグロビンの吸光度よりも酸化ヘモグロビンの吸光度が大となる波長域に属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９】
請求項８記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記第１計測光の中心波長は、約６６０ｎｍであり、
前記第２計測光の中心波長は、約４７０ｎｍである、
ことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９のいずれかに記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記生体情報計測部は、前記ダイバーの体動を検出する体動計測部を備え、
前記演算部は、前記受光部の受光状態および検出された体動に基づいて前記ダイバーの脈拍数を算出する、
ことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のダイバーズ用情報処理装置において、
前記警告部は、前記脈拍数の異常の有無を判別し、異常状態であると判別した場合に警告を行うことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【請求項１２】
ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報を非侵襲的、かつ、光学的に計測する生体情報計測過程と、
前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行う警告過程と、
を備えたことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項１２記載のダイバーズ用情報処理装置の制御方法において、
前記警告過程は、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたと推定された場合に、酸素中毒に至る可能性がある旨の警告を行うことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３記載のダイバーズ用情報処理装置の制御方法において、
前記警告過程は、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行うことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載のダイバーズ用情報処理装置の制御方法において、
周囲気圧に基づいて、当該ダイバーズ用情報処理装置が位置する高度範囲を判別する高度範囲判別過程を備え、
前記警告過程は、前記高度範囲が所定の高度範囲であり、かつ、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行うことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置の制御方法。
【請求項１６】
コンピュータによりダイバーズ用情報処理装置の制御を行わせるための制御プログラムにおいて、
ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報を非侵襲的、かつ、光学的に計測させ、
前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行わせる、
ことを特徴とする制御プログラム。
【請求項１７】
請求項１６記載の制御プログラムにおいて、
前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたと推定された場合に、酸素中毒に至る可能性がある旨の警告を行わせることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７記載の制御プログラムにおいて、
前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行わせることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１９】
請求項１６ないし請求項１８のいずれかに記載の制御プログラムにおいて、
周囲気圧に基づいて、当該ダイバーズ用情報処理装置が位置する高度範囲を判別させ、
前記高度範囲が所定の高度範囲であり、かつ、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行わせることを特徴とする制御プログラム。
【請求項２０】
請求項１６ないし請求項１９のいずれかに記載の制御プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイバーズ用情報処理装置、その制御方法、制御プログラム及び記録媒体に係り、特に酸素中毒あるいは低酸素症の危険性をより一層低減可能とするダイバーズ用情報処理装置（以下、ダイブコンピュータという。）、その制御方法、制御プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ダイバーの安全を確保するためにダイバーに対し様々な情報を提供するためのダイブコンピュータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来より窒素と酸素とを人工的な比率で混合したガス（以下、混合ガス）を使用してダイビングを行う混合ガス潜水が知られている。
このような混合ガス潜水の方式として、ナイトロックス潜水およびトライミックス潜水が知られている。
ナイトロックス潜水は、通常の空気（窒素約７９［％］＋酸素約２１［％］）より酸素比率の高い（＝２５〜５０［％］）、高酸素濃度、低窒素の混合ガスであるナイトロックスを使用した潜水方式である。
ナイトロックス潜水の長所としては、以下のものが挙げられる。
・空気潜水より、同深度で無減圧潜水時間が長くなる。
・空気潜水より、同深度で窒素酔いにかかりにくい。
・反復潜水時に水面休憩時間が同深度の空気潜水時より短い。
・潜水後のガス圧減少時間が短くなり、反復潜水を長く行える。
・高所潜水は空気潜水に比べて有利となる。
・潜水終了後の航空機利用、高所通過に有効である。
トライミックス潜水は、大深度潜水用に開発された混合ガスを用いた潜水であり、通常の窒素酸素に加え、ヘリウムが混合されているガスを用いる。
トライミックス潜水の長所としては、以下のものが挙げられる。
・大深度における窒素酔いの低減
・大深度における酸素中毒症の低減
【特許文献１】特開平１１−２０７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ナイトロックス潜水は、高酸素濃度の混合ガスを用いているため、使用法を誤ると酸素中毒になるリスクが高いという問題点があった。
この酸素中毒には、２気圧以上（水深１０ｍ以上）の環境下で高濃度の酸素を吸入することにより中枢神経（脳）が犯され、短時間の内に意識を失ったり、痙攣、麻痺を起こして死亡することもある急性酸素中毒と、大気圧より少し高い圧力の環境下で長時間酸素吸入を継続することにより、呼吸に炎症を引き起こす慢性酸素中毒（肺型酸素中毒）と、が知られている。
一方、トライミックス潜水は、大深度における窒素酔い及び酸素中毒症のリスクの低減を目的としているため、一般的にはヘリウムを加えることにより、窒素濃度、酸素濃度ともに通常の潜水に用いられるガスよりも低濃度となっている。例えば、ヘリウム濃度ＦＨｅ＝４０％、酸素濃度ＦＯ2 ＝８％、窒素濃度ＦＮ2 ＝５２％のようなガスを用いる。
このような混合比のガスは、大深度で使用される場合には問題がないが、水深が浅いところで使用された場合には、通常の酸素濃度よりも低い酸素を吸入することとなり、低酸素症になるリスクが高いという問題点があった。
したがって、水中環境であっても、できるだけ陸上環境と同じような状態の酸素分圧に保つことが必要である。
しかしながら、酸素中毒の可能性あるいは酸素欠乏を考慮し、陸上環境と同じような状態の酸素濃度を保つことができなくなりそうな場合には、ダイブコンピュータは、その旨をダイバーに知らしめることが必要となる。
そこで、本発明の目的は、酸素中毒、低酸素症の危険性をより一層低減可能とするダイバーズ用情報処理装置、その制御方法、制御プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、ダイバーズ用情報処理装置は、ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報を非侵襲的、かつ、光学的に計測する生体情報計測部と、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行う警告部と、を備えたことを特徴としている。ここで、非侵襲的とは、身体を傷つけずにという意味である。
上記構成によれば、生体情報計測部は、ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報を非侵襲的、かつ、光学的に計測する。
警告部は、計測された生体情報に基づいて血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行う。
【０００５】
この場合において、前記警告部は、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたと推定された場合に、酸素中毒に至る可能性がある旨の警告を行うようにしてもよい。
また、前記ダイバーの周囲圧力および当該ダイバーに供給されているエア中の酸素濃度に基づいて酸素分圧を演算する酸素分圧演算部を備え、前記警告部は、演算した酸素分圧が所定の基準酸素分圧を超過している場合に、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたか否かを判別するようにしてもよい。
【０００６】
さらに、前記警告部は、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行うようにしてもよい。
さらにまた、周囲気圧に基づいて、当該ダイバーズ用情報処理装置が位置する高度範囲を判別する高度範囲判別部を備え、前記警告部は、前記高度範囲が所定の高度範囲であり、かつ、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行うようにしてもよい。
また、前記生体情報計測部は、前記ダイバーの酸素飽和度を計測するようにしてもよい。
【０００７】
また、前記生体情報計測部は、動脈血流を含む生体組織に第１の波長を有する第１計測光を照射する第１光源と、動脈血流を含む生体組織に第２の波長を有する第２計測光を照射する第２光源と、前記生体組織にその一部が吸収された後の前記第１計測光および前記第２計測光をそれぞれ受光する受光部と、前記受光部の受光状態に対応する前記第１計測光および前記第２計測光のそれぞれの吸光度に基づいて前記酸素飽和度を算出する演算部と、を備えるようにしてもよい。
