(57)【要約】  １つまたは複数の海洋位置を定めるステップと、１つまたは複数の所定の視野角に沿って前記位置における反射スペクトルを測定するまたは計算するステップとを含む、材料を設計する方法である。各反射スペクトルから、前記反射スペクトルの最大領域に位置するまたはその周辺の波長範囲が選択され、波長範囲のそれぞれからの色を、材料表面の一部分に施すことによって材料が作り出される。【選択図】図１
2016515966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を設計する方法であって、
１つまたは複数の海洋位置を定めるステップと、
１つまたは複数の所定の視野角に沿って前記位置における反射スペクトルを測定するまたは計算するステップと、
各反射スペクトルから、前記反射スペクトルの最大領域に位置するまたはその周辺の波長範囲を選択するステップと、
前記波長範囲のそれぞれからの色を、前記材料表面の一部分に施すことによって前記材料を作り出すステップと、を含む、方法。
【請求項２】
前記海洋位置のそれぞれは、深さ、および／または、地理的な位置を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
それぞれの海洋位置に関連付けられた複数の時刻値を定めるステップであって、前記時刻値のそれぞれは、特定的な時刻および／または特定的な時期に対応し、前記反射スペクトルは、各時刻値でそれぞれの海洋位置において測定されるまたは計算される、定めるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
それぞれの海洋位置で測定されたまたは計算された前記反射スペクトルは、前記時刻値にわたって平均されて、各視野角で前記反射スペクトルを定める、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記視野角は、太陽に向かうこと、太陽から離れること、および、太陽に対して９０度であることを含む、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
選択された色は、カモフラージュパッチワーク模様で材料に施される、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
視覚識別特性を計算するステップは、少なくとも一種のサメの空間分解能を含み、前記パッチワーク模様の小片を前記材料に施し、前記小片のサイズが、前記空間分解能を下回らないようにする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記材料は、第１の色、第２の色および第３の色の部分を含み、前記第１の色は、９０〜１００／１８０〜１９５／２１０〜２２０の範囲のＲＧＢ値によって定められ、前記第２の色は、−２０〜−１０／７５〜８５／１０５〜１１５の範囲のＲＧＢ値によって定められ、前記第３の色は、５〜１５／１１０〜１２０／１４０〜１５０の範囲のＲＧＢ値によって定められる、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の色、前記第２の色、および、前記第３の色は、前記ＲＧＢ値９９／１８８／２１６、−１４／８１／１０８、および、１０／１１５／１４５によって定められる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
材料を設計する方法であって、
海洋位置の１つまたは複数のセットを定めるステップと、
前記海洋位置における少なくとも一種のサメの視覚識別特性を計算するステップと、
前記視覚識別特性に基づいて前記材料表面の一部分に模様を施すことによって前記材料を作り出すステップと、を含む、方法。
【請求項１１】
１つまたは複数の所定の視野角に沿って前記位置における反射スペクトルを測定するまたは計算するステップと、前記色を、前記位置における背景とのコントラストを最大化することに基づいて選択するステップと、を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
それぞれの種のサメの空間分解能を計算するまたは推測するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
それぞれの種のサメに対して１度当たりのサイクルで表される前記空間分解能が計算または推測され、前記材料に施された前記模様は一連の縞を含み、前記縞の間隔は、前記縞が所定の距離のセットで前記サメによって認識できるように徹底するために、前記サメに対して１度当たりの前記サイクルに基づいて決定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記空間分解能は、選択された時刻値で前記海洋位置における考えられる環境光条件に対して調節される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記海洋位置における深さに基づいて、前記縞の間隔の多様性を計算するまたは推測するさらなるステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のうちいずれか一項に記載の方法によって生産される材料。
【請求項１７】
請求項１６に記載の材料から形成される水中衣服用品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料の設計を生産する方法に関する。当該材料は、ウエットスーツ、または、他の水中器具などの水中で使用するための衣服に応用可能である。本発明は、該材料、および、該方法によってもたらされるウエットスーツにも関する。
【背景技術】
【０００２】
サメに攻撃される危険性がある海で行われるレクリエーション活動および商業活動の範囲がある。人々は、ダイビング、サーフィン、および、他の同様のスポーツを、例えば、サメに攻撃される場合がある位置で行う。一定の広がりのある海岸線周りのエリアでサメに攻撃される件数が増えるにつれて、サメに攻撃される可能性を低減するためのシステムがより頻繁に採用されている。
