JP7293969B2

JP7293969B2 - ヒータ装置

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Publication number: JP7293969B2
Application number: JP2019147841A
Authority: JP
Inventors: 拓巳岡本; 太郎小倉; 雅志渡邉; 浩太郎福田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2039-08-09
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Description

本発明は、ヒータ装置に関するものである。

従来、車両の窓ガラスに配置された光透過センサアレイと、この光透過センサアレイ上に配置された平面状の過熱可能膜を備えた装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置は、過熱可能膜によって光透過センサアレイを加熱することにより光透過センサアレイへの結露等を防止している。

特表２０１２－５３０６４６号公報

上記特許文献１に記載されたような平面状の過熱可能膜は、窓ガラスが冷却されると、過熱可能膜の両平面と、側面の３方向から熱が奪われる。この際、過熱可能膜の両平面については、それぞれ全面にわたって一様に熱が奪われるが、過熱可能膜の周縁部においては過熱可能膜の周縁部から熱が奪われる。このため、例えば、発熱量が低下した際に、過熱可能膜の周縁部から曇りが発生してしまうといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、より曇りの発生を抑制できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、光を感知するセンサ部（４１）と隣接して配置され光透過性を有する検知面（４３）を有する光学窓（４１）に適用され、検知面を加熱する加熱部（３５）を有する光透過性フィルムヒータ（３０）と、所定領域を発熱させる発熱部（３８、Ｅ２、Ｅ３）と、を備えている。また、光透過性フィルムヒータは、加熱部において検知面の中心線（ＣＬ）を中心とする径方向外側に配置された第１電極（３１）と、加熱部において第１電極とともに検知面を両側から挟むように配置された第２電極（３２）と、加熱部を介した第１電極から第２電極への通電により発生する第１電極と第２電極との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域（Ｅ１）と、を有し、発熱部は、加熱部において第１発熱領域に対し検知面の中心線を中心とする径方向外側にあって発熱し、前記加熱部は、発熱部の発熱により、第１発熱領域に対し検知面の中心線を中心とする径方向外側に、前記第１発熱領域の温度よりも高くなる部分がある。

このような構成によれば、加熱部は、第１電極と第２電極との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域（Ｅ１）を有し、発熱部は、第１発熱領域に対し検知面の中心線を中心とする径方向外側に位置する外側領域の温度が第１発熱領域よりも高くなる温度分布となるように所定領域を発熱させる。したがって、加熱部の周縁部からの曇りの発生が抑制され、より曇りの発生を抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る光学装置の構成を示した図である。第１実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第２実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第２実施形態に係る光学装置の発熱領域を示した図である。第３実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第４実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第５実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第６実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第７実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第８実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第９実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。第１０実施形態に係る光学装置の光透過性フィルムヒータの構成を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る光学装置について図１～図２を用いて説明する。図１に示すように、光学装置１は、カメラ４０、光透過性フィルムヒータ３０および制御部５０を備えている。本実施形態の光学装置１は、カメラ４０により画像を撮影する。

カメラ４０は、光学窓４２およびセンサ部４１を備えている。面状の光学窓４２には、光透過性を有する検知面４３が設けられている。検知面４３の中心線ＣＬは、面状の光学窓４２に対して垂直となっている。

センサ部４１は、検知面４３を通過した光を感知する。センサ部４１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサにより構成されている。カメラ４０は、センサ部４１により撮影された画像を制御部５０に送出する。

光透過性フィルムヒータ３０は、第１電極３１、第２電極３２、加熱部３５および熱線ヒータ３８を有している。第１電極３１および第２電極３２は、導電性を有する金属によって構成されている。第１電極３１および第２電極３２は、それぞれ直線形状を成している。第１電極３１および第２電極３２は、加熱部３５の一面に印刷等によって形成されている。第１電極３１および第２電極３２は、検知面４３を避けるように配置されている。具体的には、第１電極３１および第２電極３２は、検知面４３の中心線ＣＬを中心とする径方向外側から検知面４３を挟むように配置されている。第１電極３１および第２電極３２は、それぞれ制御部５０に接続されている。

加熱部３５は、光学窓４２のセンサ部４１と対向する面と反対面と隣接して配置されている。すなわち、加熱部３５は、検知面４３を有する光学窓４２と隣接して配置され光学窓４２を加熱する。

加熱部３５は、例えば、透明導電膜フィルムによって構成することができる。第１電極３１および第２電極３２を介して透明導電膜フィルムに通電することによって透明導電膜フィルムが発熱する。加熱部３５の厚さは、均一となっている。また、加熱部３５は、均質とされている。

熱線ヒータ３８は、検知面４３の径方向外側の外側領域に配置されている。熱線ヒータ３８は、加熱部３５の周縁部に沿うように形成されている。熱線ヒータ３８は、線状を成している。熱線ヒータ３８は、該熱線ヒータ３８に電流が流れたときに生じるジュール熱によって発熱する。

光透過性フィルムヒータ３０は、加熱部３５の周縁部に沿うように熱線ヒータ３８が形成され、加熱部３５における検知面４３の径方向外側の外側領域の温度が、加熱部３５における外側領域より検知面４３の中心側の領域よりも高くなる温度分布を有している。

また、本実施形態の光学装置１は、光透過性を有する検知面４３を通過した光を感知するセンサ部４１を備えている。また、検知面４３を有する光学窓４２と隣接して配置され光学窓４２を加熱する加熱部３５を有する光透過性フィルムヒータ３０と、所定領域を発熱させる発熱部としての熱線ヒータ３８を備えている。

