モバイル学会

原著論文

スマートウォッチのバンドに付けて使う
極小文字入力ボードの開発
坂 香太朗 1), 田中 敏光 2)，佐川 雄二 2)1)

名城大学理工学研究科，

2)

名城大学理工学部

Development of a micro touch board for character inputthat can be attached on a band of a smart watch
1)

2)

Kotaro SAKA1), Toshimitsu TANAKA2), Yuji SAGAWA2)

Science and Technology Department of Informatics, Meijo University
Informatics Department of Information and Computer Science, Meijo University

Abstract: We have been developing the character input method for smart watches. By using the method, a user
can choose a character by one-stroke gestures and one tap. However, during the operations the screen is often
hidden by user’s finger. To eliminate this problem, we developed the 20mm×20mm touch board. Each of thegestures is defined as a finger movement along screen edge from a corner to another corner. Position of the tap is
one of 4 screen corners or one of 4 midpoints of screen edges. Thus, requirement to the board is just to detect that
8 points. However, if 20 mm is equally divided into three, the length is shorter than the width of an index finger
that is about 10 mm. We solved this problem by placing eight radial touch areas on the board. When two adjacentareas are touched simultaneously, our board detects the position of their border. In addition, we placed adome-shaped non-touch area at the center of the board to avoid touching a finger to opposite areas. In thecomputer experiment with the prototype board, the recognition rate of two-strokes gestures was 99.4%, and therecognition rate of single taps was 99.7%.
Keywords: smartwatch, character input, dedicated hardware, gesture, and user interface
キーワード:

スマートウォッチ，文字入力，専用ハード，ジェスチャー，ユーザーインターフェース

1. はじめにには適しているが，日本語入力では単語の切れ目が明示されないため，そのまま適用することは難しい．

スマートウォッチの画面は極めて小さいため，フリック入力
やマルチタップ入力では，画面の大半がキーボードに占有されてしまう．この問題を解決するため，様々な文字入力インタ
ーフェースが提案されている．
FlickKey Mini[1]では，1 個のキーに 9 個の文字を割り当てることでキーの数を減らしている．また， ZoomBoard[2]では，段階的に拡大することで，同時に表示するキーの数を減らしている．同様の手法に，ズームとスクロールを組み合わせた方法[3]，指が触れた周囲をポップアップで拡大する方法[4]，拡大後にフリックで選択する方法[5]などがある．しかし，どの手法でも，キーボードが画面の半分程度を占有してしまう．
Minimum Keyboard[6]や TouchOne Keyboard[7]では，複数のアルファベットをまとめて１つのキーに割り当て，押されたキーの並びから英単語を推定する．この手法は英語入力
2017 年 01 月 15 日受理．
（2017 年 3 月 9-10 日シンポジウム「モバイル'17」にて発表）

5-TILES keyboard[8]では，ストロークの開始位置と終了位置の組により 1 文字を指定することで，画面に表示するキーの数を 5 個に減らしている．これにより，占有面積は狭くなる
が，キーを横一列に並べることでそれぞれのキーの幅が指先より狭くなるため，指を離すときに誤操作が生じやすい．
EdgeWrite[9]やそれを日本語化した手法[10]，Microsoftの Analog Keyboard Project[11]などは，ジェスチャーで文字を入力するため，画面占有率が低い．しかし，使いこなすには一筆書きのジェスチャーを覚える必要がある．
これに対して，尾崎ら[12]の手法は画面の縁を指先でなぞるジェスチャーで文字を入力するため，画面の中央を広く表示に使うことができる．また，入力を助ける動的なガイドにより，初心者でも短い時間で使い方を覚えることができる．
上記のいずれの手法も，画面を使って文字を入力するため，入力中は指で画面が隠されてしまう．このため，文字を確認しながら入力する妨げとなる．また，キーや入力領域が小さいため，目視で判定したタッチ位置と実際のタッチ位置のずれにより，誤入力が増える．そこで本研究では，尾崎らのモバイル学会誌, Vol.7 (1/2), pp.23-30 (2017).

