(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
爪を有する指が挿入される指挿入部と、
前記指挿入部に挿入されている前記指の前記爪に光を照射して照明する光源と、
前記指挿入部の上方に配置され、前記光の照射によって照明された前記指を撮影して、前記爪を含む画像を取得する画像取得部と、
前記指挿入部に挿入された指の爪の爪先部が載置される爪載置部と、
前記画像取得部が取得した前記画像に基づいて、前記爪の領域を爪領域として検出する爪領域検出部と、を備え、
前記光源は、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の奥側に配置され、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るように照明する、少なくとも一つの第１の光源と、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の手前側に配置され、光軸中心の光を前記爪先部側に向けて、前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射する第２の光源と、を有し、
前記画像取得部は、前記爪載置部に前記爪先部が載置されている爪に前記第１の光源を照射した状態で取得された前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るとともに、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ていない第１画像と、前記爪載置部に前記爪先部が載置されている爪に前記第２の光源を照射した状態で取得された、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ている第２画像と、を取得し、
前記爪領域検出部は、前記第１画像に基づいて前記爪先部を除くとともに前記爪の根元側の甘皮部分に対応する前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第１の輪郭を検出し、そして前記第２画像に基づいて前記爪の根元側の甘皮部分を除くとともに前記爪先部を含む前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第２の輪郭を検出し、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭とを合成して、前記甘皮部分を除いた前記爪領域を検出することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記第１の光源は、前記爪載置部の上面から水平方向に延ばした基準面に対する照射角度が５°以上４５°以下となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
爪載置部に爪先部が載置されている状態で指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、画像を取得する画像取得部よりも前記指の挿入方向の奥側に配置された第１の光源が、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るとともに、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ていない第１画像を取得する第１画像取得ステップと、
前記爪載置部に前記爪先部が載置されている状態で前記指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の手前側に配置された第２の光源が、光軸中心の光を前記爪先部側に向けて、前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ている第２画像を取得する第２画像取得ステップと、
前記第１画像に基づいて前記爪先部を除くとともに前記爪の根元側の甘皮部分に対応する前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第１の輪郭を検出し、そして前記第２画像に基づいて前記爪の根元側の甘皮部分を除くとともに前記爪先部を含む前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第２の輪郭を検出し、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭とを合成して、前記甘皮部分を除いた爪領域を検出するステップと、
を備えることを特徴とする描画装置の動作制御方法。
【請求項４】
コンピュータに、
爪載置部に爪先部が載置されている状態で指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、画像を取得する画像取得部よりも前記指の挿入方向の奥側に配置された第１の光源が、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るとともに、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ていない第１画像を取得させ、
