JPH04272785A - ミシンにおける縫製物の光学的走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミシンで縫製物を処理
している間に縫製物を光学的に走査して、縫製物表面の
二次元のイメージ部分のイメージ内容を表わすイメージ
情報を得るための、ミシンにおける縫製物の光学的走査
装置であって、縫製物の表面に向けられる所定の検知範
囲を有し、この検知範囲内に存在する点のライトバリュ
ーを走査して、これに対応するイメージ信号を生じさせ
る光電的なセンサ装置を備えた前記光学的走査装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ミシンの自動制御においては、縫製作動
または送りを縫製物の位置に応じて制御するために、縫
製物が移動している間縫製物を走査するための走査装置
を必要とすることが多い。一般的に知られているのはい
わゆるエッジ検出器である。エッジ検出器は通常簡単な
透過式フォトセンサまたは反射式フォトセンサを有し、
フォトセンサは個別のフォトセルを備えている。フォト
セルの出力信号は、縫製物の前エッジまたは後エッジを
検知したときに跳躍的に変化する。これはエッジ検知信
号を発するために利用することができる。２枚の縫製物
をその模様が合致するように縫合する際には、いくぶん
複雑な走査装置を必要とする。このような場合、２枚の
模様布を模様が合同になるように縫製中整向しなければ
ならないからである。模様の個々の要素がもっぱら縫製
方向にたいして交差する方向に存在しているような模様
布の場合には、模様のずれが生じたときにこのずれを縫
い目の方向においてのみ検出し、場合によっては修正す
るようにすれば十分である。このために２個の別個の光
電センサが使用される。それぞれの光電センサは、それ
に付設された縫製物の、少なくとも縫製方向に狭く限定
された領域を検知し、縫製物が縫い目方向へ搬送される
場合には、この検知領域の全輝度の模様による変動に対
応して変化する電気的な出力信号を発する。少なくとも
模様の循環長さに対応している両センサ信号の時間間隔
は、ずれが生じた場合にこれを検知するために互いに比
較され、例えばドイツ特許第３３４６１６３号公報から
知られているような相互相関関数を形成させる。このた
めには、両センサ信号の連続する多数の値を一時的に記
憶させる必要がある。

【０００３】縫い目方向だけでなく、これにたいして横
方向においても模様のずれを検出し、これを修正する必
要がある場合（格子縞の模様とか、模様の個々の要素が
縫い目方向にたいして横方向に存在している場合には望
ましい）には、縫製物を二次元的に走査しなければなら
ない。このため、ドイツ特許公開第３７３８８９３号公
報及びドイツ特許公開第３９１７１２０号公報からは、
二次元のイメージセンサ、例えばＣＣＤマトリックスカ
メラを使用することが知られている。これらの二次元の
イメージセンサはそれぞれ縫製物表面の二次元のイメー
ジ部分を検出し、テレビ信号のようなイメージ信号を生
じさせる。互いに直角な二つの方向において模様のずれ
を検出するために行なわれる両イメージ信号の比較分析
は、上記の公知の装置では、両イメージ信号の二次元の
相互相関関数を用いて行なわれる。

【０００４】縫製物の表面の二次元部分をイメージによ
り検出することが望ましい別のケースは、縫製物のエッ
ジが湾曲している場合とか、縫製物の隅角部においてエ
ッジに平行に縫い目を形成させる場合である。この場合
には、エッジの方向の変化が適時検出される。例えば２
針ミシンで本縫い目を形成させる場合には、隅角部後方
におけるエッジの延在方向を予め検出して、隅角部前方
での最後のステッチ長さを適当に調整することが必要で
ある。

【０００５】上記の公知の装置のように二次元のイメー
ジセンサまたは二次元のセンサマトリックスを使用する
と種々の欠点が生じる。この種のセンサ装置は比較的高
価であるばかりでなく、平面的な拡がりを持っているの
で広い設置空間を必要とし、特に接触配置されている場
合、従って検知されるべきイメージ部分に等しい拡がり
を持っていなければならない場合特にそうである。また
、二次元のセンサにおいて生じるデータ量は非常に多く
の処理を必要とする。このようにコスト、設置空間、処
理されるべきデータ量が多いと、光学的走査装置全体の
コスト、構成上の無駄を助長させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、縫製
物表面の二次元のイメージ部分を光学的に走査する上で
のコスト、構成上の無駄を省くことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、センサ装置の検知範囲が、縫製中の縫製物
の主送り方向にたいして横方向に位置する一行の点に限
定されていること、縫製物のその都度等しい送り長さに
対応する時間間隔で前記行の点のライトバリューを反復
的に試問する走査制御装置が設けられ、１回の行試問の
継続時間が前記時間間隔よりも短いこと、所定回数ｋの
連続する行試問のイメージ信号を記憶するメモリ装置が
設けられていることを特徴とするものである。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。

【０００９】図１は、縫製物としての模様布１０の一部
分の平面図である。模様布１０は、ミシン内を矢印Ｖの
方向へ移動せしめられ、点２０に穿刺される縫製針を用
いて布エッジ１１に平行に縫い目２１が形成される。図
面を簡潔にするため、ミシンの互いに協働する部品、例
えば縫製針、押さえ足、送り装置、針板は図１に図示し
ていない。模様布１０の模様は、図示した例では、縫製
方向に平行に等間隔で延びる暗い縦縞１３と、縫製方向
に垂直に等間隔で延びる暗い横縞１４から構成されてい
る。縦縞１３と横縞１４の間の領域１６は明るく、縦縞
１３と横縞１４が交差する領域１５は、縦縞１３と横縞
１４よりも暗い。

【００１０】すでに述べた理由から、形成されるべき縫
い目２１または縫製針の穿刺点２０に対する模様及び／
または布エッジの相対位置を、送り方向Ｖにおいて、及
びこれに対して横方向において固定するのが望ましい。 このためには、図１において破線の枠３０で示したよう
な二次元のイメージ部分の範囲内で模様布１０を平面的
に走査する必要がある。このため従来では二次元のイメ
ージセンサが使用され、即ち受像素子の二次元の走査パ
ターンを有し、受像素子の上にイメージ部分３０全体を
同時に結像させる構成が採用されていた。