23朗ほか：スマートウォッチ のバンドに付けて使う極小文字入力ボー
ードの開発
坂 香太朗

手法に特化ししたタッチボード
ドを作成することとで，この問題をを解決する．時計 バンドに装着しして使うことを想想定して，タッチチボ
正方形とする．
ードの形状を 1 辺 2cm の正ができる小型入力
力デバイスはい
いくつも提案されれて持ち運びがいる．SkinTraack[13]は肌をタ
タッチパッドとしして使うためのデデバ
イスで，仮想キ
キーボードやジ
ジェスチャーによよりスマートウォッ
ッチに文字を入力
力することができきる．ただし，位位置の検出に指
指先から皮膚の表表面を通って流れれる高周波電流流を使うため，素素肌

図 1 行選択のジ
ジェスチャー

図 2 段選択ののタップ位置要がある．このたため，袖を捲らなないと腕をタッチ
チデに触れる必要バイスにするこ
ことができない．
．また，リング状状のトランスミッタ
ターを指にはめる必必要がある．
富士通の指指輪型デバイスス[14]では，指でで空中に文字をを描いて入力する．Ring ZERO[15]も同じようなな指輪型デバイス
スで
文字認識技術をを使えば漢字仮仮名交じり文を直直接ある．手書き文入力できるが，，何もないところ
ろに文字を描くくため，正しい書
書体で書くことが難
難しく，認識精度
度は低くなる．ままた，腕を大き く動
かして文字を描描くので，入力力も遅い．画像かからジェスチャーーを(aa) 左上頂点ににタッチしたとき(b) 右に移移動したとき図 3 入力ガイドのの表示の変化

認識する手法法[16]もあるが，移動中に使うににはカメラをどここに置くかが問題題になる．また， モバイル端末ででは，画像処理理の負荷が大きい．

行」には上辺の 1 ストロークを割割り当てる．
る．「あ行」と「わ行段選択はタップ段
プで行う．タップ できるのは 4 辺の中点と辺4頂ップ
めて使う板状のデバイスで，タッTAP[17]は 5 本の指にはめ点のの合計 8 か所に限られており
り，図 2 に示す
すように，左辺ののする指の組みみ合わせで文字字を指定する．こ
このため，ブライイン

中点点から時計回りりに「あ段」～「おお段」を割り当ててている．下辺
辺

ド入力ができる
るが，ジェスチャャー入力と同様
様に，使いこなす
すにの 3 か所には， 行選択の画面
面（図 1）で Enter，Space，E

は学習が必要要となる．また，タタップする面がが必要なため，移移動

当てている．
Bacckspace を割り当

中は使える場
場所が限られる．

指の動きにつれ指れて表示を変ええる入力ガイドがが実装されていいルキーボードにはは，プロジェクタ
ターで投影する
るタイ
バーチャル

る，図 3(a)は左上の頂点に触れた
た直後の表示でで，この位置かかプ[18]やそれををスマートフォンンに組み込んだ
だもの[19]，紙にに印入力可能な行がが示されている ．指を右に動かかして中央を超超ら入刷したキーボ ードをカメラで読み込むアプリ[20]など，いろろいえる
ると，表示が(b))に変わる．このの画面では，ここの位置で指ををずれも，使うにはは平らな面が必要となる．
ろあるが，いず

離しした時に入力でできる「あ行」がが大きく赤字で表表示されているる．

他にも可搬型
型の文字入力デデバイスはあるが，本研究が目
目標

またた，指を下に動かすと「か行」をを入力できることとが示されていいとする，スマーートウォッチより小小さく，街角や電電車の中などのの周る．この指の動きにつれて変わる
る表示に従うこことで，ジェスチ
チ

囲にものを置く
く場所がない環
環境でも使用ででき，訓練の必要
要がーを覚えていななくても行を選択択できる．このたため，初心者ででャーなく，ある程度度の速度で文字字入力できる手法
法は見当らないい．

も容容易に使いこな
なすことができる
る．文献[12]に掲掲載された実験験
ではは，システムを初初めて使う被験験者 10 名の平平均で，10 分程程2. 尾崎らの文字入力手法の
の概要
尾崎らの手
手法[12]では，550 音表の行と段段をこの順に指指定することで，平平仮名 1 文字をを選択する．画面面の 4 頂点のいいず
れかから隣の頂点に指を動かかす動作をストトロークと呼び， スト
または複数繋いいでジェスチャーーを定義する．
ロークを 1 つま

