JPH053979A - ミシンにて布を光学的に走査する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ミシン技術において、縫い目と布の裁断縁との
あいだの間隔を出来るだけ同じにするため、縫い目を布
の裁断縁の形に自動的に合わせる「縁平行縫い」の要望
に応える。 【構成】布押えを囲む布面（Ａ）の環状範囲を機械的可
動部なしで光学的に完全に走査する光学結像系（２０，
２６）を設け、この光学結像系の対物レンズ（２５）
が、針の垂直軸を囲みかつ結像面（Ｂ）に布面（Ａ）の
全環状走査区域の虚像を生成するように配置され、そし
て多数の像伝送性光繊維（２６）を設け、その光入口端
が布面の走査区域内の同心円周（３３）の像（３３ａ）
を表す前記虚像の点に重なり、その光出口端が連続して
読み取るべきセンサ行の素子と個々に光学的に結合され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、布押えを囲む布面の環
状走査区域を光学結像系により走査し、この光学結像系
の対物レンズが上方から布面を指向し、この布面の線形
範囲を周期的に読み取り可能な光電センサ行に結像す
る、特に布縁の位置決めのためのミシン用センサ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ミシン技術においては、側方間隔を出来
るだけ同じにして、作り出すべき縫い目を布の裁断縁の
形に自動的に合わせる要望がしばしばある。この「縁平
行縫い」には、縁の形状に関するその時の情報に基づ
き、布と縫針との間の相対運動の方向を、２つの長方形
送りベクトルを適宜の大きさとすることにより（例え
ば、ＸＹ−送りテーブルを備えたミシンの場合）、ある
いは布を針軸の周りに回転させることにより（一次元送
りを備えるミシンの場合）、適宜調整する制御系が必要
である。

【０００３】縁平行縫い目を有する縫製物を大量生産す
る場合は、所望の縫い目形状を予めデータセットとして
記憶装置に入れ、ついで縫い作業の間布の運動を前記デ
ータにより定まるプログラムに従って制御するのが好都
合である。例えば、布をＸＹ−送りテーブルにより、記
憶された縫い目形状に対応する径路に従って固定された
布押えに対し動かす。しかしながら、縫い工程では、裁
断縁が各種の影響により記憶された形状より外れること
がある。これらの影響としては、例えば縫い作業の間に
おける布のゆがみ、縫い合わさるべき布片の束ねの不正
確、またはＸＹ−送りテーブル上に取付けることによる
裁断縁の歪み等がある。縫い目と縁との間の間隔を一定
にすることは重要な要件であるから、前述のような結果
は満足のいくものではない。僅か１０分の数ミリメータ
の外れでも、既に見映えが悪くなる。この欠点をなくす
ために、布運動の制御の際に縁の実際の位置を考慮する
制御系が必要である。このような制御系は、その把握範
囲が充分に大きくかつその応答時間が短いときは、記憶
されたデータの助けを借りることなく、所望のとき縫い
目形状の制御を単独で行うことができる。

【０００４】布縁に対し同じ間隔で縫い目を導く制御系
は、縫針の周りの布を観察しかつ針に対する縁の相対位
置に関する情報を供給するセンサ装置が必要である。こ
のような装置としては、いろいろな例が周知である。例
えば、ＵＳ−ＰＳ４４９８４０４には、反射鏡・レンズ
系により縫針の前に位置しかつ優先的の縫い方向に対し
横に延びる布表面の直線状かつ行状の範囲が結像される
光電式センサ行が開示されている。センサ行の光電素子
を読み取る場合、結像範囲にあって影を作り出す布縁は
特有の信号変化として認識されるので、判断装置が結像
された縁点の空間的実際位置を検出し、形成される縫い
目が布縁から規定の間隔にあるように、布運動をその都
度調整することができる。

【０００５】この周知のセンサ装置の走査範囲は、縫針
の１側における固定直線に限定されるので、布運動がこ
の側から縫針の方へ動く限り、縁案内は機能する。換言
すれば、裁断縁の形状が彎曲していたり、または急に変
形して角をなしているとき、布をその都度当該方向に回
動させねばならず、このため前記のＵＳ−ＰＳ４４９８
４０４のミシンが備えているような費用のかかる回動機
構が必要となる。このような機構を有せず、その代りに
布の二次元ＸＹ−送りで動作する他のミシンに対して
は、前記の周知のセンサ装置は適当でない。

