JP4529223B2 - ダイバーズ用情報処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ダイバーズ用情報処理装置に係り、特に混合ガスを用いて潜水を行う混合ガス潜水における酸素濃度に基づく潜水管理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる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において行われる潜水後の減圧条件の計算方法については、KEN LOYST et al. 著の「DIVE COMPUTERS A CONSUMER'S GUIDE TO HISTORY、THEORY & PERFORMANCE' 」Watersport Publishing Inc.(1991)に詳細に述べられている。
また、理論についての文献としては、A.A.Buhlmann著の「Decompression-Decompression Sickness」、Springer、Berlin(1984)に詳しい。これらいずれの文献にも、ダイビングにより体内に溶け込んだ呼吸気中の窒素などの不活性ガスは体内で気泡となって減圧症を招くおそれがあることを示唆している。減圧症をより確実に防ぐという観点からは、A.A.Buhlmann著の「Decompression-Decompression Sickness」、Springer、Berlin(1984)、 pp.14に記載の式に基づく計算も検討されている。
【０００３】
そこで、従来のダイバーズ用情報処理装置では、上記の理論から体内不活性ガス量を把握し、潜水終了後、陸上に上がったときには、体内不活性ガス量が陸上で平衡値に戻るまでの所要時間（体内不活性ガス排出時間）を表示するようになっている。従って、この表示を見たダイバーは、再び潜水を行う際には適正な時間だけ陸上で休息をとってから潜水を再開するので、減圧症にかかることなく１日に複数回の潜水を行うことができる。
このように、従来のダイバーズ用情報処理装置ではダイバーを減圧症から守るという観点から体内不活性ガス量を監視しているが、呼吸気に起因してダイバーに起きる体調不良は減圧症だけではない。すなわち、呼吸気中の呼吸気酸素分圧が高すぎるときには、ダイバーはいわゆる酸素酔いにかかる。とりわけ、長時間の潜水を行うために酸素の混合比が空気よりも大きい呼吸気を用いた場合には、減圧症よりも酸素酔いにかかりやすい傾向にある。
【０００４】
ところで、近年においては、ナイトロックスと呼ばれる酸素の混合比を代えた混合ガスを呼吸気用ガスとして用いるダイビング（以下、ナイトロックスダイビングという。）が行われるようになってきている。
ナイトロックスダイビングに関する理論的な文献としては、Ｄｉｃｋ Ｒｕｔｋｏｗｓｋｉ著の「Ｎｉｔｒｏｘ ＭＡＮＵＡＬ」があり、それには、酸素が人体に及ぼす影響、酸素酔いなどについて記載されているとともに、呼吸気の酸素分圧に対する潜水許容時間も規定されている。
このナイトロックスダイビングにおいては、上述したようなダイバーの安全性を確保するためには、エアタンク内の残圧を管理するだけでは十分でなく、酸素の濃度を管理する必要があり、この酸素濃度の管理のために酸素濃度情報が必要となっている。
【０００５】
ナイトロックスなどのように酸素と窒素の混合比を変更した混合ガスでダイビングを行う場合、ガスを混合した施設によって通知されるガスの混合比率を自分のダイバーズ用情報処理装置に設定した後に、ダイビングを行う必要がある。このため、ガスの混合比はダイバーに通知されることとなっている。
ガスを混合した施設がダイバーに対してガスの混合比率を通知する方法としては、口頭、通知書類の手渡し、あるいは、エアタンクへのシール添付等が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通知されたガス混合比率と実際のガス混合比率が異なっていると、減圧症あるいは酸素中毒を招くおそれがある。
これを回避するためには、混合ガスの使用前に混合比測定装置によって測定することが考えられるが、測定後にダイバーズ用情報処理装置にガスの混合比率を設定する必要があり、手間がかかるとともに、設定し忘れると誤った演算が行われてしまうという問題点があった。
【０００７】
また、閉鎖式と呼ばれるダイバーが吐き出したガスを再利用する新しいスクーバが使用されているが、この方式では、ダイビング中呼吸器の酸素濃度が変化し、ダイビング開始時に設定した値ではダイバーズ用情報処理装置における演算に誤りが生じることとなる。
そこで、本発明の目的は、ナイトロックスガスのような混合ガスを用いたり、閉鎖式のスクーバを用いる場合であっても、正確なガス混合比を把握し、ダイバーの安全性を確実に確保することが可能なダイバーズ用情報処理装置及び制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るダイバーズ用情報処理装置は、混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、前記潜水管理手段における前記混合比情報の自動的な取り込みを禁止する自動取り込み禁止手段と、前記混合比情報をユーザが設定する混合比情報設定手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項２に係るダイバーズ用情報処理装置は、混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、前記潜水管理手段における前記混合比情報の取り込みタイミングを設定する取込タイミング設定手段と、を備え、前記取込タイミング設定手段は、前記取り込みタイミングを所定時間毎とすることを特徴としている。
【００１９】
請求項３に係るダイバーズ用情報処理装置は、混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、予め定めたタイミングにおいて前記混合比の取り込みが行われていない場合にその旨を告知する告知手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の構成は、請求項３記載のダイバーズ用情報処理装置において、前記予め定めたタイミングは、潜水開始を検出した時点とすることを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
［１］ 全体構成
図１は本実施形態のダイバーズ用情報処理装置の装置本体および腕バンドの一部を示す平面図である。また、図２はダイバーズ用情報処理装置の概要構成ブロック図である。
図１において、本形態のダイバーズ用情報処理装置１は、いわゆるダイブコンピュータとも称せられるものであり、潜水中に体内に蓄積される窒素量（体内窒素分圧）を計測し、この計測結果から、潜水後に陸上でとるべき休止時間などを表示するものである。
このダイバーズ用情報処理装置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。
装置本体２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。
【００２３】
装置本体２の上面側には、液晶表示パネル１１を用いた表示部１０が構成され、それより腕時計における６時の側には２つのプッシュボタンからなるスイッチＡ、Ｂが構成されている。このため、潜水中でもスイッチ操作が容易である。ここで、スイッチＡ、Ｂは、後述するとおり、ダイバーズ用情報処理装置１で行われる各モードを選択、切り換えするとともに、各種条件を設定するための操作部５である。
装置本体２の図面左側には潜水を開始したか否かを監視するための水分検知センサーを用いた入水監視スイッチ３０が構成されている。この入水監視スイッチ３０は、装置本体２の上面に露出している２つの電極３１、３２を備え、これらの電極３１、３２が海水などで導通し、電極３１、３２間の抵抗値が小さくなったときに入水したものと判断する。但し、この入水監視スイッチ３０は、あくまで入水したことを検出して、後述するダイビングモードに移行するのに用いられるだけで、１回のタイビングを開始した旨を検出するものではない。すなわち、ダイバーズ用情報処理装置１を装着した腕が海水に浸かっただけのこともあり、このような場合にはダイビングを開始したものと扱うべきではないからである。それ故、本形態のダイバーズ用情報処理装置１では、装置本体２に内蔵の圧力センサ（図示せず。）によって水深（水圧）が一定以上、たとえば、本形態では水深が１．５ｍより深くなったときにダイビングを開始したものと見做し、かつ、この水深値よりも浅くなったときにダイビングが終了したものと見做す。
【００２４】
図２に示すように、本形態のダイバーズ用情報処理装置１は、各種の情報を表示して利用者に報知するための液晶表示パネル１１および液晶表示パネル１１を駆動する液晶ドライバー１２を備える表示部１０と、各動作モードでの処理を行うとともに、各動作モードに応じた表示を液晶表示パネル１１で行わせる制御部５０とが構成されている。制御部５０に対しては、スイッチＡ、Ｂ、および入水監視スイッチ３０からの出力が入力されるようになっている。
ダイバーズ用情報処理装置１では、通常時刻の表示や潜水時間の計測を行うことから、制御部５０に対しては、発振回路３１からのクロック出力が分周回路３２を介して入力され、時刻用カウンタ３３によって１秒単位での計時が行われる計時部６８が構成されている。
また、ダイバーズ用情報処理装置１は、水深を計測、表示するとともに、水深（水圧）と潜水時間とから体内に蓄積される窒素ガスの量を計測していくことから、圧力センサ３４（半導体圧力センサ）、この圧力センサ３４の出力信号を増幅する増幅回路３５および増幅回路３５と後述のフィルタ回路７３とから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部５０に出力するＡ／Ｄ変換回路３６を備える水深計測部６１（水圧計測手段）が構成されている。さらに、ダイバーズ用情報処理装置１には報音装置３７や振動発生装置３８が構成され、警告などをアラーム音や振動としてダイバーに知らせることが可能である。
【００２５】
本実施形態において、制御部５０は、装置全体の制御を司るＣＰＵ５１と、このＣＰＵ５１の制御の下に液晶ドライバー１２および時刻用カウンタ３３を制御する制御回路５２とが用いられ、ＲＯＭ５３に格納されているプログラムに基づいてＣＰＵ５１が行う各処理によって後述する各動作モードが実現される。また、ＲＡＭ５４は潜水結果をログデータとして記録しておくメモリ、各種演算を行う際のワーキングメモリなどとして用いられる。
さらにダイバーズ用情報処理装置１は、混合比情報としての酸素濃度データを含む各種データを超音波により受信する受信部７１と、受信部７１の出力信号を増幅する増幅回路７２と、増幅回路７２の出力信号からノイズ成分などを除去してＡＤ変換回路３６に出力するフィルタ回路７３と、を備えて構成されている。
ここで、表示部の構成について説明する。
再び図１（Ａ）において、液晶表示パネル１１の表示面には複数の表示領域が設けられ、これら表示領域で行われる表示は基本的には以下のとおりである。
まず、腕時計の図面上側に位置する第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、そこには、後述するダイビングモード、サーフェスモード（時刻モード）、プランニングモード、ログモードのときにそれぞれ現在水深、現在月日、水深ランク、潜水月日（ログナンバー）などが表示される。
【００２６】
第１の表示領域１１１より図面右側に位置する第２の表示領域１１２には、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻モード）、プランニングモード、ログモードのときにそれぞれ潜水時間、現在時刻、潜水可能時間、潜水開始時刻（潜水時間）が表示される。
第１の表示領域１１１より図面下側に位置する第３の表示領域１１３には、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻モード）、プランニングモード、ログモードのときにそれぞれ最大水深、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３の表示領域１１３より図面右側に位置する第４の表示領域１１４には、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻モード）、プランニングモード、ログモードのときにそれぞれ潜水可能時間、水面休止時間、潜水終了時刻（最大水深時水温）が表示される。
第３の表示領域１１３より図面下側に位置する第５の表示領域１１５には、電源容量切れ警告１０４や高度ランク１０３が表示される。液晶表示パネル１１の最も６時の側に位置する第６の表示領域１１６には、体内窒素量がグラフ表示される。
【００２７】
第６の表示領域１１６より図面右側に位置する第７の表示領域１１７には、酸素ガスの濃度を表示する領域が設けられている。この酸素ガスの濃度を表示する領域としての表示領域１１７は、ダイビングモードで減圧潜水状態になったときに窒素（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、浮上速度が速すぎる旨の浮上速度違反警告の１つとしての「ＳＬＯＷ」を表示する領域および潜水中に減圧潜水に至った旨の警告としての「ＤＥＣＯ」を表示する領域としても用いられる。
さらに、本実施形態では、第３の表示領域１１３および第４の表示領域１１４に対して図面下側に隣接する領域には、第８の表示領域１１８および第９の表示領域１１９が構成され、これらの表示領域１１８，１１９では、後述するように、酸素の混合比をいずれの値に設定したかに基づいて、ダイバーを酸素酔い（酸素中毒）から守るための情報が表示される。
【００２８】
［２］ 混合比情報検出送信ユニットの構成
図３に混合比情報検出送信ユニットの概要構成ブロック図を示す。
混合比情報検出送信ユニット８０は、混合比情報検出送信ユニット８０全体の制御を司るＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１が各種処理を行うためのプログラム及びデータが格納されたＲＯＭ８２と、各種データを一時的に格納するためのＲＡＭ８３と、潜水を開始したか否かを監視するための動作監視スイッチ８４と、エアタンクのバルブ部に取り付けられ、酸素濃度を検出する酸素センサ８５と、酸素センサ８５の出力信号を増幅して出力する増幅回路８６および増幅回路８６の出力したアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ８１に出力するＡ／Ｄ変換回路８７と、所定の周波数を有する搬送波信号を発生する周波数発生回路８８と、酸素センサ８５の検出した酸素濃度に相当する酸素濃度データに対応するデータ信号を発生する信号発生回路８９と、搬送波信号をデータ信号により変調する混合回路７００と、混合回路７００の出力信号を増幅して出力する増幅回路７０１と、増幅回路７０１の出力信号を超音波に変換して、受信部７１（図２参照）に送信する送信部７０２と、を備えて構成されている。
