情報処理学会 インタラクション 2018
IPSJ Interaction 2018

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モバイル端末のためのホバー機能を用いた文字入力支援インタフェース
相吉澤 聖明1,a)

小室 孝1,b)

概要：本稿は，モバイル端末のホバー機能を用いて指の位置に応じてソフトウェアキーボードの一部を拡大することで，文字入力におけるミスタイプを減らすことができる入力支援インタフェースを提案する．
最初に指を検出した位置に拡大中心を固定することにより，指を動かしてもキーが動かないため，安定した選択操作が可能となる．拡大中心を固定した手法，拡大中心を固定しスクロール機能を追加した手法，拡大中心を固定しない手法，通常のソフトウェアキーボードの 4 つの手法で比較評価を行った．その結果，拡大中心を固定した手法は，入力速度は遅くなったが他の手法に比べエラー率が低くなった．これにより，拡大中心を固定することにより，ユーザは安定して選択操作を行うことができ正確にターゲットキーを入力することができることが示された．

A Text Input Support Interface for Mobile Devices
Using a Hover Function
Aiyoshizawa Toshiaki1,a)Komuro Takashi1,b)

Abstract: In this paper, we propose a text input support interface for mobile devices such as smartphones
to reduce mistypes, in which part of a software keyboard according to the position of the finger is enlarged byusing a hover function. By fixing the center of enlargement to the position at which the finger is detected forthe first time, keys do not move even when a user moves his/her finger, which makes it possible for him/her
to select keys stably. we compared four methods: fixing the center of enlargement, not fixing the center ofenlargement, adding a scrolling function, and using a standard software keyboard for reference. The method
in which the center of enlargement was fixed showed the slowest text entry speed, but showed an error ratethat was significantly lower than that of the method in which the center of enlargement was not fixed. This
result shows that fixing the center of enlargement enables users to select keys stably and to input target keys
accurately.

1. はじめにやすい．
この問題を解決する先行研究として，拡大を用いた入力

近年，スマートフォンなどのタッチパネルを搭載したモ支援がある．ユーザがモバイル端末の画面に対してタッチバイル端末は持ち運びがしやすく多機能なため，様々な用またはスワイプ操作を行うことによりキーを拡大して，ミ途で用いられている．しかし，モバイル端末は表示画面がスタイプを減らすことができるインタフェースが提案さ小さく，小さなオブジェクトを選択することが困難であれている．関連研究 [1, 2] は，ユーザは文字を 1 文字入力

る．特に，ソフトウェアキーボードにおいては画面内に小するごとに画面に対してタッチまたはスワイプ操作を行さなキーが密集して配置されているためミスタイプが生じい，キーを拡大する必要がある．そのため，これらのイン

1a)b)

埼玉大学 埼玉県さいたま市桜区下大久保 255
Saitama University 255 Shimo-okubo, Sakura-ku, Saitama
City, 338-8570, Japanaiyoshizawa@is.ics.saitama-u.ac.jp
komuro@mail.saitama-u.ac.jp© 2018 Information Processing Society of Japan

タフェースはキーを拡大するための操作をユーザに強いることになる．一方，吹き出しを用いてタッチした領域の映像を拡大表示するインタフェースが提案されている [3, 4]．
しかし，これらのインタフェースは，ユーザが画面をタッ

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チした後にタッチした領域が拡大表示される．拡大表示後

結果，拡大中心を固定することによって，ユーザは安定しに選択操作を行うため，ターゲットオブジェクトを選択すて選択操作を行うことができ正確にターゲットキーを選択るまでに時間が掛かる．また，1 つのボタンに複数の文字できることがわかった．

を割り当て，ボタンの数を減らして 1 つあたりのボタンサイズを大きくした研究がある．関連研究 [5] は，1 つのボタンに 2 つの文字を割り当て，人差し指と中指の 2 本の指

2. 入力支援インタフェース
2.1 共通機能を使用することで，それぞれの文字を入力することができ

図 1 のように，指を画面に近づけ，端末が指を検出しる．しかし，ユーザは入力する文字ごとに指を切り替えるたとき，指の位置に応じてソフトウェアキーボードの一必要があり，入力までに時間が掛かる．また，関連研究 [6]部を拡大する．指を画面から引き，指が検出されないとは，スワイプ操作を用いて 1 つのボタンに割り当てられた

き，ソフトウェアキーボードは通常表示になる．スマート

複数の文字を入力することができる．しかし，このインタフォンのソフトウェアキーボードのキーは縦長になっておフェースは，キーの配置が従来の QWERTY 配列と異なる