度のの使用でシステテムの操作方法
法に慣れることとができ，毎分
分
18.2 文字で平仮名名を入力できてている．

3. 提案手法
法の概要
本研究の目的本は，尾崎らの手手法専用のタッッチボードを開開行の選択にには戻りのない 1～2 ストローク
クのジェスチャーーを発しし，それを使っててジェスチャー
ーとタップを入力力することで，操操使う．図 1 は初初期状態の画面面で，50 音の各
各行のジェスチャャー

作中
中に指が画面をを隠してしまう問問題を解決するることである．

の開始位置ととその形が描かれれている．画面面の表示から，例例え

2 章で示したように，尾崎らの 手法は図 4 に示す
に
8 点での
の

入力したいのでああれば，左上のの頂点から始め て，ば「か行」を入

タッ
ップを必要とする．また，ジェス
スチャーは画面面の頂点から隣
隣

右上，右下と指指を移動すればばよいことがわかかる．戻りのない
い 2の頂頂点に移動するるストロークを繋繋いで定義されれるので，通過過ストロークのジ
ジェスチャーは，4 頂点×2 方向
向の 8 パターンあある

したた頂点の順（図 4 の 1→3→5 や 7→5→3 など）で判定できなきので，左上か ら時計回りに「 か行」から「ら行行」までを割り当当てる．このため，尾崎崎らの手法専用
用の入力デバイイスでは，各時時

24bile Interactionss
Vol.7((1/2), pp.23-30 (2017), J. Mob

モバイル学会

図 4 先行研究における図 5 タッチボードの

タッチ配置

概念図

刻で指先が図 4 の 1～8 のどの近傍にあるかが取得できれば十分であり，指先の座標は必要としない．そこで，タッチセン
サを組み合わせてタッチボードを作成する．大きさは，腕時計のバンドに無理なく装着できる 20mm×20mm とする．
8 点を検出するためにタッチボードを縦横それぞれ 3 分割
すると，およそ 1cm ある指の腹の幅より 1 区画の幅が小さくなってしまい，1 区画だけに触れることが難しくなる．そこで，図5 のようにタッチセンサを放射状に 8 つ設置し，隣り合う 2 つの区画に同時に指が触れたときに，境界線に対応する点の番号を出力する．例えば，a と b に同時に指が触れたときには，
点番号’1’を出力する．この方法だと，タッチ領域を指先と同

図 7 実験で使うタッチボード（2）右利きの場合，左辺や上辺のストロークは指の腹を非タッ
チ領域内の膨らみに沿わせることで滑らかな動きができるが，右辺や下辺では指の先が触れるため，タッチする位置が遠くなり，ボードから外れ易くなった．そこで，中央の膨らみを左上にずらして，右側と下側を広げた．
また，非タッチ領域内の膨らみが四角だと，角に丸みが付けてあっても，ストロークの向きを変えるとき指先が角に引っかかってスムーズに動かせないことがあった．この対策として，膨らみをドーム型にして，角を無くした．
図 6 は右利き用だが，左上と右下の頂点を結ぶ直線に対して対称となるようにデザインしているため，右回りに 90 度回程度の大きさにすることが出来る．
さらに，指先が意図した区画と反対側の区画まではみ出してしまうことを防ぐ為に，タッチボードの中央の非タッチ領域
内に膨らみを設ける．この膨らみには，指先をここに沿わせる
ことで指の動きを円滑にする目的もある．

転することで左右を反転できる．左利きはこの状態にして使えばよいので，利き手別にタッチボードを作る必要は無い．
タッチボードの作成には 3D プリンタを用いる．土台と非タッチ領域内のドーム型の膨らみを 3D プリンタで造形し，この上に台形に切った銅板（厚さは 0.5mm）を貼ることで，図 7 に示

