JP6697643B1 - ヒータ装置、ヒータ装置の製造方法、及び車載カメラ - Google Patents

Abstract

基材１と、基材１上の加熱対象領域Ｃａ１から加熱対象領域外Ｃａ２まで引き回されるようにパターン形成された電熱機能を有する第１の配線２と、基材１上の加熱対象領域外Ｃａ２において第１の配線２に対向する位置にパターン形成された第２の配線３と、互いに対向する第１の配線２と第２の配線３とを接続するように配設され、第１の配線２と第２の配線３との一方から他方に通流する電流を制御するＰＴＣ機能部Ｒ１を構成する発熱体膜４と、を備えるヒータ装置。

Description

本開示は、ヒータ装置、ヒータ装置の製造方法、及び車載カメラに関する。

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ステッカタイプのヒータ装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この種のヒータ装置は、例えば、窓ガラス越しに車外を監視する車載カメラや車載レーダに適用され、監視領域における窓ガラスの霜取りや曇り止めの用に供される。

特開２０１７−１４７０３１号公報

この種のヒータ装置においては、一般に、加熱手段として電熱線が用いられている。しかしながら、当該ヒータ装置においては、電熱線に通流させる電流の制御が行われておらず、ヒータを作動させている際に、電熱線に大きな電流レベルの電流が通流し続け、当該電熱線における過熱状態が発生し、当該電熱線の断線等を引き起こすおそれがあった。又、当該ヒータ装置においては、電熱線に大きな電流レベルの電流が通流し続けることによって、消費電力の増大にもつながっていた。

このような背景から、この種のヒータ装置において、温度に応じて電流レベル（電流値の大きさ）を自己制御するＰＴＣヒータ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を採用することが検討されている。しかしながら、ＰＴＣヒータは、通常、電熱線に比較して線幅が太く、上記のように車載カメラ等に適用する場合には、撮像領域内に死角領域が発生するという課題を有している。又、取り付け対象物を斑なく加熱する観点からは、細線状の電熱線を引き回す態様が望ましい。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、電熱線の断線、及び死角領域の発生等の問題を抑制し得るヒータ装置、ヒータ装置の製造方法、及び車載カメラを提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
基材と、
前記基材上の加熱対象領域から加熱対象領域外まで引き回されるようにパターン形成された電熱機能を有する第１の配線と、
前記基材上の前記加熱対象領域外において前記第１の配線に対向する位置にパターン形成された第２の配線と、
互いに対向する前記第１の配線と前記第２の配線とを接続するように配設され、前記第１の配線と前記第２の配線との一方から他方に通流する電流を制御するＰＴＣ機能部を構成する発熱体膜と、
を備えるヒータ装置である。

又、他の局面では、
基材上の加熱対象領域から加熱対象領域外まで引き回されるように、電熱機能を有する第１の配線をパターン形成する第１の工程と、
前記基材上の前記加熱対象領域外に前記第１の配線に対向する位置に第２の配線をパターン形成する第２の工程と、
互いに対向する前記第１の配線と前記第２の配線とを接続するように、前記第１の配線と前記第２の配線との一方から他方に通流する電流を制御するＰＴＣ機能部を構成する発熱体膜を形成する第３の工程と、
を備えるヒータ装置の製造方法である。

又、他の局面では、
ガラスの表面上に取り付けられた上記ヒータ装置と、
前記ガラス及び前記ヒータ装置の前記加熱対象領域を介して、車外を撮像する撮像部と、
を備える車載カメラである。

本開示に係るヒータ装置によれば、電熱線の断線、及び死角領域の発生等を抑制することができる。

第１の実施形態に係るヒータ装置の取り付け状態の一例を示す図 第１の実施形態に係るヒータ装置の等価回路の一例を示す図 第１の実施形態に係るヒータ装置の平面図 第１の実施形態に係るヒータ装置の図３のＴ１−Ｔ１線における側面断面図 第１の実施形態に係るヒータ装置の図３のＴ２−Ｔ２線における側面断面図 第１の実施形態に係るヒータ装置の製造プロセスの一例を示す図 第２の実施形態に係るヒータ装置の平面図 第２の実施形態に係るヒータ装置の製造プロセスの一例を示す図 第３の実施形態に係るヒータ装置の平面図 第４の実施形態に係るヒータ装置の平面図 第５の実施形態に係る車載カメラの画像処理について説明する図

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施態様）
［ヒータ装置の適用対象］
以下、図１を参照して、第１の実施形態に係るヒータ装置の適用例について説明する。本実施形態に係るヒータ装置は、透明体であるフロントガラス越しに車両前方を撮影する車載カメラに適用されている。

図１は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの取り付け状態の一例を示す図である。

図１は、車両のフロントガラスＢ（以下、「フロントガラスＢ」とも称する）の上部領域を表している。図１のＦＲ方向は車両の前方向を表し、ＵＰ方向は車両の上方向を表す。尚、フロントガラスＢは、水平方向に対して約２５度〜約４５度傾斜するように延在している。

車載カメラＣは、例えば、ＣＭＯＳカメラ又はＣＣＤカメラ等であって、フロントガラスＢ越しに車両前方を撮影する。車載カメラＣは、例えば、フロントガラスＢの車内側の上部領域に取り付けられている。車載カメラＣの撮影方向には、ヒータ装置Ａが配設されており、車載カメラＣは、フロントガラスＢ及びヒータ装置Ａを介して、車外からの光を受光する。

