JP3572960B2 - アンテナの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として、携帯電話機などに備えられるアンテナの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機に代表される携帯機器が普及している。携帯電話機は、通常、アンテナを備えており、このアンテナの性能により携帯電話機としての性能が大きく左右される。そのため、携帯電話機の製造においては、アンテナ性能が所期の性能を達成するように配慮する必要がある。携帯電話機に備えられるアンテナとしては、小型のヘリカルアンテナを挙げることができる。ヘリカルアンテナは、たとえばレーザビームを利用することにより製造することができる。
【０００３】
図１５は、レーザビームによりヘリカルアンテナを製造する技術を説明するための図である。この製造技術は、たとえば特開平１０−２２１５７号公報に開示されている薄膜形成技術を利用している。すなわち、絶縁材からなる円筒８０の外周面に形成されている導電膜８１をレーザヘッド８２から照射されるレーザビームＬで除去し、螺旋状のアンテナパターンＡＰを円筒８０の外周面に形成する。
【０００４】
より詳述すれば、図１６（ａ）に示すように、円筒８０の半面８０ａをレーザヘッド８２に対向配置する。レーザヘッド８２から照射されるレーザビームＬの走査範囲Ｃは、二点鎖線で示すように、円筒８０の半面８０ａ全体をカバーする範囲に設定される。そして、レーザヘッド８２に対向している半面８０ａを、たとえば回動軸Ｂに対して斜めに交差する方向に沿ってレーザビームＬで走査する。その結果、当該半面８０ａにおけるアンテナパターンが形成される。
【０００５】
その後、円筒８０を反転し、図１６（ｂ）に示すように、円筒８０の反対側の半面８０ｂをレーザヘッド８２に対向させる。そして、この状態で当該半面８０ｂを上述と同様に回動軸Ｂに対して斜めに交差する方向に沿ってレーザビームＬで走査する。こうすることにより、円筒８０の外周面全体に螺旋状のアンテナパターンＡＰを形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来技術では、たとえば、平面図である図１７に示すように、円筒８０の断面に平行な平面に対するアンテナパターンＡＰの傾斜角度Ｅが大きい場合、レーザビームＬの走査範囲Ｃの境界付近においては、断面図である図１８に示すように、レーザビームＬが円筒８０の外周面に対して斜めに当たる。
【０００７】
したがって、レーザビームＬの走査範囲Ｃの境界付近において除去される導電膜８１の幅ｄ１は、レーザビームＬがほぼ垂直に当たる場合に除去される導電膜８１の幅ｄ２よりも大きくなる。その結果、図１７に示すように、本来ならば破線で示される幅で導電膜８１を除去したいのに、破線よりも広い実線で示される幅の導電膜８１が除去されることになる。したがって、不必要な導電膜８１まで除去することになる。この場合、アンテナパターンＡＰを所期のパターンと一致させることができなくなる。ゆえに、アンテナ性能が所期の性能を発揮しないおそれがある。
【０００８】
また、図１９に示すように、レーザビームＬのビーム幅ｇは、レーザビームＬの焦点深度ｆを越えると広がるので、レーザビームＬの焦点深度ｆよりも円筒８０の半径ｒが長い場合には、レーザビームＬの走査範囲Ｃの境界付近において除去される導電膜８１の幅が広がる。そのため、この場合においても、アンテナパターンＡＰを所期のパターンと一致させることができなくなり、アンテナ性能が所期の性能を発揮しないという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、導電膜を所期の幅で除去することができ、これにより所期のパターン幅を有するアンテナパターンを形成することができるアンテナの製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明は、導電膜が形成された絶縁材からなる本体の外周面をレーザビームで走査して、本体の外周面に本体の軸方向に対して斜めに交差する方向に沿ったパターンを含むアンテナパターンを形成することにより、アンテナを製造する方法であって、上記本体の外周面をレーザビームがほぼ垂直に照射されるような３以上の表面領域に本体の外周方向に沿って分割するとともに本体の外周長を取得し、アンテナパターンとその外周長に基づき、分割された各表面領域ごとの２次元アンテナパターンデータを作成し、表面領域を当該表面領域に対応する２次元アンテナパターンデータに基づいてレーザビームで走査して導電膜を除去し、当該走査終了後、本体を上記分割数に応じた角度だけ軸まわりに回動させ、走査済の上記表面領域に隣接する表面領域を当該表面領域に対応する２次元アンテナパターンデータに基づいてレーザビームで走査して導電膜を除去することにより、アンテナパターンを形成することを特徴とするアンテナの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施形態１に係るアンテナの製造方法が適用されるアンテナ製造装置の概略構成を示す斜視図である。このアンテナ製造装置は、携帯電話機などに備えられる小型のヘリカルアンテナをレーザビームにより製造するものである。製造前のヘリカルアンテナは、斜視図である図２に示すように、外周面に導電膜１が被着された絶縁材からなる円筒２である。このアンテナ製造装置は、円筒２の外周面をレーザビームで走査することにより、斜視図である図３に示すように、螺旋状のアンテナパターンＡＰを有するヘリカルアンテナ３を製造する。
【００１３】
図１に戻って、このアンテナ製造装置は、手動式の角度割出回転装置１０と、レーザユニット２０と、入力制御装置３０とを備えている。角度割出回転装置１０は、円筒２を保持するとともに、この保持している円筒２を円周方向Ａに沿って回動させるものである。角度割出回転装置１０は、平板状の基台１１を備えている。基台１１の表面には、一対の支持部材１２が所定間隔を開けて立設されている。各支持部材１２の対向面側には、それぞれ、円形の回動部材１３が回動軸Ｂのまわりに円周方向Ａに沿って回動可能に取り付けられている。各回動部材１３には、取っ手（図示せず）がそれぞれ取り付けられている。取っ手は、回動部材１３を手で回転させるためのものである。また、各回動部材１３には、保持部材１４がそれぞれ取り付けられている。保持部材１４は、円筒２の内部空間に両端からはめ込んで円筒２を保持するものである。
【００１４】
角度割出回転装置１０はまた、図示しない角度割出機構を有している。角度割出機構は、予め定める単位角度（たとえば１５度）ごとに回動部材１３を停止させることができる。したがって、単位角度のｍ倍の角度だけ円筒２を回動させたければ、回動部材１３を回動させた後いったん停止させるという動作をｍ回にわたって繰り返せばよいことになる。
【００１５】
レーザユニット２０は、レーザヘッド２１と、レンズ駆動装置２２と、レーザ光源２３とを備えている。レーザヘッド２１は、角度割出回転装置１０に保持された状態の円筒２の上方であって、かつ回動軸Ｂに沿った方向Ｂ１に関しほぼ中央に設けられている。レーザヘッド２１は、レンズ２４を有している。レンズ駆動装置２２は、レンズ２４を２次元的に移動させることができるものである。すなわち、レンズ駆動装置２２は、保持状態の円筒２の円周方向Ａおよび軸方向Ｂ１に沿ってレンズ２４を往復移動させることができる。レーザ光源２３は、レーザヘッド２１にレーザビームＬを供給するためのもので、たとえばＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザ光源を適用することができる。
【００１６】
入力制御装置３０は、ユーザが３次元アンテナパターンデータを入力するために用いられる。また、入力制御装置３０は、入力された３次元アンテナパターンデータに基づいて、レーザ光源２３からのレーザビームＬの照射およびレンズ駆動装置２２の駆動を制御する。
【００１７】
