(57)【要約】【課題】容易に製造できるようにした曇り防止装置を提供する。【解決手段】光を透過する透過性部材越しに撮像する撮像装置を収容し、前記透過性部材に取り付けられるケーシングと、送風装置と、前記送風装置の作動により気体が供給される供給口と、前記ケーシング内に開口し前記気体を吐出する吐出口とを有し、前記ケーシングに一体に設けられたダクトと、前記気体を加熱する加熱装置と、を備える。【選択図】図１
2020019458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過する透過性部材越しに撮像する撮像装置を収容し、前記透過性部材に取り付けられるケーシングと、
送風装置と、
前記送風装置の作動により気体が供給される供給口と、前記ケーシング内に開口し前記気体を吐出する吐出口とを有し、前記ケーシングに一体に設けられたダクトと、
前記気体を加熱する加熱装置と、を備えた
曇り防止装置。
【請求項２】
前記加熱装置は、前記ダクト内において前記気体が流通する流通方向に沿って、前記ダクトに設けられた
請求項１に記載の曇り防止装置。
【請求項３】
前記加熱装置は、前記流通方向に沿って延在する面状ヒータである
請求項２に記載の曇り防止装置。
【請求項４】
前記供給口は、前記ケーシング内に開口する
請求項１〜３の何れか一項に記載の曇り防止装置。
【請求項５】
前記吐出口と前記供給口とは、互いに同じ方向に開口する
請求項４に記載の曇り防止装置。
【請求項６】
前記ダクトは、前記ダクト外に放熱する放熱部を有する
請求項１〜５の何れか一項に記載の曇り防止装置。
【請求項７】
曇り防止動作を開始してからの経過時間が所定時間以内では、前記加熱装置と前記送風装置とを作動させ、前記経過時間が前記所定時間を超えると、前記送風装置を停止する一方、前記加熱装置の作動を維持する
請求項６に記載の曇り防止装置。
【請求項８】
前記送風装置は、圧電ブロアである
請求項１〜７の何れか一項に記載の曇り防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスのような透過性部材越しに室外を撮像する撮像装置の曇り防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車、電車、飛行機、建物等の窓ガラスの内側に取り付けられた撮像装置により、窓ガラス越しに室外を撮像する撮像装置が使用されている。
【０００３】
撮像装置が置かれる室内の温度よりも室外の温度が低いと、室内の湿気が凝縮して窓ガラスに付着し、窓ガラスが曇ってしまうことがある。窓ガラスが曇ってしまうと、撮像装置より窓ガラス越しに室外を明瞭に撮像できなくなってしまう。そこで、撮像装置を窓ガラスに固定するためのケーシング内（すなわちケーシングの内部空間）に、窓ガラスの室内側を加熱して窓ガラスの曇りを未然に防止又は除去するようにした曇り防止装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４１４３２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、撮像装置を収容するケーシングの内部空間が狭いため、従来の曇り防止装置では、曇り防止装置の構成品をケーシングの内部空間に設ける作業に手間が掛かり、容易に製造できないという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために創案されたものであり、容易に製造できるようにした曇り防止装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の曇り防止装置は、光を透過する透過性部材越しに撮像する撮像装置を収容し、前記透過性部材に取り付けられるケーシングと、送風装置と、前記送風装置の作動により気体が供給される供給口と、前記ケーシング内に開口し前記気体を吐出する吐出口とを有し、前記ケーシングに一体に設けられたダクトと、前記気体を加熱する加熱装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、曇り防止装置を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の曇り防止装置の模式的な縦断面図
【図２】本発明の一実施形態の曇り防止装置の要部の模式的な縦断面図
【図３】本発明の一実施形態の曇り防止装置の要部の模式的な斜視図
