JP5141299B2

JP5141299B2 - ミシン

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Publication number: JP5141299B2
Application number: JP2008047010A
Authority: JP
Inventors: 仁東倉
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: JP2009201704A; US8186289B2; US20090217850A1; US20120209417A1; US8522701B2

Description

本発明は、ミシンに関するものであり、詳細には、カメラを備えたミシンに関するものである。

従来、針落ち点近傍の画像を撮影するためにカメラが備えられたミシンが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１，２に記載の発明のミシンでは、針落ち点を確認したり、縫製状態を確認したりするために、カメラで針落ち点近傍の画像を撮影し、ミシンに備えられた表示装置に表示させている。このようなミシンに備えられたカメラでは、撮影範囲に限界があり、針落ち点近傍の画像が撮影できるだけである。
特開平８−２４４６４号公報特開平８−７１２８７号公報

しかしながら、針落ち点近傍の画像だけでなく、より広範囲の領域が撮影された画像を得たい場合がある。この場合には、広角レンズや魚眼レンズを使用したり、複数のカメラを設置して夫々のカメラで撮影された画像を貼り合わせたりすることが考えられる。ところが、広角レンズや魚眼レンズを使用する場合には、広範囲の画像が得られたとしても、標準レンズで撮像した画像に比べて解像度が低くなるという問題点がある。また、複数のカメラで撮影された画像を貼り合わせる場合においても、画像の周縁部には歪みが生じるので、合成する画像の境界部分が微妙にずれてしまうという問題点がある。また、複数のカメラを設置する場合にはコストがかかるという問題点がある。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、簡易で安価な構造で広範囲の領域が撮像された画像を生成するミシンを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明のミシンでは、加工布を保持する刺繍枠を駆動する刺繍装置と、ミシンベッド上を撮像可能な位置に配置された撮像手段と、前記撮像手段により画像を撮像する際の前記刺繍枠の配置位置を複数示した配置情報を記憶する配置情報記憶手段と、前記配置情報記憶手段に記憶されている前記配置情報に示されているそれぞれの前記配置位置へ、前記刺繍装置により前記刺繍枠を移動させて前記撮像手段により画像を撮像し、それぞれの前記配置位置において撮像された画像を部分画像として取得する部分画像取得手段と、前記部分画像取得手段により取得された複数の前記部分画像を前記加工布の布厚に基づいて補正し、補正した部分画像を貼り合わせて合成画像を作成する合成画像作成手段とを備えている。

また、請求項２に係る発明のミシンでは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記撮像手段により撮影された画像を調整するためのパラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、前記パラメータ記憶手段に記憶されているパラメータを用いて、前記部分画像を調整する部分画像調整手段とを備えている。

また、請求項３に係る発明のミシンでは、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記合成画像作成手段は、前記部分画像のうちの所定の領域を使用して合成画像を作成することを特徴とする。

また、請求項４に係る発明のミシンでは、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記合成画像作成手段は、前記配置情報記憶手段に記憶されている前記刺繍枠の配置位置に基づいて前記部分画像の貼り合わせ位置を決定し、前記合成画像を作成することを特徴とする。

また、請求項５に係る発明のミシンでは、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に刺繍領域の少なくとも一部を表示する刺繍領域表示手段と、刺繍縫製される模様である刺繍模様を加工布のどの位置に配置するかを、前記表示手段に表示されている前記刺繍領域内の位置を指定することにより指示する刺繍模様配置指示手段と、前記表示手段に表示されている前記刺繍模様の形状及び前記刺繍領域に対する位置に基づいて前記刺繍模様を刺繍縫製するための刺繍データを作成する第一刺繍データ作成手段とを備え、前記刺繍領域表示手段は、前記刺繍模様指示手段により前記刺繍模様の配置位置の指示を受け付ける際に、前記合成画像を前記刺繍領域の背景に表示させることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明のミシンでは、請求項５に記載の発明の構成に加えて、前記表示手段に表示されている前記刺繍領域に配置されている、刺繍縫製される模様である刺繍模様に対して拡大、縮小、回転、反転及び変形のうちの少なくとも一つの編集の指示を行う刺繍模様編集指示手段を備え、前記刺繍領域表示手段は、前記刺繍模様編集指示手段による前記刺繍模様の編集の指示を受け付ける際に、前記合成画像を前記刺繍領域の背景に表示させることを特徴とする。

また、請求項７に係る発明のミシンでは、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記合成画像に写し出されている対象物を刺繍するための刺繍データを作成する第二刺繍データ作成手段を備えている。

また、請求項８に係る発明のミシンでは、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記撮像手段はＣＭＯＳイメージセンサであることを特徴とする。

請求項１に係る発明のミシンでは、刺繍枠を移動させて撮像した複数の画像を加工布の布厚に基づいて補正し、補正した部分画像を貼り合わせて合成画像を作成することができる。よって、１枚の画像で撮像される範囲よりも広い範囲が写し出された画像を作成することができる。したがって、１枚の画像で刺繍枠全体を撮像できない場合であっても、刺繍枠を移動させて複数の画像を撮像し、撮像された画像を合成すれば、刺繍枠全体を撮像した１枚の画像を取得することができる。

また、請求項２に係る発明のミシンでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、撮像された画像がパラメータにより調整されるので、合成画像を作成する際に、画像の歪みが無いように調整されて、きれいな合成画像が作成される。

また、請求項３に係る発明のミシンでは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、所定の領域を使用して合成画像を作成することができる。よって、所定の領域を、刺繍枠以外のミシンの部材（例えば、縫針、針棒、押え足、押え棒といった、撮像範囲内に写ってしまう部材）が撮像されていない領域とすれば、ミシンの部材が写っている領域は合成画像に使用されないので、加工布と刺繍枠のみを撮像した画像を合成画像として作成することができる。また、ある部分画像において所定の領域外に撮像されている箇所が、別の部分画像においては所定の領域内に撮像できるように刺繍枠の配置位置が決められていれば、欠落した箇所がない１枚の合成画像を作成することができる。

また、請求項４に係る発明のミシンでは、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、刺繍枠を移動させる際に用いた配置情報に基づいて部分画像の貼り合わせ位置を決定し、合成画像を作成することができる。よって、複数の部分画像から共通部分を抽出して部分画像の貼り合わせ位置を決定する必要がなく、簡易な演算により合成画像を作成することができる。

また、請求項５に係る発明のミシンでは、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、刺繍模様を配置する際に、刺繍領域の背景に合成画像を表示させることができる。よって、刺繍を施したい加工布を刺繍枠にセットし、撮像手段により部分画像を撮像して、合成画像を作成すれば、実際に刺繍が施される加工布を背景に表示させた状態で、刺繍模様を配置することができる。したがって、ユーザは刺繍結果をイメージしやすくなるとともに、ユーザの望むイメージに合った刺繍を施すことができる。例えば、加工布に予め模様や柄がある場合には、模様や柄に対してどのような位置に刺繍模様を配置するかを的確に指定することができる。

また、請求項６に係る発明のミシンでは、請求項５に記載の発明の効果に加えて、刺繍模様を編集（拡大、縮小、回転、反転及び変形のうちの少なくとも一つ）する際に、刺繍領域の背景に合成画像を表示させることができる。よって、刺繍を施したい加工布を刺繍枠にセットし、撮像手段により部分画像を撮像して、合成画像を作成すれば、実際に刺繍が施される加工布を背景に表示させた状態で、刺繍模様を編集することができる。したがって、ユーザは刺繍結果をイメージしやすくなるとともに、ユーザの望むイメージに合った刺繍を施すことができる。例えば、加工布に予め模様や柄がある場合には、模様や柄に対してどのようなサイズ、方向、形状の刺繍模様とするかを的確に指定することができる。

また、請求項７に係る発明のミシンでは、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、合成画像に写し出されている対象物を刺繍するための刺繍データを作成することができる。よって、刺繍したい対象物、つまり、所望のイラストや写真等を刺繍枠上に置いて撮像手段により撮像し、合成画像を作成すれば、刺繍したい対象物が合成画像に写し出されるので、それを刺繍する刺繍データを作成することができる。また、加工布に予め模様や柄がある場合には、その模様や柄を撮像すれば、合成画像に写し出されるので、加工布の模様や柄と同じ刺繍模様の刺繍データを作成することができる。