4. タッチボードのデザイン
図 6 に示すように，本研究で作成するタッチボードはすタッチボードを作成した．

5. タッチセンサの信号処理

20mm×20mm の正方形である．その中央に 10mm×10mmの非タッチ領域を設け，そこに直径 8mm，高さ 2mm のドーム型の膨らみを，左上に寄せて配置する．ドーム型にした理由は，図 5 のような四角の膨らみだと指先が角に引っかかるためである．左上にずらした理由は，右辺および下辺の入力で指の腹の部分がタッチボードから外れにくくするためである．

成されている．プロトタイプでは，Arduino で各センサの信号を処理してタッチ位置の判定を行い，結果を 1ms 毎にシリアル通信でホストへ送信する．この開発では，ホストとしてプロ
グラミング環境がそろっている Windows PC を使っている．
隣り合う 2 つのタッチセンサだけに触れている場合にはそ

図 5 に示した形状のタッチの間の点の番号（1~8 のどれか）を，指が離れているときや，

ボード（中央の膨らみは四角

センサ１つだけに触れているときには 0 を出力する．3 つ以上形）を作成して予備実験を行のセンサに同時に触れた場合の出力は，その前の状態に依ったところ，5→7 と 5→3 で入存する．候補の値（触れているセンサを組み合わせて出力で力誤りが多かった．これらはきる値の全て）の中に直前に出力された値があれば，それがタッチボードの右下（点 5）か

継続して出力される．こうする理由は，3 つのセンサに同時にら始まるストロークである．誤触れる状態は指の移動中に生じるためである．もし，直前の入力の原因として，次の 2 つ

値が存在しなければ，候補の中で最も小さい値を出力する．

が考えられた．（1）日本語の

図 8 に左上の角から左下を通って右下の角まで行くジェス

文字では下から上や右からチャーの判定処理を示す．指先は頂点 1→7→5 の順に移動

左のストロークは少ないため，
これらの動きに慣れていない．

本研究で作成するタッチボードは 8 つのタッチセンサで構

図 6 タッチボードのレイアウト

モバイル学会誌, Vol.7 (1/2), pp.23-30 (2017).

するが，センサは辺の中点の位置も検出するので，正しいジ25

坂 香太朗ほか：スマートウォッチのバンドに付けて使う極小文字入力ボードの開発

6.1 ストローク認識実験の方法
実験装置を図 9 に示す．右側の台（上面の１辺は 5cm）の中央に図 7 に示したタッチボードが設置されている．被験者
は椅子に座り，タッチボードに正対する．この時，椅子の高さと位置を，みぞおちの高さで胴がタッチボードから 10cm 程度
離れるように調節する．これは，利き手ではないほうの手首にスマートウォッチを着けて，体の前にもってくる状態を再現している．タッチボードは固定した状態で，利き腕の人差し指で図 8 タッチセンサの情報処理操作する．このとき，タッチボードが固定された台の上に手や指を置いてもよいものとする．スマートウォッチのバンド部分にェスチャーを行った場合には，値は 1→8→7→6→5 と変化すタッチボードを設置する場合には，指先の位置を安定させる

る．実際には，途中で指が一瞬だけ離れたり，1 つのセンサ

ために，タッチ入力に使わない指をバンドやスマートウォッチ

だけに触れている状態が生じたりすることで，間に 0 が入る．

をはめた手首に添えることが考えられる．このため，本実験でこのため，0 が 100 ミリ秒未満の区間，すなわち 0 の連続がは，入力を行う人差し指以外の指や手の位置は，ボードに接100 個未満の区間を削除している．図 8(b)の赤字の 0 は削除

触しない限り，被験者の自由とした．

対象である．これらを除くと図 8(c)の状態となるので，同じ数

また，実験後に入力誤りの原因を調査するため，ビデオカ

字が連続する区間を 1 つにまとめれば，出力は 0187650 とな

メラをタッチボードの左横の実験の邪魔にならない位置に設る．先頭と末尾の 0 は指が離れている事を示している．

置し，45 度の俯角でタッチボードとその周囲を撮影した．

タップ操作では，1～8 のどれかが 0 に挟まれた形になる．
たとえば 1 をタップしたのであれば，010 が出力される．

6. 評価実験

評価実験は，（1）実験の説明，（2）タッチボードの操作練習，（3）本実験，の順に行う．（1）では尾崎の文字入力手法[12]とタッチボードの使い方を 5 分程度で説明する．（2）では実際にタッチボードを操作してもらうことで，複数のセンサに作成したタッチボードで，尾崎らの手法[12]のジェスチャー