り，キーの横幅が指の幅より短いため，ユーザはターゲッため，ユーザは新しいキー配置を覚える必要がある．

トキーと横方向に隣接するキーでよくミスタイプをする．

静電容量方式のタッチパネルを使用してタッチスクリー

そのため，3 つの拡大手法では横方向にのみソフトウェアン上方の指の位置を取得することができるモバイル端末

キーボードの一部を拡大し，キーの横幅を指の幅より長くのホバー機能がある．ホバー機能を使用して，ユーザが画するために拡大倍率を 2 倍に設定した．ソフトウェアキー面に直接タッチすることなく選択操作を支援するインタボードが拡大される拡大領域は，幅は拡大されたキー 2 つフェースの研究がある．ホバー機能を使用して，ユーザが分であり，縦はソフトウェアキーボード全体である．領域

拡大されたキーを選択することができるインタフェースが内のソフトウェアキーボードが拡大されているとき，全て提案されている [7]．このインタフェースは，ホバー機能がのキーを見えるようにするため，それ以外の領域は縮ませ指を検出している間，指直下周辺のキーを常に拡大する．

る．指を検出している間，指を左右に動かすことによって，しかし，拡大中心が指の動きに伴い移動するため，キーが拡大表示されるキーを変更することができる．

指の動きと反対方向に動く．これにより，不安定な選択操作を招く可能性がある．一方で，拡大中心を固定することにより安定した選択操作を可能にしたインタフェースが提案されている [8, 9]．これらのインタフェースは，指を画面に近づけたとき，ターゲット位置周辺のオブジェクトを拡大する．しかし，いくつかのオブジェクトが拡大されたとき，それ以外のオブジェクトが画面に表示されない．そのため，これらのインタフェースは，次のターゲットオブジェクトが画面に表示されていないとき，ターゲットオブジェクトを探すための余分な操作をユーザに強いることになる．一方で，指の動きに伴い移動するカーソルを画面に表示することにより正確にターゲットオブジェクトの選択

図 1: ソフトウェアキーボードの一部を拡大Fig. 1 Part of the software keyboard is enlarged．

を可能にするインタフェースが提案されている [10]．このインタフェースは，幅 2–3 mm 程度のオブジェクトを選択するときには効果的だが，ソフトウェアキーボードに対しても効果的かどうかは定かでない．

2.2 拡大中心
図 2 のように，端末が指を近づけたとき，拡大中心のそこで本稿では，モバイル端末のホバー機能を用いて指位置から左右にキーが拡大される．拡大中心を固定する手直下周辺のソフトウェアキーボードの一部を拡大すること

法は，拡大中心の位置が移動しないため，拡大中心の位置で，文字入力におけるミスタイプを減らすことができる入に応じてキーの位置が決まる．拡大中心を固定しない手法

力支援インタフェースを提案する．最初に指を検出した位は，指直下に拡大中心が位置するため，指の位置に応じて置に拡大中心を固定することにより，指を動かしてもキーキーの位置が決まる．

が動かないため，安定した選択操が可能となる．拡大中心を固定することの有効性を調査するために，拡大中心を固

2.3 NonFixedBoard

定した手法，拡大中心を固定しスクロール機能を追加しNonFixedBoard は，拡大中心を固定しない手法である．

た手法，拡大中心が固定されていない手法，通常のソフト

拡大中心は関連研究 [7] のように指直下に設定される．拡

ウェアキーボードの 4 つの手法の比較評価を行った．その大中心が指と一緒に動くことで，キーは指の動きと反対方© 2018 Information Processing Society of Japan534

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Center of enlargement

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Board に追加した手法である．スワイプ操作やフリック操作を行うことによって拡大中心を変更することができる．
ターゲットキーが拡大できる領域内にないとき，スワイプ操作やフリック操作を行うことにより領域内に，ターゲットキーを移動させることができる．スワイプ操作では，拡大中心を指の動きと反対方向に指と同じ移動量だけ動かすことができる．図 5(a) は左方向にスワイプ操作を行っており，拡大領域も指と一緒に移動していることを示してい

