モバイル学会

原著論文

照度環境および水晶体白濁度に着目した
モバイル端末の可読性評価
岩田 光平 1), 石井 佑樹 1)，松波 紫草 1)，
石尾 暢宏 1)，小嶌 健仁 1), 2)，宮尾 克 1)
1)

名古屋大学情報科学研究科，2) 中部学院大学

Evaluations of Readability for Mobile Devices Focusing
on Environmental Illuminance and Cataract Cloudiness
Kohei IWATA1), Yuki ISHII1), Shigusa MATSUNAMI1),
Nobuhiro ISHIO1), Takehito KOJIMA1), 2), Masaru MIYAO1)
1)

Nagoya University Graduate School of Information Science, 2) Chubu Gakuin University

Abstract: Recently, e-book market in Japan was recorded the largest ever. With the spread of mobile devices ande-book markets, people of all ages have come to use the electronic contents. One survey found that 66 - 83 % of
people in their 60s, 84 - 97 % in their 70s and 100 % in their 80s or older had cataracts. In this study, we focusedon the effects of cataract cloudiness on the readability of e-books. We carried out experiments to evaluate thereadability of e-readers with different levels of cataract cloudiness by using different display systems. We used
two types of e-paper (Amazon Kindle Paperwhtie and SONY Reader), one tablet device (iPad), and ordinary paper
text. In the experiments, we conducted evaluations under staged illuminance conditions. The results of theexperiments showed that the readability of e-books affect both of cataract cloudiness and illuminance conditions.

Keywords: e-paper, front-light, readability, illuminance, cataract cloudiness
キーワード: 電子ペーパー，フロントライト，可読性，照度，水晶体白濁度

1. はじめにまた，モバイル端末は，利用者が持ち運び，様々な環境下で利用することが想定されるため，照度環境の違いによる可読

近年のディスプレイ技術の発達は著しく，タブレット端末や
電子ペーパー端末などで質の高いコンテンツを利用できるよ
うになってきた．コンテンツの中で電子書籍に着目すると，2014 年度の調査では日本における電子書籍の市場規模は過去最大を記録したと推計され，今後も引き続き市場が拡大すると見込まれている[1]．モバイル端末の普及に伴い，若年者
から高齢者まで，様々な年代の人が電子コンテンツを利用するに至っている．
若年者に比べて，高齢者は水晶体の白濁が進行している．
初期混濁も含めた白内障の有病率は，60 歳代では 66 - 83 %，性への作用を考慮する必要がある．したがって，本研究では，水晶体の白濁および照度環境がタブレット端末や電子ペーパ
ー端末の可読性に対してどのような影響を与えるかについて焦点を当てた．我々は，先行研究として，文字と背景のコント
ラスト比および水晶体白濁度がタブレット端末の可読性に与える影響について調査を実施し，水晶体白濁度の違いによって可読性に変化がみられることを確認した[3]．今回は，読み取りタスクによる被験者実験を行ない，照度環境および水晶体白濁度が可読性に及ぼす影響について比較し，評価・考察を行なった．

70 歳代では 84 - 97 %，80 歳以上では 100 %の割合で患って

2. 実験方法

いるという報告がある[2]．
以上のような状況より，近年の日本のように高齢化が進行し

2.1 実験対象た社会においては，モバイル端末の利用者に白内障を患う人

本実験の被験者は，13 歳から 82 歳 (Mean: 46.5，SD:も含まれることを考慮した文字の可読性評価が必要とされる．

17.3) の男女 54 名を対象とした．被験者は裸眼または眼鏡・2016 年 1 月 15 日受理．2016 年 3 月 10-11 日シンポジウム「モバイル'16」にて発表

コンタクトレンズを装用し，近見作業に支障のない近見視力を有していた．本実験は事前にインフォームドコンセントを行な
い，名古屋大学大学院情報科学研究科倫理審査委員会の承認の下行なわれた．

モバイル学会誌, Vol.6 (2), pp.45-50 (2016).

