(57)【要約】【課題】特別な機構を設けることなく、簡易な構成で爪の湾曲形状の正確な検出を行うことができる爪形状検出装置及び描画装置、並びに爪形状検出方法を提供する。【解決手段】指の爪Ｔを撮影する撮影部５０と、撮影部５０により撮影された撮影画像における輝度が所定値より高い領域を高輝度部Ｗｐとして検出する輝度検出部８１２と、撮影部５０の位置と撮影画像における高輝度部Ｗｐの位置とに基づいて、爪Ｔにおける高輝度部Ｗｐに対応する箇所の傾斜角度を検出する角度検出部８１３と、角度検出部８１３が検出した傾斜角度に基づいて、爪Ｔの湾曲形状を検出する爪形状検出部８１４とを備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の爪を撮影した撮影画像を取得する撮影部と、
前記撮影画像における輝度が所定値より高い領域を高輝度部として検出する輝度検出部と、
前記撮影部の位置と前記撮影画像における前記高輝度部の位置とに基づいて、前記爪における前記高輝度部に対応する箇所の傾斜角度を検出する角度検出部と、
前記傾斜角度に基づいて前記爪の湾曲形状を検出する爪形状検出部と、
を備えていることを特徴とする爪形状検出装置。
【請求項２】
前記撮影部は、前記爪の幅方向における複数の互いに異なる位置の各々で前記爪を撮影して、複数の前記撮影画像を取得し、
前記角度検出部は、前記複数の撮影画像の各々に対応して、前記爪の幅方向における互いに異なる複数位置での前記傾斜角度を検出し、
前記爪形状検出部は、前記角度検出部により検出された前記爪の幅方向における前記複数位置での前記傾斜角度に基づいて、前記爪の幅方向の湾曲形状を検出することを特徴とする請求項１に記載の爪形状検出装置。
【請求項３】
前記撮影部は、前記爪を撮影する撮影装置と、前記撮影装置に対して前記爪の幅方向にずれた一定の位置から前記爪に対して光を照射して前記爪を照明する光源を有する照明装置と、を有し、
前記高輝度部は、前記爪における、前記光源から照射された光が正反射し、該正反射した光が前記撮影部により捉えられる位置に対応することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の爪形状検出装置。
【請求項４】
前記爪形状検出部は、前記角度検出部により検出される前記傾斜角度に基づいて、前記爪の湾曲形状を、予め設定された複数の湾曲形状パターンのうちのいずれかに分類することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の爪形状検出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の爪形状検出装置と、
前記爪形状検出部により検出された前記湾曲形状に基づき、前記爪に描画するように指定されたネイルデザインの画像データに曲面補正を行った描画データを生成する描画データ生成部と、
前記描画データに基づいて前記爪に描画を施す描画部と、
を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項６】
爪形状検出装置における爪形状検出方法であって、
前記爪形状検出装置は、指の爪を撮影した撮影画像を取得する撮影部を備え、
前記撮影画像における輝度が所定値より高い領域を高輝度部として検出し、
前記撮影部の位置と前記撮影画像における前記高輝度部の位置とに基づいて、前記爪における前記高輝度部に対応する箇所の傾斜角度を検出し、
検出した前記傾斜角度に基づいて、前記爪の湾曲形状を検出することを特徴とする爪形状検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、爪形状検出装置及び描画装置、並びに爪形状検出装置おける爪形状検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、爪にネイルデザインを描画する描画装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような装置を用いれば、ネイルサロン等を利用しなくても手軽にネイルデザインを楽しむことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このネイルプリント用の描画装置の描画対象である爪は、幅方向の両端部に行くほど高さが低く傾斜が大きくなる湾曲形状となっている。
このため、この湾曲形状を考慮せずに爪にデザイン画像を描画すると、デザインが歪んでしまい、美しい仕上がりとならない。
【０００５】
爪に歪みのない画像を描画するためには描画データに、爪の湾曲形状に合わせるように曲面補正を施す必要があるが、爪の湾曲形状は人により様々である。
このため、一律に補正値を定めて補正したのでは美しい仕上がりとならず、ユーザの爪ごとの湾曲形状に応じた補正を行うことが望まれる。
【０００６】
対象物の湾曲形状を求める手法としては、対象物の表面にラインレーザ光を照射し、ラインレーザ光によって対象物の表面に形成されたラインを斜め方向から撮影して、この画像に基づいて対象物の３次元形状（高さ方向の形状の変化や湾曲形状）を取得する光切断法が知られている。
【０００７】
しかし、このような光切断法を用いる場合には、描画装置内にラインレーザ光を照射する照射ユニットを搭載する必要が生じるため、装置が大型化したり、重量が増加したりする。また、この照射ユニットは、従来、描画装置に備えられていなかった機構であるから、照射ユニットの搭載によるコストアップも避けられない。
【０００８】
本発明の課題は、特別な機構を設けることなく、簡易な構成で爪の湾曲形状の正確な検出を行うことができる爪形状検出装置及び描画装置、並びに爪形状検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の爪形状検出装置は、
指の爪を撮影した撮影画像を取得する撮影部と、
前記撮影画像における輝度が所定値より高い領域を高輝度部として検出する輝度検出部と、
前記撮影部の位置と前記撮影画像における前記高輝度部の位置とに基づいて、前記爪における前記高輝度部に対応する箇所の傾斜角度を検出する角度検出部と、
前記傾斜角度に基づいて前記爪の湾曲形状を検出する爪形状検出部と、
を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特別な機構を設けることなく、簡易な構成で爪の湾曲形状の正確な検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、本実施形態における描画装置の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示された描画装置の内部構成を示す側面図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態における描画ヘッドの上面図であり、（ｂ）は、本実施形態における描画ヘッドの側面図である。
【図３】本実施形態に係る描画装置の制御構成を示した要部ブロック図である。
【図４】（ａ）は、爪を真上から撮影する場合の撮影部及び高輝度部の位置を示す説明図であり、（ｂ）は、爪を側部から撮影する場合の撮影部及び高輝度部の位置を示す説明図である。
【図５】撮影部を移動させながら複数回撮影を行った場合の撮影部及び高輝度部の位置を示す第１の説明図である。
【図６】撮影部を移動させながら複数回撮影を行った場合の撮影部及び高輝度部の位置を示す第２の説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、撮影部を移動させながら複数回撮影を行った場合の撮影画像に現れる高輝度部の位置を示す説明図である。
【図８】爪の湾曲形状パターンの分類例を示す説明図である。
【図９】本実施形態に係る描画装置の爪形状検出処理及び描画処理を示すフローチャートである。
【図１０】爪の湾曲形状を分類する手法の変形例を説明するための説明図である。
【図１１】高輝度部に対応する爪の傾斜角度を検出するためのテーブルの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１から図８を参照しつつ、本発明に係るネイルプリント装置（爪形状検出装置、描画装置）及びネイルプリント装置（爪形状検出装置、描画装置）における爪形状検出方法の一実施形態について説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
