情報処理学会 インタラクション 2015
IPSJ Interaction 2015

A442015/3/5

Sparklry: きらめきをデザインするインタラクティブ・ジュエリー
沖真帆†1,a)

塚田 浩二†1,b)

概要：近年，服飾品に LED を組み込むことで新しい表現を行う／日常の行動を支援する様々な研究開発が行われているが，既存の服飾品の魅力を拡張するアプローチはほとんど行われてこなかった．本研究では，特に石型のジュエリーパーツに焦点を当て，LED を用いてそのきらめきを拡張するシステム「Sparklry」を提案する．具体的には，(1) 既存のジュエリーパーツ，(2) 遮光素材に施した微細なスリット，(3) LED アレイを組み合わせることによって，LED光の量や形を制御し，ジュエリーパーツ上で微細なきらめきを生成する．本論文では，ジュエリーパーツとしてスワロフスキーを用いたプロトタイプを作成して予備実験を行った．各要素の組み合わせによるきらめきの表現力を確認した上で，応用例としてイヤリング型デバイスを試作した．

Sparklry: Designing “Sparkle” of Interactive Jewelry†1,a)MAHO OKI

KOJI TSUKADA†1,b)Abstract: We propose a presentation technique for interactive jewelry, Augmented Jewelry, which can present "sparkles" on ajewel stone using internal LEDs. These sparkles are designed by integrating (1) a traditional jewel stone, (2) a light shielding
sheet with small slits, and (3) a LED array. We developed a prototype and several example jewelries to explore appropriate
designs of slits and LED patterns.

1. はじめに（e.g.,宝石，スワロフスキー．以下，ジュエリーパーツ）を用いたジュエリーに着目し，そのきらめきを拡張するシ

現在，衣服や装飾品に複数の LED を埋め込み制御するこステムを提案する．具体的には，ジュエリーパーツ下部にとで，新しい表現を行う／日常の行動を支援する様々なプ複数の LED を内蔵し，ジュエリーパーツの形状，LED のロジェクトが行われている．たとえば，藤本ら[2]は，体の点灯位置／明滅パターン，ジュエリーパーツと LED の間動きと光表現を組み合わせることでダンスパフォーマンスに挟む遮光素材に施すスリットのサイズ／形／数を組み合を拡張させる LED ボディスーツを開発した．Ringly[3]は，わせることによって，ジュエリーパーツ上の光の軌跡を制

スマートフォンの状態を Bluetooth 経由で通信し LED や振御する（図 1）．本論文ではその基本構造を紹介し，予備実動で通知する，製品化された指輪型デバイスである．また，験での効果例，および応用例として試作したイヤリング型

LilyPad Arduino[1]や Sparkle[4]など，ウェアラブル・システデバイスについて述べる．

ムの構築を支援するツールキットも登場している．このようなデバイスやその構築を支援する技術があるが，既存の装飾品の魅力を拡張するようなアプローチはほとんど行われていない．一方，情報技術と異なる領域に目を向けると，装飾品の魅力を高めるための技術開発は古くから研究されてきている．たとえばダイヤモンドをはじめとする宝石をより美しく輝かせるために，光が効果的に反射／分散するようなカットや研磨技法が生み出されてきた[7]．こういった既存の技術とコンピュータ技術を融合させ，服飾品そのものの魅力を拡張するような技術開発は，今後のウェアラ
ブル・コンピューティングの発展や普及において重要にな

図 1

Sparklry のコンセプト．

Figure 1

Concept of Sparklry.

ると考えられる．
本研究では，光を反射してキラキラと輝く石型の素材†1a)b)

公立はこだて未来大学
Future University Hakodate
oki@fun.ac.jp
tsuka@fun.ac.jp© 2015 Information Processing Society of Japan

2. コンセプト
本研究では， (1)既存のジュエリーパーツ，(2)遮光素材に施す微細なスリット，(3)LED アレイを組み合わせて，ジュエリーパーツのきらめきを拡張することを目指す（図 1）．

