JP2015188587A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】１個の超音波発信器を用いて、指示点の座標を算出することができるミシンを提供する。
【解決手段】ミシン１０１は、受信器９４、９５が超音波を受信した複数のタイミングＴ２に基づいて、スイッチ９１３がオンされている間において超音波が発信された平面９８上の発信器９１５の複数の座標９３１、９３２を算出する。ミシン１０１は、第１算出手段Ｓ２７により算出された超音波が発信された平面９８上の座標９３２と、第２算出手段Ｓ２９により算出された発信器９１５が移動した平面９８上の移動方向Ｍａと、第３算出手段Ｓ３１により算出された移動距離Ｄａと、に基づいて、指示端９１１が指示する平面９８上の指示点９３６の座標を算出する。
【選択図】図１１

Description

本開示は、ミシンに関する。

従来から、超音波を発信する超音波ペンにて指示した位置を特定する装置が知られている。

特許文献１に、２個の発信器を備える超音波ペンが開示されている。ユーザが、超音波ペンを用いて液晶表示パネルに指示すると、ペン先に内蔵されたスイッチがオンする。スイッチがオンすると、超音波ペンの２個の発信器から超音波を発信する。２個の発信器が発信した２つの超音波を、液晶表示パネル近傍に配置された受信器がそれぞれ受信する。受信器が２つの超音波を受信したタイミングの差に基づいて、ペン入力表示装置は、ペンを用いて指示した際の液晶表示パネルに対するペンの傾きを検出する。ペン入力表示装置は、ペンの傾きからペン先の位置を特定している。

また、特許文献２に、超音波ペンで縫製位置を指定可能なミシンが開示されている。ユーザが、超音波ペンのペン先をベッド上に押し当てる（位置を指示する）ことで、超音波ペンのスイッチがオンする。スイッチがオンすると、超音波ペンの発信器は超音波を発信する。発信器が発信した超音波を、ミシンに取り付けられた受信器が受信する。発信器が超音波を発信したタイミングと、受信器が超音波を受信したタイミングとに基づいて、ミシンは、ベッド上の発信器の位置を特定する。発信器とペン先との位置が近いため、ミシンは、発信器とペン先とは同じ位置とみなしてペン先によって指示された指示位置を特定している。

特開２００４―１３９１９１号公報 特開２０１３―１８８２６１号公報

特許文献１のペン入力表示装置は、ペンの傾きを検出することで、ペン先で指示した指示位置と発信器の位置との誤差を補正することができる。しかしながら、超音波ペン内に発信器を２つ設ける必要があった。

また、特許文献２のミシンは、１個の発信器を用いて指示位置を特定することができる。しかしながら、超音波ペンの構造上、発信器とペン先との位置は少し離れているため、ユーザが超音波ペンを傾けて指示すると、超音波ペンの傾きの程度によっては、ペン先で指示した指定位置と発信器の位置とに誤差が無視できない場合があった。

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、１個の超音波発信器を用いて、平面上の指示点を正確に算出可能なミシンを提供することを目的とする。

本開示のミシンは、筒状の筐体と、指示点を指示する指示端を有する棒状の指示部材であって、前記筐体の長手方向に沿って押動可能かつ、前記筐体の前記長手方向の一端から前記指示端が突出して前記筐体内に収容される指示部材と、前記筐体内に収容され、前記指示部材の押動によりオンされるスイッチと、前記筐体内に収容され、前記スイッチがオンされている間に、超音波を複数回発信する１つの発信器と、を有する座標指示器と、前記発信器が発信する超音波を受信する受信器と、前記指示端が指示する平面と、前記受信器が超音波を受信した複数のタイミングに基づいて、超音波を発信した前記発信器の前記平面上の複数の座標を算出する第１算出手段と、前記第１算出手段が算出した前記平面上の複数の座標に基づいて、前記スイッチがオンされている間に前記発信器が前記長手方向に沿って移動した前記発信器の前記平面上の移動方向を算出する第２算出手段と、前記第１算出手段が算出した前記平面上の複数の座標に基づいて、前記スイッチがオンされている間に前記発信器が前記長手方向に沿って移動した前記平面上の移動距離を算出する第３算出手段と、前記第１算出手段が算出した超音波が発信された前記平面上の座標と、前記第２算出手段が算出した前記平面上の移動方向と、前記第３算出手段が算出した前記平面上の移動距離と、に基づいて、前記指示端が指示する前記平面上の指示点の座標を算出する第４算出手段と、を備えることを特徴とする。

本開示のミシンは、スイッチがオンされている間に発信器が超音波を発信した平面上の複数の座標に基づいて、発信器が長手方向に沿って移動した移動方向及び移動距離を算出する。発信器の移動方向及び移動距離に基づいて、指示点の座標を算出する。このようにして、１個の発信器を用いて、指示点の座標を正確に算出することができる。

ミシン１０１の正面図。 座標指示器９１の外観を示す平面図。 座標指示器９１の内部構造を示す部分断面図。 座標指示器９１の押動を示す部分断面図。 受信器９４の斜視図。 ミシン１０１の電気的構成を示すブロック図。 ＲＯＭ６２、及びＲＡＭ６３に記憶されるデータの構造を示す説明図。 発信器座標Ｅの算出方法を説明するための図。 座標算出処理５００を示すフローチャート。 発信器座標算出処理Ｓ１５を示すフローチャート。 座標指示器９１の指示端９１１近傍の側面図、及びベッド面９８上の発信器座標Ｅの分布を示す平面図。 第２点算出処理Ｓ２７を示すフローチャート。 指示点算出処理Ｓ３３を示すフローチャート。 座標算出処理５００ｂを示すフローチャート。 第２点算出処理Ｓ１２７を示すフローチャート。

［ミシン１０１の構成］
図１を参照して、本実施形態であるミシン１０１の構成について説明する。

ミシン１０１は、ベッド部１０２と、脚柱部１０３と、アーム部１０４と、頭部１０５と、を備える。ベッド部１０２は、ミシン１０１の土台部である。ベッド部１０２は、加工布１００が配置可能なベッド面９８を有する。ベッド面９８は、座標指示器９１の指示端９１１が指示する平面である。脚柱部１０３は、ベッド部１０２から延びる。アーム部１０４は、ベッド部１０２に対向して脚柱部１０３から水平方向に延びる。頭部１０５は、アーム部１０４の先端に設けられる。

本実施形態における方向について定義する。脚柱部１０３がベッド部１０２から延びる方向を、上方向とし、上方向の反対方向を下方向とする。アーム部１０４が脚柱部１０３から延びる方向を、左方向とし、左方向の反対方向を右方向とする。左右方向と上下方向とに直交する方向を、前後方向とする。

ミシン１０１は、受信器９４、９５と、液晶ディスプレイ１０と、タッチパネル１６と、コネクタ５０、９１６と、ケーブル９１２と、座標指示器９１と、をさらに備える。

受信器９４、９５は、ベッド面９８上において、座標指示器９１が発信する超音波を受信する。受信器９４、９５は、頭部１０５の下端の後部に設けられる。受信器９４は、頭部１０５の下面の左後方に設けられる。受信器９５は、頭部１０５の下面の右後方に設けられる。受信器９４、９５は、頭部１０５の左右方向の長さ分、左右に離間する。

液晶ディスプレイ１０は、脚柱部１０３の前面に設けられる。以下、液晶ディスプレイ１０は、ＬＣＤ１０と称する。ＬＣＤ１０は、例えば、コマンド、イラスト、設定値、及びメッセージ等の様々な項目を表示する。タッチパネル１６は、ＬＣＤ１０の表面に設けられる。具体的には、タッチパネル１６は、ＬＣＤ１０の前面に設けられる。タッチパネル１６は、項目を設定するために設けられる。設定とは、ユーザが、指又は専用のタッチペンを用いてタッチパネル１６を押圧することにより、ミシン１０１が、タッチパネル１６が検知する押圧位置に対応して、複数の項目のうちどの項目が選択されたかを認識することである。ユーザは、タッチパネル１６を押圧することによって、縫製したい模様又は実行すべきコマンドを選択することができる。

コネクタ５０は、脚柱部１０３の右側面に設けられる。コネクタ５０は、座標指示器９１側のコネクタ９１６に電気的に接続される。コネクタ９１６は、座標指示器９１から延びるケーブル９１２に連結される。ミシン１０１は、コネクタ５０、コネクタ９１６、及びケーブル９１２を介して、座標指示器９１に電力を供給する。

［座標指示器９１の説明］
図２を参照して、座標指示器９１について説明する。座標指示器９１は、筐体９１０と、指示部材９４２と、を備える。座標指示器９１は、ペン形状である。