図４は、ヘリカルアンテナの製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。ユーザは、まず、製造前処理を実行する。具体的には、ユーザは、図５に示すように、円筒２の外周面を円筒２の円周方向Ａに沿ってｎ個（ｎ≧３；ｎは整数）の表面領域に等分割し、分割数データを入力制御装置３０から入力する（ステップＳ１）。たとえば、この実施形態１では、円筒２の外周面を円周方向Ａに沿って８個の表面領域４０ａ〜４０ｈ（以下総称するときは「表面領域４０」という。）に等分割する。この場合、ユーザは、レーザビームＬが円筒２の外周面に対してほぼ垂直に当たるか否かに基づいて、分割数を決定する。
【００１８】
レーザビームＬが円筒２の外周面に対してほぼ垂直に当たるか否かは、アンテナパターンの形状、レーザビームの焦点深度および導電膜１の除去幅の要求精度などの分割要素に基づいて決定される。すなわち、アンテナパターンの傾斜角が大きければ、特にレーザビームの照射範囲Ｃの境界付近において、レーザビームＬが円筒２の外周面に対して斜めに当たりやすくなる。また、レーザビームＬの焦点深度が浅い場合も同様である。さらに、導電膜１の除去幅の要求精度が高ければ、除去幅の許容範囲が狭くなるから、垂直の度合いの決定に影響する。
【００１９】
そこで、ユーザは、これら分割条件に基づいて、レーザビームＬが円筒２の外周面に当たる際に、レーザビームＬがほぼ垂直に円筒２の外周面に当たる範囲を決定する。そして、この決定された範囲に相当する幅を円筒２の外周長で割ることにより、分割数を決定する。この場合、割り切れないときには許容範囲内で適当に調整することにより、円筒２の外周面を等分割する。また、許容範囲内で調整することができないときには、分割数を増加させる。
【００２０】
なお、分割数を３以上としたのは、分割数が少なくとも３以上でなければ、円筒２の外周面をレーザビームＬがほぼ垂直に当たるような表面領域に分割することが困難だからである。
【００２１】
また、レーザビームＬが円筒２の外周面に対してほぼ垂直に当たるか否かの範囲は、たとえば実際に実験を行うことにより得るようにしてもよく、この場合導電膜の除去精度を向上することができる。
【００２２】
その後、ユーザは、所望の３次元アンテナパターンのデータを入力制御装置から入力する（ステップＳ２）。入力制御装置３０は、入力された３次元アンテナパターンデータに基づいて、８個の表面領域４０ごとに分けられた２次元パターンデータを作成する（ステップＳ３）。
【００２３】
より具体的には、入力制御装置３０は、図６に示すように、まず表面領域４０ａを平面に投影して２次元アンテナパターン４０ａ’のデータを作成する。以後同様にして、入力制御装置３０は、表面領域４０ｂ〜４０ｈにそれぞれ対応する２次元アンテナパターン４０ｂ’〜４０ｈ’（説明の便宜上参照符号を使用する。）のデータを作成する。作成された２次元アンテナパターンデータは、２次元アンテナパターン４０ａ’〜４０ｈ’の円周方向Ａに沿った幅Ｄ１、軸方向Ｂ１に沿った幅Ｄ２およびアンテナパターンの形状を少なくとも含む。
【００２４】
前処理終了後、ユーザは、図示しないスタートキーを操作して、アンテナの製造開始を指示する（ステップＳ４）。この指示に応答して、入力制御装置３０は、８個の表面領域４０ａ〜４０ｈにそれぞれ対応する２次元アンテナパターンデータのうち最初の表面領域４０ａに対応する２次元アンテナパターンデータをレンズ駆動装置２２に与える。
【００２５】
レンズ駆動装置２２は、この与えられた２次元アンテナパターンデータに基づいて、レンズ２４の駆動を開始する（ステップＳ５）。より具体的には、レンズ駆動装置２２は、まず、レンズ２４を初期位置に移動させる。その後、レンズ駆動装置２２は、上記２次元アンテナパターンデータに基づいて、レンズ２４を軸方向Ｂ１に沿って往路を移動させた後円周方向Ａに沿ってずらし、再び軸方向Ｂ１に沿って復路を移動させる。このとき、レンズ２４の円周方向Ａへの移動長は単位長に相当し、その全移動長は２次元アンテナパターン４０ａ’の幅Ｄ１に相当する。また、レンズ２４の軸方向Ｂ１への全移動長は、２次元アンテナパターン４０ａ’の幅Ｄ２に相当する。
【００２６】
また、入力制御装置３０は、スタートキーの操作に応答して、最初の表面領域４０ａに対応する２次元アンテナパターンデータに基づいて、レンズ２４の駆動タイミングに同期して、レーザ光源２３からのレーザビームＬの照射を制御する（ステップＳ５）。
【００２７】
より具体的には、入力制御装置３０は、レンズ２４が軸方向Ｂ１に移動を開始するタイミングに同期して、レーザビームＬの照射を開始させる。その結果、レーザビームＬは、円筒２の端部から軸方向Ｂ１に沿った走査が開始される。
【００２８】
レーザビームＬが導電膜１を残すべき区間に達すると、入力制御装置３０は、レーザビームＬの照射を停止させる。アンテナパターンの形状は２次元アンテナパターンデータからわかるので、円筒２の端部から導電膜１を残すべき区間までの長さがわかる。したがって、導電膜１を残すべき区間に達したか否かは、たとえば、レーザビームＬの照射開始からの時間を計測することにより判断することができる。
【００２９】
入力制御装置３０は、残すべき導電膜１の幅を走査する時間にわたってその停止状態を維持した後、レーザビームＬの照射を再び開始させる。その結果、レーザビームＬの照射が禁止されていた区間の導電膜１は残る。以後、以上と同様の動作を繰り返し、２次元アンテナパターン４０ａ’のデータに含まれる幅Ｄ２に基づいて、レンズ２４の軸方向Ｂ１への移動を終了させる。また、入力制御装置３０は、このレンズ２４の移動終了タイミングに同期して、レーザビームＬの照射を停止させる。これにより、当該ラインの走査が終了する。
【００３０】
レンズ２４は、軸方向Ｂ１への移動が終了すると、円周方向Ａに沿ってずらされる。入力制御装置３０は、このずれたレンズ２４の軸方向Ｂ１に沿った移動の開始タイミングに同期して、レーザビームＬの照射を開始させる。そして、上述と同様に、導電膜１を除去すべき区間においてはレーザビームＬを照射させ、導電膜１を残すべき区間においてはレーザビームＬの照射を停止させる。
【００３１】
図７は、表面領域４０ａにおける走査途中の状態を示す斜視図である。上述した動作を繰り返し実行することにより、表面領域４０ａは、導電膜１が除去された区域４５と導電膜１が残された区域４６とに分けられる。
【００３２】
２次元アンテナパターン４０ａ’の幅Ｄ１は、２次元アンテナパターンデータに含まれている。そこで、入力制御装置３０は、幅Ｄ１にわたって走査をしたと判断した段階で、レンズ２４の駆動を停止させるとともに、レーザビームＬの照射を停止させる。こうして、図８（ａ）に示すように、当該表面領域４０ａ内のアンテナパターンが形成される。
【００３３】
このように、レーザビームＬによる走査は、表面領域４０内だけで行われる。一方、表面領域４０は、上述のように、この範囲内ならばレーザビームＬは円筒２の外周面に対してほぼ垂直に照射されるものとして得られたものである。この場合、レーザビームＬは表面領域４０に対してほぼ垂直に照射されるから、その照射深度は、通常、焦点深度よりも大幅に短くなる。したがって、レーザビームＬが余計な導電膜１を除去することはなく、導電膜１の除去幅は所期の幅に一致する。そのため、所期のパターン幅のアンテナパターンを形成することができる。
【００３４】
入力制御装置３０は、表面領域４０ａ内のアンテナパターンの形成が終了すると（ステップＳ６のＹＥＳ）、たとえば終了ランプ（図示せず）により表面領域４０ａのビーム走査が終了したことをユーザに知らせる。
【００３５】
ユーザは、この知らせに基づいて、すべての表面領域４０におけるビーム走査が終了していないことを条件に（ステップＳ７のＮＯ）、角度割出回転装置１０の回動部材１３を回動させる。このとき、回動部材１３の回動角度は、円筒２の外周面の分割数に応じた角度とする。具体的には、３６０／８＝４５度である。その結果、回動部材１３の回動に連動して円筒２が回動し、図８（ｂ）に示すように、ビーム走査終了後の表面領域４０ａに隣接する表面領域４０ｈがレーザヘッド２１に対向する。こうして、次の表面領域４０ｈを走査対象とする（ステップＳ８）。その後、ユーザは、スタートキーを操作する。