また、光透過性フィルムヒータ３０は、加熱部３５において検知面４３の中心線を中心とする径方向外側に配置された第１電極３１と、加熱部３５において第１電極３１とともに検知面４３を両側から挟むように配置された第２電極３２と、を有している。また、加熱部３５は、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域Ｅ１を有している。そして、発熱部としての熱線ヒータ３８は、第１発熱領域Ｅ１よりも検知面４３の中心線ＣＬを中心とする径方向外側に位置する外側領域を発熱させる。

制御部５０は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を行う。

制御部５０の処理としては、例えば、カメラ４０から入力される画像に基づいて検知面４３に曇りが生じたことを判定すると、光透過性フィルムヒータ３０の第１電極３１と第２電極３２との間に所定電圧を印加し、熱線ヒータ３８への通電を開始する処理がある。

制御部５０によって光透過性フィルムヒータ３０の第１電極３１と第２電極３２との間に所定電圧が印加されると加熱部３５が発熱する。さらに、制御部５０によって熱線ヒータ３８への通電が開始されると熱線ヒータ３８が発熱する。熱線ヒータ３８は、検知面４３の中心線を中心とする径方向外側の前記外側領域を加熱する。

熱線ヒータ３８は、加熱部３５の周縁部に沿うように形成されており、加熱部３５における検知面４３の径方向外側の外側領域の温度が、加熱部３５における外側領域より検知面４３の中心側の領域よりも高くなる温度分布を有している。これにより、加熱部３５の周縁部からの曇りの発生が抑制される。

以上、説明したように、本実施形態の光学装置は、光透過性を有する検知面４３を通過した光を感知するセンサ部４１と、を備えている。また、検知面を有する光学窓４２と隣接して配置され光学窓を加熱する加熱部３５を有する光透過性フィルムヒータ３０を備えている。そして、光透過性フィルムヒータ３０は、加熱部３５における検知面４３の中心線ＣＬを中心とする径方向外側に位置する外側領域の温度が、加熱部３５における外側領域より検知面の中心側に位置する領域よりも高くなる温度分布を有している。

上記した構成によれば、光透過性フィルムヒータ３０は、加熱部３５における検知面４３の中心線ＣＬを中心とする径方向外側に位置する外側領域の温度が、加熱部３５における外側領域より検知面４３の中心側に位置する領域よりも高くなる温度分布を有している。したがって、加熱部３５の周縁部からの曇りの発生が抑制され、より曇りの発生を抑制することができる。

また、光透過性フィルムヒータ３０は、検知面４３の中心線を中心とする径方向外側の外側領域を加熱する熱線ヒータ３８を備えている。

このように、光透過性フィルムヒータ３０は、検知面４３の中心線ＣＬを中心とする径方向外側の外側領域を加熱する熱線ヒータ３８を備えることができる。

また、本実施形態の光学装置１は、光透過性を有する光学窓４２と隣接して配置され光学窓４２を加熱する加熱部３５を有する光透過性フィルムヒータ３０と、所定領域を発熱させる発熱部として熱線ヒータ３８を備えている。

また、光透過性フィルムヒータ３０は、加熱部３５において光学窓４２の所定領域の中心線を中心とする径方向外側に配置された第１電極３１を有している。また、加熱部３５において第１電極３１とともに光学窓４２の所定領域を両側から挟むように配置された第２電極３２と、を有している。また、加熱部３５は、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域Ｅ１を有している。そして、熱線ヒータ３８は、第１発熱領域Ｅ１よりも光学窓４２の所定領域の中心線を中心とする径方向外側に位置する外側領域を発熱させる。なお、光学窓４２の所定領域の中心線は、検知面４３の中心線ＣＬと一致している。

このような構成によれば、加熱部３５は、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域Ｅ１を有している。そして、発熱部としての熱線ヒータ３８は、第１発熱領域Ｅ１よりも光学窓４２の所定領域の中心線ＣＬを中心とする径方向外側に位置する外側領域を発熱させるので、加熱部３５の周縁部からの曇りの発生が抑制され、より曇りの発生を抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る光学装置１について図３～図４を用いて説明する。本実施形態の光学装置１は、第１電極３１～第４電極３４と、加熱部３５を備えている。

第１電極３１は、加熱部３５における検知面４３の中心線ＣＬを中心とする径方向外側に配置されている。第２電極３２は、加熱部３５において第１電極３１とともに検知面４３を両側から挟むように配置されている。

また、第３電極３３は、加熱部３５において第１電極３１側より検知面４３の径方向外側に配置されている。第４電極３４は、加熱部３５において第２電極３２側より検知面４３の径方向外側に配置されている。第１電極３１～第４電極３４は、それぞれ直線形状を成している。また、第１電極３１～第４電極３４は、互いに平行となっている。

また、第１電極３１と第３電極３３との間の間隔は、第２電極３２と第４電極３４との間の間隔と同じになっている。また、第１電極３１と第３電極３３との間の間隔と、第２電極３２と第４電極３４との間の間隔は、それぞれ第１電極３１と第２電極３２との間の間隔よりも短くなっている。

本実施形態では、第１電極３１の電位が０ボルト、第２電極３２の電位が１２ボルト、第３電極３３の電位が１２ボルト、第４電極３４の電位が０ボルトに制御される。

加熱部３５は、図４に示すように、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域Ｅ１を有している。また、加熱部３５は、第１電極３１と第３電極３３との間の電位差に応じて発熱する第２発熱領域Ｅ２を有している。また、加熱部３５は、第２電極３２と第４電極３４との間の電位差に応じて発熱する第３発熱領域Ｅ３と、を有している。そして、第２発熱領域Ｅ２および第３発熱領域Ｅ３の発熱温度は、第１発熱領域Ｅ１の発熱温度よりも高くなっている。