触れる必要があることや，中央の非タッチ領域内の膨らみに判定に必要な数字列を取得できることを確認する実験を行っ指を沿わせて操作する感触を体験してもらう．ここで，後で述た．この実験では，ジェスチャーとタップの認識率を計測する

べる本実験の 1 セット分の入力を行ない，入力したジェスチャ

とともに，入力エラーの原因を調べることを目的としている．

ーの認識率が 100%であれば，本実験に移行する．誤認識さストロークの判定では，尾崎らの手法に実装されているジ

れたジェスチャーがある場合には，短い練習の後に再度 1 セェスチャー修正機能を使用する．これは，入力されたジェスット分の入力を行い，ジェスチャーの認識率が 100％になった

チャーが中点から開始されていたり，中点で終了していたり

ら本実験に移行する．ただし，操作を始めてから 5 分経ったら，する場合でも，残りの点からジェスチャーを推定する機能で認識率に関わらず本実験を開始する．

ある．この機能により，検出された点列が 1234，1235，1245，

本実験では，被験者は平仮名入力の行選択に当たる戻り

1345，2345，134，135，235 のどれであっても，1→3→5 のジのない 2 ストロークのジェスチャーを入力する．ジェスチャー

ェスチャーとして判定される．他のジェスチャーでも同様の修は 4 頂点×2 方向の 8 種類あるので，それぞれを 1 回ずつランダムな順に入力する．これを 1 セットとし，15 セット分（ジェス

正が行われる．

チャー120 回分）の入力を行う．入力順はセットごとにランダムに変える．また，各セットの間に 10 秒間の休憩を設ける．
先行研究[12]の実験では，熟練者は 1 文字を約 1.5 秒で入力しているが，1 文字はジェスチャーとタップの組で指定されるため，ジェスチャーに要する時間は 1 秒程度と考えられる．
そこで，この実験では，映像を用いて被験者が 1 回のジェス
チャーを 1 秒で行うように誘導した．図 9 に示したように，被験者の前にディスプレイを置き，表示される画像で入力するジェスチャーを指定する．また，青丸のアニメーションを表示し，その動きを追随するように指を動かしてもらうことで，入力速
図 9 実験装置

度を一定に保つ．ただし，入力速度がアニメーションと異なっていても誤りとはしていない．

26

Vol.7(1/2), pp.23-30 (2017), J. Mobile Interactions

モバイル学会会
青丸はジェェスチャーの開始
始位置に 1.5 秒間表示された秒た後が第第 1 ストロークととなる 1→8→7→→6→5 と第 2 ストロークとなるス
る

め，1 秒で終了地地点まで到達す
する．その後，1.55 秒に移動を始め3→→2→1→8→7 の 1→8→7 におおける誤り回数のの比は 2:3 でああ間終了地点でで表示されたのち，次のジェスチャーに移行すする．

った
た．また，1→2→→3 が第 1 ストロ
ロークとなる 1→→2→3→4→5 とジェスチャーのの最初と最後でで一定時間青丸
丸を静止するこ とで，第 2 ストロークとな
なる 7→8→1→22→3 の 1→2→
→3 における誤りり

隣り合う 2 つののセンサにしっか
かりと触れるよううに促している．
．

数の比は 3:4 であった．どちらでらについても，誤誤りが第 2 ストロロ
回数

図 9 のモニニタ画面の下部
部に映る緑色の線は，4 秒（ジジェスーク
クに偏っているとは言えない． このため，指がが非タッチ領域

チャーを行う 1 秒とその前後後の待機時間各
各 1.5 秒の合計計）の内のの膨らみに乗り上げて，指先がが浮いたことが原因だと推測示している．長ささが減少することとで，次のジェススチ
時間経過を示されれた．