【００１１】本例においては、イメージ部分３０を走査
するため、単に１個の光電センサ４０が使用されるにす
ぎない。この光電センサ４０は、送り方向Ｖに対して横
方向に位置する１行の点を検出するにすぎない。図１に
おいては、この光電センサ４０を、ｎ個の不連続な受光
素子４０Ｊ（ｊは１ないしｎ）を一列または一行に配列
することによって図式的に示した。受光素子４０ｊは、
模様布１０の表面に載置されており、同様に連ねられた
光源によって模様布１０を介して照明される。光源は、
センサラインと合同になるように模様布１０の下に延び
ている（従って図１からは認められない）。この結果、
各受光素子４０Ｊは電気的な出力信号を出力する。この
出力信号は、該当する位置での布の輝度に対応している
。布エッジ１１の外側にある受光素子は最大光を受光す
る。なぜならこれらの受光素子は模様布１０の一部分に
よって光源に対し遮断されないので、これらの受光素子
の出力が最大になるからである。

【００１２】図２にはメモリ装置５０が図示されている
。メモリ装置５０は、個々のメモリセルからなるマトリ
ックスである。メモリセルはｎ個の列（ラインセンサ４
０における受光素子の数量に対応している）とｋ個の行
を形成している。図１には図示しなかったが、図３と関
連して口述する走査制御装置は、ラインセンサ４０の受
光素子４０Ｊの出力を試問し、マトリックスメモリ５０
の１行に書き込む。個の書き込みは次のように行なうの
が有利であり、即ち最初の受光素子４０１の出力信号が
１行の最初のメモリセルに書き込まれ、第２の受光素子
４０２の出力が同じ行の第２番目のメモリセルに書き込
まれ、以下同様にしてｎ番目の受光素子の出力が同じ行
のｎ番目のメモリセルに書き込まれるように行なうのが
有利である。

【００１３】この“行試問”は、縫製作動中に一定の時
間間隔で反復される。この時間間隔は次のように選定さ
れ、即ち１つの行試問から次の行試問までに常に同じ布
送り長さが送り方向Ｖに実施されるように選定されてい
る。連続する行試問の結果はマトリックスメモリ５０の
メモリセルの連続する行に書き込まれ、ｋ個の行試問が
連続して行なわれると、マトリックスメモリ５０は二次
元のイメージ部分のイメージ内容を有するにいたる。イ
メージ部分の横のサイズはラインセンサ４０の幅に対応
しており、イメージ部分の縦のサイズ（縫製方向または
送り方向）は積ｋ＊ｄＶに対応している。ここでｄＶは
連続する行試問の間での送り長さである。

【００１４】図１は、布表面のイメージ部分３０の走査
過程での第４番目の行試問における模様布１０の位置を
示している。最初の試問は、イメージ部分３０の上縁が
まだラインセンサ４０の高さにあるときに行なわれる。 これに対応して、メモリマトリックスの第１番目の行は
、イメージ部分３０の上縁に沿って横に並ぶｎ個のイメ
ージエレメント（画素）の値を含んでいる。図示したメ
モリセルマトリックスの場合、画素値はメモリ装置５０
の内部に数値として記憶されている。この場合、縞の交
差位置にある最も暗い模様領域１５は最も低い画素値２
を送り、一方縞１３と１４のそれほど暗くない部分はそ
れぞれ画素値４を送り、明るい領域１６はそれぞれ画素
値６を送り、布エッジの外側の領域はそれぞれ最大の画
素値８を送るものとする。センサラインの受光素子がそ
の最終的な空間的な拡がりにより個々の明るい領域を同
時に検出する場所においては中間値が生じる。

【００１５】最後から３番目の行試問においては、模様
布１０の単部エッジ１２がラインセンサ４０を越え、従
ってこの行試問のすべての画素が最大値８を持つように
模様布１０を送り方向Ｖへ移動させ、即ちイメージ部分
３０を図１にて上方へずらす。これは次の最後から２番
目の行試問、及びイメージ部分３０の下縁がラインセン
サ４０の高さにあるｋ番目の試問にたいしても適用され
る。

【００１６】メモリセルマトリックスの内部にある数値
に基づき、ｋ回の試問からなる１回のメモリ周期を行な
ったあと、これらの数値がイメージ部分３０の範囲内で
の輝度分布に関する信頼性のある像を表わしていること
を認識できる。これらの記憶されたメモリ情報を何回も
処理すれば、像の、即ち模様布１０の特定の特徴の空間
的な位置及び方向を分析し、これに応じてミシンの作動
を制御することができ、例えば模様に適した縫製、エッ
ジが平行になるような縫製が可能になり、或いは模様布
の端部エッジに達したときにミシンを遮断することがで
きる。

【００１７】すでに述べたように、走査制御装置により
、模様布の送り長さが等しいかどうかについて連続的に
行試問が行なわれ、即ち模様布の表面に関し“等間隔”
であるかどうかの試問が行なわれる。この“等間隔”を
以下に保証できるかについて、次に図３と図４を用いて
説明する。

【００１８】図３は、互いに協働して縫製物を模様が合
致するように縫合する機械的な装置及び電子的な装置を
図示したものである。図の例では、１枚の縫製物が図１
に平面図で示した模様布１０に対応している。図３の中
央部にこの模様布１０があり、その上にラインセンサ４
０が断面にて図示されている。この断面は図１の線ＩＩ
Ｉ−ＩＩＩに対応している。

【００１９】模様布１０は図の右側から供給されて中間
板４１に達する。中間板４１内には照明装置４２が設け
られている。照明装置４２はラインセンサ４０と同じ高
さに配置されており、その光は模様布１０をラインセン
サ４０の受光面の方向へ貫通する。照明装置４２は、中
間板４１のなかに配置される上部光誘導繊維束４３と、
下部の平らな光誘導繊維束４３ａとを有している。図示
していない光源に接続されている光誘導繊維束４３，４
３ａは、中間板４１のなかに配置され送り方向Ｖにたい
して横方向に延びている透明な反射ライン部（Ｒｆｌｅ
ｘｚｅｉｌｅ）４４で終わっている。反射ライン部４４
の、光誘導繊維束４３，４３ａに対向している端部は、
Ｖ字状に（フォーク状に）構成されており、互いに９０
°の角度を成して延びている面４５，４５ａは鏡化され
、光誘導繊維束４３，４３ａから出る光は垂直に上方ま
たは下方へ伝送される。