また、請求項８に係る発明のミシンでは、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明の効果に加えて、ＣＭＯＳイメージセンサを撮像手段とすることができる。したがって、撮像手段として小型且つ安価なＣＭＯＳイメージセンサを使用することにより、撮像手段をミシンに設置するスペースが小さくて済むとともに、撮影手段のコストを低く抑えることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、ミシン１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、刺繍模様を縫製可能なミシン１の斜視図であり、図２は、ミシン１の針棒６、縫針７、押え棒４５及び押え足４７の近傍を示す要部左側面図である。なお、図１において、ミシン１を操作するオペレータ（縫製者）が位置する側を前方とし、その反対側を後方とする。また、脚注部１２が位置する側を右方とし、その反対側を左方とする。

図１に示すように、ミシン１は、左右方向に長いミシンベッド１１と、ミシンベッド１１の右端部から上方へ立設された脚柱部１２と、脚柱部１２の上端から図１における左方へ延びるアーム部１３と、アーム部１３の左先端部に設けられた頭部１４とを有する。ミシンベッド１１には、ミシンベッド１１上面に配設された針板（図示せず）と、この針板の下側に設けられ、縫製を施そうとする加工布を所定の送り量で移送するための送り歯（図示せず）と、この送り歯を駆動する布送り機構（図示せず）と、送り量を調整する送り量調整用パルスモータ７８（図６参照）と、釜機構（図示せず）とが設けられている。

ミシンベッド１１の左方には、加工布１００を保持する刺繍枠３４を着脱可能に装着する刺繍装置３０が装着されている。この刺繍枠３４の内側の領域は、刺繍模様の縫目が形成可能な刺繍領域となっている。刺繍装置３０の上部には、前後方向に伸長するキャリッジカバー３５が設けられる。このキャリッジカバー３５の内部には、刺繍枠３４を着脱可能に装着するキャリッジ（図示せず）をＹ方向（前後方向）に移送するＹ軸移送機構（図示せず）が設けられ、このＹ軸移送機構により、刺繍枠３４がＹ方向に移送されるように駆動される。前記キャリッジの右端部（図示せず）は、キャリッジカバー３５の右側面よりも右方に突出するように設けられ、刺繍枠３４の左側に設けられるガイド３４１（図５参照）が着脱可能に装着される。また、キャリッジ、Ｙ軸移送機構、及びキャリッジカバー３５は、刺繍装置３０の本体内に設けられるＸ軸移送機構（図示せず）により、Ｘ方向（左右方向）に移送されるように駆動される。これにより、刺繍枠３４がＸ方向に移送されるように駆動される。そして、前記Ｘ軸移送機構とＹ軸移送機構は、夫々、Ｘ軸モータ８３（図６参照）及びＹ軸モータ８４（図６参照）により駆動される。そして、ミシン１のＣＰＵ６１（図６参照）がＹ軸モータ及びＸ軸モータに駆動指令を出力することにより、刺繍枠３４をＸ方向及びＹ方向に移送させながら、針棒６（図２参照）や釜機構（図示せず）を駆動させることにより、刺繍枠３４に保持された加工布１００に対して、所定の刺繍模様等の模様を形成する模様形成動作が実行される。また、刺繍模様ではない実用模様の縫製を行う際には、この刺繍装置３０をミシンベッド１１から取外して、送り歯により加工布を移動させながら実用縫製を行う。

脚柱部１２の前面には、縦長の長方形形状を有する液晶ディスプレイ１５が設けられている。この液晶ディスプレイ１５には、ユーザへの各種メッセージ、刺繍模様を配置・編集する刺繍模様設定画面、縫製作業のための各種設定を行う縫製設定画面等種々の情報が表示される。また、この液晶ディスプレイ１５の前面にはタッチパネル２６が設けられている。タッチパネル２６を指や専用のタッチペンを用いて押圧操作することにより、タッチパネル２６により押圧操作された位置に対応した、液晶ディスプレイ１５の位置に表示されている選択領域（キー）を選択することができる。

次に、アーム部１３の構成について説明する。アーム部１３には、その上部側を開閉する開閉カバー１６が取り付けられている。この開閉カバー１６はアーム部１３の長手方向に設けられ、アーム部１３の上後端部に左右方向向きの軸回りに開閉可能に軸支されている。この開閉カバー１６を開けた状態の、アーム部１３の上部中央近傍には、ミシン１に糸を供給する糸駒２０を収容するための凹部である糸収容部１８が設けられている。この糸収容部１８の脚柱部１２側の内壁面には、頭部１４に向かって突出し、糸駒２０を装着するための糸立棒１９が配設され、糸駒２０は、糸駒２０が備える挿入孔（図示せず）が糸立棒１９に挿入されて装着される。この糸駒２０から延びる上糸（図示せず）は、図示しないが、頭部１４に設けられた糸張力を調整する糸調子器及び糸取バネ、上下に往復駆動して上糸を引き上げる天秤等の複数の糸掛部を経由して、針棒６に装着された縫針７（図２参照）に供給される。また、針棒６は、頭部１４内に設けられる針棒上下動機構（図示せず）により、上下動するように駆動される。この針棒上下動機構は、ミシンモータ７９（図６参照）により回転駆動される主軸（図示せず）により駆動される。

このアーム部１３の前面下部には、ミシン１の運転を開始及び停止する、即ち、縫製開始及び停止を指示する縫製開始・停止スイッチ２１，加工布を通常とは逆方向である後方から前方へ送るための返し縫いスイッチ２２，針棒６（図２参照）の停止位置を上下に切り替える針上下スイッチ２３，押え足４７（図２参照）を昇降させる動作を指示する押え足昇降スイッチ２４、及び、天秤、糸調子器、糸取りバネに糸掛けを行うとともに、縫針７（図２参照）の目孔にも糸通しを行う自動糸掛開始を指示する自動糸掛開始スイッチ２５等が設けられている。さらに、アーム部１３の前面下部の中央には、針棒６（図２参照）を上下方向に駆動させる際の速度、即ち主軸の回転速度を調整する速度調整ツマミ３２が設けられている。

次に、図２を参照して、針棒６、縫針７、押え棒４５及び押え足４７の近傍について説明する。頭部１４の下側には、針棒６と押え棒４５とが設けられている。これらのうち、針棒６の下端部には縫針７が固定されている。また、押え棒４５の下端部には加工布を押える押え足４７が固定されている。また、イメージセンサ９０が、縫針７の針落ち点を含むその近傍の位置を撮影できるように取り付けられている。そして、押え足４７の下端部４７ａは、押え足４７の下側の加工布や縫目が撮影可能なように透明樹脂で形成されている。なお、針落ち点とは、縫針７が針棒上下動機構により下方に移動され、加工布に刺さった点を指している。イメージセンサ９０は、ＣＭＯＳセンサ及び制御回路を備えており、ＣＭＯＳセンサで画像を撮影する。本実施の形態では、図２に示すように、ミシン１の図示しないフレームに支持フレーム９１が取り付けられており、その支持フレーム９１にイメージセンサ９０が固定されている。

次に、押え昇降装置５０について説明する。図３は、押え昇降装置５０の正面図（押え足が押圧位置）である。図４は、押え昇降装置５０の正面図（押え足が上昇位置）である。図３、図４に示すように、押え昇降装置５０は、針棒６の後側に配設されてミシン機枠に昇降可能に支持された押え棒４５と、その下端部分に装着された押え足４７を昇降させるものであり、この押え昇降装置５０は、押え昇降機構５１とこの押え昇降機構５１を駆動する押え棒駆動ステッピングモータ５４（アクチュエータ）とを備えている。ここで、図３、図４に示す押え足４７は、実用縫製に使用する押え足であって、図１、図２に示す刺繍縫製に使用する押え足４７とは異なる形状であるが、縫製の状況に応じて適宜選択されて押え棒４５に装着される。