このように、光透過性フィルムヒータ３０は、加熱部３５における検知面４３の径方向外側の外側領域の温度が、加熱部３５における外側領域より検知面４３の中心側の領域よりも高くなる温度分布を有している。したがって、加熱部の周縁部からの曇りの発生が抑制され、より曇りの発生を抑制することができる。

また、本実施形態の光透過性フィルムヒータは、加熱部３５において検知面４３の中心線を中心とする径方向外側に配置された第１電極３１を有している。また、加熱部３５において第１電極３１とともに検知面４３を両側から挟むように配置された第２電極３２を有している。また、加熱部３５において第１電極３１側より検知面４３の径方向外側に配置された第３電極３３を有している。また、加熱部３５において第２電極３２側より検知面４３の径方向外側に配置された第４電極３４を有している。

また、加熱部３５は、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域Ｅ１を有している。また、第１電極３１と第３電極３３との間の電位差に応じて発熱する第２発熱領域Ｅ２を有している。また、第２電極３２と第４電極３４との間の電位差に応じて発熱する第３発熱領域Ｅ３を有している。そして、発熱部は、第２発熱領域Ｅ２および第３発熱領域Ｅ３を外側領域として発熱させる。

このような構成によれば、発熱部は、第２発熱領域Ｅ２および第３発熱領域Ｅ３を外側領域として発熱させるので、加熱部３５の周縁部からの曇りの発生が抑制され、より曇りの発生を抑制することができる。

本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る光学装置１について図５を用いて説明する。上記第２実施形態の光学装置１は、第１電極３１～第４電極３４が同一平面上に配置されている。これに対し、本実施形態の光学装置１は、第１電極３１と第３電極３３が、加熱部３５における厚さ方向の異なる位置に配置され、さらに、第２電極３２と第４電極３４が、加熱部３５における厚さ方向の異なる位置に配置されている。

加熱部３５は、Ｘ軸とＹ軸によって規定されるＸ－Ｙ平面に沿って拡がる薄板状に形成されている。加熱部３５は、Ｘ－Ｙ平面と直交するＺ軸方向に厚さを有する。

加熱部３５の一面には保護層３６が配置され、加熱部３５の反対面には保護層３７が配置されている。

加熱部３５の保護層３７側の面には、第１電極３１および第２電極３２が配置されており、加熱部３５の保護層３６側の面には、第３電極３３および第４電極３４が配置されている。

すなわち、第１電極３１と第２電極３２は、加熱部３５における厚さ方向の同じ位置に配置されている。また、第１電極３１と第３電極３３は、加熱部３５における厚さ方向の異なる位置に配置され、第２電極３２と第４電極３４は、加熱部３５における厚さ方向の異なる位置に配置されている。

そして、第１電極３１と第３電極３３との間の電位差に応じて発熱する発熱領域と、第２電極３２と第４電極３４との間の電位差に応じて発熱する発熱領域は、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差に応じて発熱する発熱領域よりも発熱温度が高くなっている。

また、本実施形態の光透過性フィルムヒータは、加熱部３５において第１電極３１側より検知面４３の径方向外側に配置された第３電極３３を有している。また、加熱部３５において第２電極３２側より検知面４３の径方向外側に配置された第４電極３４を有している。

また、加熱部３５は、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域Ｅ１を有している。また、第１電極３１と第３電極３３との間の電位差に応じて発熱する第２発熱領域Ｅ２を有している。また、第２電極３２と第４電極３４との間の電位差に応じて発熱する第３発熱領域Ｅ３を有している。

また、第１電極３１と第２電極３２は、加熱部３５における厚さ方向の同じ位置に配置されている。また、第１電極３１と第３電極３３は、加熱部３５における厚さ方向の異なる位置に配置され、第２電極３２と第４電極３４は、加熱部３５における厚さ方向の異なる位置に配置されている。そして、発熱部は、第２発熱領域Ｅ２および第３発熱領域Ｅ３を外側領域として発熱させる。

また、本実施形態の光透過性フィルムヒータ３０は、第１電極３１と第３電極３３が、加熱部３５における厚さ方向の異なる位置に配置されるとともに、第２電極３２と第４電極３４が、加熱部３５における厚さ方向の異なる位置に配置されている。すなわち、各第１電極３１～第４電極を立体的に配置されている。したがって、加熱部３５の省スペース化が可能である。

（第４実施形態）
第４実施形態に係る光学装置１について図６を用いて説明する。本実施形態の光学装置１は、第１電極３１～第４電極３４と、Ｘ－Ｙ平面方向に拡がる加熱部３５を有する光透過性フィルムヒータ３０を備えている。

また、第３電極３３は、加熱部３５において第１電極３１側より検知面４３の径方向外側に配置されている。第４電極３４は、加熱部３５において第２電極３２側より検知面４３の径方向外側に配置されている。第１電極３１～第４電極３４は、それぞれＬ字形状を成している。

加熱部３５は、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差に応じて発熱する第１加熱部３５１を有している。また、加熱部３５は、第１電極３１と第３電極３３との間の電位差に応じて発熱する第２加熱部３５２を有している。また、加熱部３５は、第２電極３２と第４電極３４との間の電位差に応じて発熱する第３加熱部３５３と、を有している。第２加熱部３５２および第３加熱部３５３は、それぞれＬ字形状を成している。また、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３によりＵ字形状の加熱部が構成されている。そして、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３は、第１加熱部３５１を囲むように配置されている。なお、図６では、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３をハッチングで示してある。