45

岩田光
光平ほか：照度環
環境および水晶
晶体白濁度に着着目したモバイル端末の可読性
読性評価

2.2 使用機器
器・環境
デバイスは，，Amazon 社のの Kindle Paperw
white (2013 年発
発売)，
SONY 社の S
SONY Reader (2013 年発売
売)，Apple 社の iPad(2012 年発売))，紙 (白色度 69 %の PPC 用紙に文章を印用印刷したもの) の 4 種類を本実験
験で使用した．以降ではそれ
れぞれる．PW はフロン
ントライトを搭載
載した
PW，SR，iPadd，紙と表記する
電子ペーパーー，SR は従来のの反射型電子ペペーパーを使用用した端末である．PPW のフロントラ
ライトは最も明るるい状態で使用
用した．
デバイスごとににベゼルの色がが異なり可読性性に影響を及ぼ す可能性があるため，各デバイス
スのベゼルを白色ケント紙で覆覆い，が見えるようにしした．さらにデバ
バイスごとに底 部に表示部だけが台を設け，表示示される文章のの位置が同一にになるようにした ．

図 1．文字列
列の表示例

文章の表示
示には PDF 形式
式のファイルを使用し，各デババイスで表示される文
文字の大きさをを統一した．フォォントは Courieer，サイズは 8 pt (文文字高: 約 2.75 mm)，1 ペー
ージあたり 30 文
文字×14 行の英数字
字がランダムにに表示された文字列を使用した
た．この表示形式は
は，ISO において電子ディスプ
プレイ装置の評評価に用いられているるものに準拠しした[4, 5]．図 1 に文字列の表
表示例を示す．
室で照度箱を用用いて行なった．6500 K の LE
ED 光
実験は暗室
源および同じ色
色温度の蛍光灯灯を組み合わせせたものを使用用することで，6 段階
階の照度を設定
定した．表 1 に，設定照度およ び対
応する照度のの実測値を示す
す．照度箱にヘッッドレストを取りり付けて額を支えられれるようにするこ
ことで，視距離がが一定 (40 cmm) に

図 2．実験
験の様子

保たれるようににした．実験の様様子を図 2 に示示す．
DEK
本 実 験 を 行 な う 前 ， 前 眼 部 撮 影 解 析 装 置 (NID
EAS-1000) ににより，水晶体白
白濁度の測定 (左右眼別) をを行な

2.3 実験手順った．白濁度はは透明から白色
色までを 256 階調に分けて測階測定し実験を開始する
実
る前に，デバイス
スに表示されたた文字列を左上
上

た．被験者ごととの左右眼別のの測定値を平均
均し，値 99 以下
下を低からら探索し，探索課
課題として文字
字列中に現れるる大文字の「M」

白濁度，100 - 149 を中白濁度，150 以上をを高白濁度と 3 種類の数数を数えること，および探索後のの「読みやすささ」の評価方法に区分した．被被験者の水晶体
体白濁度一覧をを表 2 に示す．

につついて被験者にに説明した．1 試
試行ごとに，探索索を開始してかから終終了するまでにかかかる時間を計計測した．探索の課題により，

表 1．設定照度 (上段段) および実測
測値 (下段) ((lx)
10
9.80

30
37.3

1000
111..3

300
302.3

1,000
986.9

33,00022,960

そのの際のデバイススと照度の組み
み合わせにおけける文字列の可可読性性を評価させた．

2.4 評価方法
可読性の評価項
可項目として，文字字列の読みやす
すさに対する主主表 2．被験者
者の水晶体白白濁度
白濁度の分類
類
低白濁度
中白濁度
高白濁度