筐体９１０は、長手方向に延びる筒形状である。筐体９１０は、筐体９１０の一端から指示部材９４２の指示端９１１が突出した状態で指示部材９４２を収容する。筐体９１０は、把持部９０８と、保持部９０９と、を備える。

把持部９０８は、長手方向に延びる筒状である。保持部９０９は、発信器９１５を保持する。保持部９０９は、把持部９０８の長手方向の一端に嵌合される。ケーブル９１２が、把持部９０８の長手方向の他端に配置される。

保持部９０９は、長手方向に延びる円錐形状である。保持部９０９は、一端側が他端側より細いテーパ形状である。指示部材９４２は、保持部９０９内部を貫通して一端から突出する。

指示部材９４２は、長手方向に延びる棒状である。指示端９１１は、指示部材９４２の長手方向の一端である。指示部材９４２は、筐体９１０の長手方向に沿って押動可能である。指示端９１１は、他端から離れるにつれ径小となるテーパ形状である。

図３を参照して、座標指示器９１の内部構造について説明する。

筐体９１０は、発信器９１５と、スイッチ９１３と、指示部材９４２の指示端９１１近傍以外の部位と、信号出力回路基板９１４と、を収容する。指示部材９４２は、指示端９１１により指示点９３６が押圧されて指示されるときに、筐体９１０の他端側に引っ込むように、筐体９１０に対して長手方向に移動可能に取り付けられる。以下、座標指示器９１の指示端９１１が押圧されて指示された加工布１００上の位置を、指示点９３６と称する。

指示部材９４２は、指示端９１１と、軸部９０７と、端部９４６と、平板部９４３と、突出部９４７と、リング９４５と、ばね９４４と、を有する。

軸部９０７は、指示端９１１から長手方向に延びる。軸部９０７の長手方向の距離は、保持部９０９の長手方向の距離より長い。軸部９０７は、径小部９０７ａと、径大部９０７ｂと、を有する。径小部９０７ａは、軸部９０７の長手方向の一端側にある。径大部９０７ｂは、軸部９０７の長手方向の他端側にある。

端部９４６は、指示部材９４２の長手方向の指示端９１１とは反対側に設けられる。換言すると、端部９４６は、指示部材９４２の他端に設けられる。

平板部９４３は、指示部材９４２の長手方向中央部に設けられる。平板部９４３は、軸部９０７から径方向に広がった面を有する。

突出部９４７は、平板部９４３の他端側の面から長手方向に延びる。

リング９４５は、突出部９４７の他端側に摺動可能に設けられる。リング９４５には、突出部９４７が挿入される。リング９４５は、把持部９０８の内壁９４８に当接する。

ばね９４４は、圧縮コイルばねである。ばね９４４は、平板部９４３とリング９４５との間において突出部９４７の周囲に圧縮された状態で設けられる。ばね９４４は、平板部９４３の他端側の面を一端側に付勢する。

リング９４５は、ばね９４４が平板部９４３の一端側の面を付勢することで、把持部９０８に対して指示部材９４２が長手方向の他端側へ移動することを規制する。

発信器９１５は、保持部９０９の内壁によって保持され、固定される。発信器９１５は、筐体９１０の一端側に収容され、スイッチ９１３がオンされている間に、超音波を複数回発信する。発信器９１５は、保持部９０９内の指示端９１１近傍に設けられる。発信器９１５の数は、１つである。超音波は、発信器９１５の発信位置９１６から発信する。発信器９１５は、指示部材９４２が挿入可能な孔を有する円筒形状である。指示部材９４２は、発信器９１５の他端から内部を貫通して一端から突出する。発信器９１５には、長手方向に貫通する孔が形成される。発信器９１５の孔の一端側の内径は、軸部９４２の径小部９０７ａの径よりも僅かに大きいので、指示部材９４２が押された際に指示部材９４２は、長手方向へ移動する。また、発信器９１５の孔の一端側の内径は、軸部９４２の径小部９０７ａの径よりも僅かに大きいので、指示部材９４２が長手方向に直交する径方向へ移動することが規制される。また、発信器９１５の孔の他端側の内径は、径大部９０７ｂの径より大きい。従って、径大部９０７ｂの一端側の面が、発信器９１５の他端側と一端側の境の内壁面９１５ａに当接することで、指示部材９４２が一端側へ移動することを規制する。

信号出力回路基板９１４は、把持部９０８内を長手方向に沿って配置される電子基板である。信号出力回路基板９１４は、平板状である。信号出力回路基板９１４は、把持部９０８の内部に突出するリブに嵌合され、固定される。信号出力回路基板９１４は、スイッチ９１３がオンされている間、オンされている事を示す信号をケーブル９１２を介して制御部６０に出力する。

Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、略して、ＦＰＣ９４９は、信号出力回路基板９１４と発信器９１５とを電気的に接続する。ＦＰＣ９４９は、信号出力回路基板９４９の一端側から発信器９１５へ向けて延びて、発信器９１５に接着されている。

蓄電部９５０は、信号出力回路基板９１４上に設けられる。蓄電部９５０は、信号出力回路基板９１４と電気的に接続される。蓄電部９５０は、発信器９１５から超音波を発信させるエネルギーを蓄える。信号出力回路基板９１４にＣＰＵ６１から制御信号が送信されると、蓄電部９５０は、蓄電部９５０に蓄えたエネルギーを、信号出力回路基板９１４及びＦＰＣ９４９を介して発信器９１５に出力する。発信器９１５は、蓄電部９５０からエネルギーを受けて、超音波を発信する。

スイッチ９１３は、端部９４６に対向して信号出力回路基板９１４の表面に固定される。スイッチ９１３は、筐体９１０内に収容され、指示部材９４２の押動によりオンされる。スイッチ９１３は、可動部９１３ａと、本体部９１３ｂと、を有する。

本体部９１３ｂは、スイッチ９１３がオンされたことを示す信号を信号出力回路基板９１４に送信する。本体部９１３ｂは、信号出力回路基板９１４に固定される。

可動部９１３ａは、本体部９１３ｂの一端側から突出する。可動部９１３ａは、端部９４６に対向し、長手方向へ移動可能に設けられる。可動部９１３ａは長手方向に移動可能であるため、端部９４６が可動部９１３ａを押動してスイッチ９１３がオンされても、ばね９４４が最大限圧縮するまで他端側に指示部材９１０が移動することができる。

図４を参照して、指示部材９４２の押動について説明する。

図４（ａ）に示すように、座標指示器９１の指示端９１１が押圧されていない場合、端部９４６は、可動部９１３ａと接触していない。ばね９４４が平板部９４３を一端側に付勢するため、指示端９１１が押圧されていない場合、指示端９１１が最も一端側に位置する。指示端９１１が一端側に移動すると、軸部９０７の径大部９０７ａの一端側の面が、発信器９１５の内壁面９１５ａに当接する。従って、軸部９０７の径大部９０７ｂが、発信器９１５の内壁９１５ａに当接する位置が、指示端９１１が最も一端側に突出した位置である。

図４（ｂ）に示す様に、ユーザがベッド面９８上の指示点９３６に指示端９１１を指示し、押圧することにより、指示部材９４２の端部９４６が長手方向に沿ってスイッチ９１３の可動部９１３ａに向かって距離Ｌａだけ移動する。距離Ｌａは、例えば、３［ｍｍ］である。指示端９１１が押圧されていない端部９４６の位置から距離Ｌａだけ一端側に移動して、端部９４６が可動部９１３ａに当接して、スイッチ９１３がオンされる。指示部材９４２の押動により、平板部９４３が一端側に移動する。リング９４５は、内壁９４８の一端側に当接しているため、突出部９４７の先端がリング９４５より一端側に突出する。突出部９４７の先端がリング９４５より一端側に突出することにより、リング９４５と平板部９４３との間のばね９４４が圧縮する。なお、指示部材９４２が押動しても、発信器９１５は、保持部９０９により保持されているため、発信位置９１６は移動しない。

図４（ｃ）に示す様に、スイッチ９１３がオンされたまま、端部９４６が可動部９１３ａに当接しながらさらに他端側に距離Ｌｓだけ移動する。端部９４６が他端側に距離Ｌｓだけ移動すると、平板部９４３が、他端側に移動する。リング９４５は、内壁９４８の一端側に当接しているため、突出部９４７の先端がリング９４５よりさらに一端側に突出する。突出部９４７の先端がリング９４５よりさらに一端側に突出することにより、リング９４５と平板部９４３との間のばね９４４が最大限圧縮する。そして、ばね９４４が平板部９４３を一端側に付勢することで、指示部材９４２が他端側へ移動することを規制する。距離Ｌｓは、例えば、２．５［ｍｍ］である。ばね９４４が最大限圧縮して、座標指示器９１の指示端９１１が最も他端側に押圧された場合、発信位置９１６と指示端９１１との距離は、Ｌｒである。距離Ｌｒは、例えば、４［ｍｍ］である。なお、可動部９１３ａの可動範囲Ｌｂは、距離Ｌｓ＋Ｌａより長いため、端部９４６が本体部９１３ｂを押圧する虞はない。なお、指示部材９４２が最大限他端側に押動しても、発信器９１５は、保持部９０９により保持されているため、発信位置９１６は移動しない。

