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RolBo - 巻ける電光掲示板の開発
鎌田峻輔†1湯村翼†1

概要：電光掲示板は，視認性に優れた情報掲示機器であり，様々な場面で活用される．壁などに固定して掲示するのが一般的な使い方であるが，気軽に持ち運んで使用することができれば，電光掲示板の活用の場は広がる．そこで本
研究では，巻き取ることができる電光掲示板 RolBo の開発を行う．RolBo は，メジャーの仕組みを参考にして設計した．非使用時には筐体にコンパクトに格納され，必要な時に引き出して使用する．8 本の LED テープを用いて RolBoのプロトタイプ実装を行った．筐体は 3D モデリングソフトで設計し，3D プリンタで出力した．LED テープに任意の文字列を表示する制御プログラムを Arduino Uno に実装した．RolBo の有用性を検証するために，被験者に使用感をたずねる評価実験を行い，サイズ感や携帯性に関しておおむね良い評価を得た．より小型でバッテリーを持つマイコンを使用すれば，RolBo の携帯性をさらに高めることができるだろう．

1. はじめに電光掲示板の形状は，駅や空港内で見られる板状の製品が主流である．また，東京証券取引所などで採用されている円筒状の製品が存在する．電光掲示板の利点として，以下の３点が挙げられる．第一に遠隔操作で情報が更新できる点．第二に文字に色や動きを付けられるため注目を集めやすい点．第三に文字が発光するため，暗所であっても視認性が高い点である．欠点として，以下の２点が挙げられる．主に固定して使うため，持ち運びできない点．コンパ

図 1

文字を表示した RolBo

クトに収納できない点である．
本研究では，既存の電光掲示板の特性を生かし，持ち運しているため，携帯性に優れている．株式会社シロ産業のびしやすくコンパクトに収納できる機能を持った電光掲示

フレキシブル LED 電光掲示板を使って RolBo を設計する

板 RolBo を開発する．RolBo は巻き取って収納することがことも可能である．ユーザが自由に行数と列数を選択でき可能である．そのため，携帯性が備わっている．

るようにするため，RolBo では LED テープを用いた．

3D プリンタで出力した筐体と LED テープ，焼き入れリボン鋼を組み合わせて RolBo を製作した．巻取り機構の設計と実装を行った後に，評価実験を行った．

2. 関連研究3. RolBo
3.1 概要
RolBo にはコンパクトに収納する手段として，半自動でディスプレイを巻き取ることができる機能を搭載する．こRolBo に類似する既存の製品として，株式会社シロ産業の機能の実現には，メジャーの構造を参考にした．そのたのフレキシブル LED 電光掲示板 [1]が存在する．この製品

め，RolBo はメジャーと同じく使用できる．この仕組みを，は，布素材に LED を埋め込んでいるため，自由な形に変形

本稿では「巻取り機構」と呼ぶ．

させて使用することが可能である．対象に巻きつけることLED テープライト（LED テープ）を用いてディスプレイで，その物体をディスプレイ化させることができるを実装する．RolBo の構成には，LED テープと，それを格CoiLED Display [2]も提案される．また，Fujikake らの，フ納する筐体を用いて実装する．図 1 は文字を表示した

レキシブルディスプレイ [3]も提案される．一般的な液晶

RolBo の画像である．ディスプレイに表示する文字は，LEDパネルは，液晶をガラス基板で挟み込む設計がなされていテープと接続されるマイクロコントローラ（マイコン）がる．この研究では，ガラス基板を曲げ耐性をもつプラスチ制御する．

ック基板に置き換えることで，フレキシブルディスプレイ

RolBo の筐体を，3D モデリングソフトウェア Blender でを実現した．これらの製品および研究では，自動で巻き取設計した．そして，設計した 3D モデルを，3D プリンタでる仕組みは搭載していない．RolBo は，巻取り機構を搭載出力した．RolBo の実装には，マイコン，LED テープ，焼†1 北海道情報大学© 2024 Information Processing Society of Japan221情報処理学会 インタラクション 2024IPSJ Interaction 2024