車載カメラＣは、例えば、撮像部Ｃ１、当該撮像部Ｃ１が生成した画像の画像処理を行う画像処理部Ｃ２、及び、これらを収容する筐体Ｃ３を含んで構成される。車載カメラＣは、例えば、撮影した車外の画像を車両を制御する車両制御ＥＣＵ（図示せず）に提供し、車両制御ＥＣＵに車両の自動ブレーキ又は自動走行等を実行させる。

尚、図１の領域Ｃａは、フロントガラスＢ内において、車載カメラＣにより受光される光が当該フロントガラスＢを透過する領域（以下、「撮像領域Ｃａ」と称する）を表す。

ヒータ装置Ａは、例えば、ステッカタイプの面状発熱体であって、フロントガラスＢの車内側に貼り付けられ、フロントガラスＢや周辺の雰囲気を暖めることによってフロントガラスＢの霜取り又は曇り止めを行う。ヒータ装置Ａは、フロントガラスＢ内の撮像領域Ｃａに取り付けられ、当該撮像領域Ｃａを加熱する。

［ヒータ装置の詳細構成］
次に、図２〜図５を参照して、本実施形態に係るヒータ装置Ａの構成の一例について説明する。

図２は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの等価回路の一例を示す図である。

ヒータ装置Ａは、ＰＴＣヒータ部Ｒ１（本発明の「ＰＴＣ機能部」に相当）と電熱線部Ｒ２との直列接続体によって、構成される。そして、ヒータ装置Ａは、外部から供給される電力を、ＰＴＣヒータ部Ｒ１と電熱線部Ｒ２との直列接続体を経由するように、正極側の端子Ｐ１と負極側の端子Ｐ２の間に通流させる。尚、ここでは、正極側の端子Ｐ１と負極側の端子Ｐ２との間には、例えば、＋１２Ｖの定電圧の電力が供給される。

ヒータ装置Ａは、ヒータ作動時には、ＰＴＣヒータ部Ｒ１と電熱線部Ｒ２との直列接続体に電流を通流させることで、電熱線部Ｒ２を発熱させて、フロントガラスＢのヒータ装置Ａが取り付けられた領域を昇温する。又、ヒータ装置Ａは、フロントガラスＢの温度が上昇した際には、ＰＴＣヒータ部Ｒ１のＰＴＣ特性によって、ＰＴＣヒータ部Ｒ１と電熱線部Ｒ２との直列接続体に通流する電流を抑制する。

尚、ＰＴＣヒータ部Ｒ１の抵抗は、電熱線部Ｒ２に供給する電流量の確保の観点、及びＰＴＣヒータ部Ｒ１の自己制御特性の確保の観点から、典型的には、電熱線部Ｒ２の抵抗とＰＴＣヒータ部Ｒ１の抵抗とを合計した全抵抗に対して、１／１０〜１／２となるよう設定される。

図３は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの平面図である。図４は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの図３のＴ１−Ｔ１線における側面断面図である。図５は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの図３のＴ２−Ｔ２線における側面断面図である。

図３、図４、図５には、各構成の位置関係を明確にするため、共通の直交座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を示している。ここでは、Ｘ軸のプラス方向は車両の前方向（図１のＦＲ方向）に対応し、Ｙ軸のプラス方向は車両の幅方向に対応し、Ｚ軸のプラス方向は車両の上方向（図１のＵＰ方向）に対応する。尚、図３、図４、図５では、フロントガラスＢの図示は省略している。

本実施形態に係るヒータ装置Ａは，基材１、電熱機能を持つ第１の配線としての第１金属線２，第２の配線としての第２金属線３、ＰＴＣ機能部を構成する発熱体膜としてのＰＴＣ発熱体膜４、第１端子５ａ、及び第２端子５ｂを備え、これらによって、ＰＴＣヒータ部Ｒ１及び電熱線部Ｒ２を構成する。なお、後述するように、本実施形態における第１金属線２は、電熱機能を備える材料から構成されているものであり、ニッケルクロム等の金属材料、金属粉を含有したペースト材料、カーボン等の導電性を有する素材を含有するペースト材料等が、その定義に含まれる。また、第２金属線３は第１金属線２と同様な材料に加えて、実質的に電熱機能を有さない導電性材料もその定義に含まれるものである。

基材１は、フロントガラスＢの表面上の撮像領域Ｃａに貼り付けられる。基材１は、例えば、厚さ１ｍｍ以下のシート状部材である。基材１を構成する素材としては、典型的には、光又は電磁波に対して透過性を有する素材が用いられ、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、又はポリイミド（ＰＩ）樹脂等の樹脂フィルムが用いられる。

基材１のフロントガラスＢ側（プラスＺ側）の面（以下、「取り付け面」又は「表面」と称する）には、第１金属線２、第２金属線３、及びＰＴＣ発熱体膜４が配設され、基材１の取り付け面は、接着層６（例えば、アクリル系接着剤又はシリコン系接着剤）を介してフロントガラスＢに貼り付けられる（図６を参照して後述）。

基材１の車内側（マイナスＺ側）の面（以下、「露出面」又は「裏面」と称する）は、車内空間に露出された状態となっている。基材１の露出面は、より好適には、防曇処理が施される。

尚、基材１の表面内の加熱対象領域となる中央領域Ｃａ１は、車載カメラＣの撮像領域Ｃａに対応する領域である。又、基材１の表面内の加熱対象領域外となる外周領域Ｃａ２は、当該撮像領域Ｃａの外側の領域であり、車載カメラＣが撮影した際の画像内には、映り込まない領域である。