測定値の範
範囲
0-99
1000-149
1500-255

人数
34
14
6

白濁度平均±±SD

観評
評価および探索
索所要時間を用用いた．主観評
評価の測定には
は

60.9±
±18.3
122.9±±12.2
184.0±±19.2

Visu
ual Analog Scaale (VAS) を用用いた．VAS は心理的応答評
は評
価のの一種で，医学学や心理学の場
場で広く利用されれている評価スス
ケーールである[6, 7]．代表的な例
7
例として，医学ででは「0」を「痛みみなしし」，「100」を「想想像できる最高
高の痛み」としてて，現在の痛みみが 10
1 cm の直線上
上のどの位置ににあるかを示すたための方法としして用用いられている[[8]．本実験ではは，VAS は左にに行くほど読みみにくいこと，右に行行くほど読みや すいことを示しし，可読性の度度
いに応じて被験者に縦線を引いいてもらう評価方法とした．解解合い
析ににおいて VAS の値をの
0 - 100 の 100 点満点にに換算した．

46

Vol..6(2), pp.45-50 (2016), J. Mob
bile Interactionss

モバイル学会

実験で得られた結果(主観評価および探索所要時間)に対に有意差がみられた (すべて p<0.01)．多重比較の結果は，しては，100 lx，300 lx，3,000 lx の 3 種類の照度条件ごとに解白濁度は，100 lx で低-高白濁度間 (p<0.01) に有意差がみ析を行なった。白濁度とデバイスを説明変数とし，主観評価とられ，低白濁度は高白濁度よりも評価が高い結果となった．

探索所要時間の 2 変数をそれぞれ結果変数とする二元配置

3,000 lx では低-中白濁度間 (p<0.01) に有意差がみられ，中分散分析を実施した．JIS において，100 lx は屋外における正白濁度は低白濁度よりも評価が高い結果となった．デバイス

確な作業，300 lx は屋内におけるやや粗い視作業を行なうたは， 100 lx で PW と SR (p<0.01)，PW と iPad (p<0.05)，SR とめの照度として指定されている[9]．3,000 lx は，曇天時の屋外

iPad (p<0.01)，SR と紙 (p<0.05)，iPad と紙 (p<0.01) の間にの照度である．

有意差がみられた．iPad はいずれのデバイスよりも評価が高く，

3. 実験結果

SR はいずれのデバイスよりも評価が低い結果となった．300 lx
では PW と SR (p<0.05)，PW と iPad (p<0.05)，SR と iPad

以下の図 3～図 8 に実験結果を示す．これらのグラフは(p<0.01)，SR と紙 (p<0.01) の間に有意差がみられた．iPad

縦軸 (主観評価および探索所要時間) にリニアスケール

は PW および SR よりも評価が高く，SR はいずれのデバイスよを，横軸 (照度) に対数スケールを採用している．また，りも評価が低い結果となった．3,000 lx では PW と紙 (p<0.05)，

照度 10 lx・デバイス SR のときは，高白濁度では誰も文字

iPad と紙 (p<0.05) の間にそれぞれ有意差がみられた．紙は列を読み取ることができなかったため，結果が得られなか

PW および iPad よりも評価が高い結果となった．

った．表 3～6 には二元配置分散分析の統計結果を示す．

3.1 主観評価
図 3 に，低白濁度の被験者の主観評価の結果を示す．PW とiPad は低照度の主観評価が高く，照度が 300 lx を超えると評

表 5，6 に，探索所要時間を結果変数とする二元配置分散分析および多重比較の結果を示す．分散分析の結果は，3 種類の照度において白濁度に有意差がみられた (すべて
p<0.01)．多重比較の結果は，白濁度は，3 種類の照度におい価が漸減する結果となった．SR と紙は，照度が上がるにつれて低-高白濁度間，中-高白濁度間に有意差がみられた (すて主観評価も高くなる結果となった．