また、以下の実施形態では、ネイルプリント装置１は手の指の爪を描画対象として、これに描画するものとして説明するが、本発明の描画対象は手の指の爪に限るものではなく、例えば足の指の爪を描画対象としてもよい。
【００１３】
図１（ａ）は、ネイルプリント装置の内部構成を示すネイルプリント装置の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示されたネイルプリント装置の内部構成を示す側面図である。図２は、図１（ａ）におけるII-II線に沿う断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態におけるネイルプリント装置１は、描画ヘッド４３が描画用具であるペン４１とインクジェット描画部７１とを備え、プロッタ方式とインクジェット方式とを併用して印刷指Ｕ１の爪Ｔに描画を施す描画装置である。
このネイルプリント装置１は、ケース本体２と、このケース本体２に収容される装置本体１０とを備えている。
【００１４】
ケース本体２の側面上部一端には、後述する描画部４０のペン４１及びインクジェット描画部７１を交換するために開閉可能に構成された蓋部２３が設けられている。蓋部２３は、例えばヒンジ等を介して、図１に示すように閉状態から開状態まで回動自在となっている。
【００１５】
ケース本体２の上面（天板）には操作部２５（図３参照）が設置されている。
操作部２５は、ユーザが各種入力を行う入力部である。
操作部２５には、例えば、ネイルプリント装置１の電源をＯＮする電源スイッチ釦、動作を停止させる停止スイッチ釦、爪Ｔに描画するデザイン画像を選択するデザイン選択釦、描画開始を指示する描画開始釦等、各種の入力を行うための図示しない操作釦が配置されている。
【００１６】
また、ケース本体２の上面（天板）のほぼ中央部には表示部２６が設置されている。
表示部２６は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイその他のフラットディスプレイ等で構成されている。
本実施形態において、この表示部２６には、例えば、印刷指Ｕ１を撮影して得た爪画像（爪Ｔの画像を含む指画像）、この爪画像中に含まれる爪Ｔの輪郭線等の画像、爪Ｔに描画すべきデザイン画像を選択するためのデザイン選択画面、デザイン確認用のサムネイル画像、各種の指示を表示させる指示画面等が適宜表示される。
なお、表示部２６の表面に各種の入力を行うためのタッチパネルが一体的に構成されていてもよい。
【００１７】
装置本体１０は、ほぼ箱状に形成され、ケース本体２の内部下方に設置された下部機枠１１と、この下部機枠１１の上方で且つケース本体２の内部上方に設置されている上部機枠１２とを備えている。
【００１８】
まず、下部機枠１１について説明する。
下部機枠１１は、背面板１１１、底板１１２、左右一対の側板１１３ａ，１１３ｂ、Ｘ方向移動ステージ収容部１１４、Ｙ方向移動ステージ収容部１１５及び隔壁１１６を有する。
側板１１３ａ，１１３ｂの下端部は、底板１１２の左右両端部にそれぞれ連結され、側板１１３ａ，１１３ｂが底板１１２に対して立てられた状態に設けられている。
背面板１１１の下部は、前方（指挿入方向手前側）に向かって２段に窪むように形成されている。背面板１１１の下端部は底板１１２の前端部に連結されており、背面板１１１は、底板１１２と側板１１３ａ，１１３ｂによって囲われた領域を前後に区切っている。
この窪んだ背面板１１１の後ろ側に形成される空間がＸ方向移動ステージ収容部１１４、Ｙ方向移動ステージ収容部１１５（図１（ｂ）参照）となっている。Ｘ方向移動ステージ収容部１１４内には、描画部４０が前方（指挿入方向手前側）に移動した際に描画部４０のＸ方向移動ステージ４５が収容される。また、Ｙ方向移動ステージ収容部１１５内には、描画部４０のＹ方向移動ステージ４７が配置されている。
また、隔壁１１６は、下部機枠１１の内部前方側の空間（背面板１１１、底板１１２及び側板１１３ａ，１１３ｂによって囲われた指挿入方向手前側の空間）を上下に区切るように下部機枠１１の内側に設けられている。隔壁１１６はほぼ水平に設けられ、隔壁１１６の左右両端部が側板１１３ａ，１１３ｂにそれぞれ連結され、隔壁１１６の後端部が背面板１１１に連結されている。
【００１９】
この下部機枠１１には、指固定部３０（図１（ｂ）参照）が一体的に設けられている。
指固定部３０は、描画を施す爪Ｔ（すなわち描画対象）に対応する指（以下、これを「印刷指Ｕ１」という。）を受け入れる指受入部３１と、この印刷指Ｕ１以外の指（以下、これを「非印刷指Ｕ２」という。）を退避させる指退避部３２と、から構成されている。
指受入部３１は、隔壁１１６の上側であって、例えば、下部機枠１１の幅方向の中央より少し右に配置されている。また、隔壁１１６によって下部機枠１１の下側に区分けられた空間が指退避部３２を構成している。
例えば、薬指の爪Ｔに描画を施す場合には、指受入部３１に印刷指Ｕ１としての薬指を挿入し、非印刷指Ｕ２であるその他の４指（親指、人差し指、中指、小指）を指退避部３２に挿入する。
指受入部３１は、下部機枠１１の前面側（印刷指挿入方向の手前側）に開口しており、下側が隔壁１１６の一部を構成する指載置部となっている。指載置部は、描画を施す爪Ｔの指（印刷指Ｕ１）をＸＹ平面上に載置するものである。
また、指受入部３１の上側は、開口しており、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔの表面（すなわち、描画対象面）が露出するようになっている。
【００２０】
また、隔壁１１６の上面であって下部機枠１１の前面側の両側部には、下部機枠１１の前面側を塞ぐ前壁３１ｆ（図１（ａ）参照）が立設されている。また、隔壁１１６の上面には、この前壁３１ｆの中央部寄りの端部から前記指受入部３１に向けて狭窄し、印刷指Ｕ１を指受入部３１内に案内する一対のガイド壁３１ｇ（図１（ａ）参照）が立設されている。
ユーザは指受入部３１に挿入した印刷指Ｕ１と指退避部３２に挿入した非印刷指Ｕ２との間に隔壁１１６を挟むことができる。そのため、指受入部３１内に挿入された印刷指Ｕ１が安定して固定される。
【００２１】
下部機枠１１の上面であって、指受入部３１の横（ケース本体２の媒体挿出口２４に対応する位置であり、本実施形態では、図１（ａ）において左側）には、後述する描画ヘッド４３による描画可能範囲内に、後述するペン４１のペン先（先端部）４１３の書き出し時のかすれ等を無くすための慣らし書きを行う慣書部６１が設けられている。
慣書部６１は、平板状の部分であり、前述のケース本体２の媒体挿出口２４から挿入された図示しない描画媒体が載置されるようになっている。
慣書部６１に載置される描画媒体は、ペン先（先端部）４１３の慣らし書きを行うことができるものであればよく、例えば紙片である。
【００２２】
下部機枠１１の上面であって、指受入部３１を挟んで慣書部６１の逆側（本実施形態では、図１（ａ）において右側）には、後述する描画ヘッド４３の移動可能範囲内に、後述するペンホルダ４２に対応する数（本実施形態では１つ）だけペンキャップ６２が設置されている。
ペンキャップ６２は、例えばゴムによって形成されており、描画部４０にペン４１が装着されている状態で描画を行っていないとき（非描画時）には、ペン４１を下降させて、ペン先４１３をペンキャップ６２に収容することにより、ペン先４１３の乾燥を防止するようになっている。
また、ペン先４１３がペンキャップ６２に収容されたときにインクジェット描画部７１が配置される位置に対応する位置には、インクジェット保守部６３が設けられている。インクジェット保守部６３は、例えば後述するインクジェット描画部７１のインク吐出部（ノズル面）をクリーニングするためのクリーニング機構やインク吐出部（ノズル面）の保湿状態を保つためのキャップ機構等（いずれも図示せず）で構成されている。
なお、ペンキャップ６２、インクジェット保守部６３等の配置はここで例示したものに限定されない。
【００２３】
