(57)【要約】【課題】距離が離れている場合であっても高確率で暴漢を怯ませることができる、護身装置を提供すること。【解決手段】護身装置は、単結晶シリコンにヒ素およびアンチモンのうちの１以上からなるｎ型ドーパントが拡散されたｎ型半導体部と、単結晶シリコンにホウ素からなるｐ型ドーパントが拡散されたｐ型半導体部と、ｎ型半導体部とｐ型半導体部との境界部分に形成されるｐｎ活性部とを有し、ｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントは、所定の波長の光を照射しつつ、電流注入されることによって拡散されており、電流注入とともに当該波長の光を増幅させることによってレーザ発振する発光デバイスと、レーザ発振させる際、発光デバイスに電流を注入する電源と、電源の出力を制御する制御部と、を備え、ｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントを拡散させる際、照射される光の波長は、衣類を構成する所定の素材に吸収される波長である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンにヒ素およびアンチモンのうちの１以上からなるｎ型ドーパントが拡散されたｎ型半導体部と、単結晶シリコンにホウ素からなるｐ型ドーパントが拡散されたｐ型半導体部と、前記ｎ型半導体部と前記ｐ型半導体部との境界部分に形成されるｐｎ活性部とを有し、
前記ｎ型ドーパントおよび前記ｐ型ドーパントは、所定の波長の光を照射しつつ、電流注入されることによって拡散されており、
電流注入とともに当該波長の光を増幅させることによってレーザ発振する発光デバイスと、
レーザ発振させる際、前記発光デバイスに電流を注入する電源と、
前記電源の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記ｎ型ドーパントおよび前記ｐ型ドーパントを拡散させる際、照射される光の波長は、衣類を構成する所定の素材に対して高い吸収率を有する波長であることを特徴とする護身装置。
【請求項２】
前記発光デバイスから発振されるレーザの照射位置を位置決めする可視レーザを照射するポインタ部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の護身装置。
【請求項３】
位置情報を取得する位置情報取得部と、
所定の情報端末に情報を発信する通信部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記位置情報取得部と前記通信部とを制御し、
前記発光デバイスからレーザが発振された際、前記位置情報取得部によって取得された最新の前記位置情報を前記通信部から所定の情報端末に向けて発信させることを特徴とする請求項１または２に記載の護身装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザを用いた護身装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
暴漢から身を守るための護身装置として、特許文献１に記載のものがある。この護身装置は、通信機能を有する情報端末に内蔵され、内部に液体又は気体が噴出可能に充填された噴霧器のノズルが着脱されるノズル連結部と、ノズル連結部に連通された通気路を開閉する開閉弁と、開閉弁に連通され、情報端末の本体内部から外方へ向けて突出可能な噴射部と、噴射部の本体内部における収納状態を維持する噴射部保持機構と、開閉弁を開閉し、噴霧器内の液体又は気体を噴射部から外部に噴射させる噴射操作部と、噴射部保持機構による収納状態を解除し、噴射部を本体外部へ向けて突出させる緊急操作部とを備えている。
【０００３】
このような護身装置によれば、噴霧器と連通した噴射部から催涙ガスなどを噴射させることができる。これにより、暴漢を撃退したり、或いは、暴漢から容易に逃れることができる。また、使用者が常時携帯するスマートフォンや携帯電話、または、小型の情報端末に着脱可能なケースに護身機能が備えられている。このように、常時携帯することの多いものに護身機能を持たせることにより、暴漢との遭遇時に携帯している可能性が高く、危機回避率を高めることができる、と記載されている。また、変形例として、フラッシュライトをさらに設け、強い光で目を眩ませることによって暴漢を怯ませる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、催涙ガスを噴射する場合、距離が離れてしまうと、噴射されたガスは暴漢に到達するまでに周囲に拡散してしまう。特に、引用文献１のように催涙ガスの噴射機構を小型の情報端末に設けた場合、一度に噴射可能なガスの量は極少量となる。従って、暴漢が向かってきている時や逃げようとしている時など、相手との間に距離が離れている状況では撃退効果が低くなる。
【０００６】