また、第１加熱部３５１、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３は、同一材料で構成されている。

この構成によれば、光透過性フィルムヒータ３０は、加熱部３５における検知面４３の中心線ＣＬを中心とする径方向外側に位置する外側領域の温度が、加熱部３５における外側領域より検知面４３の中心側に位置する領域よりも高くなる温度分布を有している。したがって、加熱部３５の周縁部からの曇りの発生が抑制され、より曇りの発生を抑制することができる。

なお、第１電極３１と第３電極３３との間の間隔と、第２電極３２と第４電極３４との間の間隔は、それぞれ第１電極３１と第２電極３２との間の間隔よりも短くなっている。このため、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３の発熱量が大きくなりすぎてしまい故障等の原因となる可能性がある。

そこで、本光学装置１は、第１電極３１と第３電極３３からみた第２加熱部３５２の抵抗値および第２電極３２と第４電極３４からみた第３加熱部３５３の抵抗値が、第１電極３１と第２電極３２からみた第１加熱部３５１の抵抗値よりも小さくなっている。

具体的には、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３における厚さ方向の長さは、第１加熱部３５１における厚さ方向の長さよりも短くなっている。これにより、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３の抵抗値が、第１加熱部３５１の抵抗値よりも小さくなり第２加熱部３５２および第３加熱部３５３の発熱量が抑制される。

（第５実施形態）
第５実施形態に係る光学装置１について図７を用いて説明する。上記第４実施形態では、第１電極３１と第３電極３３からみた第２加熱部３５２の抵抗値および第２電極３２と第４電極３４からみた第３加熱部３５３の抵抗値が、第１電極３１と第２電極３２からみた第１加熱部３５１の抵抗値よりも大きくなるようにした。具体的には、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３における厚さ方向の長さが、第１加熱部３５１における厚さ方向の長さよりも短くなるようにした。

これに対し、本光学装置１は、第１電極３１と第３電極３３からみた第２加熱部３５２の抵抗値および第２電極３２と第４電極３４からみた第３加熱部３５３の抵抗値が、第１電極３１と第２電極３２からみた第１加熱部３５１の抵抗値よりも大きくなっている。具体的には、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３に、該第２加熱部３５２および第３加熱部３５３に流れる電流の電流経路長を長くするための切り欠き３５２１、３５３１が形成されている。

なお、図７では、第１電極３１～第４電極３４、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３をハッチングで示してある。また、第１加熱部３５１、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３は、同一材料で構成されている。

本実施形態の光学装置１は、同一材料で膜状の第１加熱部３５１、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３を形成する。その後、レーザ加工により第２加熱部３５２に切り欠き３５２１を形成するとともに、第３加熱部３５３に切り欠き３５３１を形成する。切り欠き３５２１および切り欠き３５３１は、それぞれＸ軸方向に延びるように形成されている。

切り欠き３５２１により第１電極３１と第３電極３３からみた第２加熱部３５２の抵抗値が大きくなり、切り欠き３５３１により第２電極３２と第４電極３４からみた第３加熱部３５３の抵抗値が大きくなる。

これにより、第１電極３１と第３電極３３からみた第２加熱部３５２の抵抗値および第２電極３２と第４電極３４からみた第３加熱部３５３の抵抗値が、第１電極３１と第２電極３２からみた第１加熱部３５１の抵抗値よりも大きくなる。そして、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３の発熱量が抑制される。

本実施形態では、切り欠き３５２１および切り欠き３５３１をＸ軸方向に延びるように形成したが、回廊構造のように複雑に屈折するように切り欠き３５２１および切り欠き３５３１を形成してもよい。

（第６実施形態）
第６実施形態に係る光学装置１について図８を用いて説明する。本実施形態の光学装置１は、第２電極３２の一部に、高抵抗の高抵抗発熱部３２３が形成されている。すなわち、第２電極３２は、低抵抗の低抵抗部３２１と高抵抗の高抵抗発熱部３２３と、を有している。低抵抗部３２１および高抵抗発熱部３２３は、それぞれ線状を成しており、同一の材料によって構成されている。高抵抗発熱部３２３の線幅は、低抵抗部３２１の線幅よりも短くなっており、高抵抗発熱部３２３の電流経路の断面積は、低抵抗部３２１の電流経路の断面積よりも小さくなっている。これにより、高抵抗発熱部３２３の抵抗値は、低抵抗部３２１の抵抗値よりも大きくなっている。

高抵抗発熱部３２３は、第１発熱領域Ｅ１よりも検知面４３の中心線ＣＬを中心とする径方向外側に位置する外側領域に配置され、この外側領域を発熱させる。すなわち、第２電極３２の一部である高抵抗発熱部３２３がヒータとして機能する。

制御部５０によって光透過性フィルムヒータ３０の第１電極３１と第２電極３２との間に所定電圧が印加され、第１電極３１および第２電極３２を介して制御部５０を構成している透明導電膜フィルムが通電されると、加熱部３５は発熱する。この際、高抵抗発熱部３２３に電流が流れ、高抵抗発熱部３２３も発熱する。なお、低抵抗部３２１は発熱しない。さらに、制御部５０によって熱線ヒータ３８への通電が開始されると熱線ヒータ３８も発熱する。