図 2: 拡大中心
Fig. 2 Center of enlargement．

る．フリック操作では，拡大中心を指の動きと同じ方向に一定量動かすことができる．そのため，図 5(b) のように，ユーザは遠くに位置するターゲットキーをすばやく選択することができる．

aRegion of enlargement
図 3: NonFixedBoard – 拡大中心を固定しない手法
Fig. 3 NonFixedBoard – not fixing the center of enlargement．

b向に移動するため，安定したキー選択ができない可能性がある．図 3 は，拡大中心が H 周辺から K と L の間に移動したことを示す．

2.4 FixedBoard
FixedBoard は，拡大中心を固定する手法である．拡大

図 5: ScrollBoard – (a) スワイプ操作 (b) フリック操作
Fig. 5 ScrollBoard – (a)Swipe operation． (b)Flick operation．

中心は最初に指を検出した位置に設定される．ソフトウェ
アキーボード上の 2 本の赤い線は拡大表示できる範囲を示している．図 4 のように，指を右端に移動させることによって， JやK が拡大される．そのため，ユーザは拡大表示できる範囲内のキーを指を動かすことによって選択することができる．拡大表示できる範囲内にターゲットキーがないとき，一度画面から指を引き，ターゲットキーに指を近づけることによりターゲットキーを選択することができる．

3. 評価実験
4 つの手法を比較するためにテキストコピータスクを用いて被験者実験を行った．比較する手法として，前節で示した 3 つの拡大手法と通常のソフトウェアキーボードを用いた．

3.1 装置
手法は，全て Android アプリケーションとして実装した．Samsung Galaxy S4 スマートフォンを使用した．ス
マートフォンは 1920 × 1080 ピクセルのタッチスクリーンディスプレイを有する．モバイル端末のホバー機能を使用することによって，タッチスクリーン上方約 2 cm 以内の指の位置を取得することができる．キーボードは，Google

Region that can be enlarged

日本語入力アプリケーションの QWERTY 配列のソフト

図 4: FixedBoard – 拡大中心を固定する手法

ウェアキーボードを使用した．図 6 のように，入力フレー

Fig. 4 FixedBoard – fixing the center of enlargement．

ズとユーザが入力したフレーズはキーボード領域の上部に表示される．入力フレーズは，MacKenzie & Soukoreﬀ のフレーズセット [11] から事前に選択した 30 フレーズ中か

2.5 ScrollBoard
ScrollBoard は，スワイプ操作とフリック操作を Fixed-© 2018 Information Processing Society of Japan

らランダムに表示される．参加者がタイピングに集中できるように，全てのフレーズは句読点と記号を含まず，小文

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字のみで構成される．

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2018/3/5( 2 ) 非利き手の指で端末を覆わないように持つこと( 3 ) 入力フレーズを覚えてからタイピングを始めること

Phrase entered by a user

( 4 ) ミスタイプは修正すること
ただし，2 回以上連続で backspace キーを入力する必要がある場合は無視して，入力を続けること( 5 ) できるだけ速くかつ正確に入力を行うこと

Presented phrase

また，ScrollBoard と FixedBoard を区別するために，Scroll-Board を使用するときは，指を引いて拡大中心を変更する操作を禁止した．各ブロックを始める前に，1 分間練習時間を設けた．また，参加者が疲労を感じたときは，ブロック間で最大 3 分間休憩を取ることができるようにした．実験終了後，参加者に対してアンケートを実施した．

3.5 結果図 6: 実験時の画面
Fig. 6 Appearances on the screen in the user study．

ミスタイプによるエラーのみを計測するために，単語の入力し忘れやフレーズと明らかに異なる単語が入力されたものは取り除いてエラー率を算出した．図 7は，テキストコピータスクの入力速度とエラー率を示し3.2 設計たものである．入力速度に関して，ANOVA による分析

実験は 4 (手法) × 3 (ブロック) の被験者内計画である．の結果，手法 (F (3, 33) = 93.89, p < .001) とブロック独立変数は，手法とブロックである．手法による手順につ(F (3, 33) = 12.38, p < .001) に有意差があり，交互作用りあいを持たせるために，ラテン方格を使用した [12]．入(F (6, 66) = .369, p > .05) には有意差はなかった．Holm-

力速度として word per minute (WPM)，エラー率としてBonferroni 法による事後比較の結果，全ての手法間に有意差

total error rate (TER) を使用した．WPM は，1 単語をスがあった．図 7 から通常のソフトウェアキーボードが最もペースを含む連続した 5 文字とした．TER は，参加者が速く，続いて NonFixedBoard， ScrollBoard， FixedBoard

転写中に修正したミスタイプと修正しなかったミスタイプの順であった．

をあわせたものをミスタイプ数とした [13]．入力時間は，また，エラー率に関しては，ANOVA による分析の結1 文字目が入力されたときから最後の文字が入力されたと果，手法 (F (3, 33) = 6.173, p < .001) に有意差があっきまでの時間とした．

