特許 7472146 ヒーター装置及び車両用撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】ヒーター装置及び車両用撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/10 20060101AFI20240415BHJP

   H05B 3/86 20060101ALI20240415BHJP

   H05B 3/00 20060101ALI20240415BHJP

   B60S 1/02 20060101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

H05B3/10 A

H05B3/86

H05B3/00 310D

B60S1/02 400

B60S1/02 300

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021537287

(86)(22)【出願日】2020-07-31

(86)【国際出願番号】 JP2020029429

(87)【国際公開番号】W WO2021024939

(87)【国際公開日】2021-02-11

【審査請求日】2023-07-03

(31)【優先権主張番号】P 2019142991

(32)【優先日】2019-08-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000220033

【氏名又は名称】東京コスモス電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梶 真志

(72)【発明者】

【氏名】唐澤 拓也

【審査官】根本 徳子

(56)【参考文献】

【文献】特表平１－５０３８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８５８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１４７３６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１４７０３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ３／１０

Ｈ０５Ｂ ３／８６

Ｈ０５Ｂ ３／００

Ｂ６０Ｓ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明部材の一面に貼着されるシート状のヒーター装置であって、
透明基板と、
前記透明基板上に形成された第１及び第２の電源供給端子と、
前記透明基板上に形成され、一端が前記第１の電源供給端子に接続され、他端が前記第２の電源供給端子に電気的に接続されており、所定の加熱配線パターンを有する、電熱線と、
前記電熱線の温度を検知し、前記電熱線が所定温度以上となったときに前記電熱線の電流を遮断又は低下させるサーミスタと、
を備え、
前記電熱線は、前記透明基板上の加熱対象領域に配索された第１線路と、前記第１及び第２の電源供給端子に接続され、前記第１線路よりも幅広の第２線路と、を有し、さらに、前記第２線路には、断線領域が形成され、
前記サーミスタは、前記断線領域を架け渡すように接続されており、
前記第１線路の一部が前記断線領域に入り込んでいる、
ヒーター装置。

【請求項2】

前記サーミスタと、前記断線領域に入り込んでいる前記第１線路は、少なくとも一部が重なっている、
請求項１に記載のヒーター装置。

【請求項3】

前記断線領域に入り込んでいる前記第１線路の一部は、複数回折り返した形状となっている、
請求項１に記載のヒーター装置。

【請求項4】

請求項１に記載のヒーター装置と、
前記ヒーター装置を透過した撮像光を受光して撮像画像を得る撮像装置と、
を具備する車両用撮像装置。

【請求項5】

前記第１及び第２の電源供給端子、前記サーミスタ、並びに、前記第２線路は、前記撮像装置による撮像画像に映り込まない位置に形成されている、
請求項４に記載の車両用撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ヒーター装置及び車両用撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の窓ガラス等に取り付けられ、当該窓ガラス等の取り付け対象物を加熱するヒーター装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

この種のヒーター装置は、例えば、窓ガラス越しに車外を監視する車両用撮像装置や車載レーダーにおける、監視領域の窓ガラスの霜取りや曇り止めを行う装置として使用される。

【0004】

特許文献１には、車両のフロントガラスに直接貼り付けられて、フロントガラスを加熱するシート状のヒーター装置が記載されている。撮像装置は、フロントガラス及びヒーター装置越しに車外からの光を受光して、車両の前方画像を撮像する。この種のヒーター装置は、例えばステッカーヒーターと呼ばれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１４７０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

実際上、ステッカーヒーターにおいては、他のヒーター装置と同様に、何等かの原因で加熱手段（電熱線）が異常過熱した場合に、加熱手段の加熱動作を停止させる安全装置が組み込まれる。この安全装置としては、温度ヒューズやサーミスタなどが用いられる。

【0007】

しかしながら、ステッカーヒーターにおいては、撮像装置の視界内に加熱手段としての電熱線があるので、電熱線に対応する位置に温度ヒューズやサーミスタを配置した場合、撮像画像に温度ヒューズやサーミスタが映り込んでしまうといった不都合が生じる。因みに、電熱線は十分に細くすることにより撮像画像にほとんど映り込まないが、実際上、温度ヒューズやサーミスタは電熱線ほど細くすることは不可能なので、撮像画像に映り込む。撮像装置によって撮像された画像は、車両の走行制御等に用いられることから、温度ヒューズやサーミスタなどの映り込みの無い、可能な限り高品質な画像である必要がある。

【0008】

従来、ステッカーヒーターにおいて、サーミスタやその接続部分の線路が撮像画像に映り込まずに、かつ、高い信頼度で異常過熱を防止できる構成については、十分な検討がなされていなかった。