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図 3設計した筐体

この筐体を 3D プリンタで出力する．出力した筐体に，焼き入れリボン鋼と LED テープを格納して巻取り機構を実現した．焼き入れリボン鋼とは，メジャー内殻の内部で使
図 2

RolBo の使用イメージ．(a) 収納時の RolBo，(b)はLED テープを引き伸ばした状態の RolBo
き入れリボン鋼，筐体を使用した．
RolBo を使用する際は，LED テープの先端を引っ張り出し，ストッパーで固定する．収納する際は，ストッパーを緩めて LED テープを巻き取る．RolBo に表示させる文字は，マイコンのファームウェアに書き込む．LED テープの電源もマイコンが担う．
本研究で制作した RolBo は 1 つに付き，4 行の LED テープを格納した．図 2 に RolBo の使用イメージを示す．なお，2 個の RolBo を組み合わせて使用している．ディスプレイとして機能させるために，RolBo を複数組み合わせて使用する．ディスプレイに表示する文字は，LED テープと接続されるマイコンが制御する．LED テープの行数と列数は変更可能である．
3.2 ソフトウェア
LED テープの制御プログラムを，マイコンのファームウ用されている部品である．鋼帯の一種であり，強度，靭性，弾性に優れている．メジャーに格納されたテープを引っ張ることで，内殻内部に格納された焼き入れリボン鋼が収縮する．収縮した焼き入れリボン鋼が元に戻ろうとする力によって，巻取り機構が実現できる．
今回使用した LED テープは，前面全体が弾力のある樹脂の膜で覆われている．この膜は，摩擦係数が大きいため，内殻に LED テープを巻きつけて収納すると滑らかに取り出すことができなくなる．布に LED テープを張り付けて，布ごと筐体に収納することで摩擦係数を小さくすることに成功した．1 つの RolBo に複数本の LED テープを格納すると，それぞれが散らばるためデジタルサイネージとして使いにくくなる．布に張り付けて固定することで，LED テープを散らばりにくくできる．この結果，布を用いる前と比べて，滑らかに LED テープを取り出すことができた．

4. プロトタイプ
4.1 概要ェアとして実装した．制御プログラムでは，表示させる文巻取り機構の実現可否を確認するためにプロトタイプを字列の形状を，LED に対応する 2 次元配列として保持する．

実装した．マイコンには Arduino Uno R3 を使用し，LED テ

この 2 次元配列の値に応じて，個々の LED の点灯を制御

ープはフルカラーシリアル LED WS2812B が搭載されたもする．LED テープの行数と列数の変更も，制御プログラムのを使用した．プロトタイプでは，LED テープコネクタとを書き換えることで対応できる．

ジャンパワイヤを用い，ブレッドボードを介してマイコン

3.3 ハードウェアと接続した．筐体と焼き入れリボン鋼，LED テープを組みメジャーの仕組みを参考に RolBo の筐体設計を行った．
RolBo の筐体は，内殻と外殻に分けて設計した．図 3 の内立てた画像を図 4 に示す．
4.2 設計殻は，外殻中央にある突起にはまる．内殻は LED テープを合計 8 回筐体を設計した．3D プリンタで出力した筐体

巻きつけ，LED テープを引っ張った際回転する役割を持つ．と焼き入れリボン鋼，LED テープを組み合わせて巻取り機

外殻は，内殻を固定し LED テープが筐体から飛び出さない構が実装できているのかを確かめた．第１版から第 8 版でようにする役割を持つ．設計した筐体の画像を図 3 に示す．