【００３６】
レンズ駆動装置２２は、スタートキーの操作に応答して、上述と同様に、レンズ２４を初期位置に移動させた後、軸方向Ｂ１への移動および円周方向Ａへの移動を実行する。また、入力制御装置３０は、走査対象の表面領域４０ｈに対応する２次元アンテナパターンデータに基づいて、上述と同様に、レンズ２４の駆動に同期させてレーザビームＬの照射を制御する。図９は、２つ目の表面領域４０ｈを走査している途中の状態を表すものであり、破線で挟まれた範囲が２つ目の走査対象の表面領域４０ｈである。
【００３７】
以上と同様の処理をすべての表面領域４０ａ〜４０ｈに対して実行することにより（ステップＳ７のＹＥＳ）、元の３次元アンテナパターンに相当するパターンが円筒２の外周面に形成されることになる。こうして、図３に示すような螺旋状のアンテナパターンＡＰを有するヘリカルアンテナ３を製造することができる。
【００３８】
以上のようにこの実施形態１によれば、円筒２の外周面をレーザビームＬがほぼ垂直に照射されるような複数個の表面領域４０に分割し、各表面領域４０ごとにアンテナパターンを分割して形成するようにしている。したがって、余計な導電膜１を除去することなく、所期のパターン幅のアンテナパターンを円筒２の外周面に形成することができる。そのため、所期のアンテナ性能を有するヘリカルアンテナ３を製造することができる。ゆえに、送受信機能に優れた携帯電話機を提供することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施形態２に係るアンテナの製造方法が適用されるアンテナ製造装置の概略構成を示す斜視図である。図１０において、図１と同じ機能部分については同一の参照符号を使用する。
【００４０】
上記実施形態１では、所定の外周長を有する円筒モデルを利用して作成された３次元アンテナパターンデータをそのまま平面に投影することにより、各表面領域４０ごとの２次元アンテナパターンデータを作成している。しかし、実際の円筒２の外周長には、通常、製造ばらつきがあるため、この製造ばらつきを考慮した２次元アンテナパターンデータを作成することが望ましい。そこで、この実施形態２では、２次元アンテナパターンデータの作成に先立って円筒２の外周長を実際に測定し、この測定結果を加味した２次元アンテナパターンデータを作成することとしている。
【００４１】
より詳述すれば、このアンテナ製造装置は、直径測定装置５０を備えている。直径測定装置５０は、角度割出回転装置１０に保持された状態の円筒２の直径Ｒを測定するためのものである。直径測定装置５０は、保持状態の円筒２と直交するように配置されている。直径測定装置５０は、発光部材５１、搬送機構５２および受光センサ５３を備えている。発光部材５１および搬送機構５２と受光センサ５３とは、保持状態の円筒２を挟んで上下に対向配置されている。
【００４２】
発光部材５１は、測定用の光を照射するものである。搬送機構５２は、発光部材５１を円筒２の軸方向Ｂ１に直交する方向Ｆに沿って搬送するためのものである。受光センサ５３は、発光部材５１から照射された光を受光するためのものである。受光センサ５３は、細長形状のもので、その長手方向が円筒２の軸方向Ｂ１に直交する方向Ｆに沿うように配置されている。受光センサ５３は、複数の単位センサ５３ａを有し、各単位センサ５３ａから受光の有無を示す出力信号を入力制御装置３０に出力する。入力制御装置３０は、受光センサ５３からの出力信号に基づき、保持状態の円筒２の直径を求める。
【００４３】
図１１は、この実施形態２に係るアンテナの製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。ユーザは、円筒２を角度割出回転装置１０に保持させた後、図示しないスタートキーを操作して直径測定装置５０の動作開始を指示する（ステップＴ１）。直径測定装置５０は、スタートキーの操作に応答して、発光部材５１から光照射を開始させるとともに、搬送機構５２により発光部材５１を軸方向Ｂ１に直交する方向Ｆに沿って搬送させる（ステップＴ２）。
【００４４】
発光部材５１が円筒２に達するまでは、発光部材５１から照射される光は受光センサ５３において受光されている。一方、発光部材５１が円筒２の上を通過しているときには、円筒２により発光部材５１から遮蔽されている受光センサ５３では光を受光することはできず、発光部材５１が円筒２を通り過ぎると、受光センサ５３による受光が再び開始される。したがって、受光していない区間の各単位センサ５３ａからは、未受光を表す出力信号が入力制御装置３０に与えられることになる。
【００４５】
入力制御装置３０は、未受光信号を出力してきた単位センサ５３ａの数に基づき、保持状態の円筒２の直径Ｒを求める（ステップＴ３）。こうして、円筒２の直径Ｒを求めることができる。入力制御装置３０は、また、この求められた円筒２の直径Ｒに基づいて、円筒２の外周長を求める（ステップＴ４）。その後、この求められた円筒２の外周長に基づき、入力された３次元アンテナパターンデータから２次元アンテナパターンデータを作成する（ステップＴ５）。
【００４６】
より具体的には、入力制御装置３０は、入力された３次元アンテナパターンデータを、求められた円筒２の外周長を有する３次元アンテナパターンに変更する。この場合、アンテナパターンの傾斜角度および長さは、外周長の変化に伴って同時に補正される。その後、入力制御装置３０は、この新たに作成された３次元アンテナパパターンを平面に投影することにより、２次元アンテナパターン４０ａ’〜４０ｈ’のデータを得る。こうすることにより、実際に保持されている円筒２の外周長に応じたアンテナパターンを得ることができる。その後の動作は、図４のステップＳ４以降の動作と同じなので、省略する。
【００４７】
なお、円筒２の外周面をｎ個の表面領域４０に分割する作業および３次元アンテナパターンデータの入力作業は、２次元アンテナパターンデータの作成前であれば、任意のタイミングで行えばよい。
【００４８】
以上のようにこの実施形態２によれば、入力された３次元アンテナパターンデータを実際に保持されている円筒２の外周長に応じた２次元アンテナパターンデータに補正しているから、より精密なアンテナパターンを円筒２の外周面に形成することができる。したがって、アンテナ性能をより向上できる。そのため、送受信性能がより向上された携帯電話機を提供することができる。
【００４９】
なお、たとえば発光素子５１に対向配置された１つの単位センサからなる受光センサを発光素子５１と同期させて移動させ、その過程において光を受光しなかった時間を測定することにより、円筒２の直径Ｒを求めるようにしてもよい。
【００５０】
また、受光センサを発光素子５１の近傍に配置して発光素子５１と一緒に移動するようにしておき、その移動過程において円筒２からの反射光を受光している時間を測定することにより、円筒２の直径Ｒを求めるようにしてもよい。
【００５１】
実施の形態３．
上記実施形態１および２では、円筒２の材質、導電膜１の材質および導電膜１の膜厚などの材料要素を特に考慮することなく、２次元アンテナパターンデータを作成している。しかし、上述のような材料要素が異なれば、レーザビームにより昇華される導電膜量が異なるため、所期の幅のアンテナパターンを得ることができないおそれがある。そこで、この実施形態３では、上述のような材料要素を考慮した上で、２次元アンテナパターンデータを作成することとしている。
【００５２】
より詳述すれば、たとえば導電膜１の材質としてレーザビームによって昇華しやすい材質、たとえば無電解銅めっきが使用されている場合には、図１２（ａ）に示すように、除去後に残る導電膜１の幅が３次元アンテナパターンにおいて想定されている幅ｗ１よりも狭いパターン幅ｗ２を有する２次元アンテナパターンを作成する。
【００５３】