【0009】

本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、サーミスタやその接続部分の線路が撮像画像に映り込まずに、かつ、高い信頼度で異常過熱を防止できるヒーター装置及び車両用撮像装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示のヒーター装置の一つの態様は、
透明部材の一面に貼着されるシート状のヒーター装置であって、
透明基板と、
前記透明基板上に形成された第１及び第２の電源供給端子と、
前記透明基板上に形成され、一端が前記第１の電源供給端子に接続され、他端が前記第２の電源供給端子に電気的に接続されており、所定の加熱配線パターンを有する、電熱線と、
前記電熱線の温度を検知し、前記電熱線が所定温度以上となったときに前記電熱線の電流を遮断又は低下させるサーミスタと、
を備え、
前記電熱線は、前記透明基板上の加熱対象領域に配索された第１線路と、前記第１及び第２の電源供給端子に接続され、前記第１線路よりも幅広の第２線路と、を有し、さらに、前記第２線路には、断線領域が形成され、
前記サーミスタは、前記断線領域を架け渡すように接続されており、
前記第１線路の一部が前記断線領域に入り込んでいる。

【0011】

本開示の車両用撮像装置の一つの態様は、
前記ヒーター装置と、
前記ヒーター装置を透過した撮像光を受光して撮像画像を得る撮像装置と、
を具備する。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、サーミスタやその接続部分が撮像画像に映り込まずに、かつ、高い信頼度で異常過熱を防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態のヒーター装置を示す平面図

【図2】サーミスタを接続する前のヒーター装置の平面図

【図3】図１のＡ－Ａ’断面図

【図4】ヒーター装置の取り付け状態の一例を示す略線的断面図

【図5】断線領域に入り込む第１線路の一部の形状の他の例を示す平面図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

【0015】

図１は、本実施の形態のヒーター装置の構成を示す平面図である。ヒーター装置１００は、透明基板１０１と、電源供給端子１１１、１１２と、電熱線１２０と、サーミスタ１３０と、を有する。電源供給端子１１１、１１２、電熱線１２０及びサーミスタ１３０は、透明基板１０１上に形成されている。

【0016】

透明基板１０１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムである。透明基板１０１としては、できるだけ透明度が高く、かつ、車両のガラス面の形状に追従できるような可撓性を有する基板が用いられる。

【0017】

電源供給端子１１１、１１２及び電熱線１２０は、例えば銅箔である。電源供給端子１１１、１１２には図示しない電源供給ラインが接続され、電源供給端子１１１、１１２はこの電源供給ラインからの電源を電熱線１２０に供給する。電源供給端子１１１、１１２及び電熱線１２０は、接着剤（図示せず）によって透明基板１０１の第１の面に接着されている。電熱線１２０は、例えばエッチング処理を行うことで形成される。

【0018】

サーミスタ１３０は、電熱線１２０の温度を検知し、電熱線１２０が所定温度以上となったときに電熱線１２０の電流を遮断又は低下させる。本実施の形態の場合、サーミスタ１３０としてＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタが用いられている。ただし、サーミスタ１３０はＰＴＣサーミスタに限定されるものではない。

【0019】

次に、図２を用いて、電熱線１２０の配線パターンについて説明する。図２は、サーミスタ１３０を接続する前のヒーター装置の平面図である。

【0020】

電熱線１２０は、一端が第１の電源供給端子１１１に、他端が第２の電源供給端子１１２に電気的に接続されているとともに、所定の加熱配線パターンを有する。

【0021】

また、電熱線１２０は、透明基板１０１上の加熱対象領域に配索された第１線路１２１と、第１及び第２の電源供給端子１１１、１１２に接続され、第１線路１２１よりも幅広の第２線路１２２と、を有する。

【0022】

ここで、第２線路１２２は、幅広に形成されているので、電源供給端子１１１、１１２及びサーミスタ１３０（図１）を信頼性良く接続できる。第１線路１２１は、第２線路１２２よりも細いので、第２線路１２２よりも抵抗値が大きく発熱量も多い。よって、第１線路１２１は、加熱したい領域に形成されている。

【0023】

実際上、第１線路１２１は、撮像画像上で目立たない程度に十分に細く形成されている。一方、第２線路１２２は、撮像画像の撮像領域から外れるように、透明基板１０１の縁部に形成されている。特に、本実施の形態では、透明基板１０１に退避領域１０１ａを形成し、当該退避領域１０１ａに電源供給端子１１１、１１２及びこれに繋がる第２線路１２２の一部を配置したことにより、これらが撮像画像への映り込むことを確実に抑制できるようになっている。

【0024】

さらに、第２線路１２２には、断線領域１２２ａが形成されている。断線領域１２２ａには、第１線路１２１の一部１２１ａが入り込んでいる。実際上、第１線路１２１の一部１２１ａは、第１線路１２１を断線領域１２２ａの方向に突出するように折り曲げた凸部である。

【0025】

そして、本実施の形態のヒーター装置１００は、図１から分かるように、断線領域１２２ａを架け渡すように第２線路１２２にサーミスタ１３０が電気的に接続される。この状態において、サーミスタ１３０と、断線領域１２２ａに入り込んでいる第１線路１２１の一部１２１ａは透明基板１０１の厚さ方向で重なる。換言すれば、断線領域１２２ａとは、サーミスタ１３０が取り付けられる第２線路１２２の２接続部分を結ぶ領域である。