たが，ブロック (F (3, 33) = 2.602, p > .05) と交互作用(F (3, 33) = .644, p > .05) には有意差はなかった．Holm3.3 参加者

Bonferroni 法による事後比較の結果，通常のソフトウェア参加者は 12 名 (全て男性)，年齢は 21-25 歳 (平均: 22.6

キーボードと FixedBoard，通常のソフトウェアキーボード歳， 標準偏差: 0.95) である．参加者は，全員英語のネイと ScrollBoard，NonFixedBoard と ScrollBoard の間に有ティブスピーカーではない．参加者は，全員定期的に PC意差があった．図 7 から ScrollBoard は通常のソフトウェのキーボードを使用しており，タッチパネルを搭載したス

アキーボードと NonFixedBoard より低いエラー率であっマートフォンを所持していた．11 名が右利き，1 名が左利た．また，FixedBoard は通常のソフトウェアキーボードきであった．

より低いエラー率であった．

3.4 手順実験中，参加者は椅子に座った状態で入力を行った．実

4. 考察
4.1 入力速度

験は，参加者 1 人あたり約 1 時間行った．初めに，各参加

NonFixedBoard は通常のソフトウェアキーボードより者に対して，簡単に実験の目的を述べた．各参加者は，1入力速度が遅かった．NonFixedBoard は，ユーザに拡大中

つの手法につき 3 ブロック行う．1 ブロックは，5 フレー

心を変更する操作を強いることがないため，通常のソフトズで構成される．各参加者に対して，4 つの手法を短いデウェアキーボードと同様に操作することができる．しかし，モンストレーションを通して説明した．また，参加者に対拡大中心が固定されていないためユーザは安定してキーをして以下のように指示した．

選択することができない．そのため，ユーザは慎重にター( 1 ) 非利き手で端末を持ち，利き手の人差し指で入力を行ゲットキーを選択する必要があり，通常のソフトウェア

うこと© 2018 Information Processing Society of Japan

キーボードより遅くなったと考えられる．ScrollBoard は536

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25

423

3.5
319

TER [%]

Speed [wpm]

21

17
15
13
11

2.5
21.5

91750.5
ϭϮϯϭSoftwareKeyboard

NonFixedBoardϮϯ

BlockBlock
FixedBoardSoftwareKeyboard

ScrollBoard

NonFixedBoard

FixedBoard

ScrollBoard

図 7: 各手法における入力速度とエラー率 (エラーバーは標準誤差を示す)
Fig. 7 Text entry speed and error rate in each method. (Error bars show standard
errors.)NonFixedBoard より入力速度が遅かった．これは，スワ参考文献

イプ操作やフリック操作により拡大中心を変更する必要が[1]あったためである．また，ソフトウェアキーボード上でスワイプ操作やフリック操作を行うことがユーザになじみがなかったためと考えられる．ScrollBoard は FixedBoard[2]

より入力速度が速かった．この結果から，拡大中心を変更するとき，画面から指を引くよりもスワイプ操作やフリック操作を行ったほうがすばやくキーを選択できることが示

[3]

された．
[4]

4.2 エラー率
FixedBoard と ScrollBoard のエラー率が低いことから，[5]拡大中心を固定することによりユーザは安定してキーを選択することができたといえる．また，ソフトウェアキーボードの一部を拡大することにより，ターゲットキーと横[6]方向に隣接するキーでのミスタイプを減らすことを可能にした．拡大中心を固定しないことは，ミスタイプ数の増加を招いた．

5. まとめ[7][8]

本稿では，モバイル端末のホバー機能を用いて指直下周辺のソフトウェアキーボードの一部を拡大することで，文[9]

字入力におけるミスタイプを減らすことができる入力支援インタフェースを提案した．実験結果から，ソフトウェアキーボードの一部を拡大し，拡大中心を固定することによ[10]

りミスタイプが減少した．これにより，拡大中心を固定することによりユーザは安定して選択操作を行うことがで[11]き，正確にターゲットキーを入力することができることが示された．今回提案したホバー機能を使用して拡大する技[12]

術は，視力が悪い人や慎重に選択操作を行う必要があるアプリケーションに対して有益な技術であると考えられる．
今後の課題として，入力速度を改善するために拡大倍率や拡大領域を変更して，拡大中心を固定した手法のパラ[13]

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© 2018 Information Processing Society of Japan537