日本ディレクトリ学会第５回大会(2001/7/14)

階層メニュー選択時における認知負荷の瞬目による分析†
松尾 太加志（北九州市立大学文学部）
1.

ことを示している。

はじめにこういった階層ディレクトリのユーザビリティを評価

ホームページは，一般に階層的なディレクトリ構造をする場合，MacGregor & Lee や小松原のように，探索に要している。トップメニュー（いわゆるホームページ）にする時間を判断基準とするのはひとつの方法である。しメニューがあり，そのメニューの下に下位ページがぶらかし，必ずしも，時間が短いことが使いやすさの指標に下がっている。その下位ページもさらに下位メニューがはならない。ある作業をすることのほうが，時間が短い存在しており，深い階層ディレクトリ構造をしているこということがわかっていても，それがわかりにくかったともある。自分にとって必要な情報を見つけ出す場合，り，注意を要する作業であったりすると，ユーザはそのその階層ディレクトリを深くたどっていかなければなら作業を敬遠する。つまり，わかりにくさや注意などの認ない。わかりやすく階層構造が作られている場合は問題

知負荷が高ければ，たとえ時間が短いとわかっていても，ないが，わかりにくい場合，自分に必要な情報がどこにその作業を選択しない。したがって，ユーザビリティのあるのか見つけることができず，階層の中を行ったり来指標として，時間も重要な要因にはなるが，認知負荷のたりすることを強いられる。

ほうが重要だと考えられる。

このような階層ディレクトリ構造を分かりやすく設計

認知負荷を評価するには，いくつかの方法がある。たするためには，メニュー項目の分類のやり方をどうする

とえば，質問紙などによって主観的な評価をさせる方法

かということも大切だが，階層ディレクトリの深さと項がひとつである。あるいは，複数の作業課題を与えるこ目の数の構造をどうするのかということも大事な要因でとによって，その課題成績を検討することによっても可ある。一般には，ひとつの階層あたりの項目の数（広さ）能である。認知負荷が高い作業であれば，複数の作業をと全階層での深さの間にはトレードオフ関係があるとい同時にすることは難しく，課題成績が低下することが考われる（Nielsen, 1993）。ひとつの階層での項目の数は少えられる。さらに，生理的指標をとることも考えられる。

ないほうがわかりやすい。しかし，項目の数を少なくす

生理的指標の中でも認知負荷と関連が深いといわれていると，深い階層構造にしなければならない。そうすると，るのが，瞬目である。瞬目は，認知負荷が高い場合に抑ユーザは階層をたどっていくという作業が大変になる。

制されることが知られている。処理しなければならない

一方，階層を浅くしてしまうと，ひとつの階層あたりの刺激が提示されたり，処理をしている最中であったり，項目数が多くなり，自分が見つけたいものがどこにあるあるいは，その刺激が提示されることを予期していたりのか探すのが大変になってしまう。

するときには，瞬目が抑制される。そして，その処理をMacGregor & Lee(1987)は，ビデオテックスのメニュー

終了し た段 階で ，抑 制が 解 除され ，瞬 目が 多発 する階層に関して，読みの速度，操作の速度，コンピュータ（Fukuda & Matsunaga, 1983）。すわなち，認知負荷が高くの応答時間などの要因を総合して，探索に要する時間がなったときに抑制され，負荷が低くなると瞬目が多くな最小になるのは，項目の数が４〜８項目程度であることる。したがって，認知負荷のひとつの指標として瞬目はを報告している。また，小松原（1991）は，単層メニュ極めて有効である。松尾（2000）は，WWW ブラウザをーにおけるグループ化について，どのようにグループ化用いてホームページを見ているときの瞬目を観察し，メした場合に探索時間が短くなるかを確かめている。それ

ニュー選択時に瞬目が抑制されていることを報告した。によると，グループ数とグループ内の項目数の積の平方

これは，メニュー選択には認知負荷が生じており，瞬目根に近い値になるように，両者の値を設定するのがよいが抑制されていることを示すものであり，ユーザビリテという結果を出している。さらに，若杉（2000）は，小ィの指標として瞬目が利用できることを示している。

松原の実験課題を２階層に修正して視線の動きを観察しそこで，本実験では，メニューの階層ディレクトリ構た。その結果，中分類とした場合に視線が停留すること造を系統的に変化させ，メニュー選択を行っているときを報告しており，そこで探索行動が実際になされているに，瞬目がどのように発生するかを観察することによって，そのユーザビリティを評価しようとするものである。

