DE19960511A1 - Vorrichtung und Verfahren zum automatischen Aufbringen eines Farbstoffes - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung (10) zum automatischen Aufbringen von Nagellack auf einen Fingernagel (12) hat eine Kamera (32) zum Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels (12), einen Prozessor (46) zum Analysieren und Umwandeln des Bildes in einen Bearbeitungspfad und ein Werkzeug (28, 128) zum Aufbringen des Nagellacks auf den Fingernagel (12) unter Befolgen des Bearbeitungspfades. Das Werkzeug (28) kann durch verschiedene andere Typen Werkzeuge (128) zum Durchführen anderer Bearbeitungsgänge im Falle der Maniküre des Fingernagels (12) ersetzt werden. Die Vorrichtung (10) ermöglicht die Gleichmäßigkeit und stellt sicher, daß der Nagellack gleichmäßig auf den Fingernagel (12) aufgebracht wird und nicht auf die umgebende Haut.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Auf­ bringen eines Farbstoffes auf unregelmäßig geformte Teile, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Aufbringen von Nagellack auf Fingernägel.

Obwohl die meisten Frauen eine Maniküre wünschen, halten viele Frauen eine Maniküre für Luxus und nehmen aus mehreren Gründen davon Abstand, sich ma­ niküren zu lassen. Zum einen ist eine Maniküre zeitaufwendig und teuer, weil eine Maniküre eine erhebliche Zeit zum manuellen Auftragen von Nagellack auf den jeweiligen Nagel benötigt. Außerdem ist das Ergebnis der Maniküre nicht immer gleich und erfüllt häufig nicht die Erwartungen des Kunden. Beispielsweise kann die Maniküre unbeabsichtigt Nagellack auf die den Nagel umgebende Haut auf­ getragen haben und/oder sie kann den Nagellack ungleichmäßig aufgetragen ha­ ben.

Der häufig erhebliche Zeit- und Kostenaufwand zusammen mit den ungleich­ mäßigen Ergebnissen schreckt viele Frauen davon ab, eine Maniküre in Anspruch zu nehmen. Es besteht deshalb ein Interesse an einem Verfahren und an einer Vorrichtung zum gleichmäßigen Maniküren von Fingernägeln auf zeitsparende Weise und ohne einen signifikanten finanziellen Nachteil.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automati­ schen Auftragen von Farbstoff auf einen unregelmäßig geformten Teil anzugeben.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentan­ spruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Maniküren.

Mit diesem Aspekt der Erfindung beschäftigt sich eine Vorrichtung mit den Merk­ malen des Patentanspruchs 8 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 12.