第１金属線２は、基材１の表面内の中央領域Ｃａ１から外周領域Ｃａ２まで引き回されるように、パターン形成された金属線である。第１金属線２は、基材１の中央領域Ｃａ１に引き回された部分２ａ（以下、「熱線部２ａ」と称する）と、熱線部２ａの一端側において熱線部２ａから連続して基材１の外周領域Ｃａ２に引き回された部分２ｂ（以下、「第１電極部２ｂ」と称する）と、熱線部２ａの他端側において熱線部２ａから連続して延在する部分（以下、「第１端子接続部２ｃ」と称する）と、を有している。

熱線部２ａは、通電されることで発熱する電熱線部Ｒ２として機能する。熱線部２ａは、平面視で、基材１の中央領域Ｃａ１内において複数箇所で折り返すように引き回されている。換言すると、熱線部２ａは、蛇腹状に形成されている。熱線部２ａは、これにより、電熱線部Ｒ２における電気抵抗を十分に確保し、ヒータ作動時の良好な発熱特性を実現している。又、これによって、ヒータ作動時の熱集中を抑制し、フロントガラスＢの撮像領域Ｃａを斑なく加熱する。

尚、熱線部２ａは、複数箇所で折り返すように引き回されたパターン形状となるような形で形成されているが、後述する車載カメラによって撮像された画像から熱線部２ａを消去する画像処理のことを考えた場合、ヒータ装置ＡをフロントガラスＢに取り付けた際に、水平方向（地面に対して水平方向）あるいは水平方向に対して斜めとなるような方向に引き回されて折り返されることにより縞模様を形成するような形に形成することが好ましい。

熱線部２ａの線幅は、より好適には、０．１ｍｍ以上で且つ０．３ｍｍ以下に設定される。これによって、熱線部２ａの断線を抑制しつつ、車載カメラＣが撮像する画像等への映り込みを抑制する。又、熱線部２ａの膜厚は、例えば、１μｍ以上で且つ１０００μｍ以下に設定される。

第１電極部２ｂは、ＰＴＣヒータ部Ｒ１の一方側の電極を構成する。尚、第１電極部２ｂの線幅は、低抵抗化の観点から、熱線部２ａの線幅よりも太く設定されるのが望ましい。

第１端子接続部２ｃは、第１端子５ａが接続される部位であり、ここでは、図２における負極側の端子Ｐ２に相当する。尚、第１端子接続部２ｃの線幅は、低抵抗化の観点から、熱線部２ａの線幅よりも太く設定されるのが望ましい。

尚、第１金属線２の熱線部２ａ、第１電極部２ｂ、及び第１端子接続部２ｃは、印刷法等を用いて一体的に形成されている（図６を参照して後述）。これによって、熱線部２ａと第１電極部２ｂの接続部等において、断線が発生することを抑制している。

第２金属線３は、基材１の表面内の外周領域Ｃａ２に、パターン形成された金属線である。第２金属線３は、第１電極部２ｂから離間して第１電極部２ｂと対向するようにパターン形成された部分（以下、「第２電極部３ａ」と称する）と、第２電極部３ａの一端側において第２電極部３ａから連続して延在する部分（以下、「第２端子接続部３ｂ」と称する）と、を有している。

第２電極部３ａは、ＰＴＣヒータ部Ｒ１の他方側の電極を構成する。尚、第２電極部３ａの線幅は、低抵抗化の観点から、熱線部２ａの線幅よりも太く設定されるのが望ましい。

第１電極部２ｂと第２電極部３ａとは、平面視で、ＰＴＣ発熱体膜４を挟んで、互いの長手方向に沿って対向する。より詳細には、第２電極部３ａは、平面視で、櫛歯形状を呈し、第１電極部２ｂは、当該第２電極部３ａの櫛歯形状とかみ合うように配設されている。又、ＰＴＣ発熱体膜４は、第１電極部２ｂ及び第２電極部３ａの長手方向に沿って、延在する。このような構成とすることによって、ヒータ作動時におけるＰＴＣヒータ部Ｒ１のシート抵抗を低減しつつ、電流抑制時（即ち、高温時）にはＰＴＣヒータ部Ｒ１の電流制限作用が効果的に機能するようにしている。

第２端子接続部３ｂは、第２端子５ｂが接続される部位であり、ここでは、図２における正極側の端子Ｐ１に相当する。尚、第２端子接続部３ｂの線幅は、低抵抗化の観点から、熱線部２ａの線幅よりも太く設定されるのが望ましい。

第１金属線２及び第２金属線３を構成する素材としては、例えば、銀、アルミ、銅、黄銅、ステンレス又はニクロム等が用いられる。より詳細には、第１金属線２及び第２金属線３は、典型的には、印刷法により形成された金属ペースト（例えば、銀粉等を含有する金属ペースト）である。尚、第１金属線２及び第２金属線３を形成する印刷法としては、例えば、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はインクジェット印刷法等が用いられる。

ＰＴＣ発熱体膜４は、第１電極部２ｂ及び第２電極部３ａと共にＰＴＣヒータＲ１を構成する。ＰＴＣ発熱体膜４は、基材１の第１電極部２ｂと第２電極部３ａとの間の領域において、第１電極部２ｂと第２電極部３ａとを電気的に接続するように形成されている。本実施形態に係るＰＴＣ発熱体膜４は、第１電極部２ｂ又は第２電極部３ａとの接触抵抗を低減する観点から、第１電極部２ｂの上面側から第２電極部３ａの上面側まで跨がるように形成されている。