押え昇降機構５１は、押え棒４５の上端側部分に昇降可能に外嵌されたラック形成部材５２と、押え棒４５の上端に固定された止め輪５３と、押え棒駆動ステッピングモータ５４の出力軸に連結された駆動ギヤ５４ａと、駆動ギヤ５４ａに噛合する中間ギヤ５５と、押え棒４５の中段部に固定された押え棒抱き５６と、ラック形成部材５２と押え棒抱き５６の間の押え棒４５に外装される押えバネ５７等を備えている。中間ギヤ５５は小径のピニオン５５ａを一体的に有し、そのピニオン５５ａがラック形成部材５２のラック（図示略）に噛合している。押え棒抱き５６のすぐ右側には、手動操作により押え棒４５を昇降させる押え上げレバー５８が設けられている。

ＣＰＵ６１からの指令により押え棒駆動ステッピングモータ５４を駆動させると、その駆動力が中間ギヤ５５、ピニオン５５ａに伝達されてラック形成部材５２を昇降移動させる。以下詳細に説明すると、駆動ギヤ５４ａを時計回りに駆動させると、中間ギヤ５５が反時計回りに回転し、ラック形成部材５２を降下させる。このラック形成部材５２の降下により、押えバネ５７を介して押え棒４５と共に押え足４７が降下する。押え足４７の降下により、押え足４７の下面が針板８の上面に載置された加工布（図示略）に当接するが、その後もラック形成部材５２が降下すると、図３に示すように、押えバネ５７が圧縮されて、そのバネ力により押え足４７が加工布を押圧する状態となる。一方、駆動ギヤ５４ａを反時計回りに駆動させると、中間ギヤ５５が時計回りに回転し、ラック形成部材５２を上昇させる。ラック形成部材５２の上端は、押え棒４５の上端に固定された止め輪５３に当接しているので、図４に示すように、ラック形成部材５２の上昇に伴い押え棒４５も上昇し、押え足４７も上昇する。

そして、押え棒４５のすぐ左側には、押え足４７の高さ位置を検出するためのポテンショメータ５９が設けられている。ポテンショメータ５９の回動軸から右方向に延びたレバー部５９ａは、押え棒抱き５６の左方に突出する突出部５６ａの上面に当接し、押え棒４５と押え棒抱き５６の昇降移動に応じて揺動して回動軸を回動させることにより、その抵抗値が変化するように構成されている。そして、ＣＰＵ６１では、この抵抗値に基づいて押え足４７の高さ位置を演算することができる。なお、この押え足４７の高さの基準は、押え足４７の下面が針板８の上面に当接する状態が基準高さに設定されている。よって、押え足４７の高さを検出することにより、加工布の厚みを検出できる。

次に、図５を参照して、刺繍枠３４について説明する。平面視略長方形のガイド３４１から平面視にて夫々の角部が円弧に形成された略矩形形状の外枠３４５を支える支持棒３４２、３４３が延設されている。ガイド３４１の下面の略中央には長手方向に沿って伸長する突出部（図示せず）が設けられている。この突出部が、刺繍装置３０のキャリッジの右端部に設けられた前後方向に伸長する嵌合溝（図示せず）と嵌合されて、刺繍枠３４はキャリッジに装着される。また、このとき、キャリッジに設けられた弾性付勢バネ（図示せず）により、突出部が嵌合溝に押圧する方向に付勢されるので、刺繍枠３４はキャリッジとガタ無く確実に嵌合した状態となり、一体的に移動する。また、外枠３４５の内側には、外周形状が外枠３４５の内周形状と略同形状に形成された内枠３４６が嵌め込まれる。そして、外枠３４５と内枠３４６との間に加工布を挟み、外枠３４５に設けられた調整機構３４７の調整ネジ３４８を締めて加工布を刺繍枠３４に保持する。ここで、図５に示す刺繍枠３４は、図１に示す刺繍枠３４とは大きさ及び形状が異なるが、刺繍枠は、大きさ及び形状が異なる複数種類が備えられており、刺繍模様の大きさ等に応じて選択的に使用される。

ここで、刺繍枠３４の移動位置を示す座標系について説明する。図５は、刺繍枠３４の上面図である。図５に示すように、刺繍枠３４の刺繍領域の中心を点Ｏとする。そして、刺繍枠３４を刺繍装置３０に装着した際の初期位置は、縫針７の針落ち点が点Ｏと一致する位置であり、このときの点Ｏの座標を原点（０，０）とする。このとき、そして、刺繍装置３０により刺繍枠３４を移送させる際には、点Ｏの座標の移動先の座標により、Ｘ軸移送機構及びＹ軸移送機構に対する移動量が決定される。なお、図５における左右方向がＸ軸方向であり、右へ進むほど値が大きくなる。また、図５における上下方向がＹ軸方向であり、上へ進むほど値が大きくなる。

次に、図６を参照して、ミシン１の電気的構成について説明する。図６は、ミシン１の電気的構成を示したブロック図である。図６に示すように、このミシン１には、ＣＰＵ６１，ＲＯＭ６２，ＲＡＭ６３，ＥＥＰＲＯＭ６４，カードスロット１７，外部アクセスＲＡＭ６８，入力インターフェイス６５，出力インターフェイス６６等で構成され、これらはバス６７により相互に接続されている。そして、入力インターフェイス６５には、縫製開始・停止スイッチ２１，返し縫いスイッチ２２，針上下スイッチ２３，押え足昇降スイッチ２４，自動糸掛開始スイッチ２５，速度調整ツマミ３２，タッチパネル２６，イメージセンサ９０が接続されている。一方、出力インターフェイス６６には、送り量調整用パルスモータ７８を駆動させる駆動回路７１，ミシンモータ７９を駆動させる駆動回路７２，押え棒駆動ステッピングモータ５４を駆動させる駆動回路７３，針棒６を揺動駆動したり、針棒６を釈放動作させたりする針振り・針棒釈放パルスモータ８０を駆動させる駆動回路７４，液晶ディスプレイ１５を駆動させる駆動回路７５，ポテンショメータ５９を駆動させる駆動回路７６，刺繍枠３４を移送させるＸ軸モータ８３を駆動する駆動回路８５，刺繍枠３４を移送させるＹ軸モータ８４を駆動する駆動回路８６が電気的に接続されている。

ＣＰＵ６１は、ミシン１の主制御を司り、読み出し専用の記憶素子であるＲＯＭ６２の制御プログラム記憶領域に記憶された制御プログラムに従って、各種演算及び処理を実行するものである。ＲＡＭ６３は、任意に読み書き可能な記憶素子であり、ＣＰＵ６１が演算処理した演算結果を収容する各種記憶領域が必要に応じて設けられている。

次に、図７及び図８を参照して、刺繍枠移動座標記憶エリア６２１及び部分画像記憶エリア６３１についてそれぞれ説明する。図７は、刺繍枠移動座標記憶エリア６２１の構成を示す模式図であり、図８は、部分画像記憶エリア６３１の構成を示す模式図である。刺繍枠移動座標記憶エリア６２１はＲＯＭ６２に設けられている記憶エリアであり、部分画像記憶エリア６３１はＲＡＭ６３に設けられている記憶エリアである。

図７に示すように、刺繍枠移動座標記憶エリア６２１には、データ項目として「画像番号」及び「刺繍枠移動座標」が設けられており、画像番号に対応して刺繍枠移動座標が記憶されている。刺繍枠移動座標は、画像番号の画像を撮像する際の刺繍枠３４の中心点Ｏの移動位置を示す二次元座標（ｘ，ｙ）である。図７に示す例では、１〜４の画像番号に対応した刺繍枠移動座標が記憶されている。画像番号「１」の画像を撮像する際には、中心点Ｏを（＋３５，−３０）へ移動させる。画像番号「２」の画像を撮像する際には、中心点Ｏを（−２３，−２８）へ移動させる。画像番号「３」の画像を撮像する際には、中心点Ｏを（＋３３，＋２８）へ移動させる。画像番号「４」の画像を撮像する際には、中心点Ｏを（−３０，＋２５）へ移動させる。ここで、前記夫々の座標値は、これに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

また、図８に示すように、部分画像記憶エリア６３１には、データ項目として「画像番号」及び「部分画像」が設けられており、画像番号に対応してイメージセンサ９０で撮像された画像が記憶される。「部分画像」はイメージセンサ９０で撮像される画像の画素数と同じ数を要素とする二次元配列とされており、各画素の画素値が記憶される。図８に示す例では、１〜４の画像番号に対応した部分画像が記憶される。つまり、図７に示した刺繍枠移動座標記憶エリア６２１の「刺繍枠移動座標」に記憶されている座標に刺繍枠３４を移動させ、イメージセンサ９０で撮像された画像が、部分画像記憶エリア６３１の「部分画像」に記憶される。