前記爪載置部に前記爪先部が載置されている状態で前記指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の手前側に配置された第２の光源が、光軸中心の光を前記爪先部側に向けて、前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ている第２画像を取得させ、
前記第１画像に基づいて前記爪先部を除くとともに前記爪の根元側の甘皮部分に対応する前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第１の輪郭を検出し、そして前記第２画像に基づいて前記爪の根元側の甘皮部分を除くとともに前記爪先部を含む前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第２の輪郭を検出し、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭とを合成して、前記甘皮部分を除いた爪領域を検出させることを特徴とする描画装置の動作制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置、描画装置の動作制御方法及び描画装置の動作制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、指を指挿入部に挿入し、この挿入した指の爪にネイルデザインを施す描画装置が提案されている。
【０００３】
このような描画装置では、印刷範囲を特定するために、指の爪の領域（爪領域）を検出する必要があり、そのために、印刷をしようとする指の画像をカメラで取得し、取得した画像から爪領域を検出する方法が知られている。
【０００４】
爪領域を検出する方法として、例えば、特許文献１では、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法を用いている。Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法とは、領域分割の手法の一つで、画像の輝度勾配を山の嶺（みね）とみなし、山の高い（＝輝度値の高い）位置から流れ込む水の作る区域を１つの領域として分割する手法である。
【０００５】
例えば、特許文献１では、輝度が最も高い領域を爪領域の起点とし、起点を含む領域をＷａｔｅｒｓｈｅｄ法で検出することで、画像から爪領域を抽出している。
【０００６】
しかしながら、一般に、人の爪には爪先部（爪床から離れ、不透明になった部分）があり、爪先部は爪先部でない部分より輝度が高い。このため、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法を用いて爪領域の検出を行っても、爪先部は検出され難いという問題点がある。したがって、爪領域全体を正確に抽出できる技術が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１４６１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、爪領域全体を正確に抽出できる描画装置、描画装置の動作制御方法及び描画装置の動作制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成によって把握される。
本発明の描画装置は、爪を有する指が挿入される指挿入部と、前記指挿入部に挿入されている前記指の前記爪に光を照射して照明する光源と、前記指挿入部の上方に配置され、前記光の照射によって照明された前記指を撮影して、前記爪を含む画像を取得する画像取得部と、前記指挿入部に挿入された指の爪の爪先部が載置される爪載置部と、前記画像取得部が取得した前記画像に基づいて、前記爪の領域を爪領域として検出する爪領域検出部と、を備え、前記光源は、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の奥側に配置され、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るように照明する、少なくとも一つの第１の光源と、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の手前側に配置され、光軸中心の光を前記爪先部側に向けて、前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射する第２の光源と、を有し、前記画像取得部は、前記爪載置部に前記爪先部が載置されている爪に前記第１の光源を照射した状態で取得された前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るとともに、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ていない第１画像と、前記爪載置部に前記爪先部が載置されている爪に前記第２の光源を照射した状態で取得された、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ている第２画像と、を取得し、前記爪領域検出部は、前記第１画像に基づいて前記爪先部を除くとともに前記爪の根元側の甘皮部分に対応する前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第１の輪郭を検出し、そして前記第２画像に基づいて前記爪の根元側の甘皮部分を除くとともに前記爪先部を含む前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第２の輪郭を検出し、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭とを合成して、前記甘皮部分を除いた前記爪領域を検出する。