Eine Weiterbildung der Erfindung beschäftigt sich mit einer Vorrichtung und ei­ nem Verfahren zum automatischen Auftragen von Nagellack auf Fingernägel un­ ter Erzielen eines gleichmäßigen Ergebnisses. Dies wird erreicht durch eine Vor­ richtung zum automatischen Auftragen von Nagellack auf einen Fingernagel, mit einer Abtastanordnung zum Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels, einem Prozessor zum Analysieren und Umwandeln des Bildes in einen Bearbeitungs­ pfad und mit einer Aufbringeinrichtung zum Aufbringen des Nagellacks auf den Fingernagel unter Befolgen des Bearbeitungspfades. Die Vorrichtung hat außer­ dem einen Nagellackbehälter, der nahe der Aufbringeinrichtung angeordnet ist. Sobald die Abtastanordnung die Ränder des Fingernagels nachweist, analysiert der Prozessor das Bild und wandelt es in einen Bearbeitungspfad um. Die Auf­ bringeinrichtung, typischerweise ein Pinsel, wird dann derart gesteuert, daß der Fingernagel mit einer festgelegten Anzahl Pinselstriche dem Bearbeitungspfad folgend bemalt wird.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann die Vorrichtung außerdem zum Durchführen weiterer Arbeitsgänge verwendet werden, die üblicherweise während der Maniküre durchgeführt werden. Außerdem kann die Vorrichtung nach der Er­ findung zum Aufbringen von Farbe auf ein beliebiges unregelmäßig geformtes Teil verwendet werden.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß der Nagellack gleichmäßig auf den Fingernagel aufgebracht wird, ohne daß die umgebende Haut bemalt wird.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche. Sie ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung unter Bezug auf die zugehörigen Figuren. Im folgenden wird ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum automatischen Aufbringen von Nagellack auf einen Fingernagel als ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Fingernagels von Fig. 1 mit einem darauf eingezeichneten Bearbeitungspfad,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Diagramms zum Steuern eines Aufbringwerkzeugs der Vorrichtung von Fig. 1, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1 mit einem anderen Werkzeug und einer zusätzlichen Kamera zum Aufnehmen eines Seitenbildes des Fingers.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum automatischen Aufbringen von Nagellack auf einen Fingernagel 12. Die Vorrichtung 10 hat einen Basisteil 20 und einen be­ wegbar an diesem gelagerten Werkzeugträger 22, der entlang zweier Bahnen 24 in Längsrichtung oder in Richtung der X-Achse in Bezug auf den Basisteil 20 be­ wegbar ist. Die Fingernägel 12 haben jeweils einen Rand 18, wie in Fig. 2 ge­ zeigt, und befinden sich jeweils an einem Finger 14 einer Hand 16.

Der Werkzeugträger 22 hat einen Werkzeughalter 26, der einen Pinsel 28 trägt und in Auf-Ab-Richtung oder in Richtung der Z-Achse bewegbar ist, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Werkzeugträger 22 trägt außerdem eine Digitalkamera 32, die im wesentlichen dem Werkzeughalter 26 benachbart angeordnet ist.

Der Basisteil 20 hat eine Handauflagefläche 34 zum Tragen der Hand 16 und ei­ nen Anzeiger 36 zum Sicherstellen einer geeigneten Positionierung des zu be­ malenden Fingernagels 12. Der Basisteil 20 trägt außerdem einen Nagellackträ­ ger 40 zum Stabilisieren eines Nagellackbehälters 42. Der Nagellackbehälter 42 hat einen Rand 44.

Wie in Fig. 3 gezeigt, hat die Vorrichtung 10 außerdem einen Prozessor 46, der Anweisungen zum Verarbeiten eines Digitalbildes enthält. Dabei wird die Kante 18 des Fingernagels 12 definiert und basierend auf der festgelegten Kante 18 wird ein von dem Pinsel 28 zu befolgender Bearbeitungspfad bestimmt. Dabei enthalten die Anweisungen für den Bearbeitungspfad Anweisungen für die Anzahl der Pinselstriche 50 mit dem Pinsel 28, durch die der Fingernagel 12 mit Nagel­ lack bedeckt werden soll, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Vorrichtung 10 hat außerdem eine Steuerung 52 zum Antreiben des Werkzeugs 28 basierend auf dem von dem Prozessor 46 ermittelten Bearbeitungspfad.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Digitalkamera 32 in Richtung der Z-Achse nach unten bewegbar, um eine Seitenaufnahme des jeweiligen Fingers 14 aufzunehmen, damit dessen Dicke bestimmt werden kann. Es kann aber auch eine zweite Kamera 132 vorgesehen sein, um simultan zu der Aufnahme mit der ersten Kamera 32 eine Seitenaufnahme des Fingers 14 aufzunehmen, wie in Fig. 4 gezeigt.