【００２０】ラインセンサ４０の個々の受光素子は、図
３の平面に垂直に１行を形成する。さらに左側にはミシ
ンの縫製針７１が設けられており、縫製針７１は上軸に
よって上下動させられて、模様布１０とその下にある模
様布１０ａとを周期的に穿刺し、その際同行する上糸を
両模様布の下方で案内されている下糸に絡ませる。糸の
ガイドは、図面を簡潔にするために図３には図示してい
ない。縫製針７１が模様布１０，１０ａから出るたびに
二つの布送り７３，７３ａが作用して、両模様布を所定
の１区画だけ送り方向Ｖへ変位させる。押さえ足７２は
、両模様布１０，１０ａを針板７０上で押さえつける用
を成している。針板７０は、下部布押さえ７３ａの一部
を貫通させるための穴と、縫製針７１を貫通させるため
の針穴とを備えている。

【００２１】縫製を行なっている間、模様布１０はその
模様とともに間歇的に送り方向Ｖへ中間板４１上を移動
する。布表面の二次元部分の可能な限り寸法正確な像を
得るためには、ラインセンサ４０は布表面の等間隔行領
域を個々に記憶せねばならない。即ち布の移動に同期し
て行試問が連続的に行われねばならない。このため同期
装置５４が設けられている。同期装置５４は、一定の間
隔で行同期信号Ｈをラインセンサ４０の同期入力４６に
送り、その後ラインセンサ４０はすぐにその信号出力４
７から個々の受光素子の出力信号を出力させる。ライン
センサ４０は例えばＣＣＤラインカメラである。ＣＣＤ
ラインカメラの受光性の荷電メモリセルは主にある一定
の照明時間または積分時間作動し、この時記憶された荷
電値は比較的高周波数のパルス信号Ｔを用いてシークエ
ンスに読み取ることができる。

【００２２】布送り７３，７３ａが上軸によって駆動さ
れるので、布の送り運動は通常通り上軸の回転と同期し
ている。標準の場合には、縫製過程において模様布は上
軸の１回転周期内で常に同じ区画だけ移動される。連続
する行試問に要求される等間隔は、上軸が所定の角度位
置を占めているときに同期パルスＨを生じさせるように
すれば達成できる。例えば、縫製針が下死点にあり、模
様布が静止しているときに常に同期パルスＨを発生させ
る。これに対応するような位置センサは多くのミシンに
組み込まれており、従って行同期パルスＨを生じさせる
ための同期装置５４として直接使用することができる。

【００２３】しかしながら、上記のような同期方法を採
用すると、比較的荒い像解像度が送り方向において得ら
れるにすぎない。像解像度を向上させる場合には、上軸
が１回転する間に複数の行試問を行わなければならない
。行試問を行う時点は、上軸に設けた増分発生器６０の
出力パルスＡから導出することができる。しかし、上軸
の回転の角度ステップ（増分）と布の送り量との関係は
線形的でないので、このような増分発生器の出力信号は
“等間隔”の行同期パルスＨを生じさせるために直接に
、または一貫して使用することはできない。

【００２４】図４は、布の送り運動を回転周期に関する
上軸の回転角の関数として表したグラフである。横座標
のゼロ点として、布送りが作動し始めたときの上軸位置
か選定されている。縦座標は布の搬送距離を表しており
、８つの同じ大きさの長さ区画ｄＶに分割されている。 これからわかるように、送り速度、即ち曲線の傾斜はま
ず徐々に上昇し、次にある一定時間コンスタントになり
、その後再びゼロへ降下している。この“搬送段階”は
上軸の完全な１回転のほぼ三分の二を占めており、一方
最後の三分の一は布が動かない“静止段階”である。

【００２５】行同期パルスＨは、上軸の増分発生器６０
のパルスＡ（またはこのパルスＡの周波数分割バージョ
ン）を搬送段階の間だけ行同期パルスＨとして使用する
ことによって得られる。静止段階で現われるパルスは簡
単に消去される。これは、同期装置５４に設けたゲート
回路を用いて行うことができる。ゲート回路のオンオフ
は、上軸に設けた適当な位置検出器によって制御するこ
とができる。この場合、搬送速度が搬送段階においても
常に一定ではないので、行試問の等間隔性は常に完璧と
は言えない。図４に図示した曲線の勾配は搬送段階の始
点と終点において小さいので、該当する位置での走査の
行間隔は搬送段階の中間における行間隔よりもいくぶん
小さい。。しかしながら、等間隔性のこのような障害は
多くの場合無視できることが判明した。

【００２６】行同期パルスＨを生じさせるため、送り速
度がほとんど一定である搬送段階の中間部分において発
せられるような上軸増分パルスを（直接に、または周波
数分割バージョンで）使用することもできる。もちろん
この処置は、送り方向において記憶されるべきイメージ
部分の全体が一定の速度のインターバルの範囲内での送
り速度よりも大きくない場合にだけ意味がある。

【００２７】複数の上軸回転周期（ステッチ周期）にわ
たっても存在するイメージ部分にたいする連続的な行試
問の非常に好適な等間隔性は、各行試問をそれぞれ上軸
の検出された角度位置に関係づけることによって得られ
る。この場合、個々の角度位置は、その間隔が布の一様
な送り速度ｄＶに対応するように選定されている。この
ため、比較的高い解像度を有する上軸増分発生器と、上
軸の各回転の連続する増分パルスを計数するカウンタと
を使用するのが有利である。カウンタの出力は解読器に
送られる。解読器は、上記の角度位置に対応する所定の
計数値にプログラミングされている。この計数値が現わ
れるたびに１個の行同期パルスＨが発せられる。この処
置を判り易く説明するため、図４には横座標に上軸回転
の増分をも記入した。この増分は、図示した例では０か
ら１２７に達する（即ち上軸の１回転あたり１２８＝２
７増分）。縦座標に記入した８つの等間隔の送り長さ区
画ｄＶに対応して、１回転周期あたり８回の行等間隔の
行試問を行うと、個々の行試問に対する増分パルス計数
値が、搬送曲線の該当する点の縦座標値として得られる
。即ち図４の例では、連続する行試問Ｎｏ．１ないしＮ
ｏ．８は増分パルス計数値が１５，２４，３２，４０，
４８，５６，６５，８０の時に行われる。