315まず，一般に販売されている既存のジュエリーパーツを使本研究が対象とするジュエリーパーツは，一般に環境光に用する．特に，光を反射させるためのカットが上下面に施応じて輝き方が変化し，明るい照明の近くでは強くきらめされ，表面が研磨された石(e.g., 宝石，スワロフスキー)をくが，照明から離れた場所や弱い面光源の下ではうまく光対象とする．次に，(1)と LED の間に微小のスリットを複を反射しない．本システムでは，ジュエリーパーツ下部に数施した遮光紙を挟む．これにより，LED の光の量や形をLED アレイを配置し発光させることで，環境光に依存しな制御して光の軌跡を生み出すことを狙う．最後に，光源といきらめきを生成する．また，市販のジュエリーパーツをして高輝度の LED アレイを用い，光の位置や明滅パターン使用することで装飾品としての美観を保ちつつ，LED の光を制御する．

を微細なスリットを介して制御することにより自然な輝き以上の要素を組み合わせると，LED からの光がスリットを介して微小な複数の光線になり，ジュエリーパーツ上で反射することによって，繊細なきらめきを生み出す．に近づける（図 2）．

3. 予備実験
まず，本提案手法の基礎的な効果を検証するために，簡易プロトタイプを作成し予備実験を行った．プロトタイプの構成および効果例を紹介する．
3.1 実験用プロトタイプ
まず，ジュエリーパーツは，品質と値段を考慮しスワロ
フスキーエレメント（以下，スワロフスキー）を用いた．
スワロフスキーは宝石よりも安価だが一定の品質は保たれており，市販の装飾品にも多く使用されていることから，実験や装着型プロトタイプへの利用に適すると考えた．ス
ワロフスキーは市販の専用石座を用いて LED の上に固定した．次に，遮光素材は入手／加工のしやすさを考慮し，市販の銀紙を用いた（以下，遮光紙）．遮光紙には，カッテ下部に LED を配置した透明なジュエリーパーツ（図ィングマシン（Silhouette-CAMEO）を用いて 0.2mm 程度の左），スリット無しで LED を点灯（図右上），スリットを介微小な線型スリットを 10~20 個程度施し，スワロフスキーして LED を点灯（図右下）．の輪郭に切り抜いた．LED アレイは，表面実装型 LED

図 2

Figure 2

Examples of a same jewelry with/without our system.

（UW1143B，400mcd，2.7x3.5mm）を 3x3 個配置する自作基板を作成し，Arduino Uno を経由して明るさや明滅パターンを制御した．
実験用プロトタイプと使用した各素材を図 3 に示す．ス
ワロフスキーは形状や色の異なる，4706 番クリスタル（12mm），4706 番クリスタル AB（12mm），4120 番エメラ
ル ド （ 14×10mm ）， 4320 番 ク リ ス タ ル ム ー ン ラ イ ト（14×10mm）の 4 種を用意し，事前にパーツ背面の銀膜を取り除いた．LED アレイの上に遮光紙を乗せ，その上に石座に収めたスワロフスキーを置き，LED を PWM 制御にて明滅させ，輝き方を観察した．
3.2 効果例
効果例を真上から撮影した写真を図 2，4 に示す．
図 2 は，透明なスワロフスキー下部に LED を配置し，その間にスリット入り遮光紙が無い状態（図 2 右上）とある状態（図 2 右下）で LED を点灯させた例である．スリット無しの場合では，スワロフスキー全体がライトのように発光した．一方，スリットがある場合では，全体の光量は減

図 3

予備実験に使用した機器／素材．左から LED アレイ，り，スリットの形に減光した光がカット面で反射し，自然スリット入り遮光紙（銀紙），スワロフスキーと石座．

なきらめきのような細かな光の軌跡に近づいた．

Figure 3 Sparklry prototype. 1: a LED matrix, 2: light shielding

他の形状／色のスワロフスキーを用いてスリットを介しsheets with small slits, 3: Swarovski jewel stones.て LED を点灯した効果例を図 4 に示す．どの種類において© 2015 Information Processing Society of Japan316

もスリットを介し微細な光が生成された．特に，図 4 最上は予備実験と同等のサイズでより輝度の高いものを選定し段のクリスタル AB というスワロフスキーは，カット面にた．制御部を収納しながら耳付近に固定するために，イヤオーロラ色の半透明膜を施しており内部からの反射光がほーフック型の筐体を 3DCAD で設計し 3D プリンタで出力ぼ発生しない種類だったが，本システムを利用することでした．遮光紙は，予備実験と同様にカッティングマシンを内部からの光を付加させることができた．