次に、図９乃至図１１を参照して、合成画像を作成する際に使用されるＲＡＭ６３の記憶エリアについて説明する。図９は、ワールド座標記憶エリア６３２の構成を示す模式図であり、図１０は、対応座標記憶エリア６３３の構成を示す模式図であり、図１１は、合成画像記憶エリア６３４の構成を示す模式図である。ワールド座標記憶エリア６３２には、部分画像を補正した際の、部分画像を構成する各画素のワールド座標系の三次元座標のうちＸ_ｗ座標及びＹ_ｗ座標が記憶される。対応座標記憶エリア６３３には、合成画像の各画素に対応したワールド座標系の三次元座標のうちＸ_ｗ座標及びＹ_ｗ座標が記憶される。合成画像記憶エリア６３４には、合成画像（各画素の画素値）が記憶される。なお、ワールド座標系とは、主に三次元グラフィックスの分野で用いられる三次元の座標系であり、空間全体を示す座標系である。対象物の重心等の影響を受けることのない座標系である。

図９に示すように、ワールド座標記憶エリア６３２には、データ項目として「画像番号」と「ワールド座標」が設けられており、画像番号に対応して、その画像番号の部分画像の各画素に対応したワールド座標系の三次元座標のうちＸ_ｗ座標及びＹ_ｗ座標が記憶される。なお、図９に示す例では、部分画像の１つの画素の位置を示す座標を（ｕ，ｖ）で表している。

次に、図１０を参照して、対応座標記憶エリア６３３について説明する。対応座標記憶エリア６３３は、合成画像を構成する画素と同じ数の二次元配列で構成される。そして、配列要素として、画像番号，ワールド座標系の三次元座標のうちＸ_ｗ座標及びＹ_ｗ座標が設けられている。なお、合成画像を構成する画素の数は、縦の画素数をｈｅｉｇｈｔ、横の画素数をｗｉｄｔｈとすると、それぞれ「ｈｅｉｇｈｔ＝ＨＥＩＧＨＴ／ｓｃａｌｅ」，「ｗｉｄｔｈ＝ＷＩＤＴＨ／ｓｃａｌｅ」で算出される。なお、ｓｃａｌｅは、合成画像の１画素の実寸であり、ＨＥＩＧＨＴ，ＷＩＤＴＨは、それぞれ刺繍枠３４の刺繍可能領域の縦サイズ及び横サイズである。

次に、図１１を参照して、合成画像記憶エリア６３４について説明する。合成画像記憶エリア６３４は、合成画像を構成する画素と同じ数の二次元配列で構成される。そして、配列には、各画素の画素値が記憶される。

次に、図１２乃至図１７を参照して、合成画像の作成について説明する。図１２は、合成画像を作成する際のミシン１の動作を示すフローチャートである。図１３乃至図１６は、部分画像１０１〜１０４をそれぞれに示す模式図である。図１７は、部分画像１０１〜１０４が合成された合成画像を示す模式図である。なお、図１３乃至図１７の模式図においては、刺繍枠３４は単純化した矩形形状で示すものとする。図１２に示す処理は、タッチパネル２６において、液晶ディスプレイ１５に表示されている初期メニュー画面（図示せず）の「画像撮像キー」に対応する位置がタッチされると、ミシン１のＲＯＭ６２に記憶されている画像合成プログラムをＣＰＵ６１で実行されることにより行われる。なお、タッチパネル２６による入力でなく、画像撮像スイッチを例えばアーム部１３に設け、画像撮像スイッチの押下により、合成画像作成の指示を受け付けてもよい。

図１２に示すように、まず、変数ｎに初期値の「１」が記憶される（Ｓ１）。この変数ｎは、撮像する画像の番号を示す変数であり、ＲＡＭ６３に変数ｎを記憶するための記憶エリアが設けられている。次いで、刺繍枠移動座標記憶エリア６２１のｎ番目の画像の位置へ刺繍枠３４が移動される（Ｓ２）。具体的には、刺繍枠移動座標記憶エリア６２１の「画像番号」が変数ｎの値（ここでは「１」）である「刺繍枠移動座標」が読み出される。ここでは、（＋３５，−３０）が読み出される。そして、この座標が示す位置に刺繍枠３４を移動させるための指示が、Ｘ軸モータ８３を駆動させる駆動回路８５、及び、Ｙ軸モータ８４を駆動させる駆動回路８６へ出力される。次いで、イメージセンサ９０により画像が撮像され（Ｓ３）、部分画像記憶エリア６３１のｎ番目（ここでは「１」）の「部分画像」に撮像された画像が記憶される（Ｓ４）。なお、図１３に示した部分画像１０１が、１番目の部分画像の一例である。図１３に示す例は、刺繍枠３４の刺繍領域の略中央に花の絵が配置された状態の左上方部分の部分画像である。

次いで、合成画像を作成するための全ての画像を撮像したか否かの判断が行われる（Ｓ５）。この判断は、変数ｎが「４」であるか否かにより判断される。変数ｎが「４」となっていれば、４番目の画像まで撮像されているので、全ての画像が撮像されていることになる（Ｓ５：ＹＥＳ）。ここでは、変数ｎは「１」なので、全ての画像は撮像されていないと判断される（Ｓ５：ＮＯ）。そこで、変数ｎに「１」が加算されて「２」とされる（Ｓ６）。そして、Ｓ２へ戻る。

そして、２番目の画像の位置へ刺繍枠３４が移動され（Ｓ２）、イメージセンサ９０により画像が撮像されて（Ｓ３）、部分画像記憶エリア６３１の２番目の「部分画像」に記憶される（Ｓ４）。なお、図１４に示した部分画像１０２が、２番目の部分画像の一例である。この図１４は、花の絵と刺繍枠３４の右上方部分の部分画像である。そして、変数ｎは「２」であるので、まだ全ての画像は撮像されておらず（Ｓ５：ＮＯ）、変数ｎに「１」が加算されて「３」とされる（Ｓ６）。そして、Ｓ２へ戻る。

そして、３番目の画像の位置へ刺繍枠３４が移動され（Ｓ２）、イメージセンサ９０により画像が撮像されて（Ｓ３）、部分画像記憶エリア６３１の３番目の「部分画像」に記憶される（Ｓ４）。なお、図１５に示した部分画像１０３が、３番目の部分画像の一例である。この図１５は、花の絵と刺繍枠３４の左下方部分の部分画像である。そして、変数ｎは「３」であるので、まだ全ての画像は撮像されておらず（Ｓ５：ＮＯ）、変数ｎに「１」が加算されて「４」とされる（Ｓ６）。そして、Ｓ２へ戻る。

そして、４番目の画像の位置へ刺繍枠３４が移動され（Ｓ２）、イメージセンサ９０により画像が撮像されて（Ｓ３）、部分画像記憶エリア６３１の４番目の「部分画像」に記憶される（Ｓ４）。なお、図１６に示した部分画像１０４が、４番目の部分画像の一例である。この図１６は、花の絵と刺繍枠３４の右下方部分の部分画像である。

そして、変数ｎは「４」であるので、全ての画像は撮像されていると判断される（Ｓ５：ＹＥＳ）。そこで、ポテンショメータ５９により加工布の厚みの検出が行われる（Ｓ７）。この加工布の厚みは、部分画像の補正で用いられる。前述したように、ポテンショメータ５９で押え足４７の高さを検出することにより、加工布の厚みが検出される。次に、部分画像に補正が施される（Ｓ８）。部分画像の補正とは、部分画像を構成する画素の位置を示す座標（ｕ，ｖ）をワールド座標系の三次元座標Ｍ_ｗ（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）に変換することである。部分画像を構成する全ての画素に対して、内部パラメータ及び外部パラメータを用いてワールド座標系の三次元座標Ｍ_ｗ（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）が算出され、ＲＡＭ６３のワールド座標記憶エリア６３２に記憶される。なお、部分画像の補正は、部分画像記憶エリア６３１に記憶されている全ての画像に対して行われる。ここでは、まず、内部パラメータ及び外部パラメータについて説明し、その後、ワールド座標系の三次元座標Ｍ_ｗ（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）の計算方法を説明する。なお、内部パラメータ及び外部パラメータは、ＥＥＰＲＯＭ６４に夫々の記憶エリアが設けられて記憶されている。