また、フラッシュライトの光によって暴漢の目を眩ませる場合も同様に、距離が離れてしまうと、暴漢に到達するまでに光が減衰して撃退効果が低くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、距離が離れている場合であっても高確率で暴漢を怯ませることができる、護身装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明の護身装置は、単結晶シリコンにヒ素およびアンチモンのうちの１以上からなるｎ型ドーパントが拡散されたｎ型半導体部と、単結晶シリコンにホウ素からなるｐ型ドーパントが拡散されたｐ型半導体部と、前記ｎ型半導体部と前記ｐ型半導体部との境界部分に形成されるｐｎ活性部とを有し、前記ｎ型ドーパントおよび前記ｐ型ドーパントは、所定の波長の光を照射しつつ、電流注入されることによって拡散されており、電流注入とともに当該波長の光を増幅させることによってレーザ発振する発光デバイスと、レーザ発振させる際、前記発光デバイスに電流を注入する電源と、前記電源の出力を制御する制御部と、を備え、前記ｎ型ドーパントおよび前記ｐ型ドーパントを拡散させる際、照射される光の波長は、衣類を構成する所定の素材に対して高い吸収率を有する波長であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、加熱手段としてレーザを用いるため、数ｍ離れた場所に照射する場合であっても出力を保持することができる。従って、レーザを照射した暴漢の衣類を所望の温度まで確実に加熱することができるため、高確率で暴漢を怯ませ、その場から逃げることができる。これにより、催涙ガスによって暴漢を怯ませる、または、フラッシュライトの光によって相手の目を眩ませる場合と比較して、危機回避率を向上させることができる。
【００１０】
また、ｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントは、所定の波長の光を照射しつつ、電流注入されることによって単結晶シリコン内に拡散されており、ｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントを拡散させる際に照射される光の波長は、衣類を構成する所定の素材に対して高い吸収率を示す波長である。従って、本発明によれば、ｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントが固定された後に電流を注入した際、発光デバイスから衣類を構成する所定の素材に対して高い吸収率を示す波長のレーザを発振させることができる。これにより、着ている衣類を集中的に加熱して暴漢を怯ませることができる。また、当該素材と異なるもの、例えば、人の皮膚などに対しては吸収率が低いため、本発明によれば、暴漢を怯ませつつも、深刻な負傷を負わせることのない範囲で安全性を担保することができる。
【００１１】
また、制御部によって電源の出力を制御することにより、加熱される衣類の温度を安全性が担保された範囲内で確実に制御することができる。
【００１２】
第２の発明の護身装置は、前記第１の発明において、前記発光デバイスから発振されるレーザの照射位置を位置決めする可視レーザを照射するポインタ部をさらに備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明では、発光デバイスから発振されるレーザの照射位置を位置決めする可視レーザを照射するポインタ部をさらに備えている。従って、暴漢の衣類を加熱するレーザが目に見えない不可視レーザであっても、ポインタ部から可視レーザを照射させて照射位置を位置決めすることができる。これにより、狙った場所にレーザを確実に照射することができる。
【００１４】
第３の発明の護身装置は、前記第１または第２の発明において、位置情報を取得する位置情報取得部と、所定の情報端末に情報を発信する通信部と、をさらに備え、前記制御部は、前記位置情報取得部と前記通信部とを制御し、前記発光デバイスからレーザが発振された際、前記位置情報取得部によって取得された最新の前記位置情報を前記通信部から所定の情報端末に向けて発信させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明では、位置情報を取得する位置情報取得部と、所定の情報端末に情報を発信する通信部と、をさらに備え、制御部は、位置情報取得部と通信部とを制御し、発光デバイスからレーザが発振された際、位置情報取得部によって取得された最新の位置情報を通信部から所定の情報端末に向けて発信させる。これにより、例えば、登録された警備会社の情報端末に発振源である装置の位置、および、助けを求める信号などの情報を自動的に送信することができる。このように、位置情報を送信することにより、監視カメラのない場所で襲われた場合であっても、護身装置の位置、すなわち、護身装置を所持する被害者の居場所を確実に特定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、距離が離れている場合であっても、高確率で暴漢を怯ませて危機回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る護身装置の発光デバイスの概略図である。