この場合において、動作監視スイッチ８４は、入水監視スイッチ３０（図１参照）と同様の構成となっており、露出している２つの電極を備え、これらの電極が海水などで導通し、電極間の抵抗値が小さくなったときに入水したものと判断している。
【００２９】
［３］ 機能構成
図４に、本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１において体内窒素量（体内不活性ガス量）を計算し、その結果に基づいて体内窒素排出時間や無減圧潜水可能時間などの安全情報を算出するための機能ブロック図を示す。
図４に示すように、ダイバーズ用情報処理装置１には、呼吸気に含まれる窒素が体内に吸収され、かつ、排出されていく様子をシミュレートして、体内窒素量（体内窒素分圧）を計算する体内窒素量算出部６０が構成されている。なお、以下に説明する体内窒素量の計算はあくまでも一例であり、体内窒素量の計算方法として各種の方法を用いることが可能であることはいうまでもない。
体内窒素量算出部６０では、まず、体内窒素量を分圧として計算するために、図２に示した圧力センサー３４、増幅回路３５、Ａ／Ｄ変換回路３６を利用した水深計測部６１、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現される呼吸気窒素分圧計算部６２、図２に示したＲＡＭ５４を利用した呼吸気窒素分圧記憶部６３、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現される体内窒素分圧計算部６４、図２に示したＲＡＭ５４を利用した体内窒素分圧記憶部６５、図２に示した時刻用カウンタ３３を利用した計時部６８、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現され、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行う比較部６６、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現される半飽和時間選択部６７が構成されている。
【００３０】
これらの構成要素のうち、呼吸気窒素分圧計算部６２、体内窒素分圧計算部６４、比較部６６および半飽和時間選択部６７は、図２のＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、およびＲＡＭ５４にてソフトウエアとして実現可能であるが、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を組み合わせることで実現することも可能である。
この構成例では、水深計測部６１は、時間ｔに対応する水深Ｐ（ｔ）を計測して出力する。
呼吸気窒素分圧計算部６２は、水深計測部６１から出力された水深Ｐ（ｔ）に基づいて、呼吸気窒素分圧ＰＩＮ2 （ｔ）を計算し、出力する。呼吸気が空気であり、酸素混合比が２１％で、窒素混合比が７９％であれば、呼吸気窒素分圧ＰＩＮ2 （ｔ）は潜水中の水深Ｐ（ｔ）より次式 ＰＩＮ2 （ｔ）＝０．７９×Ｐ ［ｂａｒ］により計算で求めることができる。 ここで、Ｐ［ｂａｒ］は大気圧も含めた絶対圧である。
呼吸気窒素分圧記憶部６３は、呼吸気窒素分圧計算部６２において上式のように計算された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コンパートメント毎に体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ）を計算する。１つのコンパートメントを例にとると、潜水時刻ｔ＝ｔ0 からｔE までに吸収／排出する体内窒素分圧ＰＧＴ（（ｔE ）は、ｔ0 時の体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0 ）と潜水時間ｔE と、半飽和時間ＴH より計算される。
【００３１】
ここでいう半飽和時間ＴH とは、図１１に示すように、体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔE ）がｔ0 時の体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0 ）からこの水深下での呼吸気窒素分圧ＰＩＩＧに到達する過程で体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0 ）と呼吸気窒素分圧ＰＩＩＧとの中間圧力に到達するまでの時間（ハーフタイム）に相当する。
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、潜水終了時（ｔ＝ｔＥ０時）の体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔＥ）として体内窒素分圧記憶部６５に記憶される。
そのための計算式は次式の通りである。
ここで、Ｋは実験的に求められる定数である。
【００３２】
次に比較部６６により、呼吸気窒素分圧記憶部６３に記憶されている体内窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ）と、体内窒素分圧計算部６４の計算結果であるＰＧＴ（ｔ）を比較し、その結果、半飽和時間選択部６７によって、体内窒素分圧計算部６４で用いられる半飽和時間ＴＨを可変とする。
例えば、ｔ＝ｔ0のときの呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ0）が呼吸気窒素分圧記憶部６３に記憶され、体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0）が体内窒素分圧記憶部６５に記憶されているととする。比較部６６は、この呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ0）と体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0）を比較する。
そして体内窒素分圧計算部６４において、半飽和時間選択部６７により、時刻ｔ＝ｔＥのときの体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔＥ）が計算される。
【００３３】
なお、上記２式では、
ＴＨ２＜ＴＨ１
となっている。
なお、
ＰＧＴ（ｔ0）＝ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合には、半飽和時間ＴＨを次式のように定めるのが好ましい。
ＴＨ＝（ＴＨ１＋ＴＨ２）／２
また、時刻ｔ0や時刻ｔＥなどの時間の計測は、図３に示した計時部６８によって管理されている。
ここで、
ＰＧＴ（ｔ0）＞ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合と、
ＰＧＴ（ｔ0）＜ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合とで、半飽和時間ＴＨが異なる理由について説明する。
【００３４】
まず、
ＰＧＴ（ｔ0）＞ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合は、体内から窒素が排出される場合であり、逆に
ＰＧＴ（ｔ0）＜ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合は、体内へ窒素が吸収される場合である。
すなわち、窒素の排出は窒素の吸収に比較して時間がかかるので、窒素が排出される場合の半飽和時間ＴＨ１が窒素を吸収する場合の半飽和時間ＴＨ２より長く設定するのである。
このように半飽和時間を排出時と吸収時とで可変す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、体内窒素量の上限値を設定すれば、現在の体内窒素量からみて無減圧潜水可能な時間や水面にあがってから体内窒素量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。
従って、これらの情報をダイバーに告知すれば、より一層の潜水時の安全性を高めることができる。
従って、体内窒素分圧の許容値を設定しておけば、ある水深（水圧）でこの許容値に到達するまでの時間（潜水可能時間３０２：ここでは、無減圧潜水可能時間を表すが、以下の説明においては、無減圧潜水可能時間あるいは潜水可能時間を表すものとする。）、および水面上で体内窒素分圧が平衡値にまで低下するまでの時間（体内窒素排出時間２０１）を精度よく求めることができる。
【００３５】
そして、本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１には、潜水可能時間３０２および体内窒素排出時間２０１をダイバーの安全情報として算出する潜水可能時間算出部９２および体内窒素排出時間算出部９１が構成されている。ここで、潜水可能時間算出部９２、および体内窒素排出時間算出部９１は、いずれも、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現される。
なお、呼吸気窒素分圧計算部６２は、水深計測部６１から出力された水深Ｐ（ｔ）に基づいて呼吸気窒素分圧ＰＩＮ2 （ｔ）を計算する際に、後述するように、酸素と窒素の混合比が空気と異なる呼吸気を用いる場合には、混合ガスの圧力をＰとし、以下の式により算出する。
ＰＩＮ2 （ｔ）＝（１−酸素濃度）×Ｐ
ここで、ナイトロックスガスの場合は、
１−酸素濃度＝窒素濃度（窒素混合比）
となる。
すなわち、酸素混合比が３２％で、窒素混合比が６８％のとき、 ＰＩＮ2 （ｔ）＝０．６８×Ｐ ［ｂａｒ］酸素混合比が３６％で、窒素混合比が６４％のとき、 ＰＩＮ2 （ｔ）＝０．６４×Ｐ ［ｂａｒ］から呼吸気窒素分圧ＰＩＮ2 （ｔ）を求める。
【００３６】
［４］ 動作モードの説明
上記構成のダイバーズ用情報処理装置１には、図５を参照して以下に説明するように時刻モードＳＴ１、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およびログモードＳＴ６の各動作モードが存在する。
なお、本形態におけるダイビングモードＳＴ５の特徴的な動作および表示は後述するとして、図５には液晶表示パネル１１の各表示領域のうち、第８の表示領域１１８および第９の表示領域１１９での表示は省略してある。
【００３７】
［４．１．１］ 時刻モード
時刻モードＳＴ１は、スイッチ操作を行わず、かつ、体内窒素分圧が平衡状態にあり、陸上で携帯するときの動作モードであり、液晶表示パネル１１には、現在月日１００、現在時刻１０１、高度ランク１０３が表示される。なお、高度ランク＝０の場合には高度ランク表示はおこなわれない。
現在時刻１０１は、コロン（：）が点滅することによって、現在の表示が現在時刻１０１である旨をユーザに知らせている。また、第７の表示領域１１７には、混合比情報検出送信ユニット８０により送信された酸素濃度データに基づく酸素濃度が表示される。
例えば、図５および図６（ａ）に示す状態においては、現在月日１００＝１２月５日であり、現在時刻１０１＝１０時０６分であり、現在の酸素濃度が３６．５パーセントであることを表示している。
【００３８】
ところで、潜水に限らず、海抜高度の高い場所と低い場所とを移動した場合にも気圧が変化するので、過去のダイビングの有無に関わらず、体内への窒素の吸収、窒素の排出が起きることとなる。
そこで、本実施形態のダイビング用情報処理装置においては、動作モードが時刻モードＳＴ１にある場合に、このような高度変化に伴う圧力変動があった場合にも減圧計算を自動的に開始し、図示しない減圧計算結果表示へと移行する。
すなわち、高度（気圧）が変わってからの時間、体内窒素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とけ込む窒素量が表示される。
【００３９】
［４．１．２］ 他のモードへの移行操作
この時刻モードＳＴ１において、スイッチＡを押すとプランニングモードＳＴ３に移行する。また、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行する。さらにスイッチＡを押したままスイッチＢを所定時間（例えば、５秒）押し続けると設定モードＳＴ４に移行することとなる。
【００４０】
［４．２］ サーフェスモード
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モードであり、ダイビング用情報処理装置１は、前回のダイビングの終了後、ダイビング中に導通状態にあった入水監視スイッチ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、時刻モードＳＴ１で表示される現在月日１００、現在時刻１０１および高度ランク１０３の他に、ダイビング終了後の体内窒素ガス量の変化の目安などを表示する。また、第７の表示領域１１７には、混合比情報検出送信ユニット８０により送信された酸素濃度データに基づく酸素濃度が表示される。
すなわち、体内にとけ込んだ過剰な窒素ガスが体外へ排出され、平衡状態になるまでの時間が体内窒素排出時間２０１として表示される。
この体内窒素排出時間２０１は、体内の窒素ガスが平衡状態になるまでの時間をカウントダウン表示する。
そして、体内窒素排出時間２０１は、表示すべき時間が０時間００分に至ると、それ以降は無表示状態となる。
また、ダイビング終了後の経過時間を水面休止時間２０２として表示する。この水面休止時間２０２は、後述するダイビングモードにおいて、水深が１．５メートルよりも浅くなった次点をダイビングの終了として計時が開始され、ダイビング終了から４８時間が経過した時点で無表示状態となる。
従って、ダイビング用情報処理装置１において、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ＳＴ１に移行することとなる。
【００４１】
サーフェスモードＳＴ２における具体的な表示画面は、図５および図６（ｂ）に示すように、現在月日１００＝１２月５日であり、現在時刻１０１＝１１時５８分であり、水面休止時間２０２＝１時間１３分であり、ダイビング終了後１時間１３分経過しており、現在の酸素濃度が３６．５パーセントであることを表示している。
また、これまでに行ったダイビングにより体内に吸収された窒素ガス量が体内窒素グラフ２０３のマーク４個分に相当することが表示され、この状態から体内の過剰な窒素が排出されて平衡状態なるまでの時間が体内窒素排出時間２０１＝１０時間５５分であることを表示している。