さらに、前記第１計測光の波長は、前記動脈血流中の還元ヘモグロビンの吸光度よりも酸化ヘモグロビンの吸光度が小となる波長域に属し、前記第２計測光の波長は、前記動脈血流中の還元ヘモグロビンの吸光度よりも酸化ヘモグロビンの吸光度が大となる波長域に属するようにしてもよい。
さらにまた、前記第１計測光の中心波長は、約６６０ｎｍであり、前記第２計測光の中心波長は、約４７０ｎｍであるようにしてもよい。
また、前記生体情報計測部は、前記ダイバーの体動を検出する体動計測部を備え、前記演算部は、前記受光部の受光状態および検出された体動に基づいて前記ダイバーの脈拍数を算出するようにしてもよい。
さらに、前記警告部は、前記脈拍数の異常の有無を判別し、異常状態であると判別した場合に警告を行うようにしてもよい。
【０００８】
また、ダイバーズ用情報処理装置の制御方法は、ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報を非侵襲的、かつ、光学的に計測する生体情報計測過程と、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行う警告過程と、を備えたことを特徴としている。
この場合において、前記警告過程は、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたと推定された場合に、酸素中毒に至る可能性がある旨の警告を行うようにしてもよい。
また、前記ダイバーの周囲圧力および当該ダイバーに供給されているエア中の酸素濃度に基づいて酸素分圧を演算する酸素分圧演算過程を備え、前記警告過程は、演算した酸素分圧が所定の基準酸素分圧を超過している場合に、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたか否かを判別するようにしてもよい。
さらに、前記警告過程は、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行うようにしてもよい。
さらにまた、周囲気圧に基づいて、当該ダイバーズ用情報処理装置が位置する高度範囲を判別する高度範囲判別過程を備え、前記警告過程は、前記高度範囲が所定の高度範囲であり、かつ、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行うようにしてもよい。
【０００９】
また、コンピュータによりダイバーズ用情報処理装置の制御を行わせるための制御プログラムは、ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報を非侵襲的、かつ、光学的に計測させ、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行わせる、ことを特徴としている。
この場合において、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたと推定された場合に、酸素中毒に至る可能性がある旨の警告を行わせるようにしてもよい。
また、前記ダイバーの周囲圧力および当該ダイバーに供給されているエア中の酸素濃度に基づいて酸素分圧を演算させ、演算した酸素分圧が所定の基準酸素分圧を超過している場合に、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の上限溶解酸素量を超えたか否かを判別させるようにしてもよい。
さらに前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行わせるようにしてもよい。
さらにまた、周囲気圧に基づいて、当該ダイバーズ用情報処理装置が位置する高度範囲を判別させ、前記高度範囲が所定の高度範囲であり、かつ、前記生体情報に基づいて前記血中溶解酸素量が前記安全溶解酸素量範囲の下限溶解酸素量未満となったと推定された場合に、低酸素症に至る可能性がある旨の警告を行わせるようにしてもよい。
また、上記各制御プログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記録することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報（酸素飽和度）を非侵襲的、かつ、光学的に計測し、得られた生体情報に基づいて血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行うので、より正確な警告処理が行え、ダイバーの安全を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に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。
［１］ダイブコンピュータの概要構成
図１は実施形態のダイブコンピュータの外観構成を、その使用の態様と共に示す図である。また、図２は、ダイブコンピュータ本体の外観正面図である。
ダイブコンピュータ１０は、潜水中のダイバーの深度や潜水時間を計算して表示するとともに、潜水中に血中溶解酸素量に相関関係を有する酸素飽和度を計測し、酸素中毒あるいは酸素欠乏とならないように警告を行うべく表示を行ったり、体内に蓄積される不活性ガス量（主として窒素ガス量）を計測し、この計測結果から潜水後に水からあがった状態で体内に蓄積された窒素が排出されるまでの時間などを表示するように構成されている。
図１に示すように、ダイブコンピュータ１０は、腕時計構造を有するダイブコンピュータ本体１１と、このダイブコンピュータ本体１１に設けられ、ダイバーの腕に巻きつけられてダイブコンピュータ本体１１を固定するためのリストバンド１２と、ダイブコンピュータ本体１１に設けられたコネクタ部１３とケーブル１４を介して接続され、生態情報としての酸素飽和度、脈拍を検出する生体センサユニット１５と、生体センサユニット１５を固定するセンサ用固定バンド１６と、を備えている。
【００１２】
ダイブコンピュータ本体１１は、上ケースと下ケースとが完全水密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。ダイブコンピュータ本体１１の図面正面側には、液晶表示パネル１０１を有する表示部１００が設けられている。
さらにダイブコンピュータ本体１１の図面下側にはダイブコンピュータ１０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１０２が形成され、操作部１０２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。ダイブコンピュータ本体１１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１０３が構成されている。この潜水動作監視スイッチ１０３は、ダイブコンピュータ本体１１の図面正面側に設けられた電極１０３Ａ，１０３Ｂを有し、電極１０３Ａ，１０３Ｂ間が海水などにより導通状態となることにより、電極１０３Ａ，１０３Ｂ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。しかしながら、この潜水動作監視スイッチ１０３は、あくまで入水したことを検出してダイブコンピュータ１０の動作モードをダイビングモードに移行させるために用いるだけであり、実際に潜水（ダイビング）を開始した旨を検出するために用いられる訳ではない。すなわち、ダイブコンピュータ１０を装着したユーザの腕が海水に浸かっただけの場合もあり、このような状態で潜水を開始したの判断するのは好ましくないからである。
【００１３】
このため、本ダイブコンピュータ１０においては、ダイブコンピュータ本体１１に内蔵した圧力センサによって水圧（水深）が一定値以上、より具体的には、水圧が水深にして１．５［ｍ］相当以上となった場合にダイビングを開始したものとみなし、かつ、水圧が水深にして１．５［ｍ］未満となった場合にダイビングが終了したものとみなしている。
また、ダイブコンピュータ本体１１の６時方向の外周部には、コネクタ部１３が設けられ、上述したように、このコネクタ部１３には、生体情報を検出するための生体センサユニット１５がケーブル１４を介して接続されている。
この生体センサユニット１５は、生体情報としての酸素飽和度および脈波を計測するパルスオキシメータとして機能することとなる。
図３は、生体センサユニットの装着状態の説明図である。
生体センサユニット１５は、センサ用固定バンド１６によって、利用者の指の根元近傍に固定され、血管に光を照射することで生体情報（酸素飽和度及び脈波）を検出する。
図４は、生体センサユニットの構成を模式的に示す図である。
図４に示すように、生体センサユニット１５は、センサ枠１５Ａと、センサ枠１５Ａの下面を塞ぐ裏蓋１５Ｂと、上面を塞ぐガラス板１５Ｃとを備えるユニット本体１５Ｄを有している。
【００１４】
このユニット本体１５Ｄには、回路基板１５Ｅと、回路基板１５Ｅ上に実装された２つのＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２と、フォトディテクタ１５Ｇとが内蔵されている。また、回路基板１５Ｅには、ケーブル１４が接続され、このケーブル１４を介して、ダイブコンピュータ本体１１にフォトディテクタ１５Ｇによる検出信号たる生体検出信号が出力される。また、回路基板１５Ｅへの電力供給も、ダイブコンピュータ本体１１に内蔵された電池（不図示）からケーブル１４を介して行われる。
ここで、ＬＥＤ１５Ｆ１の波長（中心波長）は、約４７０ｎｍであり、ＧａＮ系（ガリウム−窒素系）の青色ＬＥＤが用いられ、また、ＬＥＤ１５Ｆ２の波長（中心波長）は、約６６０ｎｍであり、ＧａＡｌＡｓ系（ガリウム−アルミニウム−ヒ素）系の赤色ＬＥＤが用いられている。ＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２の出射面及びフォトディテクタ１５Ｇの受光面は、各々ガラス板１５Ｃと対向しており、ＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２の各々から血管に向けて照射された光が当該血管にて反射され、その反射光量がガラス板１５Ｃを透過してフォトディテクタ１５Ｇにて検出される、いわゆる反射型センサの構成を採っている。一般に、波長が短い場合、生体における光の吸収が強くなり、指を透過する透過光が微弱であるため、この透過光を用いての生体情報測定は困難である。しかしながら、上記のように、反射光を検出する構成とすることで、フォトディテクタ１５Ｇに十分な光量が入射することとなり生体情報測定を測定することが可能となる。
【００１５】
図５は、生体センサユニットの平面図である。
図５に示すように、フォトディテクタ１５Ｇの受光面を分割するように、互いに透過波長特性の異なる２つの透過フィルタ１５Ｇ１、１５Ｇ２が貼り付けられている。透過フィルタ１５Ｇ１は、ＬＥＤ１５Ｆ１の波長域（すなわち、４７０ｎｍ付近）の光のみを透過し、透過フィルタ１５Ｇ２は、ＬＥＤ１５Ｆ２の波長域（すなわち、６６０ｎｍ付近）の光のみを透過する。この構成により、１つのフォトディテクタ１５Ｇにより、ＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２の各々の波長域の光量を検出することが可能となっている。生体情報測定時には、ＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２が時分割に交互に発光し、ＬＥＤ１５Ｆ１あるいはＬＥＤ１５Ｆ２の発光により検出された反射光量が生体検出信号としてダイブコンピュータ本体１１に出力される。
