WO2021024787A1 - ヒーター装置、車両用撮像装置、及びヒーター装置の製造方法 - Google Patents

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heater device
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真志 梶
拓也 唐澤
隆志 渡辺
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東京コスモス電機株式会社
パナック株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a heater device, a vehicle imaging device, and a method for manufacturing the heater device.
  • Patent Document 1 a heater device that is attached to a window glass or the like of a vehicle and heats an object to be attached such as the window glass or the like is known (see, for example, Patent Document 1).
  • This type of heater device is used, for example, as a device for defrosting or preventing fogging of the window glass in the monitoring area in a vehicle imaging device for monitoring the outside of the vehicle through a window glass or an in-vehicle radar.
  • One aspect of the vehicle imaging device of the present disclosure is With the heater device An imaging device that receives the imaging light transmitted through the heater device to obtain an image. To be equipped.
  • One aspect of the method for manufacturing a heater device of the present disclosure is A method for manufacturing a sheet-shaped heater device that is attached to one surface of a transparent member.
  • the thickness and elastic modulus of the adhesive layer determine the thickness and elastic modulus of the transparent substrate in the vicinity of the heating wire when the heating wire and the transparent substrate on which the adhesive layer is formed are attached to one surface of the transparent member by the adhesive layer.
  • the concave angle of the convex portion caused by the height of the heating wire is selected to be 0.1 ° or less.
  • the wedge angle of the convex portion formed on the transparent substrate near the heating wire due to the height of the heating wire is set to 0.1 ° or less. Therefore, it is possible to suppress flare and distortion due to the lens effect in the captured image in the vicinity of the heating wire, and as a result, a high-quality captured image can be obtained.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing the configuration and manufacturing process of the heater device according to the first embodiment, FIG.
  • FIG. 9A is a diagram showing a state of heating wires arranged on a transparent substrate
  • FIG. 9B is a pattern of heating wires on the surface of an adhesive layer
  • FIG. 9C is a diagram showing a state in which a convex portion appears according to the above
  • FIG. 9C is a diagram showing a state when the heater device of the embodiment is attached to the windshield.
  • 10A, 10B, 10C and 10D show captured images when the adhesive layer thickness is 50 ⁇ m, 100 ⁇ m, 250 ⁇ m and 350 ⁇ m, respectively.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view showing the configuration and manufacturing process of the heater device according to the second embodiment
  • FIG. 11A is a diagram showing a state of heating wires arranged on a transparent substrate
  • FIG. 11B is a pattern of heating wires on the surface of an adhesive layer.
  • FIG. 11C is a diagram showing a state in which a convex portion appears according to the above, and FIG. 11C is a diagram showing a state when the heater device of the embodiment is attached to the windshield.
  • the uneven shape is attached to the transparent substrate so as to cover the heating wire in order to attach the heater device to the windshield. It was found that when the sheet-shaped adhesive layer (which may be called an adhesive layer) is crimped (attached) to the windshield, the transparent substrate of the portion corresponding to the heating wire protrudes due to the crimping force.
  • an adhesive layer which may be called an adhesive layer
  • FIG. 1A the heating wire 11 is arranged on the transparent substrate 10, and the transparent adhesive layer 12 is attached to the first surface of the transparent substrate 10 so as to cover the heating wire 11.
  • This adhesive layer is, for example, double-sided tape.
  • FIG. 1B a convex portion 12a corresponding to the pattern of the heating wire 11 is formed on the surface of the adhesive layer 12.
  • the surface including the convex portion 12a is opposed to the glass surface of the windshield 13 and the surface side of the transparent substrate 10 is pressed, so that the heater device 100 composed of the transparent substrate 10, the heating wire 11 and the adhesive layer 12 is formed. It is attached to the windshield 13.
  • the inventors conducted an experiment to investigate the influence of the convex portion 10a generated on the transparent substrate 10 on the captured image.
  • FIG. 2 shows the outline of the experiment.
  • a sample of the heater device 100 was attached to the surface of the glass base 20 simulating the windshield.
  • the inclination angle of the inclined surface of the glass base 20 to which the sample heater device 100 is attached was set to 30 degrees by simulating the inclination of the windshield.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the convex portion 10a of the heater device 100 (corresponding to the convex portion 10a in FIG. 1).
  • the convex portion 10a has a substantially trapezoidal shape, and rises from a flat surface at a wedge angle ⁇ .
  • FIGS. 4-FIG. 6 show the experimental results obtained by conducting experiments on a plurality of heater devices 100.
  • FIG. 4 shows the relationship between the wedge angle ⁇ of the convex portion 10a and the pointer length and flare length.
  • FIG. 5 shows the relationship between the thickness of the adhesive layer 12 of the heater device 100 and the flare length.
  • FIG. 6 shows the relationship between the thickness of the adhesive layer 12 of the heater device 100 and the wedge angle ⁇ .