【００２８】他の可能性は、布の実際の送り運動を検出
する運動測定器から行同期パルスＨを導出することにあ
る。このような運動測定器は、例えば布の表面を転動す
るいわゆる“極性ホイール（Ｐｏｌｒａｄ）”である。 これを図３において符号６１で破線で示した。極性ホイ
ール６１の回転を監視する増分発生器は、対応する増分
パルスＢを同期装置５４に与える。同期装置５４は、こ
の増分パルスＢから直接に、または周波数分割により行
同期パルスＨを発する。

【００２９】それぞれの行同期パルスＨに基づいてライ
ンセンサ４０から読み取られる画素値は、アナログ／デ
ジタル変換器５１に与えられる。アナログ／デジタル変
換器５１も高周波数のパルス信号Ｔによって制御される
。画素値は、このアナログ／デジタル変換器５１から書
き込み制御回路５２を介してマトリックスメモリ５０に
達する。書き込み制御回路５２は、適当に規格化された
遅延回路５３を介して供給された行同期パルスＨと、高
周波数の周期パルスＴとを用いて、各行試問の画素値が
メモリ５０の連続するマトリックスセルに書き込まれる
ようにする。ｋ回の行試問を行なうと、図２においてメ
モリ５０のマトリックスのなかに数値によって示したよ
うなメモリ内容が得られる。

【００３０】処理装置５５は、図示していないマイクロ
プロセッサを用いてメモリ内容を分析して、記憶された
像の特定の特徴を見つけ出し、その空間的な位置と方向
とを確定する。その結果ミシンの作動、特に模様布１０
，１０ａのガイドと継ぎ合わせとを自動的に制御するこ
とができる。図３は、模様が合致するように縫製するた
めの自動機械制御の特殊な例を示すものである。

【００３１】模様が合致するように縫製する場合、互い
に重ねられる模様布１０，１０ａを、それらの模様が常
に合同となるように案内するのが有効である。ある特定
の方向で模様のずれが認められた場合には、このずれが
解消するまで両模様布をその方向で互いに相対的に移動
させる。送り方向における模様のずれを修正するため、
上部布送り７３及び下部布送り７３ａにたいして付設の
調整要素７７，７７ａ（例えばステッピングモータ）を
用いて次のように作用を与え、即ち両布送りが両模様布
１０，１０ａにたいして異なる送りを付与して模様のず
れを減少させるように作用を与える。送り方向Ｖにたい
して横方向の模様ずれを修正するためには２個のガイド
ホイール７４，７４ａが設けられている。ガイドホイー
ル７４，７４ａはそれぞれ上部の模様布１０または下部
の模様布１０ａに係合し、同様に例えばステッピングモ
ータとして設けることができる付設の調整要素７５，７
５ａを用いて回動可能であり、従って布を送り方向にた
いして横方向に移動させる。ガイドホイール７４，７４
ａは、その外周に回転自在な滑りローラ７８，７８ａを
備えている。滑りローラ７８，７８ａは、ドイツ特許公
開第３９１７１２０号公報に記載されているように、模
様布１０または１０ａを送り方向Ｖに支障なく滑動させ
る。ガイドホイール７４，７４ａのための位置調整装置
及び布送り７３，７３ａのための調整機構も上記公報か
ら知られているように構成することができる。

【００３２】すでに述べたように、上部の模様布１０は
照明装置４２を備えた中間板４１を介して滑動し、一方
下部の模様布１０ａはこの中間板４１の下面と針板７０
の上面との間で引っ張られる。すでに述べたように、照
明装置４２は、下方へも照射を行なって下部の模様布１
０ａを貫通し、第２のラインセンサ４０ａを照射するよ
うに構成されている。第２のラインセンサ４０ａは第１
のラインセンサ４０と全く同一に構成され、下部模様布
１０ａの行を成す領域を検知する。下部模様布１０ａの
行を成す領域は、大きさと位置と方向とに関し、第１の
ラインセンサ４０によって検知される上部模様布１０の
領域に対応している。下部のラインセンサ４０ａは、上
部のラインセンサ４０と同様に、行同期パルスＨａ及び
高周波数の周期パルスＴを用いて制御されて、連続する
行試問の出力値をＡ／Ｄ変換器５１ａと書き込み制御回
路５２ａとを介して第２のマトリックスメモリ５０ａに
与える。“下部”走査装置の、図２に図示した要素４０
ａないし５３ａは、機能と構成の点で“上部”走査装置
の要素４０ないし５３に対応しているので、説明を省略
する。

【００３３】両模様布１０，１０ａが望ましいように整
向されて、走査されるイメージ領域３０（図１）の範囲
内でラインセンサ４０，４０ａによって検出された特徴
（模様間隔、エッジ）が互いに合致すると、第２の、即
ち“下部の”マトリックスメモリ５０ａはｋ回の行試問
後、第１の、即ち“上部の”マトリックスメモリ５０と
同一の内容を持つにいたる。しかしながら下部の模様布
１０ａは上部の模様布１０にたいして空間的にずれてい
るので、これに対応して下部のマトリックスメモリ５０
ａの画素値も上部のマトリックスメモリ５０の画素値に
たいしてずれている。このずれは、処理装置５５におい
てメモリ内容の比較分析によって算出することができる
。

【００３４】ずれの算出は、相互相関関数を用いて行な
うのが有利である。例えばドイツ特許公開第３７３８８
９３号公報またはドイツ特許公開第３９１７１２０号公
報から知られているように、両メモリ内容の二次元の相
互相関関数（ＫＫＦ）は二次元の変位ベクトルによって
形成されて、ＫＫＦが絶対最大値を有するような変位ベ
クトルの同じ値が求められる。次に、求められた変位ベ
クトルと、行間隔に対する既知の値（行同期パルスＨの
１回の周期における送り長さ）と、１行の範囲内での画
素の間隔に対する値（ラインセンサの受光素子の空間的
ピッチ）とから、送り方向Ｖ及びこれにたいして横方向
における模様ずれの二つの成分が得られる。これらの成
分から、調整要素７７，７７ａと７５，７５ａのための
制御信号Ｌ１，Ｌ２とＱ１，Ｑ２が検出されて、布送り
７３，７３ａとガイドホイール７４，７４ａを、縦方向
のずれまたは横方向のずれが修正されるように制御する
。