【００１０】
本発明の描画装置の動作制御方法は、爪載置部に爪先部が載置されている状態で指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、画像を取得する画像取得部よりも前記指の挿入方向の奥側に配置された第１の光源が、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るとともに、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ていない第１画像を取得する第１画像取得ステップと、前記爪載置部に前記爪先部が載置されている状態で前記指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の手前側に配置された第２の光源が、光軸中心の光を前記爪先部側に向けて、前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ている第２画像を取得する第２画像取得ステップと、前記第１画像に基づいて前記爪先部を除くとともに前記爪の根元側の甘皮部分に対応する前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第１の輪郭を検出し、そして前記第２画像に基づいて前記爪の根元側の甘皮部分を除くとともに前記爪先部を含む前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第２の輪郭を検出し、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭とを合成して、前記甘皮部分を除いた爪領域を検出するステップと、を備える。
【００１１】
本発明の描画装置の動作制御プログラムは、コンピュータに、爪載置部に爪先部が載置されている状態で指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、画像を取得する画像取得部よりも前記指の挿入方向の奥側に配置された第１の光源が、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るとともに、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ていない第１画像を取得させ、前記爪載置部に前記爪先部が載置されている状態で前記指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の手前側に配置された第２の光源が、光軸中心の光を前記爪先部側に向けて、前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪載置部と前記爪先部との間に、前記爪先部の輪郭に沿った影が出来ている第２画像を取得させ、前記第１画像に基づいて前記爪先部を除くとともに前記爪の根元側の甘皮部分に対応する前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第１の輪郭を検出し、そして前記第２画像に基づいて前記爪の根元側の甘皮部分を除くとともに前記爪先部を含む前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第２の輪郭を検出し、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭とを合成して、前記甘皮部分を除いた爪領域を検出させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、爪領域全体を正確に抽出できる描画装置、描画装置の動作制御方法及び描画装置の動作制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る描画装置の外観を斜視図である。
【図２】実施形態に係る表示部の平面図である。
【図３】実施形態に係る指挿入部周辺の側断面を模式的に示す図である。
【図４】実施形態に係る制御の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る作用説明図であり、（ａ）は第１の光源を用いて撮影した画像を示す図、（ｂ）は（ａ）の画像から検出されたエッジを示す図、（ｃ）は第２の光源を用いて撮影した画像を示す図、（ｄ）は（ｃ）の画像から検出されたエッジを示す図、（ｅ）は（ｂ）に示されるエッジと（ｄ）に示されるエッジを合成した処理画像を示す図である。