【００４２】
［４．２．１］ 他のモードへの移行操作
このサーフェスモードＳＴ２において、スイッチＡを押すとプランニングモードＳＴ３に移行する。また、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行する。さらにスイッチＡを押したままスイッチＢを所定時間（例えば、５秒）押し続けると設定モードＳＴ４に移行することとなる。
【００４３】
［４．３］ プランニングモード
プランニングモードＳＴ３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。
このプランニングモードＳＴ３においては、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、水深ランク３０１、潜水可能時間３０２、セーフティレベル、高度ランク、水面休止時間２０２、体内窒素グラフ２０３が表示される。また、第７の表示領域１１７には、混合比情報検出送信ユニット８０により送信された酸素濃度データに基づく酸素濃度が表示される。
水深ランク３０１のランクは、所定時間毎に順次、表示が変わっていくようになっている。各水深ランク３０１は、例えば、９ｍ、１２ｍ、１５ｍ、１８ｍ、２１ｍ、２４ｍ、２７ｍ、３０ｍ、３３ｍ、３６ｍ、３９ｍ、４２ｍ、４５ｍ、４８ｍの各ランクがあり、その表示は５秒毎に切り替わるようにされている。
この場合において、時刻モードＳＴ１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場合、すなわち、初回潜水のプランニングであるため、体内窒素グラフ２０３の表示マークは０個であり、水深が１５ｍの場合に無減圧潜水可能時間＝６６分と表示される。
このことは、上述の例の場合、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表している。
【００４４】
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、図７（ｂ）に示すように、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プランニングであるため、体内窒素グラフ２０３においてマークが４個表示され、水深が１５ｍの場合に無減圧潜水可能時間＝４５分と表示される。
このことは、上述の例の場合、水深１２ｍ以上、１５ｍ以下の水深で４５分未満までは無減圧潜水が可能であることを表している。
ここで、潜水可能時間３０２は、呼吸気の窒素分圧が変われば異なる値となる。しかるに、本実施形態では、後述するように呼吸の窒素混合比（酸素混合比）がナイトロックスダイビング用に外部により設定変更されることがあるので、常に設定された呼吸気の窒素混合比が潜水可能時間３０２の算出に反映されるように構成されている。
【００４５】
［４．３．１］ 他のモードへの移行操作
このプランニングモードＳＴ３において、水深ランク３０１が４８ｍと表示されるまでの間に、スイッチＡを２秒以上押し続けると、サーフェスモードＳＴ２に移行する。
また、水深ランク３０１が４８ｍと表示された後には、時刻モードＳＴ１またはサーフェスモードＳＴ２に自動的に移行する。
さらに所定の期間スイッチ操作が内場合には、サーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴ１に自動的に移行するので、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。
さらにまた、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行する。
【００４６】
［４．４］ 設定モード
設定モードＳＴ４は、図８に示すように、現在月日１００，現在時刻１０１の設定の他に、警告アラームのオン／オフ設定およびセーフティレベルの設定並びに酸素濃度のマニュアル設定を行うための動作モードである。
この設定モードＳＴ４では、図８（ａ）に示すように、現在月日１００，現在年１０６、現在時刻１０１、セーフティレベル（図示せず）、アラームのオン／オフ（図示せず）、高度ランクおよび酸素濃度が表示され、これらの項目のうち、セーフティレベルは、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て減圧計算を行うレベルの二つのレベルを選択することが可能である。
なお、過去の潜水によって体内に過剰の窒素蓄積がある場合には、図８（ｂ）に示すように、体内窒素グラフ２０３も表示される。
アラームのオン／オフは、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、アラームをオフに設定しておけば、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のように電池切れを極力さける必要がある装置では、アラームのために電力が消費されて不用意に電池切れに至ることをさけることができ、好都合だからである。
【００４７】
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、アラームオン／オフ、酸素濃度マニュアル設定（図５参照）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、押し続けると設定項目の数値や文字が素早く変わる。
ここで、酸素濃度のマニュアル設定について詳細に説明する。
この酸素濃度のマニュアル設定は、送信部７０２あるいは受信部７１等の故障などの不測の事態においてユーザであるダイバーが自動設定に代えて用いるものである。
実際の操作は、濃度表示が点滅している状態においてＢボタンを操作するとマニュアル設定に移行する。
初期状態においては、第７の表示部の表示は「−−．−％」となっており、この状態でＡボタンを押せば、自動設定のまま、自動設定時の検出タイミング設定に移行することとなる。
第７の表示部の表示が「−−．−％」の状態でＢボタンを操作すると酸素濃度を設定することが可能となる。
そして、酸素濃度の設定が完了した場合にはＡボタンを押すことにより設定値が確定する。
酸素濃度の設定値が確定されると、自動設定時の検出タイミング設定に移行し、Ｂボタンの操作により、「１回」と「連続」のいずれかを選択し、Ａボタンで確定することとなる。
検出タイミング設定における「１回」のモードは、送信部７０２とダイバーズ用情報処理装置１本体とは同時に入水するとは限らないため、入水が検知されてから例えば５分間の間、１秒毎に酸素濃度データを送受信し、その後は送信を停止して、ダイバーズ用情報処理装置１の本体は、受信した酸素濃度データに基づいて処理を行うこととなる。
【００４８】
この検出タイミング設定における「１回」のモードが用いられるのは、通常のダイビングにおいては、エアタンクが１本であり、開始時にセットした酸素濃度値で演算を行えばよいので、受信を停止しても何ら問題が生じることはなく、消費電力の観点からは好ましいからである。
検出タイミング設定における「連続」のモードは、送信部７０２とダイバーズ用情報処理装置１本体のいずれにおいても、入水を検知してから、入水を検知しなくなるまでの間、例えば、１分毎に酸素濃度データを送受信する。
これにより潜水中は、連続して酸素濃度をモニターすることができ、常に現在のエアタンク内の実濃度によって演算を行えることから、閉鎖式スクーバなどのように酸素濃度が変化するような場合においても、安全なダイビングを行うことができる。
同様に複数のタンクを切り替えて、あるいは、取り替えてダイビングを行う場合でもそれぞれの混合比を予めダイバーズ用情報処理装置１に設定する必要がなく、設定忘れなどの危険を回避することができる。
なお、酸素濃度表示が第７の表示領域１１７において点滅している状態でスイッチＡを押すとサーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴ１に戻ることとなる。
さらにスイッチＡ、Ｂのいずれについても予め定めた期間（例えば、１〜２分）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ＳＴ１に自動的に復帰することとなる。
【００４９】
［４．５］ ダイビングモード
ダイビングモードＳＴ５とは、潜水時の動作モードであり、図９に示すように、無減圧潜水モードＳＴ５１では、現在水深５０１、潜水時間５０２、最大水深５０３、潜水可能時間３０２、体内窒素グラフ２０３、高度ランク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。
例えば、図９に示す状態では、ダイビングを開始してから１２分経過し、水深が１６．８ｍのところにおり、この水深では、あと４２分間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、現在までの最大水深は、２０．０ｍである旨が表示され、されに現在の体内窒素ガス量は体内窒素グラフ２０３におけるマーク４個が点灯しているレベルである旨が表示されている。
このダイビングモードＳＴ５では、急激な浮上は減圧症の原因となることから、浮上速度監視機能が働く。
すなわち、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、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４［ｋＨｚ］の周波数でアラーム音（浮上速度違反警告アラーム）を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においＴ、「ＳＬＯＷ」の表示と、現在水深の表示とを所定周期（例えば、１秒周期）で交互に表示して浮上速度違反警告を行う。
【００５０】
さらに振動発生装置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。
なお、ダイビングモードＳＴ５では、スイッチＡを押すと、スイッチＡが押し続けられている間だけ、現在時刻表示モードＳＴ５２に移行し、現在時刻１０１と、現在水温５０４が表示される。
現在時刻表示モードＳＴ５２においては、図９に示す状態では、現在時刻が１０時１８分であり、現在水温５０４＝２３［℃］であると表示されている。
このように、ダイビングモードＳＴ５においてその旨のスイッチ操作があったときには所定の期間だけ現在時刻１０１や現在水温の表示を行うため、小さな表示画面内で通常はダイビングに必要なデータだけを表示するように構成したとしても（無減圧潜水モードＳＴ１）、現在時刻１０１などを必要に応じて表示できるので（現在時刻表示モードＳＴ５２）、便利である。
しかも、このようにダイビングモードＳＴ５においても、表示の切り替えにスイッチ操作を用いたので、ダイバーが知りたい情報を適正なタイミングで表示することが可能となっている。
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、潜水により導通状態となって潜水動作監視スイッチ３０が絶縁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。
【００５１】
この間、図２に示したＣＰＵ５１は、水深が１．５ｍ以上となったときから再び水深が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、保持しておく。
併せて、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回以上あった場合には、その旨も潜水結果に含めて記録する。
本実施形態のダイバー用情報処理装置１は、無減圧潜水を前提に構成されているものであるが、減圧潜水を行う必要が生じた場合には、その旨のアラームオンでダイバーに告知する。さらに動作モードを減圧潜水表示モードＳＴ５３に移行する。
減圧潜水表示モードＳＴ５３においては、現在水深５０１、潜水時間５０２、体内窒素グラフ２０３、高度ランク、減圧停止深度５０５、減圧停止時間５０６、総浮上時間５０７を表示する。
図９に示す状態では、潜水開始から２４分経過し、水深が２９．５ｍのところにいる旨が表示されている。
また、体内窒素ガス量が最大許容値を超え危険であるため、安全な浮上速度を守りながら水深３ｍのところまで浮上し、そこで１分間の減圧停止をするようにとの指示が表示される。
これによりダイバーは、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。
【００５２】
［４．６］ ログモード
ログモードＳＴ６は、ダイビングモードＳＴ５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。
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、１０回）の潜水のログデータを記憶保持する。
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ログデータが記憶されていることとなる。なお、最大記憶数以上の潜水を行った場合でも、予め設定しておくことにより、ログデータの一部を削除せずに保持するように構成することも可能である。
このログモードＳＴ６へは、時刻モードＳＴ１あるいはサーフェスモードＳＴ２において、スイッチＢを押すことにより移行することが可能となっている。
【００５３】
ログモードＳＴ６においては、ログデータは所定時間（例えば、４秒）毎に切り替わる二つの画面を有している。
図１０に示すように、第１の画面ＳＴ６１では、潜水月日６０１、平均水深６０９、潜水開始時刻６０３、潜水終了時刻６０４、高度ランク、潜水を終了した時点における体内窒素グラフ２０３が表示される。
第２の画面ＳＴ６２では、潜水を行った日における何回目の潜水であるかを示すログナンバー６０５、最大水深６０８、潜水時間６０６、最大水深時の水温６０７、高度ランク、潜水を終了したときの体内窒素グラフ２０３が表示される。
例えば、図１０に示す状態では、高度ランク＝０の状態において、１２月５日の２回目のダイビングでは、潜水が１０時０７分に開始され、１０時４５分で終了し、３８分間の潜水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、最大水深が２６．０ｍ、最大水深時の水温６０７が２３［℃］であり、ダイビング終了後、体内窒素グラフ２０３のマークが４個点灯に相当する窒素ガスが体内に吸収されていた旨を表している。
【００５４】
このように本実施形態のログモードＳＴ６においては、２画面を自動的に切り替えながら各種情報を表示するので、表示画面が小さくても実質的に表示可能な情報量を多くする事ができ、視認性が低下することがない。
さらにログモードＳＴ６においては、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表示が切り替わり、最も古いログデータが表示された後は、時刻モードＳＴ１またはサーフェスモードＳＴ２に移行する。