ャーが始まるままでの残り時間間がわかる仕組み
みになっているる．

図 10 の左側にに，指が 1→2→→3 と移動するとときの点 2 の位
置ににおける画像をを示す．タッチボ
ボードを左側から撮影してい6.2 ストロー
ーク認識実験
験の結果と考察
大学生男子
子 10 名を被験者者として実験を行った．いずれ
れのるたため，画像ではタッチボードのの左前の角が点
点 1，右前の角

被験者も右利利きである．実験
験では，総計 1200 回（10 名× 120が点
点 7 となっていいる．右側は，7→→6→5 と移動すするときの点 6回）のジェスチ
チャーのうち 11993 回を正しく判判定することがででき付近
近の画像であるる．図中の水色
色の線は，指の腹腹がセンサにた．認識率は 99.4%と高い値値になっている．熟練者の指のの動触れれている長さをを示している．

の認識率であり，画面を使ったた入力でもミスはは発きに倣ってこのタッチボード右側
タ側や下側では指指が通る領域をを広げている生するので，尾尾崎らの手法のの外部入力としてて使うには十分分なが，左側と上側ででは，指が通る幅
幅が最小で 5mm
m となっている
る．

精度だといえるる．

のため，点 6 のほうが，点 2 よ り指がセンサにに触れる面積がが
この

この実験では，3 名の被験験者がタッチボーードを載せた台台に大ききくなる．実験ででは点 6 をほぼ
ぼ正しく認識できているが，こ

右に指を付けて入力を行った．うち 2 名は，タッチボードの左右添えていた．タッチボードがス
スマートウォッチ の親指と中指を添
バンド部分に設設置されているるとすれば，バン
ンドを両側か挟挟むことに相当する
る．他の 1 名はは台の上下を親指と中指・薬指指で挟んでいた．ここの場合はタッチボードを上下下に挟む持ち方方となる．残りの 7 名は手を浮か
かせ，指を台からら離していた．指指をえたもの 1 名を除除き，ジェスチャャー
離していた者 1 名と指を添えの認識率は 100％だった．
ー修正機能が適適用
1193 回中 666 回（約 5.5％））でジェスチャー

1→2→3 のときのの点 2 付近

7→6→5 のとき
きの点 6 付近

図 10 タッチ
チ位置によるセン
ンサへの接触面面積の違いされた．正しく判定できなかっった 7 回と修正正が行われた 666 回
識できなかった
た位置とその割合
合を表 1 に示す
す．
において，認識
表 1 認識されなかかった位置とそ
その割合
番号
点8
点2
点7
その他
点の番
割合(%
%)

71

16

5

8

認識されなかった位置の 7 割が点 8 で，次いで点 2 が 多く
下向きの 1→8→→7 となっている． 点 8 を通るストロークには，下上向きの 7→88→1 があるが，認識できなかったストロークのの内訳は，1→8→7 が 62%，7→88→1 が 38%でああり，上から下へへの図 11 指先が浮くこととによる入力の失失敗高かった．点 2 では，1→2→3
でが 70%，3→2→→1
動作の方が高が 30%と，左かから右への動作作の割合が高かかった．
これらの向ききでは，指の腹腹を非タッチ領域
域の膨らみに沿沿わせることで，指指を滑らかに動かかすことができるる．実験時に撮撮影した映像で確認
認しても，指を動かし辛そうににしている様子はは見られなかった．そのため，指のの動きが速すぎぎて，角を曲がりり切
ボードから指先先が外れたのでではないかと考ええた．
れずにタッチボもしそうであれ
れば，第 2 ストローークで誤りが発発生するはずであある．
しかし，ストロー
ーク別の誤り発
発生回数を調べたところ，1→8→→7
モバイル学会
会誌, Vol.7 (1/2)), pp.23-30 (201
17).