図４（ｂ）に示す様に、ユーザが指示端９１１への押圧を解除すると、ばね９４４の付勢力により、指示部材９４２が一端側へ距離Ｌｓだけ移動する。最も他端側から、距離Ｌｓだけ指示部材９４２が一端側へ移動すると、可動部９１３ａが戻り、スイッチ９１３がオフされる。スイッチ９１３がオフされた際の発信位置９１６と指示端９１１との距離は、Ｌｒ＋Ｌｓである。

図４（ａ）に示す様に、スイッチ９１３がオフされて、ばね９４４の付勢力により、さらに距離Ｌａだけ指示部材９４２が一端側へ移動すると、発信器９１５の内壁９１５ａが軸部９０７の径大部９０７ｂに当接し、指示部材９４２の一端側への移動が規制される。このとき、発信位置９１６と指示端９１１との距離は、Ｌｓ＋Ｌｒ＋Ｌａである。

なお詳細は後述するが、受信器９４、９５は、発信器９１５が発信した超音波を受信する。ミシン１０１は、受信器９４、９５が受信した超音波に基づいて、超音波の発信源、即ち座標指示器９１に設けられた発信器９１５の発信位置９１６を特定する。ミシン１０１は、特定された位置に基づいて縫製を行う。ユーザは、例えば、座標指示器９１の指示端９１１を加工布１００上に押し当てることで、加工布１００の指示した位置に縫製を行うことができる。

［受信器９４の説明］
図５を参照して、受信器９４の詳細について説明する。受信器９５は、受信器９４と同一構成であるので説明を省略する。受信器９４の形状は、上下方向に長い直方体形状である。開口部９４ａは、受信器９４の前面の下端部の中央に設けられる。開口部９４ａの形状は、左右方向に長い楕円形である。開口部９４ａの周囲９４ｂは、前側に向かって放射状に傾斜するテーパ面である。電気基板及びマイクが、受信器９４の内部に設けられる。マイクは、開口部９４ａの内側に位置する。受信器コネクタは、電気基板の上端の後面に設けられる。受信器コネクタは、ミシン１０１に設けられたコネクタに接続する。受信器９４の指向性は、マイクに対する開口部９４ａの向きで定まる。

［ミシン１０１の電気的構成］
図６を参照して、ミシン１０１の電気的構成について説明する。ミシン１０１の制御部６０は、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、入出力インターフェイス６５と、を備える。ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、及び入出力インターフェイス６５は、バス６７を介して相互に電気的に接続する。ＲＯＭ６２は、座標算出プログラム５００を含む各種プログラム、及びデータ等を記憶する。

入出力インターフェイス６５は、タッチパネル１６、タイマ２７、受信器９４、９５、及び駆動回路７２、７５が電気的に接続される。タイマ２７は、時間を計測する。駆動回路７２、７５は、それぞれ、ミシンモータ７９、及びＬＣＤ１０を駆動する。

座標指示器９１の電気的構成について説明する。座標指示器９１は、スイッチ９１３と、信号出力回路基板９１４と、発信器９１５と、を備える。スイッチ９１３は、信号出力回路基板９１４に電気的に接続される。信号出力回路基板９１４は、入出力インターフェイス６５に電気的に接続される。スイッチ９１３は、端部９４６が可動部９１３ａを押圧することにより、オン／オフする。スイッチ９１３がオフ状態の場合、信号出力回路基板９１４は、ケーブル９１２及び入出力インターフェイス６５を介して、ＣＰＵ６１にＨｉｇｈ信号を出力する。スイッチ９１３がオンされた場合、信号出力回路基板９１４は、ケーブル９１２及び入出力インターフェイス６５を介して、ＣＰＵ６１にＬｏｗ信号を出力する。以下、信号出力回路基板９１４から出力されるＬｏｗ信号は、指示信号と称する。スイッチ９１３と、信号出力回路基板９１４と、発信器９１５とは、筐体９１０の内部に設けられる。信号出力回路基板９１４は、ＣＰＵ６１からの超音波の発信を指令する制御信号を受け付けて、発信器９１５から超音波を発信させる。

［データの構造］
図７を参照して、ＲＯＭ６２、及びＲＡＭ６３に記憶されるデータの構造について説明する。

ＲＯＭ６２は、座標算出プログラム５００と、受信器座標Ｂ、Ｃと、音速ＶＳと、計算式５３０と、長手方向の距離Ｌｓ、Ｌｒと、を記憶する。座標算出プログラム５００は、後述するフローチャートに従った処理を実現するためのプログラムである。受信器座標Ｂ、Ｃ、音速ＶＳ、及び計算式５３０は、発信器９１５の座標Ｅを算出する際に、ＲＯＭ６２から読み出される。

ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１がＲＯＭ６２に記憶される座標算出プログラム５００を実行する際に参照する各種変数等を記憶しておく一時記憶領域として機能する。各種変数は、例えば、発信タイミングＴ１と、受信タイミングＴ２と、到達時間Ｔｂ、Ｔｃ、距離ＥＢ、ＥＣ、発信器の座標Ｅ０と、距離Ｄａ、Ｄｂと、第１点９３１と、第２点９３２と、指示点９３６と、移動方向Ｍａと、を含む。

［発信器９１５の座標算出方法］
図８を参照し、発信器９１５の座標Ｅを特定する方法について説明する。ユーザは、加工布１００に座標指示器９１の指示端９１１を接触させ指示部材９４２を押動させ、スイッチ９１３がオンされることによって、ミシン１０１による縫製を行う加工布１００上の指示点９３６を指示する。ミシン１０１は、発信器９１５の座標Ｅを特定することによって指示点９３６を特定する。発信器９１５の座標Ｅと、指示端９１１が接触した加工布１００上の指示点９３６とは、異なる。従って、後述する座標算出プログラム５００により、指示端９１１が指示する指示点の座標９３６と発信器９１５の座標Ｅとの誤差を修正する必要がある。以下、図１のミシン１０１の左右方向、前後方向、及び上下方向を、それぞれＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向とする。

ミシン１０１は、発信器９１５の座標Ｅ（Ｘ座標，Ｙ座標，Ｚ座標）を特定する。座標の原点Ｓ（０，０，０）は、針板に形成され、縫針が挿通する針孔の中心点とする。Ｚ座標が０である面が、針板の上面を示す。受信器９４の位置を示す座標Ｂを、（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とする。受信器９５の位置を示す座標Ｃを、（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とする。発信器９１５の座標Ｅを、（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）とする。以下、座標Ｅを「発信器座標Ｅ」と称する。受信器９４、９５のＺ座標は、針板の上面に対する受信器９４、９５の高さを表す。発信器座標Ｅと座標Ｂとの間の距離を「距離ＥＢ」といい、発信器座標Ｅと座標Ｃとの間の距離を「距離ＥＣ」と称する。

距離ＥＢ、ＥＣは、三平方の定理に基づき、座標Ｂ、Ｃ、Ｅによって表すことができる。距離ＥＢ、及び座標Ｂ、Ｅは、以下の式（１）の関係を満たす。同様に、距離ＥＣ、及び座標Ｃ、Ｅは、以下の式（２）の関係を満たす。
（Ｘｂ−Ｘｅ）²＋（Ｙｂ−Ｙｅ）²＋（Ｚｂ−Ｚｅ）²＝（ＥＢ）²・・・（１）
（Ｘｃ−Ｘｅ）²＋（Ｙｃ−Ｙｅ）²＋（Ｚｃ−Ｚｅ）²＝（ＥＣ）²・・・（２）
式（１）は、座標Ｂを中心点とし、半径が距離ＥＢである発信器座標Ｅを通る球面の方程式と同一である。同様に式（２）は、座標Ｃを中心点とし、半径が距離ＥＣである発信器座標Ｅを通る球面の方程式と同一である。

超音波が進行する速度を、音速ＶＳとする。発信器座標Ｅにある座標指示器９１から発信された超音波が、受信器９４に到達するまでに要する時間を、到達時間Ｔｂとする。発信器座標Ｅにある座標指示器９１から発信された超音波が、受信器９５に到達するまでに要する時間を、到達時間Ｔｃとする。この場合、距離ＥＢ、ＥＣは、以下の式（３）（４）で表すことができる。
ＥＢ＝ＶＳ×Ｔｂ・・・（３）
ＥＣ＝ＶＳ×Ｔｃ・・・（４）