全ログデータのうち一部のログデータを表示し終わった状態においても、スイッチＢを２秒以上押し続けることにより時刻モードＳＴ１またはサーフェスモードＳＴ２に移行することができる。
さらにスイッチＡ、Ｂのいずれもが所定時間（１〜２分）操作されない場合であっても、動作モードがサーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴ１に自動的に復帰する。従って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。
【００５５】
［５］ダイバーを酸素酔いから守るための構成
このように構成した本形態のダイバーズ用情報処理装置１では、ダイビング中のダイバーを酸素酔い（酸素中毒）から守ることを目的に、以下のように構成されている。
ダイバーがエアタンクのバルブ部に混合比情報検出送信ユニット８０を装着し、潜水を開始すると、動作監視スイッチ８４が導通状態となり、ＣＰＵ８１は、潜水を開始したことを検出する。
これに伴い、酸素センサ８５は、酸素濃度を検出し、検出信号を増幅回路８６に出力する。増幅回路８６は、酸素センサ８５の出力信号を増幅してＡ／Ｄ変換回路８７に出力する。Ａ／Ｄ変換回路８７は、増幅回路８６の出力したアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ８１に出力する。
これによりＣＰＵ８１は、周波数発生回路８８および信号発生回路８９を制御し、周波数発生回路８８に所定の周波数を有する搬送波信号を発生させ、信号発生回路８９に酸素センサ８５の検出した酸素濃度に相当する酸素濃度データに対応するデータ信号を発生させる。
混合回路７００は、搬送波信号をデータ信号により変調し、増幅回路７０１に出力する。
増幅回路７０１は、混合回路７００の出力信号を増幅して送信部７０２に出力する。
【００５６】
この結果、送信部７０２は、増幅回路７０１の出力信号を超音波に変換して、受信部７１に酸素濃度データを送信することとなる。
そして、酸素濃度がどれくらいであるかは、例えば、図５に示すように、表示部１０において液晶表示パネル１１の第７の表示領域１１７に示される。
図５に示す状態では、酸素濃度＝３６．５％と表示されている。なお、空気と酸素濃度が同一の場合で、表示桁数に余裕があれば、「ＡＩＲ」などと表示し、空気であることをダイバーが容易にわかるように表示してもよい。
再び図４において、本形態に係るダイバーズ用情報処理装置１では、水深計測部６１が計測した現在水深値（水圧値）と、混合比情報検出送信ユニット８０において検出された酸素濃度に基づいて、現在水深位置における呼吸気酸素分圧９０６を算出する酸素分圧算出部９５が構成されている。
【００５７】
この酸素分圧算出部９５が算出した現在水深位置における呼吸気酸素分圧９０６は、図６に示すように、表示部１０において液晶表示パネル１１の第８の表示領域１１８の右側領域に表示される。すなわち、呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値を越えたときに酸素酔いが起きるとの考えから、本実施形態では、酸素分圧算出部９５は、混合比情報検出送信ユニット８０での検出結果と水深計測部６１の計測結果（水圧値）に基づいて以下の演算式
呼吸気酸素分圧＝（現在の水圧＋大気圧）×呼吸気中の酸素の混合比
から呼吸気酸素分圧９０６を求め、その値は液晶表示パネル１１に表示される。
例えば、酸素濃度＝３６％で、現在水深が１６ｍであるからそれに相当する水圧値が１．６ｂａｒで、かつ、大気圧を１．０ｂａｒと見做すと、それらの値から求めた呼吸気酸素分圧９０６は０．９ｂａｒとなる。
ここで、呼吸気酸素分圧９０６の許容値は、酸素酔いを防ぐという観点から一般に１．６ｂａｒとされている。従って、ダイバーは、呼吸気酸素分圧９０６が許容値（１．６ｂａｒ）以下となっていれば、適正なダイビングであり、自分自身を酸素酔いから守ることができる。なお、酸素分圧算出部９５は、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現されている。
【００５８】
また、本実施形態に係るダイバーズ用情報処理装置１では、酸素分圧算出部９５の算出結果に基づいて現在の呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値（１．６ｂａｒ）を越えているか否かを判定する酸素分圧判定部９６が構成され、この酸素分圧判定部９６の判定結果において現在水深位置における呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値を越えている場合にはその旨を報音装置３７や振動発生装置３８からアラーム音や振動としてダイバーに報知するとともに、液晶表示パネル１１上で呼吸気酸素分圧９０６の表示を点滅させる。このようにして、呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値を越えていることをダイバーに報知する報知部が実現されている。この酸素分圧判定部９６も、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現できる。
【００５９】
本実施形態のダイバーズ用情報装置１において、混合比情報検出送信ユニット８０における検出結果に基づいて、検出された混合比の呼吸気で潜水可能な許容水深値９０７を算出する許容水深値算出部９３も構成されている。この許容水深値算出部９３も、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現できる。
本実施形態では、呼吸気の酸素混合比から許容水深値９０７を算出するにあたっては、呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値を越えたときに酸素酔いが起きると考えられることから、許容水深値算出部９３は、混合比情報検出送信ユニット８０を介して得られる酸素濃度に基づいて得られる呼吸気の酸素混合比からどの水深位置まで潜水したときに呼吸気酸素分圧が許容酸素分圧値を越えるかを算出する。たとえば、許容水深値算出部９３は、以下の演算式許容水深値＝（許容酸素分圧値／呼吸気中の酸素の混合比）− 大気圧の水深換算値但し、呼吸気酸素分圧許容値＝１．６ｂａｒから許容水深値９０７を求め、その値を表示部１０において液晶表示パネル１１に表示するように構成することも可能である。
【００６０】
この場合には、たとえば、酸素濃度が３６％で、呼吸気酸素分圧許容値が１．６ｂａｒであるから、水深３４ｍ（許容水深値９０７）のところまで潜水しても酸素酔いにかからない旨を表示するように構成すればよい。
さらにまた、本形態のダイバーズ用情報装置１において、潜水可能時間算出部９２は、前記したように、現在の体内窒素量からみてこの後、ある水深値でどれ位の時間、潜水可能か（潜水可能時間３０２）の演算を行うとともに、計時部６８の計測結果および酸素分圧算出部９５が算出した呼吸気酸素分圧９０６から導かれる現在までの呼吸気酸素分圧の時間的変化に基づいてもこれから潜水を継続可能な時間（潜水可能時間３０２）を算出するように構成されている。ここで、異なる観点から求めた２つの潜水可能時間３０２を液晶表示パネル１１で表示してもよいが、本形態では、より安全性を高めることを目的に２つの潜水可能時間３０２のうち、短い方の値を表示するようになっている。本形態において、呼吸気酸素分圧９０６に基づいて潜水可能時間３０２を求める際には、前記したＤｉｃｋ Ｒｕｔｋｏｗｓｋｉ著の「Ｎｉｔｒｏｘ ＭＡＮＵＡＬ」を参考にして、表１に示す値を利用する。
【００６１】
【表１】
【００６２】
この表１に示す潜水可能時間の指標ＴP は、あくまで酸素酔いにならずに潜水できる最大時間を意味し、たとえば呼吸気酸素分圧９０６が最初から最後まで１．６ｂａｒであれば４５分間潜水でき、呼吸気酸素分圧９０６が最初から最後まで１．５ｂａｒであれば１２０分間潜水でき、呼吸気酸素分圧９０６が最初から最後まで０．５ｂａｒであれば無限に潜水できることを表す。従って、今回のダイビングにおいて、これまで呼吸気酸素分圧１．６ｂａｒ、１．５ｂａｒ、・・・での潜水時間ｔp がそれぞれｔ1.6 分間、ｔ1.5 分間、・・・とすれば、（ｔ1.6 ／Ｔ1.6 ＋ｔ1.5 ／Ｔ1.5 ＋・・・）＝Σ（ｔp ／Ｔp ）で求められる値が酸素酔いへの進行度合いと見做し、その値が１となったときに酸素酔いになると扱う。従って、酸素分圧算出部９５は、今現在の呼吸気および水深位置で、すなわち今現在の呼吸気酸素分圧Ｐox（酸素混合比×絶対圧値）であと何分間潜水可能かは、そのときの潜水可能時間の指標ＴPox を用いて、以下の式潜水可能時間＝ＴPoX ×［１−（ｔ1.6 ／Ｔ1.6 ＋ｔ1.5 ／Ｔ1.5 ＋・・）］ ＝ＴPoX ×［１−Σ（ｔp ／Ｔp ）］より潜水可能時間３０２を算出し、その値は表示部１０の液晶表示パネル１１の第４の表示領域１１４で表示される。この値は液晶表示パネル１１の第４の表示領域１１４において時間経過とともにカウントダウンしていく。なお、潜水可能時間３０２はグラフにより表示してもよい。
【００６３】
たとえば、図９に示すように、酸素濃度＝３６．５％で、水深が１６．８ｍのところ、すなわち、呼吸気酸素分圧９０６が０．９ｂａｒの条件のままではあと４２分間（潜水可能時間３０２）潜水しても酸素酔いにかからない旨を表示されている。従って、ダイバーは、選択した呼吸気の酸素混合比９０５および今回のダイビングでの潜水履歴に基づいて算出された潜水可能時間３０２を遵守すれば酸素酔いにかからないといえる。
このように、本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１は、混合比情報検出送信ユニットにより酸素濃度をリアルタイムで検出することができるので、ダイビングモードＳＴ５の間、選択した呼吸気で酸素酔いを起こすなく潜水できるか否か、あるいは呼吸気を変えた以降、この呼吸気でどの水深位置まで潜水できるかをダイバーに報知するように構成してあるので、ダイバーを酸素酔いから守ることができる。
また、本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１は、混合比情報検出送信ユニット８０により酸素濃度をリアルタイムで検出しているので、酸素濃度がリアルタイムで変化する閉鎖系のスクーバにおいても適用が可能である。
【００６４】
［６］ 実施形態の変形例
［６．１］ 第１変形例
上記実施形態では、現在水深位置における呼吸気酸素分圧が許容酸素分圧値を越えたときにその旨を報知するように構成したが、より安全性を高めることを目的に、現在の呼吸気酸素分圧が許容酸素分圧値に対して安全率を乗じた警告値、たとえば許容酸素分圧値に対して０．９を乗じた値を越えているか否かを判定するように酸素分圧判定部９６を構成し、この酸素分圧判定部９６の判定結果において現在水深位置における呼吸気酸素分圧が警告値を越えている場合には放音装置３７や振動発生装置３８がその旨の警告を発するように構成してもよい。
【００６５】
［６．２］ 第２変形例
また、上記実施形態においては、酸素濃度データを自動的に取り込む構成であったが、ユーザが任意のタイミングで取り込むように構成することも可能である。
さらに酸素濃度データの取り込みタイミング周期をユーザが設定するように構成することも可能である。
【００６６】
［６．３］ 第３変形例
上記実施形態においては、混合比情報検出送信ユニット８０により酸素濃度をリアルタイムで検出していたが、特に開放系のスクーバの場合には、最初に酸素濃度を測定すれば、酸素濃度が変化することはないので、潜水開始直後にサンプリング行い、その後は、待機状態とすれば、より消費電力を低減することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るダイバーズ用情報処理装置では、自動的に混合ガスの混合比を設定することができ、当該設定した混合比の呼吸気で潜水可能な水深値（許容水深値）などの潜水管理情報を生成し、あるいは、表示することができるので、ダイバーが減圧症や酸素酔いにかかるのを確実に防止し、ダイバーの安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）は、本発明を適用したダイバーズ用情報処理装置の装置本体および腕バンドの一部を示す平面図、（Ｂ）は、その側面図である。
【図２】 ダイバーズ用情報処理装置全体の概要構成ブロック図である。
【図３】 混合比情報検出送信ユニットの概要構成ブロック図である。
【図４】 実施形態のダイバーズ用情報処理装置の機能構成ブロック図である。
【図５】 ダイバーズ用情報処理装置の動作モード遷移状態の説明図である。
【図６】 時刻モードおよびサーフェスモードにおける表示画面の説明図である。
【図７】 プランニングモードにおける表示画面の説明図である。
【図８】 設定モードにおける表示画面の説明図である。
【図９】 ダイビングモードにおける表示画面の説明図である。
【図１０】 ログモードにおける表示画面の説明図である。
【図１１】 半飽和時間の説明図である。
【符号の説明】
１ ……ダイバーズ用情報処理装置
５ ……操作部
１０……表示部（表示手段）
１１……液晶表示パネル
３４……圧力センサ
３７……報音装置
３８……振動発生装置
５０……制御部
５１……ＣＰＵ
５３……ＲＯＭ
５４……ＲＡＭ
６０……体内窒素量算出部
６１……水深計測部（水圧計測部）
６２……呼吸気窒素分圧計算部
６３……呼吸気窒素分圧記憶部
６４……体内窒素分圧計算部
６５……体内窒素分圧記憶部
６７……半飽和時間選択部
６８……計時部
７１……受信部
７２……増幅回路
７３……フィルター回路
８０……混合比情報検出送信ユニット
８１……ＣＰＵ
８２……ＲＯＭ
８３……ＲＡＭ
８４……動作監視スイッチ
８５……酸素センサ
８６……増幅回路
８７……Ａ／Ｄ変換回路
８８……周波数発生回路
８９……信号発生回路
９１……体内窒素排出時間算出部
９２……潜水可能時間算出部
９３……許容水深値算出部
９５……酸素分圧算出部
９６……酸素分圧判定部
７００……混合回路
７０１……増幅回路
７０２……送信部
Ａ、Ｂ……スイッチ
ＳＴ１……時刻モード
ＳＴ２……サーフェスモード
ＳＴ３……プランニングモード
ＳＴ４……設定モード
ＳＴ５……ダイビングモード
ＳＴ６……ログモード
【発明が属する技術分野】
本発明は、ダイバーズ用情報処理装置に係り、特に混合ガスを用いて潜水を行う混合ガス潜水における酸素濃度に基づく潜水管理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる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において行われる潜水後の減圧条件の計算方法については、KEN LOYST et al. 著の「DIVE COMPUTERS A CONSUMER'S GUIDE TO HISTORY、THEORY & PERFORMANCE' 」Watersport Publishing Inc.(1991)に詳細に述べられている。