描画部４０は、描画ヘッド４３、描画ヘッド４３を支持するユニット支持部材４４、描画ヘッド４３をＸ方向（図１（ａ）におけるＸ方向、描画装置１の左右方向）に移動させるためのＸ方向移動ステージ４５、Ｘ方向移動モータ４６、描画ヘッド４３をＹ方向（図１（ｂ）におけるＹ方向、描画装置１の前後方向）に移動させるためのＹ方向移動ステージ４７、Ｙ方向移動モータ４８等を備えて構成されている。
【００２４】
図２（ａ）は、本実施形態における描画ヘッドの上面図であり、図２（ｂ）は、描画ヘッドの側面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本実施形態の描画ヘッド４３には、ペン４１を保持するペンホルダ４２とインクジェット描画部７１を保持するインクジェットホルダ７２とが隣り合って配置されている。
インクジェット描画部７１は、例えば、イエロー（Ｙ；YELLOW）、マゼンタ（Ｍ；MAGENTA）、シアン（Ｃ；CYAN）のインクに対応する図示しないインクカートリッジと各インクカートリッジにおける描画対象（爪Ｔ）に対向する面（本実施形態では、図１（ａ）等における下面）に設けられた図示しないインク吐出部とが一体に形成されたインクカートリッジ一体型のヘッドである。インク吐出部は、それぞれの色のインクを噴射する複数のノズルからなるノズルアレイを備えており、インクジェット描画部７１は、インクを微滴化し、インク吐出部から描画対象（爪Ｔ）の被描画面に対して直接にインクを吹き付けて描画を行う。なお、インクジェット描画部７１は、上記３色のインクを吐出させるものに限定されない。その他のインクを貯留するインクカートリッジ及びインク吐出部を備えていてもよい。
【００２５】
本実施形態のペンホルダ４２には、１本のペン４１が装着可能となっている。
ペン４１は、爪Ｔの表面を描画対象面とし、先端部が描画対象面である爪Ｔの表面に接触して描画を施す筆記具である。
図２（ｂ）等に示すように、ペン４１は、棒状のペン軸部４１１の先端側（図２（ｂ）において下側）にペン先４１３が設けられたものである。
ペン軸部４１１の内部は、各種インクを収容するインク収容部となっている。
ペン軸部４１１の内部に収容されるインクとしては、各種のインクが適用可能である。インクの粘度や色材の粒径（粒子の大きさ）等は特に限定されず、例えば、金銀のラメ入りのインクや白色のインク、ＵＶ硬化型のインクやジェルネイル、アンダーコート用インク、トップコート用インクやマニキュア液等も用いることができる。
【００２６】
本実施形態において、ペン４１は、例えばペン先４１３を爪Ｔの表面に押し当てることでペン軸部４１１内に収容されているインクが染み出して描画する、ペン先４１３がボールペンタイプとなったペンである。
なお、ペン４１は、ボールペンタイプのものに限定されない。例えばフェルト状のペン先にインクを染み込ませて描画するサインペンタイプや、束ねた毛にインクを染み込ませて描画する筆ペンタイプのもの等であってもよい。
また、ペン先４１３の太さも各種のものを用意することができる。
ペンホルダ４２に保持されるペン４１は、全て同じタイプのペン先４１３を有するペンでもよいし、異なるタイプのペン先４１３を有するペンであってもよい。
ペン４１はペンホルダ４２に上方から挿通するだけで保持されている。このため、ケース本体２に設けられている蓋部２３を開けて、例えば手やピンセットでペン軸部４１１の上端部を摘み上げ引き出す等により、容易に交換が可能である。
これにより、ユーザは、ペンホルダ４２に装着するペン４１を、描画したいネイルデザインに応じて色やペン先４１３の種類やインクの種類の異なるペン４１に適宜入れ替えることで、幅広いネイルデザインを実現することができる。
【００２７】
ペンホルダ４２は、上下に開口し内部にペン４１が挿通される筒状部材４２１と、筒状部材４２１の下側（図２（ｂ）における下側）の開口を塞ぐように配置されたペン係止部材４２２と、ペン４１とともに上下動する補助軸部材４２３とを備えている。
ペン係止部材４２２には、ペン４１のペン軸部４１１における先端側を係止する係止孔４２２ａが形成されている。ペン４１は、ペン軸部４１１の先端側がペン係止部材４２２の係止孔４２２ａに嵌め込まれることによってペンホルダ４２内に係止される。なお、ペン軸部４１１の先端側の外周面に図示しないねじ溝を形成し、係止孔４２２ａの内周面に軸部のねじ溝と螺合可能な図示しないねじ溝を形成し、係止孔４２２ａ側のねじ溝にペン軸部４１１側のねじ溝を螺着させることでペン４１を係止孔４２２ａに係止させてもよい。
本実施形態において、補助軸部材４２３はペン４１を挟むように２本配置されている。各補助軸部材４２３の下端部はペン係止部材４２２に嵌め込まれており、これにより、補助軸部材４２３はペン４１のペン軸部４１１と平行するように固定されている。
補助軸部材４２３には、ペン４１の軸中心から離れる方向に突出する係止突起４２４が設けられている。
また、補助軸部材４２３の軸周りには、コイルバネ４２５が巻回されている。コイルバネ４２５は、外力が加わらない状態において補助軸部材４２３を上方向に付勢するものであり、非描画状態においてペン４１の位置を、ペン先４１３が爪Ｔに当接しない位置に保持する。
【００２８】
ペンホルダ４２の近傍には、ステッピングモータからなるペン上下用モータ４２６と、ペン上下用モータ４２６の回転軸に取り付けられた歯車４２７に歯合するギア４２８と、このギア４２８の回転に追従して回動する板バネ４２９とが設けられている。本実施形態では、これらペン上下用モータ４２６、歯車４２７、ギア４２８、板バネ４２９等によりペン４１の昇降機構が構成されている。
ここで、板バネ４２９は、補助軸部材４２３に設けられた係止突起４２４に係合して、この係止突起４２４を押し下げることにより、ペン４１を下方向に押し下げることができるようになっている。
すなわち、ペン上下用モータ４２６の回転に伴って板バネ４２９が回動して、板バネ４２９が係止突起４２４に係合し、係止突起４２４を下方へと押し下げると、ペン４１はコイルバネ４２５の付勢力に抗して下方向へと押し下げられる。
このように本実施形態では、板バネ４２９で直接ペン４１を押し下げるのではなく、係止突起４２４を押し下げる構成とし、板バネ４２９がペン４１の上方を覆わないため、ペン４１の交換を容易に行うことができとともに、ペン４１の昇降機構の高さを比較的低く抑え、省スペース化を図ることができる。
【００２９】
ここで、ペン４１の昇降機構の動作について具体的に説明する。
まず、非描画時においては、係止突起４２４に対して板バネ４２９が外力を加えない状態となっている。このように外力（板バネ４２９による押圧力）が加わっていない状態では、ペン４１は、コイルバネ４２５の付勢力により、上方向（図１（ａ）及び図２（ｂ）において上方向）に押し上げられ、ペン４１の先端部であるペン先４１３は描画対象面である爪Ｔの表面から離れ、当該表面に当接しない高さに保持されている。
これに対して、描画時には、ペン上下用モータ４２６を所定のステップ数で回転させ、板バネ４２９によって係止突起４２４を押し下げる。これにより、ペン４１が下方向に押し下げられる。
ペン上下用モータ４２６を駆動させる際の所定のステップ数は、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔの高さ等に応じて適宜設定される。
すなわち、本実施形態のネイルプリント装置１では、後述の爪情報を事前に取得しておく。そして、当該爪情報に基づいて、ペン４１の先端部であるペン先４１３が爪Ｔに当接する当接位置の爪Ｔの高さを認識し、その高さに応じてペン上下用モータ４２６のステップ数を決定する。こうして決定したステップ数でペン上下用モータ４２６を駆動させ、板バネ４２９によってペン４１を押し下げることにより、ペン４１のであるペン先４１３を爪Ｔの表面に近づけて接触させ、適正な筆圧を印加する。
なお、描画の際に、描画する位置の変化に伴って、爪Ｔの描画を行う箇所の高さが変化したときは、その都度ペン上下用モータ４２６のステップ数を増減してペン４１の筆圧を調整し、筆圧が概ね一定になるように調整しながら描画を行う。ここで、ペン上下用モータ４２６のステップ数の増減による筆圧の調整は、爪Ｔの高さの変化が所定量（例えば、０．５ｍｍ）だけ変化する毎に行い、爪Ｔの高さの変化が所定量未満であるときには筆圧の調整を行わないが、このときには爪Ｔの形状に応じて板バネ４２９が撓み変形（弾性変形）することによって、ペン４１が自動的に上下動するため、ペン４１が爪Ｔに確実に当接すると同時に筆圧を適度な値に保つことができる。