  • flare occurs, it is annoying and leads to deterioration of the image quality. Therefore, of course, it is preferable that flare does not occur, and even if it does occur, it is preferable that the flare length is short.
  • the cause of flare is considered to be the effect of refraction due to the occurrence of the convex portion 10a. That is, the light beam is refracted by the wedge prism effect due to the uneven portion, so that the light spot extends linearly and flare occurs.
  • the flare length is short when the wedge angle ⁇ is 0.1 ° or less, but the flare length sharply increases when the wedge angle ⁇ exceeds 0.1 °.
  • the flare length is short, but if the thickness of the adhesive layer 12 is 100 ⁇ m or less, the flare length is sharply increased.
  • the flare length can be suppressed by setting the wedge angle ⁇ of the convex portion 10a to 0.1 ° or less.
  • the thickness of the adhesive layer 12 may be 250 ⁇ m or more (see FIG. 6).
  • the flare length can be suppressed when the thickness of the adhesive layer 12 is 100 ⁇ m or more. That is, if the thickness of the adhesive layer is 100 ⁇ m or more, the flare length can be suppressed, and if the thickness of the adhesive layer is 250 ⁇ m or more, the flare length can be suppressed more reliably.
  • the shape of the convex portion 10a and the size of the wedge angle ⁇ are influenced not only by the thickness of the adhesive layer 12 but also by the elastic modulus of the adhesive layer 12. Therefore, the thickness and elastic modulus of the adhesive layer 12 may be selected to values such that the wedge angle of the convex portion 10a is 0.1 ° or less.
  • the inventors of the present invention came to the present invention based on the above consideration.
  • the feature of the present invention is that the thickness and / or elastic modulus of the adhesive layer 12 is due to the height of the heating wire 11 on the transparent substrate 10 near the heating wire 11 when the heater device 100 is attached to the glass surface. Select a value so that the wedge angle of the convex portion generated is 0.1 ° or less.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the mounting state of the heater device 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 7 represents the upper region of the vehicle windshield 13.
  • the windshield 13 extends so as to be inclined by about 20 degrees to about 45 degrees with respect to the horizontal direction.
  • the heater device 200 is in the form of a sheet. More specifically, the heater device 200 is a planar heating element having a heating wire, which is attached to the inside of the windshield 13 and warms the windshield 13 and the surrounding atmosphere to defrost the windshield 13. And anti-fog.
  • FIG. 8 is a plan view showing a wiring pattern of the heating wire of the heater device 200.
  • the heating wire 11 is arranged on the transparent substrate 10.
  • the heating wire 11 is connected to the power supply terminal T1. Further, the heating wire 11 is connected to the PTC thermistor S1.
  • the PTC thermistor S1 prevents overheating and overcurrent of the heating wire 11.
  • the heating wire 11 is arranged on the transparent substrate 10, and the transparent adhesive layer 201 is attached to the first surface of the transparent substrate 10 so as to cover the heating wire 11.
  • the transparent substrate 10 is, for example, a PET (polyethylene terephthalate) film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the adhesive layer 201 is a double-sided tape containing an acrylic pressure-sensitive adhesive as a main component.
  • the adhesive layer 201 is a sheet-like transparent adhesive layer having a uniform thickness.
  • the adhesive layer 201 has a different thickness from the adhesive layer 12 of FIG.
  • the thickness of the adhesive layer 12 in FIG. 1 is 50 ⁇ m
  • the thickness of the adhesive layer 201 of the present embodiment is 350 ⁇ m.
  • FIG. 9C shows the state of attachment of the heater device 200 to the windshield 13.
  • the transparent substrate 10 at the position of the heating wire 11 does not protrude toward the surface side. This is because even if the convex portion 201a of the adhesive layer 201 is pressed by the glass surface, the adhesive layer 201 is sufficiently thick, so that the adhesive corresponding to the convex portion 201a is dispersed in the adhesive layer 201 to the surface of the transparent substrate 10. This is because the pressing force does not reach.
  • the transparent substrate 10 does not have a convex portion due to the height h of the heating wire 11
  • the emission angle of light from the transparent substrate 10 becomes uniform, and electricity is generated. Distortion and flare in the captured image in the vicinity of the heat ray 11 can be suppressed.
  • the thickness of the adhesive layer 201 is applied to the transparent substrate 10 near the heating wire 11 when the heater device 200 is attached to the glass surface by the adhesive layer 201.
  • a convex portion is generated on the transparent substrate 10 due to the height h of the heating wire 11 depends on (i) the thickness of the adhesive layer 201, (ii) the elastic modulus of the adhesive layer 201, and (iii). ) Depends on the height h of the heating wire 11 and (iv) the flexibility of the transparent substrate 10. Specifically, as for the convex portion, the thinner the adhesive layer 201, the higher the elastic modulus of the adhesive layer 201, and the higher the height h of the heating wire 11, the greater the flexibility of the transparent substrate 10. The more likely it is to occur.
