2vagr,
По делу - без подковырок :
Надо выяснить в каком спектральном (цветовом) диапазоне лучше "шевелиться".
Сходите в казино с прибором ночного видения - посмотреть что делается в ИК (ИнфраКрасном) диапазоне, насколько засвечено? При лампах накаливания будет как и в видимом, т.е плоховато. При лампах дневного света должно быть "темно" в ИК, зато жуткое моргание (100 Гц) в видимом.
Очевидно подсвечивать шарик нужно в ИК, светодиодом с частотной накачкой в несколько Мегагерц.
Прибор - мини "подзорная труба" Объектив-Диафрагма(отверстие) в фокусе-Окуляр - для "прицеливания". внутри "трубы", по бокам диафрагмы(отверстия) два фотодиода и усилитель резонансный на частоту подсветки - отстроиться от прочих засветок и помех. Далее пороговый детектор, с выведенным (потенциометр) регулятором порога.
Навел на место (без шарика) с помощью оптики, подкрутил порог до ПРОПАДАНИЯ сигнала. Появившийся (пусть справа) блестящий шарик добавит отраженного сигнала сначала в левый фотодиод (запуск таймера) потом, после прохождения центра, в правый фотодиод - останов таймера.
Сделать можно в виде старенькой дешевой видеокамеры - не будет привлекать внимания
Удачи.