【図６】実施形態に係るフローチャートを説明する図である。
【図７】光源の配置を示す図であり、（ａ）は図３に示される光源の配置を示す図、（ｂ）は第１変形例に係る光源の配置を示す図、（ｃ）は第２変形例に係る光源の配置を示す図、（ｄ）は第３変形例に係る光源の配置を示す図、（ｅ）は第４変形例に係る光源の配置を示す図である。
【図８】図７（ｂ）に示される第１変形例に係る光源の配置において、指挿入部周辺の側断面を模式的に示す図である。
【図９】他の実施形態に係る指挿入部周辺の側断面を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。また、以下の説明において、「前」、「後」は、各々、描画装置に正対したときの「手前側」、「奥側」を示し、「左」、「右」は、各々、描画装置に正対したときの「左側」、「右側」を示す。
【００１５】
また、以下の実施形態では、描画装置は手の指の爪の表面を描画対象面として、これに描画するものとして説明するが、本発明の描画対象面は手の指の爪の表面に限るものではなく、例えば足の指の爪の表面を描画対象面としてもよい。
【００１６】
（実施形態の構成）
描画装置の基本構成を図１、図２に基づいて説明する。図１は描画装置の外観を概念的に示す図、図２は表示部の平面図である。
【００１７】
図１に示すように、描画装置１０は、例えば、印刷部２４による印刷機能と描画部２１による描画機能とを備え、これらを組み合わせて人の指１２の爪１１にネイルデザインＤ（図２参照）を施す装置である。描画装置１０は、ケース本体４０と、このケース本体４０の内部に設けられる描画部２１及び印刷部２４と、ケース本体４０の上面（天板）に設けられる表示部３２と、ケース本体４０の前面に開口して設けられる指挿入部４５ａとを備える。また、ケース本体４０には、制御装置５１（図４参照）及び画像取得部４６（図４参照）が収容される。
【００１８】
図２に示すように、表示部３２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイなど各種のフラットディスプレイである。また、表示部３２は、例えば、操作部３１を兼ね備えたタッチパネル式となっており、例えば、指先やスタイラスペン又は先の尖った棒状の筆記具などによって表示部３２の表面を触るタッチ操作によって、ユーザーからの指示を取り込むことができる。
【００１９】
表示部３２の左右一側（この例では、右側）には、指１２を撮影した画像Ｐ、画像Ｐに含まれる爪領域Ｔ（爪１１の輪郭線）を確認することができるデザイン確認部３２ａが設けられる。一方、表示部３２の左右他側（この例では、左側）には、複数のネイルデザインＤ１〜Ｄ９（ネイルデザインＤ２〜Ｄ９では具体的なデザインの図示を省略する）が表示されるデザイン選択部３２ｂが設けられる。なお、以下の説明において、複数のネイルデザインＤ１，Ｄ２，Ｄ３・・・を総じて称する場合は、数字を後続せずに「ネイルデザインＤ」と記載する。
【００２０】
デザイン選択部３２ｂでは、表示された複数のネイルデザインＤの中から爪１１に描画するネイルデザインＤをタッチ操作によって選択可能である。また、デザイン確認部３２ａの左右に設けられる三角形のボタン３２ｃを押すことで、デザイン確認部３２ａに表示されていない別のネイルデザインＤを表示させることができる。
【００２１】
さらに、表示部３２には、爪１１への印刷を開始する印刷ボタン３２ｄと、指１２における爪領域（爪１１の輪郭）Ｔの検出を開始する検出開始ボタン３２ｆと、が設けられる。
【００２２】
次に、指挿入部４５ａ周辺の構成を図３に基づいて説明する。図３は指挿入部周辺の側断面を模式的に示す図である。
【００２３】
図３に示すように、指挿入部４５ａは、指１２が載置可能な平板状の指載置部４５ｂと、指載置部４５ｂの装置奥側（指１２の挿入方向側）に立設される立壁４５ｄとを備える。立壁４５ｄの上部には、装置手前側（指１２の挿入方向と逆側）に突出する棚状の部分であって爪先部１１ａが載置可能な爪載置部４５ｇが設けられる。これら指載置部４５ｂ、立壁４５ｄ及び爪載置部４５ｇによって、指固定部４５が構成される。なお、指固定部４５には、指１２が正しい位置に載置されたているときに指１２を固定する各種の固定機構（図示省略）を設けることができる。
【００２４】
指挿入部４５ａの上方（より具体的には、指挿入部４５ａに挿入された指１２の上方）には、画像取得部４６が設けられる。画像取得部４６は、下方に開放した箱状のフレーム４６ｃと、フレーム４６ｃの天井壁に固定されるカメラ４６ａと、を有する。また、フレーム４６ｃの内側には、少なくとも１つ以上（この例では、１つ）の第１の光源４６ｂ１が設けられる。図３に示す第２の光源４６ｂ２は、必須のものではなく、必要に応じて設けられるものである。
【００２５】
第１の光源４６ｂ１は、例えば、フレーム４６ｃの装置奥側の壁に固定して設けられる。すなわち、第１の光源４６ｂ１は、カメラ４６ａよりも装置奥側に配置されていて、爪載置部４５ｇの上方でかつ装置奥側から指１２に向けて斜め下方向に光軸中心の光Ｌ１を照射可能に配置されており、カメラ４６ａによる撮影の際に指１２及びその周辺を照明する。第１の光源４６ｂ１は、その光軸中心の光Ｌ１が、爪載置部４５ｇの上面の端部４５ｇ１から爪１１の根元（生え際）１１ｂ側に例えば１０ｍｍから３０ｍｍまでの範囲Ｒであって、且つ、爪載置部４５ｇの上面から爪１１の根元１１ｂ側に水平方向に延ばした基準面Ｂ上の所定位置に対し、爪載置部４５ｇの上方でかつ装置奥側から基準面Ｂに対して５°程度の傾斜角度θ１で照射されるように、配置されている。第１の光源４６ｂ１には、白色ＬＥＤなどを好適に用いることができる。