【図２】護身装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】護身装置の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
本実施形態は、半導体レーザとして利用され、ｐ型半導体部２側が負電圧、ｎ型半導体部３側が正電圧となるように順方向にバイアス電圧を印加することによって発光する発光デバイス１に、本発明を適用した一例である。なお、発光デバイス１は、所定厚みを有する直方体形状であるが、図１では全形を図示することなく、断面横方向から見た図によって、その構成を説明する。また、図１では、図面に示す上下、左右の各方向を上下方向、左右方向、図面に直交する方向を前後方向と定義し、これらの方向語を適宜使用して説明する。
【００２０】
護身装置１００は、電流が印加されることによって発光する発光デバイス１と、発光デバイス１に電流を供給する電源９と、位置情報を取得する位置情報取得部１０と、外部の情報端末に情報を発信する通信部１１と、ユーザの指令を入力する入力インターフェース１３と、レーザＬ１の照射位置を位置決めするポインタ部１２と、電源９、位置情報取得部１０および通信部１１を制御する制御部１４などを有している。
【００２１】
図１に示すように、発光デバイス１は、発光素子２０と、発光素子２０の表面に形成されたｐ型電極５およびｎ型電極６と、発光素子２０内の光を反射させるための反射板７と、発光素子２０から発振されたレーザＬ１を広角に照射するためのレンズ８とからなる。
【００２２】
発光素子２０は、単結晶シリコン基板の上側にｐ型ドーパントが拡散されたｐ型半導体部２と、単結晶シリコン基板の下側にｎ型ドーパントが拡散されたｎ型半導体部３と、ｐ型半導体部２とｎ型半導体部３との境界部分に形成されるｐｎ活性部４とからなる。ｐ型半導体部２に拡散されるｐ型ドーパントは、ホウ素である。ｎ型半導体部３に拡散されるｎ型ドーパントは、ヒ素またはアンチモンである。また、ｐ型半導体部２およびｎ型半導体部３は、その一部が電流が印加されて電子が付与されることによって発光する発光領域となっている。また、ｐｎ活性部４は、そのすべてが電流が印加されて電子が付与されることによって発光する発光領域となっている。
【００２３】
また、ｐ型ドーパントおよびｎ型ドーパントが拡散される際、発光素子２０には、電流を印加しつつ、所定の波長の光が照射される。これにより、ｐｎ活性部４内のｐ型ドーパントおよびｎ型ドーパントは、電流によって生じる熱によって積極的に拡散された後、その状態で固定される。そして、それ以降に発光素子２０に電流を印加した際は、ｐ型ドーパントおよびｎ型ドーパントの拡散時に照射した波長の光が発光素子２０から出力される。なお、ｐ型ドーパントおよびｎ型ドーパントを拡散させる際に照射する光は、衣類を構成する素材、例えば、綿、絹、ポリエステル、革などのうちのいずれかに対して、高い吸収率を示す波長の光が選択される。
【００２４】
ｐ型電極５は、ｐ型半導体部２の上側表面全域に形成されている。ｎ型電極６は、ｎ型半導体部３の下側表面全域に形成されている。つまり、ｐ型電極５とｎ型電極６とは、発光素子２０を挟んで対向するようにサンドイッチ状に形成されている。図２に示すように、ｐ型電極５とｎ型電極６とは、それぞれ電源９に接続されている。電源９からｐ型電極５およびｎ型電極６に電流が印加されることによって発光素子２０に電流が供給され、上述した発光領域が発光する。
【００２５】
発光素子２０の前後両端面には、その内部で発生した光が漏れないように、研磨処理が施されている。また、発光素子２０の左右両端面には、その内部で発生した光を左右方向で増幅させてレーザ発振させるための反射板７が設けられている。さらに、発光素子２０の左右方向片側には発光素子２０から所定の距離を空けて配置され、発振されたレーザＬ１を所定の広がり角度θで照射するためのレンズ８が設けられている。より具体的には、レーザＬ１の広がり角度θは、例えば、数ｍ離れた暴漢の上半身全域にレーザＬ１が照射可能な角度範囲に設定される。
【００２６】
電源９は、発光デバイス１などに電流を供給するためのものである。電源９から電流が供給されることによって、発光デバイス１からレーザＬ１が発振される。発光デバイス１から発振されるレーザＬ１の出力値は、人間が火傷しない程度の温度まで衣類を短時間で加熱可能な範囲に設定される。
【００２７】