レーザビームが照射される際には、２次元アンテナパターンにおいて想定されている除去幅よりも多く導電膜が除去されることになる。したがって、除去後に残る導電膜１の幅を３次元アンテナパターンにおいて想定されている幅ｗ１と一致させることができる。
【００５４】
同様に、昇華しやすい材質の円筒２を使用する場合および導電膜１の膜厚が薄い場合には、上述のように、３次元アンテナパターンデータにおいて想定されている幅ｗ１よりも狭いパターン幅ｗ２を有する２次元アンテナパターンデータを作成すればよい。
【００５５】
逆に、導電膜１が昇華しにくい材料要素（たとえば電気ニッケルめっき）を適用する場合には、３次元アンテナパターンデータにおいて想定されている幅ｗ１よりも広いパターン幅ｗ３を有する２次元アンテナパターンを作成すればよい。この場合、図１２（ｂ）に示すように、実際には２次元アンテナパターンデータにおいて想定されている幅ｗ３よりも狭い幅しか導電膜１を除去できない。したがって、除去後に残る導電膜１の幅を３次元アンテナパターンデータにおいて想定されている幅ｗ１と一致させることができる。
【００５６】
以上のようにこの実施形態３によれば、導電膜１の昇華量を決定する材料要素を考慮した上で２次元アンテナパターンを作成している。したがって、より一層精密なアンテナパターンを円筒２の外周面に形成することができる。そのため、アンテナ性能をより一層向上できる。ゆえに、送受信性能がより一層向上された携帯電話機を提供することができる。
【００５７】
他の実施形態
以上、この発明の３つの実施形態について説明してきた。しかし、この発明が他の実施形態を採り得るのはもちろんである。たとえば上記実施形態においては、円筒２の外周面全体にわたって螺旋状のアンテナパターンＡＰを形成する場合を例にとっているが、アンテナパターンＡＰの形状は螺旋状に限定されることはない。たとえば図１３に示すように、螺旋部ＡＰ１の端部から軸方向Ｂ１に沿って延びた直線部ＡＰ２を有するアンテナパターンＡＰであってもよい。また、図１４に示すように、螺旋部ＡＰ１の端部から軸方向Ｂ１に沿って延びた直線部ＡＰ２を有し、さらにこの直線部ＡＰ２の端部から円筒２の円周方向Ａに沿って延びた円周部ＡＰ３を有するアンテナパターンであってもよい。
【００５８】
また、上記実施形態においては、アンテナの本体として円筒を例にとって説明しているが、アンテナの本体としては、円柱および楕円筒など他の形状のものを適用することもできる。
【００５９】
さらに、上記実施形態においては、手動式の角度割出回転装置を用いる場合を例にとって説明しているが、たとえば自動式の角度割出回転装置を用いるようにしてもよい。自動式の角度割出回転装置は、入力制御装置３０から与えられる２次元アンテナパターンデータに基づき、各表面領域４０が走査対象となるように回動部材を自動的に回動させるものである。この構成によれば、人手を介さずにアンテナの製造を行うことができるので、ユーザの作業を簡単にすることができる。
【００６０】
さらにまた、上記実施形態においては、ヘリカルアンテナを例にとって説明しているが、この発明は、他のアンテナにおいても適用することができる。
【００６１】
さらに、上記実施形態においては、この発明を携帯電話機に備えられるアンテナの製造に適用する場合を説明しているが、この発明は、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）電話機など小型のアンテナを備える他の携帯機器に対しても容易に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、円筒の外周面をレーザビームがほぼ垂直に照射されるような３以上の表面領域に分割し、各表面領域のアンテナパターンを個別に形成することにより、全体のアンテナパターンを形成している。したがって、所期のパターン幅のアンテナパターンを円筒の外周面に形成することができる。そのため、所期のアンテナ性能を有するアンテナを製造することができる。ゆえに、送受信機能に優れた携帯電話機を提供することができる。
【００６３】
また、円筒の外周長を実際に測定し、この測定結果に基づいてアンテナパターンを補正する場合には、円筒の外周長の製造ばらつきを補償することができる。したがって、パターン幅を所期の幅により近づけることができる。そのため、アンテナ性能をより所期値に近づけたアンテナを製造することができる。
【００６４】
さらに、材料要素を考慮してアンテナパターンを補正する場合には、パターン幅を所期の幅により一層近づけることができる。そのため、アンテナ性能をより一層所期値に近づけたアンテナを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１に係るアンテナの製造方法が適用されるアンテナ製造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】製造前のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図３】製造後のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図４】ヘリカルアンテナの製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。
【図５】円筒の外周面の分割について説明するための図である。
【図６】２次元アンテナパターンデータを説明するための図である。
【図７】表面領域を走査している途中の状態を示す図である。
【図８】表面領域におけるビーム走査が終了した状態を示す図である。
【図９】次の表面領域を走査している途中の状態を示す図である。
【図１０】この発明の実施形態２に係るアンテナの製造方法が適用されるアンテナ製造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】実施形態２に係るヘリカルアンテナの製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明の実施形態３に係る製造方法によりアンテナを製造する場合における２次元アンテナパターンデータの作成について説明するための図である。
【図１３】他のアンテナパターン形状のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図１４】他のアンテナパターン形状のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図１５】従来のアンテナ製造方法を説明するための図である。
【図１６】従来のアンテナ製造方法をより詳しく説明するための図である。
【図１７】従来技術の課題を説明するための円筒の構成を示す平面図である。
【図１８】従来技術の課題を説明するための円筒の構成を示す断面図である。
【図１９】従来技術の課題を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１ 導電膜
２ 円筒
３ ヘリカルアンテナ
１０ 角度割出回転装置
２０ レーザユニット
２１ レーザヘッド
２２ レーザ駆動装置
２３ レーザ光源
２４ レンズ
３０ 入力制御装置
４０ａ〜４０ｈ、４０ 表面領域
５０ 直径測定装置
ＡＰ アンテナパターン
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として、携帯電話機などに備えられるアンテナの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機に代表される携帯機器が普及している。携帯電話機は、通常、アンテナを備えており、このアンテナの性能により携帯電話機としての性能が大きく左右される。そのため、携帯電話機の製造においては、アンテナ性能が所期の性能を達成するように配慮する必要がある。携帯電話機に備えられるアンテナとしては、小型のヘリカルアンテナを挙げることができる。ヘリカルアンテナは、たとえばレーザビームを利用することにより製造することができる。