内部パラメータは、イメージセンサ９０の特性により生じる焦点距離のずれ，主点座標のずれ、撮像した画像の歪みを補正するためのパラメータである。イメージセンサ９０により撮像された部分画像を考える場合、次のような問題点がある。画像の中心がどこにあるか不明である。また、イメージセンサ９０の画素が正方形でない場合、画像の２つの座標軸のスケールが異なる。画像の２つの座標軸は必ずしも直交しない。そこで、２つの座標軸のスケールが同じであり、かつ、２つの座標軸が直交しており、かつ、焦点から単位長の所に画像が撮像される「正規化カメラ」の概念を導入する。そして、イメージセンサ９０で撮像された画像を、この正規化カメラで撮像した画像（正規化画像）に変換する。この正規化画像に変換する際に内部パラメータが用いられる。本実施の形態では、Ｘ軸焦点距離，Ｙ軸焦点距離，Ｘ軸主点座標，Ｙ軸主点座標，第一歪み係数，第二歪み係数の６つの内部パラメータが用いられる。Ｘ軸焦点距離は、イメージセンサ９０のｘ軸方向の焦点距離のずれを示す内部パラメータであり、Ｙ軸焦点距離は、ｙ軸方向の焦点距離のずれを示す内部パラメータである。Ｘ軸主点座標は、イメージセンサ９０のｘ軸方向の主点のずれを示す内部パラメータであり、Ｙ軸主点座標は、ｙ軸方向の主点のずれを示す内部パラメータである。第一歪み係数，第二歪み係数は、イメージセンサ９０のレンズの傾きによる歪みを示す内部パラメータである。

また、外部パラメータは、ワールド座標系に対するイメージセンサ９０の設置状態（位置や向き）を示すパラメータである。つまり、イメージセンサ９０における３次元座標系（以下、「カメラ座標系」という）と、ワールド座標系とのずれを示すパラメータである。これらの外部パラメータを用いることにより、イメージセンサ９０のカメラ座標系をワールド座標系に変換することができる。本実施の形態では、Ｘ軸回転ベクトル，Ｙ軸回転ベクトル，Ｚ軸回転ベクトル，Ｘ軸並進ベクトル，Ｙ軸並進ベクトル，Ｚ軸並進ベクトルの６つの外部パラメータを算出する。Ｘ軸回転ベクトルは、カメラ座標系のワールド座標系に対するｘ軸周りの回転を示し、Ｙ軸回転ベクトルは、ｙ軸周りの回転を示し、Ｚ軸回転ベクトルは、ｚ軸周りの回転を示している。そして、ワールド座標系からカメラ座標系へ変換する転換行列や、カメラ座標系からワールド座標系へ変換する転換行列を決定する際に使用される。Ｘ軸並進ベクトルはワールド座標系に対するカメラ座標系のｘ軸方向のずれを示し、Ｙ軸並進ベクトルはｙ軸方向のずれを示し、Ｚ軸並進ベクトルはｚ軸方向のずれを示している。そして、Ｘ軸並進ベクトル，Ｙ軸並進ベクトル，Ｚ軸並進ベクトルは、ワールド座標系からカメラ座標系へ変換する並進ベクトルや、カメラ座標系からワールド座標系へ変換する並進ベクトルを決定する際に使用される。

次いで、ワールド座標系の三次元座標Ｍ_ｗ（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）の算出方法について説明する。ここで、部分画像上の点ｐの二次元座標を（ｕ，ｖ）、点ｐのカメラ座標系の三次元座標をＭ_１（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）とする。そして、内部パラメータのＸ軸焦点距離をｆｘ，Ｙ軸焦点距離をｆｙ，Ｘ軸主点座標をｃｘ，Ｙ軸主点座標をｃｙ，第一歪み係数をｋ_１，第二歪み係数をｋ_２とする。そして、外部パラメータのＸ軸回転ベクトルをｒ_１，Ｙ軸回転ベクトルをｒ_２，Ｚ軸回転ベクトルをｒ_３，Ｘ軸並進ベクトルをｔ_１，Ｙ軸並進ベクトルをｔ_２，Ｚ軸並進ベクトルをｔ_３とする。さらに、「Ｒ_ｗ」を外部パラメータ（Ｘ軸回転ベクトルｒ_１，Ｙ軸回転ベクトルｒ_２，Ｚ軸回転ベクトルｒ_３）に基づいて決定される３×３の回転行列とし、「ｔ_ｗ」を外部パラメータ（Ｘ軸並進ベクトルｔ_１，Ｙ軸並進ベクトルｔ_２，Ｚ軸並進ベクトルｔ_３）に基づいて決定される３×１の並進ベクトルとする。

まず、内部パラメータであるＸ軸焦点距離ｆｘ，Ｙ軸焦点距離ｆｙ，Ｘ軸主点座標ｃｘ及びＹ軸主点座標ｃｙを加味して、部分画像上の点のカメラ座標系の座標（ｕ，ｖ）から、カメラ座標系の正規化画像上の座標（ｘ"，ｙ"）に変換される。この座標は、「ｘ"＝（ｕ−ｃｘ）／ｆｘ」，「ｙ"＝（ｖ−ｃｙ）／ｆｙ」により算出される。次いで、内部パラメータである第一歪み係数ｋ_１及び第二歪み係数ｋ_２を用いて、座標（ｘ"，ｙ"）からレンズの歪みを取り除いた正規化画像上の座標（ｘ'，ｙ'）に変換される。この座標は、「ｘ'＝ｘ"−ｘ"×（１＋ｋ_１×ｒ^２＋ｋ_２×ｒ^４）」，「ｙ'＝ｙ"−ｙ"×（１＋ｋ_１×ｒ^２＋ｋ_２×ｒ^４）」で算出される。そして、カメラ座標系の正規化画像上の座標がカメラ座標系の点の三次元座標Ｍ_１（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）へ変換される。ここで、Ｘ_１，Ｙ_１は、「Ｘ_１＝ｘ'×Ｚ_１」，「Ｙ_１＝ｙ'×Ｚ_１」の関係が成り立つ。また、カメラ座標系の三次元座標Ｍ_１（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）と、ワールド座標系の三次元座標Ｍ_ｗ（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）との間には、「Ｍ_ｗ＝Ｒ_ｗ ^Ｔ（Ｍ_１−ｔ_ｗ）」の関係が成り立つ。なお、Ｒ_ｗ ^ＴはＲ_ｗの転置行列である。そして、Ｚ_ｗ＝加工布の厚さとし、「Ｘ_１＝ｘ'×Ｚ_１」，「Ｙ_１＝ｙ'×Ｚ_１」，「Ｍ_ｗ＝Ｒ_ｗ ^Ｔ（Ｍ_１−ｔ_ｗ）」を連立で解く。これにより、Ｚ_１が算出され、Ｘ_１，Ｙ_１が算出され、ワールド座標系の三次元座標Ｍ_ｗ（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）が算出される。そして、Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗがワールド座標記憶エリア６３２に記憶される。なお、Ｚ_ｗ座標は、一律加工布の厚さとされているのでわざわざ記憶しない。