べて p<0.01)．高白濁度は，低白濁度および中白濁度より探図 4 に，中白濁度の被験者の主観評価の結果を示す．どの

索所要時間が長い結果となった．

4. 考察

デバイスにおいても，照度が上がるにつれて主観評価も高くなる結果となった．1,000 lx までは iPad の評価が最も高くなっ

100 lx 以下の照度環境において，低白濁度の PW の評価

たが，3,000 lx で紙の評価が iPad よりも高い結果となった．

が SR と紙の評価を上回る結果となった (図 3)．この結果より，

図 5 に，高白濁度の被験者の主観評価の結果を示す．中低白濁度の被験者に対してはフロントライトの効果が表れたも白濁度と同様に，どのデバイスにおいても，照度が上がるにつのと考えられる．電子ペーパーにおけるフロントライトの有無でれて主観評価も高くなった．照度が上がるにつれてデバイス評価が分かれたことは，既報の実験結果[10, 11]とも一致して間の主観評価の差が小さくなり，3,000 lx では全てのデバイスいる．しかし，中・高白濁度では，3 デバイスの評価の間に有において 55 前後となった．

意差はみられなかった (図 4，図 5)．白濁度の高い人でも快3.2 探索所要時間

適に利用できる電子ペーパーの開発には，改善の余地が残

図 6 に，低白濁度の被験者の探索所要時間の結果を示す．
照度が上がるにつれてデバイス間の差が小さくなり，3,000 lx
ではどのデバイスにおいても約 40 秒となった．
図 7 に，中白濁度の被験者の探索所要時間の結果を示す．
10 lx において SR の探索所要時間が 60 秒を超えたが，低白
濁度と同様に，照度が上がるにつれてデバイス間の差が小さ
くなり，3,000 lx ではどのデバイスにおいても約 40 秒となった．
図 8 に，高白濁度の被験者の探索所要時間の結果を示す．
電子ペーパー端末である PW・SR および紙は 60 秒前後を，
iPad は 50 秒前後を推移する結果となった．

3.3 二元配置分散分析による統計結果
表 3，4 に，主観評価を結果変数とする二元配置分散分析
および多重比較の結果を示す．分散分析の結果は，100 lx お
よび 300 lx ではデバイスに有意差があり，3,000 lx では白濁度

モバイル学会誌, Vol.6 (2), pp.45-50 (2016).

されていると考えられる．
PW と iPad において，低白濁度の被験者では 1,000 lx 以上の高照度環境において主観評価が低下傾向に転じ (図 3)，
中・高白濁度の評価 (図 4，図 5) よりも低くなる結果となった．
これは，1,000 lx 以上の照度が，中・高白濁度の被験者にとっては白濁度の増加に伴う入射光量の減少によって眩しさが低減された一方，低白濁度の被験者にとっては，画面に搭載された発光システム (PW のライトガイドシステムおよび iPad の自発光型ディスプレイ) と相まって眩しく感じられた可能性がある．我々の先行研究では，高白濁度の被験者ほど低照度環境の評価に比べて高照度環境での評価が高くなり，高照度での評価値は低白濁度の被験者による評価を上回る結果が得られたが，本実験と同様に，デバイス画面に搭載された発光システムによる影響が現れたものと考えられる[12]．
iPad の主観評価は，低白濁度の被験者では 300 - 1,000 lx

47

岩田光平ほか：照度環境および水晶体白濁度に着目したモバイル端末の可読性評価

PW

80

SR

紙

iPad

40
20

40

0
10

100

30

1000

300

10

3000

100

30

1000

300

照度 (lx)

照度 (lx)

図 3．主観評価 (低白濁度)

図 6．探索所要時間 (低白濁度)

PW

80

SR

紙

iPad

PW

80

SR

3000

紙

iPad

60

時間 (秒)

60
40
20

40
20

0

0
10

100

30

1000

300

10

3000

100

30

照度 (lx)

PW

80

SR

1000

300

3000

照度 (lx)

図 7．探索所要時間 (中白濁度)

図 4．主観評価 (中白濁度)
紙

iPad

80

PW

SR

30

100

紙

iPad

60

時間 (秒)

60

主観評価

紙

iPad

20

0

40
20

40
20

0

0
10

30

100

300

1000

3000

10

照度 (lx)