なお、板バネ４２９のバネ定数はそれ程大きくなく、このバネ定数は、板バネ４２９による押圧力（外力）が爪Ｔにかかったときに爪Ｔに痛みなどを感じることがない程度の値に設定されている。また、描画を行う際には、板バネ４２９が適度に撓むことによりペン４１の上下動による衝撃が吸収されるとともに、ペン先４１３に概ね一定の適度な筆圧がかかった状態を維持したままペン４１が爪Ｔの高さに追従して上下動し、描画対象である爪Ｔの表面に所望のネイルデザインを綺麗に描画することができる。
【００３０】
また、ユニット支持部材４４は、Ｘ方向移動ステージ４５に取り付けられたＸ方向移動部４５１に固定されている。Ｘ方向移動部４５１は、Ｘ方向移動モータ４６の駆動によりＸ方向移動ステージ４５上を図示しないガイドに沿ってＸ方向に移動するようになっており、これにより、ユニット支持部材４４に取り付けられている描画ヘッド４３が、Ｘ方向（図１（ａ）におけるＸ方向、ネイルプリント装置１の左右方向）に移動するようになっている。
また、Ｘ方向移動ステージ４５は、Ｙ方向移動ステージ４７のＹ方向移動部４７１に固定されている。Ｙ方向移動部４７１は、Ｙ方向移動モータ４８の駆動によりＹ方向移動ステージ４７上を図示しないガイドに沿ってＹ方向に移動するようになっており、これにより、ユニット支持部材４４に取り付けられている描画ヘッド４３が、Ｙ方向（図１（ｂ）におけるＹ方向、ネイルプリント装置１の前後方向）に移動するようになっている。
なお、本実施形態において、Ｘ方向移動ステージ４５及びＹ方向移動ステージ４７は、Ｘ方向移動モータ４６、Ｙ方向移動モータ４８と、図示しないボールネジ及びガイドとを組み合わせることで構成されている。
本実施形態では、Ｘ方向移動モータ４６及びＹ方向移動モータ４８等により、ペン４１を備える描画ヘッド４３をＸ方向及びＹ方向に駆動するＸＹ駆動部としてのヘッド移動部４９が構成されている。
【００３１】
描画部４０におけるペン上下用モータ４２６、インクジェット描画部７１、Ｘ方向移動モータ４６、Ｙ方向移動モータ４８は、後述する制御装置８０の描画制御部８１７（図３参照）に接続され、該描画制御部８１７によって制御されるようになっている。
【００３２】
また、撮影部５０は、撮像装置５１と、照明装置５２とを備えている。
この撮影部５０は、指受入部３１内に挿入されて上部の開口から見える印刷指Ｕ１の爪Ｔを照明装置５２によって照明する。そして、撮像装置５１によってその印刷指Ｕ１を撮影して、印刷指Ｕ１の爪Ｔの画像である爪画像（爪画像を含む指の画像）を得るものである。
本実施形態では、撮像装置５１及び照明装置５２は、描画部４０の描画ヘッド４３の側方（図１（ａ）において描画ヘッド４３の左側）に固定配置されている。
すなわち、図２（ａ）に示すように、描画部４０の描画ヘッド４３は、上面の一端側（図２（ａ）において左側）に、側方に張り出す張出部４０１を有しており、この張出部４０１に基板５３が取り付けられている。撮影部５０を構成する撮像装置５１及び照明装置５２は、この基板５３の下面に、隔壁１１６に対向するように設けられている。
なお、基板５３の大きさや基板５３に取り付けられている撮像装置５１及び照明装置５２の位置は特に限定されない。
【００３３】
撮像装置５１は、例えば、２００万画素程度以上の画素を有する固体撮像素子とレンズ等を備えて構成された小型カメラである。
撮像装置５１は、印刷指Ｕ１の爪Ｔの湾曲形状等を検出するために、ヘッド移動部４９による移動によって、複数の位置・角度から爪Ｔを撮影するように構成されている。
これにより、複数枚の撮影画像（爪画像）が取得され、これらの撮影画像（爪画像）に基づいて、後述する輝度検出部８１２（図３参照）が、撮影画像における輝度が所定値より高い部分、すなわち最も輝度の高い部分である高輝度部Ｗｐ（図６（ａ）〜図６（ｄ）等参照）を検出し、角度検出部８１３（図３参照）が高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度を検出し、その検出結果に基づいて爪形状検出部８１４（図３参照）が爪Ｔの湾曲形状を検出する。また、爪形状検出部８１４は、撮像装置５１によって取得された撮影画像（爪画像）に基づいて、爪Ｔの輪郭（爪Ｔの形状）、爪Ｔの垂直位置等のその他の爪情報を検出する。
【００３４】
照明装置５２は、例えば白色ＬＥＤ等の光源である。
本実施形態では、照明装置５２は撮像装置５１の側方（図１（ａ）及び図２（ａ）において撮像装置５１の左側）に１つ配置されている。照明装置５２は、下方に向けて光を照射して、少なくとも撮像装置５１の下方の撮影範囲を照明する。撮像装置５１に対する照明装置５２の位置は一定となっている。なお、照明装置５２を設ける数や、その配置等は図示例に限定されない。
本実施形態の照明装置５２は、爪Ｔの輪郭形状の認識を行うための撮影を行う際の照明と爪Ｔの湾曲形状（爪Ｔの傾斜角度）を検出するための撮影を行う際の照明との両方を行うようになっている。
【００３５】
すなわち、本実施形態の照明装置５２は、撮像装置５１の撮影可能範囲よりも広い範囲に光を照射可能であり、照明装置５２から照射された光は、爪Ｔの端部を含んだ全面に入射して爪Ｔの表面等において反射し、その反射光の一部（すなわち、反射光のうち、撮像装置５１の図示しないレンズの受光範囲に入る光）が撮像装置５１（撮像装置５１のレンズ）に入射する。これにより、撮像装置５１は、爪Ｔ全体の画像を撮影することができ、当該撮影によって得られた撮影画像（爪画像）から爪形状検出部８１４が爪Ｔの輪郭形状の認識を行う。
【００３６】
また、爪Ｔの表面は、非均等拡散反射面であり、反射光の光度は正反射方向で最も高く、正反射方向から外れるにしたがって光度が低くなっていく。これにより、撮像装置５１によって撮影された撮影画像中、正反射方向の反射光に対応する箇所は最も輝度の高い部分（これを以下「高輝度部Ｗｐ」という。図６（ａ）〜図６（ｄ）等参照）となる。撮影画像において、この高輝度部Ｗｐは、通常、最高輝度値を有するいわゆる「白飛び」となって表れる。なお、高輝度部Ｗｐは、「白飛び」となっているとは限らず、撮影画像中で相対的に高い輝度となっている場合もある。
本実施形態では、後述する輝度検出部８１２においてこの白飛びとなっている部分、あるいは輝度が相対的に高くなっている部分を高輝度部Ｗｐとして検出し、角度検出部８１３において、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度θ（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）を検出する。
【００３７】
この撮影部５０は、後述する制御装置８０の撮影制御部８１１（図３参照）に接続され、該撮影制御部８１１によって制御されるようになっている。
なお、撮影部５０によって撮影された画像の画像データは、後述する記憶部８２の爪画像記憶領域８２１に記憶される。
【００３８】
制御装置８０は、例えば上部機枠１２に配置された基板１３等に設置されている。
図３は、本実施形態における制御構成を示す要部ブロック図である。
制御装置８０は、図３に示すように、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される制御部８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等（いずれも図示せず）で構成される記憶部８２とを備えるコンピュータである。
【００３９】
記憶部８２には、ネイルプリント装置１を動作させるための各種プログラムや各種データ等が格納されている。
具体的には、記憶部８２のＲＯＭには、爪画像（撮影画像）から高輝度部Ｗｐを検出するための輝度検出プログラム、爪画像（撮影画像）から爪Ｔの傾斜角度を検出する角度検出プログラム、爪画像から爪Ｔの平面形状（すなわち、爪Ｔの輪郭）や爪Ｔの幅方向における湾曲形状、爪の幅、爪の面積等の各種の爪情報を検出するための爪情報検出プログラム、描画データを生成するための描画データ生成プログラム、描画処理を行うための描画プログラム等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８０によって実行されることによって、ネイルプリント装置１の各部が統括制御されるようになっている。