†本研究は，日本ディレクトリ学会の 2000 年度研究助成を受けた。

-1-階層ディレクトリ構造としては，若杉（2000）が小松原げていない。
モニタは 15 インチ液晶モニタ（MITSUBISHI（1991）の実験を修正して行った２階層のメニュー構造

VISIMO LXM510J）を用いた。キーボード及びマウスは，を用いる。128 の項目を１，２，４，８，16，32 のいずコンピュータに付属のものを用いたが，実際に被験者がれかに分類し，定められたターゲットを探索させるとい利用するのはマウスのみである。WWW ブラウザは，モう課題を与える。探索時の瞬目を観察し，どのような階ニタ上の表示サイズを最大とし，アドレスバーなどの不層構造であるときに，瞬目が抑制されるのかを観察する要なものは表示させないようにした。これによって，項ことによって，階層メニューの分類の探索しやすさにつ目数を探索するのに，スクロールする必要がないようにいて検討する。

した。また，データ処理時に画面の変化を検出するため2.に，ブラウザ表示部の最上段に，黒または白のバーを常方法時表示させるようにした。

被験者

瞬目の測定装置

北九州大学大学生５名（男性名，女性３名）

瞬目の測定には，松尾・福田（1996）の開発したシス

実験課題

テムと同等のものを構築した。被験者の眼の映像を撮影

実験課題は，128 の単語の中から，ターゲットの単語するために小型 CCD カメラ(Toshiba IK-SM43H レンズを探し出すことである。128 の単語は，いくつかに分類JK-L04S 焦点距離 4mm)を用いた。カメラは，被験者のされ，ターゲットが含まれていると思われる分類を探し右目の右斜め前方の約 10cm 程度の位置に固定できるよ

出し，その分類中の単語群の中からターゲットを探し出うに，メガネのフレームに軽量の金属製の長板を取り付す。つまり，２階層のメニュー構造をしている。単語及け，その長板の先端にカメラを固定した。刺激提示や被び分類項目は，小松原（1991）が用いたものと同じもの

験者の反応との同期をとるために，コンピュータの液晶を用い，階層構造は若杉（2000）の実験と同じ構造としモニタの画面をカメラ(SONY EVI-D30)で撮影し，その映た。分類項目数×単語項目数として表現すると，１×128，像と被験者の眼の映像を映像エフェクタ(Futek Videonics

２×64，４×32，８×16，16×８，32×４の６条件を用MX-1)によって合成した。合成映像では，液晶モニタ画意した（図１参照）。

面は上下反転させ，刺激検出用のバーが下部になるよう実験課題の制御装置にし，上半分が液晶モニタ画面，下半分が眼の映像とし，実験課題のプログラムは，HTML で記述され，WWWビデオデッキ（SONY WV-DR7）に記録した。この合成ブラウザ（Internet Explore 5.0）で操作する。コンピュー映 像 を 計 測 ユ ニ ッ ト （ 浜 松 ホ ト ニ ク ス Percept scopeタ(SONY VAIO PCV-R73K)上のローカルなハードディスC3160）を用い２値化し，コンピュータ（NEC PC9801Xn）クに，HTML ファイルが保存され，そのファイルを開くに取り込み，コンピュータ上で，瞬目の同定を行った。

ことによって，実験が開始される。Web サーバは立ち上

データの取り込み及び瞬目の同定には，松尾・福田(1996)

数学
歴史
物理
社会科学
地学
生活科学
生物
産業

机
掃除
カレー
タンス
シャツ
卵焼き
みそ汁
ズボン
パンツ
ベッド
育児
スーツ
洗濯
椅子
カツ丼
裁縫

図１ ８×16 のメニュー条件の例。
第２階層は，「生活科学」の場合のみ例示。の開発したプログラムを一部修正したものを用いた。

課題メニュー

手続き
被験者に小型 CCD カメラの付いたメガネを装着してターゲットもらい，実験課題についての教示を与えたのち，実験を行った。実験は，被験者自身がマウスクリックをするこ

分類項目とで進めていくようになっている。まず，モニタ画面上に課題番号メニューが表示され，被験者は課題番号をク単語群リックする。次にターゲットの単語が提示され，単語を正解表示