  • the height of the heating wire 11 and the flexibility of the transparent substrate 10 in order to reduce the convex portion. This is because if the height of the heating wire 11 is lowered, the resistance value of the heating wire 11 becomes large, which may make it difficult to control the desired heater. Further, if the flexibility of the transparent substrate 10 is reduced, the transparent substrate 10 may not be able to follow the shape of the glass surface, which may cause another problem that the heater device 200 is easily peeled off from the glass surface. Is.
  • the thickness and / or elastic modulus of the adhesive layer 201 is caused by the height h of the heating wire 11 on the transparent substrate 10 near the heating wire 11 when the heater device 200 is attached to the glass surface by the adhesive layer 201. It is preferable to set the value so that the convex portion does not occur. Furthermore, in the above-described embodiment, the convex portion is prevented from occurring, but the present invention is not limited to this, and the heater device 200 attaches the thickness and elastic modulus of the adhesive layer 201 of the heater device 200 to the windshield 13.
  • the wedge angle of the convex portion caused by the height of the heating wire 11 when worn may be selected to a value of 0.1 ° or less. An example of the embodiment can be said to be an example in which the wedge angle is 0 °.
  • FIG. 10 shows the experimental results.
  • the experimental result of FIG. 10 was obtained by attaching the heater device 200 to the windshield 13 of the vehicle and performing imaging by the imaging unit 300.
  • the thickness of the adhesive layer 201 was changed.
  • the elastic modulus of the adhesive layer 201 was kept constant.
  • the height h of the heating wire 11 was set to 18 ⁇ m.
  • the height h of the heating wire 11 is generally 8 to 36 ⁇ m.
  • the angle of incidence of light on the windshield 13 was 30 °.
  • 10A, 10B, 10C, and 10D are diagrams showing captured images when the thickness of the adhesive layer 201 is 50 ⁇ m, 100 ⁇ m, 250 ⁇ m, and 350 ⁇ m, respectively. It can be seen that as the thickness of the adhesive layer 201 is increased, the distortion in the vicinity of the heating wire 11 becomes smaller. In particular, as can be seen from FIG. 10, when the thickness of the adhesive layer 201 is 350 ⁇ m, the shadow of the heating wire 11 is visible, but almost no distortion occurs. Therefore, according to this experiment, it was found that the thickness of the adhesive layer 201 should be 350 ⁇ m or more. Therefore, in the heater device 200 of the present embodiment, the thickness of the adhesive layer 201 is set to 350 ⁇ m. However, as described above, the preferable value of the thickness of the adhesive layer 201 changes depending on the elastic modulus of the adhesive layer 201, the height h of the heating wire 11, and the flexibility of the transparent substrate 10, and is appropriately selected accordingly. It is good to do.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration and a manufacturing process of the heater device 300 according to the present embodiment with the same reference numerals in portions corresponding to those in FIG.
  • the heating wire 11 is arranged on the transparent substrate 10, and as shown in FIG. 11B, the first surface of the transparent substrate 10 is transparent so as to cover the heating wire 11.
  • the adhesive layer 401 is formed.
  • the adhesive layer 401 is formed by coating or depositing.
  • the adhesive layer 401 may be formed by depositing by pouring an adhesive into the frame 402, or the adhesive layer 401 may be formed by coating using a roller (not shown) or the like.
  • the thickness of the adhesive layer 401 is thin, convex portions corresponding to the pattern of the heating wire 11 are likely to be formed on the surface of the adhesive layer 401.
  • the elastic modulus of the adhesive layer 401 is made extremely low, the convex portion does not occur, but in reality, it is not realistic to make the elastic modulus extremely low.
  • a convex portion corresponding to the pattern of the heating wire 11 is formed on the surface of the adhesive layer 401. I try not to cause it.
  • FIG. 11C shows the state of attachment of the heater device 400 to the windshield 13. Similar to FIG. 9, the transparent substrate 10 at the position of the heating wire 11 does not protrude toward the surface side and is flat. As a result, in the heater device 400 of the present embodiment, distortion and flare can be suppressed in the captured image in the vicinity of the heating wire 11 as in the first embodiment, and a high-quality captured image can be obtained.
  • the thickness of the adhesive layer 401 is sufficiently thick. Similar to the first embodiment, when the heater device 400 is attached to the glass surface by the adhesive layer 401, the adhesive corresponding to the convex portion is dispersed in the adhesive layer 401 and pressed to the surface of the transparent substrate 10. Does not reach, and the transparent substrate 10 does not protrude toward the surface side and is kept flat.
  • the transparent substrate 10 is an anti-fog sheet having an anti-fog function.
  • a hydrophilic film such as a water-absorbent organic polymer is formed on the surface of the transparent substrate 10 opposite to the surface on which the heating wire 11 is formed.
  • a frost film may be formed. Then, if the heating wire 11 is energized so as to assist the antifogging function of the transparent substrate 10, the power consumption of the heating wire 11 can be effectively reduced.