位置情報取得部１０は、護身装置１００の位置情報を取得するためのものである。位置情報取得部１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）のように、図示しない衛星からの信号によって位置を検出する。
【００２８】
通信部１１は、所定の警備会社など、予め設定された外部機関の情報端末に向けて、護身装置１００の位置情報や助けを求めるメッセージなどを送信するためのものである。なお、これらの通信を行うタイミングは、護身装置１００からレーザＬ１が発振されたタイミングである。
【００２９】
ポインタ部１２は、発光デバイス１から発振されるレーザＬ１の照射位置を位置決めするためのものである。ポインタ部１２は、例えば、可視レーザＬ２を発振可能なレーザ発振装置からなる。
【００３０】
入力インターフェース１３は、電源９のオン・オフなど、ユーザー操作を入力するためのものである。入力インターフェース１３は、二段階動作スイッチからなる。より具体的には、一段階目の動作として、スイッチを軽く押すことにより、電源９からポインタ部１２に電流が印加されて可視レーザＬ２が発振される。この可視レーザＬ２によって照射位置を定めた後、二段階目の動作として、スイッチをより強く押すことにより、電源９から発光デバイス１に電流が印加されてレーザＬ１が発振される。なお、ポインタ部１２から発振される可視レーザＬ２の照射位置を発光デバイス１から発振されるレーザＬ１の照射領域の中心位置と一致させることによって、ポインタ部１２から発振される可視レーザＬ２を用いて発光デバイス１から発振されるレーザＬ１の照射位置を定めることができる。
【００３１】
次に、護身装置１００の電気的構成について説明する。
【００３２】
図２に示すように、制御部１４は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１４ａと、ＡＳＩＣ１４ａと接続されたＲＯＭ（Read Only Memory）１４ｂおよびＲＡＭ（Random Access Memory）１４ｃなどを備えている。また、制御部１４は、入力インターフェース１３と接続されている。制御部１４は、スイッチのオン・オフなど、入力インターフェース１３に入力された指令に基づいて、ＲＯＭ１４ｂに格納されたプログラムに従い、ＡＳＩＣ１４ａによって電源９を制御し、ｐ型電極５、ｎ型電極６およびポインタ部１２に対して電流印加処理を実行する。このとき電源９から発光デバイス１に供給される電流値は、加熱される衣類の温度を安全性が担保された範囲内で制御することができる範囲内である。
【００３３】
また、制御部１４は、ＡＳＩＣ１４ａによって位置情報取得部１０を制御し、位置情報取得部１０によって取得される位置情報をＲＡＭ１４ｃ内に記憶させる。そして、レーザＬ１発振時、ＡＳＩＣ１４ａによって通信部１１を制御し、ＲＡＭ１４ｃ内に記憶された最新の位置情報を外部の情報端末に向けて送信する。
【００３４】
次に、護身装置１００の使用方法について説明する。
【００３５】
図３に示すように、暴漢に遭遇した場合、まず、入力インターフェース１３のスイッチを軽く押すことにより、ポインタ部１２から可視レーザＬ２が照射される。これにより、発光デバイス１から照射されるレーザＬ１の照射位置を位置決めした後、スイッチを強く押すことにより、発光デバイス１からレーザＬ１を照射する。また、レーザＬ１照射時、警備会社の情報端末に向けて護身装置１００の位置情報を自動的に送信する。
【００３６】
（作用効果）
本実施形態に係る護身装置１００では、加熱手段としてレーザＬ１を用いるため、数ｍ離れた場所に照射する場合であっても出力を保持することができる。従って、レーザＬ１を照射した暴漢の衣類を所望の温度まで確実に加熱することができるため、高確率で暴漢を怯ませ、その場から逃げることができる。これにより、催涙ガスによって暴漢を怯ませる、または、フラッシュライトの光によって相手の目を眩ませる場合と比較して、危機回避率を向上させることができる。
【００３７】
また、ｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントは、所定の波長の光を照射しつつ、電流注入されることによって単結晶シリコン内に拡散されており、ｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントを拡散させる際に照射される光の波長は、衣類を構成する所定の素材に対して高い吸収率を示す波長である。従って、ｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントが固定された後に電流を注入した際、発光デバイス１から衣類を構成する所定の素材に対して高い吸収率を示す波長のレーザＬ１を発振させることができる。これにより、着ている衣類を集中的に加熱して暴漢を怯ませることができる。また、当該素材と異なるもの、例えば、人の皮膚などに対しては吸収率が低いため、暴漢を怯ませつつも、深刻な負傷を負わせることのない範囲で安全性を担保することができる。