上記式（１）（２）に式（３）（４）を代入することによって、以下の式（５）（６）が得られる。
（Ｘｂ−Ｘｅ）²＋（Ｙｂ−Ｙｅ）²＋（Ｚｂ−Ｚｅ）²＝（ＶＳ×Ｔｂ）²・・・（５）
（Ｘｃ−Ｘｅ）²＋（Ｙｃ−Ｙｅ）²＋（Ｚｃ−Ｚｅ）²＝（ＶＳ×Ｔｃ）²・・・（６）

式（５）（６）のうち、座標Ｂ（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）、座標Ｃ（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）、及び音速ＶＳは既知の値であり、ＲＯＭ６２に予め記憶される。式（１）（２）（３）（４）（５）（６）は、計算式５３０としてＲＯＭ６２に予め記憶される。到達時間Ｔｂ、Ｔｃは、座標指示器９１の発信器９１５から超音波が発信されたタイミング、及び受信器９４、９５において超音波が受信されたタイミングとの差分を算出することによって特定することができる。以下、座標指示器９１の発信器９１５から超音波が発信されたタイミングを、発信タイミングＴ１と称する。以下、受信器９４、９５において超音波が受信されたタイミングを、受信タイミングＴ２と称する。

加工布１００の布厚は、Ｘｅ、Ｙｅと比較して無視できる程度に小さい。従って、発信器座標Ｅ（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）のうちＺｅは、発信器９１５と指示端９１１との仮想的な距離の定数Ｋｉと見做してよい。従って、Ｘｅ、及びＹｅは、式（５）（６）の連立方程式に基づき、算出することができる。算出された発信器座標Ｅ（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｋｉ）を、ベッド面９８にスライドさせて、平面上の座標Ｅ０（Ｘｅ，Ｙｅ，０）とする。

定数Ｋｉについて詳細に説明する。ユーザが指示点９３６を指示する動作において、座標指示器９１の長手方向と平面との平均的な角度θは、６０°である。また、ユーザが指示点９３６を指示する際に、指示端９１１から発信器９１５までの長手方向の平均的な距離は、ユーザが指示点９３６を指示する動作のうち発信器９１５が発信した最初の位置から指示部材９４２が最大限押し込められた位置との中間位置までの距離である。中間位置にあるタイミングの距離は、Ｌｒ＋Ｌｓ／２である。上記角度θ、及び距離に基づいて、定数Ｋｉ＝（Ｌｒ＋（Ｌｓ／２））×ｓｉｎθ＝（４＋（２．５／２））×√３／２_≒４．５とする。

［座標算出プログラム５００］
図９〜図１３を参照して、座標算出プログラム５００について説明する。座標算出プログラム５００は、ミシン１０１のＣＰＵ６１によって実行される。座標算出プログラム５００は、タッチパネル１６を用いて、ユーザが超音波モードを選択した場合に実行される。フローチャートに示す各ステップは、ＣＰＵ６１の処理を示す。

Ｓ１１では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされたか否かを判断する。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされたと判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１３へ処理を進める。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされていないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１１の処理を繰り返す。

Ｓ１３では、ＣＰＵ６１は、所定時間ＵＴ毎に発信器９１５に超音波を発信させることを開始する。ＣＰＵ６１は、所定時間ＵＴ毎の発信器９１５の発信位置９１６から、指示部材９４２の押動による発信器９１５の移動の軌跡を算出することで、後述する移動方向Ｍａ、及び移動距離Ｄａを算出することができる。移動の軌跡とは、所定時間ＵＴ毎に発信器９１５が超音波を発信したベッド９８面上の座標の分布である。具体的には、ＣＰＵ６１は、タイマ２７を参照して、所定時間ＵＴ毎に超音波の発信を指令する制御信号を、信号出力回路基板９１４に出力する。信号出力回路基板９１４は、ＣＰＵ６１からの制御信号を受け付けて、発信器９１５に超音波を所定時間ＵＴ毎に発信させる。所定時間ＵＴは、例えば、６［ｍｓ］である。

Ｓ１５では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている状態で指示部材９４２が一端側に最も突出した発信位置９１６である第１点９３１を算出するために、スイッチ９１３がオンされてから最初に発信器９１５が超音波を発信した平面上の座標Ｅ０を算出する。ＣＰＵ６１は、受信器９４、９５が超音波を受信した複数のタイミングＴ２に基づいて、超音波を発信した発信器９１５の平面上の座標Ｅ０を算出する。ＣＰＵ６１は、算出した座標を第１点９３１としてＲＡＭ６３に記憶させる。図１１では、最初に発信器９１５が超音波を発信した発信位置である第１点９３１は、○印で表される。最後に発信器９１５が超音波を発信した発信位置９３１ｂも、同様に○印で表される。第１点９３１は、スイッチ９１３がオンされ、最初に発信器９１５が超音波を発信した発信位置９１６ａである。第１点９３１は、スイッチ９１３がオンされている間に超音波を発信した発信器９１５のベッド面９８上の座標である。第１点９３１は、例えば、（８，０，０）である。ＣＰＵ６１は、受信器９４、９５が超音波を受信した複数のタイミングＴ２に基づいて、スイッチ９１３がオンされた後、所定時間ＵＴ毎の複数のタイミングにおいて発信器９１５が超音波を発信したベッド面９８上の複数の座標Ｅ０を算出する。

［発信器座標算出処理Ｓ１５］
図１０を参照し、発信器座標算出処理Ｓ１５の詳細について説明する。ＣＰＵ６１は、Ｓ１５の処理を開始させた後、Ｓ５３へ処理を進める。

Ｓ５３では、ＣＰＵ６１は、タイマ２７を参照し、所定時間ＵＴ毎に発信される超音波の発信タイミングの中から、現在時刻に最も近い発信タイミングを特定する。ＣＰＵ６１は、特定した発信タイミングを、発信タイミングＴ１として取得する。ＲＡＭ６３は、取得した発信タイミングＴ１を記憶する。

Ｓ５５では、ＣＰＵ６１は、座標指示器９１から発信された超音波を、受信器９４，９５が受信したか否かを判断する。ＣＰＵ６１は、受信器９４，９５が超音波を受信したと判断した場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）、Ｓ５７へ処理を進める。ＣＰＵ６１は、受信器９４，９５が超音波を受信していないと判断した場合（Ｓ５５：ＮＯ）、Ｓ６７へ処理を進める。具体的には、受信器９４，９５が超音波を受信すると、入出力インターフェイス６５を介して、ＣＰＵ６１に検出信号を出力する。ＣＰＵ６１は、検出信号を受信すると、超音波を受信したと判断する。

Ｓ６７では、ＣＰＵ６１は、タイマ２７を参照し、発信タイミングＴ１から一定時間が経過したか否かを判断する。一定時間とは、超音波が座標指示器９１から発信されて、受信器９４、９５に十分到達可能な時間である。一定時間とは、例えば２［ｍｓ］である。ＣＰＵ６１は、一定時間が経過したと判断した場合（Ｓ６７：ＹＥＳ）、Ｓ６９に処理を進める。つまり、ＣＰＵ６１は、受信器９４、又は９５が超音波を受信するまで、一定時間待機する。例えば、座標指示器９１の発信器９１５から発信された超音波が、ユーザの手や腕、加工布１００等によって遮蔽され、一定時間以上、受信器９４、又は９５に到達しなかったとする。つまり、受信器９４、又は９５が超音波を受信できない状態のまま一定時間が経過すると、ＣＰＵ６１は、Ｓ６９へ処理を進める。ＣＰＵ６１は、一定時間が経過していないと判断した場合（Ｓ６７：ＮＯ）、Ｓ５５に処理を戻す。

Ｓ６９では、ＣＰＵ６１は、エラーメッセージをＬＣＤ１０に表示するよう駆動回路７５を制御する。エラーメッセージは、受信器９４，９５のどちらか一方が超音波を受信できなかったことを示すメッセージである。エラーメッセージを見たユーザは、座標指示器９１によって加工布１００上の任意の位置を再度指示する。座標指示器９１の信号出力回路基板９１４から出力される指示信号を再度検出するために、ＣＰＵ６１は、Ｓ６９終了後、Ｓ５３に処理を戻す。

Ｓ５７では、ＣＰＵ６１は、タイマ２７を参照し、受信器９４，９５で超音波が受信された時刻を特定する。ＲＡＭ６３は、特定した時刻を、受信タイミングＴ２として記憶する。受信器９４，９５で超音波が受信された時刻は、具体的には、ＣＰＵ６１が検出信号を受信した時刻である。