ＰＴＣ発熱体膜４は、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性を有する抵抗体である。ＰＴＣ発熱体膜４としては、例えば、ポリエチレン等の結晶性樹脂にカーボンブラック等を混練したもので、結晶性樹脂の軟化温度付近で抵抗値が上昇するＰＴＣ特性を有するものが用いられる。尚、ＰＴＣ発熱体膜４は、例えば、高温時（例えば、５０度）には、常温時（例えば、２０度）の５倍程度まで抵抗値が上昇するＰＴＣ特性を有している。ＰＴＣ発熱体膜４は、例えば、ＰＴＣ発熱体ペーストを印刷することによって形成される。

第１端子５ａは、負極側の端子Ｐ２（図２を参照）に相当し、第１金属線２の第１端子接続部２ｃに配設されている。第２端子５ｂは、正極側の端子Ｐ１（図２を参照）に相当し、第２金属線３の第２端子接続部３ｂに配設されている。換言すると、第１端子５ａ及び第２端子５ｂは、それぞれ、ＰＴＣヒータ部Ｒ１と電熱線部Ｒ２との直列接続体の一端と他端に配設されている。これにより、第２端子５ｂから、第２金属線３、ＰＴＣ発熱体膜４、第１金属線２、及び第１端子５ａの順に通流する電流経路が形成されている。

尚、第１端子５ａ及び第２端子５ｂは、例えば、Ｌ字型端子であって、リードワイヤ（図示せず）を介して、車載カメラＣのバッテリに接続される。

第１端子５ａ及び第２端子５ｂの取り付けは、例えば、第１はとめ部材５ａ１及び第２はとめ部材５ｂ１を使用して行われている（図５を参照）。具体的には、第１はとめ部材５ａ１は、第１金属線２（第１端子接続部２ｃ）及び基材１に形成された貫通穴を挿通するように配設され、第１端子５ａをかしめ止めする。又、第２はとめ部材５ｂ１は、第２金属線３（第２端子接続部３ｂ）及び基材１に形成された貫通穴を挿通するように配設され、第２端子５ｂをかしめ止めする。

ヒータ装置Ａは、かかる構成によって、第２端子５ｂから第１端子５ａに電流を通流させることによって、電熱線部Ｒ２（熱線部２ａ）及びＰＴＣヒータ部Ｒ１（ＰＴＣ発熱体膜４、第１電極部２ｂ及び第２電極部３ａ）の直列接続体に電流が流れる。この際、ヒータ装置Ａの電熱線部Ｒ２（熱線部２ａ）は、抵抗加熱により発熱し、フロントガラスＢの撮像領域Ｃａを昇温することになる。これによって、フロントガラスＢの撮像領域Ｃａの霜取り又は曇り止めが実行される。

そして、ヒータ装置Ａにおいて霜取り又は曇り止めを実行している際に、フロントガラスＢの撮像領域Ｃａが昇温するにつれて、ＰＴＣ発熱体膜４の温度上昇により、ＰＴＣ発熱体膜４の抵抗率も上昇する。これにより、電熱線部Ｒ２（熱線部２ａ）及びＰＴＣヒータ部Ｒ１（ＰＴＣ発熱体膜４、第１電極部２ｂ及び第２電極部３ａ）の直列接続体に通流する電流の電流レベルが低下し、電熱線部Ｒ２における発熱が漸次小さくなる。このようにして、ヒータ装置Ａにおける加熱動作は、フロントガラスＢの温度に応じて自己制御されることになる。

［ヒータ装置の製造プロセス］
次に、本実施形態に係るヒータ装置Ａの製造プロセスについて、説明する。

図６は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの製造プロセスの一例を示す図である。

図６において、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄは、ヒータ装置Ａを製造する際の各工程を時系列順に示したものである。これらの一連の工程は、例えば、部品搬送装置及び印刷装置を含む製造装置（図示せず）によって実行される。尚、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄは、図３のＴ１−Ｔ１線における側面断面図の領域を示している。

まず、製造装置は、基材１を準備する（図６Ａを参照）。そして、製造装置は、基材１の上面に、第１金属線２及び第２金属線３を同時に形成する。この際、製造装置は、例えば、銀粉を主体とした金属ペーストを用いたフレキソ印刷によって、第１金属線２及び第２金属線３のパターンを印刷し、当該パターンを加熱硬化させることによって、第１金属線２及び第２金属線３を形成する。

次に、製造装置は、基材１の第１電極部２ｂと第２電極部３ａとの間の領域において、第１電極部２ｂと第２電極部３ａとを電気的に接続するように、ＰＴＣ発熱体膜４を形成する（図６Ｂを参照）。この際、製造装置は、例えば、ＰＴＣ発熱体ペーストをフレキソ印刷し、当該ＰＴＣ発熱体ペーストを加熱硬化させることによって、ＰＴＣ発熱体膜４を形成する。

次に、製造装置は、電熱線部Ｒ２とＰＴＣヒータ部Ｒ１との直列接続体の一端と他端に接続された第１端子５ａ及び第２端子５ｂを配設する（図示せず）。

以上の工程によって、ヒータ装置Ａが製造される。尚、本実施形態に係るヒータ装置Ａの製造プロセスにおいては、製造プロセスを簡略化する観点から、印刷法を用いて、第１金属線２及び第２金属線３を同時に形成している。

次に、製造装置は、第１金属線２、第２金属線３及びＰＴＣ発熱体膜４を覆うように、基材１上に接着層６（例えば、アクリル系接着剤又はシリコン系接着剤）を塗布する（図６Ｃを参照）。

