システムの再現

本章では，実際に PhotoelasticBall のシステムを再現し，実験によりボール への入力，その他のデジタルスポーツへの利用方法に関して考察する．

7.2.1 従来デバイスの構成

新田らが開発した PhotoelasticBall は，偏光の性質と光弾性効果を利用した 圧力計測システムである．ボール表面を透明弾性体で形成し，内部に設置した

LEDと光センサにより，光弾性効果による干渉縞の観察を行うことでボール表 面への圧力計測を行う．図 7.1にシステムの概要図を示す．

図 7.1 PhotoelasticBallのシステム概要[27]

本システムは，光センサとLEDを含むセンサ基板，偏光板，アクリル板，ゲ ル，ミラーの 5 層からなっており，ゲルの変形が無い時は光センサに光源の光 が差し込まないようにLEDと光センサの上部の偏光板は互いに偏光の向きが直 行するように配置されている．また，プロトタイプでは光センサおよびLEDと して，可視光フォトリフレクタ（KR1210-AA01，新光電子社製），ゲル層とし てRTVゴム，ミラー層としてアルミホイルを使用している．新田らは実験によ り，圧力値の計測，方向の認識が可能であることを確認した．

7.2.2 実験用プロトタイプの作製

ここで，PhotoelasticBallのシステムを利用したボールへの入力方法を検討す

るにあたり，実験用のプロトタイプの製作を行う．初期段階ではシステムの一 部分のみに注目するものとし，センサを 9 個配置したのみの単純な平面型実験 装置を製作する．ここで，新田らのシステムでは可視光フォトリフレクタを使 用しているため，ミラー層の隙間からの自然光による影響がノイズとして現れ ることがあった．本研究で再現するシステムでは，ノイズを低減するため，光 源を赤外光に変更した．

実際に制作した実験用プロトタイプの外観を図 7.2 に示す．層構成は図 7.1 に示したものと同様であり，フォトリフレクタの上に偏光板を貼り付けたアク リル板（厚さ 3mm）を乗せ，ゲル（厚さ 10mm），ミラー層を積層している．

センサおよび LED には赤外光式反射型フォトリフレクタ（RPR-220），ミラー 層にはアルミホイルを使用した．また偏光板にはAsahi Kasei WGFを使用して おり，赤外光，可視光両方の偏光方向を限定することが出来る．センサの出力

はArduinoのA/D変換ポートにより取得した．

図 7.2 プロトタイプ外観