クリックすると，次に第一階層の分類項目が表示される。
被験者は，ターゲットの単語が含まれると思われる分類「戻る」

項目を選択クリックし，最後の第二階層の単語群を表示させる。この中から，ターゲットの単語を探し出し，そ図２

れをクリックする。正しいターゲットをクリックできた

実験の１試行の流れ

場合，「正解」と表示され，これをクリックすると「戻る」が表示される。
「戻る」をクリックすると，１試行は終了-2-となり，最後の課題番号メニューに戻って，試行を繰り者ごとに，各試行の瞬目率のデータをもとに，分類項目返す（図２）。間違った分類項目をクリックした場合など表示時と単語群表示時でのメジアンをそれぞれ算出した。

は，ブラウザ操作の「戻る」を使って前の画面に戻るこ

そして，メニュー条件を大分類群（１×128，２×64，４ととなる。なお，間違った単語をクリックした場合，「間×32）と中分類群（８×16，16×８，32×４）の２つに違いです」と表示されるようになっている。

分類し，それぞれで瞬目率がメジアンを越えた場合とそ

課題番号メニューでは，練習３試行，実験 24 試行が表れ以下の数を全被験者において計算した。その結果を図示され，それを順番に行う。実験の 24 試行では，６条件４に示した。この分類を Fisher の直接確率法により検定を４回ずつ繰り返し，試行の順序は，６条件を１ブロッしたところ，いずれも，５％水準で独立ではないことがクとし，ブロック内でランダムとした。ただし，順序は示された。

全被験者で同じであった。
3.

4.
結果

考察

ターゲットが表示されてから，１試行が終了するまで瞬目の同定を行った後，１試行の課題が開始されてかの各期間における瞬目率の分析によると，瞬目率は徐々らの５期間（ターゲット，分類項目，単語群，正解，戻に減少し，単語群が表示されているときに瞬目率が最もる）ごとに１分あたりの瞬目の頻度（瞬目率）をメニュ

少なく，正解表示，「戻る」表示の段階でまた増加するとー条件別に算出した。ただし，被験者が誤った項目をクいう傾向を示している。これは，与えられた課題を遂行リックした試行は分析から除外した。図３では，５人のする段階での認知負荷が高くなり瞬目が抑制され，課題被験者の各期間ごとの瞬目率の平均を各メニュー条件別遂行終了後に瞬目の抑制が解除されるという従来の知見に示した。

（Fukuda & Matsunaga, 1983 ; Ohira, 1996; 松尾，2000）と２要因（メニュー条件×期間）の分散分析を行ったと同じであった。ただし，統計上有意な差が認められたのころ，期間の主効果では有意な差がみられた(F=4.258,

は，単語群及びターゲット表示時の瞬目率が正解表示時

df=4/116, p<.005) が ， メ ニ ュ ー 条 件 の 主 効 果 (F=1.004,に比較して有意に少なかったということであった。分類df=5/116, ns)及び交互作用(F=1.246, df=20/116, ns)では有

項目表示時でも認知負荷に伴う瞬目の抑制が生じたと考意な差はみられなかった。期間の要因において，えられるが，個人間において，認知負荷をどこで感じた

Bonferroni の多重比較を行ったところ，ターゲット，単語かが異なっており，分類項目表示時に統計上有意な差を群，正解の各組み合わせにおいて５％水準で有意な差が見出すには至らなかった。多くの被験者では，正解表示みられた。

時で認知負荷が低下し，瞬目の抑制が解除され，この段次に，メニュー条件間での瞬目率の差をみるために，階で瞬目が頻発しているが，被験者によっては，正解表次のような分析を行った。メニュー条件の違いが実際に示時でも瞬目が抑制されたままになっているものもいた。

表れるのは，分類項目表示時と単語群表示時である。し正解表示後の「戻る」という表示がなされてはじめて一連の課題の終了と認識をしており，正解表示時でも緊張状態が持続し瞬目が抑制されたままになっていた。この

1.0２×64

16×８４×3232×４5050400.60.4

メジアンより上メジアンより下3020100.2

ターゲット 分類項目

単語群

正解

１試行における各段階(a) 分類項目での比較

図３ メニュー条件別の各段階における瞬目率

30200
中分類群 大分類群
分類戻る

メジアンより上メジアンより下1000.040
度数

８×16

度数

瞬目率0.8１×128

中分類群 大分類群
分類(b) 単語群での比較

図４ 瞬目率がメジアンより大の場合とメジアン以下の場合の度数たがって，この段階での瞬目率を比較した。まず，被験-3-

ように，個人間での差が全体の分析結果に影響を与えた

い。今回の実験結果も，項目数という条件ではすべてのものの，全体としては，メニュー選択課題時に認知負荷被験者に対して統制がなされていたが，分類のわかりやが高くなっていることがわかる。