Im Betrieb wird die Hand 16 auf der Handauflagefläche 34 derart plaziert, daß der Finger 14 mit dem zu bemalenden Fingernagel 12 auf dem Anzeiger zum Finger­ positionieren plaziert ist. Dadurch wird der zu bemalende Fingernagel 12 in dem Bildaufnahmebereich der Digitalkamera 32 positioniert, wie in Fig. 1 am besten zu sehen ist. Sobald der Fingernagel 12 geeignet positioniert ist, nimmt die Digital­ kamera 32 ein Digitalbild der Draufsicht auf den Fingernagel 14 auf. An­ schließend bewegt sich die Digitalkamera 32 abwärts, um eine Seitenansicht des Fingers 14 aufzunehmen. Beide Bilder werden dann von dem Prozessor 46 ge­ mäß einem darin enthaltenen Bildanalyseprogramm verarbeitet. Als erstes wird die Kante 18 des Fingernagels bestimmt. Als nächstes wird die vertikale Position des Fingernagels 12 an Hand der Dicke des Fingers 14 bestimmt. Nachfolgend erzeugt der Prozessor 46 den Bearbeitungspfad, dem folgend der Pinsel 28 den Nagellack auf den vollständigen Fingernagel 12 aufbringen soll, ohne daß dabei die den Fingernagel umgebende Haut berührt wird. Typischerweise hat der Bear­ beitungspfad vier Pinselstriche 50. Es kann aber auch eine andere Anzahl Pinsel­ striche 50 vorkommen. Beispielsweise kann der Bearbeitungspfad für schmalere Fingernägel 12 und/oder für hellere Farbtöne nur drei Pinselstriche 50 haben, wie in Fig. 2 gezeigt.

Die Anweisungen mit den Informationen über den Bearbeitungspfad werden zu der Steuerung 52 übertragen, die den Werkzeugträger 22 und das Werkzeug 28 in X-, Y- und Z-Richtung antreibt. Zu den Anweisungen für den Bearbeitungspfad gehört auch die Richtung, in die der Pinsel 28 Nagellack aus dem auf dem Ba­ sisteil 20 angeordneten Nagellackbehälter 42 entnimmt und in der überschüssiger Nagellack aus dem Pinsel 28 entfernt wird. Folglich wird der Werkzeughalter 26 mit dem Pinsel 28 in Richtung der Y-Achse entlang dem Werkzeugträger 22 be­ wegt, der wiederum in Richtung der X-Achse entlang den Bahnen 24 bewegt wird, um den Pinsel 28 über dem von dem Nagellackträger 40 getragenen Nagellack­ behälter 42 zu positionieren. Der Werkzeughalter 26 mit dem Pinsel 28 wird dann in Richtung der Z-Achse in den Nagellackbehälter 42 abgesenkt. Anschließend wird der Pinsel 28 aus dem Nagellackbehälter 42 gehoben und überschüssiger Nagellack wird durch Abstreichen an dem Rand 44 des Behälters 42 entfernt. Da­ nach wird der Pinsel 28 über den Fingernagel 12 bewegt. Der Pinsel 28 folgt dann den vorhergehend erstellten Daten, um die vorbestimmte Anzahl Pinselstriche 50 auf dem Fingernagel 12 aufzutragen.

An Stelle des Pinsels 28 kann auch ein anderer Typ eines Werkzeugs 128 ver­ wendet werden, wie z. B. eine Polierscheibe oder eine Feile, um weitere Arbeits­ gänge durchzuführen, die typischerweise bei einer Maniküre durchgeführt wer­ den, wie in Fig. 4 gezeigt.

Die Erfindung gewährleistet die Gleichmäßigkeit bei dem alten Vorgang der Mani­ küre. Die Vorrichtung 10 nach der Erfindung gewährleistet, daß der Nagellack gleichmäßig aufgetragen wird und daß nur der Fingernagel 12 mit dem Nagellack bedeckt wird und nicht die den Fingernagel 12 umgebende Haut.

Außerdem kann die Vorrichtung nach der Erfindung für jede Art des Bemalens ei­ nes unregelmäßig geformten Teils verwendet werden.

Auch wenn bei der Erfindung jede beliebige Digitalkamera verwendet werden kann, ist ein verwendeter Typ die Connectix QuickCam Bildaufnahmeeinrichtung der Connectix Corp. mit Sitz in San Mateo, Kalifornien.