【図４】本発明の一実施形態の曇り防止装置の要部の模式的な分解斜視図
【図５】本発明の一実施形態に係る面状ヒータの模式的な平面図
【図６】本発明の一実施形態に係る圧電ブロアの模式的な斜視図
【図７】本発明の一実施形態に係る圧電ブロアの模式的な底面図
【図８】本発明の一実施形態の曇り防止装置の制御系の機能ブロック図
【図９Ａ】本発明の一実施形態の曇り防止装置の作用効果を説明するための図であって、曇り防止装置の模式的な縦断面図
【図９Ｂ】本発明の一実施形態の曇り防止装置の作用効果を説明するための図であって、模式的な曇り防止装置の縦断面図
【図１０】本発明の一実施形態の曇り防止装置の変形例における要部の模式的な斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係る曇り防止装置ついて、図面を参照しながら説明する。以下に示す実施の形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施の形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。また、実施の形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、実施の形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１１】
以下の各実施形態では、本発明の曇り防止装置を、車両のウィンドシールド（透過性部材）越しに車外を撮像する車載カメラに使用した例を説明する。
【００１２】
また、以下では、曇り防止装置において、この曇り防止装置が取り付けられたウィンドシールド側を前、その反対側を後とする。また、後から前に向かって視た場合を基準に左右を定める。
【００１３】
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その説明を省略することもある。
【００１４】
［１．構成］
本実施形態における曇り防止装置の構成について図１〜図７を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態の曇り防止装置の模式的な縦断面図である。図２は、本発明の一実施形態の曇り防止装置の要部の模式的な縦断面図である。図３は、本発明の一実施形態の曇り防止装置の要部の模式的な斜視図である。図４は、本発明の一実施形態の曇り防止装置の要部の模式的な分解斜視図である。図５は、本発明の一実施形態に係る面状ヒータの模式的な平面図である。図６は、本発明の一実施形態に係る圧電ブロアの模式的な斜視図である。図７は、本発明の一実施形態に係る圧電ブロアの模式的な底面図である。
【００１５】
図１に示される曇り防止装置１は、ケーシング２と、送風装置３と、加熱装置４とを備えて構成される。
【００１６】
ケーシング２には、前方に開口したボックス形状をしており、天井壁，後壁，底壁，左側壁及び右側壁を備えている。ケーシング２は、天井壁，底壁，左側壁及び右側壁の前端面が、車両のウィンドシールド２０に密着して取り付けられており、ケーシング２の内部空間２ａ（以下「ケーシング内部空間２ａ」ともいう）はウィンドシールド２０によって密閉（又は略密閉）されている。また、ケーシング内部空間２ａには、車載カメラ３０（撮像装置）が設置されている。本実施形態では、車載カメラ３０は、ケーシング２の底面よりも所定距離だけ上方に離れて、ケーシング２の後壁内面に固定されている。
【００１７】
ケーシング２には、送風装置３の作動により空気がウィンドシールド２０に向かって流れる流路５が形成されている。本実施形態では、流路５は、ケーシング２の底壁の内部に形成されている。換言すれば、内部に流路５を有するダクト５Ａ（図２参照）が、ケーシング２の底壁と一体に且つ面一に形成されている。流路５は、ケーシング２の底壁の厚み内に設けられているため、前後左右の各寸法に比べて高さの寸法が小さな扁平形状となっている。また、流路５は前後に延在し、流路５には、その後部に上方に開口する空気の供給口５ａが設けられ、その前部に底壁上面に貫通する空気の吐出口５ｂが設けられている。本実施形態では、供給口５ａ及び吐出口５ｂは円形であるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