すさは，個人の知識などにも左右されるものであり，実次に，分類項目表示時及び単語群表示時におけるメニ験上統制はなされていなかった。

ュー条件の違いによる分析である。ここでの分析は，認このような様々な問題を含んではいるものの，階層デ知負荷に伴う瞬目の抑制だけではなく，視線の動きに伴ィレクトリ構造の違いによって認知負荷が異なることがう瞬目の誘発も考慮しなければならない。視線が次の行わかった。より精緻な実験を行うことにより，どのように移るときなどに瞬目が誘発されることが知られておりな階層ディレクトリ構造が適切であるのかを検討するこ（Orchard & Stern, 1991），今回の実験での項目の表示では，とが今後可能であると考えられる。

分類項目でも単語項目でも表示項目数が多くなると，数謝辞行に渡って項目が表示されており，この要因を無視する

本研究の実験は，北九州大学文学部人間関係学科米田

ことはできない。
図４に示されているように，分類項目数が相対的に多久美子さんの 2000 年度卒業論文の一環として行なわれ，い中分類群の場合，瞬目率が高くなっている。分類項目

実験を実施した米田さんに，この場を借りてお礼を申し数が多い場合，どの分類にターゲットが含まれているか上げます。

は比較的容易に判断できるため，認知負荷が相対的に低

参考文献

く，瞬目の抑制がそれほど高くなかったということが考Ohira, H. 1996 Eyeblink activity in a word-naming task as a

えられる。また，項目数が多いため，視線の動きに伴うfunction of semantic priming and cognitive load.

瞬目も発生したと考えられる。一方，分類項目数が少な

Perceptual Motor Skills, 82, 835-842.

い大分類群の場合は，視線の動きは少なく，認知負荷もOrchard, L.N., & Stern, J.A. 1991 Blinks as an index of

高いと思われるため，瞬目が少なくなることが予測されcognitive

るが，他の要因も含まれており，必ずしもそうではなか

activity

duringreading.

Integrative

Physiological and Behavioral Science, 26, 108-116.

った。たとえば，１×128 条件では，選択の余地はなく，

Fukuda, K., & Matsunaga, K. 1983 Changes in blink rate

むしろ認知負荷が少ないことが考えられる。さらに，すduring

ぐにクリックできるため，時間間隔が短く，データとし

signaldiscrimination

tasks.

Japanese

Psychological Research, 25, 140-146.ては，ターゲット表示後の抑制の解除としての瞬目が含小松原明哲

まれていたことが考えられる。

単層階層メニュー選択システムにお1991けるグループサイズの設計方法について

単語群の表示時においては，単語項目数が多い場合，人間工学，

27, 73-82.

瞬目率が多くなっている。これは，視線の動きに伴う瞬MacGregor, J. N. & Lee, E. S. 1987 Performance and目の発生によるものと考えられる。

preference in videotex menu retrieval: A review of the

メニュー選択時の認知負荷が瞬目の抑制という形で現empirical

れてきたが，メニュー条件の違いによる認知負荷の違いliterature.

BehaviourandInformation

Technology, 6, 43-68.

は，瞬目には明確に現れてこなかった。そのひとつの原松尾太加志 2000 ユーザビリティ指標としての瞬目の利因は，認知負荷による瞬目の抑制と視線の動きに伴う瞬用可能性−WWW ブラウザ利用時の瞬目の観察−

目の発生の要因を観察データだけからは分離できなかっ北九州大学文学部紀要（人間関係学科）, 7, 1-8.

たということである。また，ひとつの試行を複数の細か

松尾太加志・福田恭介

い段階に区分して分析した場合，瞬目の抑制の解除によ1996

目自動解析システムの開発

る瞬目の頻発が，次の段階にまで及ぶことがあり（松尾，ビデオ画像記録による瞬生理心理学と精神生理学, 14, 17-21.

2000），その段階での処理課題の影響による瞬目なのか，

Nielsen, J. 1993 Usability Engineering. Academic Press. （篠直前の処理段階の影響を受けた瞬目なのかも明確には分

原稔和監訳

離しにくいということもあり，方法論的に解決しなけれ

1999

ユーザビリティエンジニアリン

グ原論. トッパン )ばならない問題も含んでいる。さらに，メニュー選択時

若杉麻衣の認知負荷は，項目数によってのみ決まるわけではなく，分析分類のしかたがわかりやすいかどうかという要因が大き2000

階層メニュー選択課題における視線の北九州大学文学部人間関係学科 1999 年度卒業

論文（未刊行）-4-