Auch wenn in der vorstehenden Beschreibung ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, sind zahlreiche Abwand­ lungen möglich. Beispielsweise kann der Nagellackbehälter 42 auch an dem Werkzeugträger 22 befestigt und daran gelagert sein. Es können auch mehrere Nagellackbehälter 42 verwendet werden. In diesem Fall können die Bearbei­ tungspfadanweisungen auch die Richtungen enthalten, in die der Pinsel 28 zum Zugriff auf den gewünschten Nagellackcontainer 42 bewegt werden muß. Außer­ dem kann der Nagellack auch mit einer Spritzpistole oder einem Maßabgabesy­ stem aufgebracht werden, das z. B. einen Schlauch mit Nagellack und eine Pumpe enthält.

Claims (12)

1. Vorrichtung (10) zum automatischen Aufbringen eines Farbstoffes auf einen unregelmäßig geformten Teil (12), mit einer Nachweiseinrichtung (32) zum Aufnehmen eines Bildes des unregelmäßig geformten Teils (12), einem Prozessor (46) zum Auswerten und Umwandeln des Bildes in einen Bear­ beitungspfad, und mit einer Aufbringeinrichtung (28) zum Aufbringen des Farbstoffes auf den unregelmäßig geformten Teil (12) unter Befolgen des Bearbeitungspfades.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unregel­ mäßig geformte Teil ein Fingernagel (12) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Nagellackbe­ hälter (42) in der Nähe der Aufbringeinrichtung (28), um diese mit Nagellack zu versorgen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nachweiseinrichtung eine Digitalkamera (32) ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nachweiseinrichtung (32) zum Nachweisen der vertikalen Positionierung des unregelmäßig geformten Teils (12) bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Nachweiseinrichtung (132) zum Nachweisen der vertika­ len Positionierung des unregelmäßig geformten Teils (12).

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerung (52) zum Steuern der Bewegung der Aufbringeinrich­ tung (28).

8. Vorrichtung zum automatischen Maniküren mehrerer Fingernägel, mit einer Nachweiseinrichtung (32) zum Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels (12), einem Prozessor (46) zum Auswerten und Umwandeln des Bildes, um eine Kante (18) und einen Bearbeitungspfad zu bestimmen, und mit einem Werkzeug (128) zum Durchführen eines Bearbeitungsvorganges an dem Fingernagel (12) in Übereinstimmung mit der Kante (18) und dem Bearbei­ tungspfad.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug ein Pinsel (28) zum Aufbringen von Nagellack auf den Fingernagel (12) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (128) eine Nagelfeile zum Feilen des Fingernagels (12) ist.

11. Verfahren zum Aufbringen eines Farbstoffes auf einen unregelmäßig ge­ formten Teil (12), mit den Schritten:
Aufnehmen eines Bildes des unregelmäßig geformten Teils (12),
Bestimmen der Kante (18) des unregelmäßig geformten Teils (12) basierend auf dem Bild,
Bestimmen eines Bearbeitungspfades zum Aufbringen mehrerer Pinselstri­ che (50) entlang und innerhalb der Kanten (18) des unregelmäßig geformten Teils (12), und
Bemalen des unregelmäßig geformten Teils (12) entsprechend dem Bear­ beitungspfad.

12. Verfahren zum automatischen Maniküren eines Fingernagels (12), mit den Schritten:
Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels (12),
Bestimmen der Kante (18) des Fingernagels (12) auf der Basis des Bildes,
Bestimmen eines Bearbeitungspfades zum Durchführen eines Bearbei­ tungsganges an dem Fingernagel (12) und zum Aufbringen mehrerer Pinsel­ striche (50) entlang und innerhalb der Ränder (18) des Fingernagels (12), Durchführen der Bearbeitungsgänge an dem Fingernagel (12) mit einem Werkzeug (128) entlang und innerhalb der Ränder (18) des Fingernagels (12), und
Bemalen des Fingernagels (12) in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungs­ pfad.