【００３５】模様のずれを検出するため、二次元の相互
相関関数の代わりに、一次元の二つの相互相関関数を用
いることもできる。縦方向のずれを検出するためには、
一方のマトリックスメモリで選定した列の画素値の相互
相関関数を、他方のメモリマトリックスの対応する列の
画素値によって形成することができる。即ち列方向にお
ける変位ベクトルによって形成することができる。ＫＫ
Ｆが最大であるか、または一定の値を越えているような
変位ベクトルの大きさは、縦方向における模様ずれの大
きさを示し、制御信号Ｌ１とＬ２を生じさせるために換
算することができる。横方向のずれを検出するためには
、一方のマトリックスメモリで選定した行の連続する画
素値のＫＫＦを、他方のマトリックスメモリの対応する
行の画素値によって形成することができる。即ち行方向
の変位ベクトルによって形成することができる。ＫＫＦ
が最大であるか、または一定の値を越えているような変
位ベクトルの値は、送り方向にたいして横方向における
ずれの大きさを表わし、制御信号Ｑ１とＱ２を生じさせ
るために換算することができる。

【００３６】しかし多くの場合、縦方向のずれを検出す
るために行平均値の相互相関関数を形成させ、縦方向の
ずれを検出するために列平均値の相互相関関数を形成さ
せるほうが好結果を生む。行平均値を図２においてマト
リックスメモリ５０の右側に数値とグラフにより示し、
列平均値をマトリックスメモリ５０の上方に同様に数値
とグラフにより示した。これからわかるように、行平均
値は模様布１０の模様の横縞１４に特徴的なはっきり区
別できる波形性を有している。この波形性は、模様の縞
の交差領域１５の輝度が縞自身の輝度と全く同じである
場合にも存在する。このような模様の場合、例えば行Ｎ
ｏ．３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．９，Ｎｏ．１０は、列Ｎｏ．
５，Ｎｏ．６，Ｎｏ．１０，Ｎｏ．１１と同じ一貫した
画素値を有する。従ってこれらの行または列に沿った相
互相関関数は、模様を検出するために利用することがで
きる。

【００３７】二つの一次元の相互相関関数を形成させる
ことは、一つの二次元の相互相関関数を形成させること
に比べて、演算の面倒さがかなり少ないという利点を持
っている。従って処理装置５５のハードウェアを減少さ
せ、及び／または演算時間を短縮させることができる。

【００３８】二次元のＫＫＦにたいしては次のアルゴリ
ズムが使用される。

【００３９】

【数１】

【００４０】一方、横方向のずれを検出するための一次
元の相互相関関数にたいしては、次のアルゴリズムが使
用される。

【００４１】

【数２】

【００４２】また、縦方向のずれを検出するための一次
元の相互相関関数にたいしては、次のアルゴリズムが使
用される。

【００４３】

【数３】

【００４４】ここで、 Ｐ１，Ｐ２　　　　　　それぞれ第１のマトリックスメ
モリまたは第２のマトリックスメモリにおける不連続な
画素値Ｓ１，Ｓ２　　　　　　それぞれ第１のマトリッ
クスメモリまたは第２のマトリックスメモリにおける一
つの画素列の平均値 Ｚ１，Ｚ２　　　　　　それぞれ第１のマトリックスメ
モリまたは第２のマトリックスメモリにおける一つの画
素行の平均値 Ｍ１，Ｍ２　　　　　　それぞれ第１のマトリックスメ
モリまたは第２のマトリックスメモリにおける累積領域
内部でのすべての画素の平均値 ｊ，ｉ　　　　　　　　　　行方向または列方向におけ
る制御変数ｘ，ｙ　　　　　　　　　　行方向または列
方向における変位パラメータ ａとｂ　　　　　　　　　　行方向における累積領域の
限界ｃとｄ　　　　　　　　　　列方向における累積領
域の限界である。

【００４５】パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄは、行方向及び
列方向における累積領域の幅（ｂ−ａ）と（ｄ−ｃ）が
少なくともこれらの方向における模様の循環長さに対応
するように選定するのが有利である。この場合、それぞ
れの領域が列または行の総数ｎまたはｋよりも小さいこ
とはもちろんである。変位パラメータｘにたいしては（
１−ａ）ないし（ｎ−ｂ）のすべての（整数）値を選定
することができ、変位パラメータｙにたいしては（１−
ｃ）ないし（ｋ−ｄ）のすべての（整数）値を選定する
ことができる。

【００４６】ここで述べた種類の走査装置は、模様を合
致するように縫製する目的以外の目的にも適用すること
ができる。例えばメモリ内容を分析することにより、模
様布のエッジがどこにあり、どのように延在しているか
を検出するために用いることができる。イメージ部分３
０の各行にたいしては、該当する行にあるエッジ点の列
座標を次のようにして検出することができ、即ち該当す
る行のメモリ場所を順次アドレスし、そこで読み取られ
た画素値を閾値と比較して、閾値が最初に交差するアド
レスを検出することによって行なう。これに対応して列
方向においても行なうことができる。図２の例では、閾
値は７と８の間の値に設定されている。このようにして
評価されたアドレス情報は同時にエッジ点に関する場所
情報でもあり、この場所情報を用いてミシンの特定の機
能を制御することができる。例えばエッジに平行な縫製
、いわゆるエッジ制御を行なうことができる。

【００４７】上記の走査装置は、布の前エッジまたは後
エッジが走査位置に到達したことを検出する検出回路と
組み合わせて使用することもできる。このように組み合
わせると、特定の機能（例えば信号処理の初期設定、平
衡化過程の導入など）を提供することができ、或いは一
つの縫い目の端部を検出することができる。このような
検出回路は、図３に図示したように、平均値形成器５７
を有することができる。平均値形成器５７は、一つの完
全な行試問の画素値を受け、この画素値から平均値を形
成させる。これらの平均値は閾値回路５８で閾値と比較
される。閾値は、模様布がある場合の画素値と、模様布
がない場合の画素値の間にあるように設定されている。 閾値回路５８は、一つの行試問（またはこの行試問の特
定の部分）の画素平均値が上記閾値と交わったときにエ
ッジ検知信号Ｋを生じさせる。図３に一例として図示し
た、模様が合致するように縫製するためのシステムでは
、検出回路５７，５８は選択的に上部走査装置または下
部走査装置に付設することができる。場合によっては、
それぞれの走査装置にそれぞれ一つの検出装置を設けて
、両模様布１０，１０ａのエッジを別々に検出するよう
にしてもよい。