用いて 0.2mm のスリットを 20 個程度施した．イヤーフッ

以上のように，今回使用した素材／構成によるプロトタイ

クを耳にかけ，LED 部は裏に取り付けたイヤリング金具にプを用いて，LED の発光とは見え方が異なる一定のきらめて耳たぶに固定する．装着者が動くと加速度センサで検知きを生成することができた．そこで，本構成にてイヤリン

し LED が一定時間ランダムに明滅する動作例を試作した．

グ型プロトタイプを作成した．詳細を次の章で述べる．

図5
Figure 5

図4

イヤリング型デバイスの構成．
System Architecture of earrings prototype.

本システムによる効果例． LED 消灯時（図左），LED点灯時（図右）．

Figure 4

Examples of jewelry augmented by our system.
図6

4. 応用例

イヤリング型デバイスの外観．上段：装飾部の LED消灯時（図左）と点灯時（図右），下段：デバイスを身に着けた状態での LED 消灯時（図左）と点灯時（図右）．

Sparklry の応用例として，イヤリング型デバイスを作成した（図 5，6）．実装については，制御部と LED 部を分割

Figure 6

Earrings prototype of Sparklry.

し，それぞれを細いワイヤーで配線することで，装着時に5. 議論

ジュエリーパーツ周辺に基板や配線が見えないよう工夫し

5.1 LED と明滅パターン

た．制御部は，マイコン（ATMega328P-AU，Atmel），加速予備実験／応用例では，試作の行いやすさを重視しサイ度 セ ン サ （ KXR94-2050 ）， 小 型 の リ チ ウ ム イ オ ン 電 池ズの大きい表面実装用 LED を用いた．そのため，単調な明（SparkFun）を備える．LED 部はスワロフスキー（4706 番

滅パターンの場合に，光源の位置が特定でき，機械的な光クリスタル，12mm）1 個と，その下部に LED（NFSW036CT，り方となった．この問題を改善するために，より小型な9.2cd，3.5x3.5mm）を 3 つ（スワロフスキーのサイズに収LED を敷き詰めて制御可能な光の解像度を上げた上で，まる最大数）を配置する基板を取りつけ，基板裏にイヤリLED アレイの各明滅パターンを不規則にする／複数個をング金具を接着した．この時，基板が十分に隠れるよう，並列して明滅させることを検討している．

スワロフスキーの周囲を囲むように，小型のスワロフスキ

5.2 スリットー（4228 番 8x4mm）を 8 個配置した（図 5）．なお，LED© 2015 Information Processing Society of Japan

予備実験では，スリットの数が少ない場合（LED 一つに317

対し 1~2 個程度）にはスワロフスキー上にほとんど光が反著者らは本研究の前段階として[5]，自作レジンパーツ，射されず，スリットの数が多い場合（LED 一つに対し 153x3mm のスリット，LED 一個による構成で試作したところ，～30 個程度）は光が過多となる傾向があった．今回の試作課題が見つかった．まず，スリットが大きくレジンパーツ

ではスリットの形状について詳しく調査しなかったが，形の下面が平らだったため，LED 消灯時にレジンパーツ越し状に応じてスワロフスキーへ入射する光の量が変化するこにスリットの形が見え外観を損ねていた．加えて，LED 点とが予想される．また，スリットの位置によってスワロフ

灯時にスリットを介した光量が多く，細かな輝きに見えに

スキー上で光が反射され易い／難い場合があった．そこで，くかった．さらに，自作レジンパーツの質感が悪いため玩

今後はスワロフスキーのカット面とスリットの数／形状／具のように見え，装飾品として身に着ける完成度に至らな位置の関係に焦点を当て，効果的にきらめきが発生するパかった．これらを改善するため，本研究では下部にも細かラメータの調査を行うなカットが施され品質が高い市販のスワロフスキーを使用

5.3 応用例におけるインタラクション

し，スリットを 0.2mm 程度に変更することで，美観を向上宝石やスワロフスキーなどの従来のジュエリーパーツさせた．次に，前試作時は光源の位置が固定のため人工的の輝きは環境光に依存していたが，本システムを用いるこで単調な光になり，きらめきには見えにくかった．そこで，とでジュエリーパーツがきらめくタイミング／きらめき方