なお、基準面Ｂ上の所定位置としては、図３に示す光軸中心の光Ｌ１のように、挿入された指１２の爪１１の根元（生え際）１１ｂ近傍となる位置とするのが好ましい。
【００２６】
第２の光源４６ｂ２は、例えば、フレーム４６ｃの装置手前の壁に左右に並んで一対設けられる（図７（ａ）参照）。すなわち、第２の光源４６ｂ２は、カメラ４６ａよりも装置手前側に配置されるとともに、その光軸中心の光Ｌ２が爪先部１１ａに照射される。第２の光源４６ｂ２は、爪載置部４５ｇの装置手前から爪先部１１ａに向けて斜め下方向に光軸中心の光Ｌ２を照射し、カメラ４６ａによる撮影の際に指１２及びその周辺を照明する。第２の光源４６ｂ２も、第１の光源４６ｂ１と同様に、光軸中心の光Ｌ２が、基準面Ｂに対し、５°程度の傾斜角度θ２をなすように照射されるのが好ましく、そして、爪先部１１ａ側を照らすために、図３に示すように、第２の光源４６ｂ２は、第２の光源４６ｂ２の光軸中心が爪載置部４５ｇの上面の端部４５ｇ１に照射されるように配置されているのが好ましい。第２の光源４６ｂ２についても、白色ＬＥＤなどを好適に用いることができる。
【００２７】
カメラ４６ａは、フレーム４６ｃの天井壁に固定される。カメラ４６ａは、指挿入部４５ａ内に挿入され、第１の光源４６ｂ１及び第２の光源４６ｂ２のそれぞれによって照明された指１２及びその周辺を撮影するものであり、例えば、２００万画素程度又はそれ以上の画素数を有するものを好適に用いることができる。
【００２８】
続いて、描画装置１０の制御の構成を図４に基づいて説明する。図４は制御の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図４に示すように、制御装置５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により構成される制御部５２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成される記憶部５３とを備える。
【００３０】
制御部５２は、撮影制御部５４、爪領域検出部５９、爪特徴量算出部６２、表示制御部６４、描画制御部６５、印刷制御部６３、画像処理部６６を備える。これら撮影制御部５４、爪領域検出部５９、爪特徴量算出部６２、表示制御部６４、描画制御部６５、印刷制御部６３、画像処理部６６の機能は、制御部５２のＣＰＵと記憶部５３のＲＯＭに記憶されたプログラムとの共働によって実現される。また、制御装置５１には、操作部３１、表示部３２、画像取得部４６、描画部２１及び印刷部２４が接続される。
【００３１】
描画部２１は、爪１１にペン２２と、ペン２２を移動させるモータなどで構成される移動手段２３とを備える。ペン２２は、例えば下地用の白色のインクを内部に有していて、そのペン先が爪１１に接触したときに、このインクにより爪１１に下地を描画することができる下地用のものである。描画部２１は、移動手段２３によって前後方向、左右方向、上下方向（図１において破線の矢印で示す方向）に移動可能であり、爪１１の表面に下降したペン２２のペン先で下地を描画する。なお、描画部２１は、ペン２２として、上記の下地用のものだけでなく、さらに、種々の色や種々の種類のインクを有する描画用のものを備え、これを用いて爪１１に種々の絵柄を描画することもできるものであってもよい。
【００３２】
印刷部２４は、インクジェット方式等の印刷ヘッド２５と、印刷ヘッド２５を移動させるモータなどで構成される移動手段２６とを備え、爪１１の下地が形成された部分に印刷ヘッド２５によりネイルデザインＤの印刷を行う。印刷部２４は、移動手段２６によって前後方向、左右方向、上下方向（図１において破線の矢印で示す方向）に移動可能であり、爪１１の表面に下降した印刷ヘッド２５で所望のデザインを印刷する。
なお、移動手段２３と移動手段２６は別々である必要はなく、描画部２１及び印刷部２４を共に前後方向、左右方向、上下方向に移動させるような移動手段として描画部２１にペン２２の上下動を行う駆動部を設けるようにしても良い。
【００３３】
撮影制御部５４は、画像取得部４６のカメラ４６ａ、第１の光源４６ｂ１及び第２の光源４６ｂ２を制御して、指載置部４５ｂ（図２参照）に載置された指１２をカメラ４６ａで撮影し、爪１１を含む指１２及びその周辺の画像Ｐ１，Ｐ２（図５参照）を取得する。
【００３４】