上記したように、本実施形態の光学装置は、第２電極３２の一部がヒータとして機能する。これにより、別部材を用いてヒータを構成する場合と比較して小型化が可能である。

なお、本実施形態では、第２電極３２の一部がヒータとして機能するよう構成したが、第１電極３１の一部がヒータとして機能するよう構成してもよい。また、第１電極３１および第２電極３２の少なくとも一部がヒータとして機能するよう構成してもよい。

（第７実施形態）
第７実施形態に係る光学装置１について図９を用いて説明する。本実施形態の光学装置１は、上記第６実施形態の光学装置１に対し、熱線ヒータ３８が第１電極３１と第２電極３２に接続されている点が異なる。また、第２電極３２のうちヒータとして機能する高抵抗発熱部３２３の部位が光透過性を有する光学窓４２の周囲の一部に配置されている点も異なる。

熱線ヒータ３８は、第１電極３１と第２電極３２の間に接続されている。すなわち、第１電極３１は、熱線ヒータ３８の一端に接続され、第２電極３２は、熱線ヒータ３８の他端に接続されている。

これによれば、第１電極３１と熱線ヒータ３８に電圧を供給するための接続部を共通化できるとともに、第２電極３２と熱線ヒータ３８に電圧を供給するための接続部を共通化できるので、光学装置を小型化することができる。

また、発熱部としての熱線ヒータ３８が光透過性を有する光学窓４２の周囲の一部を除いて検知面４３の周囲を囲むように配置されている。また、第２電極３２のうち、ヒータとして機能する高抵抗発熱部３２３の部位が光透過性を有する光学窓４２の周囲の一部に配置されている。

これによれば、第２電極３２のうち、ヒータとして機能する高抵抗発熱部３２３の部位が、熱線ヒータ３８が光透過性を有する光学窓４２の周囲を囲んでいない部位を発熱させるので、加熱部３５の周縁部からの曇りの発生をより抑制することができる。

（第８実施形態）
第８実施形態に係る光学装置１について図１０を用いて説明する。本実施形態の光学装置１は、上記第１実施形態の光学装置１に対し、熱線ヒータ３８が検知面４３の周囲を囲んでいる範囲が多くなっている。

本実施形態の熱線ヒータ３８は、検知面４３のほぼ全体を囲むように配置されている。なお、図１０において熱線ヒータ３８と第２電極３２が交差している部位Ｘにおいては、熱線ヒータ３８と第２電極３２との間に不図示の絶縁層が配置されており、この絶縁層によって熱線ヒータ３８と第２電極３２は絶縁されている。

このように、熱線ヒータ３８が検知面４３のほぼ全周を囲むように構成することもできる。

（第９実施形態）
第９実施形態に係る光学装置１について図１１を用いて説明する。本実施形態の光学装置１は、上記第１実施形態の光学装置１に対し、熱線ヒータ３８の線幅が場所によって異なっている点が異なる。

熱線ヒータ３８は、第１電極幅を有する第１線幅部３８１と、第１電極幅よりも線幅の長い第２の電極幅を有する第２線幅部３８２を有している。第１線幅部３８１および第２線幅部３８２は同一の材料を用いて構成されている。

第２線幅部３８２の方が第１線幅部３８１よりも熱容量が大きくなるため、第２線幅部３８２の周囲の温度が第２線幅部３８２の周囲の温度よりも高くなる。すなわち、第２線幅部３８２がヒータとして機能する。したがって、加熱部３５のうち温度の低い領域に第２線幅部３８２を形成し、加熱部３５のうち温度の高い領域に第１線幅部３８１を配置することで、加熱部３５の温度ムラを抑制することが可能である。

（第１０実施形態）
第１０実施形態に係る光学装置１について図１２を用いて説明する。本実施形態の光学装置１は、上記第１実施形態の光学装置に対し、熱線ヒータ３８が第１電極３１と第２電極３２に接続されている点と、第１電極３１および第２電極３２の構造が異なる。

また、第１電極３１は、低抵抗材料を用いて形成された低抵抗部３１１と、低抵抗材料よりも高抵抗である高抵抗材料を用いて形成された高抵抗部３１２を有している。

また、第２電極３２は、低抵抗材料を用いて形成された低抵抗部３２１と、低抵抗材料よりも高抵抗である高抵抗材料を用いて形成された高抵抗部３２２を有している。

そして、第１電極３１の高抵抗材料を用いて形成された高抵抗部３１２がヒータとして機能するとともに第３２電極の高抵抗材料を用いて形成された高抵抗部３１２がヒータとして機能する。

上記したように、抵抗値の異なる材料を用いて第１電極３１および第２電極３２を構成し、抵抗値の大きな材料を用いて構成された部をヒータとして機能させることができる。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、カメラ４０の光学窓４２の検知面を光透過性フィルムヒータ３０で加熱する例を示した。これに対し、例えば、車両のウィンドウシールドを光学窓４２として捉え、この光学窓４２の所定領域を光透過性フィルムヒータ３０の加熱部３５で加熱する構成とすることもできる。

（２）本実施形態では、車両周辺の画像を撮影するカメラ４０を備えた光学装置１について説明したが、例えば、ＬＩＤＡＲ（ＬａｓｅｒＩｍａｇｉｎｇＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）と呼ばれる距離センサを備えた光学装置１や、防犯カメラ等を備えた光学装置１として構成することもできる。

（３）上記各実施形態では、光学窓４２のセンサ部４１と対向する面と反対面と隣接して加熱部３５を配置したが、光学窓４２のセンサ部４１と対向する面と隣接して加熱部３５を配置してもよい。