【００４８】以上説明した走査装置の実施例とは別の構
成及び改良形も可能である。等間隔の行試問を行なうた
めの上述の同期装置では、模様が合致するように縫製す
る際に、模様のずれを修正するための制御装置が模様布
の搬送運動にたいして付加的に影響を及ぼすことを考慮
しなかった。この影響は、上軸の回転から行同期パルス
を導出する場合に行試問の等間隔性を阻害することは言
うまでもない。ほとんどの場合この影響は無視できるほ
どに小さいが、望ましい場合には行試問の等間隔性に対
するずれ修正の影響を次のようにして相殺することがで
き、即ち送り方向における布搬送を決定する調整信号Ｌ
１またはＬ２に依存して同期装置５４の作動を適宜修正
することによって相殺することができる。一般的に言え
ば、もし送り長さが上軸の１回転ごとに増えるならば、
上軸の１回転ごとに複数の行試問を行なわねばならない
。行同期パルスを導出するために周波数分割器を使用す
る場合には、上軸１回転ごとの行試問の回数を、周波数
分割器の分割比を変化させることにより修正することが
できる。同期装置５４が、図４を用いてすでに説明した
ように選定された増分パルス係数値のプログラミングさ
れた組合せで作動する場合には、異なる送り調整信号Ｌ
１またはＬ２に増分パルス係数値の異なる組合せを関係
づけることによって、ずれ修正の影響を相殺することが
できる。

【００４９】ラインセンサ（例えばＣＣＤラインカメラ
）は、図３の場合とは異なり、検知されるべき布表面か
らより遠方に配置することができる。この場合、布表面
の直線状領域をラインセンサの受光素子に結像させるた
め、レンズ光学系または光誘導束を使用することができ
る。図示した透過式走査のかわりに、反射式走査も行な
うことができる。この場合は、検知されるべき布をライ
ンセンサが配置されている側から照射する。これに適当
な照明装置はラインセンサのなかに組み込むことができ
る。光誘導束を用いた走査の場合には、第２の光誘導束
を介して照明を行なうことができる。この第２の光誘導
束は第１の光誘導束のなかに埋設されているか、これに
平行に配置される。このような反射光による走査に関し
ては、ドイツ特許第３３４６１６３号公報に図示され説
明されている。最後に、布表面の直線状領域を、行の方
向に移動するビームスポットによって走査し、ただ一つ
の受光素子を用いて観察することもできる。この受光素
子の出力信号は、ビームスポットが通過する際の１回の
行試問に対応している。

【００５０】さらに二つの照明方法、即ち透過式走査方
法と反射式走査方法とを採用し、１回の走査過程を実施
するに際して、処理中の模様布に最も適している照明方
法、即ち最も明るい信号値を生じさせるような照明方法
をその都度選定することができる。その都度適している
照明方法の選定は、操作者が経験に基づいて行なうか、
なんらかの指示に基づいて行なうか、縫製過程に先行す
る測定段階の間に自動的に行なうことができる。この場
合、両照明方法によって順次測定信号が得られ、これら
の測定信号は互いに比較される。連続する行試問のため
のメモリ装置として使用されるマトリックスメモリは、
シフトレジスタのように作動することができる。この場
合、各行試問の画素値は常に第１のマトリックスメモリ
に書き込まれ、次にメモリ内容全体を１行分だけ先へシ
フトさせて、第１行を次の行試問のために解放させる。 このようにメモリマトリックス内では、その都度最も新
しい状況でイメージ部分の完全な“連続する”結像が得
られる。もちろんこの結像は、相互相関関数の演算（そ
の時間は１回の行試問と次の行試問との時間間隔よりも
長い）とほぼ同じくらいの複雑なイメージ分析を必要と
するならば、一時的に凍結されねばならない。

【００５１】マトリックスメモリに含まれているイメー
ジ情報は、走査されるイメージ部分の離れた点に対応す
る不連続な画素値から構成されているので、イメージ処
理の精度を向上させるために、補間方法によって中間値
を形成するのが有利なことがある。これにより、処理に
たいしてより大きな列密度と行密度が得られ、よってよ
り連続的な機能が得られる。もちろんこの場合、前記式
（１），（２），（３）で利用した列数ｎと行数ｋは対
応的に大きくなる。前記式（２）に従って横方向におけ
る相互相関関数を形成させるためには、列平均値間で補
間を実施すれば十分であり、前記式（３）に従って縦方
向における相互相関関数を形成させるためには、隣あう
行平均値間で補間を行なえば十分である。

【００５２】次に、本発明の有利な構成を列記しておく
。

【００５３】（１）連続する行試問の周期を縫製物（１
０）の送り運動の増分と同期させる同期装置（５４）が
設けられていることを特徴とする走査装置。

【００５４】（２）同期装置（５４）が、行試問を発生
させる行同期パルス（Ｈ）を、ミシンの上軸の回転を検
知する増分発生器（６０）の増分パルス（Ａ）から導出
することを特徴とする、上記第１項に記載の走査装置。

【００５５】（３）同期装置（５４）が縫製物送りの搬
送段階の間だけ作動して、増分パルス周期の与えられた
数量に等しい間隔で行同期パルス（Ｈ）を前記搬送段階
の間に生じさせることを特徴とする、上記第２項に記載
の走査装置。

【００５６】（４）同期装置（５４）が、送り速度がほ
ぼ一定であるような搬送段階のインターバルの間だけ作
動することを特徴とする、上記第３項に記載の走査装置
。

【００５７】（５）同期装置（５４）が、上軸の各回転
に関して増分パルス（Ａ）を計数する計数装置であって
、数量ｍの所定の計数でそれぞれ行同期パルス（Ｈ）を
生じさせるための計数装置を有し、前記計数値は、上軸
のｍ個の不連続の角度位置に対応し、これらの角度位置
の間で縫製物が上軸の１回転の範囲で生じる送り長さの
１／ｍだけ移動するように選定されていることを特徴と
する、上記第２項に記載の走査装置。