Ｓ５９では、ＣＰＵ６１は、受信器９４，９５の両方から超音波を受信したか否かを判断する。ＣＰＵ６１は、受信器９４、及び９５の両方から超音波を受信したと判断した場合（Ｓ５９：ＹＥＳ）、Ｓ６１へ処理を進める。ＣＰＵ６１は、受信器９４，９５のうちいずれか一方が超音波を受信していないと判断した場合（Ｓ５９：ＮＯ）、Ｓ５５に処理を戻す。

Ｓ６１では、ＣＰＵ６１は、到達時間Ｔｂ、Ｔｃを算出する。具体的には、ＣＰＵ６１は、発信タイミングＴ１と、受信タイミングＴ２と、に基づいて、到達時間Ｔｂ、Ｔｃを算出する。詳細には、受信器９４の受信タイミングＴ２から発信タイミングＴ１を減算することによって、到達時間Ｔｂを算出する。ＣＰＵ６１は、受信器９５の受信タイミングＴ２から発信タイミングＴ１を減算することによって、到達時間Ｔｃを算出する。ＲＡＭ６３は、到達時間Ｔｂ、Ｔｃを記憶する。

Ｓ６３では、ＣＰＵ６１は、到達時間Ｔｂ、Ｔｃと、超音波が伝搬する速度である音速ＶＳと、に基づいて、発信器９１５と受信器９４、９５との距離ＥＢ、ＥＣを算出する。具体的には、ＣＰＵ６１は、算出した到達時間Ｔｂ、Ｔｃに音速ＶＳを乗算することによって、距離ＥＢ、ＥＣを算出する（式（３）（４）参照）。ＲＡＭ６３は、距離ＥＢ、ＥＣを記憶する。

Ｓ６５では、ＣＰＵ６１は、発信器９１５と受信器９４、９５との距離ＥＢ、ＥＣが、ベッド面９８上の発信器座標（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）と受信器９４、９５の座標Ｂ、Ｃとの距離、に一致する発信器座標Ｅを算出する。具体的には、ＣＰＵ６１は、座標Ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）、座標Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、発信器９１５の高さである定数Ｋｉ、距離ＥＢ、ＥＣを式（５）（６）に適用し、連立方程式を解くことによって、発信器座標Ｅ（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｋｉ）を算出する。従って、ベッド面９８上の座標Ｅ０（Ｘｅ，Ｙｅ，０）となる。これによって、ＣＰＵ６１は、座標指示器９１によって指示された加工布１００上の発信器９１５の座標Ｅ０を算出する。ＲＡＭ６３は、発信器座標Ｅ０を記憶する。ＣＰＵ６１は、Ｓ６５終了後、発信器座標算出処理Ｓ１５を終了し、図９のＳ１７へ処理を進める。

Ｓ１７では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされているか否かを判断する。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされていると判断した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、Ｓ１９へ処理を進める。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされていないと判断した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ２３へ処理を進める。スイッチ９１３がオンされている間は、指示端９１１の位置が加工布１００との摩擦により移動しない。また、発信器９１５の孔の内壁により指示部材９４２の移動方向が指示部材９４２の長手方向に規制されている。スイッチ９１３がオンされている間の発信器９１５の長手方向の移動距離Ｌｓと、スイッチ９１３がオンされている間において指示部材９４２が最も他端側に移動した発信器９１５と指示端９１１との距離Ｌｒと、が既知の値であるので、発信器９１５のベッド面９８上の移動距離との比例関係式より、ＣＰＵ６１は、指示点９３６を算出することができる。

Ｓ１９では、ＣＰＵ６１は、タイマ２７を参照し、受信器９４、９５が超音波を受信した複数のタイミングＴ２の中から現在時刻に最も近い受信タイミングＴ２に基づいて、超音波を発信した発信器９１５の平面上の座標Ｅ０を算出する。ＣＰＵ６１は、算出した座標を発信器座標Ｅ０としてＲＡＭ６３に記憶させる。Ｓ１９では、ＣＰＵ６１は、図１０に示すＳ１５の処理と同様の処理により、発信器座標Ｅ０を算出する。

Ｓ２１では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされてから、発信器座標Ｅ０を最大数Ｐｍａｘ以上算出したか否かを判断する。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされてから、発信器座標Ｅ０を最大数Ｐｍａｘ以上算出したと判断した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｓ２６へ処理を進める。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされてから、発信器座標Ｅ０を最大数Ｐｍａｘ以上算出しなかったと判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、Ｓ１７へ処理を戻す。最大数Ｐｍａｘは、例えば、１００［個］である。ＲＯＭ６２は、最大数Ｐｍａｘを記憶する。

Ｓ２３では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている間に、発信器座標Ｅ０を最小数Ｐｍｉｎ以上算出したか否かを判断する。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている間、発信器座標Ｅ０を最小数Ｐｍｉｎ以上算出したと判断した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、Ｓ２６へ処理を進める。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている間に、発信器座標Ｅ０を最小数Ｐｍｉｎ以上算出しなかったと判断した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、Ｓ２５へ処理を進める。最小数Ｐｍｉｎは、例えば、２０［個］である。ＲＯＭ６２は、最小数Ｐｍｉｎを記憶する。

一般的に、ユーザが座標指示器９１で指示点９３６を指示している時間、即ちスイッチ９１３がオンされている期間は、およそ０．１〜０．６［ｓ］である。スイッチ９１３がオンされている時間は、所定時間ＵＴに発信器座標Ｅの数を乗算した時間とほぼ等しい。従って、ＵＴ×Ｐｍｉｎは、ユーザが座標指示器９１を指示する最小時間以上である必要がある。即ち、ＵＴ×Ｐｍｉｎ≧０．１となるＰｍｉｎである必要がある。ＵＴ＝６［ｍｓ］であるため、Ｐｍｉｎ≧１７である。また、ＣＰＵ６１が発信器９１５の移動距離Ｄａを算出するためには、少なくとも第１点９３１及び第２点９３２の２点が必要であるため、Ｐｍｉｎ≧２である。また、ＵＴ×Ｐｍａｘは、ユーザが座標指示器９１を指示する最大時間以上である必要がある。即ち、ＵＴ×Ｐｍａｘ≧０．６となるＰｍａｘである必要がある。ＵＴ＝６［ｍｓ］であるため、Ｐｍａｘ≧１００である。このような条件で、最小数Ｐｍｉｎ、及び最大数Ｐｍａｘは設定されている。

Ｓ２５では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている間に算出した発信器座標Ｅ０をＲＡＭ６３から消去させる。Ｓ２５により、次にスイッチ９１３がオンされた際に、前に算出された発信器座標ＥがＲＡＭ６３に記憶されていないため、ＣＰＵ６１が座標算出処理５００を実行する際に、間違って前に算出された発信器座標Ｅ０を用いて計算することがない。

Ｓ２６では、ＣＰＵ６１は、所定時間ＵＴ毎に発信器９１５に超音波を発信させることを終了する。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている間の発信器９１５の移動の軌跡を算出することで、後述する移動方向Ｍａ、及び移動距離Ｄａを算出することができる。

Ｓ２７では、ＣＰＵ６１は、第２点９３２を算出する。第２点９３２は、第１点９３１より発信器９１５が長手方向の指示点９１１側に移動して超音波を発信した発信器９１５のベッド面９８上の座標である。第２点９３２は、指示部材９４２が最も他端側へ押動された状態の発信位置９１６ｂのベッド面９８上の座標である。

［第２点算出処理Ｓ２７］
図１１、及び図１２を参照して、第２点算出処理Ｓ２７について詳細に説明する。ＣＰＵ６１は、Ｓ２７の処理を開始させた後、Ｓ８１へ処理を進める。

Ｓ８１では、ＣＰＵ６１は、Ｓ１５にて算出した第１点９３１と、Ｓ１９にて算出した各発信器座標Ｅ０との距離を算出する。ＣＰＵ６１は、第１点９３１と、各発信器座標Ｅ０との距離を、ＲＡＭ６３に記憶させる。Ｓ８１により、ＣＰＵ６１は、第１点９３１から最も離れた座標を抽出することができる。