【０００３】
図１５は、レーザビームによりヘリカルアンテナを製造する技術を説明するための図である。この製造技術は、たとえば特開平１０−２２１５７号公報に開示されている薄膜形成技術を利用している。すなわち、絶縁材からなる円筒８０の外周面に形成されている導電膜８１をレーザヘッド８２から照射されるレーザビームＬで除去し、螺旋状のアンテナパターンＡＰを円筒８０の外周面に形成する。
【０００４】
より詳述すれば、図１６（ａ）に示すように、円筒８０の半面８０ａをレーザヘッド８２に対向配置する。レーザヘッド８２から照射されるレーザビームＬの走査範囲Ｃは、二点鎖線で示すように、円筒８０の半面８０ａ全体をカバーする範囲に設定される。そして、レーザヘッド８２に対向している半面８０ａを、たとえば回動軸Ｂに対して斜めに交差する方向に沿ってレーザビームＬで走査する。その結果、当該半面８０ａにおけるアンテナパターンが形成される。
【０００５】
その後、円筒８０を反転し、図１６（ｂ）に示すように、円筒８０の反対側の半面８０ｂをレーザヘッド８２に対向させる。そして、この状態で当該半面８０ｂを上述と同様に回動軸Ｂに対して斜めに交差する方向に沿ってレーザビームＬで走査する。こうすることにより、円筒８０の外周面全体に螺旋状のアンテナパターンＡＰを形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来技術では、たとえば、平面図である図１７に示すように、円筒８０の断面に平行な平面に対するアンテナパターンＡＰの傾斜角度Ｅが大きい場合、レーザビームＬの走査範囲Ｃの境界付近においては、断面図である図１８に示すように、レーザビームＬが円筒８０の外周面に対して斜めに当たる。
【０００７】
したがって、レーザビームＬの走査範囲Ｃの境界付近において除去される導電膜８１の幅ｄ１は、レーザビームＬがほぼ垂直に当たる場合に除去される導電膜８１の幅ｄ２よりも大きくなる。その結果、図１７に示すように、本来ならば破線で示される幅で導電膜８１を除去したいのに、破線よりも広い実線で示される幅の導電膜８１が除去されることになる。したがって、不必要な導電膜８１まで除去することになる。この場合、アンテナパターンＡＰを所期のパターンと一致させることができなくなる。ゆえに、アンテナ性能が所期の性能を発揮しないおそれがある。
【０００８】
また、図１９に示すように、レーザビームＬのビーム幅ｇは、レーザビームＬの焦点深度ｆを越えると広がるので、レーザビームＬの焦点深度ｆよりも円筒８０の半径ｒが長い場合には、レーザビームＬの走査範囲Ｃの境界付近において除去される導電膜８１の幅が広がる。そのため、この場合においても、アンテナパターンＡＰを所期のパターンと一致させることができなくなり、アンテナ性能が所期の性能を発揮しないという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、導電膜を所期の幅で除去することができ、これにより所期のパターン幅を有するアンテナパターンを形成することができるアンテナの製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明は、導電膜が形成された絶縁材からなる本体の外周面をレーザビームで走査して、本体の外周面に本体の軸方向に対して斜めに交差する方向に沿ったパターンを含むアンテナパターンを形成することにより、アンテナを製造する方法であって、上記本体の外周面をレーザビームがほぼ垂直に照射されるような３以上の表面領域に本体の外周方向に沿って分割するとともに本体の外周長を取得し、アンテナパターンとその外周長に基づき、分割された各表面領域ごとの２次元アンテナパターンデータを作成し、表面領域を当該表面領域に対応する２次元アンテナパターンデータに基づいてレーザビームで走査して導電膜を除去し、当該走査終了後、本体を上記分割数に応じた角度だけ軸まわりに回動させ、走査済の上記表面領域に隣接する表面領域を当該表面領域に対応する２次元アンテナパターンデータに基づいてレーザビームで走査して導電膜を除去することにより、アンテナパターンを形成することを特徴とするアンテナの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施形態１に係るアンテナの製造方法が適用されるアンテナ製造装置の概略構成を示す斜視図である。このアンテナ製造装置は、携帯電話機などに備えられる小型のヘリカルアンテナをレーザビームにより製造するものである。製造前のヘリカルアンテナは、斜視図である図２に示すように、外周面に導電膜１が被着された絶縁材からなる円筒２である。このアンテナ製造装置は、円筒２の外周面をレーザビームで走査することにより、斜視図である図３に示すように、螺旋状のアンテナパターンＡＰを有するヘリカルアンテナ３を製造する。
【００１３】
図１に戻って、このアンテナ製造装置は、手動式の角度割出回転装置１０と、レーザユニット２０と、入力制御装置３０とを備えている。角度割出回転装置１０は、円筒２を保持するとともに、この保持している円筒２を円周方向Ａに沿って回動させるものである。角度割出回転装置１０は、平板状の基台１１を備えている。基台１１の表面には、一対の支持部材１２が所定間隔を開けて立設されている。各支持部材１２の対向面側には、それぞれ、円形の回動部材１３が回動軸Ｂのまわりに円周方向Ａに沿って回動可能に取り付けられている。各回動部材１３には、取っ手（図示せず）がそれぞれ取り付けられている。取っ手は、回動部材１３を手で回転させるためのものである。また、各回動部材１３には、保持部材１４がそれぞれ取り付けられている。保持部材１４は、円筒２の内部空間に両端からはめ込んで円筒２を保持するものである。
【００１４】
角度割出回転装置１０はまた、図示しない角度割出機構を有している。角度割出機構は、予め定める単位角度（たとえば１５度）ごとに回動部材１３を停止させることができる。したがって、単位角度のｍ倍の角度だけ円筒２を回動させたければ、回動部材１３を回動させた後いったん停止させるという動作をｍ回にわたって繰り返せばよいことになる。
【００１５】
レーザユニット２０は、レーザヘッド２１と、レンズ駆動装置２２と、レーザ光源２３とを備えている。レーザヘッド２１は、角度割出回転装置１０に保持された状態の円筒２の上方であって、かつ回動軸Ｂに沿った方向Ｂ１に関しほぼ中央に設けられている。レーザヘッド２１は、レンズ２４を有している。レンズ駆動装置２２は、レンズ２４を２次元的に移動させることができるものである。すなわち、レンズ駆動装置２２は、保持状態の円筒２の円周方向Ａおよび軸方向Ｂ１に沿ってレンズ２４を往復移動させることができる。レーザ光源２３は、レーザヘッド２１にレーザビームＬを供給するためのもので、たとえばＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザ光源を適用することができる。
【００１６】
入力制御装置３０は、ユーザが３次元アンテナパターンデータを入力するために用いられる。また、入力制御装置３０は、入力された３次元アンテナパターンデータに基づいて、レーザ光源２３からのレーザビームＬの照射およびレンズ駆動装置２２の駆動を制御する。
【００１７】
図４は、ヘリカルアンテナの製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。ユーザは、まず、製造前処理を実行する。具体的には、ユーザは、図５に示すように、円筒２の外周面を円筒２の円周方向Ａに沿ってｎ個（ｎ≧３；ｎは整数）の表面領域に等分割し、分割数データを入力制御装置３０から入力する（ステップＳ１）。たとえば、この実施形態１では、円筒２の外周面を円周方向Ａに沿って８個の表面領域４０ａ〜４０ｈ（以下総称するときは「表面領域４０」という。）に等分割する。この場合、ユーザは、レーザビームＬが円筒２の外周面に対してほぼ垂直に当たるか否かに基づいて、分割数を決定する。
【００１８】