次に、製造装置は、当該接着層６を介して、基材１とフロントガラスＢを接着する（図６Ｄを参照）。以上の工程によって、ヒータ装置ＡがフロントガラスＢに貼り付けられることになる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係るヒータ装置Ａは、基材１と、基材１の表面内の中央領域Ｃａ１から外周領域Ｃａ２まで引き回されるようにパターン形成された第１金属線２と、基材１の表面内の外周領域Ｃａ２において第１金属線２から離間して、第１金属線２と対向するようにパターン形成された第２金属線３と、基材１の表面内の外周領域Ｃａ２において、第１金属線２と第２金属線３との間を電気的に接続するようにパターン形成されたＰＴＣ発熱体膜４と、を備え、第１金属線２から第２金属線３へ通電することによる第１金属線２の発熱を、ＰＴＣ発熱体膜４により自己制御する。

従って、本実施形態に係るヒータ装置Ａによれば、簡易な製造プロセスで、自己温度制御が可能なステッカー型のヒータを構成することが可能である。これによって、電熱線部Ｒ２たる第１金属線２の過熱の発生を抑制すると共に、作動時の消費電力を抑制することができる。

又、これによって、電熱線部Ｒ２（第１金属線２の熱線部２ａ）とＰＴＣヒータ部Ｒ１（第１金属線２の第１電極部２ｂ、第２金属線３の第２電極部３ａ、及びＰＴＣ発熱体膜４）とを一体的に形成することができるため、これらの接続部における断線の発生を抑制することができる。

又、これによって、基材１に熱線部のみが形成された領域（図３の中央領域Ｃａ１）を設けることができるため、当該領域においては、基材１越しに撮影等を行う際にも良好な視野を提供することが可能である。従って、基材１を介して、撮影等を行う車載カメラＣや又は車載レーダに好適に適用することができる。

又、本実施形態に係るヒータ装置Ａにおいては、印刷法で金属ペーストを塗布することによって、第１金属線２及び第２金属線３を形成する。これによって、薄膜で且つ細線状の第１金属線２及び第２金属線３を、高精度にパターン形成することができる。

又、本実施形態に係るヒータ装置Ａにおいては、基材１の第１金属線２、第２金属線３及びＰＴＣ発熱体膜４を覆うように配設され、基材１を取り付け対象（例えば、ガラスＢ）に接着固定する接着層６が設けられている。これによって、第１金属線２及び第２金属線３を接着層６によって封止することができるため、第１金属線２及び第２金属線３の断線の発生をより抑制することができる。

又、本実施形態に係るヒータ装置Ａにおいては、第１金属線２は、中央領域Ｃａ１において、複数箇所で折り返すように引き回される。これによって、電熱線部Ｒ２における電気抵抗を十分に確保することができ、ヒータ作動時の発熱特性を良好にすることができる。又、これによって、中央領域Ｃａ１における第１金属線２を広範囲に引き回すことができるため、ヒータ作動時の熱集中を抑制することもできる。

（第２の実施形態）
次に、図７、図８を参照して、第２の実施形態に係るヒータ装置Ａの構成について説明する。

本実施形態に係るヒータ装置Ａにおいては、金属ペーストを重ねて塗布することによって、外周領域Ｃａ２における第１電極部２ｂの膜厚が、熱線部２ａの膜厚よりも厚く形成されている点で、第１の実施形態と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する（以下、他の実施形態についても同様）。

図７は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの平面図である。

ヒータ装置Ａにおいては、熱線部２ａの膜厚は、熱線部２ａにおける電気抵抗を確保する観点から、薄膜状であることが望ましい。一方、第１電極部２ｂの膜厚は、第１電極部２ｂの電気抵抗を低減する観点、及び、第１電極部２ｂとＰＴＣ発熱体膜４との接触抵抗を低減確保する観点から、厚膜状であることが望ましい。

但し、熱線部２ａと第１電極部２ｂとを別プロセスで形成した場合、熱線部２ａと第１電極部２ｂとの接続部分において断線が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態に係るヒータ装置Ａにおいては、熱線部２ａと第１電極部２ｂとを同時に形成しつつ、第１電極部２ｂについては金属ペーストの重ね塗りにより厚膜化する。つまり、本実施形態に係る第１電極部２ｂは、金属ペーストが積層されて形成されている（図７の２ｄは厚膜化層を表す）。

図８は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの製造プロセスの一例を示す図である。

図８において、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅは、ヒータ装置Ａを製造する際の各工程を時系列順に示したものである。これらの一連の工程は、例えば、部品搬送装置及び印刷装置を含む製造装置（図示せず）によって実行される。尚、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅは、図７のＴ１−Ｔ１線における側面断面図に対応する領域を示している。

まず、製造装置は、基材１を準備する。そして、製造装置は、基材１の表面内の中央領域Ｃａ１から外周領域Ｃａ２まで引き回されるように、電熱機能を持つ第１の配線としての第１金属線２をパターン形成する（図８Ａを参照）。この際、製造装置は、例えば、銀ナノ粒子を主体とした金属ペーストをフレキソ印刷によって、第１金属線２のパターンを印刷し、当該パターンを加熱硬化させることによって、第１金属線２を形成する。

次に、製造装置は、基材１の表面の外周領域Ｃａ２に、第１金属線２の第１電極部２ｂから離間して、当該第１電極部２ｂと対向するように第２の配線としての第２金属線３をパターン形成する（図８Ｂを参照）。この際、製造装置は、例えば、銀ナノ粒子よりも粗大な銀粉を主体とした金属ペーストをフレキソ印刷によって、第２金属線３のパターンを印刷する。又、この際、製造装置は、第１電極部２ｂ上にも金属ペーストを塗布して、第１電極部２ｂ上に厚膜化層２ｄを形成する。そして、これらを加熱硬化させることによって、第２金属線３及び厚膜化した第１電極部２ｂを形成する。