【０００３】
サメ撃退を特徴とする電子装置は、サメに攻撃される可能性を低減することができるようなものである。しかしながら、これらの装置は、海のことを考慮するさらなる機器を要するという不利点を有し、活動全てにとっては理想的ではない場合がある。
【０００４】
本発明は、ウエットスーツなど、水中衣服に応用される時、サメに攻撃される可能性を低減することを目的とする材料を生産する方法に関する。本発明の結果としてもたらされるウエットスーツを単独で、または、他のサメ妨害システムと併せて使用して、サメに攻撃される可能性を低減することができる。
【０００５】
サメに攻撃される可能性を低減する目的で、さまざまなウエットスーツが設計されている。これらの取り組みは、該スーツをサメに対して見えにくく（隠蔽）する概念に基づいているか、該スーツの設計は明確に可視の（目につきやすい）ものであるが、サメが避ける可能性がある模様を有するように徹底することのどちらかに基づくことができる。サメが避ける可能性がある模様を有するようにする後者の場合、海洋動物が有毒である場合があるという、他の海洋生物に対する警告として作用する特定の色合い模様を用いる該海洋動物の分布範囲がある。例えば、ある種のウミヘビは、体全体に水平に延在する黒および白、また、他の色の縞を有する。あるいは、模様は、単に、サメが人をアザラシなどの通常の食料源と混同しないように徹底することを目的とする場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の方法は、上述した技法両方ともを利用するが、サメの視野がさまざまな海洋位置でどのように働くように考えられているかをモデル化するのと共に、攻撃を伴う可能性のある、考えられるサメの視覚識別特性について行われる調査を用いる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によると、材料を設計する方法であって、
１つまたは複数の海洋位置を定めるステップと、
１つまたは複数の所定の視野角に沿って前記位置における反射スペクトルを測定するまたは計算するステップと、
各反射スペクトルから、前記反射スペクトルの最大領域に位置するまたはその周辺の波長範囲を選択するステップと、
波長範囲のそれぞれからの色を、材料表面の一部分に施すことによって材料を作り出すステップと、を含む方法が提供される。
【０００８】
好ましくは、海洋位置のそれぞれは、深さ、および／または、地理的な位置を含む。
【０００９】
好ましくは、方法は、それぞれの海洋位置に関連付けられた複数の時刻値を定めるステップであって、時刻値のそれぞれは、特定的な時刻および／または特定的な時期に対応し、反射スペクトルは、各時刻値でそれぞれの海洋位置において測定されるまたは計算される、定めるステップを含む。
【００１０】
好ましい実施形態では、それぞれの海洋位置で測定されたまたは計算された反射スペクトルは、時刻値にわたって平均されて、各視野角で反射スペクトルを定める。
【００１１】
好ましい実施形態では、視野角は、太陽に向かうこと、太陽から離れること、および、太陽に対して９０度であることを含む。
【００１２】
好ましくは、選択された色は、カモフラージュパッチワーク模様で材料に施される。
【００１３】
好ましい実施形態では、視覚識別特性を計算するステップは、少なくとも一種のサメの空間分解能を含み、パッチワーク模様の小片を材料に施し、該小片のサイズが、空間分解能を下回らないようにする。
【００１４】
一実施形態では、材料は、第１の色、第２の色および第３の色の部分を含み、第１の色は、９０〜１００／１８０〜１９５／２１０〜２２０の範囲のＲＧＢ値によって定められ、第２の色は、−２０〜−１０／７５〜８５／１０５〜１１５の範囲のＲＧＢ値によって定められ、第３の色は、５〜１５／１１０〜１２０／１４０〜１５０の範囲のＲＧＢ値によって定められる。
【００１５】
一実施形態では、第１の色、第２の色、および、第３の色は、ＲＧＢ値９９／１８８／２１６、−１４／８１／１０８、および、１０／１１５／１４５によって定められる。
【００１６】
本発明の第２の態様によると、材料を設計する方法であって、
海洋位置の１つまたは複数のセットを定めるステップと、
前記海洋位置における少なくとも一種のサメの視覚識別特性を計算するステップと、
前記視覚識別特性に基づいて材料表面の一部分に模様を施すことによって材料を作り出すステップと、を含む方法が提供される。
【００１７】
好ましくは、方法は、１つまたは複数の所定の視野角に沿って前記位置における反射スペクトルを測定するまたは計算するステップと、前記色を、前記位置における背景とのコントラストを最大化することに基づいて選択するステップとを含む。
【００１８】
好ましくは、方法は、それぞれの種のサメの空間分解能を計算するまたは推定するステップを含む。
【００１９】
好ましい実施形態では、それぞれの種のサメに対して１度当たりのサイクルで表される空間分解能が計算または推測され、材料に施された模様は一連の縞を含み、縞の間隔は、該縞が所定の距離のセットでサメによって認識できるように徹底するために、サメに対して１度当たりのサイクルに基づいて決定される。
【００２０】
好ましくは、空間分解能は、選択された時刻値で前記海洋位置における考えられる環境光条件に対して調節される。
【００２１】
一実施形態では、方法は、前記海洋位置における深さに基づいて、前記縞の間隔の多様性を計算するまたは推測するさらなるステップを含む。
【００２２】
本発明の第３の態様によると、本発明の第１の態様または第２の態様のどちらかの方法によって生産される材料が提供される。
【００２３】
本発明の第４の態様によると、前記材料から形成される水中衣服用品が提供される。
【００２４】
ここで、例として、下記の図面を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】さまざまな視野角および時刻値で第１の海洋位置において計算された反射スペクトルの図表である。
【図２】さまざまな視野角および時刻値で第２の海洋位置において計算された反射スペクトルの図表である。
【図３】さまざまな視野角および時刻値で第３の海洋位置において計算された反射スペクトルの図表である。