レーザビームＬが円筒２の外周面に対してほぼ垂直に当たるか否かは、アンテナパターンの形状、レーザビームの焦点深度および導電膜１の除去幅の要求精度などの分割要素に基づいて決定される。すなわち、アンテナパターンの傾斜角が大きければ、特にレーザビームの照射範囲Ｃの境界付近において、レーザビームＬが円筒２の外周面に対して斜めに当たりやすくなる。また、レーザビームＬの焦点深度が浅い場合も同様である。さらに、導電膜１の除去幅の要求精度が高ければ、除去幅の許容範囲が狭くなるから、垂直の度合いの決定に影響する。
【００１９】
そこで、ユーザは、これら分割条件に基づいて、レーザビームＬが円筒２の外周面に当たる際に、レーザビームＬがほぼ垂直に円筒２の外周面に当たる範囲を決定する。そして、この決定された範囲に相当する幅を円筒２の外周長で割ることにより、分割数を決定する。この場合、割り切れないときには許容範囲内で適当に調整することにより、円筒２の外周面を等分割する。また、許容範囲内で調整することができないときには、分割数を増加させる。
【００２０】
なお、分割数を３以上としたのは、分割数が少なくとも３以上でなければ、円筒２の外周面をレーザビームＬがほぼ垂直に当たるような表面領域に分割することが困難だからである。
【００２１】
また、レーザビームＬが円筒２の外周面に対してほぼ垂直に当たるか否かの範囲は、たとえば実際に実験を行うことにより得るようにしてもよく、この場合導電膜の除去精度を向上することができる。
【００２２】
その後、ユーザは、所望の３次元アンテナパターンのデータを入力制御装置から入力する（ステップＳ２）。入力制御装置３０は、入力された３次元アンテナパターンデータに基づいて、８個の表面領域４０ごとに分けられた２次元パターンデータを作成する（ステップＳ３）。
【００２３】
より具体的には、入力制御装置３０は、図６に示すように、まず表面領域４０ａを平面に投影して２次元アンテナパターン４０ａ’のデータを作成する。以後同様にして、入力制御装置３０は、表面領域４０ｂ〜４０ｈにそれぞれ対応する２次元アンテナパターン４０ｂ’〜４０ｈ’（説明の便宜上参照符号を使用する。）のデータを作成する。作成された２次元アンテナパターンデータは、２次元アンテナパターン４０ａ’〜４０ｈ’の円周方向Ａに沿った幅Ｄ１、軸方向Ｂ１に沿った幅Ｄ２およびアンテナパターンの形状を少なくとも含む。
【００２４】
前処理終了後、ユーザは、図示しないスタートキーを操作して、アンテナの製造開始を指示する（ステップＳ４）。この指示に応答して、入力制御装置３０は、８個の表面領域４０ａ〜４０ｈにそれぞれ対応する２次元アンテナパターンデータのうち最初の表面領域４０ａに対応する２次元アンテナパターンデータをレンズ駆動装置２２に与える。
【００２５】
レンズ駆動装置２２は、この与えられた２次元アンテナパターンデータに基づいて、レンズ２４の駆動を開始する（ステップＳ５）。より具体的には、レンズ駆動装置２２は、まず、レンズ２４を初期位置に移動させる。その後、レンズ駆動装置２２は、上記２次元アンテナパターンデータに基づいて、レンズ２４を軸方向Ｂ１に沿って往路を移動させた後円周方向Ａに沿ってずらし、再び軸方向Ｂ１に沿って復路を移動させる。このとき、レンズ２４の円周方向Ａへの移動長は単位長に相当し、その全移動長は２次元アンテナパターン４０ａ’の幅Ｄ１に相当する。また、レンズ２４の軸方向Ｂ１への全移動長は、２次元アンテナパターン４０ａ’の幅Ｄ２に相当する。
【００２６】
また、入力制御装置３０は、スタートキーの操作に応答して、最初の表面領域４０ａに対応する２次元アンテナパターンデータに基づいて、レンズ２４の駆動タイミングに同期して、レーザ光源２３からのレーザビームＬの照射を制御する（ステップＳ５）。
【００２７】
より具体的には、入力制御装置３０は、レンズ２４が軸方向Ｂ１に移動を開始するタイミングに同期して、レーザビームＬの照射を開始させる。その結果、レーザビームＬは、円筒２の端部から軸方向Ｂ１に沿った走査が開始される。
【００２８】
レーザビームＬが導電膜１を残すべき区間に達すると、入力制御装置３０は、レーザビームＬの照射を停止させる。アンテナパターンの形状は２次元アンテナパターンデータからわかるので、円筒２の端部から導電膜１を残すべき区間までの長さがわかる。したがって、導電膜１を残すべき区間に達したか否かは、たとえば、レーザビームＬの照射開始からの時間を計測することにより判断することができる。
【００２９】
入力制御装置３０は、残すべき導電膜１の幅を走査する時間にわたってその停止状態を維持した後、レーザビームＬの照射を再び開始させる。その結果、レーザビームＬの照射が禁止されていた区間の導電膜１は残る。以後、以上と同様の動作を繰り返し、２次元アンテナパターン４０ａ’のデータに含まれる幅Ｄ２に基づいて、レンズ２４の軸方向Ｂ１への移動を終了させる。また、入力制御装置３０は、このレンズ２４の移動終了タイミングに同期して、レーザビームＬの照射を停止させる。これにより、当該ラインの走査が終了する。
【００３０】
レンズ２４は、軸方向Ｂ１への移動が終了すると、円周方向Ａに沿ってずらされる。入力制御装置３０は、このずれたレンズ２４の軸方向Ｂ１に沿った移動の開始タイミングに同期して、レーザビームＬの照射を開始させる。そして、上述と同様に、導電膜１を除去すべき区間においてはレーザビームＬを照射させ、導電膜１を残すべき区間においてはレーザビームＬの照射を停止させる。
【００３１】
図７は、表面領域４０ａにおける走査途中の状態を示す斜視図である。上述した動作を繰り返し実行することにより、表面領域４０ａは、導電膜１が除去された区域４５と導電膜１が残された区域４６とに分けられる。
【００３２】
２次元アンテナパターン４０ａ’の幅Ｄ１は、２次元アンテナパターンデータに含まれている。そこで、入力制御装置３０は、幅Ｄ１にわたって走査をしたと判断した段階で、レンズ２４の駆動を停止させるとともに、レーザビームＬの照射を停止させる。こうして、図８（ａ）に示すように、当該表面領域４０ａ内のアンテナパターンが形成される。
【００３３】
このように、レーザビームＬによる走査は、表面領域４０内だけで行われる。一方、表面領域４０は、上述のように、この範囲内ならばレーザビームＬは円筒２の外周面に対してほぼ垂直に照射されるものとして得られたものである。この場合、レーザビームＬは表面領域４０に対してほぼ垂直に照射されるから、その照射深度は、通常、焦点深度よりも大幅に短くなる。したがって、レーザビームＬが余計な導電膜１を除去することはなく、導電膜１の除去幅は所期の幅に一致する。そのため、所期のパターン幅のアンテナパターンを形成することができる。
【００３４】
入力制御装置３０は、表面領域４０ａ内のアンテナパターンの形成が終了すると（ステップＳ６のＹＥＳ）、たとえば終了ランプ（図示せず）により表面領域４０ａのビーム走査が終了したことをユーザに知らせる。
【００３５】
ユーザは、この知らせに基づいて、すべての表面領域４０におけるビーム走査が終了していないことを条件に（ステップＳ７のＮＯ）、角度割出回転装置１０の回動部材１３を回動させる。このとき、回動部材１３の回動角度は、円筒２の外周面の分割数に応じた角度とする。具体的には、３６０／８＝４５度である。その結果、回動部材１３の回動に連動して円筒２が回動し、図８（ｂ）に示すように、ビーム走査終了後の表面領域４０ａに隣接する表面領域４０ｈがレーザヘッド２１に対向する。こうして、次の表面領域４０ｈを走査対象とする（ステップＳ８）。その後、ユーザは、スタートキーを操作する。
【００３６】
レンズ駆動装置２２は、スタートキーの操作に応答して、上述と同様に、レンズ２４を初期位置に移動させた後、軸方向Ｂ１への移動および円周方向Ａへの移動を実行する。また、入力制御装置３０は、走査対象の表面領域４０ｈに対応する２次元アンテナパターンデータに基づいて、上述と同様に、レンズ２４の駆動に同期させてレーザビームＬの照射を制御する。図９は、２つ目の表面領域４０ｈを走査している途中の状態を表すものであり、破線で挟まれた範囲が２つ目の走査対象の表面領域４０ｈである。