また、本実施形態において記憶部８２には、撮影部５０によって取得されたユーザの印刷指Ｕ１の爪Ｔの爪画像（撮影画像）を記憶する爪画像記憶領域８２１、爪形状検出部８１４によって検出された爪情報（爪Ｔの輪郭や爪Ｔの湾曲形状等）が記憶される爪情報記憶領域８２２、及び爪Ｔに描画されるネイルデザインの画像データを記憶するネイルデザイン記憶領域８２３等が設けられている。
【００４０】
制御部８１は、機能的に見た場合、撮影制御部８１１、輝度検出部８１２、角度検出部８１３、爪形状検出部８１４、描画データ生成部８１５、表示制御部８１６、描画制御部８１７等を備えている。これら撮影制御部８１１、輝度検出部８１２、角度検出部８１３、爪形状検出部８１４、描画データ生成部８１５、表示制御部８１６、描画制御部８１７等としての機能は、制御部８１のＣＰＵと記憶部８２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。
【００４１】
撮影制御部８１１は、撮影部５０の撮像装置５１及び照明装置５２を制御して撮像装置５１により、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔの画像を含む指の画像である爪画像（撮影画像）を撮影させるものである。
本実施形態では、ヘッド移動部４９を制御する描画制御部８１７によって撮影部５０を爪Ｔの幅方向に移動させながら、撮影制御部８１１が、撮像装置５１により爪Ｔの幅方向における複数の位置・角度（例えば、爪Ｔの真上と爪Ｔの斜め上方等）から爪Ｔを撮影して、複数枚の爪画像（撮影画像）を取得させる。
１つの爪Ｔについて何枚の撮影画像を取得させるかは特に限定されないが、爪Ｔの湾曲形状を検出するためにはできるだけ多くの撮影画像を取得することが好ましく、少なくとも爪Ｔの幅方向における異なる位置で３回以上の撮影を行うことが好ましい。
なお、撮影は、爪Ｔの一端側の端部から他端側の端部まで撮影部５０を移動させながら複数回行ってもよいし、例えば、爪Ｔの幅方向の中央部分から一端側の端部まで撮影部５０を移動させながら複数回の撮影を行ってもよい。この場合でも、爪Ｔは一般に左右対称である場合が多いため、爪Ｔの左右いずれか一方の形状が分かれば、他方側の形状も同様であると推定することができる。
撮影部５０により取得された爪画像の画像データは、記憶部８２の爪画像記憶領域８２１に記憶される。
【００４２】
輝度検出部８１２は、撮影部５０によって撮影された撮影画像（爪画像）から、最も輝度の高い部分である高輝度部Ｗｐを検出する。本実施形態では、輝度検出部８１２は、撮像部５０の撮像装置５１により正反射光が捉えられた位置を高輝度部Ｗｐとして検出する。当該箇所は、撮影画像において、白飛び部分、あるいは輝度が相対的に高い部分となって表れているため、輝度検出部８１２は、撮影画像における輝度が所定値より高くなっている領域を高輝度部Ｗｐとする。ここで、所定値は通常、最高輝度の近傍に設定される。
なお、輝度検出部８１２によって検出される高輝度部Ｗｐは、必ずしも点ではなく、ある程度の広がりを持った領域（画素の集合体）となる場合もある（例えば図６（ａ）から図６（ｄ）参照）。この場合には、後述の角度検出部８１３は、当該高輝度部Ｗｐの領域の中心位置を求め、これについて傾斜角度θの検出を行う。
【００４３】
また、本実施形態において、高輝度部Ｗｐは、撮影部５０により正反射光が捉えられた位置、すなわち照明装置５２から照射された光が正反射している位置である。
【００４４】
角度検出部８１３は、撮影部５０の位置と撮影画像（爪画像）において高輝度部Ｗｐの現れる位置とに基づいて高輝度部Ｗｐが現れた部分に対応する爪Ｔの傾斜角度θ（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）を検出する。
撮影部５０の撮像装置５１等の位置は、例えば、装置側で把握されているヘッド移動部４９による撮像装置５１等のＸ方向への移動量から計測する。なお、撮影部５０の撮像装置５１等の位置を検出する手法がこれに限定されず、例えば、複数枚取得された撮影画像（爪画像）を比較することによって、撮影画像上において撮像装置５１の移動量を計測してもよい。
本実施形態では、角度検出部８１３は、複数の撮影画像（爪画像）について、高輝度部Ｗｐが現れた部分に対応する爪Ｔの幅方向における傾斜角度をそれぞれ検出する。
なお、高輝度部Ｗｐがある程度の広がりを持った領域である場合には、角度検出部８１３は、当該領域の中心位置を抽出して、当該中心位置に対応する爪Ｔの傾斜角度を検出する。
【００４５】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、撮像装置５１及び照明装置５２の位置と爪Ｔの高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度θとを説明する説明図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）において、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの幅方向における位置と爪Ｔの幅方向における画像の中心位置、すなわち、爪Ｔの幅方向における撮像装置５１（撮像装置５１の図示しないレンズ）の中心位置（図４（ａ）及び図４（ｂ）において中心位置Ｃとする。）との差分（ずれ量）を「ｘ」、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの幅方向における位置と爪Ｔの幅方向における照射装置５２の中心位置との差分（ずれ量）を「ｘ＋ｄ」とし、爪Ｔから撮像装置５１（撮像装置５１のレンズ）までの距離を「ｚ」としている。
なお、厳密には、爪Ｔから撮像装置５１（撮像装置５１のレンズ）までの距離は、最も爪Ｔの高さが高い爪Ｔのほぼ中央部を撮影する際と、爪Ｔの高さが低い爪Ｔの端部近傍を撮影する際とで異なるが、本実施形態では、これを誤差として勘案せず、「ｚ」を固定値として扱う。
上記の場合、照射装置５１から爪Ｔ上の高輝度部Ｗｐに対応する位置に入射する光の入射角度は「arctan（（ｘ＋ｄ）/ｚ）」となり、高輝度部Ｗｐに対応する位置で反射して撮像装置５１（撮像装置５１のレンズ）に入射する光の角度は「arctan（ｘ/ｚ）」となる。
そして、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの位置の水平方向Ｈに対する傾斜角度θは、下記の式１による算出することができる。
【数１】
2017055933.tif 000003
【００４６】
すなわち、図４（ａ）に示すように、爪Ｔの真上に撮像措置５１及び照明装置５２を配置して爪Ｔを撮影した場合には、撮影画像（爪画像）において白飛びとして現れる高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔでの位置は、爪Ｔの幅方向におけるほぼ中央部分である。爪Ｔの幅方向におけるほぼ中央部分がほぼ平坦（すなわち傾斜角度θが０度）である場合、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの幅方向における位置と爪Ｔの幅方向における撮像装置５１（撮像装置５１のレンズ）の中心位置（すなわち画像を撮影する際の画像中心位置）Ｃとのずれ量ｘと、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの幅方向における位置と爪Ｔの幅方向における照射装置５１の中心位置とのずれ量ｘ＋ｄとはほぼ等しくなり、式１で求められる高輝度部Ｗｐの水平方向Ｈに対する傾斜角度θは、ほぼ０度となる。
これに対して、図４（ｂ）に示すように、撮像措置５１及び照明装置５２を爪Ｔの幅方向の端部近傍に移動させて撮影を行うと、撮影画像（爪画像）において白飛びとして現れる高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔでの位置は、爪Ｔの幅方向における端部寄りの傾斜のある部分となる。