【０００６】前述の問題にかんがみ、センサ行、光学系
および付属の照明器を備えたセンサ装置を固定して設け
ず、縫針の周りの円形径路上を周り動けるようにするこ
とは、ＥＰ−ＯＳ０３０９０６９に記載しているよう
に、既に提案されている。この系でもって、布押えを同
心的に囲む環状走査区域が作りだされる。センサ行に結
像される範囲は、それぞれいわば環状走査区域における
弦をなしかつセンサ装置の布押えの周りの運動により走
過され得る直線部分であり、従って布がいずれの方向か
ら縫針の方に動くにしても、常にさきざき布縁への従動
が行われる。この装置の欠点は、所要の円運動のために
駆動モータと伝動装置を具備する高価なかつ嵩張る機構
が必要であり、さらにその慣性のために全制御系の応答
時間が長くなることである。

【０００７】縁平行縫いの目的で布を予め定めた間隔で
縫針の周りに円形に走査するため機械的可動部なしで作
動する装置は、ＵＳ−ＰＳ３３８５２４５により周知で
ある。この装置は、布押えの針通過孔の周りに等間隔で
円形に布押えに設けられた４個のフォトセルを備えてい
る。フォトセルは加工物のすぐ上にあるので、縁走査は
透過光によってのみ可能であるに過ぎず、従ってこの装
置の使用は光を通す物質に限定される。例えば、皮革の
ごとき不透明な材料では、照明下でなくては縁が認識で
きないので、その加工は前述の周知の装置では不可能で
ある。

【０００８】照明により縁を検知するには、多くの場
合、縁を斜めに照らす空間を残すために、センサ装置の
受光素子を布表面から若干の距離をおいて配置するのが
絶対必要である。すなわち、斜めに照射するのは、特に
縁をなす布片が下の層と同じ表面輝度を有するとき、縁
をよりよく見えるようにするために、大抵の場合必要で
ある。布表面の走査すべき点を前記の距離を経てセンサ
装置の受光素子に結像するためには、布面と受光素子と
の間の空間に光学系を配置しなければならない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、発明
の分野に記したミシン用センサ装置に、布押えを囲む布
面の環状範囲を機械的可動部なしに光学的に完全に走査
する光学的結像系を設けて、前述の従来の装置における
欠点を解消することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、前記の
光学結像系の対物レンズが、針の垂直軸を囲みかつ結像
面に布面の全環状走査区域の虚像を生成するように配置
され、そして多数の像伝送性光繊維を設け、その光入口
端が布面の走査区域内の同心円周の像を表す前記虚像の
点に重なり、その光出口端が連続して読み取るべきセン
サ行の要素と個々に光学的に結合されていることにより
解決される。

【００１１】

【作用および効果】本発明による装置では、前述のＥＰ
−ＯＳ０３０９０６９に記載の結像系と異なり、単に環
状区域の線形部分範囲のみでなく、全閉鎖円形をセンサ
行に結像し、しかもそのために結像装置のいずれかの部
分が布押えの周りを回り動く必要はない。環状の固定対
物レンズは像面に全環状区域の像を生成し、そしてこの
像から布面（対象物面）の環状区域内の同心円周の像で
ある点のみが、光伝送繊維によりセンサ行の素子に伝達
されるのである。

【００１２】環状走査区域を環状光伝送体束の入口端に
結像するレンズ系を、原稿の走査のために使用すること
は、ＤＥ−ＡＳ２１４５６３５により周知である。この
周知技術では、単一の集光レンズよりなる対物レンズ
が、原稿上の走査すべき線を切る環状範囲を光伝送体束
の環状に配置された端に結像する用をなす。しかしなが
ら、この対物レンズでは、縫い工程の間布の走査はでき
ない。なんとなれば、このような場合ステッチ形成装置
が結像系の邪魔になるからである。また、次のような理
由がある。すなわち、従来縫針を囲む環状範囲の走査に
は、ＥＰ−ＯＳ０３０９０６９に示すように、視野が環
状範囲の１部のみを含み、従って費用のかかる機構によ
り回転させなければならない光学系を用いたことであ
る。これに対し、本発明による装置において、対物レン
ズはその空間形自体が環状でありかつ中央が開いている
ので、縫い工具は上方から貫通することができる。