また、理論についての文献としては、A.A.Buhlmann著の「Decompression-Decompression Sickness」、Springer、Berlin(1984)に詳しい。これらいずれの文献にも、ダイビングにより体内に溶け込んだ呼吸気中の窒素などの不活性ガスは体内で気泡となって減圧症を招くおそれがあることを示唆している。減圧症をより確実に防ぐという観点からは、A.A.Buhlmann著の「Decompression-Decompression Sickness」、Springer、Berlin(1984)、 pp.14に記載の式に基づく計算も検討されている。
【０００３】
そこで、従来のダイバーズ用情報処理装置では、上記の理論から体内不活性ガス量を把握し、潜水終了後、陸上に上がったときには、体内不活性ガス量が陸上で平衡値に戻るまでの所要時間（体内不活性ガス排出時間）を表示するようになっている。従って、この表示を見たダイバーは、再び潜水を行う際には適正な時間だけ陸上で休息をとってから潜水を再開するので、減圧症にかかることなく１日に複数回の潜水を行うことができる。
このように、従来のダイバーズ用情報処理装置ではダイバーを減圧症から守るという観点から体内不活性ガス量を監視しているが、呼吸気に起因してダイバーに起きる体調不良は減圧症だけではない。すなわち、呼吸気中の呼吸気酸素分圧が高すぎるときには、ダイバーはいわゆる酸素酔いにかかる。とりわけ、長時間の潜水を行うために酸素の混合比が空気よりも大きい呼吸気を用いた場合には、減圧症よりも酸素酔いにかかりやすい傾向にある。
【０００４】
ところで、近年においては、ナイトロックスと呼ばれる酸素の混合比を代えた混合ガスを呼吸気用ガスとして用いるダイビング（以下、ナイトロックスダイビングという。）が行われるようになってきている。
ナイトロックスダイビングに関する理論的な文献としては、Ｄｉｃｋ Ｒｕｔｋｏｗｓｋｉ著の「Ｎｉｔｒｏｘ ＭＡＮＵＡＬ」があり、それには、酸素が人体に及ぼす影響、酸素酔いなどについて記載されているとともに、呼吸気の酸素分圧に対する潜水許容時間も規定されている。
このナイトロックスダイビングにおいては、上述したようなダイバーの安全性を確保するためには、エアタンク内の残圧を管理するだけでは十分でなく、酸素の濃度を管理する必要があり、この酸素濃度の管理のために酸素濃度情報が必要となっている。
【０００５】
ナイトロックスなどのように酸素と窒素の混合比を変更した混合ガスでダイビングを行う場合、ガスを混合した施設によって通知されるガスの混合比率を自分のダイバーズ用情報処理装置に設定した後に、ダイビングを行う必要がある。このため、ガスの混合比はダイバーに通知されることとなっている。
ガスを混合した施設がダイバーに対してガスの混合比率を通知する方法としては、口頭、通知書類の手渡し、あるいは、エアタンクへのシール添付等が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通知されたガス混合比率と実際のガス混合比率が異なっていると、減圧症あるいは酸素中毒を招くおそれがある。
これを回避するためには、混合ガスの使用前に混合比測定装置によって測定することが考えられるが、測定後にダイバーズ用情報処理装置にガスの混合比率を設定する必要があり、手間がかかるとともに、設定し忘れると誤った演算が行われてしまうという問題点があった。
【０００７】
また、閉鎖式と呼ばれるダイバーが吐き出したガスを再利用する新しいスクーバが使用されているが、この方式では、ダイビング中呼吸器の酸素濃度が変化し、ダイビング開始時に設定した値ではダイバーズ用情報処理装置における演算に誤りが生じることとなる。
そこで、本発明の目的は、ナイトロックスガスのような混合ガスを用いたり、閉鎖式のスクーバを用いる場合であっても、正確なガス混合比を把握し、ダイバーの安全性を確実に確保することが可能なダイバーズ用情報処理装置及び制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るダイバーズ用情報処理装置は、混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、前記潜水管理手段における前記混合比情報の自動的な取り込みを禁止する自動取り込み禁止手段と、前記混合比情報をユーザが設定する混合比情報設定手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項２に係るダイバーズ用情報処理装置は、混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、前記潜水管理手段における前記混合比情報の取り込みタイミングを設定する取込タイミング設定手段と、を備え、前記取込タイミング設定手段は、前記取り込みタイミングを所定時間毎とすることを特徴としている。
【００１９】
請求項３に係るダイバーズ用情報処理装置は、混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、予め定めたタイミングにおいて前記混合比の取り込みが行われていない場合にその旨を告知する告知手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の構成は、請求項３記載のダイバーズ用情報処理装置において、前記予め定めたタイミングは、潜水開始を検出した時点とすることを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
［１］ 全体構成
図１は本実施形態のダイバーズ用情報処理装置の装置本体および腕バンドの一部を示す平面図である。また、図２はダイバーズ用情報処理装置の概要構成ブロック図である。
図１において、本形態のダイバーズ用情報処理装置１は、いわゆるダイブコンピュータとも称せられるものであり、潜水中に体内に蓄積される窒素量（体内窒素分圧）を計測し、この計測結果から、潜水後に陸上でとるべき休止時間などを表示するものである。
このダイバーズ用情報処理装置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。
装置本体２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。
【００２３】
装置本体２の上面側には、液晶表示パネル１１を用いた表示部１０が構成され、それより腕時計における６時の側には２つのプッシュボタンからなるスイッチＡ、Ｂが構成されている。このため、潜水中でもスイッチ操作が容易である。ここで、スイッチＡ、Ｂは、後述するとおり、ダイバーズ用情報処理装置１で行われる各モードを選択、切り換えするとともに、各種条件を設定するための操作部５である。
装置本体２の図面左側には潜水を開始したか否かを監視するための水分検知センサーを用いた入水監視スイッチ３０が構成されている。この入水監視スイッチ３０は、装置本体２の上面に露出している２つの電極３１、３２を備え、これらの電極３１、３２が海水などで導通し、電極３１、３２間の抵抗値が小さくなったときに入水したものと判断する。但し、この入水監視スイッチ３０は、あくまで入水したことを検出して、後述するダイビングモードに移行するのに用いられるだけで、１回のタイビングを開始した旨を検出するものではない。すなわち、ダイバーズ用情報処理装置１を装着した腕が海水に浸かっただけのこともあり、このような場合にはダイビングを開始したものと扱うべきではないからである。それ故、本形態のダイバーズ用情報処理装置１では、装置本体２に内蔵の圧力センサ（図示せず。）によって水深（水圧）が一定以上、たとえば、本形態では水深が１．５ｍより深くなったときにダイビングを開始したものと見做し、かつ、この水深値よりも浅くなったときにダイビングが終了したものと見做す。
【００２４】
図２に示すように、本形態のダイバーズ用情報処理装置１は、各種の情報を表示して利用者に報知するための液晶表示パネル１１および液晶表示パネル１１を駆動する液晶ドライバー１２を備える表示部１０と、各動作モードでの処理を行うとともに、各動作モードに応じた表示を液晶表示パネル１１で行わせる制御部５０とが構成されている。制御部５０に対しては、スイッチＡ、Ｂ、および入水監視スイッチ３０からの出力が入力されるようになっている。
ダイバーズ用情報処理装置１では、通常時刻の表示や潜水時間の計測を行うことから、制御部５０に対しては、発振回路３１からのクロック出力が分周回路３２を介して入力され、時刻用カウンタ３３によって１秒単位での計時が行われる計時部６８が構成されている。
また、ダイバーズ用情報処理装置１は、水深を計測、表示するとともに、水深（水圧）と潜水時間とから体内に蓄積される窒素ガスの量を計測していくことから、圧力センサ３４（半導体圧力センサ）、この圧力センサ３４の出力信号を増幅する増幅回路３５および増幅回路３５と後述のフィルタ回路７３とから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部５０に出力するＡ／Ｄ変換回路３６を備える水深計測部６１（水圧計測手段）が構成されている。さらに、ダイバーズ用情報処理装置１には報音装置３７や振動発生装置３８が構成され、警告などをアラーム音や振動としてダイバーに知らせることが可能である。
【００２５】
本実施形態において、制御部５０は、装置全体の制御を司るＣＰＵ５１と、このＣＰＵ５１の制御の下に液晶ドライバー１２および時刻用カウンタ３３を制御する制御回路５２とが用いられ、ＲＯＭ５３に格納されているプログラムに基づいてＣＰＵ５１が行う各処理によって後述する各動作モードが実現される。また、ＲＡＭ５４は潜水結果をログデータとして記録しておくメモリ、各種演算を行う際のワーキングメモリなどとして用いられる。
さらにダイバーズ用情報処理装置１は、混合比情報としての酸素濃度データを含む各種データを超音波により受信する受信部７１と、受信部７１の出力信号を増幅する増幅回路７２と、増幅回路７２の出力信号からノイズ成分などを除去してＡＤ変換回路３６に出力するフィルタ回路７３と、を備えて構成されている。
ここで、表示部の構成について説明する。
再び図１（Ａ）において、液晶表示パネル１１の表示面には複数の表示領域が設けられ、これら表示領域で行われる表示は基本的には以下のとおりである。
まず、腕時計の図面上側に位置する第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、そこには、後述するダイビングモード、サーフェスモード（時刻モード）、プランニングモード、ログモードのときにそれぞれ現在水深、現在月日、水深ランク、潜水月日（ログナンバー）などが表示される。
【００２６】
第１の表示領域１１１より図面右側に位置する第２の表示領域１１２には、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻モード）、プランニングモード、ログモードのときにそれぞれ潜水時間、現在時刻、潜水可能時間、潜水開始時刻（潜水時間）が表示される。
第１の表示領域１１１より図面下側に位置する第３の表示領域１１３には、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻モード）、プランニングモード、ログモードのときにそれぞれ最大水深、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３の表示領域１１３より図面右側に位置する第４の表示領域１１４には、ダイビングモード、サーフェスモード（時刻モード）、プランニングモード、ログモードのときにそれぞれ潜水可能時間、水面休止時間、潜水終了時刻（最大水深時水温）が表示される。
第３の表示領域１１３より図面下側に位置する第５の表示領域１１５には、電源容量切れ警告１０４や高度ランク１０３が表示される。液晶表示パネル１１の最も６時の側に位置する第６の表示領域１１６には、体内窒素量がグラフ表示される。
【００２７】
第６の表示領域１１６より図面右側に位置する第７の表示領域１１７には、酸素ガスの濃度を表示する領域が設けられている。この酸素ガスの濃度を表示する領域としての表示領域１１７は、ダイビングモードで減圧潜水状態になったときに窒素（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、浮上速度が速すぎる旨の浮上速度違反警告の１つとしての「ＳＬＯＷ」を表示する領域および潜水中に減圧潜水に至った旨の警告としての「ＤＥＣＯ」を表示する領域としても用いられる。
さらに、本実施形態では、第３の表示領域１１３および第４の表示領域１１４に対して図面下側に隣接する領域には、第８の表示領域１１８および第９の表示領域１１９が構成され、これらの表示領域１１８，１１９では、後述するように、酸素の混合比をいずれの値に設定したかに基づいて、ダイバーを酸素酔い（酸素中毒）から守るための情報が表示される。
【００２８】
［２］ 混合比情報検出送信ユニットの構成
図３に混合比情報検出送信ユニットの概要構成ブロック図を示す。
混合比情報検出送信ユニット８０は、混合比情報検出送信ユニット８０全体の制御を司るＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１が各種処理を行うためのプログラム及びデータが格納されたＲＯＭ８２と、各種データを一時的に格納するためのＲＡＭ８３と、潜水を開始したか否かを監視するための動作監視スイッチ８４と、エアタンクのバルブ部に取り付けられ、酸素濃度を検出する酸素センサ８５と、酸素センサ８５の出力信号を増幅して出力する増幅回路８６および増幅回路８６の出力したアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ８１に出力するＡ／Ｄ変換回路８７と、所定の周波数を有する搬送波信号を発生する周波数発生回路８８と、酸素センサ８５の検出した酸素濃度に相当する酸素濃度データに対応するデータ信号を発生する信号発生回路８９と、搬送波信号をデータ信号により変調する混合回路７００と、混合回路７００の出力信号を増幅して出力する増幅回路７０１と、増幅回路７０１の出力信号を超音波に変換して、受信部７１（図２参照）に送信する送信部７０２と、を備えて構成されている。
この場合において、動作監視スイッチ８４は、入水監視スイッチ３０（図１参照）と同様の構成となっており、露出している２つの電極を備え、これらの電極が海水などで導通し、電極間の抵抗値が小さくなったときに入水したものと判断している。
【００２９】
［３］ 機能構成