LED アレイに変更することで，光源の位置を自由に制御可をデザインすることが可能になる．ここで，「いつ」「どの能になり，より多くの光表現ができるようになった．

ように」きらめくかについて検討する必要がある．たとえば，既存のジュエリーのように装着者が動くとそれに合わ

7. まとめと今後の展望

せてきらめく，笑うとジュエリーがきらめくなど，装着者

本研究では，石型のジュエリーパーツに焦点を当て，LEDの動作に合わせたインタラクション例が考えられる．一方，を用いてきらめきを拡張するシステム「Sparklry」を提案しユーザの TPO を重視し，たとえばパーティに参加しているた．その手法としては，(1) 既存のジュエリーパーツ，(2) 遮際には強くきらめくが，夜道では光らないという例も考え光素材に施した微細なスリット，(3) LED アレイを組み合られる．今後，ユーザ評価やワークショップを通じて応用わせることにより光の量や形状を制御し，ジュエリーパー例／インタラクション方法の調査／実装を行いたい．

ツ上に微細なきらめきを生成する．本論文では，スワロフ

6. 関連研究

スキーを用いたプロトタイプにて予備実験を行い，各要素の組み合わせによるきらめきの表現力を確認した上で，応近年，服飾品を拡張した様々なウェアラブル・デバイス

用例としてイヤリング型デバイスを作成した．今後は，よが多く登場している．岸野ら[6]らは，ペンダントに LEDり多様なきらめきを生成するために LED／スリットのパを組み込んだ遠隔制御可能なアクセサリを提案した．藤本

ラメータを詳しく調査したい．また， Sparklry の応用例おら[2]はボディスーツに多数の LED を取りつけ，体の動きよびインタラクション方法についても，ユーザ評価やワーに合わせて光表現を行うことで新しいダンスパフォーマン

クショップを通じて調査／実装していきたい．

スシステムを開発した．Ringly[3]は，スマートフォンの状態を Bluetooth 経由で通信して LED の光や振動により通知する製品化された指輪型デバイスである．このようなウェ謝辞

本研究は JSPS 科研費 25700019 の支援を受けた.

アラブル・デバイスの開発を支援するツールキットも登場しており，LilyPads Arduino[1] および Sparkle[4]は，服などの衣類に導電性の糸を用いて縫い付けて取り付けるよう設参考文献計されている．特に Sparkle は LED の制御に特化し，プロ1) Leah Buechley, Mike Eisenberg, Jaime Catchen, and Ali Crockett.
The LilyPad Arduino: using computational textiles to investigate
engagement, In Proceedings of CHI '08, 423- 432(2008).
2) Minoru Fujimoto, Fujita Naotaka, Tsutomu Terada, and Masahiko
Tsukamoto. Lighting choreographer: an LED control system for dance
performances. In Adjunct Proceedings of UbiComp '11, 613-614(2011).
3) Ringly. https://ringly.com/ (2014).
4) Sparkle. http://www.aniomagic.com/store/sparkle.php5) 沖 真帆，塚田 浩二，「きらめき」をデザインするインタラクテ
ィブ・アクセサリ，エンタテインメントコンピューティング 2013
(EC2013), 一般公開デモ発表（5P-11）, p232_K1-11, （Oct,2013）6) 岸野泰恵, 藤原礼征 他: 遠隔制御可能な LED を用いたアクセサリの実現, 情報処理学会研究会報告 (2004-MBL-29), Vol. 2004,
No. 44, pp. 65-70 (May, 2004)
7) 矢野晴也: 円型ブリリアント・カットのハート, アローマークパ
ターン，宝石学会誌 vol. 18, No.1, pp. 22-30 (1993).

グラムを書かずに LED 明滅パターンを変更する手法が用意されており，容易に試作することができる．このように，服飾品にコンピュータ機器を組み込んだデバイスやその作成を支援するツールキットが提案／開発されているのに対し，既存の装飾品の魅力を拡張するようなアプローチはほとんど行われていない．そこで本研究では，装飾品に多く使用される石型のジュエリーパーツに焦点を当て，そのきらめきを拡張するシステムを目指した．ジュエリーパーツ／遮光素材に施したスリット／LED アレイの組み合わせにより，ジュエリーパーツ上に任意の微細なきらめき生成させる手法を提案した．

© 2015 Information Processing Society of Japan

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