次に、製造装置は、基材１の第１金属線２と第２金属線３との間の領域において、第１金属線２と第２金属線３とを電気的に接続するように、ＰＴＣ発熱体膜４を形成する（図８Ｃを参照）。この際、製造装置は、例えば、ＰＴＣ発熱体ペーストをスクリーン印刷し、当該ＰＴＣ発熱体ペーストを加熱硬化させることによって、ＰＴＣ発熱体膜４を形成する。以上の工程によって、ヒータ装置Ａが製造される。

その後の接着層６を塗布する工程（図８Ｄを参照）、及び基材１をフロントガラスＢに貼り付ける工程（図８Ｅを参照）は、図６Ｃ及び図６Ｄを参照して、第１の実施形態で説明した工程と同様であるため、ここでの説明は省略する。

以上のように、本実施形態に係るヒータ装置Ａによれば、金属ペーストの重ね塗りによって、第１電極部２ｂの膜厚を、熱線部２ａの膜厚よりも厚くすることができる。これによって、電熱線部Ｒ２における電気抵抗を確保しつつ、ヒータ作動時におけるＰＴＣヒータ部Ｒ１の電気抵抗を低減することができる。

（第３の実施形態）
次に、図９を参照して、第３の実施形態に係るヒータ装置Ａの構成について説明する。

本実施形態に係るヒータ装置Ａにおいては、電熱機能を持つ第１の配線としての第１金属線２の熱線部２ａが、複数本の熱線の並列回路によって形成されている点で、第１の実施形態と相違する。

図９は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの平面図である。

本実施形態に係る熱線部２ａは、図９に示すように、第１端子接続部２ｃ側の分岐部２ａＸにおいて複数本の熱線に分岐し、第１電極部２ｂ側の合流部２ａＹにおいて、当該複数本の熱線が合流する形状を呈している。これによって、熱線部２ａは、第１端子接続部２ｃと第１電極部２ｂとの間で、並列回路を構成する。

以上のように、本実施形態に係るヒータ装置Ａによれば、並列回路を構成する複数本の熱線の一部が断線した場合であっても、他の熱線については、電熱線部Ｒ２として機能させることができる。又、これによって、電気抵抗の抵抗値が大きいインクを使用することもできる。

（第４の実施形態）
次に、図１０を参照して、第４の実施形態に係るヒータ装置Ａの構成について説明する。

本実施形態に係るヒータ装置Ａにおいては、ＰＴＣヒータ部Ｒ１が、電熱線部Ｒ２とは逆側の面に形成されている点で、第１の実施形態と相違する。

図１０は、本実施形態に係るヒータ装置Ａの平面図である。図１０Ａは、基材１の取り付け面側を示す平面図であり、図１０Ｂは、基材１の露出面側を示す平面図である。

本実施形態に係るヒータ装置Ａは、
基材１と、
前記基材１の表面内において電熱線部Ｒ２を構成すると共に、前記基材１の当該表面から裏面まで引き回されるように、パターン形成された第１金属線２と、
前記基材１の裏面内において、前記第１金属線２から離間して、前記第１金属線２と対向するようにパターン形成された第２金属線３と、
前記基材１の裏面内において、前記第１金属線２と前記第２金属線３との間を電気的に接続しＰＴＣヒータ部Ｒ１を構成するようにパターン形成されたＰＴＣ発熱体膜４と、
前記電熱線部Ｒ２と前記ＰＴＣヒータ部Ｒ１との直列接続体の一端と他端に接続された第１端子５ａ及び第２端子５ｂと、
を備えるヒータ装置である。

より詳細には、本実施形態においては、第１金属線２は、基材１の取り付け面側から、基材１に形成された貫通孔１ａを経由して、基材１の露出面側まで延在する。そして、第１金属線２の熱線部２ａは、基材１の取り付け面に形成され、第１電極部２ｂは、基材１の露出面側に形成されている。

又、第１金属線２は、基材１の取り付け面の外周領域に、熱線部２ａから引き回されてパターン形成された熱調整部２ａＺを有している。熱調整部２ａＺは、基材１の露出面に形成されたＰＴＣヒータ部Ｒ１と対向する位置に形成され、自身の発する熱をＰＴＣヒータ部Ｒ１に伝熱する部分である。熱調整部２ａＺは、典型的には、蛇腹状に形成されている。

ＰＴＣヒータ部Ｒ１は、基材１の露出面の外周領域に形成されている。かかる構成とするため、第１金属線２の第１電極部２ｂ、第２金属線３、ＰＴＣ発熱体膜４、及び、第２端子５ｂは、それぞれ、基材１の露出面に形成されている。

ヒータ装置Ａは、かかる構成によって、第１の実施形態と同様に、第２端子５ｂから第１端子５ａに電流を通流させることによって、電熱線部Ｒ２（熱線部２ａ）及びＰＴＣヒータ部Ｒ１（ＰＴＣ発熱体膜４、第１電極部２ｂ及び第２電極部３ａ）の直列接続体に電流が流れる。そして、これにより、電熱線部Ｒ２は発熱する。

この際、ＰＴＣヒータ部Ｒ１は、熱調整部２ａＺからの熱伝達により熱線部２ａと略同一の温度となる。従って、ＰＴＣヒータ部Ｒ１は、第１金属線２の熱線部２ａの温度変化に対して、高い感度で自己温度制御を行うことになる。

以上のように、本実施形態に係るヒータ装置Ａによれば、第１金属線２の熱線部２ａの過熱状態の発生をより一層抑制することが可能である。又、これによって、消費電力をより一層抑制することが可能である。又、これによって、ＰＴＣヒータ部Ｒ１を小サイズ化することもできる。