【００１３】本発明の実施例に設けられているように、
集束性光伝送レンズを用いることにより結像系を非常に
コンパクトに構成することができる。「集束性光伝送レ
ンズ」は棒状の光導体部分であり、その屈折率が内方か
ら外方へ次のように変化する。すなわち、端面側で入っ
た光線は波形径路またはらせん径路をとるように強いら
れ、その場合平行に入射する光線に対しては周期的な焦
点合せと脱焦点とが行われるのである。光導体部分の長
さを適宜の大きさとすることにより、所望のレンズ作用
が得られる。例えば、直立像（従って倒立像でない）の
生成のため、通常のレンズを使用した場合前後に接続し
た数個のレンズ体を必要とするような結像系を、単一の
集束性光伝送レンズでもってつくりだすことも可能であ
る。像伝送は、高い解像力でもって行うことができる。
なんとなれば、像伝送性光繊維の数は集束性光伝送レン
ズの数よりも遥かに大きいからである。従って、結像さ
れるべき各点に対しそれぞれ別個の集束性光伝送レンズ
を設ける必要はない。

【００１４】集束性光伝送レンズは「セルフォック」レ
ンズ（日本板硝子社の商標）と称されることが多いが、
これを結像目的に使用すること自体は周知である。ＥＰ
−ＰＳ００６７６９６は、結像系をつくるため隣接して
いる多数のセルフォックレンズからなる装置を開示して
いる。通常の光導体の端に集束性光伝送レンズをいわば
対物レンズとして設けることは、ＤＥ−ＯＳ３７３５０
３２より周知である。しかしこの周知技術より、集束性
光伝送レンズをそれよりも数多くの像伝送性光繊維と結
合して環状に配置し、ミシンの縫い工具を囲む環状セン
サをつくり出すことが容易に考えつくとすることはでき
ない。

【００１５】本発明の装置では、集束性光伝送レンズの
諸元を、それら集束性光伝送レンズの各々が走査区域の
うち前記集束性光伝送レンズの視野範囲を直立像として
結像するものとするのがよい。それによって、結像過程
にて各円周部分の曲がりがひねられることもなく、対象
物の円周像は同じく滑らかな円周となり、その結果光繊
維の配置が簡単となる。特に、光繊維の光軸が互いに平
行であり、従って布面に垂直な円筒リングを形成するよ
うに、光繊維を配置するのが好都合である。光繊維のリ
ングは１列または２列配置とすることができる。１列配
置の場合、光繊維は集束性光伝送レンズの光軸を通る結
像面内の円に重なる。このようにして、光軸と布面との
交差点により決まる布面の円が走査される。２列配置の
場合、集束性光伝送レンズはそれぞれ結像縮尺１：１の
直立像を生成する諸元とする。この場合、像伝送性光繊
維の端部は、両集束性光伝送レンズ列の光軸間の中央に
位置する結像面の点に重なる。それは、正確にこの位置
で両レンズ列により結像された点が布面の同一円周にな
るからである。

【００１６】環状に配置した多数の集束性光伝送レンズ
の代わりに、本発明の別の実施例では、前後に接続しそ
して中央に孔を貫通した１個または数個の球面レンズを
備えたレンズ系を使用することも可能である。

【００１７】環状走査区域を通って移動する布縁を好都
合に側方より照射し、縁ができるだけ強い散乱光を発し
て、結像時他の範囲に対し明るく見えるようにするた
め、布押えを囲む環状照明装置を設けるのが有利であ
る。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明の詳細を図面に示す実施例に
より説明する。