このようにして、４つの部分画像の各画素に対応するＸ_ｗ，Ｙ_ｗがワールド座標記憶エリア６３２に記憶された（補正が行われた）ら、画像が合成され、合成画像が作成される（Ｓ９）。具体的には、まず、部分画像の三次元座標Ｍ_ｗ（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）に対応する、合成画像上の座標（ｘ，ｙ）が算出される。刺繍枠移動座標記憶エリア６２１の処理する部分画像の「刺繍枠移動座標」を（ａ，ｂ）と表すと、「ｘ＝Ｘ_ｗ／ｓｃａｌｅ＋ｗｉｄｔｈ／２＋ａ」，「ｙ＝Ｙ_ｗ／ｓｃａｌｅ＋ｈｅｉｇｈｔ／２＋ｂ」で算出される。そして、ＲＡＭ６３の対応座標記憶エリア６３３（図１０参照）の算出された合成座標（ｘ，ｙ）の対応する配列に、三次元座標Ｍ_ｗ（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）のＸ_ｗ座標及びＹ_ｗ座標が記憶される。なお、Ｚ_ｗ座標は、一律加工布の厚さとされているのでわざわざ記憶しない。これにより、対応座標記憶エリア６３３を参照すれば、合成画像の画素の座標（ｘ，ｙ）に対応する（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ）を知ることができる。さらに、図９に示すワールド座標記憶エリア６３２において、（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ）は部分画像の座標（ｕ，ｖ）に対応付けられている。よって、対応座標記憶エリア６３３及びワールド座標記憶エリア６３２を参照すれば、合成画像の座標（ｘ，ｙ）に対応する部分画像の座標（ｕ，ｖ）がわかる。なお、（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ）に対応した（ｕ，ｖ）が複数ある場合には、画像番号の大きい方の部分画像の座標を対応付けるものとする。そして、合成画像の座標（ｘ，ｙ）に対応する部分画像の座標（ｕ，ｖ）の画素の画素値が、部分画像記憶エリア６３１から読み出され、合成画像記憶エリア６３４（図１１参照）の（ｘ，ｙ）に記憶される。

以上のようにして、部分画像から合成画像が作成され、本処理は終了する。図１３乃至図１６の４つの部分画像１０１〜１０４を合成したものが、図１７に示す合成画像１１０である。このように、刺繍枠３４を刺繍枠移動座標記憶エリア６２１に基づいて移動させ、イメージセンサ９０で撮像することにより、部分画像を取得することができる。そして、刺繍枠移動座標記憶エリア６２１には、刺繍枠３４の全領域を撮像できるような刺繍枠移動座標（ａ，ｂ）が記憶されているので、これらの部分画像を合成することにより、１枚の合成画像を作成することができる。よって、イメージセンサ９０で１回では撮像しきれない刺繍枠３４の全体の領域の画像を、複数の画像を合成することにより取得することができる。また、刺繍枠３４を移動させた刺繍枠移動座標（ａ，ｂ）を用いて、合成画像を構成する各画素の画素値を、部分画像のどの画素の画素値とするか算出できるので、簡単に合成画像の画素と部分画像の画素とを対応付けることができる。また、内部パラメータ及び外部パラメータを用いて、部分画像の各画素をワールド座標系に補正しているので、合成画像を作成する際に歪みなく美しい結果を得ることができる。

次に、合成画像の使用方法について説明する。第一の使用方法としては、刺繍模様を配置したり、編集したりする際の背景画像を用いる。第二の使用方法としては、刺繍模様の作成に合成画像を用いる。まず、図１８を参照して、第一の使用方法について説明する。図１８は、刺繍模様を配置したり、編集したりする編集刺繍画面２００を示す模式図である。この編集刺繍画面２００は、ミシン１で行う刺繍の刺繍模様を編集するための画面である。編集刺繍画面２００の上端には、実用模様キー２９１，文字模様縫いキー２９２，刺しゅうキー２９３，編集刺しゅうキー２９４が設けられており、編集刺繍画面２００では、編集刺しゅうキー２９４が選択された状態となっている。そして、編集刺繍画面２００の上半分の左には、刺繍結果を示す刺繍結果表示領域２３１が設けられている。そして、刺繍結果表示領域２３１の右側下部には、刺繍に用いられる刺繍糸の色を示した刺繍糸表示領域２５１が設けられており、刺繍糸表示領域２５１の上には、刺繍糸表示領域２５１で選択されている刺繍糸での刺繍結果を表示する糸色別刺繍結果表示領域２３２が設けられている。そして、編集刺繍画面２００の下半分には、刺繍結果表示領域２３１に表示されている刺繍結果に対して、様々な指示を行う編集指示キー領域２１０が設けられている。

編集指示キー領域２１０には、刺繍模様の配置を決定するための矢印キー群２１１，刺繍模様を連続して配置するボーダーキー２１２，文字列の縦書き横書きを切り替える縦横キー２１３，刺繍模様を回転させる回転キー２１４，刺繍模様の大きさを変更させる大きさキー２１５，刺繍模様の糸密度を変更する糸密度キー２１６，刺繍模様を左右反転させる左右反転キー２１７，文字列の文字間を変更する文字間キー２１８，文字の並べ方を変更する配列キー２１９，文字列の色を文字ごとに変更する色替キー２２０，刺繍模様の色（刺繍糸）を変更する糸パレットキー２２１が設けられている。左右反転キー２１７が選択されると、刺繍結果表示領域２３１に表示されている刺繍模様が左右反転される。

また、ボーダーキー２１２，回転キー２１４，大きさキー２１５，文字間キー２１８，配列キー２１９，色替キー２２０，糸パレットキー２２１が選択されると、より詳細な指示を行うためのキー群が編集指示キー領域２１０に表示される。例えば、大きさキー２１５が選択されると、刺繍模様を均等に拡大させる拡大キー，均等に縮小させる縮小キー，横方向に拡大させる横拡大キー，横方向に縮小させる横縮小キー，縦方向に拡大させる縦拡大キー，縦方向に縮小させる縦縮小キーが表示される。また、回転キー２１４が選択されると、反時計回りに９０°回転させる左９０キー，時計回りに９０°回転させる右９０キー，反時計回りに１０°回転させる左１０キー，時計回りに１０°回転させる右１０キー，反時計回りに１°回転させる左１キー，時計回りに１°回転させる右１キー，元の角度に戻すリセットキーが表示される。このように、編集目的に合ったキーを選択することにより、刺繍模様が移動されたり、回転されたり、拡大されたり、様々な編集が行われる。

また、編集指示キー領域２１０の下には削除キー２２２が設けられている。この削除キーが選択されると、刺繍結果表示領域２３１に表示されている刺繍模様が削除される。なお、刺繍結果表示領域２３１に刺繍模様を表示させるには、文字模様縫いキー２９２又は刺しゅうキー２９３を選択し、文字模様縫い画面（図示せず）又は刺繍模様選択画面（図示せず）が表示させる。文字模様縫い画面では、刺繍したい文字を入力することができる。そして、編集刺しゅうキー２９４が選択され、編集刺繍画面２００が表示されると、刺繍結果表示領域２３１に入力された文字列が刺繍結果として表示される。そして、刺繍模様選択画面では、刺繍結果表示領域２３１が編集刺繍画面２００と同じ領域に設けられている。編集指示キー領域２１０に予めミシン１のＲＡＭ６３に記憶されている刺繍模様が表示され、選択可能となっている。そして、選択された模様が刺繍結果表示領域２３１に表示される。

そして、刺繍結果表示領域２３１には、図１８に示すように合成画像１１０（刺繍枠３４と花の絵）が背景として表示される。ここで、刺繍枠３４は単純化した矩形形状で示すものとする。そして、刺繍模様として「ＨＡＮＡＫＯ」の文字列（刺繍模様２４１）が表示されている。よって、実際に刺繍枠に張られた加工布の状態を見ながら刺繍模様２４１を配置できる。図１８に示す例では、例えば、花の絵の下に刺繍模様「ＨＡＮＡＫＯ」の文字列を配置しているが、上にするとどうなるか、横に配置できるか等検討できる。また、文字の大きさはどれ位の大きさがバランスがよいのかも、比較検討できる。そして、例えば、大きさキー２１５がタッチされ、種々の指示キーが表示され、タッチパネル２６の拡大キーの位置に対応した位置がタッチされると、刺繍結果表示領域２３１に表示されている刺繍模様２４１が拡大される。なお、刺繍結果表示領域２３１に合成画像１１０を表示させるか否かを選択できるよう構成してもよい。この場合には、例えば、編集刺繍画面２００や刺繍模様選択画面に背景表示キーを表示させ、このキーが選択された場合には、合成画像記憶エリア６３４に記憶されている合成画像を表示させるようにすればよい。なお、このキーが選択された時点で、前述した合成画像作成の処理（図１２参照）を行い、合成画像を作成してもよい。

このように、刺繍模様の位置を決めたり、刺繍模様の編集をしたりする際に、実際に刺繍を施す刺繍枠が写し出された合成画像が表示されていると、大きさやバランスを考慮しやすくなり、便利である。