この場合、式１によって算出される高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの位置の水平方向Ｈに対する傾斜角度θは、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの幅方向における位置と爪Ｔの幅方向における撮像装置５１（撮像装置５１のレンズ）の中心位置Ｃとのずれ量ｘに応じて変化する。
このように、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの位置の水平方向Ｈに対する傾斜角度θは、高輝度部Ｗｐの爪Ｔの幅方向における位置と、爪Ｔの幅方向における撮像装置５１（撮像装置５１のレンズ）の中心位置Ｃとのずれ量に比例することから、爪Ｔの幅方向における複数位置において撮影を行うことによって爪Ｔの幅方向の複数位置の傾斜角度θを検出することができる。
【００４７】
図５、図６は、爪Ｔの幅方向のほぼ中央部から爪Ｔの幅方向の一方側の端部（図５、図６では左側端部）に向かって撮像装置５１及び照明装置５２を順次移動させながら４回撮影を行った場合について図示した説明図である。図５、図６では、湾曲形状の異なる２種類の爪（実線で示す爪Ｔａ及び破線で示す爪Ｔｂ）について、それぞれ撮影画像（爪画像）において白飛びとして現れる高輝度部Ｗｐ（爪Ｔａにおける高輝度部Ｗｐａ及び爪Ｔｂにおける高輝度部Ｗｐｂ）がどのように移動するかを示している。
なお、図５、図６では、比較的傾斜角度の小さい爪Ｔａに対応する高輝度部Ｗｐａを白丸で示し、爪Ｔａよりも爪Ｔの幅方向における端部の傾斜角度の大きな爪Ｔｂに対応する高輝度部Ｗｐｂを黒丸で示している。
また、図７（ａ）から図７（ｄ）は、図５、図６の各位置において撮影された撮影画像（爪画像）の一例を示したものである。
図５、図６のように、撮影位置を爪Ｔの真上から端部に向かって徐々に移動させながら撮影を行っていくと、図７（ａ）から図７（ｄ）に示すように、白飛びとなる高輝度部Ｗｐａ，Ｗｐｂの位置も爪Ｔの幅方向のほぼ中央部から爪Ｔの端部の側に移動していく。
【００４８】
爪形状検出部８１４は、撮像装置５１によって撮影された指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔの画像に基づいて、印刷指Ｕ１の爪Ｔについての爪情報を検出するものである。
ここで、爪情報とは、例えば、爪Ｔの輪郭（爪形状、爪Ｔの水平位置のＸＹ座標等）、爪Ｔの高さ（爪Ｔの垂直方向の位置、以下「爪Ｔの垂直位置」又は単に「爪Ｔの位置」ともいう。）、爪Ｔの幅方向における形状、すなわち、爪Ｔの表面の、ＸＹ平面に対する傾斜角度（爪Ｔの湾曲形状、爪Ｔの傾斜角度）等である。
爪形状検出部８１４は、複数の異なる位置・角度（例えば、爪Ｔの真上と爪Ｔの斜め上方等）から撮影された複数の爪画像を用いて爪情報の検出を行う。
特に本実施形態では、爪形状検出部８１４は、角度検出部８１３により検出された爪Ｔの幅方向における複数位置の爪Ｔの傾斜角度θに基づいて、爪Ｔの幅方向の湾曲形状を検出する。
また、本実施形態では、記憶部８２に予め爪Ｔの湾曲形状パターンが複数記憶されており、爪形状検出部８１４は、角度検出部８１３により検出された爪Ｔの幅方向における爪Ｔの傾斜角度に基づいて、爪Ｔの湾曲形状を、予め設定された複数の湾曲形状パターンのうちのいずれかに分類する。
【００４９】
図８は、本実施形態における爪Ｔの湾曲形状パターンの一例を示したものである。
図８では、レベル１（図８においてＬ１）からレベル５（図８においてＬ５）までの５種類の湾曲形状パターンが用意されている場合を例示している。
図８に示すように、湾曲形状パターンＬ１〜Ｌ５は、爪Ｔの幅方向（図８において幅方向Ｗ）の湾曲形状を５つのパターンに分類するものであり、具体的には、爪Ｔの幅方向の傾斜角度が４５度となる位置Ｐ１〜Ｐ５によって分けられている。
すなわち、湾曲形状パターンＬ１は、最も平たい形状の爪Ｔであり、爪Ｔの端部近くである位置Ｐ１において４５度の傾斜角度となる。また、湾曲形状パターンＬ５は、最も湾曲の大きな形状の爪Ｔであり、爪Ｔの中央部と端部との中間近傍である位置Ｐ５において４５度の傾斜角度となる。湾曲形状パターンＬ２〜Ｌ４は、この中間の形状の爪Ｔであり、湾曲形状パターンＬ２では位置Ｐ２において４５度の傾斜角度となり、湾曲形状パターンＬ３では位置Ｐ３において４５度の傾斜角度となり、湾曲形状パターンＬ４では位置Ｐ４において４５度の傾斜角度となる。
爪形状検出部８１４は、角度検出部８１３により検出された爪Ｔの幅方向における複数位置の爪Ｔの傾斜角度θに基づいて、爪Ｔがどの位置Ｐ１〜Ｐ５で傾斜角度４５度となったかを判断し、それに応じて５つの湾曲形状パターンＬ１〜Ｌ５のうち、いずれか最も近いものを選択して当該爪Ｔの湾曲形状とする。
【００５０】
描画データ生成部８１５は、爪形状検出部８１４により検出された爪情報に基づいて、描画ヘッド４３により印刷指Ｕ１の爪Ｔに施される描画用の描画データを生成する。
具体的には、描画データ生成部８１５は、爪形状検出部８１４により検出された爪Ｔの形状等に基づいてネイルデザインの画像データを拡大、縮小、切出し等することにより爪Ｔの形状に合わせ込む合せ込み処理を行う。
また、描画データ生成部８１５は、爪形状検出部８１４により検出された爪Ｔの湾曲形状に応じて、爪Ｔに描画するように指定されたネイルデザインの画像データに適宜曲面補正等を行う画像データ補正部としても機能する。例えば、記憶部８２等に湾曲形状パターンＬ１〜Ｌ５毎の曲面補正値を記憶させておき、描画データ生成部８１５は、爪形状検出部８１４によって選択された湾曲形状パターンに対応する曲面補正値を適用して画像データの曲面補正を行って、描画データを生成する。
これにより、ペン４１やインクジェット描画部７１によって描画されるネイルデザインの描画用のデータが生成される。
【００５１】
表示制御部８１６は、表示部２６を制御して表示部２６に各種の表示画面を表示させるものである。本実施形態では、表示制御部８１６は、例えばネイルデザインの選択画面やデザイン確認用のサムネイル画像、印刷指Ｕ１を撮影して取得した爪画像、各種の指示画面、操作画面等を表示部２６に表示させるようになっている。
【００５２】
描画制御部８１７は、描画データ生成部８１５によって生成された描画データに基づいて描画部４０に制御信号を出力し、爪Ｔに対してこの描画データにしたがった描画を施すように描画部４０のＸ方向移動モータ４６、Ｙ方向移動モータ４８、ペン上下用モータ４２６、インクジェット描画部７１等を制御する制御部である。
具体的には、描画制御部８１７は、ペン４１の非描画時にはペン上下用モータ４２６を制御して、板バネ４２９により係止突起４２４が押し下げられない状態を維持し、描画時にはペン上下用モータ４２６を動作させて、板バネ４２９により係止突起４２４を押し下げ、ペン４１の先端部（ペン先４１３）が爪Ｔの表面に当接するようにペン上下用モータ４２６の動作を制御する。
なお、爪Ｔの高さが大きく変化して板バネ４２９が撓み変形（弾性変形）するのみでは対応できない個所では、描画制御部８１７は適宜ペン上下用モータ４２６のステップ数を増減してペン４１の筆圧を調整し、筆圧が概ね一定になるように調整することが好ましい。
【００５３】
次に、図９を参照しつつ、本実施形態におけるネイルプリント装置１による爪形状検出方法及び描画方法について説明する。
【００５４】
このネイルプリント装置１により描画を行う場合、ユーザはまず、電源スイッチを入れて制御装置８０を起動させる。
表示制御部８１６は、表示部２６にデザイン選択画面を表示させ、ユーザは操作部２５の操作釦等を操作して、デザイン選択画面に表示された複数のネイルデザインの中から所望のネイルデザインを選択する。これにより、操作部２５から選択指示信号が出力されて爪Ｔに描画すべきネイルデザインが選択される。