【００１９】図１に示すミシンは、全体を１０で示すア
ームの頭部に環状センサ装置２０を備えている。環状セ
ンサ装置２０は、以下に簡単に「環状センサ」と称する
が、縫針１１と布押え１３の押え棒１２とを同心に囲ん
でいる。布押え１３は、布台１４に保持されるが図１に
は図示していない布を押圧している。布は、同じく図示
していない機構により２次元的に、例えば互いに垂直な
２つの方向に動かされ（ＸＹ−送り）、縫針１１により
形成される縫い目を布の任意の径路に沿うて形成する。
いわゆる「縁平行縫い」の場合は、形成される縫い目が
常に布の縁から所定の間隔にあるように布を動かすこと
が必要である。この場合、環状センサ２０は縫針１１に
対する布縁の正確な走行を予め感知する用をなすもので
ある。

【００２０】図４には、布の例として、下側皮革部分３
０およびその上にある上側皮革部分３１が示されてい
る。上側皮革部分３１は曲線をなす縁３２を有し、この
縁３２に対し同じ間隔でかつ平行な縫い目３４により下
側皮革部分３０に縫いつけられるべきものである。縁３
２の形状を検知するために、布は縫針１１の突刺点を同
心に囲む円周３３に沿うて光学的に走査される。環状セ
ンサ２０がその用をなす。

【００２１】図２および図６に示すように、環状センサ
２０は内筒２１と外筒２２とを具備する二重壁筒体をな
し、前記内外筒２１、２２の間には環状の円筒中空空間
２３が形成されている。図２より判るように、前記内外
筒２１、２２はそれぞれ数個の部分より組立てることが
可能である。筒体の上端に環状フランジ２４が設けら
れ、このフランジ２４はバヨネット結合部の爪２４ｂ
（図１）の受容のための凹部２４ａを備えている（図３
をも参照）。前記筒体はその中央に内部空間を有し、こ
の内部空間は、バヨネット結合部により前記筒体をアー
ム１０の頭部に固定するため、布押え１３を経て下方よ
り押し上げることができる広さとなっている。

【００２２】内筒２１と外筒２２との間の環状空間２３
の下側部分には、縫針１１の垂直軸Ｎを同心的に囲む集
束性光伝送レンズ２５の環状配置がある。これらの集束
性光伝送レンズ２５はそれぞれ、上述したように、内方
から外方へ屈折率の変化する棒状光導体部分からなる。
集束性光伝送レンズ２５は、図５に示すように、互いに
接触する２個の同心リング２５ａ、２５ｂを形成し、そ
の場合外側リング２５ａのレンズの角度位置は、リング
２５ｂのレンズの角度位置の間にある。このように、両
レンズリングにより形成される同心リング区域は重なり
合うので、横断面で見ると、両レンズリング２５ａ、２
５ｂによりカバーされる円周２５ｃが存在することにな
る。この円周２５ｃは、既述の円周３３と重なり合う。

【００２３】集束性光伝送レンズ２５は、環状センサ２
０がアーム１０の頭部に装着されているとき、各レンズ
２５が布面Ａの範囲を共通像面Ｂに縮尺１：１の直立像
として結像する諸元を有する。従って、対象物面Ａに垂
直投影にて両レンズリング２５ａ、２５ｂの間の正確に
中央にある円周３３の各点は各レンズリング２５ａ、２
５ｂにより像面Ｂの同一円周３３ａに結像し、その場合
この円周は同じく垂直投影にて両レンズリング２５ａ、
２５ｂの間の中央にある。この円周３３ａの地点に、多
数の光繊維２６の光入口端が隣接して円形に並んで位置
する。光繊維２６の光入口端は、内筒２１と外筒２２と
の間のリングフランジ２７に設けた狭い間隔の孔に保持
されている。このリングフランジ２７に代えて２個のリ
ングを設け、その１つは内筒２１にそして他のリングは
外筒２２に固定され、それらの間にて像面Ｂの円周３３
ａの地点に狭い環状間隙をつくり、これに光繊維２６の
端が直接隣接して保持され得るようにすることもでき
る。光繊維２６は、外筒２２の広くなった上側部の壁に
設けた通しガイド２８の位置でまとめられ、ここよりケ
ーブル２９として、図１に図式的に示すように、アーム
１０に固定した走査カメラ４０に導かれている。