【００５８】（６）同期装置（５４）が、連続する行試
問の周期を、縫製物の移動を直接測定する運動測定器（
６１）の増分パルス（Ｂ）と同期させることを特徴とす
る、上記第１項に記載の走査装置。

【００５９】（７）センサ装置がＣＣＤラインカメラ（
４０）を有し、該ＣＣＤラインカメラ（４０）の受光素
子（４０Ｊ）に、縫製物（１０）の平面の、照明装置（
４２）によって照明され送り方向に対して横方向に延び
る直線状の領域が結像されることを特徴とする、上記第
１項から６項までのいずれか１つに記載の走査装置。

【００６０】（８）結像のためにレンズシステムが設け
られていることを特徴とする、上記第７項に記載の走査
装置。

【００６１】（９）結像のため、光誘導体の束が設けら
れ、その光入射端部が縫製物の平面に近接する行を形成
し、ラインカメラの個々の受光素子に接続されているこ
とを特徴とする、上記第７項に記載の走査装置。

【００６２】（１０）結像のため、ラインカメラ（４０
）の受光素子（４０Ｊ）が縫製物の平面に近接して配置
されていることを特徴とする、上記第７項に記載の走査
装置。

【００６３】（１１）照明装置（４２）が、縫製物の平
面の直線状の領域をラインカメラ（４０）の方向へ照射
するように配置されていることを特徴とする、上記第７
項から１０項までのいずれか１つに記載の走査装置。

【００６４】（１２）照明装置（４２）が直線状の光射
出口を有し、該光射出口は、縫製物の平面の結像される
べき領域に平行に且つ近接して配置されていることを特
徴とする、上記第９項から１１項までのいずれか１つに
記載の走査装置。

【００６５】（１３）メモリ装置（５０）がメモリセル
のマトリックスを有し、該マトリックスがｋ個の行とｎ
個の列を形成していること、連続する行試問のイメージ
信号をそれぞれｎ個の画素として付設のマトリックスの
メモリセルに書き込むメモリ制御回路（５２）が設けら
れていることを特徴とする、上記第１項から１２項まで
のいずれか１つに記載の走査装置。

【００６６】（１４）メモリマトリックス（５０）のｎ
個の列のそれぞれがＣＣＤラインカメラ（４０）の受光
素子（４０Ｊ）に付設されていることを特徴とする、上
記第７項から１３項までのいずれか１つに記載の走査装
置。

【００６７】（１５）それぞれの行試問のイメージ信号
をｎ個のデジタル画素値に変換するＡ／Ｄ変換器（５１
）が設けられていることを特徴とする、上記第１３項ま
たは第１４項に記載の走査装置。

【００６８】（１６）信号処理装置（５５）が、行方向
における模様のずれを表す量を検出するため、マトリッ
クスメモリ（５０，５０ａ）に含まれている画素値の列
平均値の相互相関関数の計数を、行方向におけるシフト
パラメータの値が異なるときに算出し、この計数が最大
となるようなシフト値を検出することを特徴とする走査
装置。

【００６９】（１７）信号処理装置（５５）が、列方向
における模様のずれを表す量を検出するため、マトリッ
クスメモリ（５０，５０ａ）に含まれている画素値の行
平均値の相互相関関数の計数を、列方向におけるシフト
パラメータの値が異なるときに算出し、この計数が最大
となるようなシフト値を検出することを特徴とする走査
装置。

【００７０】（１８）信号処理装置（５５）が、模様の
ずれを表す量を検出するため、両マトリックスメモリに
含まれている画素値の二次元の相互相関関数の計数を、
シフトベクトルが異なるときに算出し、この計数が最大
となるようなベクトル成分を検出することを特徴とする
走査装置。

【００７１】（１９）上軸の増分パルス（Ａ）と同期装
置（５４）で生じた行同期パルス（Ｈ）との関係を、搬
送制御装置（７５，７５ａ，７７，７７ａ）に与えられ
る調整量（Ｌ１，Ｌ２，Ｑ１，Ｑ２）に依存して変化さ
せて、行試問の等間隔性を維持させるようにしたことを
特徴とする、上記第１６項から１８項までのいずれか１
つに記載の走査装置。

【００７２】（２０）信号処理装置（５５）が、行方向
及び／または列方向における補間によってその都度付加
的な中間値を形成させる補間装置を有し、行ｎとｋが付
加的な中間値を有していることを特徴とする、上記第１
６項から１９項までのいずれか１つに記載の走査装置。

【００７３】（２１）両走査装置（４０−５２，４０ａ
−５２ａ）のセンサ装置（４０，４０ａ）のために共通
の照明装置（４２）が設けられ、該照明装置（４２）は
、縫製物（１０，１０ａ）の間の平坦な板（４１）の中
に収納され、両センサ装置は、それぞれに付設される縫
製物を光が貫通するように照射されることを特徴とする
、上記第１６項から２０項までのいずれか１つに記載の
走査装置。

【００７４】（２２）信号処理装置（５５）が、両マト
リックスメモリから読み取られる画素のうち縫製物（１
０，１０ａ）のエッジラインのイメージを表す画素の行
・列座標を確定する評価回路を有していることを特徴と
する、上記第１６項から２１項までのいずれか１つに記
載の走査装置。

【００７５】（２３）記憶された画素値を読み取り、そ
の際縫製物（１０）のエッジラインのイメージを表す画
素の行・列座標を確定する評価装置を備えていることを
特徴とする走査装置。