爪領域検出部５９は、カメラ４６ａで撮影された画像Ｐ１，Ｐ２（図５参照）に基づいて爪領域Ｔを検出する。より具体的には、撮影制御部５４は、図５において、まず、第１の光源４６ｂ１で照明された指１２を撮影する（図５（ａ）参照）。この際、第１の光源４６ｂ１が、爪載置部４５ｇの上方でかつ装置奥側から爪１１の根元１１ｂに向けて斜め下方向に光軸中心の光Ｌ１を照射して、画像Ｐ１を取得する。このとき、爪１１の根元１１ｂ側の輝度が高くなるとともに、爪１１の根元（生え際）１１ｂ側で、爪１１と甘皮との境界部分に影ができるように照明され、画像Ｐ１において、爪１１の根元１１ｂ側の、爪１１の根元１１ｂ側の甘皮との境界部分のコントラストが、光をほぼ真上方向から照射した場合に比べて、向上する。これにより、爪領域検出部５９は、画像Ｐ１から爪１１のエッジ検出処理を行うことにより、爪１１の根元１１ｂ側の輪郭１１ｂ１がより正確に検出される処理画像Ｍ１を得ることができる（図５（ｂ）参照）。
次に、撮影制御部５４は、第１の光源４６ｂ１をＯＦＦにして第２の光源４６ｂ２を点灯させ、第２の光源４６ｂ２で照明された指１２を撮影して、画像Ｐ２を取得する（図５（ｃ）参照）。この際、第２の光源４６ｂ２が、装置手前から爪先部１１ａに向けて斜め下方向に光軸中心の光Ｌ２を照射する。このとき、爪１１の爪先部１１ａの境界１１ａ１の背景（爪載置部４５ｇ）との輝度差が大きくなるため、爪領域検出部５９は、画像Ｐ２から爪１１のエッジ検出処理を行うことにより、爪１１の爪先部１１ａの輪郭１１ａ１がより高い精度で検出される処理画像Ｍ２を得ることができる（図５（ｄ）参照）。このとき、爪１１の根元１１ｂ側は輝度が低下するため、爪１１の根元１１ｂ側の甘皮との境界部分のコントラストは、上記の第１の光源４６ｂ１で照明ときより低下する。
そして、爪領域検出部５９は、得られた２枚の処理画像Ｍ１，Ｍ２を合成することで、爪領域Ｔの全体が正確に抽出される処理画像Ｍ３を得ることができ、この処理画像Ｍ３に基づいて爪領域Ｔの全体を検出する（図５（ｅ）参照）。
【００３５】
なお、この例では、境界１１ａ１においてエッジをより高い精度で検出するため、第２の光源４６ｂ２を用いて画像Ｐ２も取得する構成としたが、処理画像Ｍ１の爪先部側のエッジにおいて部分的に欠けた部分１３（図５（ｂ）参照）が処理画像Ｍ１において補完可能である場合には、画像Ｐ２及び処理画像Ｍ２は必ずしも取得しなくとも爪領域Ｔの全体を抽出することができる。この場合、光源として第１の光源４６ｂ１のみを設置すればよく、第２の光源４６ｂ２の設置は不要である。
【００３６】
図４に戻り、爪特徴量算出部６２は、爪領域Ｔを解析して爪１１の特徴量を求める。より具体的には、爪領域Ｔから爪１１の長さ、縦横比及び面積率を求める。
【００３７】
表示制御部６４は、表示部３２を制御して表示部３２に各種の画面を表示させる。表示制御部６４は、例えば、デザイン選択部３２ｂやデザイン確認部３２ａ、画像Ｐなどの各種の表示画面や、印刷ボタン３２ｄ、指画像取得ボタン３２ｅ、検出開始ボタン３２ｆなどの各種ボタンを表示部３２に表示させる。
【００３８】
描画制御部６５は、移動手段２３を介してペン２２の動作を制御し、ペン２２によって爪１１に、例えば白色の下地を描画する。印刷制御部６３は、移動手段２６を介して印刷ヘッド２５の動作を制御し、印刷ヘッド２５によって爪１１にネイルデザインＤの印刷を行う。
【００３９】
画像処理部６６は、画像Ｐにおける爪領域Ｔの大きさに合わせて、ユーザーにより選択されたネイルデザインＤの縮小・拡大を行い、描画データを生成する。
【００４０】
記憶部５３には、描画装置１０を動作させるための各種プログラムや各種データが格納されている。記憶部５３のＲＯＭには、爪１１が爪載置部４５ｇに載置された指１２を第１の光源４６ｂ１によって照明し、第１の光源４６ｂ１で照明された指１２をカメラ４６ａで撮影させ、爪１１を含む指１２の画像Ｐ１を取得させる動作制御プログラムなどの各種プログラムが格納されており、これらのプログラムが制御装置５１によって実行されることで、描画装置１０の各部が統括制御される。
【００４１】
また、記憶部５３には、画像取得部４６によって取得されたユーザーの爪領域Ｔを記憶する爪画像記憶部５５、爪特徴量算出部６２によって算出された特徴量が記憶される爪領域特徴量記憶部５６、及び、複数のネイルデザインＤを記憶するネイルデザイン記憶部５７が設けられている。
【００４２】
（実施形態の動作）
続いて、描画装置１０の動作制御方法を図６に基づいて説明する。図６は、描画装置の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは光源として第１の光源４６ｂ１と第２の光源４６ｂ２とを備えている場合について説明する。
【００４３】
図６に示すように、まず、ステップＳ１において、ユーザーが、指１２を指載置部４５ｂに載置した状態で、表示部３２の検出開始ボタン３２ｆを押す。検出開始ボタン３２ｆが押されると、ステップＳ２において、第１の光源４６ｂ１がＯＮ、第２の光源４６ｂ２がＯＦＦとなる。そして、ステップＳ３で、爪１１が爪載置部４５ｇに載置された指１２を、第１の光源４６ｂ１によって照明し、カメラ４６ａで撮影する。これにより、画像Ｐ１（図５（ａ）参照）が得られる。
【００４４】
次に、ステップＳ４において、第１の光源４６ｂ１がＯＦＦ、第２の光源４６ｂ２がＯＮとなる。そして、ステップＳ５で、爪１１が爪載置部４５ｇに載置された指１２を、第２の光源４６ｂ２によって照明し、カメラ４６ａで撮影する。これにより、画像Ｐ２（図５（ｃ）参照）が得られる。
【００４５】