(a)
( 指が上を向
向いている(b) 指が左上
上を向いている

図 12 点 2 を通る時のの指の角度の違違い27

坂 香太朗ほか：スマートウォッチのバンドに付けて使う極小文字入力ボードの開発
れは，点 6 では，非タッチ領域の膨らみに指が乗りあげてしまっても，指の腹がセンサに触れている可能性が高くなるためだと考えられる．一方，点 2 では，長さに余裕がないため，タッチ領域の膨らみに指が乗りあげてしまうと，図 11 のように指がセンサから離れてしまう．このため，誤認識が多くなったと考えられる．点 8 も指が触れる幅が 5mm しかないので，同じ理由で誤認識が発生していると考えられる．
図 12 は 2 人の被験者が 1→2→3 を入力したときの点 2 付
近の様子である．左の画像では，指がタッチボードの上を向いている．（図 12 はタッチボードの左側から撮影しているため，
画像の左側がタッチボードの上方向となる．）一方，右の画像
では，指はタッチボードの左上を向いている．指がセンサと重なる面積は，指が斜めになっている分だけ，右側のほうが大きくなる．また，左側では，指の腹が膨らみに乗り上げるため，指先がタッチボードから浮きやすいが，右側では膨らみを指の側面でとらえるため，指が浮きにくい．点 2 を正しく判定できなかった回数は，左の被験者が 8 回，右の被験者が 0 回だった．この差は指の向きの違いにより生じたと考えられる．
全ての位置で比較しても，左の被験者は延べ 41 か所を触れていない（ジェスチャーの認識率は 95%）が，右の被験者
は 2 か所にすぎない（ジェスチャーの認識率は 100%）．実験
中に撮影したビデオ映像で確認したところ，左の被験者の指の方向は，終始，タッチボードに対して上向きだった．一方，

図 13 タップ実験で提示される画像
ップすることを 1 セットとして，15 セット分（タップ 120 回分）の入力を行う．各セットの間には 10 秒間の休憩を設ける．タップ
は利き手の人差し指で行う．実験方法も，ジェスチャーをタップに変える以外はストローク認識実験と同じにしている．手の位置の条件もストローク認識実験と同じである．
この実験でも，被験者は目の前に置かれたディスプレイの表示に従ってタップする．図 13 に示すように，画面に青丸が表示されるので，被験者は表示された直後にその場所をタップする．この実験では，表示が変わってから 0.5 秒の間にタッ
チボードから出力された位置で，タッチの正誤を判定する．タップを入力する時間を 0.5 秒としたため，画面下部の緑色の線は 3.5 秒で一巡する．

右の被験者は，左右のストロークは指を左上に向けて，上下

6.4 タップ認識実験の結果のストロークは指を上に向けて行っており，ジェスチャーの途

大学生男子 5 名を被験者として実験を行った．いずれの被中で指の向きを適切な方向に変更していた．他の認識率が

験者も右利きのため，右手の人差し指でタップしている．他

高い被験者も同じ操作方法をとっていた．

の指は台に触れていない．合計 600 回（5 名×120 回）のタッ

そこで，左側の被験者にストロークの方向で指の向きを変プのうち，2 回を除き正しく判定することができた．認識率はえる操作方法を説明した．また，点 8 及び点 2 の認識率が低

約 99.7%である．当然の結果だが，ジェスチャーより高い認識

かったことを説明し，これらの位置では，よりしっかりとセンサ率となっている．この結果から，作成したタッチボードの精度部分に触れるよう，注意を促した．その後，5 分間練習したあは尾崎の手法に組み込むには十分であるといえる．

とで，6.1 節の実験を再度行ったところ，120 回全てのジェス実験では，点 2 と点 4 のタップでそれぞれ 1 回ずつ誤りがチャーを正しく入力することができた．（初回は 6 回失敗）

発生しているが，これらは間違った位置をタップしたために生また，初回の実験ではジェスチャー修正機能が 31 回働いたが，再実験では 2 回に激減している．この 2 回はどちらも 1→8→7→6→5 を入力する際の点 8 で発生しているが，初回の実験では 15 回中 6 回で入力できなかったので，入力ミスは1/3 に減少している．