【００３８】
また、発光デバイス１から発振されるレーザＬ１の照射位置を位置決めする可視レーザＬ２を照射するポインタ部１２を備えている。従って、発光デバイス１から発振されるレーザＬ１が目に見えない領域の波長を有する不可視レーザであっても、ポインタ部１２から可視レーザＬ２を照射させて照射位置を位置決めすることができる。これにより、狙った場所にレーザＬ１を確実に照射することができる。
【００３９】
また、発光デバイス１からレーザＬ１が発振された際、所定の情報端末に情報を発信する通信部１１を備えている。これにより、暴漢に襲われた際、予め登録された警備会社の情報端末に発振源である護身装置１００の位置、および、助けを求めるメッセージなどの情報を自動的に送信することができる。このように、位置情報を送信することにより、監視カメラのない場所で襲われた場合であっても、護身装置１００の位置、すなわち、護身装置１００を所持する被害者の居場所を確実に特定することができる。
【００４０】
また、発光デバイス１から発振されるレーザＬ１の出力値は、火傷しない程度の温度まで短時間で衣類を加熱することができる範囲内に設定される。この出力範囲内によれば、深刻な負傷を負わせることなく暴漢を怯ませることができる。
【００４１】
また、レーザＬ１の広がり角度θは、例えば、数ｍ離れた暴漢の上半身全域にレーザＬ１が照射可能な角度範囲に設定される。この広がり角度の範囲内によれば、ポインタ部１２を用いて照射位置を定めることにより、誤って第三者に照射することなく暴漢のみに集中的にレーザＬ１を照射することができる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態や実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
【００４３】
本実施形態では、ｎ型半導体部３に拡散されるｎ型ドーパントは、ヒ素またはアンチモンであると記載したが、ヒ素およびアンチモンのうちの少なくとも一方から構成されていれば構わない。例えば、ｎ型半導体部３に拡散されるｎ型ドーパントは、ヒ素およびアンチモンの両方から構成されていても構わない。その際、ヒ素およびアンチモンのそれぞれの含有率は、任意に決定しても構わない。
【００４４】
また、発光デバイス１から発振されるレーザＬ１の照射位置を位置決めするためのポインタ部１２を設けていると記載したが、例えば、発光素子２０から発振されるレーザＬ１が可視レーザの場合、ポインタ部１２は、設けられていなくても構わない。
【００４５】
また、レンズ８は、発光素子２０の左端から所定の距離を保持するように設けられていると記載したが、レンズ８をレーザＬ１の発振方向に対して移動可能な構成とし、レンズ８から発光素子２０の左端との距離を調節自在としても構わない。
【００４６】
また、位置情報取得部１０は、ＧＰＳのように、図示しない衛星からの信号によって位置を検出と記載したが、例えば、携帯電話などの無線基地局からの電波強度によって護身装置１００の位置を検出しても構わない。
【００４７】
また、通信部１１が外部機関の情報端末に向けて護身装置１００の位置情報や助けを求めるメッセージなどを送信するタイミングは、護身装置１００からレーザＬ１が発振されたタイミングであると記載したが、これらの情報を発信するタイミングは、この限りではない。例えば、最初にレーザＬ１が発振された後、所定の時間経過毎に位置情報を自動的に送信しても構わない。これにより、最初のレーザ発振位置から移動した場合であっても、ユーザの位置情報をリアルタイムで追跡することができる。
【００４８】
また、ユーザが照射するレーザの強さを切り替え可能としても構わない。例えば、入力インターフェース１３にレーザの出力値調節部として、「強」、「中」、「弱」の３つのスイッチを設け、それらのうちのひとつを選択可能とし、その選択に基づき制御部１４によって電源９から発光デバイス１に供給する電流値を制御しても構わない。
【００４９】
また、通信部１１は、暴漢に襲われた際、予め登録された警備会社の情報端末に発振源である護身装置１００の位置、および、助けを求めるメッセージなどの情報を自動的に送信すると記載したが、例えば、護身装置１００にカメラ機能を設け、ユーザが撮影した暴漢の写真を自動的に送信する構成としても構わない。
【符号の説明】
【００５０】
１  発光デバイス
９  電源
１０  位置情報取得部
１１  通信部
１２  ポインタ部
１３  入力インターフェース
１４  制御部
１００  護身装置
Ｌ１  発光デバイス１から発振されるレーザ
Ｌ２  ポインタ部から発振される可視レーザ
θ  レーザＬ１の広がり角度
【図１】
2018071800.tif 000003
【図２】
2018071800.tif 000004
【図３】
2018071800.tif 000005