【００７６】（２４）行試問の少なくとも所定の一部分
のイメージ信号の平均値が設定された閾値と交差したと
きにエッジ検知信号（Ｋ）を生じさせる検出回路（５７
，５８）を備え、前記閾値は、縫製物（１０）が存在す
るときに生じるイメージ信号振幅の領域と、縫製物（１
０）が存在していないときに生じるイメージ信号振幅の
間にあることを特徴とする、上記第１項から２３項まで
のいずれか１つに記載の走査装置。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、ミシンの送り方向にた
いして横方向に配置される“一次元の”センサを用いる
だけで本発明の目的を達成することができる。これにた
いして垂直なイメージ領域のディメンションでの走査は
、送り運動の間に、等間隔の送り長さに対応するインタ
ーバルでこの一次元のセンサを連続的に試問することに
より行なわれる。連続して所定回数行なわれるセンサ試
問を記憶させることにより、縫製物表面の二次元のイメ
ージ部分のイメージ内容を表わす、記憶されたイメージ
信号のすべてを得ることができる。

【００７８】縫製物表面に関して連続的に行なわれる一
次元の走査（行試問）の等間隔性を得る方法は種々存在
する。ステッチ長さに応じた、送り方向におけるイメー
ジ解像度がそれほど高くある必要がない場合には、各ス
テッチ周期の間に１回の行試問を行なえば十分である。 この場合等間隔性は、上軸の回転と簡単に位相同期させ
ることにより保証することができる。

【００７９】送り方向におけるイメージ解像度が高くな
ければならない場合には、各ステッチ周期の間に、縫製
物の送りと同期させて複数回の行試問を行なわねばなら
ない。　　本発明の有利な構成によれば、この同期は上
軸の回転の増分を用いて行なわれる。しかし縫製物の送
りは１回のステッチ周期内で一定の速度で行なわれず、
搬送段階と停止段階から構成される。従って本発明の有
利な構成によれば、行試問は搬送段階においてのみ行な
われ、より厳密には、上軸の回転の所定数量の増分に対
応する時間間隔で行なわれる。しかしながら、搬送段階
の間も送り速度は一定ではなく、始点から漸次増大し、
終点では漸次減少することを考慮しないでおく。このこ
とは、連続する行試問の等間隔性をわずかながら阻害す
るが、たいていの場合は無視できるほどの影響である。 この影響を考慮しなければ、本発明の有利な構成にした
がって、搬送段階の、送り速度が一定であるような部分
（中間部分）に、行試問を行なう時期を限定することが
できる。もちろんこの場合各ステッチ周期の範囲内だけ
で等間隔性が保証されるにすぎないので、この処置は、
送り方向において検知されるべき縫製物表面のイメージ
部分が搬送段階の前記部分の送り長さよりも大きい場合
にだけ有利に適用させることができる。いくつかのステ
ッチ長さを越えるような大きなイメージ部分の場合には
、本発明の有利な構成にしたがって、等間隔の送り長さ
に対応している上軸の特定の角度位置で行試問が行なわ
れる。このことは、上軸増分パルスの対応的に選定した
計数値で行試問を行なうことによって達成される。

【００８０】本発明の有利な構成によれば、行試問は、
縫製物の送り運動を直接に測定する運動測定器の増分パ
ルスと同期せしめられる。

【００８１】本発明による走査装置を、同種類の第２の
走査装置、信号処理装置、搬送制御装置に接続して使用
すれば、ミシン内で上下に重なるように配置された２枚
の縫製物の模様のずれを縫い目方向においても、またこ
れにたいして横方向においても確定し、場合によっては
修正することができ、両縫製物をその模様が合致するよ
うに縫合させることができる。二つの互いに直行する方
向での模様のずれを検知するため、二つの一次元の相互
相関関数を使用するか、一つの二次元の相互相関関数を
使用する。

【００８２】本発明による走査装置を適当な評価回路と
組み合わせて使用すると、縫製物のエッジが、観察され
ている二次元のイメージ部分の範囲内に現われたときに
このエッジを検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による走査装置が適用される縫製物の表
面を示す図である。

【図２】数値を記入したメモリマトリックスと、マトリ
ックスの列及び行の平均値を示すグラフである。

【図３】模様が合致するように２枚の縫製物を縫合する
過程に適用される本発明による走査装置の説明図である
。

【図４】縫製物の搬送とミシンの上軸の回転との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ミシンで縫製物を処理している間に縫
   製物を光学的に走査して、縫製物表面の二次元のイメー
   ジ部分のイメージ内容を表わすイメージ情報を得るため
   の、ミシンにおける縫製物の光学的走査装置であって、
   縫製物の表面に向けられる所定の検知範囲を有し、この
   検知範囲内に存在する点のライトバリューを走査して、
   これに対応するイメージ信号を生じさせる光電的なセン
   サ装置を備えた前記光学的走査装置において、センサ装
   置（例えば４０）の検知範囲が、縫製中の縫製物（１０
   ）の主送り方向（Ｖ）にたいして横方向に位置する一行
   の点に限定されていること、縫製物（１０）のその都度
   等しい送り長さに対応する時間間隔で前記行の点のライ
   トバリューを反復的に試問する走査制御装置（１５−５
   ４）が設けられ、１回の行試問の継続時間が前記時間間
   隔よりも短いこと、所定回数ｋの連続する行試問のイメ
   ージ信号を記憶するメモリ装置（５０）が設けられてい
   ること、を特徴とする光学的走査装置。
2. 【請求項２】　　二つの走査手段（４０−５２，４０ａ
   −５２ａ）と、信号処理装置（５５）と、上下に重ねら
   れている模様付きの２枚の縫製物（１０，１０ａ）の相
   対位置を互いに直角な二つの方向で制御する搬送制御装
   置（７５，７５ａ，７７，７７ａ）とを有し、第１の走
   査手段（４０−５２）が、第１の縫製物（１０）のイメ
   ージ部分（３０）を走査し、第２の走査手段（４０ａ−
   ５２ａ）が、第２の縫製物（１０ａ）の前記イメージ部
   分（３０）と同じ場所のイメージ部分を走査すること、
   信号処理装置（５５）が、両走査手段のマトリックスメ
   モリ（５０，５０）から、メモリされた画素値を読み取
   り、比較分析によって次のような量を検出すること、即
   ち行方向及び列方向における両縫製物の模様の二次元的
   なずれを表わし、ずれを少なくさせるために搬送制御装
   置（７５，７５ａ，７７，７７ａ）に与えられる調整量
   （Ｌ１，Ｌ２，Ｑ１，Ｑ２）に換算されるような量を検
   出すること、を特徴とする、請求項１に記載の光学的走
   査装置。