そして、ステップＳ６において、画像Ｐ１（図５（ａ）参照）及び画像Ｐ２（図５（ｃ）参照）をそれぞれに対してエッジ検出処理を行った２枚の処理画像Ｍ１，Ｍ２（図５（ｂ），（ｄ）参照）を合成し、爪領域Ｔの全体が抽出された処理画像Ｍ３（図５（ｅ）参照）を得る。
【００４６】
（実施形態の効果）
以上、説明した実施形態によれば、第１の光源４６ｂ１からの光軸中心の光Ｌ１が爪先部１１ａ側から比較的浅い傾斜角度θ１で指１２（爪１１の根元１１ｂ側）を照明することにより、エッジ検出処理が難しい爪１１の根元１１ｂ側の境界１１ｂ１において輝度を高めることができ、より高い精度でエッジが検出された処理画像Ｍ１を得ることができる。また、爪先部１１ａの境界１１ａ１におけるエッジ検出処理をより良好にするため、第２の光源４６ｂ２によって装置手前から爪先部１１ａに向けて斜め下方向に光軸中心の光Ｌ２を照射することにより、爪先部１１ａの境界１１ａ１の背景との輝度差を大きくして、境界１１ａ１におけるエッジがより高い精度で検出された処理画像Ｍ２を得ることができる。したがって、本実施形態によれば、爪領域Ｔの全体が正確に抽出された処理画像Ｍ３を得ることができる。
【００４７】
なお、爪先部１１ａの境界１１ａ１において、より高い精度でエッジ検出処理を行うために、爪載置部４５ｇの上面を光が反射しにくい色（例えば、黒色など）としてもよい。
【００４８】
（光源の他の配置例）
次に、光源の配置に係る第１〜第４変形例を図７に基づいて説明する。図７は、光源の配置を示す図であり、（ａ）は図３に示される光源の配置を示す図、（ｂ）は第１変形例に係る光源の配置を示す図、（ｃ）は第２変形例に係る光源の配置を示す図、（ｄ）は第３変形例に係る光源の配置を示す図、（ｅ）は第４変形例に係る光源の配置を示す図である。図８は、図７（ｂ）に示される第１変形例に係る光源の配置において、指挿入部周辺の側断面を模式的に示す図である。
【００４９】
前述した描画装置１０においては、１つの第１の光源４６ｂ１と一対の第２の光源４６ｂ２（図３及び図７（ａ）参照）を備える場合を例示したが、第１の光源４６ｂ１及び第２の光源４６ｂ２のそれぞれの数や配置はこれに限るものではない。
【００５０】
例えば、図７（ｂ）に示す第１変形例は、１つの第１の光源４６ｂ１のみを配置し、第２の光源４６ｂ２を省略した例である。この場合においても、図８に示すように、第１の光源４６ｂ１は、その光軸中心の光Ｌ１が、爪載置部４５ｇの上面の端部４５ｇ１から爪１１の根元１１ｂ側に例えば１０ｍｍから３０ｍｍまでの範囲Ｒであって、且つ、爪載置部４５ｇの上面から爪１１の根元１１ｂ側に略水平に延ばした基準面Ｂ上の所定位置に対し、爪載置部４５ｇの上方でかつ装置奥側から基準面Ｂに対して４５°程度の傾斜角度θ１で照射されるように、配置されている。なお、本例でも、基準面Ｂ上の所定位置としては、図８の光軸中心の光Ｌ１のように、挿入された指１２の爪１１の根元１１ｂ付近となる位置とするのが好ましい。従って、傾斜角度θ１は５°以上４５°以下の範囲にすることができる。
【００５１】
また、図７（ｃ）に示す第２変形例は、装置奥側に左右一対の第１の光源４６ｂ１を配置し、第２の光源４６ｂ２を省略した例である。また、図７（ｄ）に示す第３変形例は、装置奥側の中央に１つの第１の光源４６ｂ１を配置し、装置手前側の中央に１つの第２の光源４６ｂ２を配置した例である。また、図７（ｅ）に示す第４変形例は、装置奥側に左右一対の第１の光源４６ｂ１を配置し、装置手前側に左右一対の第２の光源４６ｂ２を配置した例である。これら図７（ｂ）から図７（ｅ）に示した構成においても、上述した実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００５２】
（他の実施形態）
次に、他の実施形態を図９に基づいて説明する。図９は、他の実施形態に係る指挿入部周辺の側断面を模式的に示す図である。
【００５３】
前述した描画装置１０においては、第１の光源４６ｂ１からの直射光（光軸中心の光Ｌ１）を指１２に照射した例（図３参照）を示したが、この他、第１の光源４６ｂ１からの光を反射板で反射し、この反射光を爪載置部４５ｇの上方でかつ装置奥側から指１２に向けて斜め下方向に照射するように構成することもできる。
【００５４】
例えば、図９に示すように、カメラ４６ａよりも装置手前側に第１の光源４６ｂ１を配置し、立壁４５ｄよりも装置奥側に反射板４６ｄを配置する。このような構成であっても、第１の光源４６ｂ１の光軸中心の光Ｌ１を反射板４６ｄで反射させることで、爪載置部４５ｇの上面の端部４５ｇ１から爪１１の根元１１ｂ側に例えば１０ｍｍから３０ｍｍまでの範囲Ｒであって且つ爪載置部４５ｇの上面から爪１１の根元１１ｂ側に略水平に延ばした基準面Ｂ上の所定位置に対し、爪載置部４５ｇの上方でかつ装置奥側から基準面Ｂに対して５°以上４５°以下の傾斜角度θ１で照射させることができる。この例においても、反射板４６ｄで反射した光軸中心の光Ｌ１が爪先部１１ａ側から比較的浅い傾斜角度θ１で指１２（爪１１の根元１１ｂ）を照明することにより、エッジ検出処理が難しい爪１１の根元１１ｂ側の境界１１ｂ１において輝度を高めることができ、より高い精度でエッジを検出することができる。
【００５５】
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
＜請求項１＞