Ｓ８３では、ＣＰＵ６１は、第１点９３１との距離が１〜所定数Ｐｄ番目に離れた発信器座標Ｅ０を抽出する。所定数Ｐｄは、例えば、４である。所定数Ｐｄが最小数Ｐｍｉｎより大きいと所定数Ｐｄ番目の発信器座標Ｅを算出できないので、所定数Ｐｄは、少なくとも最小数Ｐｍｉｎ（＝２０）未満である必要がある。図１１に示す様に、１番目に離れた発信器座標Ｅは、◇印で表現される。２〜所定数Ｐｄ番目に離れた発信器座標Ｅは、□印で表現される。１〜所定数Ｐｄ番目に離れた発信器座標Ｅ０及び第１点９３１、座標９３１ｂ以外の点は、△印で表現される。第１点９３１から最も離れた座標は、指示部材９４２が最も他端側へ押動された発信位置９１６ｂのベッド面９８上の座標を示す。Ｓ８３により、ＣＰＵ６１は、指示部材９４２が最も他端側へ押動された発信位置９１６ｂのベッド面９８上の座標を正確に算出することができる。

Ｓ８５では、ＣＰＵ６１は、第１点９３１から１〜Ｐｄ番目に離れた発信器座標Ｅ０の平均値を算出する。具体的には、ＣＰＵ６１は、発信器座標Ｅ０を足し合わした総和を、所定数Ｐｄで除算した座標を平均値として算出する。ＣＰＵ６１は、平均値を第２点９３２としてＲＡＭ６３に記憶させる。図１１では、第２点９３２は、○印で表現される。第２点９３２は、例えば、（６，０，０）である。ＣＰＵ６１は、Ｓ８５終了後、第２点算出処理Ｓ２７を終了し、図９のＳ２９へ処理を進める。

Ｓ２９では、ＣＰＵ６１は、Ｓ１９にて算出した平面上の複数の発信器座標Ｅ０に基づいて、スイッチ９１３がオンされている間に発信器９１５が座標指示器９１の長手方向に沿って移動した発信器９１５の移動方向Ｍａを算出する。ＣＰＵ６１は、複数の座標Ｅ０のうち、第１点９３１から第２点９３２に向かうベッド面９８上の方向に基づいて、発信器９１５が移動したベッド面９８上の移動方向Ｍａを算出する。Ｓ２９により、ＣＰＵ６１は、発信位置９１６から指示部材９４２が延びる延出方向が特定することができ、その延出方向から指示点９３６を算出することができる。ＣＰＵ６１は、第１点９３１から第２点９３２に向かうベッド面９８上の方向をベッド面９８上の移動方向ＭａとしてＲＡＭ６３に記憶させる。移動方向Ｍａは、例えば、ｘ方向である。

Ｓ３１では、ＣＰＵ６１は、Ｓ１９にて算出したベッド面９８上の複数の発信器座標Ｅ０に基づいて、スイッチ９１３がオンされている間に発信器９１５が座標指示器９１の長手方向に沿って移動したベッド面９８上の発信器９１５の移動距離Ｄａを算出する。具体的には、ＣＰＵ６１は、Ｓ１５にて算出された第１点９３１と第２点９３２との距離をベッド面９８上の移動距離Ｄａとして算出する。Ｓ３１により、ＣＰＵ６１は、ベッド面９８上で指示部材９４２が押された距離を特定することができ、座標指示器９１の延出方向と、指示部材９４２の押動により発信器９１５が移動する距離Ｌｓと、指示部材９４２が最も他端側に押された際の発信器９１５と指示端９１１との距離Ｌｒとを用いて、指示点９３６を算出することができる。ＣＰＵ６１は、ベッド面９８上の移動距離ＤａをＲＡＭ６３に記憶させる。例えば、第１点（８，０，０）―第２点（６，０，０）＝（２，０，０）であるので、移動距離Ｄａは、２［ｍｍ］である。

Ｓ３３では、ＣＰＵ６１は、Ｓ１９にて算出したベッド面９８上の複数の発信器座標Ｅ０と、Ｓ２９にて算出した移動方向Ｍａと、Ｓ３１にて算出した移動距離Ｄａと、に基づいて、指示部材９４２が指示する指示点９３６の座標を算出する。

［指示点算出処理Ｓ３３］
図１３を参照して、指示点算出処理Ｓ３３について詳細に説明する。ＣＰＵ６１は、Ｓ３３の処理を開始させた後、Ｓ９２へ処理を進める。

Ｓ９２では、ＣＰＵ６１は、移動距離Ｄａと、第１点９３１に対応する発信器９１５の発信位置９１６ａと第２点９３２に対応する発信器９１５の発信位置９１６ｂとの長手方向の距離Ｌｓと、第２点９３２に対応する発信器９１５の発信位置９１６ｂと指示点９３６との長手方向の距離Ｌｒと、に基づいて、第２点９３２と指示点９３６とのベッド面９８上の距離Ｄｂを算出する。ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６３から移動距離Ｄａを、ＲＯＭ６２から長手方向の距離Ｌｒ、Ｌｓを、読み出し、距離Ｄｂを算出する。

距離Ｄｂは、以下の４つの前提条件を用いて算出することができる。
（１）スイッチ９１３がオンされている間、指示端９１１と加工布１００との摩擦力により、指示端９１１が指示する指示点９３６の座標は変わらない
（２）スイッチ９１３がオンされている間、指示端９１１と加工布１００との摩擦力により、指示端９１１が加工布１００を押圧する押圧方向は、変わらない
（３）発信位置９１６から指示端９１１までの延出方向は、指示部材９４２の移動方向と平行である
（４）３次元空間上の距離と平面上の距離との比は変わらない（Ｌｓ：Ｌｒ＝Ｄａ：Ｄｂ）

距離Ｄｂ＝（Ｌｒ×Ｄａ）／Ｌｓ＝（４×２）／２．５＝３．２［ｍｍ］である。ＣＰＵ６１は、算出された距離ＤｂをＲＡＭ６３に記憶させる。

Ｓ９３では、ＣＰＵ６１は、Ｓ１９にて算出したベッド面９８上の複数の発信器座標Ｅ０と、Ｓ２９にて算出した移動方向Ｍａと、Ｓ９２にて算出した距離Ｄｂと、に基づいて、指示部材４３２が指示する指示点９３６の座標を算出する。ＣＰＵ６１は、移動方向Ｍａにより、発信位置９１６ｂから指示端９１１までの延出方向を特定することができ、距離Ｄｂにより、発信位置９１６ｂから指示端９１１までの距離を特定することができるため、ＣＰＵ６１は、指示点９３６の座標を算出することができる。図１１に示す様に、移動方向Ｍａは、ｘ方向であり、指示点９３６と第２点９３２とのベッド面９８上の距離Ｄｂは、３．２［ｍｍ］であり、第２点９３２は（６，０，０）であるため、指示点９３６の座標は、（６―３．２，０，０）＝（２．８，０，０）である。ＣＰＵ６１は、指示点９３６の座標を、ＲＡＭ６３に記憶させる。ＣＰＵ６１は、Ｓ９３終了後、指示点算出処理Ｓ３３を終了し、図９のＳ３５へ処理を進める。

Ｓ３５では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている間に算出した発信器座標Ｅ０をＲＡＭ６３から消去させる。ＣＰＵ６１は、Ｓ３５終了後、座標算出プログラム５００を終了する。

［本実施形態の効果］
Ｓ３１では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされてから最初に発信器９１５が超音波を発信した第１点９３１と指示端９１１が最も他端まで押された第２点９３２との距離を、発信器９１５の移動距離Ｄａとして算出する。移動距離Ｄａは、指示部材９４２の押圧動作において長手方向に移動する発信器９１５の距離Ｌｓと比例する。また、指示部材９４２が最も他端側に押された第２点９３２と指示点９３６との距離Ｄｂは、最も指示部材９４２が他端側に押された際の発信器９１５と指示点９３６との距離Ｌｒに比例する。距離Ｌｓ、Ｌｒを事前に測定し、ＲＯＭ６２に予め記憶させておけば、ＣＰＵ６１は、この比例関係を用いて、指示点９３６の座標を算出することができる。

Ｓ１５では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされてから最初に発信器９１５が超音波を発信したベッド面９８上の座標を、第１点９３１として算出する。スイッチ９１３がオンされてから最初に発信器９１５が超音波を発信した点は、スイッチ９１３がオンされている間において、最も指示端９１１が一端側に突出している点である。ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている間において、第１点９３１から１〜Ｐｄ番目に離れた座標の平均値を最も指示部材９４２が他端側に押された点と設定する。最も指示端９１１が一端側に突出している発信位置９１６ａと、最も他端側に押された発信位置９１６ｂとの距離Ｌｓは、測定者が測定することが容易な距離である。ＣＰＵ６１は、測定した距離Ｌｓを予めＲＯＭ６２に記憶させておけば、移動距離Ｄａと、距離Ｌｓとの比例関係式を用いて、指示点９３６の座標を算出することができる。