  • the heater devices 200 and 400 of the present disclosure are used as a device for suppressing frost and fogging of the windshield 13 of the vehicle has been described, but the heater device of the present invention is not limited to this.
  • the heater device 200 of the present disclosure may be attached to, for example, a transparent plastic surface instead of the glass surface.
  • the present invention is widely applicable as the heater device in an image pickup device that receives an image pickup light transmitted through a heater device attached to one surface of a transparent member to obtain an image.

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Abstract

ヒーター装置（２００）は、透明基板（１０）と、透明基板（１０）の第１の面側に配設された電熱線（１１）と、透明基板（１０）の第１の面側に、電熱線（１１）を被覆するように形成された透明な接着層（２０１）と、を有する。接着層（２０１）の厚さ及び粘度は、ヒーター装置（２００）が接着層（２０１）によってフロントガラス（１３）に貼着されたときに、電熱線（１１）近傍の透明基板（１０）に電熱線（１１）の高さ（ｈ）に起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定されている。

Description

ヒーター装置、車両用撮像装置、及びヒーター装置の製造方法
　本開示は、ヒーター装置、車両用撮像装置、及びヒーター装置の製造方法に関する。
　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ヒーター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。
　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。
特開２０１７－１４７０３１号公報
　ところで、上述したように、フロントガラスに直接貼着さ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用いられた場合、撮像装置は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こととなる。ここで、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、ヒーター装置による悪影響が極力排除された、可能な限り高品質な画像である必要がある。
　本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、高品質の撮像画像を得ることができるヒーター装置、車両用撮像装置、及びヒーター装置の製造方法を提供する。
　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
　前記透明基板の第１の面側に配設された電熱線と、
　前記透明基板の前記第１の面側に、前記電熱線を被覆するように形成された透明な接着層と、
　を備え、
　前記接着層の厚さ及び弾性率は、前記ヒーター装置が前記接着層によって前記透明部材の一面に貼着されたときに、前記電熱線近傍の前記透明基板に前記電熱線の高さに起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定されている。
　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。
　本開示のヒーター装置の製造方法の一つの態様は、
　透明部材の一面に貼着されるシート状のヒーター装置の製造方法であって、
　透明基板の第１の面側に電熱線を形成する工程と
　前記透明基板の前記第１の面側に、前記電熱線を被覆するように透明な接着層を形成する工程と、
　前記電熱線及び前記接着層が形成された前記透明基板を、前記接着層によって前記透明部材の一面に貼着する工程と、
　を含み、
　前記接着層の厚さ及び弾性率は、前記電熱線及び前記接着層が形成された前記透明基板を前記接着層によって前記透明部材の一面に貼着したときに、前記電熱線近傍の前記透明基板に前記電熱線の高さに起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定されている。
　本発明によれば、ヒーター装置を透明部材の一面に貼着したときに、電熱線近傍の透明基板に電熱線の高さに起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下とされるので、電熱線の近傍の撮像画像にレンズ効果に起因するフレアや歪みが生じることを抑制でき、その結果、高品質の撮像画像を得ることができる。