【図４】時刻値にわたって平均された第１の海洋位置、第２の海洋位置、および、第３の海洋位置のそれぞれにおける反射スペクトルを示す図表である。
【図５】１９３１ＣＩＥ−ｘｙ色度座標および対応するｓＲＧＢ値に変換される波長における反射スペクトルを示す表である。
【図６】結果としてもたらされるウエットスーツ材料の図である。
【図７】図６のウエットスーツ材料で形成されるウエットスーツの図である。
【図８】眼光学および解剖学的測定から推測されるある種のサメについての最高空間分解能を示す表である。
【図９ａ】対象までの距離と、１度の角度に対する距離との間の関係を示す表である。
【図９ｂ】図９ａの表、および、１度当たりおよそ０．３サイクルの選択された空間分解能に基づいて、必要とされる縞幅を示す表である。
【図１０】本発明の第２の態様の方法によって生産されるウエットスーツの第１の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の第２の態様の方法によって生産されるウエットスーツの第２の実施形態を示す図である。
【図１２】本発明の第２の態様の方法によって生産されるウエットスーツの第３の実施形態を示す図である。
【図１３】サーフボードの下面に施すための、本発明の第２の態様に従って設計された粘着模様付きシートを示す図である。
【図１４】平均された隠蔽反射スペクトルから計算された、予測される目につきやすい反射スペクトルを示す図である。
【図１５】異なる視野角に沿った目につきやすい反射スペクトルを示す表である。
【図１６】サメのさまざまな種についての眼軸長、水晶体直径および焦点距離の間の関係を示す表である。
【図１７】サメの眼の、眼軸長と、水晶体直径の焦点距離との間の関係を示す図である。
【図１８】ピーク反射率の波長で最高値０．９に正規化された、２種のサメからのタペタムの平均スペクトル反射率を示す図である。
【図１９】ツマグロの結合した透光体のスペクトル透過率を示す図である。
【図２０】さまざまな種のサメについての桿状体対円錐体比、および、光受容体寸法を示す表である。
【図２１】夏の昼にパース近くで１５ｍの所にいるダイバーの、３つの視野方向特定時間および季節平均されたＲｃｒｙｐｔｉｃｓの閾値識別距離の表である。
【図２２】夏の昼にパース近くで１５ｍの所にいるダイバーの、３つの視野方向特定時間および季節平均されたＲｃｏｎｓｐｉｃｕｏｓの閾値識別距離の表である。
【図２３】夏の午前中のスイマーの、３つの視野方向特定時間および季節平均されたＲｃｒｙｐｔｉｃｓの閾値識別距離の表である。
【図２４】夏の午前中のスイマーの、３つの視野方向特定時間および季節平均されたＲｃｏｎｓｐｉｃｕｏｓの閾値識別距離の表である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、材料を形成する方法と共に、結果としてもたらされる材料および当該材料が施される用品に関する。本発明は、ウエットスーツ上での使用に関して記載されるが、水中衣服の他の用品、または、水中器具に該材料を施すことができることは理解されよう。
【００２７】
本発明の第１の方法は、サメによる攻撃の危険性が増していることが考えられるある定められた条件における、結果としてもたらされるウエットスーツ、ひいては、着用者の視認性を低減することを目的とした材料を設計することに関する。例えば、サメ攻撃データは、水面上のサーファー、および、特定的な位置の特定的な深さのダイバーは、他の位置の人々よりもサメに攻撃される危険性にある可能性が高いことを示唆する。
【００２８】
本発明の方法は、サメに攻撃される危険性が増していることが考えられる複数の海洋位置の選択を含む。それぞれの海洋位置は、深さおよび地理的な位置の両方を含むことができる。海洋位置のそれぞれについて、反射スペクトルが測定または計算され、反射スペクトルは、少なくとも可視スペクトルの各波長で相対的な反射率の指示をもたらす。
【００２９】
それぞれの海洋位置において、１つまたは複数の視野角も定められる。従って、複数の反射スペクトルはそれぞれの位置で測定または計算され、それぞれが各視野角に関連付けられる。視野角は、サメがその位置で人を見る場合があるさまざまな角度の指示をもたらすように選択される。例えば、視野角は、太陽に向かう、太陽から離れる、および／または、太陽から９０度の方向を含むことができる。
【００３０】
それぞれの海洋位置に関連付けられた複数の時刻値も定められており、当該時刻値は特定的な時刻に対応する。時刻値は、特定的な時期にも対応することができる。従って、各位置でおよび各視野角に対して測定または計算された反射スペクトルのそれぞれも、各時刻値に対して測定または計算される。
【００３１】
特定的な海洋位置から得られる反射スペクトルのそれぞれは分析されて、反射率が最大化される波長範囲を定める。特定的な反射スペクトルに対してそのような明確な波長を定めることができない場合、かかる反射スペクトルを無視することができる。例えば、特定的な時刻のある視野角において、反射率が最大化される明確な波長がない場合がある。
【００３２】
反射スペクトルが分析されることで、結果として複数の波長範囲がもたらされる。これらの波長範囲のそれぞれからの色をウエットスーツ材料表面の部分に施すことによって、ウエットスーツ材料は形成される。そして、結果としてもたらされるウエットスーツ材料からウエットスーツを形成することができる。
【００３３】
本発明の方法の１つの応用では、海洋位置は、０．１ｍの深さ（すなわち、スイマーに対応する）、ならびに、１５ｍおよび５ｍの深さ（すなわち、ダイバーに対応する）を含むように選定された。海洋位置はまた、０．１ｍおよび１５ｍの深さについてはパース近くの海、および、５ｍの深さについてはコーラル湾ニンガルーリーフ近くの海を含む地理的な位置を含んだ。
【００３４】
太陽に向かう、太陽から離れる、太陽に対して９０度の、および、下から見上げる視野角が含まれるように選択された。さらに、時刻値は、冬の朝、冬の昼、夏の朝、および、夏の昼を含むように選定された。
【００３５】