なお、ガラス板１５Ｃは、少なくともＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２の波長域（４７０ｎｍ付近及び６６０ｎｍ付近）に高い透過特性を有するガラス材料から形成され、その他の波長域の光については、ガラス板１５Ｃの表面に貼り付けられた図示しない透過フィルタによりカットされる構成となっており、ユニット本体１５Ｄ内への外来光の侵入が極力防止され、フォトディテクタ１５Ｇに外来光によるノイズが含まれるのが防止される。また、本実施形態では、波長約４７０ｎｍの青色光を発するＬＥＤ１５Ｆ１と、波長約６６０ｎｍの赤色光を発するＬＥＤ１５Ｆ２ｂとを用いているため、外来光の影響を受けずに生体情報を測定することが可能となっている。
【００１６】
図６は、ダイブコンピュータの概要構成ブロック図である。
図６に示すように、ダイブコンピュータ１０は、大別すると、各種情報を表示する表示部１００、各種操作を行うための操作部１０２、潜水動作監視スイッチ１０３、ブザーなどのアラーム音によりユーザに告知を行う報音装置３７、振動によりユーザに告知を行う振動発生装置３８、ダイブコンピュータ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圧力計測部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。
表示部１００は、各種の情報を表示するための液晶表示パネル１０１および液晶表示パネル１１を駆動するための液晶ドライバ２１を備えて構成されている。
制御部５０は、スイッチＡ、Ｂ（＝操作部１０２）および潜水動作監視スイッチ１０３、報音装置３７および振動発生装置３８が接続されるとともに、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表示パネル１０１に行わせるため液晶ドライバ２１を制御し、あるいは、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、を備えて構成されている。
【００１７】
また、圧力計測部６１は、ダイブコンピュータ１０においては水深（水圧）を計測、表示するとともに、水深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量（主として窒素ガス量）を計測することが必要であるため、気圧および水圧を計測している。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、後述する増幅回路４１、後述する増幅回路４３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、を備えて構成されている。
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、を備えて構成されている。
生体センサユニット１５には、ケーブル１４を介して増幅回路４１が接続されており、増幅回路４１は、生体センサユニット１５の出力信号を増幅してＡ／Ｄ変換回路３６に出力する。
また、体動センサ４２は、潜水時のユーザの体動を検出するための加速度センサを備えている。体動センサ４２は、ダイブコンピュータ本体１１に内蔵され、ユーザの潜水動作に伴う腕における加速度を検出し、体動信号として増幅回路４３に出力する。これにより、増幅回路４３は、体動信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換回路３６に出力する。
【００１８】
次に表示部の構成について図２を参照して詳細に説明する。
表示部１００を構成する液晶表示パネル１０１の表示面は、９つの表示領域で構成されている。液晶表示パネル１０１の表示領域は、８つの表示領域を有し、中央に位置する表示領域１０１Ａと、その外周側に位置する環状表示領域１０１Ｂと、に大別される。なお、本実施形態では、表示領域１０１Ａと、環状表示領域１１Ｂとが円形の例を示したが、円形に限定されるものではなく、楕円形状、トラック形状、多角形状など他の形状であってもかまわない。
表示領域１０１Ａのうち、図面上部左側に位置する第１の表示領域１１１は、各表示領域のうちで最も大きく構成され、後述するダイビングモード、サーフェスモード（時刻表示モード）、プランニングモード、ログモードにおいて、それぞれ、現在水深、現在月日、水深ランク、潜水月日（ログ番号）が表示される。
第２の表示領域１１２は、第１の表示領域１１１の図面右側に位置し、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻表示モード）、プランニングモード、ログモードにおいて、それぞれ潜水時間および酸素飽和度、現在時刻、無減圧潜水可能時間、潜水開始時刻（潜水時間）が表示される。
【００１９】
第３の表示領域１１３は、第１の表示領域１１１の図面下側に位置し、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻表示モード）、プランニングモード、ログモードにおいて、それぞれ、最大水深、体内窒素排出時間、セーフティレベル、最大水深（平均水深）が表示される。
第４の表示領域１１４は、第３の表示領域１１３の図面右側に位置し、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻表示モード）、プランニングモード、ログモードにおいて、それぞれ無減圧潜水可能時間、水面休止時間、温度、潜水終了時刻（最大水深時水温）が表示される。
第５の表示領域１１５は、第３の表示領域１１３の図面下側に位置し、電源容量切れを表示する電源容量切れ警告表示部１１５Ａやユーザの現在の高度の属する高度ランクを表示する高度ランク表示部１１５Ｂが設けられている。
第６の表示領域１１６は、表示領域１０１Ａのうち図面下部左側に位置し、脈拍状態あるいは体内窒素量がグラフ表示される。
【００２０】
第７の表示領域１１７は、第６の表示領域１１６の図面右側に位置し、ダイビングモードで減圧潜水状態になった場合に、窒素ガス（不活性ガス）が吸収傾向にあるのか、排出傾向にあるかを示す領域（図中、上下方向矢印が図示されている）と、浮上速度が高すぎる場合に浮上速度違反警告のひとつとして減速を指示するための「ＳＬＯＷ」を表示する領域と、潜水中に減圧潜水を行わなければならない旨を警告するための「ＤＥＣＯ」を表示する領域と、を備えて構成されている。
第８の表示領域１１８は、第２の表示領域１１２および第４の表示領域１１４の図面右側に位置し、浮上速度が９個のセグメントによりグラフ表示され、例えば、浮上速度が現水深域における浮上上限速度を超過している場合には、９個全てのセグメントが点滅表示となり、現水深域における浮上上限速度を超えている旨をダイバーに通知するようになっている。
一方、表示領域１０１Ｂは、図示してはいないが、回転ベゼルとして構成されており、回転ベゼルの位置合わせマーク（例えば、▽印）をあらかじめ分針又は時針に合わせておくと経過時間がわかり、位置合わせマークを目標時刻に合わせておくと残りの時間がわかるようにされている。従って、水中に潜ってからの時間、あるいは浮上開始予定時間等を設定することができる。
【００２１】
ここで、実施形態の動作の説明に先立ち、生体情報である酸素飽和度および脈波の検出について説明する。
上述した増幅回路４１は、生体センサユニット１５からの上記生体検出信号を増幅してＡ／Ｄ変換回路３６に出力する。Ａ／Ｄ変換回路３６は、ＣＰＵ５１から制御信号が入力されている間だけ、受け取った生体検出信号をアナログ／ディジタル変換してＣＰＵ５１に出力し、ＣＰＵ５１は、生体検出信号を一定期間取り込み、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を実行することにより生体検出信号の周波数成分を算出し、生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂを求める。ここで、生体センサユニット１５が備える２つのＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２に対応する反射光量を個々に検出すべく、ＣＰＵ５１は、時分割にＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２を交互に発光させ、そして、ＬＥＤ１５Ｆ１の発光時に検出された生体検出信号に基づく生体スペクトル信号Ｆｓａと、ＬＥＤ１５Ｆ２の発光時に検出された生体検出信号に基づく生体スペクトル信号Ｆｓｂとを個別に求めている。
【００２２】
上記生体検出信号、引いては、生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂには、生体情報たる血中の酸素飽和度や脈拍数を示す情報が含まれている。詳述すると、ＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２から指に向けて光を照射すると、この光が血管に届いて血液中のヘモグロビン（酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビン）によって一部が吸収され、一部が反射される。生体（血管）から反射してきた光は、フォトディテクタ１５Ｇによって受光され、その受光量変化は、血液の脈波によって生じる血量変化に対応する。
具体的には、血量が多いときには、ヘモグロビンでの光の吸収が増大するため、反射光が弱くなる一方、血量が少なくなると、反射光が強くなる。従って、反射光強度の変化をフォトディテクタ１５Ｇで監視すれば、反射光強度の脈動周期（すなわち生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂ）から脈拍を検出することが可能となる。
【００２３】
また、その詳細な説明は割愛するが、酸素飽和度ＳＰＯ2 （Saturation Pulse Oxygen）は、次式（１）に示すように、ＬＥＤ１５Ｆ１の波長（本実施形態では４８０ｎｍ）の光に対する吸光度の脈波成分ＡＣａと、ＬＥＤ１５Ｆ２の波長（本実施形態では６６０ｎｍ）の光に対する吸光度の脈波成分ＡＣｂとの強度比により求まる。
酸素飽和度ＳｐＯ２＝ｆ（ＡＣｂ／ＡＣａ）            ……（１）
但し、関数ｆは、ＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２の各々の波長における吸光度によって決定される所定の関数である。
【００２４】