図４に、本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１において体内窒素量（体内不活性ガス量）を計算し、その結果に基づいて体内窒素排出時間や無減圧潜水可能時間などの安全情報を算出するための機能ブロック図を示す。
図４に示すように、ダイバーズ用情報処理装置１には、呼吸気に含まれる窒素が体内に吸収され、かつ、排出されていく様子をシミュレートして、体内窒素量（体内窒素分圧）を計算する体内窒素量算出部６０が構成されている。なお、以下に説明する体内窒素量の計算はあくまでも一例であり、体内窒素量の計算方法として各種の方法を用いることが可能であることはいうまでもない。
体内窒素量算出部６０では、まず、体内窒素量を分圧として計算するために、図２に示した圧力センサー３４、増幅回路３５、Ａ／Ｄ変換回路３６を利用した水深計測部６１、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現される呼吸気窒素分圧計算部６２、図２に示したＲＡＭ５４を利用した呼吸気窒素分圧記憶部６３、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現される体内窒素分圧計算部６４、図２に示したＲＡＭ５４を利用した体内窒素分圧記憶部６５、図２に示した時刻用カウンタ３３を利用した計時部６８、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現され、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行う比較部６６、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現される半飽和時間選択部６７が構成されている。
【００３０】
これらの構成要素のうち、呼吸気窒素分圧計算部６２、体内窒素分圧計算部６４、比較部６６および半飽和時間選択部６７は、図２のＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、およびＲＡＭ５４にてソフトウエアとして実現可能であるが、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を組み合わせることで実現することも可能である。
この構成例では、水深計測部６１は、時間ｔに対応する水深Ｐ（ｔ）を計測して出力する。
呼吸気窒素分圧計算部６２は、水深計測部６１から出力された水深Ｐ（ｔ）に基づいて、呼吸気窒素分圧ＰＩＮ2 （ｔ）を計算し、出力する。呼吸気が空気であり、酸素混合比が２１％で、窒素混合比が７９％であれば、呼吸気窒素分圧ＰＩＮ2 （ｔ）は潜水中の水深Ｐ（ｔ）より次式 ＰＩＮ2 （ｔ）＝０．７９×Ｐ ［ｂａｒ］により計算で求めることができる。 ここで、Ｐ［ｂａｒ］は大気圧も含めた絶対圧である。
呼吸気窒素分圧記憶部６３は、呼吸気窒素分圧計算部６２において上式のように計算された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コンパートメント毎に体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ）を計算する。１つのコンパートメントを例にとると、潜水時刻ｔ＝ｔ0 からｔE までに吸収／排出する体内窒素分圧ＰＧＴ（（ｔE ）は、ｔ0 時の体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0 ）と潜水時間ｔE と、半飽和時間ＴH より計算される。
【００３１】
ここでいう半飽和時間ＴH とは、図１１に示すように、体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔE ）がｔ0 時の体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0 ）からこの水深下での呼吸気窒素分圧ＰＩＩＧに到達する過程で体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0 ）と呼吸気窒素分圧ＰＩＩＧとの中間圧力に到達するまでの時間（ハーフタイム）に相当する。
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、潜水終了時（ｔ＝ｔＥ０時）の体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔＥ）として体内窒素分圧記憶部６５に記憶される。
そのための計算式は次式の通りである。
【００３２】
次に比較部６６により、呼吸気窒素分圧記憶部６３に記憶されている体内窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ）と、体内窒素分圧計算部６４の計算結果であるＰＧＴ（ｔ）を比較し、その結果、半飽和時間選択部６７によって、体内窒素分圧計算部６４で用いられる半飽和時間ＴＨを可変とする。
例えば、ｔ＝ｔ0のときの呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ0）が呼吸気窒素分圧記憶部６３に記憶され、体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0）が体内窒素分圧記憶部６５に記憶されているととする。比較部６６は、この呼吸気窒素分圧ＰＩＮ２（ｔ0）と体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔ0）を比較する。
そして体内窒素分圧計算部６４において、半飽和時間選択部６７により、時刻ｔ＝ｔＥのときの体内窒素分圧ＰＧＴ（ｔＥ）が計算される。
なお、上記２式では、
ＴＨ２＜ＴＨ１
となっている。
なお、
ＰＧＴ（ｔ0）＝ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合には、半飽和時間ＴＨを次式のように定めるのが好ましい。
ＴＨ＝（ＴＨ１＋ＴＨ２）／２
また、時刻ｔ0や時刻ｔＥなどの時間の計測は、図３に示した計時部６８によって管理されている。
ここで、
ＰＧＴ（ｔ0）＞ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合と、
ＰＧＴ（ｔ0）＜ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合とで、半飽和時間ＴＨが異なる理由について説明する。
【００３４】
まず、
ＰＧＴ（ｔ0）＞ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合は、体内から窒素が排出される場合であり、逆に
ＰＧＴ（ｔ0）＜ＰＩＮ２（ｔ0）
の場合は、体内へ窒素が吸収される場合である。
すなわち、窒素の排出は窒素の吸収に比較して時間がかかるので、窒素が排出される場合の半飽和時間ＴＨ１が窒素を吸収する場合の半飽和時間ＴＨ２より長く設定するのである。
このように半飽和時間を排出時と吸収時とで可変す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、体内窒素量の上限値を設定すれば、現在の体内窒素量からみて無減圧潜水可能な時間や水面にあがってから体内窒素量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。
従って、これらの情報をダイバーに告知すれば、より一層の潜水時の安全性を高めることができる。
従って、体内窒素分圧の許容値を設定しておけば、ある水深（水圧）でこの許容値に到達するまでの時間（潜水可能時間３０２：ここでは、無減圧潜水可能時間を表すが、以下の説明においては、無減圧潜水可能時間あるいは潜水可能時間を表すものとする。）、および水面上で体内窒素分圧が平衡値にまで低下するまでの時間（体内窒素排出時間２０１）を精度よく求めることができる。
【００３５】
そして、本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１には、潜水可能時間３０２および体内窒素排出時間２０１をダイバーの安全情報として算出する潜水可能時間算出部９２および体内窒素排出時間算出部９１が構成されている。ここで、潜水可能時間算出部９２、および体内窒素排出時間算出部９１は、いずれも、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現される。
なお、呼吸気窒素分圧計算部６２は、水深計測部６１から出力された水深Ｐ（ｔ）に基づいて呼吸気窒素分圧ＰＩＮ2 （ｔ）を計算する際に、後述するように、酸素と窒素の混合比が空気と異なる呼吸気を用いる場合には、混合ガスの圧力をＰとし、以下の式により算出する。
ＰＩＮ2 （ｔ）＝（１−酸素濃度）×Ｐ
ここで、ナイトロックスガスの場合は、
１−酸素濃度＝窒素濃度（窒素混合比）
となる。
すなわち、酸素混合比が３２％で、窒素混合比が６８％のとき、 ＰＩＮ2 （ｔ）＝０．６８×Ｐ ［ｂａｒ］酸素混合比が３６％で、窒素混合比が６４％のとき、 ＰＩＮ2 （ｔ）＝０．６４×Ｐ ［ｂａｒ］から呼吸気窒素分圧ＰＩＮ2 （ｔ）を求める。
【００３６】
［４］ 動作モードの説明
上記構成のダイバーズ用情報処理装置１には、図５を参照して以下に説明するように時刻モードＳＴ１、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およびログモードＳＴ６の各動作モードが存在する。
なお、本形態におけるダイビングモードＳＴ５の特徴的な動作および表示は後述するとして、図５には液晶表示パネル１１の各表示領域のうち、第８の表示領域１１８および第９の表示領域１１９での表示は省略してある。
【００３７】
［４．１．１］ 時刻モード
時刻モードＳＴ１は、スイッチ操作を行わず、かつ、体内窒素分圧が平衡状態にあり、陸上で携帯するときの動作モードであり、液晶表示パネル１１には、現在月日１００、現在時刻１０１、高度ランク１０３が表示される。なお、高度ランク＝０の場合には高度ランク表示はおこなわれない。
現在時刻１０１は、コロン（：）が点滅することによって、現在の表示が現在時刻１０１である旨をユーザに知らせている。また、第７の表示領域１１７には、混合比情報検出送信ユニット８０により送信された酸素濃度データに基づく酸素濃度が表示される。
例えば、図５および図６（ａ）に示す状態においては、現在月日１００＝１２月５日であり、現在時刻１０１＝１０時０６分であり、現在の酸素濃度が３６．５パーセントであることを表示している。
【００３８】
ところで、潜水に限らず、海抜高度の高い場所と低い場所とを移動した場合にも気圧が変化するので、過去のダイビングの有無に関わらず、体内への窒素の吸収、窒素の排出が起きることとなる。
そこで、本実施形態のダイビング用情報処理装置においては、動作モードが時刻モードＳＴ１にある場合に、このような高度変化に伴う圧力変動があった場合にも減圧計算を自動的に開始し、図示しない減圧計算結果表示へと移行する。
すなわち、高度（気圧）が変わってからの時間、体内窒素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とけ込む窒素量が表示される。
【００３９】
［４．１．２］ 他のモードへの移行操作
この時刻モードＳＴ１において、スイッチＡを押すとプランニングモードＳＴ３に移行する。また、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行する。さらにスイッチＡを押したままスイッチＢを所定時間（例えば、５秒）押し続けると設定モードＳＴ４に移行することとなる。
【００４０】
［４．２］ サーフェスモード
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モードであり、ダイビング用情報処理装置１は、前回のダイビングの終了後、ダイビング中に導通状態にあった入水監視スイッチ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、時刻モードＳＴ１で表示される現在月日１００、現在時刻１０１および高度ランク１０３の他に、ダイビング終了後の体内窒素ガス量の変化の目安などを表示する。また、第７の表示領域１１７には、混合比情報検出送信ユニット８０により送信された酸素濃度データに基づく酸素濃度が表示される。
すなわち、体内にとけ込んだ過剰な窒素ガスが体外へ排出され、平衡状態になるまでの時間が体内窒素排出時間２０１として表示される。
この体内窒素排出時間２０１は、体内の窒素ガスが平衡状態になるまでの時間をカウントダウン表示する。
そして、体内窒素排出時間２０１は、表示すべき時間が０時間００分に至ると、それ以降は無表示状態となる。
また、ダイビング終了後の経過時間を水面休止時間２０２として表示する。この水面休止時間２０２は、後述するダイビングモードにおいて、水深が１．５メートルよりも浅くなった次点をダイビングの終了として計時が開始され、ダイビング終了から４８時間が経過した時点で無表示状態となる。
従って、ダイビング用情報処理装置１において、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ＳＴ１に移行することとなる。
【００４１】
サーフェスモードＳＴ２における具体的な表示画面は、図５および図６（ｂ）に示すように、現在月日１００＝１２月５日であり、現在時刻１０１＝１１時５８分であり、水面休止時間２０２＝１時間１３分であり、ダイビング終了後１時間１３分経過しており、現在の酸素濃度が３６．５パーセントであることを表示している。
また、これまでに行ったダイビングにより体内に吸収された窒素ガス量が体内窒素グラフ２０３のマーク４個分に相当することが表示され、この状態から体内の過剰な窒素が排出されて平衡状態なるまでの時間が体内窒素排出時間２０１＝１０時間５５分であることを表示している。
【００４２】
［４．２．１］ 他のモードへの移行操作
このサーフェスモードＳＴ２において、スイッチＡを押すとプランニングモードＳＴ３に移行する。また、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行する。さらにスイッチＡを押したままスイッチＢを所定時間（例えば、５秒）押し続けると設定モードＳＴ４に移行することとなる。
【００４３】
［４．３］ プランニングモード
プランニングモードＳＴ３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。
このプランニングモードＳＴ３においては、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、水深ランク３０１、潜水可能時間３０２、セーフティレベル、高度ランク、水面休止時間２０２、体内窒素グラフ２０３が表示される。また、第７の表示領域１１７には、混合比情報検出送信ユニット８０により送信された酸素濃度データに基づく酸素濃度が表示される。