【００２４】走査カメラ４０は光導体素子の行配置、例
えばＣＣＤ行を内蔵する。この行配置の光導体素子は、
走査カメラの各光感素子により受容された光を表す一連
の電気パルスを出力信号として得るために、周知の如く
循環して読み取られる。本実施例においては、前記光感
素子の各々は光繊維２６のそれぞれ対応する繊維の光出
口端と光学的に、例えばレンズ系を中間挿着することの
ないいわゆる繊維窓により結合されているので、走査カ
メラ４０の連続する出力信号は、集束性光伝送レンズ２
５により結像される円周３３の輝度分布が角度位置の関
数として再現する像信号を表わす。読み取りは、各読み
取りサイクルの連続するパルスが、移行する角度位置に
対応する順序にて、結像された円周の輝度値を再現する
ように行われる。これは、走査カメラの光感素子におけ
る光繊維２６の順序を環状センサ２０に結像された円周
３３に沿うその順序に正確に対応するように、光繊維２
６を配置することにより達成される。しかし、光繊維２
６を無秩序に走査カメラの光感素子に結合し、そして読
み取りの際または読み取りの後に電子的順序変えにより
像信号におけるパルスの正しい順序をつくることも可能
である。

【００２５】走査カメラ４０を用いての上述せる光繊維
２６の走査により、読み取りサイクルの経過毎に、集束
性光伝送レンズ２５の孔から見える輝度が布面の円周３
３に沿う連続する点を表す像信号が与えられる。この走
査が光学的に検知可能な布縁に来ると、像信号が急に変
化する。各走査サイクル内のこの急激な変化の時点か
ら、布縁と円周３３とが交差する地点の角度位置が判
る。このことからおよび円周３３の周知の半径から、該
点の座標を計算することができる。この座標を、縁平行
縫いに対し予め与えられた基準の座標と比較することに
より、縫い目３４が常に布縁３２より同じ間隔にあるよ
うに、布運動を制御する制御信号を発することができ
る。

【００２６】環状センサ２０の光学系に対し、布縁３２
を充分に識別可能とするために、布面は、環状センサ２
０の補足範囲にて布表面から反射法則に従って反射され
た光が集束性光伝送レンズ２５でもって形成された環状
センサ２０の結像系の有効アパーチャに入射しないよう
な大きさの入射角で照射される（例えば、垂直線に対し
７０°ないし８０°）。これは、図２に鎖線で示す光路
により表わされている。従って、結像系は布表面からの
散乱光のみを受容することができる。布の縁における入
射光は特に強く散乱するので（いずれの場合でも、図２
に矢印で示すように、他の表面範囲よりは多く散乱す
る）、布縁３２は結像面Ｂに布の他の部分よりは明るく
現出し、よって縁の走査の際特に際立ったかつよく検出
できる信号変化が生ずる。このようにして、非常に滑ら
かなそして非常に明るい布片の縁さえも、例えば光沢の
ある表面をもった白い皮革の縁さえも、検出することが
できる。

【００２７】照明装置は、例えば環状センサの下側範囲
を同心的に囲む環状蛍光管とすることができる。しかし
ながら、図２および図４に示すように、光源を環状に配
置した照明装置５８を用いるのがよい。図示の例では、
環状センサ２０の下端近くにリングフランジ５１を具備
する環状支台５０が固定され、この環状支台５０は広い
範囲に配置された多数の孔５２を備え、これら孔の軸線
は布面Ａの円周３３のを指向している。これら孔５２
に、各光伝送体束５３の端部が挿着されている。リング
フランジ５１の背側における蓋板５５の通し案内５４に
て、光伝送体束５３がアーム１０に固定された共通の照
明源５７に接続されたケーブル５６にまとめられてい
る。各光伝送体束５３は、図４に鎖線で示すように、そ
れぞれ隣接するかつ互いに重なり合う範囲を照射する。
光伝送体束５３の放射角従ってその放射錐体の重なり幅
は、それらの放射端に配置されたフレスネルレンズ５９
によりさらに大きくされる。この重なりの大きさは、円
周33の位置で、各放射錐体がすくなくともそれぞれ隣接
する放射錐体の半分と重なるようにするのがよい。この
手段により、布縁３２が円周３３に対し正確に半径方向
にある場合でも、布縁３２を横から照射することができ
る。これにより、布縁３２の所望の散乱光効果が高めら
れる。