なお、発光素子（ＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２）の発光強度及び受光素子（フォトディテクタ１５Ｇ）の波長による感度のばらつきがあるので、実際には、次式（２）に示すように、吸光度の脈波成分ＡＣを直流成分ＤＣ（発光素子の発光強度のばらつき、体組織の吸収、電気回路の性能のばらつき等を含めた成分）で除算し正規化することで、より正確な酸素飽和度ＳＰＯ2 を求めている。
ＳＰＯ２＝ｆ（（ＡＣｂ／ＤＣｂ）／（ＡＣａ／ＤＣａ））  ……（２）
上記（２）式を生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂを用いて表すと、脈波成分ＡＣａ、ＡＣｂは生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂに含まれるスペクトル成分のうち、パワーが最大のスペクトル成分Ｆｓａｈ、Ｆｓｂｈに対応し、直流成分ＤＣａ、ＤＣｂは周波数が「０Ｈｚ」の直流スペクトル成分Ｆｓａｏ、Ｆｓｂｏに対応するため、次式（３）のようになる。
ＳＰＯ２＝ｆ（（Ｆｓｂｈ／Ｆｓｂｏ）／（Ｆｓａｈ／Ｆｓａｏ））  ……（３）
【００２５】
図７は、上記（２）式における｛（ＡＣｂ／ＤＣｂ）／（ＡＣａ／ＤＣａ）｝の値と、酸素飽和度ＳｐＯ２の関係を模式的に示す図である。
図７に示すように、
｛（ＡＣｂ／ＤＣｂ）／（ＡＣａ／ＤＣａ）｝
の値と酸素飽和度ＳＰＯ２は略比例関係にあり、
｛（ＡＣｂ／ＤＣｂ）／（ＡＣａ／ＤＣａ）｝
の値に応じて酸素飽和度ＳＰＯ2 が一意に特定される。
そこで、本実施形態では、
｛（ＡＣｂ／ＤＣｂ）／（ＡＣａ／ＤＣａ）｝
の値、より詳細には、
（Ｆｓｂｈ／Ｆｓｂｏ）／（Ｆｓａｈ／Ｆｓａｏ）
の値と、酸素飽和度ＳＰＯ2 の対応関係を示すテーブルデータ（不図示）を予めＲＯＭ５３に格納しておき、
｛（ＡＣｂ／ＤＣｂ）／（ＡＣａ／ＤＣａ）｝の値を算出すれば、テーブルデータに基づいて酸素飽和度ＳＰＯ2 が特定される構成となっている。
【００２６】
これにより、上記（２）式、あるいは（３）式に示す関数式を演算する必要がないため、酸素飽和度ＳＰＯ2 を迅速に特定でき、また、この演算による消費電力を低減することが可能となる。
なお、周波数解析値に基づいて上記（３）式より酸素飽和度ＳＰＯ2 を求めるのでは無く、フォトディテクタ１５Ｇからの生体検出信号波形（Ａ／Ｄ変換値）からＡＣ成分（脈波振幅）とＤＣ成分とを求め、上記（２）式を用いて酸素飽和度ＳＰＯ2 を直接求めるようにしても良い。
図８は、生体情報測定処理の手順を示すフローチャートである。
ダイブコンピュータ１０のＣＰＵ５１は、測定開始タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１）。
ステップＳ１の判別において、未だ測定開始タイミングに至っていない場合には、待機状態となる。
【００２７】
またステップＳ１の判別において、測定開始タイミングに至ったと判別した場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、Ａ／Ｄ変換回路３６に制御信号を出して、これを動作させると共に、生体センサユニット１５のＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２及び体動センサ１４０の各々を排他的（時分割）に動作させ、ＬＥＤ１５Ｆ１の発光に基づく生体検出信号と、ＬＥＤ１５Ｆ２の発光に基づく生体検出信号を増幅回路４１を介して、また、体動信号を増幅回路４３を介して時分割に取り込む（ステップＳ２）。
次いで、ＣＰＵ５１は、生体検出信号と体動信号の各々に対してＦＦＴ処理を実行し、生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂと、体動スペクトル信号Ｆｔの各々を算出する（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ５１は、生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂから体動成分を除去すべく、生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂの各々から体動スペクトル信号Ｆｔを減算し（ステップＳ４）、この減算後の生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂに基づいて酸素飽和度と脈拍数（すなわち生体情報）を算出する（ステップＳ５）。
図９は、生体情報算出処理の手順を示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ５１は、上記式（３）を用いて酸素飽和度ＳＰＯ2 を求めるために、生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂを直流スペクトル成分Ｆｓａｏ、Ｆｓｂｏと、パワーが最大のスペクトル成分Ｆｓａｈ、Ｆｓｂｈとに分離する（ステップＳ５０）。
つぎにこれらのスペクトル成分Ｆｓａｏ、Ｆｓｂｏ、Ｆｓａｈ、Ｆｓｂｈとから、
（Ｆｓｂｈ／Ｆｓｂｏ）／（Ｆｓａｈ／Ｆｓａｏ）
の値、すなわち、２波長の各々の吸光度比を算出する（ステップＳ５１）。
【００２８】
そして、ＣＰＵ５１は、この算出した吸光度比に対応する酸素飽和度ＳＰＯ2 を、ＲＯＭ５３に格納されたテーブルデータを参照して特定する（ステップＳ５２）。なお、ここでは、周波数解析値に基づいて上記（３）式より酸素飽和度ＳＰＯ2 を求めるようにしたが、これに限らず、フォトディテクタ１５Ｇからの生体検出信号波形（Ａ／Ｄ変換値）からＡＣ成分（脈波振幅）とＤＣ成分とを求め、上記（２）式を用いて酸素飽和度ＳＰＯ2 を直接求めるようにしても良い。
次にＣＰＵ５１は、生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂのうち、パワーが最大のスペクトル成分Ｆｓａｈ、Ｆｓｂｈの周波数が脈拍を示すことを用いて、次式（４）により脈拍数を算出する（ステップＳ５３）。
脈拍数（拍数／分）
＝生体スペクトル信号のパワー最大成分Ｆｓａｈの周波数×６０・・・（４）
あるいは、
脈拍数（拍数／分）
＝生体スペクトル信号のパワー最大成分Ｆｓｂｈの周波数×６０・・（４'）
【００２９】
なお、ＬＥＤ１５Ｆ１、１５Ｆ２の各々に対応して得られた生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂのいずれを用いても、脈拍数を算出することが可能である。従って、いずれか１つの生体スペクトル信号を用いて脈拍数を算出しても良く、また、誤差を小さくするために、生体スペクトル信号Ｆｓａ、Ｆｓｂの各々について算出された脈拍数の平均値を算出するようにしても良い。
再び図８に戻り、ＣＰＵ５１は、ステップＳ５において算出した酸素飽和度と脈拍数とを液晶表示部１０８に表示し（ステップＳ６）、ダイバーに測定結果を通知する。そして、ＣＰＵ５１は、動作モードの変更などダイバーの操作部１０２の操作により、生体情報測定を終了させる指示があったか否かを判別し（ステップＳ７）、この判別結果がＮｏであれば（ステップＳ７；Ｎｏ）、引き続き生体情報測定を行うべく、処理を再びステップＳ２に移行する。
また、ステップＳ７の判別において、判別結果がＹｅｓである場合には（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１は、生体情報測定処理を終了する。
なお、上述した生体情報算出処理において、生体情報を酸素飽和度、脈拍数の順に算出する構成としたが、脈拍数、酸素飽和度の順に算出する構成でも良い事は勿論である。
次に体内窒素分圧計算方法について説明する。
【００３０】
図１０は本実施形態のダイブコンピュータにおける体内窒素分圧（体内不活性ガス量）を計算するための機能構成ブロック図である。
図１０に示すようにダイバーズ用情報処理装置１は、前述した圧力計測部６１、呼吸気窒素分圧計算部６２、呼吸気窒素分圧記憶部６３、体内窒素分圧計算部６４、体内窒素分圧記憶部６５、比較部６６、半飽和時間選択部６７、計時部６８を備えている。比較部６６は呼吸気窒素分圧記憶部６３と体内窒素分圧記憶部６５に記憶されているデータ比較をおこなっている。これら呼吸気窒素分圧計算部６２、呼吸気窒素分圧記憶部６３、体内窒素分圧計算部６４、体内窒素分圧記憶部６５、比較部６６、半飽和時間選択部６７は、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４によって実行されるソフトウエアによって実現可能である。だたし、これに限らず、ハードウエ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エアとを組み合わせることで実現することも可能である。
【００３１】
体内窒素分圧の計算方法について説明する。本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１において行われる体内窒素分圧の計算方法については、例えばKEN LOYST et al.著の「DIVE COMPUTER 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、ここで示す体内窒素分圧の計算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。
この構成において、ＣＰＵ５１は圧力計測部６１で計測された水圧と、計時部６８で計時された時間とに基づいて、時間ｔに対応する水圧Ｐ（ｔ）を計算してその値を出力する。ここで、Ｐ（ｔ）は、大気圧も含めた絶対圧を意味する。呼吸気窒素分圧計算部６２は、出力された水圧Ｐ（ｔ）に基づいて、ダイバーが呼吸している空気中の窒素分圧（以下、呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ）という）を計算し、その値を出力する。ここで、呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ）は水圧Ｐ（ｔ）を用いた次式により算出される。
ＰＩＮ２（ｔ）＝０．７９×Ｐ（ｔ）  ［ｂａｒ］
【００３２】
なお、上式における「０．７９」は、空気中に占める窒素の割合を示す数値である。呼吸気窒素分圧記憶部６３は、呼吸気窒素分圧計算部６２によって上式のように計算された呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ）の値を記憶する。
体内窒素分圧計算部６４は、窒素の吸収／排出の速度が異なる体内組織毎にそれぞれ体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ）を計算する。例えばある一つの組織を例に取ると、潜水時間ｔ＝ｔ０〜ｔＥまでに吸収／排出する体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔＥ）は、計算開始時（ｔ０時）の体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ０）を用いて、次式のように計算され、体内窒素分圧記憶部６５に記憶される。
ＰＧＴ（ｔＥ）＝ＰＧＴ（ｔ０）
