2 光線銃と電子標的を作る 2 光線銃と電子標的を作るシューティング・ゲームの電子銃で電子メロディを鳴らせ！清田公保ゲーム・センタでお馴染みの光線銃によるシューティング・ゲームを作りました．標的は，バトル・サウンドICと電子メロディICを利用して，命中すると標的ごとに異なるメロディが流れて楽しめます．強い可視光線を発する光線銃を用いて，光センサが取り付けられた標的を狙い撃つ光シューティング・ゲームです．て使われています．レーザー光は，光が拡散せず合物半導体で，光を当てることで半導体内に光量にほぼ一点の光束として照射されるため，会議なに比例した自由電子が発生し，抵抗値が下がる特どの指示棒や建設現場での位置合わせのための性を示します．光量変化に対する抵抗変化が大きレーザー・ポインタとしても利用されています．いのが特徴ですが，光に対する応答速度は比較的光の拡散がほとんどないことから，到達距離は一遅いのが欠点です．おもに光量を抵抗値に変換す般の光源に比べてはるかに長く，光のスポットもる素子として，ゆっくりした変化の検出に利用さ小さいため，高い精度が得られる利点があります．れます．使用の際には極性がないので，一般の抵ただし，光のエネルギーが一点に集中するため，抗と同じように使えます．人に向けると最悪の場合，失明の危険があり，取フォト・ダイオードは，光を電流に変換する光り扱いには十分注意しなければなりません．このセンサです．光を当てると光量に比例した逆電流ためレーザー光を用いた競技用の光線銃では，対が流れます．このように，光エネルギーによって象となる標的に向けたときだけ発光するような安半導体の接合部に電圧が現れる現象を光起電力効全対策がとられているものもあります．果といいます．この性質を光センサとして利用しそこで，今回は入手しやすさと安全性も考慮しています．入射光に対する直線性に優れていて，て豆電球（ニップル球）を光源とします．感度波長範囲が広く小型・軽量・長寿命であるなどの特長があります．光の有無の検出，光の強弱 1.2 光センサと標的の受光部 1．光線銃のしくみの測定，位置検知などに使用されます．フォト・トランジスタは，写真2-2 のような外まざまな周波数を含む光で，図2-1 に示すように光線銃から出た光をキャッチする標的について観で，フォト・ダイオードの出力をトランジスタ光源を中心にして四方八方に拡散します．光線銃説明します．電子回路で光が対象物（標的とされで増幅する構造となっています．フォト・ダイとして用いるためには，その光を集光するためにる位置）に当たったことを検知するには，CdS，オードより数倍感度の高い光センサで，現在最も SFや映画・テレビ・ドラマなどでお馴染みの光凸レンズを設けて到達距離を伸ばすようにします．フォト・ダイオード，フォト・トランジスタなど広く使用されている受光素子です．線銃は，百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』この場合は，レンズの焦点距離などにも影響されの光センサが使われます．どれも光があたると電によれば，「光線（または光に近い波長域の電磁ます．気的な特性が変化することで光を検知します． 1.1 光線銃と光源の種類波）を投射する装置」のことをいいます．ゲーム・さらに実用的な光線銃としては，レーザー光と CdS は，写真2-1 のような外観で，受ける光のセンタでもライフルの形状をしたものや，いかに呼ばれる単一の周波数（波長）をもつ光（コヒーレ量に応じて内部の電気抵抗が変わる光導電素子でも SF の世界から飛び出したような奇抜なデザイント光と呼ばれる）を用いたものが，競技用としす．硫化カドミウムの光の吸収特性を利用した化以上の特性を考慮して，光線銃の閃光を受信する受光素子には，感度が良いことと応答速度が早いことから今回はフォト・トランジスタを使用することにします．フォト・トランジスタの負荷抵抗を大きくすれンのシューティング・ゲームに子供から大人までが夢中になったものです．遊びに用いる光線銃は，古くはストロボ・ライふつうの光源は拡散する写真2-1 CdSの外観凸レンズによる集光到達距離を伸ばす ①光があたると抵抗値が下がる ③LEDが点灯トやフラッシュ・バルブを使ったものが考案され， CdS ある程度強い可視光線を発生させるものがゲーム・メーカから「光線銃」というシリーズで 1970 年代に発売されています．またゲーム・センタ用のアーケード・ゲームでも，強い可視光線を発す 5V 光線銃 B 凸レンズ VR レーザー光は単一周波数で位相が揃っているためほとんど拡散しない一般に，懐中電灯や照明に用いられる電球はさ 82 2SC 1815 E ②ベース電位が上がるのでトランジスタがON る光線銃で，もっぱら標的に付けられた光センサを狙い撃つものが開発されています． C （a）CdSによる光点灯回路の例レーザー・ポインタ図2-1 光源の違いによる到達距離の変化写真2-2 フォト・トランジスタの外観 2008 February ③NOT素子で反転ベースの電位が5VになりトランジスタがON ②GND とつながりベースの電位が 0Vになる VR 5V RB ④LEDが点灯 2SC 1815 B TPS フォト・ 601 トランジスタ C E ①光があたると光起電力効果による電流が流れる（b）フォト・トランジスタによる光点灯回路の例図2-2 光センサーを用いたLED点灯回路 83