これらの海洋位置、視野角および時刻値から、反射スペクトルが計算された。反射スペクトルは、海洋位置のそれぞれに関連付けられた特性に基づいて、ソフトウェアによって計算された。その特性は、塩分、雲量、湿度、気圧、風速、気温、および、クロロフィルａ濃度を含んだ。しかしながら、反射スペクトルは、計算ではなく経験的データに基づくこともできることは理解されよう。
【００３６】
光を拡散的に反射する物体に対して、対象表面を離れるスペクトル放射輝度Ｌｔ（λ）は以下になる。
【００３７】
【数１】
2016515966.tif 000003
【００３８】
式中、Ｒｔ（λ）は対象の拡散スペクトル反射率であり、Ｅ（λ）は対象を照明するスペクトル放射照度である。距離ｚ＝０ｍで見た時の波長λにおける対象の固有（ウェーバー）コントラストＣｔ（λ０）は以下になる。
【００３９】
【数２】
2016515966.tif 000004
【００４０】
Ｌｂ（λ）は背景のスペクトル放射輝度である。（２）に（１）を代入すると以下になる。
【００４１】
【数３】
2016515966.tif 000005
【００４２】
隠蔽対象にとって、理想的な固有コントラストはゼロである。Ｃｔ（λ、０）をゼロに設定し、Ｒｔ（λ）について式（３）を解くと以下になる。
【００４３】
【数４】
2016515966.tif 000006
【００４４】
よって、Ｒｃｒｙｐｔｉｃは、背景放射輝度にゼロコントラストを与えるスペクトル反射率である。
【００４５】
図１〜３は、結果として得られた反射スペクトルを示す。それぞれの位置で結果としてもたらされる反射スペクトルから、時刻値にわたる平均値が得られて、各視野角に対してそれぞれの位置における反射スペクトルが結果としてもたらされた。「下から見上げる」際の反射スペクトルは、１よりも大きい値に基づいて割り引かれた。すなわち、光を放射しない限り、物体の輪郭を隠蔽させることはできないことになる。
【００４６】
図４は、結果として生じる時間および季節平均された反射スペクトルを示す。そして、これらの反射スペクトルは分析されて、およそまたはほぼ最高反射率の波長範囲を定めた。図５は、１９３１ＣＥ−ｘｙ色度座標および対応するｓＲＧＢ値に提供されかつ変換される、海洋位置、時刻値、および、視野角のそれぞれに対する最高反射波長を示す表を含む。そして、時刻値は平均されて、それぞれの海洋位置における各視野角に対する色情報をもたらした。
【００４７】
次いで、ウエットスーツ材料を、この表から対応する色を施すことによって作り出すことができる。図６は、結果としてもたらされるウエットスーツ材料の模様の例を示す。好ましくは、選定された色は、ランダムなカモフラージュ式模様で提供される。図７は、図６のウエットスーツ材料から形成されるウエットスーツを示す。
【００４８】
選定された色を、さまざまな視野角の特定的な位置に基づいて選択することができる。示される例では、図５に示される視野角においてコーラル湾の位置に対して３つの色が選択される。すなわち、ＲＧＢ値は、９９／１８８／２１６、−１４／８１／１０８、および、１０／１１５／１４５を含む。
【００４９】
本発明の第２の方法は、サメによって避けられることが考えられる動物の模様を模倣すること、および、さまざまな海洋位置においてサメが見るために最適化されるように設計されることの両方がなされた材料を形成することに関する。ウミヘビの種に対して見出すことができるタイプの横縞模様に関して、第２の方法を説明する。
【００５０】
第２の方法も、先述されるように、反射スペクトルが測定されるまたは計算されるステップを含む。すなわち、さまざまな視野角および時刻で、海洋位置の選択時に反射スペクトルが得られる。これらの反射スペクトルから、前記位置における背景とのコントラストを最大化することに基づいて、色が選択される。
【００５１】
本発明の第２の方法は、サメの視覚識別特性を計算するまたは推測するステップと、これらの特性に基づいてウエットスーツ材料に縞を施すステップと含む。
【００５２】
計算または推測された、サメの視覚識別特性は、１度当たりのサイクルで表されるような空間分解能を含む。１度当たりのサイクルから、施された縞のサイズを所定の距離のセットで計算することができる。次いで、最も適切な縞サイズは、考えられる材料の応用に基づいて選択可能である。
【００５３】
サメの種の空間分解能は、眼光学、および、神経節細胞充填密度の解剖学的測定から推測可能である。図８は、１度当たりのサイクルで表される、かかる推測された空間分解能の表を示す。本発明の方法は、既知である、または、人間を攻撃する可能性があるサメの種に基づいて、空間分解能の適切な範囲の選択を伴う。例えば、ウシザメまたはトラザメなどのサメに基づいて、１度当たり約３〜１１サイクルの空間分解能を適切とすることができる。さらに、１度当たり３サイクルの範囲（すなわち、下限）の選択は、この情報に基づいて施される縞模様が認識できることを徹底するために適切としてよい。
【００５４】
縞模様の判別性は、環境光条件によっても影響を受けることになる。従って、方法は、適切な時刻値で選択された海洋位置における環境光を明らかにし、かつ、それに応じて、空間分解能値を調節するさらなるステップを伴う。この推測は、関係のあるサメ種に関する情報が利用可能でない場合のさまざまな照明条件において他の種の視力から引き出される推論に基づくことができる。例えば、人間は、１度当たりおよそ６０サイクルの明所視（明るい光）条件下で平均最高視力を有するが、暗所視（薄暗い光）条件下では、１度当たりおよそ６サイクルの平均最高視力を有する。従って、サメが夜明けおよび夕暮れの弱光条件で食事する場合が多いという事実に基づいて、選択されたサメ種の空間分解能を、同様に１０倍低減させるべきであることが推測可能である。従って、０．３ｃｐｄの選択は一実施形態では適切な場合がある。
【００５５】
該方法は、好ましくは、前記海洋位置の深さに基づいて、適切な空間分解能を調節するさらなるステップも含む。
【００５６】
選択された空間分解能から、縞模様の必要とされる間隔をさまざまな距離で計算することができる。図８ａは、さまざまな対象距離において１度に対する距離を計算する表を示す。従って、必要とされる縞幅を図９ｂに示されるようにこれらの距離で計算することができる。