水深ランク３０１のランクは、所定時間毎に順次、表示が変わっていくようになっている。各水深ランク３０１は、例えば、９ｍ、１２ｍ、１５ｍ、１８ｍ、２１ｍ、２４ｍ、２７ｍ、３０ｍ、３３ｍ、３６ｍ、３９ｍ、４２ｍ、４５ｍ、４８ｍの各ランクがあり、その表示は５秒毎に切り替わるようにされている。
この場合において、時刻モードＳＴ１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場合、すなわち、初回潜水のプランニングであるため、体内窒素グラフ２０３の表示マークは０個であり、水深が１５ｍの場合に無減圧潜水可能時間＝６６分と表示される。
このことは、上述の例の場合、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表している。
【００４４】
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、図７（ｂ）に示すように、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プランニングであるため、体内窒素グラフ２０３においてマークが４個表示され、水深が１５ｍの場合に無減圧潜水可能時間＝４５分と表示される。
このことは、上述の例の場合、水深１２ｍ以上、１５ｍ以下の水深で４５分未満までは無減圧潜水が可能であることを表している。
ここで、潜水可能時間３０２は、呼吸気の窒素分圧が変われば異なる値となる。しかるに、本実施形態では、後述するように呼吸の窒素混合比（酸素混合比）がナイトロックスダイビング用に外部により設定変更されることがあるので、常に設定された呼吸気の窒素混合比が潜水可能時間３０２の算出に反映されるように構成されている。
【００４５】
［４．３．１］ 他のモードへの移行操作
このプランニングモードＳＴ３において、水深ランク３０１が４８ｍと表示されるまでの間に、スイッチＡを２秒以上押し続けると、サーフェスモードＳＴ２に移行する。
また、水深ランク３０１が４８ｍと表示された後には、時刻モードＳＴ１またはサーフェスモードＳＴ２に自動的に移行する。
さらに所定の期間スイッチ操作が内場合には、サーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴ１に自動的に移行するので、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。
さらにまた、スイッチＢを押すとログモードＳＴ６に移行する。
【００４６】
［４．４］ 設定モード
設定モードＳＴ４は、図８に示すように、現在月日１００，現在時刻１０１の設定の他に、警告アラームのオン／オフ設定およびセーフティレベルの設定並びに酸素濃度のマニュアル設定を行うための動作モードである。
この設定モードＳＴ４では、図８（ａ）に示すように、現在月日１００，現在年１０６、現在時刻１０１、セーフティレベル（図示せず）、アラームのオン／オフ（図示せず）、高度ランクおよび酸素濃度が表示され、これらの項目のうち、セーフティレベルは、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て減圧計算を行うレベルの二つのレベルを選択することが可能である。
なお、過去の潜水によって体内に過剰の窒素蓄積がある場合には、図８（ｂ）に示すように、体内窒素グラフ２０３も表示される。
アラームのオン／オフは、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、アラームをオフに設定しておけば、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のように電池切れを極力さける必要がある装置では、アラームのために電力が消費されて不用意に電池切れに至ることをさけることができ、好都合だからである。
【００４７】
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、アラームオン／オフ、酸素濃度マニュアル設定（図５参照）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、押し続けると設定項目の数値や文字が素早く変わる。
ここで、酸素濃度のマニュアル設定について詳細に説明する。
この酸素濃度のマニュアル設定は、送信部７０２あるいは受信部７１等の故障などの不測の事態においてユーザであるダイバーが自動設定に代えて用いるものである。
実際の操作は、濃度表示が点滅している状態においてＢボタンを操作するとマニュアル設定に移行する。
初期状態においては、第７の表示部の表示は「−−．−％」となっており、この状態でＡボタンを押せば、自動設定のまま、自動設定時の検出タイミング設定に移行することとなる。
第７の表示部の表示が「−−．−％」の状態でＢボタンを操作すると酸素濃度を設定することが可能となる。
そして、酸素濃度の設定が完了した場合にはＡボタンを押すことにより設定値が確定する。
酸素濃度の設定値が確定されると、自動設定時の検出タイミング設定に移行し、Ｂボタンの操作により、「１回」と「連続」のいずれかを選択し、Ａボタンで確定することとなる。
検出タイミング設定における「１回」のモードは、送信部７０２とダイバーズ用情報処理装置１本体とは同時に入水するとは限らないため、入水が検知されてから例えば５分間の間、１秒毎に酸素濃度データを送受信し、その後は送信を停止して、ダイバーズ用情報処理装置１の本体は、受信した酸素濃度データに基づいて処理を行うこととなる。
【００４８】
この検出タイミング設定における「１回」のモードが用いられるのは、通常のダイビングにおいては、エアタンクが１本であり、開始時にセットした酸素濃度値で演算を行えばよいので、受信を停止しても何ら問題が生じることはなく、消費電力の観点からは好ましいからである。
検出タイミング設定における「連続」のモードは、送信部７０２とダイバーズ用情報処理装置１本体のいずれにおいても、入水を検知してから、入水を検知しなくなるまでの間、例えば、１分毎に酸素濃度データを送受信する。
これにより潜水中は、連続して酸素濃度をモニターすることができ、常に現在のエアタンク内の実濃度によって演算を行えることから、閉鎖式スクーバなどのように酸素濃度が変化するような場合においても、安全なダイビングを行うことができる。
同様に複数のタンクを切り替えて、あるいは、取り替えてダイビングを行う場合でもそれぞれの混合比を予めダイバーズ用情報処理装置１に設定する必要がなく、設定忘れなどの危険を回避することができる。
なお、酸素濃度表示が第７の表示領域１１７において点滅している状態でスイッチＡを押すとサーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴ１に戻ることとなる。
さらにスイッチＡ、Ｂのいずれについても予め定めた期間（例えば、１〜２分）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ＳＴ１に自動的に復帰することとなる。
【００４９】
［４．５］ ダイビングモード
ダイビングモードＳＴ５とは、潜水時の動作モードであり、図９に示すように、無減圧潜水モードＳＴ５１では、現在水深５０１、潜水時間５０２、最大水深５０３、潜水可能時間３０２、体内窒素グラフ２０３、高度ランク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。
例えば、図９に示す状態では、ダイビングを開始してから１２分経過し、水深が１６．８ｍのところにおり、この水深では、あと４２分間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、現在までの最大水深は、２０．０ｍである旨が表示され、されに現在の体内窒素ガス量は体内窒素グラフ２０３におけるマーク４個が点灯しているレベルである旨が表示されている。
このダイビングモードＳＴ５では、急激な浮上は減圧症の原因となることから、浮上速度監視機能が働く。
すなわち、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、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４［ｋＨｚ］の周波数でアラーム音（浮上速度違反警告アラーム）を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においＴ、「ＳＬＯＷ」の表示と、現在水深の表示とを所定周期（例えば、１秒周期）で交互に表示して浮上速度違反警告を行う。
【００５０】
さらに振動発生装置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。
なお、ダイビングモードＳＴ５では、スイッチＡを押すと、スイッチＡが押し続けられている間だけ、現在時刻表示モードＳＴ５２に移行し、現在時刻１０１と、現在水温５０４が表示される。
現在時刻表示モードＳＴ５２においては、図９に示す状態では、現在時刻が１０時１８分であり、現在水温５０４＝２３［℃］であると表示されている。
このように、ダイビングモードＳＴ５においてその旨のスイッチ操作があったときには所定の期間だけ現在時刻１０１や現在水温の表示を行うため、小さな表示画面内で通常はダイビングに必要なデータだけを表示するように構成したとしても（無減圧潜水モードＳＴ１）、現在時刻１０１などを必要に応じて表示できるので（現在時刻表示モードＳＴ５２）、便利である。
しかも、このようにダイビングモードＳＴ５においても、表示の切り替えにスイッチ操作を用いたので、ダイバーが知りたい情報を適正なタイミングで表示することが可能となっている。
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、潜水により導通状態となって潜水動作監視スイッチ３０が絶縁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。
【００５１】
この間、図２に示したＣＰＵ５１は、水深が１．５ｍ以上となったときから再び水深が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、保持しておく。
併せて、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回以上あった場合には、その旨も潜水結果に含めて記録する。
本実施形態のダイバー用情報処理装置１は、無減圧潜水を前提に構成されているものであるが、減圧潜水を行う必要が生じた場合には、その旨のアラームオンでダイバーに告知する。さらに動作モードを減圧潜水表示モードＳＴ５３に移行する。
減圧潜水表示モードＳＴ５３においては、現在水深５０１、潜水時間５０２、体内窒素グラフ２０３、高度ランク、減圧停止深度５０５、減圧停止時間５０６、総浮上時間５０７を表示する。
図９に示す状態では、潜水開始から２４分経過し、水深が２９．５ｍのところにいる旨が表示されている。
また、体内窒素ガス量が最大許容値を超え危険であるため、安全な浮上速度を守りながら水深３ｍのところまで浮上し、そこで１分間の減圧停止をするようにとの指示が表示される。
これによりダイバーは、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。
【００５２】
［４．６］ ログモード
ログモードＳＴ６は、ダイビングモードＳＴ５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。
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、１０回）の潜水のログデータを記憶保持する。
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ログデータが記憶されていることとなる。なお、最大記憶数以上の潜水を行った場合でも、予め設定しておくことにより、ログデータの一部を削除せずに保持するように構成することも可能である。
このログモードＳＴ６へは、時刻モードＳＴ１あるいはサーフェスモードＳＴ２において、スイッチＢを押すことにより移行することが可能となっている。
【００５３】
ログモードＳＴ６においては、ログデータは所定時間（例えば、４秒）毎に切り替わる二つの画面を有している。
図１０に示すように、第１の画面ＳＴ６１では、潜水月日６０１、平均水深６０９、潜水開始時刻６０３、潜水終了時刻６０４、高度ランク、潜水を終了した時点における体内窒素グラフ２０３が表示される。
第２の画面ＳＴ６２では、潜水を行った日における何回目の潜水であるかを示すログナンバー６０５、最大水深６０８、潜水時間６０６、最大水深時の水温６０７、高度ランク、潜水を終了したときの体内窒素グラフ２０３が表示される。
例えば、図１０に示す状態では、高度ランク＝０の状態において、１２月５日の２回目のダイビングでは、潜水が１０時０７分に開始され、１０時４５分で終了し、３８分間の潜水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、最大水深が２６．０ｍ、最大水深時の水温６０７が２３［℃］であり、ダイビング終了後、体内窒素グラフ２０３のマークが４個点灯に相当する窒素ガスが体内に吸収されていた旨を表している。
【００５４】
このように本実施形態のログモードＳＴ６においては、２画面を自動的に切り替えながら各種情報を表示するので、表示画面が小さくても実質的に表示可能な情報量を多くする事ができ、視認性が低下することがない。
さらにログモードＳＴ６においては、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表示が切り替わり、最も古いログデータが表示された後は、時刻モードＳＴ１またはサーフェスモードＳＴ２に移行する。
全ログデータのうち一部のログデータを表示し終わった状態においても、スイッチＢを２秒以上押し続けることにより時刻モードＳＴ１またはサーフェスモードＳＴ２に移行することができる。
さらにスイッチＡ、Ｂのいずれもが所定時間（１〜２分）操作されない場合であっても、動作モードがサーフェスモードＳＴ２または時刻モードＳＴ１に自動的に復帰する。従って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。
【００５５】
［５］ダイバーを酸素酔いから守るための構成
このように構成した本形態のダイバーズ用情報処理装置１では、ダイビング中のダイバーを酸素酔い（酸素中毒）から守ることを目的に、以下のように構成されている。
ダイバーがエアタンクのバルブ部に混合比情報検出送信ユニット８０を装着し、潜水を開始すると、動作監視スイッチ８４が導通状態となり、ＣＰＵ８１は、潜水を開始したことを検出する。