（４）上記各実施形態では、第１電極３１と第３電極３３との間の間隔を、第２電極３２と第４電極３４との間の間隔と同じにしたが、第１電極３１と第３電極３３との間の間隔を、第２電極３２と第４電極３４との間の間隔と異なるようにしてもよい。

（５）上記第１実施形態では、第１電極３１～第２電極３２が、それぞれ直線形状を成しており、上記第２～第３実施形態では、第１電極３１～第４電極３４が、それぞれ直線形状を成している。これに対し、第１電極３１～第２電極３２、第３電極３３～第４電極３４を直線形状以外の形状とすることもできる。

（６）上記第４～第５実施形態では、第１加熱部３５１、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３を、同一材料で構成したが、第２加熱部３５２および第３加熱部３５３を、第１加熱部３５１と異なる材料で構成してもよい。

（７）上記第１実施形態では、カメラ４０から入力される画像に基づいて制御部５０が検知面４３に曇りが生じたことを判定した際に、光透過性フィルムヒータ３０の第１電極３１と第２電極３２との間に所定電圧を印加し、熱線ヒータ３８への通電を開始した。

これに対し、制御部５０が検知面４３の両面または片面の環境条件（温度、湿度、輻射量）および加熱したい物体に温度を検出し、検出した環境条件および温度に基づいて検知面４３に曇りが生じる条件を算出するようにしてもよい。そして、検知面４３に曇りが生じる条件を満たした際に光透過性フィルムヒータ３０の第１電極３１と第２電極３２との間に所定電圧を印加するとともに、熱線ヒータ３８への通電を開始するようにしてもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、本実施形態の光学装置は、光透過性を有する検知面を通過した光を感知するセンサ部と、を備えている。また、検知面を有する光学窓と隣接して配置され光学窓を加熱する加熱部を有する光透過性フィルムヒータを備えている。そして、光透過性フィルムヒータは、加熱部における検知面の中心線を中心とする径方向外側に位置する外側領域の温度が、加熱部における外側領域より検知面の中心側に位置する領域よりも高くなる温度分布を有している。

また、第２の観点によれば、光透過性フィルムヒータは、加熱部において検知面の中心線を中心とする径方向外側に配置された第１電極を有している。また、加熱部において第１電極とともに検知面を両側から挟むように配置された第２電極と、加熱部において第１電極側より検知面の径方向外側に配置された第３電極と、を有している。また、加熱部において第２電極側より検知面の径方向外側に配置された第４電極を有している。

そして、加熱部は、第１電極と第２電極との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域と、第１電極と第３電極との間の電位差に応じて発熱する第２発熱領域と、第２電極と第４電極との間の電位差に応じて発熱する第３発熱領域と、を有している。そして、第２発熱領域および第３発熱領域の発熱温度は、第１発熱領域の発熱温度よりも高くなっている。

したがって、加熱部の周縁部からの曇りの発生が抑制され、より曇りの発生を抑制することができる。

また、第３の観点によれば、第１電極と第２電極は、加熱部における厚さ方向の同じ位置に配置されている。また、第１電極と第３電極は、加熱部における厚さ方向の異なる位置に配置され、第２電極と第４電極は、加熱部における厚さ方向の異なる位置に配置されている。

そして、第１電極と第３電極との間の電位差に応じて発熱する発熱領域と、第２電極と第４電極との間の電位差に応じて発熱する発熱領域は、第１電極と第２電極との間の電位差に応じて発熱する発熱領域よりも発熱温度が高くなっている。

すなわち、第１電極～第４電極を立体的に配置されている。したがって、加熱部の省スペース化が可能である。

また、第４の観点によれば、光透過性フィルムヒータは、検知面の中心線を中心とする径方向外側の外側領域を加熱する熱線ヒータを備えている。

このように、光透過性フィルムヒータは、検知面の中心線を中心とする径方向外側の外側領域を加熱する熱線ヒータを備えることができる。

また、第５の観点によれば、光透過性フィルムヒータは、加熱部において検知面の中心線を中心とする径方向外側に配置された第１電極を有している。

また、加熱部において第１電極とともに検知面を両側から挟むように配置された第２電極と、加熱部において第１電極側より検知面の径方向外側に配置された第３電極と、を有している。また、加熱部において第２電極側より検知面の径方向外側に配置された第４電極を有している。

また、加熱部は、第１電極と第２電極との間の電位差に応じて発熱する第１加熱部と、第１電極と第３電極との間の電位差に応じて発熱する第２加熱部と、を有している。

また、第２電極と第４電極との間の電位差に応じて発熱する第３加熱部を有している。そして、第１電極と第３電極からみた第２加熱部の抵抗値および第２電極と第４電極からみた第３加熱部の抵抗値は、第１電極と第２電極からみた第１加熱部の抵抗値よりも大きくなっている。

これにより、第２加熱部および第３加熱部の抵抗値が、第１加熱部の抵抗値よりも大きくなり第２加熱部および第３加熱部の発熱量を抑制することができる。

また、第６の観点によれば、第２加熱部および第３加熱部は、第１加熱部と同一材料で構成されており、第２加熱部および第３加熱部における厚さ方向の長さは、第１加熱部における厚さ方向の長さよりも短くなっている。