【００２８】前述の装置により、縫針１１の突刺し位置
を同心的に囲む布表面の円周３３を、縁検出のため高い
解像力で光学的に走査可能な感度の高い環状センサ２０
が作り出される。光繊維２６を結像された円周３３ａに
沿って装着すれば、それだけ解像力は高められる。これ
に対し、集束性光伝送レンズ２５の数は著しく少なくな
る。実例では、２つの環状列に１２８個の集束性光伝送
レンズを配置し、その場合直径 １８mmの円にそれぞれ
６４個であった。結像面Ｂに、２５６の光繊維２６が設
けられた。直径１８mmの走査円に対し、光学的解像力は
約０，２mmであった。

【００２９】前述した実施例の外に、当然のことながら
別の構成または変形例が可能である。既に述べたことで
あるが、集束性光伝送レンズを２列の環状配置とする代
わりに１列配置とし、レンズの諸元を、結像面がレンズ
の端面になり、従ってレンズが像伝送性光繊維と直接に
当接することができるものとする。これによって、環状
センサの構成は簡単となる。布表面から反射される光が
レンズ系の有効アパーチャに入らないようにするため
に、例えば環状センサ２０の内筒２１と外筒２２の下端
が集束性光伝送レンズの下端を越えていくらか延びてい
るようにして、補助的の影形成を行うこともできる。

【００３０】さらに、既述のように、環状結像系は前後
に配置した１個または数個の球面レンズを用いて実現す
ることも可能である。これらの球面レンズは、中央に光
軸に沿って布押え１３の通り抜けのための貫通孔が設け
られている。環状センサのこのような実施例を図６に示
すが、この図にて、図２の装置の各部材に対応する部分
には同じ符号を付している。

【００３１】集束性光伝送レンズを環状に配置する代わ
りに、図６の環状センサ１２０は前後に配置した２個の
球面レンズ１２５，１２５ａよりなる単一の中心レンズ
系を有し、前記球面レンズは外筒１２２内に間隔リング
１２６，１２７，１２８により間隔を保持している。こ
の場合、外筒１２２は図２の外筒２２よりも大きい直径
を有する。球面レンズ１２５，１２５ａは、これらが布
面Ａの円周３３を像面Ｂの円周３３ａに、特に縮尺１：
１の直立像として結像する諸元と配置を有している。球
面レンズの結像特性は、光軸に孔を穿っても変化しな
い。球面レンズの場合、すべての表面点が結像に寄与
し、その場合勿論ひずみが光軸から遠く離れると増大す
る。このような欠点を我慢できないときは、専門家はレ
ンズを次のように処理することができる。すなわち、球
形より偏倚したレンズ曲面により、または焦点距離の異
なる数個のレンズを前後に接続することにより、前記の
ひずみを補正するのである。この場合、環状センサ１２
０は集束性光伝送レンズ２５で動作する図２の環状セン
サ２０と全く同じく作用し、さらに有効アパーチャまた
は受光面が、すべての集束性光伝送レンズのかなり小さ
い開口に比べ全体として大きく、従って系の感度も著し
く大きいと言う長所さえある。また、特に直立像の生成
を諦め、布面の円周３３を倒立で結像するときは、構成
高さを減少させ、それによってレンズ系は短くなる。図
２に示す数個の平行レンズを用いた切り子面様結像とは
異なり、中心レンズ系を使用する場合、倒立結像は不利
ではない。読み取りサイクルの１８０°−位相変位を必
要とするのみである。

【００３２】例えば、針交換のためまたは新たに糸を通
すために、環状センサ２０または１２０を照明装置５８
とともにアーム１０の頭部から取外し可能とするため
に、アーム１０を特に枢着部１５の周りに旋回可能に装
着し、上方へはね上げ得るようにする。