制作した筐体の画像は図 5 に示す．

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アルキメデスの螺旋構造では，LED テープを滑らかに引き出すことはできなかった．アルキメデスの螺旋構造を用いた筐体では,螺旋状の壁に沿って焼き入れリボン鋼とLED テープが格納される.LED テープの先端を引っ張った際に，LED テープから螺旋状の壁に対して垂直方向の力が加わる．それが大きな摩擦力を発生させ，滑らかに引き出すことを妨げた．
メジャーに搭載されている巻取り機構は，内殻と外殻に筐体を分けることで実現されている．内殻に巻きつけて接続させたテープを引っ張ることで内殻が回転する．回転す
図 4

組み立てた RolBo の内部写真ることで，内殻内部に格納されている焼き入れリボン鋼が収縮する．テープを離すと，焼き入れリボン鋼が弾性変形

第 1 版では，メジャーの内部部品を筐体に組み込む手法をとった．内部部品に LED テープを巻きつけ，筐体に格納によって元の形に戻ろうとする．この力によって，テープの巻取りが行われている．

した．LED テープの先端を筐体から出した．LED テープを

第 7，8 版の設計では，筐体を内殻と外殻に分ける手法を引っ張ってみたが，焼き入れリボン鋼が収縮しなかった．

とった．2.3 節に記載した筐体は第 8 版の設計である．外殻収縮しなかった原因として，焼き入れリボン鋼の端を固定に内殻を固定する突起をつけた．この突起は焼き入れリボできる構造ではなかったことが挙げられる．焼き入れリボン鋼を固定する役割も担っている．内殻に LED テープを巻ン鋼を固定し，反対側の焼き入れリボン鋼を引っ張ることきつけて組み立てたところ，おおむね巻取り機構を実装すで弾性変形が実現できる．しかし，焼き入れリボン鋼を固ることができた．

定できる構造を有していなかったため，巻取り機構が実装

4.3 課題できなかった．
第 2 版では，筐体の外側にハンドルを取り付け，手動でLED テープを巻き取る手法をとった．ハンドルの耐久性に本研究で制作した筐体では，基本となる巻取り機構が実装できた． 4 点の課題が判明した．そのうち，以下に示す
最初の 2 点は，重要度の高い課題である．

難があり，巻取り機構を動作させる実験を数回行った結果，

1 つ目は，過度に LED テープを引っ張り，必要以上に内根元からハンドルが折れた．ハンドルを数倍大きくするこ

殻を回転させると LED テープを再び巻き取ることができとで耐久性は担保されると考えた．しかし，コンパクトになくなる点である．巻取り機構を駆動させると，焼き入れ収納できるというコンセプトから反するため，筐体設計のリボン鋼が収縮する．収縮した焼き入れリボン鋼が内殻か変更を決断した．第 1 版と第 2 版の設計を経て，次の問題ら飛び出さないように，内殻の側壁にくぼみをつけている．

点が判明した．LED テープを引き出す際，直方体状の筐体今回制作した筐体では，このくぼみが浅いため，収縮するに開けた穴に引っかかり滑らかに取り出せなかった．筐体とくぼみから外れてしまう．そのため，LED テープの巻き内部の壁を曲面状にし，LED テープを壁に沿うように格納取り時にひっかかることがある．

することで滑らかに取り出せるようになると考えた．

2 つ目は，LED テープを収納している際，内殻が偏って第 3，4 版の設計では，焼き入れリボン鋼の端を固定できしまう点である．直線状に真っすぐ伸びている状態が焼きる構造にした．LED テープを格納する空間が足りなかった入れリボン鋼の標準形状である．この形状のまま，筐体にため，第 5 版以降の設計ではこの点を改善できる設計が必組み込んで巻取り機構を実装した．そのため，LED テープ要だとわかった．焼き入れリボン鋼を収縮できると思われが収納されているかどうかにかかわらず，常時元に戻ろうる構造にしたが，うまく収縮できなかった．とする力が内殻の外側に向けて働いている．この作用によ