電熱線に対応する部分の透明基板が突き出る様子を示した断面図であり、図１Ａは透明基板上に配置された電熱線の様子を示す図、図１Ｂは接着層の表面に電熱線のパターンに応じた凹凸面が現れる様子を示す図、図１Ｃはヒーター装置をフロントガラスに貼着したときに電熱線の位置の透明基板が表面側に突き出る様子を示す図、図１Ｄは透明基板１０の突出部分での光の出射の様子を示す略線的光路図 実験の概略図 くさび角の説明に供する、ヒーター装置の凸部付近の拡大図 凸部のくさび角と、ポインター長及びフレア長との関係を示す図 接着層の厚みとフレア長との関係を示す図 接着層の厚みとくさび角との関係を示す図 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 ヒーター装置の電熱線の配線パターンを示す平面図 実施の形態１に係るヒーター装置の構成及び製造工程を示す断面図であり、図９Ａは透明基板上に配置された電熱線の様子を示す図、図９Ｂは接着層の表面に電熱線のパターンに応じた凸部が現れる様子を示す図、図９Ｃは実施の形態のヒーター装置をフロントガラスに貼着したときの様子を示す図 図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ及び図１０Ｄは、それぞれ、接着層厚さが５０μｍ、１００μｍ、２５０μｍ、３５０μｍとしたときの撮像画像を示す図 実施の形態２に係るヒーター装置の構成及び製造工程を示す断面図であり、図１１Ａは透明基板上に配置された電熱線の様子を示す図、図１１Ｂは接着層の表面に電熱線のパターンに応じた凸部が現れる様子を示す図、図１１Ｃは実施の形態のヒーター装置をフロントガラスに貼着したときの様子を示す図
　＜１＞本発明に至った経緯
　実施の形態を説明する前に、本発明に至った経緯について説明する。
　本発明の発明者らは、電熱線を有するシート状のヒーター装置を車両のフロントガラスに貼着し、そのヒーター装置越しにカメラにて撮像を行うと電熱線の近傍の撮像画像に歪みやフレア現象（点光源の形が点ではなく縦方向に伸びた状態に見える現象）が生じることに気がついた。
　発明者らは、この歪みやフレア現象の原因について検討した結果、先ず、電熱線が形成されている透明基板が電熱線のパターンに沿った凹凸形状となっていることを突き止めた。
　次に、何故そのような凹凸形状が生じるのかを検討した結果、前記凹凸形状が生じるのは、ヒーター装置をフロントガラスに貼着するために電熱線を被覆するように透明基板に貼着されたシート状の接着層（粘着層と言ってもよい）がフロントガラスに圧着（貼着）されると、その圧着力により電熱線に対応する部分の透明基板が突き出るためであることを突き止めた。
　この様子を、図１に示す。図１Ａに示したように、透明基板１０上に電熱線１１が配置され、その電熱線１１を被覆するように透明基板１０の第１の面に透明な接着層１２が付着される。この接着層は例えば両面テープである。すると、図１Ｂに示したように、接着層１２の表面には電熱線１１のパターンに応じた凸部１２ａが生じる。次に、凸部１２ａを含む面をフロントガラス１３のガラス面に対向させて、透明基板１０の表面側を押圧することで、透明基板１０、電熱線１１及び接着層１２からなるヒーター装置１００がフロントガラス１３に貼着される。
　図１Ｃは、ヒーター装置１００のフロントガラス１３への貼着状態を示す。図１Ｃから明らかなように、電熱線１１の位置に対応する透明基板１０が表面側に突き出ることにより凸部１０ａが形成される。凸部１０ａは、接着層１２の凸部１２ａがガラス面によって押された結果、その反対側の透明基板１０が突き出ることにより生じる。つまり、接着層１２の凸部１２ａが透明基板１０に押圧により転写される。
　図１Ｄは、透明基板１０の凸部１０ａでの光の出射の様子を示す略線的光路図である。なお、図１Ｃ及び図１Ｄで示された光路は、図を簡単化するために、透明基板１０からの出射方向の変化のみに着目したものであり、他の部分での光の屈折の様子は省略してある。図１Ｄから明らかなように、電熱線１１の位置の透明基板１０が表面側に突き出ると、フロントガラス１３から入射した光は、透明基板１０から出射する際に、電熱線１１の近傍においてレンズ効果により異なる方向に出射するようになる。この結果、電熱線１１の近傍の撮像画像に歪みやフレアが生じてしまう。
　さらに、発明者らは、透明基板１０に生じた凸部１０ａによる撮像画像への影響を調べるための実験を行った。
　図２は、実験の概略を示す。フロントガラスを模擬したガラス台２０の表面にヒーター装置１００のサンプルを貼着した。サンプルであるヒーター装置１００が貼着されるガラス台２０の傾斜面の傾斜角は、フロントガラスの傾斜を模擬して３０度とした。図３は、ヒーター装置１００の凸部１０ａ（図１の凸部１０ａに相当する）付近の拡大図である。凸部１０ａは、ほぼ台形形状であり、平坦面からくさび角θで盛り上がっている。
　レーザーポインター２１からサンプルのヒーター装置１００に向けてレーザー光を照射し、スクリーン２２に映った透過光を観察した。観察したのは、レーザーポインター２１のレーザー光の長さ（以下これを「ポインター長」と呼ぶ）と、その周辺に現れたフレアの長さである。
　図４－図６は、複数のヒーター装置１００に対する実験を行って得た実験結果を示す。図４は、凸部１０ａのくさび角θと、ポインター長及びフレア長との関係を示す。図５は、ヒーター装置１００の接着層１２の厚みとフレア長との関係を示す。図６は、ヒーター装置１００の接着層１２の厚みとくさび角θとの関係を示す。