次に、第二の使用方法として、図１９のフローチャートを参照して、合成画像を用いた刺繍データの作成について説明する。図１９は、刺繍データ作成の処理を示すフローチャートである。この刺繍データ作成処理は、タッチパネル２６において、液晶ディスプレイ１５に表示されている初期メニュー画面（図示せず）の「刺繍データ作成キー」に対応する位置がタッチされると、ミシン１のＲＯＭ６２に記憶されている画像合成プログラムをＣＰＵ６１で実行されることにより行われる。なお、タッチパネル２６による入力でなく、刺繍データ作成スイッチを例えばアーム部１３に設け、刺繍データ作成スイッチの押下により、刺繍データ作成の指示を受け付けてもよい。

図１９に示すように、まず、合成画像が作成される（Ｓ２０）。この合成画像作成の処理は、図１２を参照して前述したように行われ、合成画像記憶エリア６３４に作成された合成画像の各画素の画素値が記憶される。次いで、刺繍模様を抽出する領域の指定が受け付けられる（Ｓ２１）。具体的には、液晶ディスプレイ１５に、合成画像が表示される。そこでユーザは、表示された合成画像のうち、刺繍模様としたい対象物が写し出されている領域を囲うようにタッチパネル２６により指定する。ミシン１は、タッチパネル２６により指定された領域に対応して液晶ディスプレイ１５に表示されている合成画像の領域に含まれる画素を、刺繍模様を作成するための画像（刺繍模様作成用画像）を構成する画素として抽出し、刺繍模様作成用画像を作成し、ＲＡＭ６３の所定の記憶エリアに記憶される。

そして、刺繍模様作成用画像に対して周知の写真刺繍データ作成技術により、刺繍データが作成される（Ｓ２２〜Ｓ２９）。まず、刺繍模様作成用画像の各画素の角度特徴及び角度特徴強度が算出され角度特徴情報が作成される（Ｓ２２）。角度特徴とは、色の連続性の高い方向を示す値であり、角度特徴強度とは、色の連続性の強さを示す値である。角度特徴及び角度特徴強度を算出する際には、刺繍模様作成用画像がグレースケール化され、角度特徴及び角度特徴強度を算出したい画素の周囲の画素の輝度値が用いられる。以下、角度特徴及び角度特徴強度を「角度特徴情報」という。算出された角度特徴情報はＲＡＭ６３の所定の記憶エリアに記憶される。

次いで、角度特徴情報から線分データが作成される（Ｓ２３）。ここでは、まず、各画素について角度成分及び長さ成分を有する線分情報が作成される。角度特徴情報から作成された線分情報の集合が線分データである。角度成分については、角度特徴がそのまま設定されるが、長さ成分については、予め設定された固定値又はユーザが入力した入力値が設定されることになる。なお、画像を構成する全ての画素に対して線分情報を作成すると、この線分データに基づいて作成される刺繍データに従って刺繍縫製を行うとき、針数が極端に多くなったり、同じ所を何度も縫うことになったりして縫製品質が損なわれる。そこで、角度特徴強度が所定の閾値より大きい画素についてのみ、線分情報が作成される。

次いで、刺繍データの作成において不適切又は不必要な線分の線分情報が線分データから削除される（Ｓ２４）。具体的には、画像を構成する全ての画素を左上から順に走査し、線分情報が作成された全ての画素について以下の処理が行われる。まず、注目画素の周囲に似た角度の線分情報が存在すれば、角度特徴強度の小さい方の線分情報を削除する。

次に、各線分に対しての色データが作成される（Ｓ２５）。この線分の色成分を示す色データを作成する際には、画像データ及び線分データが使用される。ある注目画素について作成された線分情報によって特定される線分を変換画像上に描画する際に参照領域が設定され、この参照領域内に含まれる全ての画素について、それぞれのＲ・Ｇ・Ｂ値が用いられて、参照領域のＲ・Ｇ・Ｂ値が算出され、この色に最も近い糸色がミシン１で使用可能な糸色から選択され、この線分の色とされる。

このようにして色データが作成されると、色成分を加味した状態で各線分情報を再度分析し、線分データにおいて線分情報の併合及び削除が行われる（Ｓ２６）。まず、各線分データによって特定される線分のうち、同一線上に重なり合う同色の線分が存在している場合、即ち、角度成分及び色成分が同一で、部分的に重なり合う複数の線分が存在している場合は、それらの線分データが１つの線分データに併合される。

次いで、線分データが色ごとに分割される（Ｓ２７）。色データには、線分データを構成する線分ごとの色成分が示されている。そこで、色成分ごとに、その色成分の線分の集合（線分群）が作成される。次いで、色線分データごとに、線分の順序が決定される（Ｓ２８）。具体的には、順序を決定する色線分データの示す線分のうち、最も左上に位置する端点を有する線分が抽出される。そして、抽出された線分が「開始線分」、つまり順序が１番目の線分とされ、最も左上に位置する端点が「始点」、他端点が「終点」とされる。そして、終点から最も近い距離にある端点を有する線分が抽出される。そして、抽出された線分が２つ目の順序の線分とされ、一つ前の線分の終点に最も近い距離にある端点が２つ目の線分の「始点」、他端点が「終点」とされる。そして、終点から最も近い距離にある端点を有する線分が抽出され、次の順序の線分とされる。このような処理が繰り返され、順序の決定した線分に近い線分が次の順序の線分に決定され、全ての線分の順序が決定される。このような処理が全ての色線分データに対して行われる。

色線分データを構成する線分は、縫製を行う際の縫目に該当し、「走り縫い」で縫目が形成される。縫目の順序は、Ｓ２８で決定された順序である。例えば、ある線分（注目線分）の終点と、その線分の次の順序の線分（次線分）の始点とが同一の点であれば、縫目は連続していることになる。そこで、連続した２つの縫目は「走り縫い」で縫製される。しかし、注目線分の終点と、次線分の始点とが同一の線分でなければ、縫目は連続していない。そこで、注目線分に該当する縫目を「走り縫い」で縫い終えて、次線分に該当する縫目を縫う前には、注目線分の終点から次線分の始点までを「渡り縫い」で繋ぎ、その後、次線分を「走り縫い」する。

そして、色線分データごと、つまり刺繍糸ごとに、線分データの示す線分の順序に基づいて刺繍データが作成され、ＲＡＭ６３の所定の記憶エリアに記憶される（Ｓ２９）。

以上のようにして、合成画像に写し出されているものを、刺繍模様とすることができる。よって、加工布に予めプリントされている又は予め織り込まれている模様や柄を、刺繍模様として縫製することもできる。例えば、同じ模様又は柄がいくつも並んでいるようなデザインの加工布の場合、特定の模様又は柄にのみ刺繍を重ねて縫製することにより、デザインにアクセントをつけることができる。また、刺繍したい模様を、加工布に手描きで描いたり、又は熱転写紙等を用いて加工布に印刷したりした後に、合成画像を作成し、刺繍データを作成することもできる。また、前述した刺繍模様の編集機能を併せて使用し、刺繍模様の色を変更したり、大きさを変えたりすることにより、さらにオリジナルなデザインの幅が広がる。

なお、上記実施の形態におけるイメージセンサ９０が「撮像手段」に該当する。ＲＯＭ６２の刺繍枠移動座標記憶エリア６２１が「配置情報記憶手段」に該当する。ＥＥＰＲＯＭ６４の内部パラメータ及び外部パラメータを記憶する記憶エリアが「パラメータ記憶手段」に該当する。図１２に示すＳ１〜Ｓ６の処理を行い、部分画像を取得する処理を行うＣＰＵ６１が「部分画像取得手段」に相当し、Ｓ９において部分画像１０１〜１０４から合成画像１１０を作成する処理を行うＣＰＵ６１が「合成画像作成手段」に相当する。そして、Ｓ８において、内部パラメータ及び外部パラメータを用いて撮像画像１０１〜１０４を補正する処理を行うＣＰＵ６１が「部分画像調整手段」に相当する。