（第５の実施形態）
次に、図１１を参照して、第５の実施形態に係るヒータ装置Ａについて説明する。

本実施形態に係るヒータ装置Ａは、撮像部Ｃ１が生成した画像から、第１金属線２の画像を消去する画像処理を実行する画像処理部Ｃ２を有する車載カメラＣに適用されている点で、第１の実施形態と相違する。

図１１は、本実施形態に係る車載カメラＣの画像処理について説明する図である。

画像処理部Ｃ２は、撮像部Ｃ１が第１タイミングで生成した第１画像Ｓ１と、撮像部Ｃ１が第２タイミングで生成した第２画像Ｓ２と、に基づいて、第１画像Ｓ１内における第１金属線２の画像を消去する画像処理と、画像Ｓ２を用いて第１金属線２の画像を消去した部分の画像を補完する画像処理と、を実行する。

上記各実施形態で説明したように、本発明に係るヒータ装置Ａにおいては、車載カメラＣが撮影する画像には、中央領域Ｃａ１の熱線部２ａのみが映り込む。当該熱線部２ａの線幅は小さいため（例えば、０．３ｍｍ）、車両ＥＣＵが当該画像に基づいて自動ブレーキ等を実行する際にも悪影響は小さい。

但し、車両ＥＣＵが参照する画像から、当該熱線部２ａも消去できれば、より好適である。この点、例えば、熱線部２ａを地面に対して水平方向に配設すれば、撮像部Ｃ１は、走行中の車両の揺れによって、第１タイミングにおいて熱線部２ａで死角となっている車外の領域を、第２タイミングにおいて撮像することが可能である。ここで、走行中の起こる車両の揺れは主に地面に対して垂直方向の揺れであることから、熱線部２ａをこの揺れの方向に対して平行とならない方向（揺れに対し直交する方向等）に配設しておけば、第１タイミングでは熱線部２ａにより死角となっていた部分が第２タイミングにおいては死角とならない可能性が極めて高くなり、その結果として第２タイミングにこの死角となっていた部分を撮像することが可能となる。

そこで、画像処理部Ｃ２は、例えば、まず、公知のテンプレートマッチ等によって、処理対象の第１画像Ｓ１内に映る熱線部２ａを検出する。そして、画像処理部Ｃ２は、例えば、１秒前に撮影された第２画像Ｓ２のうち、第１画像Ｓ１内において熱線部２ａで死角となった車外領域と推定される領域の画像（例えば、検出した熱線部２ａの画像の直下領域における熱線部２ａと同一サイズの画像）を抽出する。そして、画像処理部Ｃ２は、抽出した画像を、処理対象の第１画像Ｓ１内に映る熱線部２ａの領域にあわせ込むように画像合成を行う。尚、図１１の画像Ｓ３は、画像合成後の画像を表す。

以上のように、本実施形態に係る車載カメラＣによれば、ヒータ装置Ａに起因して発生する死角を、より一層低減することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、ヒータ装置Ａの適用対象の一例として、車載カメラＣに適用する態様を示した。しかしながら、ヒータ装置Ａは、車載レーダに適用されてもよい。又、その他、運転者が窓ガラス越しに車外を監視する監視領域に取り付けられてもよい。

又、上記実施形態では、ヒータ装置Ａの一例として、ＰＴＣ機能部を、加熱機能を有するＰＴＣヒータ部Ｒ１によって構成する態様を示した。しかしながら、本発明におけるＰＴＣ機能部は、必ずしも加熱機能を有しているものでなくともよい。

又、上記実施形態では、基材１の一例として、樹脂フィルムを用いる態様を示した。しかしながら、基材１としては、樹脂フィルムに代えて、ガラスやアクリル樹脂等の硬質基板が用いられてもよい。又、ヒータ装置Ａを車載レーダに適用する場合であれば、電磁波を透過する性質を有するものを用いればよい。

又、上記実施形態では、基材１の取り付け方法の一例として、接着剤（接着層６）を用いる態様を示した。しかしながら、これに代えて、両面テープや、又はボルト及びナット等の固定部材を用いてもよい。又、基材１を車載カメラＣのハウジングに取り付ける態様として、基材１とフロントガラスＢとを直接固定しない構成としてもよい。

又、上記実施形態では、基材１の取り付け態様の一例として、第１金属線２、第２金属線３、及びＰＴＣ発熱体膜４が形成された面が取り付け対象物（フロントガラスＢ）と対向する態様を示した。しかしながら、基材１の取り付け面としては、第１金属線２、第２金属線３、及びＰＴＣ発熱体膜４が形成された面が取り付け対象物（フロントガラスＢ）と反対側となるようにしてもよい。尚、その場合、本発明における「基材１の表面」側は、取り付け対象物（フロントガラスＢ）と反対側の面に相当する。

又、上記実施形態では、基材１の形状の一例として、矩形状のものを示した。しかしながら、基材１の形状は、任意であり、例えば、扇形状、三角形状、又は円形状であってもよい。

又、上記実施形態では、第１金属線２及び第２金属線３の形成方法の一例として、印刷法を用いる態様を示した。しかしながら、第１金属線２及び第２金属線３を形成する方法としては、金属箔に対してエッチングを行うことでパターン形成する手法が用いられてもよい。但し、エッチングを用いる場合、第１金属線２及び第２金属線３のパターン形成後の表面が、箔を接着する接着層の影響で粗くなることから、印刷法を用いるのが望ましい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

２０１８年６月２５日出願の特願２０１８−１１９８４９の日本出願に含まれる明細書、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。