これにより、第２加熱部および第３加熱部の抵抗値が、第１加熱部３５１の抵抗値よりも大きくなり第２加熱部３５２および第３加熱部の発熱量を抑制することができる。

また、第７の観点によれば、第２加熱部および第３加熱部は、第１加熱部と同一材料で構成されている。また、第２加熱部および第３加熱部の少なくとも一方には、該第２加熱部および第３加熱部の少なくとも一方に流れる電流の電流経路長を長くするための切り欠きが形成されている。

これにより、第１電極と第３電極からみた第２加熱部の抵抗値および第２電極と第４電極からみた第３加熱部の抵抗値が、第１電極と第２電極からみた第１加熱部の抵抗値よりも大きくなり第２加熱部および第３加熱部の発熱量を抑制することができる。

また、第８の観点によれば、第２加熱部および第３加熱部は、第１加熱部と異なる材料で構成されている。このように、第２加熱部および第３加熱部を、第１加熱部と異なる材料で構成することもできる。

また、第９の観点によれば、光学装置は、光透過性を有する光学窓と隣接して配置され光学窓を加熱する加熱部を有する光透過性フィルムヒータと、所定領域を発熱させる発熱部を備えている。また、所定領域を発熱させる発熱部を備えている。また、光透過性フィルムヒータは、加熱部において光学窓の所定領域の中心線を中心とする径方向外側に配置された第１電極を有している。また、加熱部において第１電極とともに光学窓の所定領域を両側から挟むように配置された第２電極を有している。また、加熱部は、第１電極と第２電極との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域を有している。また、発熱部は、光学窓の所定領域の中心線を中心とする径方向外側に位置する外側領域を発熱させる。

また、第１０の観点によれば、光透過性フィルムヒータは、光学窓の所定領域の中心よりも径方向外側の外側領域を加熱する熱線ヒータを備え、発熱部は、熱線ヒータにより構成されている。このように、熱線ヒータにより発熱部を構成することができる。

また、第１１の観点によれば、光透過性フィルムヒータは、加熱部において第１電極側より光学窓の所定領域の中心線を中心とする径方向外側に配置された第３電極を有している。また、加熱部において第２電極側より光学窓の所定領域の中心線を中心とする径方向外側に配置された第４電極を有している。また、加熱部は、第１発熱領域と、第１電極と第３電極との間の電位差に応じて発熱する第２発熱領域と、を有している。また、第２電極と第４電極との間の電位差に応じて発熱する第３発熱領域を有している。そして、発熱部は、第２発熱領域および第３発熱領域を外側領域として発熱させる。このように、第２発熱領域および第３発熱領域を外側領域として発熱させることができる。

また、第１２の観点によれば、光透過性フィルムヒータは、加熱部において第１電極側より光学窓の所定領域の中心線を中心とする径方向外側に配置された第３電極を有している。また、加熱部において第２電極側より光学窓の所定領域の中心線を中心とする径方向外側に配置された第４電極を有している。また、加熱部は、第１発熱領域と、第１電極と第３電極との間の電位差に応じて発熱する第２発熱領域と、を有している。また、第２電極と第４電極との間の電位差に応じて発熱する第３発熱領域を有している。そして、第１電極と第２電極は、加熱部における厚さ方向の同じ位置に配置され、第１電極と第３電極は、加熱部における厚さ方向の異なる位置に配置され、第２電極と第４電極は、加熱部における厚さ方向の異なる位置に配置されている。

また、第１３の観点によれば、第１電極は、熱線ヒータの一端に接続され、第２電極は、熱線ヒータの他端に接続されている。

これによれば、第１電極と熱線ヒータに電圧を供給するための接続部を共通化できるとともに、第２電極と熱線ヒータに電圧を供給するための接続部を共通化できるので、光学装置を小型化することができる。

また、第１４の観点によれば、第１電極および第２電極の少なくとも一部がヒータとして機能する。したがって、これにより、別部材を用いてヒータを構成する場合と比較して小型化が可能である。

また、第１５の観点によれば、第１電極および第２電極の少なくとも一方は、線状を成しており、第１の電極幅と該第１の電極幅より短い第２の電極幅を有している。そして、第１電極および第２電極の少なくとも一方のうち、第２の電極幅となった部位がヒータとして機能する。

このように、電極の電極幅を短くし、この電極幅を短くした部位をヒータとして機能させるので、簡素な構成でヒータを構成することができ、低コストを実現することができる。

また、第１６の観点によれば、第１電極および第２電極の少なくとも一方は、低抵抗材料を用いて形成された部位と、低抵抗材料よりも高抵抗である高抵抗材料を用いて形成された部位を有している。そして、第１電極および第２電極の少なくとも一方のうち、高抵抗材料により形成された部位がヒータとして機能する。

このように、電極を構成する材料を高抵抗とすることでヒータとして機能させるので、簡素な構成でヒータを構成することができ、低コストを実現することができる。

また、第１７の観点によれば、発熱部は、光学窓の所定領域の周囲の一部を除いて検知面の周囲を囲むように配置され、第１電極および第２電極の少なくとも一方のうち、ヒータとして機能する部位が光学窓の所定領域の周囲の一部に配置されている。

これによれば、第１電極および第２電極の少なくとも一方は、発熱部が、熱線ヒータが検知面の周囲を囲んでいない部位に配置されるので、加熱部の周縁部からの曇りの発生をより抑制することができる。