送風装置３は、ケーシング内部空間２ａの空気を流路５へ供給する。詳しくは、送風装置３を作動させると、ケーシング内部空間２ａの空気が、供給口５ａから流路５に供給され、流路５内を吐出口５ｂへ向かって流れ、吐出口５ｂから、ウィンドシールド２０の近くでケーシング内部空間２ａに吐出される。すなわち、送風装置３を作動させることで、ケーシング内部空間２ａと流路５とを循環する空気の循環流が形成される。
【００１９】
送風装置３は、本実施形態では、図６及び図７に示す圧電ブロアにより構成される。そこで、以下、送風装置３を圧電ブロア３とも表記する。圧電ブロア３は、空気の駆動源に圧電セラミックスを用いており、この圧電セラミックスに交流信号が加えられると圧電セラミックスが超音波振動して空気を送り出す。圧電ブロア３は、羽根車を有する一般的な送風装置に比べ、小型且つ薄型で、高い圧力で空気を吐出できる。
【００２０】
圧電ブロア３についてさらに説明すると、圧電ブロア３は、吸入口３ａと、吐出口３ｂと、配線３ｃ，３ｄとを備え、吸入口３ａと吐出口３ｂとは図示しない通路により連通されている。圧電ブロア３は、吸入口３ａを上方に、吐出口３ｂを下方に向け、吐出口３ｂが流路５の供給口５ａに挿入されている。圧電ブロア３は、配線３ｃ，３ｄから交流信号が加えられると、ケーシング内部空間２ａの空気を吸入口３ａから吸い込んで、この吸い込んだ空気を吐出口３ｂから流路５に供給する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、加熱装置４は、本実施形態では、ケーシング２の底壁の上面に設置される。加熱装置４は、流路５の上方に設置され、流路５の供給口５ａと吐出口５ｂとの間において、気体が流路５を流れる方向（流通方向）に沿って延在している。
【００２２】
加熱装置４を作動させると、加熱装置４からの放射熱により、ケーシング内部空間２ａの空気が加熱されると共に、底壁を介して流路５を流れる空気が加熱される。すなわち、加熱装置４は、本発明の加熱装置と放熱部とを兼ねる。
【００２３】
加熱装置４は、本実施形態では、図５に示す面状ヒータにより構成されている。そこで、以下、加熱装置４を面状ヒータ４とも表記する。面状ヒータ４は、基材４ａと、基材４ａ上に設けられたミアンダ状（蛇行形状）の金属箔からなる発熱体４ｂと、配線４ｃ，４ｄとから構成される。配線４ｃ，４ｄから電力を供給することで発熱体４ｂが発熱する。
【００２４】
基材４ａは、例えば樹脂フィルムより形成される。流路５内の空気は、発熱体４ｂにより、基材４ａを介して加熱されるため、速やかに流路５内の空気を加熱できるよう、基材４ａの厚さは２００μｍ以下が好ましい。
【００２５】
連続して作動することにより発熱体４ｂが過熱する場合には、発熱体４ｂの温度を検知して，この検知結果に基づいて発熱体４ｂの温度を管理するのが好ましい。或いは、発熱体４ｂに、自己温度調整機能を有する抵抗発熱体を使用することが好ましい。
【００２６】
また、流路５内を流れる空気は、流路５の上部の壁２ｂを介して面状ヒータ４によって加熱されるので、この壁２ｂを介してでも面状ヒータ４によって流路５内の空気を効果的に加熱できるよう、壁２ｂは薄いほうが好ましい。また、流路５に臨む壁面の内、壁２ｂを除く壁面には、流路５から熱が逃げないように、発泡体のように断熱性の高い材料を設けることが好ましい。
【００２７】
なお、本実施形態では、面状ヒータ４を流路５の外部に設けたが、流路５の内部、例えば壁２ｂの下面に設けてもよい。この場合、壁２ｂの上面からの放射熱によりケーシング内部空間２ａの空気が加熱される。したがって、壁２ｂの上面が本発明の放熱部を構成する。
【００２８】
また、本実施形態では、流路５の吐出口５ｂを、円形に形成し、ケーシング２の底壁の中央に一つだけ設けているが、吐出口５ｂの形状、配置及び個数はこれに限定されない。吐出口５ｂの形状、配置及び個数は、それぞれ、車載カメラ３０の形状及びケーシング２内の車載カメラ３０の配置などに応じて適宜設定されるものである。
【００２９】
［２．制御］
本発明の一実施形態の曇り防止装置の制御について図８，図９Ａ及び図９Ｂを参照しつつ説明する。図８は、本発明の一実施形態の曇り防止装置の制御系の機能ブロック図である。図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の一実施形態の曇り防止装置の作用効果を説明するための図であって、曇り防止装置の模式的な縦断面図である。
【００３０】
曇り防止装置１は、この曇り防止装置１が設置された車両（以下「当該車両」という）の制御装置１０によって作動が制御される。以下、具体的に説明する。
【００３１】