【００３３】以下に、本発明の有利な構成を列拳する。

【００３４】（１） 像伝送性光繊維（２６）の数が集
束性光伝送レンズ（２５）の数より多いセンサ装置。

【００３５】（２） 集束性光伝送レンズ（２５）の諸
元が、これら集束性光伝送レンズの各々がそれらの視野
に入る走査区域の範囲を直立像として結像面（Ｂ）に結
像するものである（１）に記載のセンサ装置。

【００３６】（３） 円周（３３）の像（３３ａ）を布
押え（１３）の上方にて布面（Ａ）に平行に位置する結
像面（Ｂ）に投影するため、集束性光伝送レンズ（２
５）の光軸が針軸心（Ｎ）にほぼ平行かつ布面（Ａ）に
垂直である（１）又は（２）に記載のセンサ装置。

【００３７】（４） 集束性光伝送レンズ（２５）の諸
元が、前記結像面（Ｂ）が集束性光伝送レンズ（２５）
の端面に位置するものである（３）に記載のセンサ装
置。

【００３８】（５） 集束性光伝送レンズ（２５）の諸
元が、前記結像面（Ｂ）が集束性光伝送レンズ（２５）
の上方に間隔をおいて位置するものである（３）に記載
のセンサ装置。

【００３９】（６） 多数の集束性光伝送レンズ（２
５）が単一層のリングを形成し、これに各集束性光伝送
レンズ（２５）が直接互いに隣接して配置され、そして
光繊維（２６）が結像面にて、集束性光伝送レンズ（２
５）の光軸を通る円の点に位置する（３）に記載のセン
サ装置。

【００４０】（７） 多数の集束性光伝送レンズ（２
５）が互いに接して内外に位置する２つの同心リング
（２５ａ，２５ｂ）に分割され、その場合外側リング
（２５ａ）の集束性光伝送レンズ（２５）の光軸が、内
側リング（２５ｂ）の集束性光伝送レンズ（２５）の光
軸の角度位置の間に位置する角度位置にあること、集束
性光伝送レンズ（２５）の諸元は、集束性光伝送レンズ
の各々が布面（Ａ）の走査区域のうちレンズ視野となる
範囲を縮尺１：１の垂直像として前記共通結像面に結像
するものであること、そして像伝送性光繊維（２６）の
光入口端が結像面（Ｂ）にて、集束性光伝送レンズ（２
５）の内側リング（２５ｂ）の光軸よりおよび集束性光
伝送レンズ（２５）の外側リング（２５ａ）の光軸より
同じ距離離れている円（３３ａ）の点に位置する（３）
に記載のセンサ装置。

【００４１】（８） 布面（Ａ）の直立像を結像面
（Ｂ）に生成するため、少なくとも２個の球面レンズ
（１２５，１２５ａ）が前後に接続されているセンサ装
置。

【００４２】（９） 反射法則に従って布面（Ａ）で反
射される光が結像系（２０，２６；１２０，２６）の有
効アパーチャより外れるような入射角度で、布面（Ａ）
を上方から斜めに照射する照射装置（５８）を設けた
（１）ないし（８）の１つに記載のセンサ装置。

【００４３】（１０） 照射装置が、布面の上方に間隔
を置いてかつ布面の走査区域と同心に配置された、走査
区域より大きな直径を有する蛍光管である（９）に記載
のセンサ装置。

【００４４】（１１） 照射装置（５８）が複数の光源
（５３）を備え、これら光源が布面（Ａ）の上方にて走
査区域と同心でありかつこの区域より大きな直径を有す
る円に配置され、そして走査区域の隣接する範囲を重畳
して照射する（９）に記載のセンサ装置。

【００４５】（１２） 光源の各々が、光繊維またはそ
のような繊維の束の出口端により形成され、それらの入
口端が共通の照明源（５７）からの光エネルギーを受容
する（１１）に記載のセンサ装置。