＋｛ＰＩＮ２（ｔ０）−ＰＧＴ（ｔ０）｝
×｛１−ｅｘｐ（−ｋ（ｔＥ−ｔ０）／ＴＨ）｝
ここで、ｋは実験的に求められる定数であり、ＴＨは各組織に窒素が溶け込んで飽和状態の半分に達するまでの時間（以下、半飽和時間という）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ＴＨは、後述するように体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ０）と呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ０）の大小に応じて可変となる。なお、時刻ｔ０や時刻ｔＥなどの時間の測定は、図２に示した計時部６８によって計時されている。
【００３３】
たとえば、ｔ＝ｔ０時の呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ０）と体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ０）とが、それぞれ呼吸気窒素分圧記憶部６３と体内窒素分圧記憶部６５とに記憶されている時には、比較部６６はこのＰＩＮ２（ｔ０）とＰＧＴ（ｔ０）とを比較する。この比較部６６において比較した結果に基づき、体内窒素分圧計算部６４は、半飽和時間選択部６７により、ｔ＝ｔＥの時の体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔＥ）を次式に基づいて計算する。
（１）ＰＧＴ（ｔ０）＞ＰＩＮ２（ｔ０）のとき
ＰＧＴ（ｔＥ）＝ＰＧＴ（ｔ０）
＋｛ＰＩＮ２（ｔ０）−ＰＧＴ（ｔ０）｝
×｛１−ｅｘｐ（−ｋ（ｔＥ−ｔ０）／ＴＨｌ）｝
（２）ＰＧＴ（ｔ０）＜ＰＩＮ２（ｔ０）のとき
ＰＧＴ（ｔＥ）＝ＰＧＴ（ｔ０）
＋｛ＰＩＮ２（ｔ０）−ＰＧＴ（ｔ０）｝
×｛１−ｅｘｐ（−ｋ（ｔＥ−ｔ０）／ＴＨ２）｝
ここで、ｋは定数であり、ＴＨ２＜ＴＨｌとなっている。
なお、ＰＧＴ（ｔ０）＝ＰＩＮ２（ｔ０）の時は、半飽和時間ＴＨ＝（ＴＨ２＋ＴＨｌ）／２として計算するのが望ましい。
【００３４】
ここでＰＧＴ（ｔ０）＞ＰＩＮ２（ｔ０）のと時と、ＰＧＴ（ｔ０）＜ＰＩＮ２（ｔ０）の時とで、半飽和時間ＴＨが異なる理由について説明する。
まず、ＰＧＴ（ｔ０）＞ＰＩＮ２（ｔ０）のときは、体内から窒素が排出される場合であり、逆にＰＧＴ（ｔ０）＜ＰＩＮ２（ｔ０）のときは、体内へ窒素が吸収される場合である。すなわち、窒素の排出を窒素の吸収に比較して時間がかかるものとして計算させるため、窒素が排出される場合の半飽和時間ＴＨ１は窒素を吸収する場合の半飽和時間ＴＨ２より長く設定されるのである。このように窒素の排出時と吸収時とで異なる半飽和時間ＴＨを用いることにより、体内窒素量のシミュレーションをより厳密に行うことができるのである。また、体内窒素分圧の上限値を設定すれば、現在の体内窒素分圧からみて無減圧潜水可能な時間や水面に上がった以降に、体内窒素分圧が通常の状態に戻るまでの時間などを求めることができる。そのため、この体内窒素分圧の情報をダイバーに報知すれば、潜水の安全性を高めることができる。
【００３５】
次に上記構成からなるダイブコンピュータの動作について説明する。
図１１はダイブコンピュータ１０の各種動作モードにおける表示画面の遷移を模式的示す図である。
図１１に示すようにダイブコンピュータ１０の動作モードには、時刻モードＳＴｌ、サーフェスモードＳＴ２、プランニングモードＳＴ３、設定モードＳＴ４、ダイビングモードＳＴ５、ログモードＳＴ６、報知条件設定モードＳＴ７がある。なお、図５には、液晶表示パネル１１の表示部域のうち、表示領域１１Ａに表示される項目のみを表してある。
以下各種動作モードについて説明する。なお、これらの各種動作モードにおける処理は、前述した制御部５０によって実行される。
【００３６】
（時刻モードＳＴｌ）
時刻モードＳＴｌは、スイッチ操作を行わず、かつ、休内窒素が平衡状態にあり、陸上で携帯するときの動作モードである。この時刻モードＳＴ１において、液晶表示パネル１０１には、第１の表示領域１１１（＝現在月日表示領域）には現在月日が表示され、第２の表示領域１１２（＝現在時刻表示領域）には現在時刻が表示され、第５の表示領域１１５の高度ランク表示部１１５Ｂには高度ランクが表示される。
ここで、高度ランクは、現在の場所の高度を自動的に計測し、高度を４つの高度範囲であるランク（＝高度ランク＝ランク０〜ランク３）に分類し、高度ランク＝ランク０を除く、３つのランクについて表示するようになっている。すなわち、高度ランクがランク０の場合には高度ランク表示部１１５Ｂにはマークが表示されない。
【００３７】
高度ランクと気圧および標高との関係は以下の通りとなっている。
高度ランク            気圧（ｍｓｗ）            標高          
０                １０．０                ０−  ８００ｍ
１                  ９．３            ８００−１６００ｍ
２                  ８．４          １６００−２０００ｍ
３                  ７．５          ２０００ｍ−
現在時刻表示を行う場合には、はコロン（：）が点滅することによって、この表示が現在時刻である旨を知らせる。たとえば、時刻モードＳＴ１に示す状態では、現在１２月５日の１０時０６分であると表示されている。
【００３８】
また、海抜の高い所、低い所を移動したときも気圧が変化し、過去のダイビングの有無にかかわらず、体内への窒素の溶け込みや窒素の排出が起きる。そこで、本実施形態のダイブコンピュータ１０では、時刻モードＳＴ１であってもこのような高度変化があったときには減圧計算を自動的に開始し、表示が変わる。すなわち、図示を省略するが、高度が変わってからの時間、体内窒素分圧が平衡状態になるまでの時間、現在から平衡状態になるまで排出または溶け込む窒素量が表示される。また、実際に高度変化が無くても、気圧の減少を伴う移動を行う前に条件設定手段によって設定された気圧情報を用いても、減圧計算は行われる。
この時刻モードＳＴｌでは、スイッチＡを押すとプランニングモードＳＴ３に移行することとなる。また、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行することとなる。さらに、スイッチＡを押したままスイッチＢを一定期間、例えば５秒間押し続けると、設定モードＳＴ４に移行することとなる。
【００３９】
（サーフェスモードＳＴ２）
サーフェスモードＳＴ２は、前回のダイビングから４８時間経過するまで、陸上で携帯するときの動作モードであり、前回のダイビングの終了後、導通していた潜水動作監視スイッチ３０が絶縁状態になると自動的にサーフェスモードＳＴ２に移行するようになっている。このサーフェスモードＳＴ２においては、図１１に示すように、第１の表示領域１１１（＝現在月日表示領域）には現在月日が表示され、第２の表示領域１１２（＝現在時刻表示領域）には現在時刻が表示され、第５の表示領域１１５の高度ランク表示部１１５Ｂには高度ランクが表示され、第３の表示領域１１３（＝体内窒素排出時間表示領域）には、体内に溶け込んだ過剰な窒素が排出され、平衡状態になるまでの時間が表示され、第４の表示領域１１４（＝水面休止時間表示領域）には、潜水後の経過時間が表示され、第６の表示領域１１６（＝体内窒素グラフ表示領域）には、体内に溶け込んだ体内窒素分圧が体内窒素グラフとして表示されている。第３の表示領域１１３（＝体内窒素排出時間表示領域）に表示されている平衡状態になるまでの時間はカウントダウンを行い、この時間が０：００に至るとそれ以降は無表示となる。
【００４０】
また、サーフェスモードＳＴ２においては、第４の表示領域１１４（＝水面休止時間表示領域）に表示される水面休止時間は、後述するダイビングモードＳＴ５において水深が１．５ｍよりも浅くなった時点をダイビングの終了として計時が開始され、４８時間まで計測した後、無表示となる。従って、ダイブコンピュータ１０においては、ダイビング終了後、４８時間が経過するまでは陸上においてこのサーフェスモードＳＴ２となり、それ以降は時刻モードＳＴｌとなる。なお、図１１に示すサーフェスモードＳＴ２は、現在１２月５日の１１時５８分であり、ダイビング終了後、１時間１３分経過していると表示されている。また、これまで行ったダイビングにより体内に溶け込んだ体内窒素分圧が体内窒素グラフの４個分に相当し、この状態から体内の過剰な窒素が排出されて平衡状態になるまでの時間（体内窒素排出時間）が、１０時間５５分であると表示されている。
このサーフェスモードＳＴ２では、スイッチＡを押すとプランニングモードＳＴ３に移行することとなる。また、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行することとなる。さらに、スイッチＡを押したままスイッチＢを一定期間、例えば５秒間押し続けると、設定モードＳＴ４に移行することとなる。
【００４１】
（プランニングモードＳＴ３）
プランニングモードＳＴ３では、次に行うダイビングの最大水深と潜水時間の目安を入力することが可能な動作モードである。この動作モードでは、図１１に示すように第１の表示領域１１１（＝水深ランク表示領域）には、後述する水深ランクが表示され、第２の表示領域１１２（＝無減圧潜水可能時間表示領域）には、水深ランクに対応した無減圧潜水可能時間が表示され、第４の表示領域１１４（＝水面休止時間表示領域）には、水面休止時間が表示され、第６の表示領域１１６（＝体内窒素グラフ表示領域）には、体内に溶け込んだ体内窒素分圧が体内窒素グラフとして表示され、セーフティベル（図示せず）および高度ランク（図示せず）が表示されている。
このプランニングモードＳＴ３は、低ランクから高ランクへと順次、水深ランク表示領域３０１の水深ランクの表示が変わっていく。この各水深ランクは、９ｍ、１２ｍ、１５ｍ、１８ｍ、２１ｍ、２４ｍ、２７ｍ、３０ｍ、３３ｍ、３６ｍ、３９ｍ、４２ｍ、４５ｍ、４８ｍの各ランクがあり、この表示は５秒毎に順次切り変わる。このとき、時刻モードＳＴｌからプランニングモードＳＴ３に移行したのであれば、過去の潜水によって体内に過剰な窒素蓄積がない初回潜水の計画であるため、図１１の上図に示すように、体内窒素グラフは０となり、水深が１５ｍのときに無減圧潜水可能時間が６６分と表示される。これは、水深１２ｍ以上１５ｍ以下の水深で６６分未満までは無減圧潜水が可能であることを示している。
【００４２】
これに対して、サーフェスモードＳＴ２からプランニングモードＳＴ３に移行したのであれば、過去の潜水によって体内に過剰の窒素蓄積がある反復潜水の計画であるため、図７の下図に示すように、体内窒素分圧が体内窒素グラフの４個分に相当し、最大水深が１５ｍのときに無減圧潜水可能時間は４５分と表示される。これは、水深１２ｍ以上１５ｍ以下のところで４５分未満までは無減圧潜水が可能であることを示している。