白濁度
デバイス
交互作用

300 lx**-3,000 lx**-

表 4．多重比較の結果 (主観評価)
低-中
低-高
白濁度
中-高
PW-SR
PW-iPad
PW-紙
デバイス
SR-iPadSR-紙
iPad-紙(*: p<0.05, **: p<0.01)

100 lx
**
**
*
**
*
**

1000

3000

図 8．探索所要時間 (高白濁度)

表 3．二元配置分散分析の結果 (主観評価)
100 lx**-300

照度 (lx)

図 5．主観評価 (高白濁度)

48

SR

60

時間 (秒)

主観評価

60

主観評価

PW

80

300 lx******-

表 5．二元配置分散分析の結果 (探索所要時間)
白濁度
デバイス
交互作用

100 lx**-

300 lx**-3,000 lx**-

表 6．多重比較の結果 (探索所要時間)
3,000 lx
**
*
*

白濁度

デバイス

低-中
低-高
中-高
PW-SR
PW-iPad
PW-紙
SR-iPadSR-紙
iPad-紙100 lx****-

300 lx****-3,000 lx****-(**: p<0.01)

Vol.6(2), pp.45-50 (2016), J. Mobile Interactions

モバイル学会の間で低下傾向に転じた (図 3) が，中白濁度の被験者で低影響が現れたものと考えられる[11]．

下に転じたのは 3,000 lx であり (図 4)，高白濁度の被験者で5. まとめは 3,000 lx の環境でも上昇を続けた (図 5)．PW の主観評価
は，低白濁度の被験者では 3,000 lx で低下に転じたのに対し本研究では水晶体の白濁がタブレット端末や電子ペーパ(図 3)，中・高白濁度では 3,000 lx の環境でも上昇を続けた

ー端末の可読性に与える影響について評価・考察した．可読(図 4，図 5)．光源をもつ両デバイスに着目すると，白濁度が高性に影響する要素のうち照度に着目して被験者実験を行なっくなるほど，主観評価の高低が入れ替わる照度値が大きくなる

た．実験は 6 段階の照度で PW，SR，iPad，紙の 4 種類のデバ結果となった．これは，瞳孔径の収縮量の違いによって引き起

イスを使用し，文字列探索における主観評価，探索所要時間

こされたものと考えられる．瞳孔が収縮することで焦点深度がを測定した．

増し，明瞭に視認できる範囲が増す[13]．また，瞳孔径は 10

高年層の割合が高くなる中・高白濁度の区分は，水晶体白

歳代が最も大きく，以降は加齢に伴って縮小する[14]．年齢と濁による光量の減少と加齢による縮瞳が発生することで，低白水晶体白濁度には強い相関があることから[15]，白濁度が高く

濁度に比べ，より明るい環境を好むと考えられる．また，水晶

なると，水晶体白濁による光量の減少と加齢による縮瞳が重

体白濁や散瞳による可読性の低下が示唆されることから，高なることでより明るい環境を好むようになり，高照度環境でも主年層が電子書籍を利用する際には画面輝度の低いデバイス

観評価が低下しなかったと考えられる．

の使用を避けることが望ましいと考えられる．

中・高白濁度の被験者では，どの照度環境においても，SR

今後は，瞳孔径をはじめとした視機能と電子書籍の可読性の主観評価は他のデバイスに比べて低い傾向がみられたを組み合わせた評価に取り組むことを検討している．新たな被(図 4，図 5)．これは，SR の画面輝度が低いことから散瞳を招

験者実験を行なうことで，今回の実験結果に対する考察のさき，焦点深度が浅くなることで調節負荷が高まるために引き起らなる実証を進めたい．

こされたと考えられる[16]．また，画面輝度が低いことに加え水2014 年に，新たなフロントライト付きの電子ペーパーとして，晶体白濁の進行によって視界が鮮明でなくなったことも原因とAmazon から Kindle Voyage が発売された[19]．さらに，2015