ネイルデザインが選択されると、表示制御部８１６は、ネイルデザインを描画するのに必要なペン４１を描画ヘッド４３の所定のペンホルダ４２にセットするよう促す指示画面を表示部２６に表示させる。ユーザは表示画面に表示された指示にしたがって、所定のペンホルダ４２に所定の種類のペン４１をセットする。このとき、ユーザはペンホルダ４２にセットしたペン４１に関する情報（ペン４１に収容されているインクの種類等）を操作部２５等から入力するようにしてもよい。ペン４１に関する情報が入力される場合、入力された情報は制御部８１に出力される。
次に、図９に示すように、表示制御部８１６は、印刷指Ｕ１を指受入部３１にセットするよう促す指示画面を表示部２６に表示させる（ステップＳ１）。ユーザは、印刷指Ｕ１を指受入部３１に挿入し、非印刷指Ｕ２を指退避部３２に挿入して、印刷指Ｕ１を固定した上で、操作部２５の図示しない描画スイッチを操作する。
【００５５】
描画スイッチから指示が入力されると、描画動作を開始する前に、まず描画制御部８１７がヘッド移動部４９を制御して撮影部５０を所定の撮影開始位置に移動させる（ステップＳ２）。例えば、爪Ｔの真上から撮影を開始する場合には撮影部５０が爪Ｔの真上に来るようにヘッド移動部４９を制御する。
そして、撮影制御部８１１が撮影部５０を制御して、照明装置５２により印刷指Ｕ１を照明しながら撮像装置５１により印刷指Ｕ１を撮影させる。これにより、撮影制御部８１１は、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔの撮影画像（爪画像）を取得する（ステップＳ３）。
次に、再度描画制御部８１７がヘッド移動部４９を制御して撮影部５０を次の撮影位置まで移動させる（ステップＳ４）。例えば、撮影開始位置から爪Ｔの一端部側に向かって２ｍｍずつ移動しながら撮影を行う場合には、撮影部５０を爪Ｔの真上位置から爪Ｔの幅方向に沿って２ｍｍだけ爪Ｔの端部側に移動させるようにヘッド移動部４９を制御する。
そして、再び撮影制御部８１１が撮影部５０を制御して、照明装置５２により印刷指Ｕ１を照明しながら撮像装置５１により印刷指Ｕ１を撮影させる。これにより、撮影制御部８１１は、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔの撮影画像（爪画像）を取得する（ステップＳ５）。
【００５６】
制御部８１は、予め設定されている所定の回数撮影を行ったか否かを判断し（ステップＳ６）、所定回数撮影していないと判断した場合（ステップＳ６；ＮＯ）には、ステップ４に戻って撮影部５０を次の撮影位置に移動させ、さらに撮影を行わせる。
なお、制御部８１が判断するのは、予め設定されている所定の回数撮影を行ったか否かに限定されず、例えば爪Ｔの幅方向における一端側から他端側まで、又は、爪Ｔの幅方向における中央部から爪Ｔの幅方向における一端側まで等、所定の範囲内についての撮影が終了したか否かを判断してもよい。
他方、所定回数撮影したと判断した場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）には、輝度検出部８１２が、取得された各撮影画像（爪画像）について最も輝度の高い部分である高輝度部Ｗｐを検出する（ステップＳ７）。
また、角度検出部８１３が、輝度検出部８１２によって検出された高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度θを検出する（ステップＳ８）。
そして、爪形状検出部８１４が、角度検出部８１３によって検出された高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度θに基づいて、爪Ｔの幅方向の湾曲形状を検出する（ステップＳ９）。具体的には、例えば予め用意されている湾曲形状パターン（図８における湾曲形状パターンＬ１〜Ｌ５）の中から当該爪Ｔの湾曲形状に最も近い湾曲形状パターンを選択する。
なお、爪Ｔの幅方向の一端側から他端側までの複数個所で爪Ｔの傾斜角度θを検出し、当該結果から、ユーザの爪Ｔが、左右で異なる湾曲形状パターンに該当すると判断される場合には、爪Ｔの中央部を境にそれぞれ異なる湾曲形状パターンを選択するようにしてもよい。
【００５７】
さらに、爪形状検出部８１４は、爪画像（撮影画像）に基づいて爪Ｔの輪郭（爪形状）等のその他の爪情報を検出する（ステップＳ１０）。
そして、爪形状検出部８１４により爪Ｔの湾曲形状や爪Ｔの輪郭（爪形状）が等の爪情報が検出されると、これらの爪情報に基づいて、描画データ生成部８１５が、ネイルデザインの画像データの爪Ｔへのフィッティング（合せ込み処理）及び、爪Ｔの湾曲形状にしたがった画像データの曲面補正を行う。これにより描画データが生成される（ステップＳ１１）。なお、爪形状検出部８１４において、爪Ｔの中央部を境にそれぞれ異なる湾曲形状パターンが選択された場合には、描画データ生成部８１５は、爪Ｔの中央部を境に各湾曲形状パターンに応じた曲面補正値を適用して画像データの曲面補正を行う。
【００５８】
描画データが生成されると、描画制御部８１７は、描画データを描画部４０に出力し、ヘッド移動部４９を動作させて適宜描画ヘッド４３を移動させながら、爪Ｔにペン４１やインクジェット描画部７１による描画を行う（ステップＳ１２）。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、撮影画像（爪画像）から、最も輝度の高い部分である高輝度部Ｗｐを検出し、撮影画像においてこの高輝度部Ｗｐの現れる位置と撮影部５０の位置とに基づいて高輝度部Ｗｐが現れた部分に対応する爪Ｔの傾斜角度θを検出し、その検出結果に基づいて爪Ｔの湾曲形状を検出する。
これにより、レーザを用いた光切断法等によることなく、爪Ｔの形状や位置を検出するために装置に設けられている既存の撮影部５０によって取得された爪画像に基づいて、爪Ｔの湾曲形状を求めることができる。このため、爪Ｔの湾曲形状を得ることができ、湾曲形状を検出するための特別な機構を設ける必要がなく、装置構成を簡易にすることができる。
また、本実施形態では、撮影部５０によって爪Ｔの幅方向における複数の異なる位置から爪Ｔを撮影して複数枚の撮影画像（爪画像）を取得し、それぞれの撮影画像から爪Ｔの傾斜角度θを検出し、これに基づいて爪Ｔの湾曲形状を検出する。このため、爪Ｔの湾曲形状を正確に検出することができる。
また、本実施形態では、撮影部５０により正反射光が捉えられた位置を高輝度部Ｗｐとするため、高輝度部Ｗｐを容易に検出することができる。
さらに、爪形状検出部８１４は、爪Ｔの幅方向における爪Ｔの傾斜角度に基づいて、爪Ｔを複数の湾曲形状パターンのうちのいずれかに分類する。これにより、爪Ｔの湾曲形状を精密に検出しなくても妥当な検出結果を得ることができる。
そして、このような爪形状検出部８１４による検出結果に基づいて爪Ｔに描画するネイルデザインの画像データに曲面補正を行うため、爪Ｔの湾曲形状に応じた適切な曲面補正を行うことができ、歪み等のない、美しい仕上がりのネイルプリントを実現することができる。
【００６０】
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
【００６１】
例えば、本実施形態では、爪Ｔの湾曲形状パターンをＬ１〜Ｌ５の５種類用意して、爪Ｔをこれらのいずれかに分類する場合を例示したが、湾曲形状パターンは５種類に限定されず、３種類等、より少ないパターンのいずれかに分類するようにしてもよい。
また、５種類よりも多くの湾曲形状パターンを用意して、ユーザの爪Ｔをより細かく分類してもよい。この場合には、爪Ｔの形状に即したより精緻な曲面補正を行うことができる。
【００６２】
また、本実施形態では、爪Ｔの湾曲形状パターンが、爪Ｔの傾斜角度θが４５度となる位置を基準としてパターン分けされる例を示したが、パターン分類を行う際の基準となる角度は４５度に限定されない。
さらに、爪Ｔの湾曲形状パターンは、爪Ｔの傾斜角度θが所定の角度となる位置によって分類するものに限定されない。
例えば、湾曲の仕方の異なる複数種類の湾曲形状パターンを用意しておき、角度検出部８１３によって検出された爪Ｔの幅方向における複数個所の傾斜角度θとの各湾曲形状パターンとのパターンマッチングを行うことによって爪Ｔをいずれかの湾曲形状パターンに分類してもよい。
【００６３】
また、爪Ｔの撮影は、爪Ｔの一端側から他端側まで連続的に行う必要はなく、湾曲形状の特徴を得ることができるいくつかの位置（地点）について撮影を行い、各位置における撮影画像（爪画像）を取得してもよい。