じている．回数が少ないため断定はできないが，偶然指が少しずれたことが原因と考えられる．

7. まとめと今後の課題
尾崎らの文字入力手法専用の，20mm×20mm のタッチボ

以上の結果から，作成したタッチボードにはストロークの方

ードを作成した．このタッチボードでは，放射状に 8 つタッチ

向で指の向きを変える操作方法が適しているといえる．そこ

センサを設置し，隣り合う 2 つに同時にタッチしたときに間ので，最初の説明にこの指の動かし方を加えることで，誰でも初位置を出力することで，超小型であっても指の場所を正しくめから高い精度で入力できることが期待される．

判定できる．また，中央の非タッチ領域内にドーム型の膨ら6.3 タップ認識実験

みを設けることで，指が意図した領域の反対側にはみ出すこ

この実験では，合計 8 か所（4 頂点と 4 辺それぞれの中点）のタップの精度を計測した．実験環境はストローク認識実験と同じである．実験では，8 か所を 1 回ずつランダムな順序でタ28とを防いだ．さらに，膨らみに指を沿わせて動かすことで，ス
ムーズなジェスチャー入力を可能にした．作成したタッチボー
ドで入力を行うことで，入力中に画面が指で隠される問題をVol.7(1/2), pp.23-30 (2017), J. Mobile Interactions

モバイル学会

図 14 タッチボードの改良案解決できる．
平仮名入力に使う 2 ストロークのジェスチャーと 8 か所のタップの認識率を調べる実験を行い，タッチボードが設計通りに
文字入力に必要なジェスチャーを判定できることを確認した．
戻りのない 2 ストロークのジェスチャーの認識率は 99.4%であり，タップの認識率は 99.7％だった．文字入力を行う上で十分な認識率を確保できている．
ストローク入力実験の結果から，左辺の中点（点 8）や上辺の中点（点 2）で比較的誤入力が発生しやすいことが明らかとなった．この原因として，上側や左側が狭いため，指がはみ出すことが考えられる．このため，さらに認識率を上げるには，
これらの部分の面積を増やす必要がある．下側と右側では予備実験のタッチボードから 2mm 広げることで入力誤りが削減できているので，上側や左側も 2mm 増やせば改善すると予想されるが，タッチボードの大きさや下側と右側の面積を変えないとすると，中央の膨らみを 6mm まで減らす必要があり，はみ出しによる誤入力が増える可能性が高い．そこで次の実
験では，図 14 に示すように，非タッチ領域内の膨らみの直径を 1mm だけ縮小し，その分だけ右下に移動する．さらに，膨らみの高さを 2mm から 1.5mm に縮小することで，タッチボー
ドの角を曲がる際に指が膨らみに引っかかりにくくし，指の角度を浅くすることで，センサに触れる指の面積を増やす改良を計画している．今後は，このデザインを評価する実験を行い，改良の効果を検証する．
（本研究は JSPS 科研費 16K00286 の助成を受けたものです）

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(2017.1.14 確認)29

坂 香太朗朗ほか：スマートウォッチ のバンドに付けて使う極小文字入力ボー
ードの開発

著者
者紹介
坂 香太
太朗（学生会員員）
2016 名城大学理工学
名
学部情報工学科科卒
業。名城
城大学大学院 理工学研究科
科情報工学専
専攻入学。現在
在に至る。スマーート
ウォッチ
チに特化した文
文字入力手法専
専用デバイス
スの研究に従事事。モバイル学会会。

田中 敏光（正会員）
1984 名古屋大学大学
名
学院情報工学専
専攻
博 士 （ 前 期 ） 修 了 。 工 学 博 士 。 19984
入名古古屋大学大型計計算
NTT 入社。1994
機センタ
ター助教授。20000 名城大学理理工学部情情報科学科（現情情報工学科）教教授。
CG の研究・教育育に従事。情報報処理学会。
現在に至る。C

佐川 雄二（非会員）1987 名古屋大学大学
名
学院情報工学専
専攻前期課課程修了。1992 名古屋大学大大学
院情報報工学専攻後期期課程単位取得
得退学。工学学博士。1992 名古屋大学助手
名手，同講師
師を経て，2000 名城大学理工工学部講師，20088 同教授。現在
在に至る。自然言
言語処理の研究究・教育に従事。電気学会。

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bile Interactionss
Vol.7((1/2), pp.23-30 (2017), J. Mob