なお、本発明のミシンは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。上記実施の形態では、刺繍枠３４の部分画像を４枚取得したが、これは一例であり、合成画像を作成するのに用いる部分画像の枚数は４枚に限らないことは言うまでもない。刺繍枠３４の大きさと、イメージセンサ９０の撮像範囲により部分画像の枚数が決定される。イメージセンサ９０により刺繍枠３４の全領域を撮影できるだけの枚数を撮影すればよい。つまり、イメージセンサの撮像範囲が、上記実施の形態のイメージセンサ９０よりも広ければ、部分画像の枚数は少なくてすみ、撮像範囲が狭ければ多くの枚数を必要とする。さらに、刺繍枠の大きさが上記実施の形態の刺繍枠３４よりも大きければ、より多くの枚数を必要とし、小さければ少ない枚数でよい。

また、上記実施の形態では、１つの刺繍枠３４についてのみ述べたが、通常、刺繍枠は、大きさや形状が異なる複数種類の刺繍枠が備えられ、刺繍装置３０には、これらの刺繍枠が夫々装着可能であるので、夫々の刺繍枠ごとに刺繍枠移動座標を刺繍枠移動座標記憶エリア６２１（図７参照）に記憶させておき、装着されている刺繍枠に応じて部分画像を取得させればよい。また、このとき、刺繍装置３０に装着された刺繍枠の種類を検出する検出手段（図示せず）が備えられていれば、この検出手段で検出された刺繍枠の種類に応じて、自動的に部分画像を取得するように構成することも可能である。ここで、前記検出手段としては、例えば、特開２００２−５２２８３号公報に記載の構成と同様の構成を用いればよい。具体的には、刺繍装置３０のキャリッジに複数の検出スイッチを設けるとともに、刺繍枠３４のガイド部３４１に前記検出スイッチを押圧する複数の押圧部を設け、前記押圧部の形状を刺繍枠ごとに夫々異なる形状にすることで、刺繍枠の種類を検出するように構成する。

また、上記実施の形態では、合成画像を作成する際に、刺繍枠移動座標（ａ，ｂ）を用いて部分画像を構成する画素が合成画像のどの画素と対応するかを算出した。しかしながら、合成画像を作成する際には、刺繍枠移動座標（ａ，ｂ）を必ずしも用いなくともよい。例えば、周知の画像マッチング技術を用いて、夫々の部分画像において一致する領域を検出し、一致した領域を重ね合わせて合成画像を作成してもよい。また、上記実施の形態では、内部パラメータ及び外部パラメータを用いて部分画像を補正したが、この処理は必ずしも行わなくてもよい。撮像しただけの部分画像を用いて合成画像を用いてもよい。

また、実際にイメージセンサ９０を用いて画像を撮像した場合には、図２０に示すように、押え足４７や縫針７といった部品が撮像される。図２０は、これらの部品が写っている部分画像３００の一例である。このような場合には、夫々の部分画像を合成する際に、これらの部品が写っている箇所が邪魔になってしまう。このため、これらの部品が写っている領域（図２０に示す領域３０２）、つまり、これらの部品の下側になっている加工布の領域を、他の部分画像のこれらの部品が写っていない領域（図２０に示す領域３０１）に配置するように刺繍枠移動座標（ａ，ｂ）を定めておき、部分画像の画素を合成画像の画素に対応付ける際に、これらの部品が写っていない領域３０１の画素を対応付けるようにすればよい。また、部分画像３００において、合成画像の画素と対応付ける際に、これらの部品が写っていない領域３０１の画素のみを用いて、合成画像を作成してもよい。つまり、部分画像の全てを用いて合成画像を作成するのではなく、所定の領域（これらの部品が写っていない領域）のみを用いて合成画像を作成してもよい。また、刺繍枠３４についても同様に、所定の領域から除いて、刺繍枠３４が写っていない合成画像を作成してもよい。

刺繍模様を縫製可能なミシン１の斜視図である。ミシン１の針棒６、縫針７、押え棒４５及び押え足４７の近傍を示す要部左側面図である。押え昇降装置の正面図（押え足が押圧位置）である。押え昇降装置の正面図（押え足が上昇位置）である。刺繍枠３４の上面図である。ミシン１の電気的構成を示したブロック図である。刺繍枠移動座標記憶エリア６２１の構成を示す模式図である。部分画像記憶エリア６３１の構成を示す模式図である。ワールド座標記憶エリア６３２の構成を示す模式図である。対応座標記憶エリア６３３の構成を示す模式図である。合成画像記憶エリア６３４の構成を示す模式図である。合成画像を作成する際のミシン１の動作を示すフローチャートである。部分画像１０１を示す模式図である。部分画像１０２を示す模式図である。部分画像１０３を示す模式図である。部分画像１０４を示す模式図である。部分画像１０１〜１０４が合成された合成画像を示す模式図である。編集刺繍画面２００を示す模式図である。刺繍データ作成の処理を示すフローチャートである。部品が写し出されている部分画像３００の一例である。

１ミシン
１５液晶ディスプレイ
２６タッチパネル
３０刺繍装置
３４刺繍枠
４７押え足
６１ＣＰＵ
６２ＲＯＭ
６３ＲＡＭ
９０イメージセンサ
９１支持フレーム
１００加工布
１０１〜１０４部分画像
１１０合成画像
２００編集刺繍画面
２１０編集指示キー領域
２１１矢印キー群
２３１刺繍結果表示領域
２４１刺繍模様
２５１刺繍糸表示領域
６２１刺繍枠移動座標記憶エリア
６３１部分画像記憶エリア
６３２ワールド座標記憶エリア
６３３対応座標記憶エリア
６３４合成画像記憶エリア

Claims

加工布を保持する刺繍枠を駆動する刺繍装置と、
ミシンベッド上を撮像可能な位置に配置された撮像手段と、
前記撮像手段により画像を撮像する際の前記刺繍枠の配置位置を複数示した配置情報を記憶する配置情報記憶手段と、
前記配置情報記憶手段に記憶されている前記配置情報に示されているそれぞれの前記配置位置へ、前記刺繍装置により前記刺繍枠を移動させて前記撮像手段により画像を撮像し、それぞれの前記配置位置において撮像された画像を部分画像として取得する部分画像取得手段と、
前記部分画像取得手段により取得された複数の前記部分画像を前記加工布の布厚に基づいて補正し、補正した部分画像を貼り合わせて合成画像を作成する合成画像作成手段とを備えたことを特徴とするミシン。
前記撮像手段により撮影された画像を調整するためのパラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、
前記パラメータ記憶手段に記憶されているパラメータを用いて、前記部分画像を調整する部分画像調整手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
前記合成画像作成手段は、前記部分画像のうちの所定の領域を使用して合成画像を作成することを特徴とする請求項１又は２に記載のミシン。
前記合成画像作成手段は、前記配置情報記憶手段に記憶されている前記刺繍枠の配置位置に基づいて前記部分画像の貼り合わせ位置を決定し、前記合成画像を作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のミシン。
画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に刺繍領域の少なくとも一部を表示する刺繍領域表示手段と、
刺繍縫製される模様である刺繍模様を加工布のどの位置に配置するかを、前記表示手段に表示されている前記刺繍領域内の位置を指定することにより指示する刺繍模様配置指示手段と、
前記表示手段に表示されている前記刺繍模様の形状及び前記刺繍領域に対する位置に基づいて前記刺繍模様を刺繍縫製するための刺繍データを作成する第一刺繍データ作成手段とを備え、
前記刺繍領域表示手段は、前記刺繍模様指示手段により前記刺繍模様の配置位置の指示を受け付ける際に、前記合成画像を前記刺繍領域の背景に表示させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のミシン。
前記表示手段に表示されている前記刺繍領域に配置されている、刺繍縫製される模様である刺繍模様に対して拡大、縮小、回転、反転及び変形のうちの少なくとも一つの編集の指示を行う刺繍模様編集指示手段を備え、
前記刺繍領域表示手段は、前記刺繍模様編集指示手段による前記刺繍模様の編集の指示を受け付ける際に、前記合成画像を前記刺繍領域の背景に表示させることを特徴とする請求項５に記載のミシン。
前記合成画像に写し出されている対象物を刺繍するための刺繍データを作成する第二刺繍データ作成手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のミシン。
前記撮像手段はＣＭＯＳイメージセンサであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のミシン。