　ここで、凸部１０ａは必ずしも図３に示したような台形形状となるわけではなく、実際には図１Ｃ、図１Ｄに示したような曲線を含む形状となる。つまり、図３は、説明を分かり易くするためにモデル化した図である。本明細書のくさび角θとは、本質的には、凸部１０ａの開始点（つまり盛り上がり開始点）と、凸部１０ａの頂点（つまり最も盛り上がっている点）とを直線で結び、この直線と透明基板１０の平坦面とのなす角度のことである。
　ここで、フレアが発生すると、目障りであり、撮像画質の低下にも繋がるので、当然、フレアは発生しないことが好ましく、発生したとしてもフレア長は短い方が好ましい。フレアの発生原因は、凸部１０ａが生じたことによる屈折の影響であると考えられる。つまり、光線が凹凸部によるくさびプリズム効果により屈折することで、光点が線状に伸びてフレアが発生する。
　図４から分かるように、くさび角θが０．１°以下ではフレア長は短いが、くさび角θが０．１°を超えるとフレア長は急激に長くなる。
　また、図５から分かるように、接着層１２の厚みが１００μｍより大きければフレア長は短いが、接着層１２の厚みが１００μｍ以下ではフレア長は急激に長くなる。
　さらに、図６から分かるように、接着層１２の厚みが厚くなるほど、くさび角θは小さくなる。
　これらの実験結果から、凸部１０ａのくさび角θを０．１°以下とすればフレア長を抑制できる。くさび角θを０．１°以下とするためには、接着層１２の厚みを２５０μｍ以上とすればよい（図６参照）。因みに、図５によれば、接着層１２の厚みが１００μｍ以上であればフレア長を抑制できることが分かる。つまり、接着層の厚みを１００μｍ以上とすればフレア長を抑制でき、接着層の厚みを２５０μｍ以上とすればより確実にフレア長を抑制できる。ただし、凸部１０ａの形状、ひいてはくさび角θの大きさは、単に接着層１２の厚みだけでなく接着層１２の弾性率にも影響を受ける。よって、接着層１２の厚さ及び弾性率を、凸部１０ａのくさび角が０．１°以下となる値に選定すればよい。
　本発明の発明者らは、上述したような考察の下、本発明に至った。
　本発明の特徴は、接着層１２の厚さ及び又は弾性率を、ヒーター装置１００がガラス面に貼着されたときに、電熱線１１近傍の透明基板１０に電熱線１１の高さに起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定することである。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、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。
　＜２＞実施の形態１
　図７は、本実施形態に係るヒーター装置２００の取り付け状態の一例を示す略線的断面図である。図７は、車両のフロントガラス１３の上部領域を表している。なお、フロントガラス１３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。
　ヒーター装置２００はシート状である。より具体的には、ヒーター装置２００は、電熱線を有する面状発熱体であって、フロントガラス１３の車内側に貼着され、フロントガラス１３や周辺の雰囲気を暖めることによってフロントガラス１３の霜取りや曇り止めを行う。
　ヒーター装置２００に対応する車内位置には撮像ユニット３００が取り付けられる。撮像ユニット３００は、撮像部３０１と、撮像部３０１で撮像した画像の画像処理を行う画像処理部３０２と、を有する。撮像ユニット３００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。
　撮像部３０１の撮像方向には、ヒーター装置２００が配設されており、撮像部３０１は、フロントガラス１３及びヒーター装置２００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。
　ヒーター装置２００と撮像ユニット３００とにより、本実施の形態の車両用撮像装置が構成される。
　図８は、ヒーター装置２００の電熱線の配線パターンを示す平面図である。ヒーター装置２００は、透明基板１０上に電熱線１１が配設されている。電熱線１１は電源供給端子Ｔ１に接続されている。また、電熱線１１は、ＰＴＣサーミスタＳ１に接続されている。ＰＴＣサーミスタＳ１は、電熱線１１の過熱及び過電流を防止する。
　図１との対応部分に同一符号を付して示す図９は、本実施の形態に係るヒーター装置２００の構成及び製造工程を示す図である。
　先ず、図９Ａに示したように、透明基板１０上に電熱線１１が配置され、その電熱線１１を被覆するように透明基板１０の第１の面に透明な接着層２０１が付着される。透明基板１０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１０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。
　本実施の形態の場合、接着層２０１はアクリル系粘着剤を主成分とする両面テープである。換言すれば、接着層２０１は、厚さが均一なシート状の透明な接着層である。接着層２０１は、図１の接着層１２とは厚さが異なる。例えば図１の接着層１２の厚さが５０μｍなのに対して、本実施の形態の接着層２０１の厚さは３５０μｍである。
　接着層２０１が付着されると、図９Ｂに示したように、接着層２０１の表面は電熱線１１のパターンに応じた凹凸面２０１ａとなる。次に、凹凸面２０１ａをフロントガラス１３のガラス面に対向させて、透明基板１０の表面側を押圧することで、透明基板１０、電熱線１１及び接着層２０１からなるヒーター装置２００がフロントガラス１３に貼着される。
　図９Ｃは、ヒーター装置２００のフロントガラス１３への貼着状態を示す。図１Ｃと比較すれば明らかなように、電熱線１１の位置の透明基板１０が表面側に突き出ていない。これは、接着層２０１の凸部２０１ａがガラス面によって押されても、接着層２０１が十分に厚いので、凸部２０１ａに対応する接着剤が接着層２０１内で分散し透明基板１０の表面まで押圧力が到達しないためである。