【００５７】
結果としてもたらされる縞模様を、結果としてもたらされるウエットスーツの考えられる使用法に基づいてウエットスーツ材料に施す。縞模様の判別性を徹底するために、さまざまなサイズの縞幅を施すこととする。図１０は、水面付近の位置に基づいて（すなわち、主に、スイマーまたはサーファーによる使用のために）形成されたウエットスーツの第１の実施形態を示す。図１１は、主に、水面下で使用する（すなわち、ダイバー）ために結果としてもたらされるウエットスーツの第２の実施形態を示し、図１２は、主に、より深い所で使用する（すなわち、さらにまたダイバーのためであるが、より深い所でダイビングする）ために結果としてもたらされるウエットスーツの第３の実施形態を示す。ウエットスーツのそれぞれは、水平配置における少なくとも腕および脚部分に施される縞模様を含む。見られるように、サメによる判別性を徹底するために、より深い所でより広い縞幅がもたらされる方法に従って、縞幅を変更する。
【００５８】
サーフィンに適した実施形態では、縞模様の有効性を上げるために、粘着模様付きシートをさらに利用することができる。粘着模様付きシートは、少なくとも、ウエットスーツの縞模様に対応する縞模様が刻印されたその一部分を含む。図１３は、本発明によるかかる粘着模様付きシートの例を示す。
【００５９】
示される実施形態における粘着模様付きシートは、立体模様を有する中央エリアと、中央エリア周辺に設けられた縞模様とを含む。中央エリアは、サーファーがボード上にいる時に該サーファーの胸より下のエリアに対応するように設けられ、一般的に、この領域におけるウエットスーツの模様に対応する。粘着模様付きシートはサーフボードの下面に施され、該シートの縁は必要に応じて整えられる。
【００６０】
先述されるように、該方法は、ウエットスーツに施される縞にとって適切な色を選択するために、先述されたもののように、さまざまな視野角および時刻値で、さまざまな海洋位置における反射スペクトルを計算するまたは推測するステップを含むことができる。
【００６１】
目につきやすい対象は、その背景に対する最高固有コントラストを有する。反射率を、（０〜１００％の反射率と同等の）０未満または１以上とすることができないため、コントラストの絶対値は、Ｒ（λ）＝０またはＲ（λ）＝１の時最大値である。式（４）によると、
【００６２】
【数５】
2016515966.tif 000007
【００６３】
【数６】
2016515966.tif 000008
【００６４】
Ｒｃｒｙｐｔｉｃと同様に、Ｒｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓは、背景放射輝度および対象照明に左右されることになる。
【００６５】
従って、隠蔽色についての前述から、（Ｒｃｒｙｐｔｉｃ（λ）≧１の場合）上方視野角にとって最も目につきやすい色は黒ということになる。しかしながら、下から見た輪郭が検出可能である距離は、その色によってのみわずかに影響を受ける。
【００６６】
他の視野角について、図１４に示される表において、予測されるＲｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓが集約されている。Ｒｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓは、朝／昼、夏／冬のあらゆる組み合わせについて計算されていないが、図４に表示される時間および季節平均されたＲｃｒｙｐｔｉｃから計算されている。太陽へ向ける視線に対して目につきやすい色は、図１５におけるＣＩＥ−ｘｙ色度図に示されている。約６５０ｎｍより短い全ての波長においてＲｃｒｙｐｔｉｃ（λ）＜０．５であるため、他の視線に沿って見られる物体に対して目につきやすい色は、本質的に、全ての状況に対して白（Ｒｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓ（λ）＝１）である。利用可能なデータに基づいて、長い波長光に対するサメ視覚系の感度は、人間の視覚系と同じ程度で、一般的に、恐らくはそれより劣るものである。
【００６７】
見る物体（「対象」）と背景とを匹敵させるように、その反射スペクトルを変更することによって、物体（「対象」）を隠蔽させるまたは目につきやすくする度合いを定量化することも望ましい場合がある。縞が付けられるものの場合、これは、大きいサメの視覚系がどれくらいよく背景に対して対象を識別できるかを評価することを含むことができる。サメにおける視覚識別閾値の行動データは極めて不足しており、人間に対する攻撃の３つの主な問題の元：ウシザメ、トラザメ、および、白鮫について存在しない。しかしながら、脊椎動物の眼の検出性能の確立されたモデルを使用して、および、モデルパラメータの理にかなっている推測を使用して、指定された視野条件下のサメに対して対象がある程度隠蔽される／目につきやすいようにすることができる。
【００６８】
多数の特定のパラメータは、サメの視機能（検出閾値）をモデル化するように要求される。これらのパラメータの多くは、保護対象である実状により、白鮫などの種には利用可能ではない。しかしながら、ほとんどの場合、他種からの既存データに基づいてパラメータを推測することができる。
【００６９】
眼の焦点距離（または、後結節距離）ｆ、および、瞳孔のサイズは共に、網膜像輝度を決定する。大きい瞳ほど、眼に多くの光が入ることになり、既定の瞳孔野について、短い焦点距離を有する眼は、長い焦点距離を有する眼より明るい網膜像を有する。多くのサメ、特に、浅瀬に生息するサメは、周囲照明の強度に応えて、サイズ（および形状）が変更する瞳を有し、さらに、瞳のサイズは、眼のサイズ（および、ひいては体のサイズ）に応じて、および、種間で多様である。
【００７０】
残念ながら、既定の深さにおける瞳孔野を既定の種のために確実に指定できるように、瞳孔野、眼のサイズ、および、環境光強度の間の定量的関係を確立するには、データが不十分である。また、焦点距離は、いくつかのサメ種のみにおいて、および、大部分がより小さな試料において測定されている。その代わりに、不可避的に人間を攻撃するのに十分なサイズのサメの可能性のある瞳孔野および焦点距離のパラメータを予測するために、以前の研究成果に基づいて、いくつかの計算および想定がなされる。