本開示に係るヒータ装置によれば、電熱線の断線、及び死角領域の発生等を抑制することができる。

１ 基材
１ａ 貫通孔
２ 第１金属線
２ａ 熱線部
２ａＸ 分岐部
２ａＹ 合流部
２ａＺ 熱調整部
２ｂ 第１電極部
２ｃ 第１端子接続部
２ｄ 厚膜化層
３ 第２金属線
３ａ 第２電極部
３ｂ 第２端子接続部
４ ＰＴＣ発熱体膜
５ａ 第１端子
５ａ１ 第１はとめ部材
５ｂ 第２端子
５ｂ１ 第２はとめ部材
６ 接着層
Ｒ１ ＰＴＣヒータ部（ＰＴＣ機能部）
Ｒ２ 電熱線部
Ｐ１ 正極側端子
Ｐ２ 負極側端子
Ａ ヒータ装置
Ｂ フロントガラス
Ｃ 車載カメラ
Ｃ１ 撮像部
Ｃ２ 画像処理部
Ｃａ 撮像領域
Ｃａ１ 中央領域（加熱対象領域）
Ｃａ２ 外周領域（加熱対象領域外）

Claims (20)

1. 基材と、
   前記基材上の加熱対象領域から加熱対象領域外まで引き回されるようにパターン形成された電熱機能を有する第１の配線と、
   前記基材上の前記加熱対象領域外において前記第１の配線に対向する位置にパターン形成された第２の配線と、
   互いに対向する前記第１の配線と前記第２の配線とを接続するように配設され、前記第１の配線と前記第２の配線との一方から他方に通流する電流を制御するＰＴＣ機能部を構成する発熱体膜と、
   を備え、
   透明体を介して車外を撮影する車載カメラに適用され、
   前記透明体の表面上の前記車載カメラの撮像領域に取り付けられる、
   ヒータ装置。
2. 前記第１の配線と前記第２の配線とは同時に印刷される、
   請求項１に記載のヒータ装置。
3. 前記発熱体膜は印刷により形成される、
   請求項１又は請求項２に記載のヒータ装置。
4. 前記第１の配線と前記第２の配線とは、前記加熱対象領域外において、平面視で、前記ＰＴＣ機能部を構成する前記発熱体膜を挟んで、互いの長手方向に沿って対向する
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のヒータ装置。
5. 前記加熱対象領域は前記基材の中央領域であり、前記加熱対象領域外は前記基材の外周領域である、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のヒータ装置。
6. 前記第１の配線及び前記第２の配線は、同一の材料で構成される、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヒータ装置。
7. 前記第１の配線は、前記加熱対象領域における一端側と他端側の間で、複数本の配線部による並列回路を形成する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヒータ装置。
8. 前記基材は、光又は電磁波に対して透過性を有する、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載のヒータ装置。
9. 前記基材は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、又はポリイミドによって構成される樹脂フィルムである、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載のヒータ装置。
10. 前記発熱体膜は、前記加熱対象領域外において、前記第１の配線の上面から前記第２の配線の上面まで跨がるように形成されている、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載のヒータ装置。
11. 前記第１の配線、前記第２の配線及び前記発熱体膜を覆うように配設され、前記基材を取り付け対象物に接着固定する接着層、を更に備える、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のヒータ装置。
12. 前記加熱対象領域は、前記車載カメラの撮像領域内であり、
    前記加熱対象領域外は、前記車載カメラの撮像領域外である
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のヒータ装置。
13. 前記加熱対象領域における前記第１の配線は、水平方向又は水平方向に対して斜めとなるような方向に引き回されて折り返されることにより縞模様を形成するような形状とされている、
    請求項１乃至１２に記載のヒータ装置。
14. 透明体を介して車外を撮影する車載カメラに適用され、前記透明体の表面上の前記車載カメラの撮像領域に取り付けられるヒータ装置の製造方法であって、
    基材上の加熱対象領域から加熱対象領域外まで引き回されるように、電熱機能を有する第１の配線をパターン形成する第１の工程と、
    前記基材上の前記加熱対象領域外に前記第１の配線に対向する位置に第２の配線をパターン形成する第２の工程と、
    互いに対向する前記第１の配線と前記第２の配線とを接続するように、前記第１の配線と前記第２の配線との一方から他方に通流する電流を制御するＰＴＣ機能部を構成する発熱体膜を形成する第３の工程と、
    を備えるヒータ装置の製造方法。
15. 前記第１の工程及び前記第２の工程は、金属ペーストを用いた印刷法によって実行される、
    請求項１４に記載のヒータ装置の製造方法。
16. 前記第１の工程及び前記第２の工程は、一回の印刷プロセスで同時に実行される、
    請求項１４又は１５に記載のヒータ装置の製造方法。
17. 前記第２の工程を行う際、前記加熱対象領域外における前記第１の配線上に、前記金属ペーストを重ねて塗布する、
    請求項１５に記載のヒータ装置の製造方法。
18. 透明体の表面上に取り付けられた請求項１に記載のヒータ装置と、
    前記透明体及び前記ヒータ装置の前記加熱対象領域を介して、車外を撮影する撮像部と、
    を備える車載カメラ。
19. 前記撮像部が生成した画像から、前記第１の配線の画像を消去する画像処理を実行する画像処理部、を更に備える、
    請求項１８に記載の車載カメラ。
20. 前記画像処理部は、前記第１の配線の画像を消去する画像処理と、前記第１の配線の画像を消去した部分の画像を異なる時刻に撮像した画像を用いて補完する画像処理と、を実行する、
    請求項１９に記載の車載カメラ。
    
    

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