　この結果、本実施の形態のヒーター装置２００においては、透明基板１０に電熱線１１の高さｈに起因する凸部が生じないので、透明基板１０からの光の出射角が一様となり、電熱線１１の近傍の撮像画像における歪みやフレアを抑制できる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、接着層２０１の厚さを、ヒーター装置２００が接着層２０１によってガラス面に貼着されたときに、電熱線１１近傍の透明基板１０に電熱線１１の高さｈに起因する凸部が生じないように十分に厚くしたことにより、電熱線１１の近傍の撮像画像にレンズ効果に起因する歪みやフレアが抑制され、高品質の撮像画像を得ることができるヒーター装置２００を実現できる。
　なお、実際上、透明基板１０に電熱線１１の高さｈに起因する凸部が生じるか否かは、（ｉ）接着層２０１の厚さ、（ｉｉ）接着層２０１の弾性率、（ｉｉｉ）電熱線１１の高さｈ、及び、（ｉｖ）透明基板１０の可撓性、に依存する。具体的には、上記凸部は、接着層２０１の厚さが薄いほど、接着層２０１の弾性率が高いほど、電熱線１１の高さｈが高いほど、透明基板１０の可撓性が大きいほど、生じやすい。
　ここで、上記凸部を小さくするために、電熱線１１の高さを低くすること、及び、透明基板１０の可撓性を小さくすること、は現実的でない。何故なら、電熱線１１の高さを低くしてしまうと電熱線１１の抵抗値が大きくなってしまい所望のヒーター制御が困難になるおそれがあるからである。また、透明基板１０の可撓性を小さくすると、透明基板１０がガラス面の形状に追従できなくなるおそれがあり、ひいてはヒーター装置２００がガラス面から剥がれやすくなるといった別の問題を引き起こすおそれがあるからである。
　よって、接着層２０１の厚さ及び又は弾性率を、ヒーター装置２００が接着層２０１によってガラス面に貼着されたときに、電熱線１１近傍の透明基板１０に電熱線１１の高さｈに起因する凸部が生じない値に設定することが好ましい。さらに言えば、上述の実施の形態では、凸部が生じないようにしたが、これに限らず、ヒーター装置２００の接着層２０１の厚さ及び弾性率を、ヒーター装置２００がフロントガラス１３に貼着されたときに、電熱線１１の高さに起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定すればよい。実施の形態の例は、くさび角が０°の例と言うことができる。
　図１０は、実験結果を示す。図１０の実験結果は、図７に示したように、ヒーター装置２００を車両のフロントガラス１３に貼着し、撮像ユニット３００による撮像を行うことにより得られたものである。実験では、接着層２０１の厚さを変化させた。また実験では、接着層２０１の弾性率を一定とした。また電熱線１１の高さｈを１８μｍとした。因みに、電熱線１１の高さｈは一般に８～３６μｍである。またフロントガラス１３への光の入射角は３０°とした。
　図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ及び図１０Ｄは、それぞれ、接着層２０１の厚さを５０μｍ、１００μｍ、２５０μｍ、３５０μｍとしたときの撮像画像を示す図である。接着層２０１の厚さを厚くするほど、電熱線１１の近傍の歪みが小さくなっていることが分かる。特に、図１０から分かるように、接着層２０１の厚さが３５０μｍの場合には、電熱線１１の影は見えるが、歪みはほとんど生じていない。よって、この実験によれば、接着層２０１の厚さを３５０μｍ以上にすればよいことが分かった。したがって、本実施の形態のヒーター装置２００では、接着層２０１の厚さが３５０μｍとされている。ただし、接着層２０１の厚さの好適値は、上述したように、接着層２０１の弾性率、電熱線１１の高さｈ、透明基板１０の可撓性によって変わるので、それらに応じて適宜選定するとよい。
　まとめると、接着層２０１の厚さ及び又は弾性率を、透明基板１０の第１の面からの電熱線１１の高さに基づいて、ヒーター装置２００が接着層２０１によってガラス面に貼着されたときに、電熱線１１近傍の透明基板１０に電熱線１１の高さｈに起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定することが好ましい。
　＜３＞実施の形態２
　実施の形態１では、接着層２０１が、厚さが均一なシート状の接着剤（つまり両面テープ）により形成する場合について述べた。本実施の形態では、接着層３０１を塗工又は堆積により形成する場合について述べる。
　図９との対応部分に同一符号を付して示す図１１は、本実施の形態に係るヒーター装置３００の構成及び製造工程を示す図である。
　先ず、図１１Ａに示したように、透明基板１０上に電熱線１１が配置され、図１１Ｂに示したように、その電熱線１１を被覆するように透明基板１０の第１の面に透明な接着層４０１を形成する。
　本実施の形態の場合、接着層４０１は、塗工又は堆積により形成される。例えば枠４０２内に接着剤を流し込むことで接着層４０１を堆積により形成してもよいし、ローラー（図示せず）等を用いて接着層４０１を塗工により形成してもよい。
　ここで、接着層４０１の厚さが薄いと、接着層４０１の表面には電熱線１１のパターンに応じた凸部が生じやすい。因みに、接着層４０１の弾性率を極端に低くすれば、上記凸部は生じないが、実際には、弾性率を極端に低くすることは現実的ではない。