【００７１】
図１６の表は、サメのさまざまな種の眼軸長、水晶体直径、および、焦点距離の間の関係を示す。表から、焦点距離ｆは、
ｆ＝０．６０７８ｘ−１．３４２２  （７）
による眼軸長ｘに関連することが分かる。
【００７２】
水晶体直径Ｄは、
Ｄ＝０．３６３７ｘ＋０．９７７８  （８）
による眼軸長に関連する。
【００７３】
白鮫（ホホジロザメ）を例にとり、この種の確立された長さ−重量の関係を使用すると、体質量ｍ（ｇ）は、
ｍ＝０．００７６６ｈ３．１５  （９）
による体長ｈ（ｃｍ）に関連する。
【００７４】
よって、４ｍの白鮫はおよそ１２００ｋｇの体質量を有する。板鰓魚の範囲の体質量と眼軸長との間の関係は以下になる。
ｌｏｇ１０ｘ＝０．１５３ｌｏｇ１０ｍ＋１．１５６  （１０）
【００７５】
そのため、４ｍの白鮫は、４２．４ｍｍの眼軸長（式１０）、１６．４ｍｍの水晶体直径（式８）、および、２７．１ｍｍの焦点距離（式７）を有することになる。瞳の直径が水晶体直径以下（通常、球形またはほぼ球形）であり、かつ、瞳が円形であることを、簡略化して想定する。これは実際、わずかに過大評価しているかもしれないが、眼に入ってくる光の上限を表す。図１７は、サメの眼の眼軸長および焦点距離または水晶体直径の間の関係を示す。
【００７６】
眼の裏の反射性脈絡膜タペタムは、多くのサメ種の全視野を包含し、かつ、一般的に、他では、背側および腹側網膜周辺部からないだけである。よって、タペタムは、暗所視および明所視条件両方の下での物体検出作業中に使用される桿状体および円錐体両方の所々の絶対感度を向上させることが想定される。
【００７７】
モデル化のために使用される「平均的な」サメのタペタムのスペクトル反射率（図１８を参照）は、眼の光軸に沿って測定された、ツマグロ（カマストガリザメ）およびウシザメ（オオメジロザメ）におけるタペタムのスペクトル反射率の算術平均として計算された。ピーク反射率の波長における絶対反射率は０．９に設定された。
【００７８】
代表的なサメ種、ツマグロ（カマストガリザメ）の透光体（角膜および水晶体）のスペクトル透過率は、他の所で説明される技法を使用するオーシャンオプティクスＵＳＢ４０００を使用して測定された。水晶体および角膜の絶対透過率は組み合わせられ、結果として生じるスペクトル（図１９を参照）は８００ｎｍで１に正規化された。
【００７９】
ほとんどのサメは、桿状体光受容体および円錐体光受容体の両方を含む二重網膜を持つ。いくつかの深海のおよび主体として夜行性のサメは、円錐体のない、棹状体のみの網膜を有すると考えられる。円錐体光受容体を持つ種において、今まで、単一タイプの円錐体視覚色素のみが、分光光度法および分子遺伝学的方法の両方を使用して測定されていた。
【００８０】
棹状体および円錐体視覚色素のスペクトル吸収性は、少数のサメ種においてのみ測定されている。これらの色素の最大吸光度（λｍａｘ）の波長の変動には限りがあり、棹状体では４８４〜５１８ｎｍ、円錐体では５３２〜５６１ｎｍに及ぶλｍａｘ値が測定されている。「平均的な」サメ視覚系をモデル化するために、トラザメ（イタチザメ）に対して得られた棹状体λｍａｘ値、５００ｎｍ、および、ツマグロ（カマストガリザメ）に対して得られた円錐体λｍａｘ値、５３２ｎｍを使用することが選定されている。これらの値は、研究されたほとんどの底生遠洋性または遠洋性サメ種を幅広く代表する。
【００８１】
白鮫の棹状体色素および円錐体色素の厳密λｍａｘ値は既知ではない。しかしながら、この研究課題の一部として行われた予備的な研究成果は、白鮫の棹状体色素オプシンタンパク質の主要スペクトル同調部位の一部に存在するアミノ酸残基が、λｍａｘ値が４８４〜４９８ｎｍのテンジクザメに存在するものと同一であることを示している。従って、白鮫の棹状体色素のλｍａｘはこの範囲内にある可能性が高い。
【００８２】
今まで、１つのタイプの円錐体色素のみがサメの網膜において発見されている。しかしながら、棹状体および円錐体からの、それらのλｍａｘ値がわずかに異なる信号の比較に基づいて、サメが色覚の痕跡形態を有する場合がある可能性が残っている。棹状体と円錐体との間の仮想色コントラストを計算するために、それぞれの受容体チャネルにおける相対的雑音の尺度が必要とされ、これは、棹状体対円錐体比によって示される。
【００８３】
背景に対する（ウエットスーツなどの）物体の視覚コントラストをモデル化する目的のための光受容体による光子捕獲を計算するために、棹状体および円錐体の光受容体外節の物理的寸法が必要とされる。これらは、さまざまなサメ種において測定されるような、棹状体および円錐体外節長、ならびに、ベース直径についての平均値として示される（表２０を参照）。
【００８４】
線吸光係数（「比吸光度」）αは、媒体、この場合、視覚色素分子を含有する光受容体外節を、どれほど容易に光線が貫通するのかを特徴付ける定数である。吸光係数は、波長の関数であり、無限経路長について、
α（λ）＝αＡ（λ）  （１１）
による視覚色素（１０進法）吸光度Ａ（λ）に関連する。
【００８５】
この研究では、αは、棹状体視覚色素および円錐体視覚色素両方のλｍａｘにおいて０．０１３μｍ−１になるように示される。
【００８６】
量子効率は、視覚色素の分子によって吸収される光の光子が、神経系によって検出できる視覚信号を生成する光情報伝達過程を開始する確率の尺度である。３８０〜７８０ｎｍの波長全てにおける、棹状体視覚色素および円錐体視覚色素両方の量子効率は、明確に定義されたパラメータであり、０．６７となるように示される。
【００８７】
単純化した想定においては、ウエットスーツ（「対象」）の表面は、水平方向に見られる、平坦な拡散的に反射する表面に近似する。対象の表面を離れるスペクトル放射輝度、Ｌｔ（λ）は下記によって示される。
【００８８】
【数７】
2016515966.tif 000009
【００８９】
Ｒｔ（λ）は対象の拡散双半球スペクトル反射率であり、Ｅ（λ）は対象の表面に到達するスペクトル放射照度である。距離ｚ＝０ｍで見たときの波長λにおける対象の固有（ウェーバー）コントラストＣｔ（λ、０）は以下になる。