Ｓ２７では、ＣＰＵ６１は、第１点９３１から１〜Ｐｄ番目に離れた座標の平均値を第２点９３２として算出する。第１点９３１から１〜Ｐｄ番目に離れた座標の平均値は、スイッチ９１３がオンされている間において、最も指示端９１１が他端側に押された点である。さらに、ＣＰＵ６１は、第１点９３１から１〜Ｐｄ番目に離れた座標の平均値を用いることで、誤差の影響が少なく、一層正確に最も指示端９１１が他端側に押された点を算出することができる。ＣＰＵ６１は、第１点９３１を、スイッチ９１３がオンされている間において、最も指示端９１１が一端側に突出した点と設定する。これにより、ＣＰＵ６１は、予めＲＯＭ６２に記憶した、スイッチ９１３がオンされている間における発信器９１５の長手方向の移動距離Ｌｓとの比例関係式を用いて、指示点９３６の座標を算出することができる。

Ｓ６３では、ＣＰＵ６１は、発信タイミングＴ１と、受信タイミングＴ２と、音速ＶＳと、に基づいて、発信器９１５と受信器９４、９５との距離ＥＢ、ＥＣを算出する。Ｓ６５では、ＣＰＵ６１は、受信器９４から距離ＥＢ離れ、受信器９５から距離ＥＣ離れた座標Ｅを算出する。このように、ＣＰＵ６１は、発信タイミングＴ１、受信タイミングＴ２を取得することで、発信器９１５の座標Ｅを特定することができる。

Ｓ２９では、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされてから最初に発信器９１５が超音波を発信した第１点９３１から指示端９１１が最も他端側へ押された第２点９３２に向かう方向に基づいて、発信器９１５の移動方向Ｍａを算出する。ＣＰＵ６１は、算出した移動方向Ｍａと、指示部材９４２が最も他端側に押された第２点９３２と指示点９３６との距離Ｄｂと、を用いて、指示点９３６の座標を特定することができる。

Ｓ１３では、ＣＰＵ６１は、所定時間ＵＴ毎に発信器９１５に超音波を発信させる。このため、発信タイミングＴ１が、一意に定まる。従って、一層、指示点９３６の座標を正確に特定することができる。

［変形例］
本開示は上記実施形態になんら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。

Ｓ９２では、ＣＰＵ６１は、移動距離Ｄａと、第１点９３１に対応する発信位置９１６ａと第２点９３２に対応する発信位置９１６ｂとの長手方向の距離Ｌｓと、第２点９３２に対応する発信位置９１６ｂと指示点９３６との長手方向の距離Ｌｒと、に基づいて、第２点９３２と指示点９３６とのベッド面９８上の距離Ｄｂを算出した。しかしながら、移動距離Ｄａと、距離Ｌｓと、第１点９３１に対応する発信位置９１６ａと指示点９３６との長手方向の距離と、に基づいて、第１点９３１と指示点９３６とのベッド面９８上の距離を算出してもよい。そして、ＣＰＵ６１は、第１点９３１と指示点９３６とのベッド面９８上の距離と、移動方向Ｍａと、第１点９３１の座標とに基づいて、指示点９３６の座標を算出してもよい。

Ｓ１５では、ＣＰＵ６１は、複数の座標Ｅ０のうち、スイッチ９１３がオンされてから、最初に発信器９１５が超音波を発信したベッド面９８上の座標を第１点９３１として算出した。しかしながら、図１４のＳ１１５に示す様に、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされている間において、最後に発信器９１５が超音波を発信したベッド面９８上の座標を第１点９３１ｂとして算出してもよい。図１４は、Ｓ１１５が、図９のＳ１５の代わりに、Ｓ２６とＳ２９との間に挿入された座標算出処理５００ｂのフローチャートである。Ｓ１１５では、ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６３を参照して、最後に発信器９１５が超音波を発信したタイミングから、第１点９３１ｂを算出する。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６３に記憶された発信タイミングＴ１の中から、１番目と２番目に新しく更新されたタイミングを、スイッチ９１３がオンされている間において最後に発信器９１５が超音波を発信したタイミングとする。さらに、ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６３に記憶された受信タイミングＴ２の中から、最も新しく更新された２つのタイミングを、スイッチ９１３がオンされている間において最後に受信器９４、９５が受信したタイミングとする。そして、ＣＰＵ６１は、上記発信タイミングＴ１、受信タイミングＴ２から、第１点９３１ｂを算出する。最後に発信器９１５が超音波を発信した点は、スイッチ９１３がオンされている間において、最も指示端９１１が一端側に突出している点である。Ｓ１１５終了後、ＣＰＵ６１は、Ｓ１２７へ処理を進める。ＣＰＵ６１は、第２点９３２は、スイッチ９１３がオンされている間において、最も指示端９１１が他端側に押された点と設定する。ＣＰＵ６１は、距離Ｌｓを予めＲＯＭ６２に記憶させておけば、第２点９３２から第１点９３１ｂまでの移動距離と距離Ｌｓとの比例関係式を用いて、指示点９３６を算出することができる。

Ｓ２７においては、ＣＰＵ６１は、複数の座標Ｅ０のうち、第１点９３１から１番目からＰｄ番目に離れた座標の平均値を第２点９３２として算出した。しかしながら、図１４及び図１５のＳ１２７に示す様に、第１点９３１から最も離れた１つの座標を第２点９３２ｂとして算出してもよい。図１４は、Ｓ１２７が、図９のＳ２７の代わりに、Ｓ２６とＳ２９との間に挿入されたフローチャートである。図１５は、Ｓ１８５が、図１２のＳ８５、Ｓ８３の代わりに、Ｓ８１の後に挿入された第２点算出処理Ｓ１２７のフローチャートである。Ｓ１８５では、ＣＰＵ６１は、Ｓ８１によって算出された第１点９３１と各発信器との距離から、第１点９３１から１番目に離れた座標を、第２点９３２ｂとして算出する。図１１に示す様に、第１点９３１から１番目に離れた座標は、◇印で表現される。Ｓ１８５終了後、ＣＰＵ６１は、Ｓ１２７を終了し、図１４のＳ２９へ処理を進める。第１点９３１ｂから１番目に離れた座標は、スイッチ９１３がオンされている間において、最も指示端９１１が他端側に押された点である。ＣＰＵ６１は、第１点９３１ｂをスイッチ９１３がオンされている間において、最も指示端９１１が一端側に突出している点と設定する。これにより、ＣＰＵ６１は、第２点９３２ｂから第１点９３１ｂまでのベッド面９８上の距離と、予めＲＯＭ６２に記憶した、発信器９１５の長手方向の移動距離Ｌｓとの比例関係式を用いて、指示点９３６を算出することができる。

Ｓ２９においては、ＣＰＵ６１は、第１点９３１から第２点９３２に向かう方向を、移動方向Ｍａとして算出した。しかしながら、第１点９３１、第２点９３２に限らず、発信器座標Ｅ０すべてを用いて、移動方向Ｍａを算出してもよい、例えば、ＣＰＵ６１は、最小自乗法により、第１点９３１、第２点９３２、及び発信器座標Ｅ０に対して最も近い直線の式を算出する。そして、Ｘ方向に対する直線の傾きを移動方向ＭａとしてＲＡＭ６３に記憶させる。

なお、スイッチ９１３がオンされてから最初に発信器９１５が超音波を発信した発信位置と、スイッチ９１３がオンされた位置とは、厳密には異なる。従って、第１点９３１に対応する発信位置９１６ａを、スイッチ９１３がオンされた点と同じとした場合、誤差が生じる。具体的には、スイッチ９１３がオンされてから、信号出力回路基板９１４は、ＣＰＵ６１に向けて指示信号を出力する。指示信号を受信したＣＰＵ６１は、超音波の発信を指令する制御信号を信号出力回路基板９１４に出力する。信号出力回路基板９１４は、蓄電部９５０に、発信器９１５に向けてエネルギーを出力させる。蓄電部９５０からエネルギーを受けて、発信器９１５は超音波を発信する。即ち、スイッチ９１３がオンされてから発信器９１５が最初に超音波を発信したタイミングは、スイッチ９１３がオンされたタイミングより後になる。従って、スイッチ９１３がオンされてから発信器９１５が最初に超音波を発信したタイミングの発信器９１５の発信位置は、スイッチ９１３がオンされたタイミングの発信器９１５の発信位置より、所定距離Ｌｔ分だけ他端側にある。所定距離Ｌｔは、例えば、０．５［ｍｍ］である。従って、ＣＰＵ６１は、スイッチ９１３がオンされた位置から所定距離Ｌｔ分だけ一端側に近づいた位置を発信位置９１６ａと設定することで、第１点９３１に対応する発信位置９１６ａと第２点９３２に対応する発信位置９１６ｂとの長手方向の距離が正確な値となり、指示点９３６の座標を一層正確に算出することができる。