爪を有する指が挿入される指挿入部と、
前記指挿入部に挿入されている前記指の前記爪に光を照射して照明する光源と、
前記指挿入部の上方に配置され、前記光の照射によって照明された前記指を撮影して、前記爪を含む画像を取得する画像取得部と、を備え、
前記光源は、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の奥側に配置され、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るように照明する、少なくとも一つの第１の光源を有することを特徴とする描画装置。
＜請求項２＞
前記光源は、更に、前記画像取得部よりも前記指の挿入方向の手前側に配置され、光軸中心の光を前記指の爪の爪先側に向けて、前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射する第２の光源を有することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
＜請求項３＞
前記画像取得部が取得した前記画像に基づいて、前記爪の領域を爪領域として検出する爪領域検出部を備え、
前記画像取得部は、前記画像として、前記第１の光源によって照明された前記指を撮影して第１画像を取得し、前記第２の光源によって照明された前記指を撮影して第２画像を取得し、
前記爪領域検出部は、前記第１画像に基づいて前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第１の輪郭を検出し、前記第２画像に基づいて前記爪の輪郭の少なくとも一部をなす第２の輪郭を検出し、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭とを合成して前記爪領域を検出することを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
＜請求項４＞
前記指挿入部に挿入された前記指の爪が爪先部が載置可能な爪載置部を有し、
前記第１の光源は、前記爪載置部の上面から水平方向に延ばした基準面に対する照射角度が５°以上４５°以下となる位置に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の描画装置。
＜請求項５＞
前記第２の光源は、前記光軸中心の光が、前記爪載置部の上面の前記指の挿入方向と逆側の端部に照射されるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
＜請求項６＞
前記第２の光源は、光軸中心の光の、前記爪載置部の上面から水平方向に延ばした基準面に対する照射角度が５°以上４５°以下となる位置に設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の描画装置。
＜請求項７＞
指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、少なくとも一つの光源から、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るように照明するステップと、
前記光の照射によって照明された前記指を、前記指挿入部の上方に配置されている画像取得部により撮影して、前記爪を含む画像を取得するステップと、
取得された前記画像に基づいて、前記爪の領域を爪領域として検出するステップと、
を備えることを特徴とする描画装置の動作制御方法。
＜請求項８＞
コンピュータに、
指挿入部に挿入されている爪を有する指の前記爪に、少なくとも一つの光源から、光軸中心の光を前記指の爪の根元側に向けて前記爪の表面に対して傾斜した方向から照射して、前記爪の根元側の甘皮部分に影が出来るように照明させ、
前記光の照射によって照明された前記指を、前記指挿入部の上方に配置されている画像取得部により撮影して、前記爪を含む画像を取得させ、
取得された前記画像に基づいて、前記爪の領域を爪領域として検出させることを特徴とする描画装置の動作制御プログラム。
【符号の説明】
【００５６】
１０      描画装置
１１      爪
１１ａ    爪先部
１１ｂ    根元
１２      指
４５ａ    指挿入部
４５ｇ    爪載置部
４５ｇ１  上面
４５ｇ２  端部
４６      画像取得部
４６ａ    カメラ
４６ｂ１  第１の光源（光源）
４６ｂ２  第２の光源（別の光源）
Ｐ        画像
Ｐ１      画像
Ｐ２      画像
Ｒ        範囲
Ｌ１      光軸中心の光
Ｌ２      光軸中心の光
Ｌ３      反射光
Ｍ１      処理画像
Ｍ２      処理画像
Ｍ３      処理画像
Ｂ        基準面
θ１      照射角度
Ｔ        爪領域
【図１】
0006575060.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006575060.tif 000008
【図８】
0006575060.tif 000009
【図９】
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