【００９０】
【数８】
2016515966.tif 000010
【００９１】
Ｌｂ（λ）は背景のスペクトル放射輝度である。対象からの距離が増すと、対象からの光が光線の範囲外で散乱し、背景からの光は光線内に散乱するため、背景に対する対象の明確なコントラストが小さくなる。観察者からの距離ｚにおける対象のスペクトル放射輝度Ｌｔ（λ、ｚ）は以下になる。
Ｌｔ（λ、ｚ）＝［Ｌｔ（λ）ｅ−ｃ（λ）ｚ］＋Ｌｂ（λ）［１−ｅ−ｃ（λ）ｚ］  （１４）
【００９２】
全スペクトル減光係数ｃ（λ）（ｍ−１）は、（この場合、Ｈｙｄｒｏｌｉｇｈｔ  ｖ５．１を使用してモデル化された）当該水域についてのスペクトル吸光係数ａ（λ）およびスペクトル散乱係数ｂ（λ）の合計である。距離ｚの水平方向の視線における水背景に対する対象の放射輝度コントラストＣｔ（λ、ｚ）は以下になる。
【００９３】
【数９】
2016515966.tif 000011
【００９４】
しかしながら、動物の視覚系の感度は種特有のもので波長によって変動するため、視覚コントラストは、実際には、単に放射輝度ではなく、光受容体刺激の関数である。光受容体刺激を決定するために、光受容体の光感度Ｓ（λ）を計算することによって始める。
【００９５】
【数１０】
2016515966.tif 000012
【００９６】
Ｄは円形瞳の直径（ｍ）、ｄは網膜光受容体の直径（μｍ）、ｆは眼の焦点距離（μｍ）、Ｔ（λ）は網膜前透光体（角膜、水晶体など）のスペクトル透過率（０〜１）である。Ｐ（λ）は光受容体のスペクトル感度であり、
Ｐ＝φＦ’（λ）  （１７）
として計算される。
【００９７】
式中、φは視覚色素の量子効率（０．６７）であり、Ｆ’（λ）は光受容体によって吸収される入射光の全体比であり、
Ｆ’（λ）＝Ｆ（λ）＋（（１−Ｆ（λ））Ｒｔａｐ（λ）Ｆ（λ））  （１８）
によって示される。
【００９８】
Ｒｔａｐ（λ）は、光軸に沿って光を反射し返し、かつ、初回通過時に吸収されなかった光の光子を吸収する第２の機会を光受容体に与える、眼の裏の脈絡膜タペタムのスペクトル反射率（０〜１）である。Ｆ（λ）は、初回通過時に外節によって吸収された光の割合である。
Ｆ（λ）＝１−１０−αＡ（λ）ｌ  （１９）
【００９９】
式中、αは視覚色素のそのλｍａｘにおける吸光係数（０．０１３μｍ−１）であり、Ａ（λ）は視覚色素のスペクトル吸光度であり、ｌは外節の長さ（μｍ）である。
【０１００】
距離ｚにおける放射輝度Ｌｔ（光子ｍ２ｓｒ−１ｓ−１ｎｍ−１）を有する拡大面（すなわち、点光源ではない）を見る時、タイプｉの光受容体の生理反応Ｑｔｉ（光異性化ｓ−１）は以下になる。
【０１０１】
【数１１】
2016515966.tif 000013
【０１０２】
同様に、背景放射輝度Ｌｂ（光子ｍ２ｓｒ−１ｓ−１ｎｍ−１）を見る時、タイプｉの光受容体の反応Ｑｂｉは以下になる。
【０１０３】
【数１２】
2016515966.tif 000014
【０１０４】
棹状体および円錐体が、計算された光受容体光子束において正常に働くことができると想定する。板鰓魚の棹状体は、比較的高い光度に適応できるように見えるため、それら棹状体の機能範囲は円錐体のものと大幅に重なり合うものとする。受容体順応を明らかにするために、光受容体反応ｑｉは、
ｑｉ＝ｋｉＱｉ  （２２）
によって背景に正規化される。
【０１０５】
係数ｋｉは、色順応のためのｖｏｎ  Ｋｒｉｅｓ変換を表し、（ここではＬｂとして示される）背景に対する光受容体の反応が１になるように選定される。
【０１０６】
【数１３】
2016515966.tif 000015
【０１０７】
フェヒナーの法則は、知覚される刺激強度が実際の刺激強度の自然対数に比例することを提示している。さらに、ウェーバーの法則は、２刺激間の丁度可知差異（ｊｎｄ）が該刺激の大きさに比例していることを提示している。よって、２視覚刺激（この場合、対象および背景）間の知覚コントラストは、光受容体の反応の商の自然対数に等しい。
【０１０８】
【数１４】
2016515966.tif 000016
【０１０９】
検出性能は、受容体機構における雑音によって限られている。受容体の信号対雑音ｅｉの特定の尺度が（板鰓魚と同様に）利用可能でない場合、正確な近似値は以下になる。
【０１１０】
【数１５】
2016515966.tif 000017
【０１１１】
式中、ウェーバー分数ωｉは、検出のために必要とされる刺激強度の閾値上昇である（０．０５の値は、広範な脊椎動物の眼にとって典型的であり、ｎｉは、タイプｉの光受容体の相対的比率である）。白鮫のピーク棹状体対円錐体比は４：１である（図２０）であるため、ｅｒｏｄ＝０．０２５およびｅｃｏｎｅ＝０．０５である。知覚空間における対象と背景との間の（棹状体系または円錐体系の）無彩色コントラストΔＳａｉは以下になる。
【０１１２】
【数１６】
2016515966.tif 000018
【０１１３】
棹状体および円錐体からの信号の反対色処理に基づく理論的な二色型色覚系によって示される色コントラストは以下になる。
【０１１４】
【数１７】
2016515966.tif 000019
【０１１５】
ΔＳの単位はｊｎｄｓ（丁度可知差異）であり、ここで、１ｊｎｄは視覚識別の閾値を表し、値＜１ｊｎｄは区別不能であり、値＜３ｊｎｄは良好な観測条件下でも区別するのが難しい。
【０１１６】
これらの計算を解する別のやり方は、対象の閾値検出距離、すなわち、明暗コントラストのみに基づいて、背景に対して、ウエットスーツがかろうじてサメによって検出可能である視距離ｖｉλ（メートル）を推測することである。
【０１１７】
【数１８】
2016515966.tif 000020
【０１１８】
式中、受容体タイプｉは棹状体チャネルまたは円錐体チャネルを表し、Ｃｔｉ（λ、０）は（式１５において、ＬｔにＱｔｉを、かつ、ＬｂにＱｂｉを代入することによって得られる）対象から０ｍの距離における受容体ｉの無彩色視覚コントラストであり、ｃ（λ）は全スペクトル減光係数である。この式は、背景放射輝度に応える相対的な光受容体が視距離によって変化しないため、水平視野方向にとって有効である。