このプランニングモードＳＴ３において、水深ランクが９ｍから４８ｍへと順次表示される間に、スイッチＡを一定期間、例えば２秒以上押し続けると、サーフェスモードＳＴ２に移行することとなる。また、プランニングモードＳＴ３において、水深ランクが４８ｍと表示された後には、時刻モードＳＴｌまたはサーフェスモードＳＴ２に自動的に移行することとなる。さらに、プランニングモードＳＴ３において、所定の期間スイッチ操作がないときにはサーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴｌに自動的に移行することとなるので、その都度スイッチ操作を行う必要がなく、ダイバーにとって便利である。また、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行することとなる。
【００４３】
（設定モードＳＴ４）
設定モードＳＴ４は、図８に示すように第１の表示領域１１１（＝現在月日表示領域）には、現在の月日が表示され、第２の表示領域１１２（＝現在時刻表示領域）には現在の時刻が表示され、第４の表示領域１１４（＝年号表示領域）には現在の年号が西暦で表示され、セーフティレベル（図示せず）およびアラームのＯＮ／ＯＦＦ（図示せず）が表示されている。この設定モードＳＴ４は、これらの現在の年月日、現在時刻の設定の他に、警告アラ一ムのＯＮ／ＯＦＦ設定と、セーフティレベルの設定とを行うための動作モードである。
これらの設定項目のうち、セーフティレベルとは、通常の減圧計算を行うレベルと、ダイビング後に１ランク高い高度ランクの場所へ移動することを前提とした減圧計算を行うレベルとの２つのレベルに設定することができる。アラームのＯＮ／ＯＦＦとは、報音装置３７から各種警告のアラームを鳴らすか否かを設定するための機能であり、アラームをＯＦＦに設定しておけば、アラームが鳴ることはない。これは、ダイバーズ用情報処理装置１のように電池切れが特に致命的である装置では、アラームのために電力が消費され不用意に電池切れに至ることを避けることができ、好都合だからである。
この設定モードＳＴ４では、スイッチＡを押す度に設定項目が時、秒、分、年、月、日、セーフティレベル、アラームＯＮ／ＯＦＦの順に切り替わり、設定対象部分の表示が点滅することとなる。このとき、スイッチＢを押すと設定項目の数値または文字が変わり、スイッチＢを押し続けることで数値や文字は素早く変わることとなる。アラームのＯＮ／ＯＦＦが点滅している状態でスイッチＡを押すことで、サーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴｌに戻ることとなる。また、スイッチＡ、Ｂのいずれについても、予め定めた期間例えば、１分〜２分間操作されなければ、サーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴｌに自動的に戻ることとなる。さらに、スイッチＡを押したままスイッチＢを一定期間、例えば５秒間押し続けると、報知条件設定モードＳＴ７に移行することとなる。
【００４４】
（ダイビングモードＳＴ５）
ダイビングモードＳＴ５とは、潜水時の動作モードであり、無減圧潜水モードＳＴ５１、生体情報表示モードＳＴ５２、減圧潜水表示モードＳＴ５３からなる。
このダイビングモードＳＴ５の状態で、水深が１．５ｍより浅いところにまで浮上したときには、ダイビングが終了したものとみなされ、潜水によって導通状態となっていた潜水動作監視スイッチ３０が絶緑状態になった時点でサーフェスモードＳＴ２に自動的に移行することとなる。この場合において、ＣＰＵ５１は、水深が１．５ｍ以上となった時から１．５ｍ未満となった時までを１回の潜水動作として、この期間中の潜水結果（ダイビングの日付、潜水時間、最大水深などの様々なデータ）をＲＡＭ５４に記憶、保持することとなる。併せて、ＣＰＵ５１は、今回のダイビング中に上述した浮上速度違反警告が連続して２回以上あった時には、その旨も潜水結果に含めてＲＡＭ５４に記録、保持される。
本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１は、無減圧潜水を前提に構成されているものであるが、万が一、減圧潜水を行う必要が生じた場合には、その旨のアラーム音でダイバーに報知するとともに、後述する減圧潜水表示モードＳＴ５３に移行する。
【００４５】
減圧潜水表示モードＳＴ５３では、図１１示すように、第１の表示領域１１１（＝現在水深表示領域）には、現在の水深が表示され、第２の表示領域１１２（＝潜水時間表示領域）には、ダイビングを開始してからの経過時間が表示され、第６の表示領域１１６（＝体内窒素グラフ表示領域）には、体内に溶け込んだ体内窒素分圧が体内窒素グラフとして表示され、第３の表示領域１１３（＝減圧停止深度表示領域）には、減圧潜水時に浮上すべき水深（減圧停止深度）が表示され、第４の表示領域１１４（＝減圧停止時間表示領域および総浮上時間表示領域）は、減圧停止深度で停止すべき時間および減圧潜水時に水面に出るまでの安全な最低時間が表示され、高度ランク（図示せず）が表示されている。
図１１に示す減圧潜水表示モードＳＴ５３では、ダイビングを開始してから２４分経過し、現在の水深が２９．５ｍである旨が表示されている。また、減圧潜水表示モードＳＴ５３では、体内窒素分圧が最大許容値を越え危険であるため、安全な浮上速度を守りながら水深３ｍの所まで浮上し、そこで１分間の減圧停止をし、安全な浮上速度として水面までには最低でも５分の時間をかけるようにとの指示が表示され、さらに、現在の体内窒素分圧が増大傾向にある旨を、たとえば液晶表示パネル１０１の第７の表示領域１１７において上向きの矢印で表示されている。このような場合は、ダイバーは上記の表示内容に基づいて減圧停止した後、浮上することとなる。減圧潜水表示モードＳＴ５３では、減圧停止を行っている状態での体内窒素分圧が減少傾向にある旨を、たとえば液晶表示パネル１０１の第７の表示領域１１７において下向きの矢印で表示されている。
【００４６】
無減圧潜水モードＳＴ５１では、図１１に示すように、第１の表示領域１１１（＝現在水深表示領域）には、現在の水深が表示され、第２の表示領域１１２（＝潜水時間表示領域）には、ダイビングを開始してからの経過時間が表示され、第３の表示領域１１３（＝最大水深表示領域）には、現在のダイビングにおける最大水深が表示され、第４の表示領域１１４（＝無減圧潜水可能時間表示領域）には、現在の水深での無減圧潜水可能時間が表示され、第６の表示領域１１６（＝体内窒素グラフ表示領域）では、体内に溶け込んだ体内窒素分圧が体内窒素グラフとして表示され、高度ランク（図示せず）など、ダイビングに必要な情報が表示される動作モードである。
図１１に示す無減圧潜水モードＳＴ５１では、ダイビングを開始してから１２分経過し、現在の水深が１６．８ｍであり、この水深ではあと４２分間の無減圧潜水を続けることができる旨が表示されている。また、現在のダイビングにおける最大水深は２０．０ｍである旨が表示され、さらに現在の体内窒素分圧は体内窒素グラフのマーク４個分に相当する旨が表示されている。
【００４７】
このダイビングモードＳＴ５においては、急激な浮上が減圧症の原因となることから、前述した浮上速度監視機能が働く。この浮上速度監視機能は、所定時間毎例えば、６秒毎に現在の浮上速度を算出するとともに、この算出した浮上速度と現在水深に対応する浮上速度上限値とを比較し、算出した浮上速度が浮上速度上限値よりも速い場合には、報音装置３７から４ｋＨｚの周波数でアラーム音（浮上速度違反警告）を一定期間、例えば３秒間発するとともに、浮上速度を落とすように、液晶表示パネル１１の第７の表示領域１１７において「ＳＬＯＷ」との表示と、現在水深の表示とを１Ｈｚ周期で交互に点滅させ浮上速度違反警告を行い、また、振動発生装置３８から浮上速度違反である旨を振動でダイバーに警告する。そして、浮上速度監視機能で算出した浮上速度が正常なレベルにまで低下したときには、浮上速度違反警告を停止することとなる。
【００４８】
また、ダイビングモードＳＴ５では、スイッチＡを押すと、本発明に係る生体情報表示モードＳＴ５２に移行する。
図１２は、生体情報表示モードにおける表示画面の一例の説明図である。
生体情報表示モードＳＴ５２では、図１２に示すように、第２の表示領１１２（＝酸素飽和度表示領域）には、酸素飽和度が酸素飽和度を表示している旨を示す「ＳＰＯ2」の表示とともに表示され、第４の表示領域１１４（＝心拍数表示領域）にはダイバーの心拍数が表示され、第６の表示領域１１６（＝脈拍グラフ表示領域）には、脈拍を表示している旨を示す「ＰＵＬＳＥ  ＭＥＴＥＲ」および脈拍状態が脈拍グラフとして表示される。
図１２に示す生体情報表示モードＳＴ５２では、酸素飽和度ＳＰＯ2 ＝９６％であることが表示されている。
また、脈拍数は６３（拍／分）であり、脈拍状態が動的なグラフとして表示されている。このように脈拍状態を動的なグラフとして表示しているため、生体センサユニット１５が正常に動作していることをダイバーは容易に把握することができるとともに、数字のみで表示する場合と比較して直感的に脈拍数が早いか、遅いかを把握することができる。
さらに脈拍数によって、ダイビング中の精神状態もある程度推定することができ（脈拍数が高い場合は、興奮状態にある等）、よりダイビングにおける安全管理が行える。
【００４９】
（ログモードＳＴ６）
ログモードＳＴ６へは、時刻モードＳＴｌまたはサーフェスモードＳＴ２の動作モード状態でスイッチＢを押すことで移行することができる。このログモードＳＴ６は、ダイビングモードＳＴ５の動作モード状態で水深１．５ｍよりも深く潜水し、その潜水時間が３分以上の時の各種データを記憶、表示する動作モードである。このようなダイビングのデータは、ログデータとして潜水毎に順次記憶され、所定数例えば、最大１０本のログデータが記憶、保持される。ここで、最大記憶数以上の潜水を行った場合には、古いデータから順に削除され、常に最新の１０本分のダイビングデータが記憶、保持されることとなる。
ログモードＳＴ６においては、ログデータは４秒毎に切り替わる２つの画面で表示されることとなる。このログモードＳＴ６は、図１１に示すように、第１の画面ＳＴ６１では、第１の表示領域１１１（＝潜水月日表示領域）には、ダイビングを行った月日が表示され、第３の表示領域１１３（＝平均水深表示領域）には、このダイビングでの平均水深が表示され、第２の表示領域１１２（＝潜水開始時刻表示領域）には、ダイビングを開始した時刻が表示され、第４の表示領域１１４（＝ダイバー潜水終了時刻表示領域）には、ダイビングを終了した時刻が表示され、第６の表示領域１１６（＝体内窒素グラフ表示領域）には、ダイビングを終了したときの体内に溶け込んだ体内窒素分圧が体内窒素グラフとして表示され、高度ランク（図示せず）が表示されている。
【００５０】
また、第２の画面ＳＴ６２では、第１の表示領域１１１（＝ログナンバー表示領域）には、そのダイビングを行った日の潜水ナンバーであるログナンバーが表示され、第３の表示領域１１３（＝最大水深表示領域）には、このダイビングでの最大水深が表示され、第２の表示領域１１２（＝潜水時間表示領域）には、ダイビングを行っていた時間が表示され、第４の表示領域１１４（＝水温表示領域）には、最大水深時の水温が表示され、第６の表示領域１１６（＝体内窒素グラフ表示領域）には、ダイビングを終了したときの体内に溶け込んだ体内窒素分圧が体内窒素グラフとして表示され、高度ランク（図示せず）が表示されている。