当該車両には、車室内の温度を検出する第一温度センサ１１と、車外の温度を検出する第二温度センサ１２とが備えられている。第一温度センサ１１の検出結果と第二温度センサ１２の検出結果とはそれぞれ制御装置１０に送信される。
【００３２】
制御装置１０は、第一温度センサ１１の検出結果と第二温度センサ１２の検出結果に基づいて、車室内の温度Ｔｉｎと車外Ｔｏｕｔとの温度差ΔＴ（＝Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ）を求める。制御装置１０は、この温度差ΔＴが閾値Ｔ１よりも大きい場合（ΔＴ＞Ｔ１）には、ウィンドシールド２０の曇りが予想されるとして、曇り防止装置１の動作（曇り防止動作）を開始させる。すなわち、圧電ブロア３と面状ヒータ４との両方の作動を開始させる。
【００３３】
圧電ブロア３の作動により、図９Ａに矢印Ａ１で示されるように、ケーシング内部空間２ａに、面状ヒータ４により加熱された高温の空気（熱風）の強い循環流が形成される。したがって、曇り防止装置１の作動開始後、すぐに、ウィンドシールド２０に高温の空気が流れて、ウィンドシールド２０の内面（つまりケーシング内部空間２ａ側の面）は、面状ヒータ４からの放射熱に加え、この高温の空気により急速に加熱され昇温する。
【００３４】
制御装置１０は、曇り防止装置１の作動が開始されてからの経過時間ｔを計測するタイマ機能を備えている。制御装置１０は、このタイマ機能により計測された経過時間ｔが所定時間ｔ０を超えると（ｔ＞ｔ０）、ウィンドシールド２０の内面は、この内面に結露が生じない温度まで昇温したとして、圧電ブロア３の作動を停止させる。
【００３５】
以降、図９Ｂに示すように、自然対流によって生じる矢印Ａ２で示す緩やかな高温空気の循環流と、面状ヒータ４からの輻射とにより、ケーシング内部空間２ａの温度ひいてはウィンドシールド２０の内面の温度が保持される。
【００３６】
制御装置１０は、車室内の温度Ｔｉｎと車外Ｔｏｕｔとの温度差ΔＴが、閾値Ｔ２よりも小さくなると（ΔＴ＜Ｔ２）、曇り防止装置１を停止させる。すなわち、面状ヒータ４が停止され、圧電ブロア３が作動している場合には、圧電ブロア３が停止される。
【００３７】
なお、曇り防止装置１の作動を制御する制御装置を、当該車両の制御装置１０とは別に設けてもよい。
【００３８】
［３．作用・効果］
本発明の一実施形態の曇り防止装置の作用効果について説明する。
【００３９】
（１）図２に示されるように、ケーシング２の内側にダクト５Ａが一体に形成されているので、ケーシング２とは別体のダクトをケーシング内部空間２ａに設ける場合に比べて、曇り防止装置１を容易に製造できる。
【００４０】
（２）送風装置３によって送り出された空気を加熱装置４により加熱するので、加熱装置４により加熱された高温の空気を速やかにウィンドシールド２０まで到達させウィンドシールド２０を加熱できる。したがって、ウィンドシールド２０の曇りを速やかに防止及び除去できる。
【００４１】
（３）加熱装置４から発生した熱の内、ケーシング２の外側に伝わる熱、すなわち流路５がなければケーシング２の外側に放出されてしまう熱により、流路５を流れる空気が加熱される。したがって、加熱装置４が発生させた熱を無駄なく有効に使用できる。
【００４２】
（４）加熱装置４がダクト５Ａに設けられ、且つ、この加熱装置４を構成する面状ヒータは、ダクト５Ａ内の流路５を流れる空気の流通方向に沿って延在する。これにより、流路５を流れる空気が加熱装置４によって加熱される時間を長くすることが可能となる。したがって、空気を速やかに高温化することができ、この高温の空気によりウィンドシールド２０の曇りを速やかに防止及び除去できる。
【００４３】
（５）ダクト５Ａの供給口５ａと吐出口５ｂとが何れもケーシング内部空間２ａに開口しているので、ケーシング内部空間２ａに空気の循環流が形成される。したがって、ケーシング内部空間２ａの空気は、流路５を流れるたびに繰り返し加熱されることとなり、ケーシング２の外部から低温の空気を吸い込んで加熱する場合に比べて、ケーシング内部空間２ａを高温に維持できる。
【００４４】
（６）ダクト５Ａの供給口５ａと吐出口５ｂとが同じ上方に向かって開口しているので、送風装置３の作動により、吐出口５ｂから上方に吐出された空気が、上方に開口した供給口５ａにより下方に吸引されるようになる。この結果、吐出口５ｂからウィンドシールド２０の内面とケーシング２の内面とに沿って供給口５ａへ流れる循環流を積極的に形成でき、ウィンドシールド２０の内面を全体（又は略全体）に亘って効果的に加熱できる。したがって、ウィンドシールド２０の曇りを、ウィンドシールド２０の全体（又は略全体）に亘って防止及び除去できる。