本実施形態では、第１点９３１と第２点９３２との２点を用いて、発信器９１５の移動方向Ｍａと、発信器９１５の移動距離Ｄａと、を算出した。しかしながら、２点に限らず、３点以上の複数の点を用いて、発信器９１５の移動方向Ｍａ、及び移動距離Ｄａを算出してもよい。

本実施形態におけるミシンは、１本の針棒を有するミシン１０１であったが、複数の針棒を有する多針ミシンであってもよい。

本実施形態において、座標指示器９１は、超音波が発信されたことを示す指示信号をケーブル９１２を介してミシン１０１に送信した。しかしながら、ケーブル９１２ではなく、座標指示器９１は、電磁波信号を出力する構成であってもよい。ミシン１０１は、電磁波信号を検出し、電磁波信号を検出したタイミングから、発信タイミングＴ１を特定することができる。

本実施形態においては、受信器９４、９５は、２つであった。しかしながら、受信器を３つ以上備え、各受信器が超音波を検出した検出タイミングのみから発信器９１５の発信位置を特定してもよい。

本実施形態において、音速ＶＳは、ＲＯＭ６２に予め記憶されていた。しかしながら、音速ＶＳは、環境温度によって変化するため、例えば、サーミスタ等の温度検出器をミシンに設けて温度を測定し、環境温度に対応した音速ＶＳを用いても発信器９１５から受信器９４、９５までの距離を算出しても良い。

本実施形態では、超音波が発信された座標を算出する手段と、移動方向Ｍａを算出する手段と、移動距離Ｄａを算出する手段と、指示点９３６の座標を算出する手段と、発信器９１５と受信器９４、９５との距離ＥＢ、ＥＣを算出する手段と、第１点９３１、又は第２点９３２と指示点９３６とのベッド面９８上の距離を算出する手段と、をＣＰＵ６１が実行するソフトウェアにより実現したが、各手段をハードウェアにより実現してもよい。また、本実施形態では、ＣＰＵ６１が各ステップを実行する例を示したが、少なくとも一部のステップを他のＣＰＵが実行する、あるいは、１または複数のＡＳＩＣが実行する構成であっても良い。

〔本発明と実施例との対応関係〕
本実施形態における筐体９１０は、本発明における筐体の一例である。
本実施形態における指示部材９４２は、本発明における指示部材の一例である。
本実施形態における指示端９１１は、本発明における指示端の一例である。
本実施形態におけるスイッチ９１３は、本発明におけるスイッチの一例である。
本実施形態における発信器９１５は、本発明における発信器の一例である。
本実施形態における座標指示器９１は、本発明における座標指示器の一例である。
本実施形態における受信器９４、９５は、本発明における受信器の一例である。
本実施形態におけるベッド面９８は、本発明における平面の一例である。
本実施形態におけるＣＰＵ６１、及びＳ１５、Ｓ１９、Ｓ２７は、本発明における第１算出手段の一例である。
本実施形態におけるＣＰＵ６１、及びＳ２９は、本発明における第２算出手段の一例である。
本実施形態におけるＣＰＵ６１、及びＳ３１は、本発明における第３算出手段の一例である。
本実施形態におけるＣＰＵ６１、及びＳ３３は、本発明における第４算出手段の一例である。
本実施形態におけるＣＰＵ６１、及びＳ１５は、本発明における第５算出手段の一例である。
本実施形態におけるＣＰＵ６１、及びＳ２７は、本発明における第６算出手段の一例である。
本実施形態におけるＣＰＵ６１、及びＳ９２は、本発明における第７算出手段の一例である。
本実施形態におけるＣＰＵ６１、及びＳ９３は、本発明における第８算出手段の一例である。
本実施形態における移動方向Ｍａは、本発明における移動方向の一例である。
本実施形態における移動距離Ｄａは、本発明における移動距離の一例である。
本実施形態における距離Ｄｂは、本発明における「第１点又は第２点と指示点との平面上の距離」の一例である。
本実施形態における距離Ｌｓは、本発明における「第１点に対応する発信器と第２点に対応する発信器との長手方向の距離」の一例である。
本実施形態における距離Ｌｒは、本発明における「第２点に対応する発信器と指示点との長手方向の距離」の一例である。
本実施形態における指示点９３６は、本発明における指示点の一例である。
本実施形態における第１点９３１、９３１ｂは、本発明における第１点の一例である。
本実施形態における第２点９３２、９３２ｂは、本発明における第２点の一例である。

９１ 座標指示器
９４、９５ 受信器
９８ ベッド面
１００ 加工布
１０１ ミシン
９１０ 筐体
９１１ 指示端
９１３ スイッチ
９１５ 発信器
９３１、９３１ｂ 第１点
９３２、９３２ｂ 第２点
９３６ 指示点
９４２ 指示部材
Ｄａ 移動距離
Ｄｂ 第２点と指示点とのベッド面上の距離
Ｍａ 移動方向
Ｌｓ 第１点に対応する発信器と第２点に対応する発信器との長手方向の距離
Ｌｒ 第２点に対応する発信器と指示点との長手方向の距離

Claims (8)

1. 筒状の筐体と、
   指示点を指示する指示端を有する棒状の指示部材であって、前記筐体の長手方向に沿って押動可能かつ、前記筐体の前記長手方向の一端から前記指示端が突出して前記筐体内に収容される指示部材と、
   前記筐体内に収容され、前記指示部材の押動によりオンされるスイッチと、
   前記筐体内に収容され、前記スイッチがオンされている間に、超音波を複数回発信する１つの発信器と、
   を有する座標指示器と、
   前記発信器が発信する超音波を受信する受信器と、
   前記指示端が指示する平面と、
   前記受信器が超音波を受信した複数のタイミングに基づいて、超音波を発信した前記発信器の前記平面上の複数の座標を算出する第１算出手段と、
   前記第１算出手段が算出した前記平面上の複数の座標に基づいて、前記スイッチがオンされている間に前記発信器が前記長手方向に沿って移動した前記発信器の前記平面上の移動方向を算出する第２算出手段と、
   前記第１算出手段が算出した前記平面上の複数の座標に基づいて、前記スイッチがオンされている間に前記発信器が前記長手方向に沿って移動した前記平面上の移動距離を算出する第３算出手段と、
   前記第１算出手段が算出した超音波が発信された前記平面上の座標と、前記第２算出手段が算出した前記平面上の移動方向と、前記第３算出手段が算出した前記平面上の移動距離と、に基づいて、前記指示端が指示する前記平面上の指示点の座標を算出する第４算出手段と、
   を備えることを特徴とするミシン。
2. 前記第１算出手段は、
   前記スイッチがオンされている間に超音波を発信した前記発信器の前記平面上の座標である第１点を算出する第５算出手段と、
   前記第１点より前記発信器が前記長手方向の前記指示点側に移動して超音波を発信した前記発信器の前記平面上の座標である第２点を算出する第６算出手段と、を有し、
   前記第３算出手段は、
   前記第１算出手段が算出した前記第１点と前記第２点との距離を前記平面上の移動距離として算出することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記第４算出手段は、
   前記第３算出手段が算出した前記平面上の移動距離と、前記第１点に対応する前記発信器と前記第２点に対応する前記発信器との前記長手方向の距離と、前記第２点に対応する前記発信器と前記指示点との前記長手方向の距離と、に基づいて、前記第１点、又は前記第２点と前記指示点との前記平面上の距離を算出する第７算出手段と、
   前記第２算出手段が算出した前記平面上の移動方向と、前記第７算出手段が算出した前記距離とに基づいて、前記指示点の座標を算出する第８算出手段と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
4. 前記第５算出手段は、
   前記スイッチがオンされている間において、前記発信器が超音波を複数回発信した中で、前記発信器が超音波を最初に発信したタイミングの平面上の座標を前記第１点として算出することを特徴とする請求項２又は３に記載のミシン。
5. 前記第５算出手段は、
   前記スイッチがオンされている間において、前記発信器が超音波を複数回発信した中で、前記発信器が超音波を最後に発信したタイミングの平面上の座標を前記第１点として算出することを特徴とする請求項２又は３に記載のミシン。
6. 前記第６算出手段は、
   前記第１算出手段が算出した複数の座標のうち、前記第１点から最も離れた座標を前記第２点として算出することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のミシン。
7. 前記第６算出手段は、
   前記第１算出手段が算出した複数の座標のうち、前記第１点から離れた複数の座標を抽出し、
   抽出された複数の座標の平均値を前記第２点として算出することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のミシン。
8. 前記第２算出手段は、
   前記第５算出手段が算出した前記第１点から前記第６算出手段が算出した前記第２点に向かう前記平面上の方向に基づいて、前記発信器が移動した前記平面上の移動方向を算出することを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載のミシン。

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