たとえば、図１１に示す状態では、高度ランクが０のところで、１２月５日の２本日のダイビングであり、潜水開始が１０時０７分であり、潜水終了が１０時４５分であり、潜水時間は３８分間であった旨が表示されている。このときのダイビングでは、平均水深が１４．６ｍであり、最大水深が２６．０ｍであり、最大水深時の水温が２３℃であり、ダイビング終了後の体内窒素分圧は体内窒素グラフのマーク４個分に相当する旨が表示されている。このように、ログモードＳＴ６では２画面を自動的に切り換えながら各種の情報を表示するため、表示面が小さくても表示できる情報量が多いこととなる。
さらに、ログモードＳＴ６では、今回表示しているログデータに対応するダイビング中に、速度違反警告が２回以上あったときには、その旨を、たとえば液晶表示パネル１１の第７の表示領域１１７において「ＳＬＯＷ」と表示する。
【００５１】
このログモードＳＴ６では、スイッチＢを押す度に、新しいデータから古いデータに順次切り換わり、最も古いデータが表示された後は、時刻モードＳＴｌまたはサーフェスモードＳＴ２に移行することとなる。そのログの切り換え途中にスイッチＢを２秒以上押し続けた場合も、時刻モードＳＴｌまたはサーフェスモードＳＴ２に移行することとなる。さらに、スイッチＡ、Ｂのいずれもが所定時間例えば、１分〜２分間押されない場合も、時刻モードＳＴｌまたはサーフェスモードＳＴ２に自動的に移行する。そのため、ダイバーがスイッチ操作を行う必要がなく使い勝手が向上している。また、スイッチＡを押すと、プランニングモードＳＴ３に移行する。
【００５２】
ここで、生体情報に基づく警告処理について説明する。
酸素欠乏に関しては、特にトライミックス潜水時に発生する可能性がある。上述したようにトライミックス潜水は、通常、大深度での潜水及び減圧潜水を前提とした潜水であるため、複数のガスを用いるが、ガスの種類を目的別に分類すると以下のようになる。
（１）潜行用の通常の圧縮空気（エア）
（２）大深度での酸素中毒の危険性を低減させるために、通常の圧縮空気における酸素比率よりも酸素比率を低く設定した潜水ガス
（３）減圧潜水に用いる通常の圧縮空気における酸素比率よりも酸素比率を高く設定した潜水ガス
そして、潜水のパターンに応じて上記３種類のガスを適宜組み合わせて使うこととなる。
この場合において、上記の３種類のガスを本来の使用態様に合わせて用いている場合には問題がないが、誤った使用態様で用いられた場合には、酸素中毒および酸素欠乏の危険が生じることとなる。
【００５３】
例えば、潜行を開始した直後の浅い水深エリアで、大深度用の低酸素濃度のガスを呼吸した場合、酸素欠乏の危険性が生じうる。
具体例を挙げると、ヘリウム濃度ＦＨｅ＝４０％、酸素濃度ＦＯ2 ＝１２％、窒素濃度ＦＮ2 ＝４８％の大深度用低酸素濃度の混合ガスを標高０ｍ、潜水開始直後（例えば、水深３ｍ付近）で用いた場合、酸素分圧ＰＯ2 は、
ＰＯ2 ＝（１０＋３）×０．１２／１０
＝０．１５６（atm）
となり、酸素欠乏の境界値として通常いわれている０．１６atmを下回ることとなり、酸素欠乏の観点から非常に危険な状態となりうる。
【００５４】
また、大深度エリアにおいて、減圧用の高酸素濃度のガスを呼吸した場合には、酸素中毒の危険性が生じうる。
具体例を挙げると、ヘリウム濃度ＦＨｅ＝０％、酸素濃度ＦＯ2 ＝８０％、窒素濃度ＦＮ2 ＝２０％の減圧潜水用高酸素濃度の混合ガスを標高０ｍ、水深６０ｍで用いた場合、酸素分圧ＰＯ2 は、
ＰＯ2 ＝（１０＋６０）×０．８／１０
＝５．６（atm）
となり、中枢神経系酸素中毒の境界値として通常いわれている１．８atmを大きく上回ることとなり、酸素中毒の観点から非常に危険な状態となりうる。
そこで、本実施形態においては、上述したように酸素欠乏あるいは酸素中毒の危険性があると判別した場合に警告を行って、ダイバー（ユーザ）に対して対応策を採るように促すこととなっている。
【００５５】
図１３は、警告処理の処理フローチャートである。
まず、ＣＰＵ５１は、現在の酸素分圧ＰＯ2 を算出する（ステップＳ７１）。
具体的には、圧力センサ３４により検出した周囲圧力ＰＰ（＝水圧＋気圧）およびボンベから供給される混合ガス中の酸素濃度ＦＯ2 に基づいて次式により酸素分圧ＰＯ2 を算出する。
ＰＯ2 ＝ＰＰ・ＦＯ2 
次にＣＰＵ５１は、算出した酸素分圧ＰＯ2 に基づいて酸素中毒の可能性の有無を判別する（ステップＳ７２）。
【００５６】
具体的には、ステップＳ７１で算出した現在の酸素分圧ＰＯ2 が、
ＰＯ2 ＜０．５
を満たしている場合には酸素中毒の可能性がないと判別する。
ステップＳ７２の判別において、酸素中毒の可能性がない場合、すなわち、
ＰＯ2 ＜０．５
である場合には（ステップＳ７２；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ７６に移行する。
ステップＳ７２の判別において、酸素中毒の可能性がある場合、すなわち、
ＰＯ2 ≧０．５
である場合には（ステップＳ７２；Ｎｏ）、ＣＰＵ５１は、生体センサユニット１５に電源を供給し、上述した手法によりダイバーの実際の血中溶解酸素量に相関関係を有する現在の酸素飽和度ＳＰＯ2 を取得（算出）する（ステップＳ７３）。
このように、酸素中毒の可能性がある場合にのみ、酸素飽和度ＳＰＯ2 を測定する構成を採っているのは、常に測定を行うと消費電力が増大してしまうのを防止するためである。
そしてＣＰＵ５１は、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて酸素中毒の可能性の有無を判別する（ステップＳ７４）。
【００５７】
具体的には、ステップＳ７４においては、次のいずれかにより判別を行う。
（１）ステップＳ７３で取得した現在の酸素飽和度ＳＰＯ2 が、
ＳＰＯ2 ＞９８［％］
を満たしている場合には酸素中毒の可能性があると判別する。
（２）当該ダイバーについての陸上における平均酸素飽和度ＳＰＯ2 AVEに所定の安全係数を加えた値を取得した現在の酸素飽和度ＳＰＯ2 が越えている場合には酸素中毒の可能性があると判別する。例えば、
ＳＰＯ2 ＞ＳＰＯ2 AVE＋０．２［％］
を満たしている場合には酸素中毒の可能性があると判別する。
ステップＳ７４の判別において、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて酸素中毒の可能性があると判別した場合には（ステップＳ７４；Ｙｅｓ）、後述する警告処理（ステップＳ７９）に移行し、酸素中毒に対応する警告処理を行う。
ステップＳ７４の判別において、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて酸素中毒の可能性がないと判別した場合には、ＣＰＵ５１は、安全性を確保すべく、従来手法に基づいて安全性の再確認を行う（ステップＳ７５）。
【００５８】
具体的には、ＣＰＵ５１は、全身性中毒についての従来の演算式で計算を行い、危険度が８０％を越えているか否かを判別する。
ステップＳ７５の判別において、従来手法に基づいて全身性の中毒を引き起こす危険度が高いと判別された場合には（ステップＳ７５；Ｙｅｓ）、後述する警告処理（ステップＳ７９）に移行し、酸素中毒に対応する警告処理を行う。
ステップＳ７５の判別において、従来手法に基づいて全身性の中毒を引き起こす危険度が低いと判別された場合には（ステップＳ７５；Ｎｏ）、ＣＰＵ５１は、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて低酸素症（ハイポキシア）の可能性の有無を判別する（ステップＳ７６）。
具体的には、ステップＳ７６においては、次のいずれかにより判別を行う。
（１）ステップＳ７３で取得した現在の酸素飽和度ＳＰＯ2 が、
ＳＰＯ2 ＜９０［％］
を満たしている場合には低酸素症の可能性があると判別する。
（２）当該ダイバーについての陸上における平均酸素飽和度ＳＰＯ2 AVEに所定の安全係数を差し引いた値より取得した現在の酸素飽和度ＳＰＯ2 が小さい場合には低酸素症の可能性があると判別する。例えば、
ＳＰＯ2 ＜ＳＰＯ2 AVE−０．６［％］
を満たしている場合には低酸素症の可能性があると判別する。
【００５９】
ステップＳ７６の判別において、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて低酸素症の可能性があると判別した場合には（ステップＳ７６；Ｙｅｓ）、後述する警告処理（ステップＳ７９）に移行し、低酸素症に対応する警告処理を行う。
ステップＳ７６の判別において、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて低酸素症の可能性がないと判別した場合には、ＣＰＵ５１は、生体センサユニット１５の出力に基づいて上述した手法により、脈拍数を計測する（ステップＳ７７）。
次にＣＰＵ５１は、計測した脈拍数に異常があるか否かを判別する（ステップＳ７８）。
具体的には、脈拍数が１００（拍／分）を越えているか場合には異常と判別する。
ステップＳ７８の判別において、計測した脈拍数に異常がない場合には（ステップＳ７８；Ｎｏ）、警告処理を終了する。
ステップＳ７８の判別において、計測した脈拍数に異常がある場合には（ステップＳ７８；Ｙｅｓ）、処理を後述する警告処理（ステップＳ７９）に移行し、脈拍数異常に対応する警告処理を行う。
【００６０】
ここで、具体的な警告処理について説明する。
酸素中毒、低酸素症あるいは脈拍異常と判別された場合には、液晶表示パネル１０１の表示を点滅させたり、アラームを鳴鐘させる警告処理を行う（ステップＳ７９）。
具体的には、酸素飽和度ＳＰＯ2 の表示を点滅させたり、脈拍数の表示を点滅させたり、全画面を点滅表示させたり、報音装置３７を作動させたり、振動発生装置３８を駆動して振動させたりする。
ここで、報音装置および振動発生装置の具体例について説明する。
図１４は、報音装置３７におけるアラーム音の発生回路の回路構成図である。
図１４に示すように、アラーム音発生回路は、コイル３７１と圧電素子ブザー３７２とが直列に接続され、このコイル３７１と並列にＩＣ３７３が接続され、ＩＣ３７３と圧電素子ブザー３７２との間にダイオード３７５とトランジスタ３７４とが順に接続されている。このトランジスタ３７４のオンオフタイミングによって電圧が昇圧され、この昇圧電圧が圧電素子ブザー３７２にかかることにより圧電素子ブザー３７２がアラームを鳴鐘する。
【００６１】
図１５は、振動発生装置の駆動回路の説明図である。