【０１１９】
モデル化された全ての対象スペクトルに対して、（円錐体のＶｍａｘより大きい）棹状体チャネルの計算された最大視野方向Ｖｍａｘが、棹状体対象コントラストΔＳａ＝１ｊｎｄである視距離に（通常、±１ｍ内で）対応させた式（２７）を使用した波長範囲３８０〜７８０ｎｍにわたって実現した。
【０１２０】
さらに、棹状体ΔＳａは、棹状体−円錐体対抗状態によって形成された仮想二色チャネルに対して円錐体ΔＳａ（大部分がｅｒｏｄ＜ｅｃｏｎｅのため）およびΔＳｃの両方を常に上回った。よって、簡単にするために、研究課題報告書の下でモデル化された状況（深さ、位置、視野角）下でウエットスーツに対する棹状体Ｖｍａｘのみを呈示する。その際に、サメによる指定条件下の物体の閾値検出は（円錐体でなく）棹状体によってなされることになり、存在するいずれの色処理機構もまた、棹状体より重要ではないことも結論付けられる。Ｖｍａｘの典型的な計算は、図２１の表に呈示される。
【０１２１】
図２１の表は、夏の昼に深さ１５ｍで生じる光条件下の「ダイバー（パース）状況」に対して、３つの視野方向特定時間および季節平均されたＲｃｒｙｐｔｉｃｓの閾値識別距離（ｍ）を列挙している。太陽に向かって見る時、Ｒｃｒｙｐｔｉｃは、まさに黒い表面のように隠蔽される（例えば、スペクトル全体にわたってＲ＝０．１であるネオプレン）が、太陽から離れてまたは太陽に対して９０度で見る時、それぞれのＲｃｙｐｔｉｃｓは黒い表面よりもさらに大幅に隠蔽され、理論的には、該当するＲｃｒｙｐｔｉｃよりさらに離れている〜４ｍまたは〜１０ｍで検出可能である。
【０１２２】
方向平均Ｒｃｒｙｐｔｉｃ（表の最右列）は、太陽に向かって見る時、黒よりも隠蔽されるが、それぞれの視野角に対する方向特定のＲｃｒｙｐｔｉｃｓよりも隠蔽されない。これによって、２つの重要なポイントが提起される。第１は、３つの異なるＲｃｒｙｐｔｉｃｓを１つのＲｃｙｐｔｉｃスペクトルにまとめて１つにするのではなく、完全に隠蔽されたウエットスーツにするように試み、かつ、これが全ての環境下で働くように望む時、それら３つの異なるＲｃｒｙｐｔｉｃｓの従来のカモフラージュタイプのパッチワーク配置を使用する方が良好な場合があることである。第２の（および関連の）ポイントは、かかる分裂的なカモフラージュ方策を採用する場合、個々の小片のサイズは、観察者の分解能を下回らないように十分大きいものでなければならず、これによって、方向平均されたＲｃｒｙｐｔｉｃの方へ異なる色の小片が効果的に１つにまとめられることである。
【０１２３】
図２２の表は、夏の昼に深さ１５ｍで生じる光条件下の「ダイバー（パース）状況」に対して、３つの視野方向特定時間および季節平均されたＲｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓの閾値識別距離（ｍ）を列挙している。方向特定のＲｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓまたは方向平均されたＲｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓのどれもが、これらの条件下で白い表面よりも隠蔽されており、黒い表面よりさらに離れた〜６〜１４ｍで検出可能であることは明らかである。
【０１２４】
夏の朝に深さ１０ｍの水面上で生じる光条件下の「スイマー状況」に対して、３つの視野方向特定時間および季節平均されたＲｃｒｙｐｔｉｃの閾値識別距離（ｍ）を列挙している図２３の表において、異なる状況が集約されている。またしても、黒い表面と比較すると、閾値検出距離は、その特定の視線に沿って方向特定のＲｃｒｙｐｔｉｃにとって最も短い（すなわち、対象はより隠蔽される）。
【０１２５】
図２４の表は、夏の朝に深さ１０ｍの水面上で生じる光条件下の「スイマー状況」に対して、３つの視野方向特定時間および季節平均されたＲｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓの閾値識別距離（ｍ）を列挙している。太陽に向かって見る時、Ｒｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓは黒よりも大きく隠蔽はされない。他の視野角に対して、Ｒｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓは、白い表面と等しいコントラストをもたらす。
【０１２６】
まとめると、これらの結果（および示されないその他）は、Ｒｃｒｙｐｔｉｃが、黒いネオプレンのウエットスーツに近い表面よりも予測された特定の視線に沿って見た時、仮定のサメによって容易に検出可能ではないことを示唆する。Ｒｃｒｙｐｔｉｃが表面を隠蔽させない度合いは可変であり、かつ、視野角、時間、季節、および、深さに左右される。
【０１２７】
既に説明したものに加えて、本発明の基本的な発明概念から逸脱することなく、前述の実施形態にさまざまな修正および改良をなすことができることは、当業者には容易に明らかとなろう。
【図１】
2016515966.tif 000021
【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９ａ】
2016515966.tif 000029
【図９ｂ】
2016515966.tif 000030
【図１０】
2016515966.tif 000031
【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】
2016515966.tif 000037
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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2016515966.tif 000047
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2016515966.tif 000049
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