して考えられる[17]．

年には従来品より解像度を高めた new Kindle Paperwhite の

低・中白濁度の被験者の探索所要時間 (図 6，図 7) は，発売が開始されたことで，電子書籍におけるさらなる可読性の30 lx 以下の照度環境ではデバイス間のばらつきがみられた．

向上が期待される[20]．新たなデバイスにおける可読性の検

しかし，30 lx を超えるとどのデバイスにおいても約 40 秒となっ証もまた今後取り組むべき課題として挙げられる．

た．この結果は可読性によるものではなく，探索速度の限界に参考文献達したことによるものであると考えられる[11]．
高白濁度の被験者の探索所要時間 (図 8) は，全体として，
低・中白濁度に比べて長い結果となった．これは，水晶体白濁の進行によって網膜像が鮮明でなくなったためであると考

[1]
[2]

えられる[18]．水晶体白濁による視機能への影響が，可読性の低下の原因になる可能性が示唆された．また，高白濁度の[3]

被験者人数 (6 人) が少なかったため，デバイス間・照度間の探索速度時間のばらつきが大きくなったと考えられる．
照度 10 lx・デバイス SR のときは，高白濁度の被験者は誰も文字列を探索できなかった (図 5，図 8)．水晶体の白濁によって網膜像が鮮明でないことに加え，照度・画面輝度の双方が非常に低く高白濁度の可読限界を超えたため，このような結果になったと考えられる[18]．

[4]
[5]
[6]

二元配置分散分析の結果より，3,000 lx の照度値では，紙の評価が PW および iPad に比べて有意に高い結果となった．
これは，PW および iPad の画面に搭載された発光システムと相まって眩しく感じられたためだと考えられる．我々の先行研究
では，3,000 lx の照度において，紙の評価が発光システムを搭載したデバイスの評価を有意に上回る結果が得られた．本
実験と同様に，デバイス画面に搭載された発光システムによるモバイル学会誌, Vol.6 (2), pp.45-50 (2016).

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著者紹介
岩田 光平（学生会員）
2015 名古屋大学工学部電気電子情報工学科卒業，同年名古屋大学大学院
情報科学研究科博士前期課程入学，現在に至る．モバイル機器・電子ペーパ
ー端末の可読性に関する研究に従事．

石井 佑樹（学生会員）
2014 名古屋大学工学部電気電子情報工学科卒業，同年名古屋大学大学院
情報科学研究科博士前期課程入学，現在に至る．モバイル機器の視認性や可読性の研究に従事．

松波 紫草（学生会員）
1994 名古屋大学大学院農学研究科博士課程前期課程終了，同年愛知県庁入庁．2014（公財）愛知県国際交流協会に派遣，同年名古屋大学大学院博士課程
後期課程入学，現在に至る．主にＥ-ペーパーの可読性の研究及び，多言語生
活情報翻訳システムの運用に従事．
石尾 暢宏（非会員）1999 神戸大学大学院自然科学研究科 博士後期課程終了，同年神戸商船大学 非常勤研究員．2012 名古屋大学大学
院情報科学研究科共同研究員，現在に至る．主として電子書籍の可読性に関する人間工学的研究に従事．
小嶌 健仁（正会員）
2014 名古屋大学大学院情報科学研究科博士後期課程修了．同年 中部学院
大学看護リハビリテーション学部助教授，
現在に至る．
立体映像の生体測定，モバイルアプリケーションに関する研究に従事．

宮尾 克（正会員）
1982 医学博士．同大学医学部助手・講師・助教授・教授（多元数理科学・情報
基盤センター）を経て，2009 情報科学研究科教授，現在に至る．人間工学・公衆衛生学を通じ，3D 映像の生体影響，
ケータイ・モバイル機器のユーザビリティ，
多言語情報システムを研究．

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Vol.6(2), pp.45-50 (2016), J. Mobile Interactions