【００３７】
以上と同様の処理をすべての表面領域４０ａ〜４０ｈに対して実行することにより（ステップＳ７のＹＥＳ）、元の３次元アンテナパターンに相当するパターンが円筒２の外周面に形成されることになる。こうして、図３に示すような螺旋状のアンテナパターンＡＰを有するヘリカルアンテナ３を製造することができる。
【００３８】
以上のようにこの実施形態１によれば、円筒２の外周面をレーザビームＬがほぼ垂直に照射されるような複数個の表面領域４０に分割し、各表面領域４０ごとにアンテナパターンを分割して形成するようにしている。したがって、余計な導電膜１を除去することなく、所期のパターン幅のアンテナパターンを円筒２の外周面に形成することができる。そのため、所期のアンテナ性能を有するヘリカルアンテナ３を製造することができる。ゆえに、送受信機能に優れた携帯電話機を提供することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施形態２に係るアンテナの製造方法が適用されるアンテナ製造装置の概略構成を示す斜視図である。図１０において、図１と同じ機能部分については同一の参照符号を使用する。
【００４０】
上記実施形態１では、所定の外周長を有する円筒モデルを利用して作成された３次元アンテナパターンデータをそのまま平面に投影することにより、各表面領域４０ごとの２次元アンテナパターンデータを作成している。しかし、実際の円筒２の外周長には、通常、製造ばらつきがあるため、この製造ばらつきを考慮した２次元アンテナパターンデータを作成することが望ましい。そこで、この実施形態２では、２次元アンテナパターンデータの作成に先立って円筒２の外周長を実際に測定し、この測定結果を加味した２次元アンテナパターンデータを作成することとしている。
【００４１】
より詳述すれば、このアンテナ製造装置は、直径測定装置５０を備えている。直径測定装置５０は、角度割出回転装置１０に保持された状態の円筒２の直径Ｒを測定するためのものである。直径測定装置５０は、保持状態の円筒２と直交するように配置されている。直径測定装置５０は、発光部材５１、搬送機構５２および受光センサ５３を備えている。発光部材５１および搬送機構５２と受光センサ５３とは、保持状態の円筒２を挟んで上下に対向配置されている。
【００４２】
発光部材５１は、測定用の光を照射するものである。搬送機構５２は、発光部材５１を円筒２の軸方向Ｂ１に直交する方向Ｆに沿って搬送するためのものである。受光センサ５３は、発光部材５１から照射された光を受光するためのものである。受光センサ５３は、細長形状のもので、その長手方向が円筒２の軸方向Ｂ１に直交する方向Ｆに沿うように配置されている。受光センサ５３は、複数の単位センサ５３ａを有し、各単位センサ５３ａから受光の有無を示す出力信号を入力制御装置３０に出力する。入力制御装置３０は、受光センサ５３からの出力信号に基づき、保持状態の円筒２の直径を求める。
【００４３】
図１１は、この実施形態２に係るアンテナの製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。ユーザは、円筒２を角度割出回転装置１０に保持させた後、図示しないスタートキーを操作して直径測定装置５０の動作開始を指示する（ステップＴ１）。直径測定装置５０は、スタートキーの操作に応答して、発光部材５１から光照射を開始させるとともに、搬送機構５２により発光部材５１を軸方向Ｂ１に直交する方向Ｆに沿って搬送させる（ステップＴ２）。
【００４４】
発光部材５１が円筒２に達するまでは、発光部材５１から照射される光は受光センサ５３において受光されている。一方、発光部材５１が円筒２の上を通過しているときには、円筒２により発光部材５１から遮蔽されている受光センサ５３では光を受光することはできず、発光部材５１が円筒２を通り過ぎると、受光センサ５３による受光が再び開始される。したがって、受光していない区間の各単位センサ５３ａからは、未受光を表す出力信号が入力制御装置３０に与えられることになる。
【００４５】
入力制御装置３０は、未受光信号を出力してきた単位センサ５３ａの数に基づき、保持状態の円筒２の直径Ｒを求める（ステップＴ３）。こうして、円筒２の直径Ｒを求めることができる。入力制御装置３０は、また、この求められた円筒２の直径Ｒに基づいて、円筒２の外周長を求める（ステップＴ４）。その後、この求められた円筒２の外周長に基づき、入力された３次元アンテナパターンデータから２次元アンテナパターンデータを作成する（ステップＴ５）。
【００４６】
より具体的には、入力制御装置３０は、入力された３次元アンテナパターンデータを、求められた円筒２の外周長を有する３次元アンテナパターンに変更する。この場合、アンテナパターンの傾斜角度および長さは、外周長の変化に伴って同時に補正される。その後、入力制御装置３０は、この新たに作成された３次元アンテナパパターンを平面に投影することにより、２次元アンテナパターン４０ａ’〜４０ｈ’のデータを得る。こうすることにより、実際に保持されている円筒２の外周長に応じたアンテナパターンを得ることができる。その後の動作は、図４のステップＳ４以降の動作と同じなので、省略する。
【００４７】
なお、円筒２の外周面をｎ個の表面領域４０に分割する作業および３次元アンテナパターンデータの入力作業は、２次元アンテナパターンデータの作成前であれば、任意のタイミングで行えばよい。
【００４８】
以上のようにこの実施形態２によれば、入力された３次元アンテナパターンデータを実際に保持されている円筒２の外周長に応じた２次元アンテナパターンデータに補正しているから、より精密なアンテナパターンを円筒２の外周面に形成することができる。したがって、アンテナ性能をより向上できる。そのため、送受信性能がより向上された携帯電話機を提供することができる。
【００４９】
なお、たとえば発光素子５１に対向配置された１つの単位センサからなる受光センサを発光素子５１と同期させて移動させ、その過程において光を受光しなかった時間を測定することにより、円筒２の直径Ｒを求めるようにしてもよい。
【００５０】
また、受光センサを発光素子５１の近傍に配置して発光素子５１と一緒に移動するようにしておき、その移動過程において円筒２からの反射光を受光している時間を測定することにより、円筒２の直径Ｒを求めるようにしてもよい。
【００５１】
実施の形態３．
上記実施形態１および２では、円筒２の材質、導電膜１の材質および導電膜１の膜厚などの材料要素を特に考慮することなく、２次元アンテナパターンデータを作成している。しかし、上述のような材料要素が異なれば、レーザビームにより昇華される導電膜量が異なるため、所期の幅のアンテナパターンを得ることができないおそれがある。そこで、この実施形態３では、上述のような材料要素を考慮した上で、２次元アンテナパターンデータを作成することとしている。
【００５２】
より詳述すれば、たとえば導電膜１の材質としてレーザビームによって昇華しやすい材質、たとえば無電解銅めっきが使用されている場合には、図１２（ａ）に示すように、除去後に残る導電膜１の幅が３次元アンテナパターンにおいて想定されている幅ｗ１よりも狭いパターン幅ｗ２を有する２次元アンテナパターンを作成する。
【００５３】
レーザビームが照射される際には、２次元アンテナパターンにおいて想定されている除去幅よりも多く導電膜が除去されることになる。したがって、除去後に残る導電膜１の幅を３次元アンテナパターンにおいて想定されている幅ｗ１と一致させることができる。
【００５４】
同様に、昇華しやすい材質の円筒２を使用する場合および導電膜１の膜厚が薄い場合には、上述のように、３次元アンテナパターンデータにおいて想定されている幅ｗ１よりも狭いパターン幅ｗ２を有する２次元アンテナパターンデータを作成すればよい。
【００５５】