１光学装置
３０光透過性フィルムヒータ
３１第１電極
３２第２電極
３５加熱部
３８熱線ヒータ
４０車載カメラ
５０制御部

Claims

光を感知するセンサ部（４１）と隣接して配置され光透過性を有する検知面（４３）を有する光学窓（４２）に適用され、前記検知面を加熱する加熱部（３５）を有する光透過性フィルムヒータ（３０）と、
所定領域を発熱させる発熱部（３８、Ｅ２、Ｅ３）と、を備え、
前記光透過性フィルムヒータは、
前記加熱部において前記検知面の中心線（ＣＬ）を中心とする径方向外側に配置された第１電極（３１）と、
前記加熱部において前記第１電極とともに前記検知面を両側から挟むように配置された第２電極（３２）と、
前記加熱部を介した前記第１電極から前記第２電極への通電により発生する前記第１電極と前記第２電極との間の電位差に応じて発熱する第１発熱領域（Ｅ１）と、を有し、
前記発熱部は、前記加熱部において前記第１発熱領域に対し前記検知面の中心線を中心とする径方向外側にあって発熱し、前記加熱部は、前記発熱部の発熱により、前記第１発熱領域に対し前記検知面の中心線を中心とする径方向外側に、前記第１発熱領域の温度よりも高くなる部分がある、ヒータ装置。
前記発熱部は、熱線ヒータにより構成されている請求項１に記載のヒータ装置。
前記光透過性フィルムヒータは、
前記加熱部において前記第１電極側より前記検知面の中心線を中心とする径方向外側に配置された第３電極（３３）と、
前記加熱部において前記第２電極側より前記検知面の中心線を中心とする径方向外側に配置された第４電極（３４）と、を有し、
前記加熱部は、前記第１発熱領域（Ｅ１）と、前記第１電極と前記第３電極との間の電位差に応じて発熱する第２発熱領域（Ｅ２）と、前記第２電極と前記第４電極との間の電位差に応じて発熱する第３発熱領域（Ｅ３）と、を有し、
前記発熱部は、前記第２発熱領域（Ｅ２）および前記第３発熱領域（Ｅ３）を発熱させる請求項１に記載のヒータ装置。
前記光透過性フィルムヒータは、
前記加熱部において前記第１電極側より前記検知面の中心線を中心とする径方向外側に配置された第３電極（３３）と、
前記加熱部において前記第２電極側より前記検知面の中心線を中心とする径方向外側に配置された第４電極（３４）と、を有し、
前記加熱部は、前記第１発熱領域（Ｅ１）と、前記第１電極と前記第３電極との間の電位差に応じて発熱する第２発熱領域（Ｅ２）と、前記第２電極と前記第４電極との間の電位差に応じて発熱する第３発熱領域（Ｅ３）と、を有し、
前記第１電極と前記第２電極は、前記加熱部における厚さ方向の同じ位置に配置され、
前記第１電極と前記第３電極は、前記加熱部における厚さ方向の異なる位置に配置され、前記第２電極と前記第４電極は、前記加熱部における厚さ方向の異なる位置に配置されている請求項１に記載のヒータ装置。
前記熱線ヒータは、線状を成し、
前記第１電極は、前記熱線ヒータの一端に接続され、前記第２電極は、前記熱線ヒータの他端に接続されている請求項２に記載のヒータ装置。
前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一部がヒータとして機能する請求項１ないし５のいずれか１つに記載のヒータ装置。
前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方は、線状を成しており、第１の電極幅と該第１の電極幅より短い第２の電極幅を有し、
前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方のうち、前記第２の電極幅となった部位が前記ヒータとして機能する請求項６に記載のヒータ装置。
前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方は、低抵抗材料を用いて形成された部位と、前記低抵抗材料よりも高抵抗である高抵抗材料を用いて形成された部位を有し、
前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方のうち、前記高抵抗材料により形成された部位が前記ヒータとして機能する請求項６に記載のヒータ装置。
前記発熱部は、前記光学窓の所定領域の周囲の一部を除いて前記光学窓の所定領域の周囲を囲むように配置され、
前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方のうち、前記ヒータとして機能する部位が前記光学窓の所定領域の周囲の一部に配置されている請求項６に記載のヒータ装置。
前記光透過性フィルムヒータは、
前記加熱部において前記第１電極側より前記検知面の径方向外側に配置された第３電極（３３）と、
前記加熱部において前記第２電極側より前記検知面の径方向外側に配置された第４電極（３４）と、を有し、
前記加熱部は、前記第１電極と前記第２電極との間の電位差に応じて発熱する第１加熱部（３５１）と、前記第１電極と前記第３電極との間の電位差に応じて発熱する第２加熱部（３５２）と、前記第２電極と前記第４電極との間の電位差に応じて発熱する第３加熱部（３５３）と、を有し、前記第１電極と前記第３電極からみた前記第２加熱部の抵抗値および前記第２電極と前記第４電極からみた前記第３加熱部の抵抗値は、前記第１電極と前記第２電極からみた前記第１加熱部の抵抗値よりも大きくなっている請求項１に記載のヒータ装置。
前記第２加熱部および前記第３加熱部は、前記第１加熱部と同一材料で構成されており、前記第２加熱部および前記第３加熱部における厚さ方向の長さは、前記第１加熱部における厚さ方向の長さよりも短くなっている請求項１０に記載のヒータ装置。
前記第２加熱部および前記第３加熱部は、前記第１加熱部と同一材料で構成されており、前記第２加熱部および前記第３加熱部の少なくとも一方には、該第２加熱部および前記第３加熱部の少なくとも一方に流れる電流の電流経路長を長くするための切り欠き（３５２１、３５３１）が形成されている請求項１０または１１に記載のヒータ装置。
前記第２加熱部および前記第３加熱部は、前記第１加熱部と異なる材料で構成されている請求項１０に記載のヒータ装置。