【００４５】
（７）ダクト５Ａから吐出される高温の空気に加えて、ダクト５Ａに設けられた放熱部（加熱装置４）の放射熱によりウィンドシールド２０を加熱できるので、ウィンドシールド２０の曇りを一層効果的に防止及び除去できる。
【００４６】
（８）曇り防止装置１が曇り防止動を開始した直後は、送風装置３と加熱装置４とを作動させる。これにより、高温の空気の強制循環により速やかにウィンドシールド２０を加熱して、ウィンドシールド２０の曇りを速やかに防止及び除去することが可能となる。また、ケーシング内部空間２ａがウィンドシールド２０の曇りが発生しない高温雰囲気に達した後は、送風装置３を停止させ、加熱装置４だけを作動させる。これにより、曇り防止装置１の動力の消費を抑制しつつ、ケーシング内部空間２ａをウィンドシールド２０に曇りが発生しない高温雰囲気に維持することが可能となる。
【００４７】
（９）送風装置３に、一般的な送風装置に比べて小型で薄型の圧電ブロアを使用している。したがって、狭いケーシング内部空間２ａへも容易に設置でき、ケーシング内部空間２ａの循環流への影響も最小限に留めることができる。
【００４８】
［４．変形例］
本発明の一実施形態の曇り防止装置の変形例を説明する。
（１）曇り防止装置の変形例について図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の一実施形態の曇り防止装置の変形例における要部の模式的な斜視図である。図１０では、便宜上、ウィンドシールド２０及びケーシング２の天井壁を取り除いて示される。
【００４９】
図１０に示す構成は、上記実施形態に追加して設けられる。図１０に示す構成では、ケーシング２の側壁の内面に、内部に空気の流路を有するダクト５Ｂが一体に設けられている。ダクト５Ｂは、ケーシング内部空間２ａに向かって凸となる段形状とされている。ダクト５Ｂには、その前端面に、ウィンドシールドに向かって高温の空気を吐出する複数の吐出口５ｃが上下に並べて設けられている。これらの吐出口５ｃは、ケーシング２の側壁及び底壁に設けられた連通路を介して、ケーシング２の底壁の流路５（図１参照）と連通している。
【００５０】
このような構成により、ケーシング２の側壁に上下に並べて設けられた吐出口５ｃから高温の空気が吐出され、この高温の空気により、ウィンドシールドを、ケーシング２の上縁から下縁に亘って加熱できる。
【００５１】
（２）加熱装置は上記実施形態のものに限定されない。例えば、複数のコイルヒータを、ダクト５Ａ内を流れる空気の流通方向に沿ってダクト５Ａの内面又は外面に並べて設け、これらのコイルヒータにより加熱装置を構成してもよい。このような構成でも、ダクト５Ａ内の流路５を流れる空気を早期に高温とすることができ、この高温の空気によりウィンドシールド２０の曇りを速やかに防止及び除去できる。
【００５２】
（３）本発明の曇り防止装置は、車載カメラに限定されずに様々な撮像装置に使用でき、例えば監視カメラに適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、曇り防止装置に適用でき、その産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００５４】
１  曇り防止装置
２  ケーシング
２ａ  内部空間
２ｂ  壁
３  送風装置（圧電ブロア）
３ａ  吸入口
３ｂ  吐出口
３ｃ，３ｄ  配線
４  加熱装置（面状ヒータ）
４ａ  基材
４ｂ  発熱体
４ｃ，４ｄ  配線
５  流路
５Ａ，５Ｂ  ダクト
５ａ  供給口
５ｂ，５ｃ  吐出口
１０  制御装置
１１  第一温度センサ
１２  第二温度センサ
２０  ウィンドシールド（透過性部材）
３０  車載カメラ
【図１】
2020019458.tif 000003
【図２】
2020019458.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020019458.tif 000009
【図８】
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【図９Ａ】
2020019458.tif 000011
【図９Ｂ】
2020019458.tif 000012
【図１０】
2020019458.tif 000013