これに伴い、酸素センサ８５は、酸素濃度を検出し、検出信号を増幅回路８６に出力する。増幅回路８６は、酸素センサ８５の出力信号を増幅してＡ／Ｄ変換回路８７に出力する。Ａ／Ｄ変換回路８７は、増幅回路８６の出力したアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ８１に出力する。
これによりＣＰＵ８１は、周波数発生回路８８および信号発生回路８９を制御し、周波数発生回路８８に所定の周波数を有する搬送波信号を発生させ、信号発生回路８９に酸素センサ８５の検出した酸素濃度に相当する酸素濃度データに対応するデータ信号を発生させる。
混合回路７００は、搬送波信号をデータ信号により変調し、増幅回路７０１に出力する。
増幅回路７０１は、混合回路７００の出力信号を増幅して送信部７０２に出力する。
【００５６】
この結果、送信部７０２は、増幅回路７０１の出力信号を超音波に変換して、受信部７１に酸素濃度データを送信することとなる。
そして、酸素濃度がどれくらいであるかは、例えば、図５に示すように、表示部１０において液晶表示パネル１１の第７の表示領域１１７に示される。
図５に示す状態では、酸素濃度＝３６．５％と表示されている。なお、空気と酸素濃度が同一の場合で、表示桁数に余裕があれば、「ＡＩＲ」などと表示し、空気であることをダイバーが容易にわかるように表示してもよい。
再び図４において、本形態に係るダイバーズ用情報処理装置１では、水深計測部６１が計測した現在水深値（水圧値）と、混合比情報検出送信ユニット８０において検出された酸素濃度に基づいて、現在水深位置における呼吸気酸素分圧９０６を算出する酸素分圧算出部９５が構成されている。
【００５７】
この酸素分圧算出部９５が算出した現在水深位置における呼吸気酸素分圧９０６は、図６に示すように、表示部１０において液晶表示パネル１１の第８の表示領域１１８の右側領域に表示される。すなわち、呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値を越えたときに酸素酔いが起きるとの考えから、本実施形態では、酸素分圧算出部９５は、混合比情報検出送信ユニット８０での検出結果と水深計測部６１の計測結果（水圧値）に基づいて以下の演算式
呼吸気酸素分圧＝（現在の水圧＋大気圧）×呼吸気中の酸素の混合比
から呼吸気酸素分圧９０６を求め、その値は液晶表示パネル１１に表示される。
例えば、酸素濃度＝３６％で、現在水深が１６ｍであるからそれに相当する水圧値が１．６ｂａｒで、かつ、大気圧を１．０ｂａｒと見做すと、それらの値から求めた呼吸気酸素分圧９０６は０．９ｂａｒとなる。
ここで、呼吸気酸素分圧９０６の許容値は、酸素酔いを防ぐという観点から一般に１．６ｂａｒとされている。従って、ダイバーは、呼吸気酸素分圧９０６が許容値（１．６ｂａｒ）以下となっていれば、適正なダイビングであり、自分自身を酸素酔いから守ることができる。なお、酸素分圧算出部９５は、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現されている。
【００５８】
また、本実施形態に係るダイバーズ用情報処理装置１では、酸素分圧算出部９５の算出結果に基づいて現在の呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値（１．６ｂａｒ）を越えているか否かを判定する酸素分圧判定部９６が構成され、この酸素分圧判定部９６の判定結果において現在水深位置における呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値を越えている場合にはその旨を報音装置３７や振動発生装置３８からアラーム音や振動としてダイバーに報知するとともに、液晶表示パネル１１上で呼吸気酸素分圧９０６の表示を点滅させる。このようにして、呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値を越えていることをダイバーに報知する報知部が実現されている。この酸素分圧判定部９６も、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現できる。
【００５９】
本実施形態のダイバーズ用情報装置１において、混合比情報検出送信ユニット８０における検出結果に基づいて、検出された混合比の呼吸気で潜水可能な許容水深値９０７を算出する許容水深値算出部９３も構成されている。この許容水深値算出部９３も、図２に示したＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４の機能として実現できる。
本実施形態では、呼吸気の酸素混合比から許容水深値９０７を算出するにあたっては、呼吸気酸素分圧９０６が許容酸素分圧値を越えたときに酸素酔いが起きると考えられることから、許容水深値算出部９３は、混合比情報検出送信ユニット８０を介して得られる酸素濃度に基づいて得られる呼吸気の酸素混合比からどの水深位置まで潜水したときに呼吸気酸素分圧が許容酸素分圧値を越えるかを算出する。たとえば、許容水深値算出部９３は、以下の演算式許容水深値＝（許容酸素分圧値／呼吸気中の酸素の混合比）− 大気圧の水深換算値但し、呼吸気酸素分圧許容値＝１．６ｂａｒから許容水深値９０７を求め、その値を表示部１０において液晶表示パネル１１に表示するように構成することも可能である。
【００６０】
この場合には、たとえば、酸素濃度が３６％で、呼吸気酸素分圧許容値が１．６ｂａｒであるから、水深３４ｍ（許容水深値９０７）のところまで潜水しても酸素酔いにかからない旨を表示するように構成すればよい。
さらにまた、本形態のダイバーズ用情報装置１において、潜水可能時間算出部９２は、前記したように、現在の体内窒素量からみてこの後、ある水深値でどれ位の時間、潜水可能か（潜水可能時間３０２）の演算を行うとともに、計時部６８の計測結果および酸素分圧算出部９５が算出した呼吸気酸素分圧９０６から導かれる現在までの呼吸気酸素分圧の時間的変化に基づいてもこれから潜水を継続可能な時間（潜水可能時間３０２）を算出するように構成されている。ここで、異なる観点から求めた２つの潜水可能時間３０２を液晶表示パネル１１で表示してもよいが、本形態では、より安全性を高めることを目的に２つの潜水可能時間３０２のうち、短い方の値を表示するようになっている。本形態において、呼吸気酸素分圧９０６に基づいて潜水可能時間３０２を求める際には、前記したＤｉｃｋ Ｒｕｔｋｏｗｓｋｉ著の「Ｎｉｔｒｏｘ ＭＡＮＵＡＬ」を参考にして、表１に示す値を利用する。
【００６１】
【表１】
この表１に示す潜水可能時間の指標ＴP は、あくまで酸素酔いにならずに潜水できる最大時間を意味し、たとえば呼吸気酸素分圧９０６が最初から最後まで１．６ｂａｒであれば４５分間潜水でき、呼吸気酸素分圧９０６が最初から最後まで１．５ｂａｒであれば１２０分間潜水でき、呼吸気酸素分圧９０６が最初から最後まで０．５ｂａｒであれば無限に潜水できることを表す。従って、今回のダイビングにおいて、これまで呼吸気酸素分圧１．６ｂａｒ、１．５ｂａｒ、・・・での潜水時間ｔp がそれぞれｔ1.6 分間、ｔ1.5 分間、・・・とすれば、（ｔ1.6 ／Ｔ1.6 ＋ｔ1.5 ／Ｔ1.5 ＋・・・）＝Σ（ｔp ／Ｔp ）で求められる値が酸素酔いへの進行度合いと見做し、その値が１となったときに酸素酔いになると扱う。従って、酸素分圧算出部９５は、今現在の呼吸気および水深位置で、すなわち今現在の呼吸気酸素分圧Ｐox（酸素混合比×絶対圧値）であと何分間潜水可能かは、そのときの潜水可能時間の指標ＴPox を用いて、以下の式潜水可能時間＝ＴPoX ×［１−（ｔ1.6 ／Ｔ1.6 ＋ｔ1.5 ／Ｔ1.5 ＋・・）］ ＝ＴPoX ×［１−Σ（ｔp ／Ｔp ）］より潜水可能時間３０２を算出し、その値は表示部１０の液晶表示パネル１１の第４の表示領域１１４で表示される。この値は液晶表示パネル１１の第４の表示領域１１４において時間経過とともにカウントダウンしていく。なお、潜水可能時間３０２はグラフにより表示してもよい。
【００６３】
たとえば、図９に示すように、酸素濃度＝３６．５％で、水深が１６．８ｍのところ、すなわち、呼吸気酸素分圧９０６が０．９ｂａｒの条件のままではあと４２分間（潜水可能時間３０２）潜水しても酸素酔いにかからない旨を表示されている。従って、ダイバーは、選択した呼吸気の酸素混合比９０５および今回のダイビングでの潜水履歴に基づいて算出された潜水可能時間３０２を遵守すれば酸素酔いにかからないといえる。
このように、本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１は、混合比情報検出送信ユニットにより酸素濃度をリアルタイムで検出することができるので、ダイビングモードＳＴ５の間、選択した呼吸気で酸素酔いを起こすなく潜水できるか否か、あるいは呼吸気を変えた以降、この呼吸気でどの水深位置まで潜水できるかをダイバーに報知するように構成してあるので、ダイバーを酸素酔いから守ることができる。
また、本実施形態のダイバーズ用情報処理装置１は、混合比情報検出送信ユニット８０により酸素濃度をリアルタイムで検出しているので、酸素濃度がリアルタイムで変化する閉鎖系のスクーバにおいても適用が可能である。
【００６４】
［６］ 実施形態の変形例
［６．１］ 第１変形例
上記実施形態では、現在水深位置における呼吸気酸素分圧が許容酸素分圧値を越えたときにその旨を報知するように構成したが、より安全性を高めることを目的に、現在の呼吸気酸素分圧が許容酸素分圧値に対して安全率を乗じた警告値、たとえば許容酸素分圧値に対して０．９を乗じた値を越えているか否かを判定するように酸素分圧判定部９６を構成し、この酸素分圧判定部９６の判定結果において現在水深位置における呼吸気酸素分圧が警告値を越えている場合には放音装置３７や振動発生装置３８がその旨の警告を発するように構成してもよい。
【００６５】
［６．２］ 第２変形例
また、上記実施形態においては、酸素濃度データを自動的に取り込む構成であったが、ユーザが任意のタイミングで取り込むように構成することも可能である。
さらに酸素濃度データの取り込みタイミング周期をユーザが設定するように構成することも可能である。
【００６６】
［６．３］ 第３変形例
上記実施形態においては、混合比情報検出送信ユニット８０により酸素濃度をリアルタイムで検出していたが、特に開放系のスクーバの場合には、最初に酸素濃度を測定すれば、酸素濃度が変化することはないので、潜水開始直後にサンプリング行い、その後は、待機状態とすれば、より消費電力を低減することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るダイバーズ用情報処理装置では、自動的に混合ガスの混合比を設定することができ、当該設定した混合比の呼吸気で潜水可能な水深値（許容水深値）などの潜水管理情報を生成し、あるいは、表示することができるので、ダイバーが減圧症や酸素酔いにかかるのを確実に防止し、ダイバーの安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）は、本発明を適用したダイバーズ用情報処理装置の装置本体および腕バンドの一部を示す平面図、（Ｂ）は、その側面図である。
【図２】 ダイバーズ用情報処理装置全体の概要構成ブロック図である。
【図３】 混合比情報検出送信ユニットの概要構成ブロック図である。
【図４】 実施形態のダイバーズ用情報処理装置の機能構成ブロック図である。
【図５】 ダイバーズ用情報処理装置の動作モード遷移状態の説明図である。
【図６】 時刻モードおよびサーフェスモードにおける表示画面の説明図である。
【図７】 プランニングモードにおける表示画面の説明図である。
【図８】 設定モードにおける表示画面の説明図である。
【図９】 ダイビングモードにおける表示画面の説明図である。
【図１０】 ログモードにおける表示画面の説明図である。
【図１１】 半飽和時間の説明図である。
【符号の説明】
１ ……ダイバーズ用情報処理装置
５ ……操作部
１０……表示部（表示手段）
１１……液晶表示パネル
３４……圧力センサ
３７……報音装置
３８……振動発生装置
５０……制御部
５１……ＣＰＵ
５３……ＲＯＭ
５４……ＲＡＭ
６０……体内窒素量算出部
６１……水深計測部（水圧計測部）
６２……呼吸気窒素分圧計算部
６３……呼吸気窒素分圧記憶部
６４……体内窒素分圧計算部
６５……体内窒素分圧記憶部
６７……半飽和時間選択部
６８……計時部
７１……受信部
７２……増幅回路
７３……フィルター回路
８０……混合比情報検出送信ユニット
８１……ＣＰＵ
８２……ＲＯＭ
８３……ＲＡＭ
８４……動作監視スイッチ
８５……酸素センサ
８６……増幅回路
８７……Ａ／Ｄ変換回路
８８……周波数発生回路
８９……信号発生回路
９１……体内窒素排出時間算出部
９２……潜水可能時間算出部
９３……許容水深値算出部
９５……酸素分圧算出部
９６……酸素分圧判定部
７００……混合回路
７０１……増幅回路
７０２……送信部
Ａ、Ｂ……スイッチ
ＳＴ１……時刻モード
ＳＴ２……サーフェスモード
ＳＴ３……プランニングモード
ＳＴ４……設定モード
ＳＴ５……ダイビングモード
ＳＴ６……ログモード
Claims (4)
- 混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、
前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、
前記潜水管理手段における前記混合比情報の自動的な取り込みを禁止する自動取り込み禁止手段と、
前記混合比情報をユーザが設定する混合比情報設定手段と、
を備えたことを特徴とするダイバーズ用情報処理装置。 - 混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、
前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、
前記潜水管理手段における前記混合比情報の取り込みタイミングを設定する取込タイミング設定手段と、
を備え、
前記取込タイミング設定手段は、前記取り込みタイミングを所定時間毎とすること
を特徴とするダイバーズ用情報処理装置。 - 混合ガス潜水に用いる混合ガスにおける酸素および不活性ガスの混合比に関する混合比情報を検出する混合比情報検出手段と、
前記混合比情報を自動的に取り込み、取り込んだ前記混合比情報に基づいてダイバーの潜水状態を管理するための潜水管理情報を生成する潜水管理手段と、
予め定めたタイミングにおいて前記混合比の取り込みが行われていない場合にその旨を告知する告知手段を備えたこと
を特徴とするダイバーズ用情報処理装置。 - 前記予め定めたタイミングは、潜水開始を検出した時点とすることを特徴とする請求項３に記載のダイバーズ用情報処理装置。
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