第 5，6 版の設計では，第 3，4 版の設計に加えてアルキって内殻が偏っている．内殻を回転させている間は偏りがメデスの螺旋構造を採用した．LED テープを収納する空間多少収まる．焼き入れリボン鋼が収縮し，元に戻ろうとすを拡張するためである．しかし，巻取り機構の実現には至る力が押さえつけられているからである．偏りがあるためらなかった．第 1 版から第 6 版と設計を繰り返してきたが，LED テープを引っ張った際，きしむような音が発生する．

いずれも構想している巻取り機構の実現には至らなかった．

また，巻取り機構が滑らかに動かない原因の一つだと考え制作した筐体の問題点を見つけ，その問題点を解決する方られる．

法で設計を行った．しかし，この手法だと巻取り機構の実3 つ目は，巻取り機構の駆動に時間差が生じてしまう点現が困難であることが判明した．そのため，改めてメジャである．巻取り機構は内殻を回転させることで，内殻に格ーの内部構造を分析した．その結果，筐体単体で巻取り機納した焼き入れリボン鋼を収縮させて動かしている．今回構を実現することは困難であると結論付けた．

制作した筐体では，LED テープを格納する空間が余分に広© 2024 Information Processing Society of Japan223

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図 5

第 1 版から第 8 版で設計した筐体

い．LED テープを収納すると，空間いっぱいに広がる．LED
テープを引っ張ると，広がってしまった分の LED テープが出るためこの問題が発生した．の大きさは，横幅 26cm，縦幅 9cm である．
アンケートは，Google フォームを利用した．回答者数は24 名であった．アンケートの項目は，選択式と自由記述の4 つ目は，筐体にストッパーを内蔵させることができな2 種類を採用した．アンケートの項目を表 1 に示す．選択かった点である．構想段階では，筐体にストッパーを搭載式の質問の回答結果を図 6 に示す．選択式の質問はすべてさせる予定であった．したがって，ストッパー無しで評価必須回答とした．使いやすいかなど，5 段階リッカート尺実験を行った．

度を用いて評価を行った．自由記述はすべて任意回答とし

1 つ目の修正案は，内殻につけたくぼみを深くすることた．今回の評価実験では，RolBo の有用性について検証すが挙げられる．深くすることで，焼き入れリボン鋼が外れるものである．

にくくなると思われる．2 つ目の修正案は，焼き入れリボ

5.2 文字の見やすさ

ン鋼を円形に変形させてから内殻に格納することである．

Q1 「RolBo に表示されている文字は見やすいと感じま円形に変形させることで，LED テープが収納されている状したか．」(1.見づらい ～ 5.見やすい)の 5 段階評価の回答態であっても，筐体が偏ることがなくなると推測される．

は，平均値 3.375(標準偏差 0.77)だった．3, 4 に回答が集中

3 つ目の課題は，外殻となる筐体のサイズを縮小させるこしていることから，見やすくも見づらくもないという中間とで解決できる．縮小させることで，内殻と外殻の間にあ的な評価を得ることができた．しかし，自由記述の回答でる無駄な空間が小さくなるため，LED テープが常時きつくは，以下のようなネガティブなコメントがみられた．

巻かれる．LED テープを取り出すと同時に，巻取り機構が⚫

「動いているため見にくい気がする」駆動することが推測される．以上の課題が残されるものの，⚫

「（2 つの RolBo の）間に隙間があるから文字が読みRolBo のもっとも重要な機能である巻取り機構の実装はほぼ達成された．

づらいと感じた．」⚫

は若干見づらいと感じた．文字同士の間隔がもう少5. 評価実験
5.1 概要北海道情報大学の学部生，教職員計 24 名を対象に RolBoの評価実験を行った．実験手順は以下のとおりである．
1.
2.