逆に、導電膜１が昇華しにくい材料要素（たとえば電気ニッケルめっき）を適用する場合には、３次元アンテナパターンデータにおいて想定されている幅ｗ１よりも広いパターン幅ｗ３を有する２次元アンテナパターンを作成すればよい。この場合、図１２（ｂ）に示すように、実際には２次元アンテナパターンデータにおいて想定されている幅ｗ３よりも狭い幅しか導電膜１を除去できない。したがって、除去後に残る導電膜１の幅を３次元アンテナパターンデータにおいて想定されている幅ｗ１と一致させることができる。
【００５６】
以上のようにこの実施形態３によれば、導電膜１の昇華量を決定する材料要素を考慮した上で２次元アンテナパターンを作成している。したがって、より一層精密なアンテナパターンを円筒２の外周面に形成することができる。そのため、アンテナ性能をより一層向上できる。ゆえに、送受信性能がより一層向上された携帯電話機を提供することができる。
【００５７】
他の実施形態
以上、この発明の３つの実施形態について説明してきた。しかし、この発明が他の実施形態を採り得るのはもちろんである。たとえば上記実施形態においては、円筒２の外周面全体にわたって螺旋状のアンテナパターンＡＰを形成する場合を例にとっているが、アンテナパターンＡＰの形状は螺旋状に限定されることはない。たとえば図１３に示すように、螺旋部ＡＰ１の端部から軸方向Ｂ１に沿って延びた直線部ＡＰ２を有するアンテナパターンＡＰであってもよい。また、図１４に示すように、螺旋部ＡＰ１の端部から軸方向Ｂ１に沿って延びた直線部ＡＰ２を有し、さらにこの直線部ＡＰ２の端部から円筒２の円周方向Ａに沿って延びた円周部ＡＰ３を有するアンテナパターンであってもよい。
【００５８】
また、上記実施形態においては、アンテナの本体として円筒を例にとって説明しているが、アンテナの本体としては、円柱および楕円筒など他の形状のものを適用することもできる。
【００５９】
さらに、上記実施形態においては、手動式の角度割出回転装置を用いる場合を例にとって説明しているが、たとえば自動式の角度割出回転装置を用いるようにしてもよい。自動式の角度割出回転装置は、入力制御装置３０から与えられる２次元アンテナパターンデータに基づき、各表面領域４０が走査対象となるように回動部材を自動的に回動させるものである。この構成によれば、人手を介さずにアンテナの製造を行うことができるので、ユーザの作業を簡単にすることができる。
【００６０】
さらにまた、上記実施形態においては、ヘリカルアンテナを例にとって説明しているが、この発明は、他のアンテナにおいても適用することができる。
【００６１】
さらに、上記実施形態においては、この発明を携帯電話機に備えられるアンテナの製造に適用する場合を説明しているが、この発明は、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）電話機など小型のアンテナを備える他の携帯機器に対しても容易に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、円筒の外周面をレーザビームがほぼ垂直に照射されるような３以上の表面領域に分割し、各表面領域のアンテナパターンを個別に形成することにより、全体のアンテナパターンを形成している。したがって、所期のパターン幅のアンテナパターンを円筒の外周面に形成することができる。そのため、所期のアンテナ性能を有するアンテナを製造することができる。ゆえに、送受信機能に優れた携帯電話機を提供することができる。
【００６３】
また、円筒の外周長を実際に測定し、この測定結果に基づいてアンテナパターンを補正する場合には、円筒の外周長の製造ばらつきを補償することができる。したがって、パターン幅を所期の幅により近づけることができる。そのため、アンテナ性能をより所期値に近づけたアンテナを製造することができる。
【００６４】
さらに、材料要素を考慮してアンテナパターンを補正する場合には、パターン幅を所期の幅により一層近づけることができる。そのため、アンテナ性能をより一層所期値に近づけたアンテナを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１に係るアンテナの製造方法が適用されるアンテナ製造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】製造前のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図３】製造後のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図４】ヘリカルアンテナの製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。
【図５】円筒の外周面の分割について説明するための図である。
【図６】２次元アンテナパターンデータを説明するための図である。
【図７】表面領域を走査している途中の状態を示す図である。
【図８】表面領域におけるビーム走査が終了した状態を示す図である。
【図９】次の表面領域を走査している途中の状態を示す図である。
【図１０】この発明の実施形態２に係るアンテナの製造方法が適用されるアンテナ製造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】実施形態２に係るヘリカルアンテナの製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明の実施形態３に係る製造方法によりアンテナを製造する場合における２次元アンテナパターンデータの作成について説明するための図である。
【図１３】他のアンテナパターン形状のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図１４】他のアンテナパターン形状のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図１５】従来のアンテナ製造方法を説明するための図である。
【図１６】従来のアンテナ製造方法をより詳しく説明するための図である。
【図１７】従来技術の課題を説明するための円筒の構成を示す平面図である。
【図１８】従来技術の課題を説明するための円筒の構成を示す断面図である。
【図１９】従来技術の課題を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１ 導電膜
２ 円筒
３ ヘリカルアンテナ
１０ 角度割出回転装置
２０ レーザユニット
２１ レーザヘッド
２２ レーザ駆動装置
２３ レーザ光源
２４ レンズ
３０ 入力制御装置
４０ａ〜４０ｈ、４０ 表面領域
５０ 直径測定装置
ＡＰ アンテナパターン
Claims (2)
- 導電膜が形成された絶縁材からなる本体の外周面をレーザビームで走査して、本体の外周面に本体の軸方向に対して斜めに交差する方向に沿ったパターンを含むアンテナパターンを形成することにより、アンテナを製造する方法であって、上記本体の外周面をレーザビームがほぼ垂直に照射されるような３以上の表面領域に本体の外周方向に沿って分割するとともに本体の外周長を取得し、上記アンテナパターンと上記外周長に基づき、分割された各表面領域ごとの２次元アンテナパターンデータを作成し、表面領域を当該表面領域に対応する２次元アンテナパターンデータに基づいてレーザビームで走査して導電膜を除去し、当該走査終了後、本体を上記分割数に応じた角度だけ軸まわりに回動させ、走査済の上記表面領域に隣接する表面領域を当該表面領域に対応する２次元アンテナパターンデータに基づいてレーザビームで走査して導電膜を除去することにより、アンテナパターンを形成することを特徴とするアンテナの製造方法。
- レーザビームによって除去される導電膜が設定された照射幅より広く除去されるような昇華しやすい材質の場合は、除去する導電膜の幅の設定値を所期の値より小さく設定し、設定された照射幅より狭く除去されるような昇華しにくい材質の場合は、除去する導電膜の幅の設定値を所期の値より大きく設定することを特徴とする請求項１に記載のアンテナの製造方法。
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