振動発生装置３８の振動アラーム用ステップモータの駆動回路は、図１５に示すように、ＣＰＵ５１と、ステアリング３８６と、モータドライバ３８８と駆動コイル３８１と振動アラーム用ステップモータ３９０とを順に接続し構成されている。このＣＰＵ５１により駆動パルスＰｌを発生させ、この駆動パルスＰｌ信号がステアリング３８６に入力されると、Ｃ１〜Ｃ４のコントロール信号が後述するように変化し、そのコントロール信号がモータドライバ３８８に入力される。このモータドライバ３８８はＰＭＯＳトランジスタＴｒｌおよびＴｒ４と、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ２およびＴｒ３とから構成されている。ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１およびＴｒ４のゲートにはステアリング３８６のコントロール信号ＣｌおよびＣ４が入力され、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ２およびＴｒ３のゲートにはステアリング３８６のコントロール信号Ｃ２およびＣ３が入力されている。
【００６２】
駆動コイル３８１の一方は、モータドライバ３８８のＰＭＯＳトランジスタＴｒｌおよびＮＭＯＳトランジスタＴｒ２のドレインに接続され、他方はモータドライバ３８８のＮＭＯＳトランジスタＴｒ３およびＰＭＯＳトランジスタＴｒ４のドレインに接続されている。振動アラーム用ステップモータ３９０は、単相の駆動コイル３８１が巻かれているコの字型の磁心３８７と、この磁心３８７の両端に接続されたステータ３８２ａ、３８２ｂと、このステータ３８２ａ、３８２ｂに囲まれるように配置されたロータ３８５とで構成されている。このロータ３８５に回転軸３８３が備わっており、この回転軸３８３の同軸上に永久磁石３８９と、偏心おもり３８４とが取り付けられている。この永久磁石３８９は２極に着磁され、主にサマリウムコバルト系の材質が用いられている。偏心おもり３８４は重金属、例えば金やタングステン合金などが用いられている。
【００６３】
ロータ３８５は、２片のステータ３８２ａとステータ３８２ｂとに囲まれるように配置されている。この２片のステータ３８２ａ、３８２ｂはステータ拡大図である図１５に示すように互いに偏心した位置で対向している。２片のステータ３８２ａ、ステータ３８２ｂは、磁心３８７と磁気回路を形成するように、ねじ３８０で固定されている。また、ステータ３８２ａとステータ３８２ｂと磁心３８７とは、透磁率を高めるため、高透磁率部材、例えばパーマロイ材を用いることが望ましい。
【００６４】
次に、振動発生装置の動作を説明する。
図１６および図１７は振動発生装置の動作説明図である。
まず、ＣＰＵ５１から駆動パルスＰｌが出力されていない（Ｌｏｗレベル）期間では、ステアリング３８６からのコントロール信号Ｃｌ、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４はすべてＬｏｗレベルが出力され、ＴｒｌおよびＴｒ４がＯＮし、駆動コイル３８１にはＶｄｄレベルが供給されている。
ＣＰＵ５１から駆動パルスＰｌが出力される（Ｈｉｈｇレベル）と、駆動パルスＰｌに同期してステアリング３８６のコントロール信号ＣｌおよびＣ２、コントロール信号Ｃ３およびＣ４が交互にＨｉｇｈレベルになる。ステアリング３８６からのコントロール信号Ｃ１〜Ｃ４がＬｏｗレベルのとき、ＣＰＵ５１から駆動パルスＰｌが出力されると、コントロール信号ＣｌおよびＣ２がＨｉｇｈレベルになりＴｒ２およびＴｒ４はＯＮとなり、コントロール信号Ｃ３およびＣ４はＬｏｗレベルとなりＴｒ１およびＴｒ３はＯＦＦとなる。そのため、電流はＶｄｄからＴｒ４、駆動コイル３８１、Ｔｒ２を介してＶｓｓに流れるため、ステータ３８２が磁化されロータ３８５は回転を行う。
【００６５】
この状態からＣＰＵ５１から次の駆動パルスＰｌが出力されると、ステアリング３８６のコントロール信号Ｃ３およびＣ４がＨｉｇｈレベルになり、コントロール信号ＣｌおよびＣ２がＬｏｗレベルになる。このとき、Ｔｒ２およびＴｒ４はＯＦＦとなり、Ｔｒ１およびＴｒ３はＯＮとなる。そのため、電流はＶｄｄからＴｒｌ、駆動コイル３８１、Ｔｒ３を介しＶｓｓに流れることでステータ３８２を前回と逆方向に磁化し、振動アラーム用ステップモータ３９０のロータ３８５は次の回転を行う。
以上の動作を繰り返すことで連続回転を行い振動を発生させる。
以上の説明のように、本実施形態によれば、ダイバーの血中溶解酸素量と相関関係を有する生体情報（酸素飽和度）を非侵襲的に計測し、得られた生体情報に基づいて血中溶解酸素量が所定の安全溶解酸素量範囲から外れたと推定された場合に警告を行うので、より正確な警告処理が行え、ダイバーの安全を確保することができる。
【００６６】
以上の説明においては、酸素中毒及び酸素欠乏の判別は、潜水を行う場合について説明し、高度ランクは表示を行うために用いていたが、ユーザが高山などの高々度の地域（特に高度ランク＝ランク３、すなわち、標高２４００ｍ以上の地域）で活動を行う場合等には、酸素欠乏の可能性がある。
しかしながら、常時、酸素中毒あるいは酸素欠乏の判別のための演算処理を行うことは、携帯型情報処理装置であるダイブコンピュータにおいては、好ましくない。
そこで、ユーザが所定の高度ランクの地域に位置しているか否かを判別し、酸素欠乏の可能性がある地域に位置している場合には、現在の酸素分圧ＰＯ2 を算出し、必要に応じて酸素欠乏の可能性についてユーザに警告するようにすればよい。
【００６７】
続いて具体的な手法につき、図１３を適宜援用して説明する。
まず、ＣＰＵ５１は、現在の酸素分圧ＰＯ2 を算出する（ステップＳ７１）。
具体的には、圧力センサ３４により検出した周囲圧力ＰＰ｛＝絶対圧（気圧＋水圧）｝および当該周囲圧力ＰＰに対応する空気中の酸素濃度ＦＯ2 に基づいて次式により酸素分圧ＰＯ2 を算出する。
ＰＯ2 ＝ＰＰ・ＦＯ2 
次にＣＰＵ５１は、図１３のステップＳ７２の判別に代えて、圧力センサ３４により検出した周囲圧力ＰＰに基づくユーザが位置している高度ランクが、酸素欠乏の可能性のある高度ランク（例えば、高度ランク＝ランク３）であるか否かを判別する。
この判別において、ユーザが位置している高度ランクが、酸素欠乏の可能性のある高度ランクではない場合には警告処理を終了する。
一方、ユーザが位置している高度ランクが、酸素欠乏の可能性のある高度ランクである場合には、ＣＰＵ５１は、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて低酸素症（ハイポキシア）の可能性の有無を判別する（ステップＳ７６）。
【００６８】
具体的には、ステップＳ７６においては、次のいずれかにより判別を行う。
（１）ステップＳ７３で取得した現在の酸素飽和度ＳＰＯ2 が、
ＳＰＯ2 ＜９０［％］
を満たしている場合には低酸素症の可能性があると判別する。
（２）当該ダイバーについての陸上における平均酸素飽和度ＳＰＯ2 AVEに所定の安全係数を差し引いた値より取得した現在の酸素飽和度ＳＰＯ2 が小さい場合には低酸素症の可能性があると判別する。例えば、
ＳＰＯ2 ＜ＳＰＯ2 AVE−０．６［％］
を満たしている場合には低酸素症の可能性があると判別する。
【００６９】
ステップＳ７６の判別において、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて低酸素症の可能性があると判別した場合には（ステップＳ７６；Ｙｅｓ）、後述する警告処理（ステップＳ７９）に移行し、低酸素症に対応する警告処理を行う。
ステップＳ７６の判別において、取得した酸素飽和度ＳＰＯ2 に基づいて低酸素症の可能性がないと判別した場合には、以下、上述したステップＳ７７〜Ｓ７８の処理を行う。
このように、高度ランクの判別と低酸素症の判別とを組み合わせることにより、非潜水時においても、低酸素症の予防を行うことが可能となる。
【００７０】
以上の説明においては、警告処理は、当該ダイバーに対して警告を行うものであったが、超音波などの手段により、他のダイバーに警告状態にある旨を通知するように構成することも可能である。
以上の説明においては、上述した各種動作を行うためのプログラムが予めＲＯＭ５３に記憶されていることを前提としていたが、図示せぬパーソナルコンピュータやサーバコンピュータとダイブコンピュータを通信ケーブルあるいはネットワークを介して接続し、このパーソナルコンピュータあるいはサーバコンピュータからダイブコンピュータに各種制御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。また、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクや、ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスク、あるいは半導体記憶装置などの記憶媒体に記録した制御プログラムを読み込んで実行するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態のダイブコンピュータの外観構成を、その使用の態様と共に示す図である。
【図２】ダイブコンピュータ本体の外観正面図である。
【図３】生体センサユニットの装着状態の説明図である。
【図４】生体センサユニットの構成を模式的に示す図である。
【図５】生体センサユニットの平面図である。
【図６】ダイブコンピュータの概要構成ブロック図である。
【図７】｛（ＡＣｂ／ＤＣｂ）／（ＡＣａ／ＤＣａ）｝の値と、酸素飽和度ＳｐＯ２の関係を模式的に示す図である。
【図８】生体情報測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】生体情報算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態のダイブコンピュータにおける体内窒素分圧（体内不活性ガス量）を計算するための機能構成ブロック図である。
【図１１】ダイブコンピュータの各種動作モードにおける表示画面の遷移を模式的示す図である。
【図１２】生体情報表示モードにおける表示画面の一例の説明図である。
【図１３】警告処理の処理フローチャートである。
【図１４】報音装置におけるアラーム音の発生回路の回路構成図である。
【図１５】振動発生装置の駆動回路の説明図である。
【図１６】振動発生装置の動作説明図（その１）である。
【図１７】振動発生装置の動作説明図（その２）である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…ダイブコンピュータ（ダイバーズ用情報処理装置）、１１…ダイブコンピュータ本体、１２…リストバンド、１３…コネクタ部、１４…ケーブル、１５…生体センサユニット（生体情報計測部）、１５Ａ…センサ枠、１５Ｂ…裏蓋、１５Ｃ…ガラス板、１５Ｄ…ユニット本体、１５Ｅ…回路基板、１５Ｆ１、１５Ｆ２…ＬＥＤ、１５Ｇ…フォトディテクタ、１６…センサ用固定バンド、３９…警告部（警告部）、５０…制御部（警告部）、５１…ＣＰＵ（警告部）、１００…表示部、１０１…液晶表示パネル、１０２…操作部、１０３…潜水動作監視スイッチ、１０３Ａ、１０３Ｂ…電極、１１１…第１の表示領域、１１２…第２の表示領域、１１３…第３の表示領域、１１４…第４の表示領域、１１５…第５の表示領域、１１６…第６の表示領域、１１７…第７の表示領域。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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