「「H」「I」のように，形の似た文字が並んでいる時し広ければより読みやすくなると思う．」⚫

「ドットが荒いので読めなくはないがもう少し距離を置きたいと思った」

自由記述は全 16 件の回答が得られたが，明らかにポジテ

RolBo の LED テープに文字を流し，被験者に観察しィブな評価をしているコメントは存在していなかった．こてもらう．のような結果となった原因は，2 点考えられる．1 つ目は，RolBo に搭載した LED テープを引っ張ってもらい，文字が逆方向に表示された点である．HIU と表示する予定

巻取り機構を体験してもらうであったが，プログラムの問題で UIH と逆順表示された．

評価実験を行った際の RolBo の画像を図 1 に示す．評価実

2 つ目に，表示した文字が I の場合 1 列 6 行で，U の場合 4験では RolBo を 2 つ組み合わせた．この際の LED テープ列 6 行とサイズをそろえずに描画させたことである．また，© 2024 Information Processing Society of Japan224

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表 1

被験者へのアンケートの質問項目番号質問

選択肢

Q1

RolBo に表示されている文字は見やすいと感じましたか．

1. 見づらい ～ 5. 見やすい

Q2

【任意回答】その理由について，ご意見をお聞かせください．

自由記述

Q3

LED テープはスムーズに取り出すことができましたか．

1. スムーズに取り出せなかった～ 5. スムーズに取り出せた

Q4【任意回答】その理由について，ご意見をお聞かせください．

自由記述

Q5

今回制作した RolBo のコンセプトモデルは卓上での使用を想定してい1. 使いにくい ～ 5. 使いやすいます．使用してみて，使いやすいサイズだと感じましたか．
Q6【任意回答】その理由について，ご意見をお聞かせください．

自由記述

Q7

【任意回答】RolBo のユースケースとして，卓上・イーゼルでの使用を自由記述想定しています．LED テープの柔軟性を活かし，丸い構造物に巻きつけて使うことも可能です．その上で，他にユースケースとなりそうな例があれば，ご意見をお聞かせください．
Q8【任意回答】その例では，どの程度のサイズ感が適切だと感じるか，ご自由記述

意見をお聞かせください．
（記述例）立て看板に貼り付けて使用：A4 サ
イズ
Q9【任意回答】現在 Arduino を介してコンパイルを行うことで，文字の更自由記述新が反映されます．今後，スマートフォンのアプリなどを介して，文字の更新ができる機能を検討しています．この他に，どのように文字が更新できるとつかいやすく感じますか．
Q10

RolBo が商品化されたら使ってみたいと思いますか．

1. 使用したくない ～ 5. 使用してみたいQ11【任意回答】どのような点が使用してみたいと感じましたか．

自由記述

Q12

【任意回答】どのような点が使用したくないと感じましたか．

自由記述

Q13

【任意回答】RolBo に関するご意見・ご提案などありましたら，ご自由

自由記述にお聞かせください．
I を 1 や l と見分けがつかない状態で表示させた．以上の点の使用を想定しています．使用してみて，使いやすいサイが，ネガティブなコメントにつながったと思われる．

ズだと感じましたか．」（1.使いにくい ～ 5.使いやすい）の

5.3 LED テープはスムーズに取り出せたか

5 段階評価の回答は，平均値 4.04（標準偏差 0.81）だった．

Q3 「LED テープはスムーズに取り出すことができましたか．」（1.スムーズに取り出せなかった ～ 5.スムーズに平均値と同じく，次のようなポジティブなコメントが多くみられた．