【００４６】（１３） 光繊維束（５３）の出口端に、
それぞれの光放射角を拡大するためのフレスネルレンズ
（５９）を配置した（１２）に記載のセンサ装置。

【００４７】（１４） 結像系の対物レンズ（２５；１
２５，１２５ａ）および像伝送性光繊維（２６）の入口
側端部分が筒体（２１，２２；２１，１２２）内に支持
され、前記筒体が布押え（１３）を経て下方よりミシン
のアームへ移動可能であること、そして該筒体を前記ア
ームに取外し可能に固定する装置（２４ａ，２４ｂ）が
設けられている（３）ないし（１３）の１つに記載のセ
ンサ装置。

【００４８】（１５） 前記固定装置がバヨネット結合
の係止部（２４ａ，２４ｂ）からなる（１４）に記載の
センサ装置。

【００４９】（１６） 筒体（２１，２２；２１，１２
２）の下端に照明装置（５８）の支台（５０）が固定さ
れている（１５）に記載のセンサ装置。

【００５０】（１７） アーム（１０）と機枠との間
に、筒体（２１，２２；２１，１２２）の取付けと取外
しのため、アームを上へ旋回させるようにする枢着結合
部（１５）を設けた（１４）ないし（１６）の１つに記
載のセンサ装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明によるセンサ装置を備えたミシン
の側面図である。

【図２】図２はセンサ装置の第１実施例とその下にある
布の軸断面図である。

【図３】図３はセンサ装置の部分平面図である。

【図４】図４は図２に示すセンサ装置の１部の図２のＩ
Ｖ−ＩＶ線による横断面図ならびにその下にある布を示
す。

【図５】図５は接触する集束性光伝送レンズの２つのリ
ングの１部およびこれら集束性光伝送レンズと均等に交
差する同心円周の位置の拡大図である。

【図６】図６はセンサ装置の第２実施例の軸断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 針 １３ 布押え ２０，１２０ 環状センサ ２５ 集束性光伝送レンズ １２５，１２５ａ 球面レンズ ２６ 光繊維 ３３ 円周 ３３ａ 円周の像 ４０ センサ行 Ａ 布面 Ｂ 結像面 Ｎ 垂直軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｄ０６Ｈ 3/08 7199−3Ｂ (72)発明者 ローベルト マツセン ドイツ連邦共和国 デー・7760 ラードル フツエル18，ケンペンシユトラーセ 39 (72)発明者 ベルンハルト メルテル ドイツ連邦共和国 デー・6753 エンケン バツハ・アルゼンボルン，ルートヴイヒ・ ヴオルカー・シユトラーセ ６

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 布押えを囲む布面の環状走査区域を光学
   結像系により走査し、この光学結像系の対物レンズが上
   方から布面を指向し、この布面の線形範囲を循環して読
   み取り可能な光電センサ行に結像する、特に布縁の位置
   決めのためのミシン用センサ装置において、前記結像系
   （２０，２６；１２０，２６）の対物レンズ（２５；１
   ２５，１２５ａ）が、針（１１）の垂直軸心（Ｎ）を囲
   みかつ結像面（Ｂ）に布面（Ａ）の全環状走査区域の虚
   像を生成するように配置されていること、そして多数の
   像伝送性光繊維（２６）を設け、その光入口端が布面
   （Ａ）の走査区域内の同心円周（３３）の像（３３ａ）
   である前記虚像の点に位置し、その光出口端が連続して
   読み取るべきセンサ行（４０）の素子と個々に光学的に
   結合されていることを特徴とするセンサ装置。
2. 【請求項２】 光学結像系（２０，２６）の対物レンズ
   が多数の集束性光伝送レンズ（２５）よりなり、これら
   集束性光伝送レンズが針案内部の垂直軸心（Ｎ）の周り
   に円形に、結像面（Ｂ）に共通して布面（Ａ）の環状走
   査区域の全虚像を生成するように配置されていることを
   特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
3. 【請求項３】 結像系（１２０，２６）の対物レンズ
   が、前後に接続した１個または数個の球面レンズ（１２
   ５，１２５ａ）よりなり、それらの光軸が像伝送性光繊
   維（２６）の光出口端に重なる円（３３ａ）と同心であ
   り、そして該球面レンズが、布押え（１３）を通すため
   に、それらの光軸と同心である中央孔を有していること
   を特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。