【0026】

これにより、サーミスタ１３０は、第１線路１２１の極近傍で第１線路１２１の温度を検知できるので、高い信頼度で第１線路１２１の異常過熱を防止できるようになる。

【0027】

ここで、サーミスタ１３０を取り付けるためにはどうしてもサーミスタ１３０の取り付け部分付近の線路幅をある程度広くしなければならない。また、第１線路１２１は、撮像装置の視野に形成されているので、その温度を検知するためにはサーミスタを撮像装置の視野内に配置しなければならず、そのようにするとサーミスタやその取り付け部分の幅広の線路が撮像画像に映り込んでしまうと言った問題があった。

【0028】

本実施の形態の構成によれば、サーミスタ１３０及びその取り付け部分の幅広の第２線路１２２を撮像画像に映り込まない透明基板１０１の縁部に配置したままで、第１線路１２１の温度を第１線路１２１の極近傍で検知できるようになる。

【0029】

図３は、図１のＡ－Ａ’断面図である。ヒーター装置１００は、透明基板１０１の第１の面側に電熱線１２０が形成され、さらに電熱線１２０を覆うように透明な粘着層１４１が形成される。

【0030】

図４は、ヒーター装置１００の取り付け状態の一例を示す略線的断面図である。図４は、車両のフロントガラス１の上部領域を表している。なお、フロントガラス１は、水平方向に対して約２０度～約４５度傾斜するように延在している。

【0031】

ヒーター装置１００は、粘着層１４１（図３）によってフロントガラス１の車内側に貼着され、電熱線１２０が加熱することによりフロントガラス１や周辺の雰囲気を暖めることによってフロントガラス１の霜取りや曇り止めを行う。

【0032】

ヒーター装置１００に対応する車内位置には撮像ユニット２００が取り付けられる。撮像ユニット２００は、撮像部２０１と、撮像部２０１で撮像した画像の画像処理を行う画像処理部２０２と、を有する。撮像ユニット２００により得られた車外の画像は、例えば車両を制御する車両制御ＥＣＵ（図示せず）に提供される。

【0033】

撮像部２０１の撮像方向には、ヒーター装置１００が配設されており、撮像部２０１は、フロントガラス１及びヒーター装置１００越しに車外からの光を受光して、車両の前方画像を撮像する。なお、図中の一点鎖線は撮像領域を示す。

【0034】

ヒーター装置１００と撮像ユニット２００とにより、本実施の形態の車両用撮像装置が構成される。

【0035】

以上説明したように、本実施の形態によれば、透明基板１０１と、電源供給端子１１１、１１２と、電熱線１２０と、サーミスタ１３０とを有するヒーター装置１００において、電熱線１２０が透明基板１０１上の加熱対象領域に配索された第１線路１２１と、第１及び第２の電源供給端子１１１、１１２に接続され、第１線路１２１よりも幅広の第２線路１２２と、を有し、さらに、第２線路１２２には断線領域１２２ａが形成され、サーミスタ１３０は断線領域１２２ａを架け渡すように接続されており、第１線路１２１の一部１２１ａが断線領域１２２ａに入り込んでいる。

【0036】

これにより、サーミスタ１３０やその接続部分の第２線路１２２が撮像画像に映り込まずに、かつ、高い信頼度で異常過熱を防止できるヒーター装置１００を実現できる。

【0037】

上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。

【0038】

上述の実施の形態では、図２に示したように、断線領域１２２ａに入り込む第１線路１２１の一部１２１ａを凸形状とした場合について述べたが、断線領域１２２ａに入り込む第１線路１２１の一部１２１ａの形状はこれに限らず、例えば図５に示したように、複数回折り返した形状としてもよい。このようにすれば、サーミスタ１３０による第１線路１２１の温度検知の感度をより向上させることができる。

【0039】

上述の実施の形態では、本発明のヒーター装置１００を車両のフロントガラス１の霜や曇りを抑制する装置として用いた場合について述べたが、本発明のヒーター装置はこれに限らない。本開示のヒーター装置１００は、ガラス面に代えて例えば透明なプラスチックの面に貼着されてもよい。要は、本発明は、透明部材の一面に貼着されたヒーター装置を透過した撮像光を受光して撮像画像を得る撮像装置における前記ヒーター装置として広く適用可能である。

【0040】

２０１９年８月２日出願の特願２０１９－１４２９９１の日本出願に含まれる明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

【符号の説明】

【0041】

１ フロントガラス
１００ ヒーター装置
１０１ 透明基板
１０１ａ 退避領域
１１１、１１２ 電源供給端子
１２０ 電熱線
１２１ 第１線路
１２１ａ 第１線路の一部
１２２ 第２線路
１２２ａ 断線領域
１３０ サーミスタ
１４１ 粘着層
２００ 撮像ユニット
２０１ 撮像部
２０２ 画像処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】