取り出せた）の５段階評価の回答は，平均値 3.54（標準偏⚫

「そこまで邪魔にならないと思った．」

差 1.14）だった．全体的に評価が散らばっていた．自由回⚫

「程よい大きさだったから」答の記述欄より，次のようなポジティブなコメントがみら⚫

「ある程度持ち運びが可能なサイズと考えたから」れた．
⚫

一方で，「サイズは問題無いが，漢字を表示しようとすると「特にストレスになるような引っ掛かる感じが無か大型化してしまうと思った」というコメントがみられた．

ったです．」

5.5 使ってみたいと思うか一方で，ネガティブなコメントも見られた．

Q10 「RolBo が商品化されたら使ってみたいと思います⚫

「戻す時にスムーズではなかった」

か．」（1. 使用したくない ～ 5. 使用してみたい）の５段階⚫

「途中詰まったりした」

評価の回答は，平均値 3.79（標準偏差 0.78 であった）．全以上より，今回制作した巻取り機構では安定性に欠けてい体の傾向として，やや使用してみたいに落ち着く形となっることがわかった．3.3 課題で述べた改善を行う必要性があた．自由記述の回答欄より，次のようなポジティブなコメる．

ントがみられた．

5.4 使いやすいサイズであったかQ5 「今回制作した RolBo のコンセプトモデルは卓上で© 2024 Information Processing Society of Japan⚫

「持ち運びや設置が自由にできるため」⚫

「自由に形状を変えられそうだから」225

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電光掲示板は，解像度が低いため，表示できる情報が限られる．フレキシブルディスプレイ [3]を用いれば，より多くの情報を掲示できる巻き取り式のディスプレイをつくることができるだろう．

7. 参照文献[1] 株式会社シロ産業, “フレキシブル LED 電光掲示板/M2539FB-2R/測定/包装/物流/専門,” [オンライン].
Available: https://shop.webshiro.com/item/M2539FB-2R/.
図 6

アンケートの選択式設問の回答結果[2] 鈴永 紗也, 藤田 和之, 白井 僚, 伊藤 雄一, “CoiLED
Display: 対象に巻きつけ可能なストライプ状フレキシ⚫

「持ち運びが容易な電光掲示板で，注意を引くのにブルディスプレイ”, 日本バーチャルリアリティ学会

便利だと思った．」

論文誌, Vol.26，No.4，pp.230-240, 2021.

これらのコメントから，携帯性という RolBo のコンセプト[3] Hideo Fujikake, Hiroto Sato, Takashi Murashige,が伝わったことがうかがえる．一方で，次のようなコメン“Polymer-stabilized ferroelectric liquid crystal for flexible

トも見られた．

displays,” Advanced Ferroelectric Liquid-Crystal, Volume⚫

「まくのをもう少しスムーズになれば更にいいなと25, Issue 1, Pages 3-8, 4 May 2004..

感じます」
⚫

「日常的に使う場面が今のところ思い当たらないた
め．何か商用的な使い方が思いつけばとても良い物だと思う．」⚫

「使用する場面がまだ具体的に想像できなかった．」

以上より，具体的なユースケースを想起させられなかったことがわかった．

6. おわりに今回の実証実験では，Arduino Uno と LED テープを使用した．Arduino Uno にはバッテリーが内蔵されていない．そのため，使用する際は電源と常に接続する必要がある．バッテリーが内蔵されているマイコンを使用することで，電源と接続しなくとも使えるようになるため，利便性が向上する． LED テープコネクタとジャンパワイヤを使い，ブレッドボードを介して Arduino Uno と接続した．しかし，ジャンパワイヤが外れやすく，ジャンパワイヤの接続不良によって文字が表示されなくなる場面が多々見られた．そこで，ユニバーサル基盤を利用することで，ジャンパワイヤを固定することができる．現在の RolBo では，収納されている LED を引っ張り，マイコンと接続する必要がある．
筐体の内部にマイコンを内蔵し LED テープと接続することで，この手間を省略することができる．したがって，さらなる利便性の向上が期待できる．
ターゲット層は，野外イベントなどの出店者を想定している．電飾スタンド看板は，広告デザインが描かれた電飾フィルムに光を当てて発光させるため，動きのある表現はできない．そこで，RolBo を電飾スタンド看板と合わせて使うことで，動きのある表現を部分的に導入することが可能となる．

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