例えば、図１０に示すように、爪Ｔの一端側（図１０において０％）から他端側（図１０において１００％）のうち、爪Ｔの幅方向における中央部（図１０において５０％）と、その前後３０％の位置（すなわち、図１０において爪Ｔの幅方向の２０％の位置と８０％の位置）の３か所について撮影を行い、これによって得られた３枚の爪画像（撮影画像）に基づいて、高輝度部Ｗｐの検出、高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度θの検出を行い、これに基づいて当該爪Ｔの湾曲形状を検出してもよい。この場合にも、爪Ｔの幅方向のおける中央部（図１０において５０％）と、その前後３０％の位置の傾斜角度θを見ることにより、爪Ｔを比較的平坦な形状の爪Ｔ１、大きく湾曲した爪Ｔ３及びその中間程度の湾曲液状の爪Ｔ２等、複数の湾曲形状パターンに爪Ｔをパターン分類することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、角度検出部８１３が予め用意された式（式１）を用いて高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度θを求める場合を例示したが、角度検出部８１３が高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度θを求める手法はこれに限定されない。
例えば、予め傾斜角度θを得るためのテーブルを記憶部８２等に記憶させておき、このテーブルを参照して傾斜角度θを求めてもよい。
図１１に高輝度部Ｗｐに対応する爪Ｔの傾斜角度θを求めるためのテーブルの一例を示す。
この場合には、撮影部５０の位置に対応して、それぞれ図１１に示すようなテーブルを用意しておく。そして、例えば、撮影部５０の位置に応じたテーブルが図１１に示すように０度から２０度を示すものである場合に、白飛びの現れている部分である高輝度部Ｗｐの位置（当該部分のピクセル数）を変数として、これを当該テーブルに当てはめることにより、傾斜角度（図１１では角度５度）を求めることができるようになっている。
【００６５】
また、本実施形態では、爪Ｔを複数種類の湾曲形状パターン（例えば図８では、湾曲形状パターンＬ１〜Ｌ５の５種類）に分類して、各湾曲形状パターンに応じた曲面補正値を適用することにより画像データの曲面補正を行う場合を例示したが、曲面補正を行うために爪Ｔを複数種類の湾曲形状パターンに分類することは必須ではない。
例えば、爪Ｔの幅方向に沿って連続的に撮影画像（爪画像）を取得し、輝度検出部８１２によって全ての撮影画像（爪画像）について高輝度部Ｗｐを検出し、角度検出部８１３によってこれら全ての高輝度部Ｗｐについて対応する爪Ｔの傾斜角度θを検出して、爪Ｔの幅方向における傾斜角度θを連続的に取得すれば、爪Ｔを複数種類の湾曲形状パターンに分類することなく、各爪Ｔのより精密な曲面補正を行うことも可能である。
【００６６】
また、本実施形態では、描画ヘッド４３にペンホルダ４２を１つ備えている場合を例示したが、描画ヘッド４３に設けられるペンホルダ４２の数は１つに限定されない。例えば２つ以上のペンホルダ４２を備え、描画用のペン４１が２本以上保持されていてもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、ペンホルダ４２に保持させるペン４１を、ユーザが適宜手動で交換する場合を例示したが、例えば、ホームエリア６０等にペン４１を待機させておく待機スペースを設けて、図示しないペン交換機構により必要なペン４１を自動的に待機スペース内から取得してペンホルダ４２に差し替えるようにしてもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、描画ヘッド４３に撮像装置５１や照明装置５２が搭載されている場合を例示したが、撮像装置５１や照明装置５２を設ける位置はこれに限定されない。
例えば描画ヘッド４３を移動させる機構とは別に撮影部５０を移動させる機構を別途設けてもよい。
【００６９】
また、本実施形態では、指を１本ずつ装置に挿入して順次描画を行うネイルプリント装置１を例としたが、複数本の指に対して、各指を抜き差しすることなく、連続的に描画を行うことのできる構成とすることも可能である。
【００７０】
以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
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。
〔付記〕
＜請求項１＞
指の爪を撮影した撮影画像を取得する撮影部と、
前記撮影画像における輝度が所定値より高い領域を高輝度部として検出する輝度検出部と、
前記撮影部の位置と前記撮影画像における前記高輝度部の位置とに基づいて、前記爪における前記高輝度部に対応する箇所の傾斜角度を検出する角度検出部と、
前記傾斜角度に基づいて前記爪の湾曲形状を検出する爪形状検出部と、
を備えていることを特徴とする爪形状検出装置。
＜請求項２＞
前記撮影部は、前記爪の幅方向における複数の互いに異なる位置の各々で前記爪を撮影して、複数の前記撮影画像を取得し、
前記角度検出部は、前記複数の撮影画像の各々に対応して、前記爪の幅方向における互いに異なる複数位置での前記傾斜角度を検出し、
前記爪形状検出部は、前記角度検出部により検出された前記爪の幅方向における前記複数位置での前記傾斜角度に基づいて、前記爪の幅方向の湾曲形状を検出することを特徴とする請求項１に記載の爪形状検出装置。
＜請求項３＞
前記撮影部は、前記爪を撮影する撮影装置と、前記撮影装置に対して前記爪の幅方向にずれた一定の位置から前記爪に対して光を照射して前記爪を照明する光源を有する照明装置と、を有し、
前記高輝度部は、前記爪における、前記光源から照射された光が正反射し、該正反射した光が前記撮影部により捉えられる位置に対応することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の爪形状検出装置。
＜請求項４＞
前記爪形状検出部は、前記角度検出部により検出される前記傾斜角度に基づいて、前記爪の湾曲形状を、予め設定された複数の湾曲形状パターンのうちのいずれかに分類することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の爪形状検出装置。
＜請求項５＞
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の爪形状検出装置と、
前記爪形状検出部により検出された前記湾曲形状に基づき、前記爪に描画するように指定されたネイルデザインの画像データに曲面補正を行った描画データを生成する描画データ生成部と、
前記描画データに基づいて前記爪に描画を施す描画部と、
を備えることを特徴とする描画装置。
＜請求項６＞
爪形状検出装置における爪形状検出方法であって、
前記爪形状検出装置は、指の爪を撮影した撮影画像を取得する撮影部を備え、
前記撮影画像における輝度が所定値より高い領域を高輝度部として検出し、
前記撮影部の位置と前記撮影画像における前記高輝度部の位置とに基づいて、前記爪における前記高輝度部に対応する箇所の傾斜角度を検出し、
検出した前記傾斜角度に基づいて、前記爪の湾曲形状を検出することを特徴とする爪形状検出方法。
【符号の説明】
【００７１】
１        ネイルプリント装置
３１      指受入部
４０      描画部
４１      ペン
４３      描画ヘッド
４９      ヘッド移動部
５０      撮影部
７１      インクジェット描画部
８１      制御部
８２      記憶部
９０      乾燥部
４２６    ペン上下用モータ
８１２    輝度検出部
８１３    角度検出部
８１４    爪形状検出部
Ｔ        爪
Ｕ１      印刷指
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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