　本実施の形態ではこれを考慮して、接着層４０１の厚さを十分に厚くすることで、図１１Ｂに示したように、接着層４０１の表面に電熱線１１のパターンに応じた凸部が生じないようにしている。
　図１１Ｃは、ヒーター装置４００のフロントガラス１３への貼着状態を示す。図９と同様に、電熱線１１の位置の透明基板１０が表面側に突き出ておらずフラットである。この結果、本実施の形態のヒーター装置４００においては、実施の形態１と同様に、電熱線１１の近傍での撮像画像に歪みやフレアを抑制でき、高品質の撮像画像を得ることができる。
　因みに、図１１Ｂに示した状態において、たとえ接着層４０１の表面に電熱線１１のパターンに応じた凸部が生じた場合でも、接着層４０１の厚さが十分に厚くしているので、実施の形態１と同様に、ヒーター装置４００が接着層４０１によってガラス面に貼着されたときに、上記凸部の部分に対応する接着剤が接着層４０１内で分散し透明基板１０の表面まで押圧力が到達せず、透明基板１０が表面側に突き出ずフラットに保たれる。
　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。
　例えば、上述の実施の形態では、透明基板１０としてＰＥＴフィルムを用いた場合について述べたが、これに限らず、他の透明基板を用いた場合にも適用できる。本発明は透明基板として高い可撓性を有する基板を用いた場合に有効である。
　また、透明基板１０が、防曇機能を有する防曇シートであることが好ましい。透明基板１０を防曇機能を有する防曇シートとするためには、例えば、透明基板１０における電熱線１１が形成される面とは反対側の面に吸水性有機ポリマーなどの親水性膜（防曇膜）を形成すればよい。そして、透明基板１０の防曇機能を補助するように電熱線１１への通電を行うようにすれば、電熱線１１での消費電力を有効に低減できるようになる。
　上述の実施の形態では、本開示のヒーター装置２００、４００を車両のフロントガラス１３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２００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。
　２０１９年８月２日出願の特願２０１９－１４２９８６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。
　１０　透明基板
　１０ａ、１２ａ、２０１ａ　凸部
　１１　電熱線
　１２、２０１、４０１　接着層
　１３　フロントガラス
　１００、２００、４００　ヒーター装置
　３００　撮像ユニット
　３０１　撮像部
　３０２　画像処理部

Claims (8)

  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
    　前記透明基板の第１の面側に配設された電熱線と、
    　前記透明基板の前記第１の面側に、前記電熱線を被覆するように形成された透明な接着層と、
    　を備え、
    　前記接着層の厚さ及び弾性率は、前記ヒーター装置が前記接着層によって前記透明部材の一面に貼着されたときに、前記電熱線近傍の前記透明基板に前記電熱線の高さに起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定されている、
    　ヒーター装置。
  2. 　前記接着層は、厚さが均一なシート状の接着層であり、
    　当該シート状の接着層の厚さ及び又は弾性率が前記値に選定されている、
    　請求項１に記載のヒーター装置。
  3. 　前記接着層の厚さ及び又は弾性率は、前記透明基板の前記第１の面からの前記電熱線の高さに基づいて選定されている、
    　請求項１に記載のヒーター装置。
  4. 　前記透明基板は、防曇シートである、
    　請求項１に記載のヒーター装置。
  5. 　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。
  6. 　透明部材の一面に貼着されるシート状のヒーター装置の製造方法であって、
    　透明基板の第１の面側に電熱線を形成する工程と
    　前記透明基板の前記第１の面側に、前記電熱線を被覆するように透明な接着層を形成する工程と、
    　前記電熱線及び前記接着層が形成された前記透明基板を、前記接着層によって前記透明部材の一面に貼着する工程と、
    　を含み、
    　前記接着層の厚さ及び弾性率は、前記電熱線及び前記接着層が形成された前記透明基板を前記接着層によって前記透明部材の一面に貼着したときに、前記電熱線近傍の前記透明基板に前記電熱線の高さに起因して生じる凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定されている、
    　ヒーター装置の製造方法。
  7. 　前記接着層は、厚さが均一なシート状の接着剤を前記透明基板の前記第１の面側に貼着することで形成され、当該シート状の接着剤は、前記透明基板に貼着されたときには、表面に前記電熱線のパターンに応じた凸部が生じており、
    　前記シート状の接着剤の厚さ及び弾性率が、前記電熱線及び前記接着層が形成された前記透明基板を前記接着層によって前記透明部材の一面に貼着したときに、前記透明基板に転写される前記凸部のくさび角が０．１°以下となる値に選定されている、
    　請求項６に記載のヒーター装置の製造方法。
  8. 　前記透明基板の前記第１の面とは反対側の面に防曇膜を形成する工程を、さらに含む、
    　請求項６に記載のヒーター装置の製造方法。
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