（第 13 回まばたき研究会

2005/3/27）

階層メニュー探索時の瞬目
The blinks during searching the hierarchical menus
松尾 太加志（北九州市立大学文学部）
Golodstein(1984)は，認知的事象と関連のある瞬目

序コンピュータ操作をはじめとして，最近の機器操を，反射や自律性の瞬目と区別して，"endogenous

作では，階層的なメニュー構造の中から必要な項目blink"と呼んでいる。これは，内的な認知過程に伴を選択する操作を強いられ，このような場面では，うもので，Stern らは認知活動を表わす有効な指標認知負荷がかかると考えられる。となると指摘している。とくに，分離試行課題と呼認知負荷の測定 認知負荷は，ユーザビリティのばれる課題（福田・山田・田多，1990）を行なった観点からいろいろな測度で評価がなされている。質場合，与えられた課題に対する処理が終了した時点

問紙などによって主観的な評価を求めるやり方から，で瞬目が頻発し，処理を行なっている最中には，瞬より客観的な測度として，課題遂行時間，課題成績，目が抑制されることが知られている。
Fukuda & Matsunaga(1983)は，聴覚弁別課題を生理的指標などがある。
たとえば，階層メニューの認知負荷を少なくする行なわせたときの瞬目の発生を次のように報告してために，階層の深さや項目数についての検討がなさいる。予告刺激が提示された直後から瞬目発生がれている。MacGregor & Lee(1987)は，ビデオテッ

徐々に抑制され，刺激提示中まで抑制が続き，刺激クスのメニュー階層に関して，読みの速度，操作の提示直後に瞬目が多発する。さらに，反応が終了し速度，コンピュータの応答時間などの要因を総合した後に多発を示した。つまり，刺激の予期や処理のて，探索時間が最小になるのは，項目数が４〜８項

最中は瞬目が抑制され，処理が終了した時点で抑制目程度であると報告している。また，小松原(1991)が解除され，瞬目が多発している。これは，認知的は，単層メニューにおけるグループ化について，探過程に瞬目が深く関与していることを示している。

索時間が短くなるのは，グループ数とグループ内のOhira(1996）は，視覚刺激を用いた実験で，課題項目数の積の平方根に近い値になるように両者を設の困難度によって，瞬目の発生が異なることを報告定した場合だと述べている。これらのユーザビリテしている。課題は，プライミング効果を利用した単ィの評価には，探索時間が判断基準となっている。

語読み上げ課題で，プライム刺激とその直後に与えしかし，必ずしも，認知負荷が低いことが時間がられるターゲット刺激の単語を読み上げることが被短いことにつながらない。ある作業手順で行うほう験者の課題である。プライム刺激にターゲット刺激が時間が短いことがわかっていても，注意の資源がと関連のないものを提示したり，ターゲット刺激を必要であったり，記憶負荷がかかったりすることが回転文字で表示することによって，課題の困難度をある。

操作している。その結果によると，課題の困難度がまた，作業課題の成績によって認知負荷の程度を高い場合，ターゲット刺激提示直後の瞬目率が低下検討することによっても可能であるが，必ずしも，している。そして，低下後また瞬目率は高くなって負荷が高いと成績が低下するという単純なものではいる。つまり，与えられた課題の認知負荷が高いほないため，課題成績だけでは認知負荷の評価は難しど瞬目の抑制が発生している。
これらの知見は，与えられた作業課題が作業者にい。
ユーザビリティの指標として，単に作業時間が短どの程度の認知負荷がかかっているか瞬目を通していとか課題成績がよいといったアウトカムの指標で知ることができることを示唆している。そして，分はなく，より直接的に認知負荷を検討することが重離試行パラダイムの実験によって，どの時点で認知要である。そこで，本研究では，認知負荷の生理的負荷が高いかを知ることができ，階層メニュー探索指標として瞬目を利用する。

時の認知負荷を知るには有効な方法である。
目的

瞬目と認知過程 瞬目は，眼の保護や防衛といっ

そこで，本研究では，試行に分離して分析た生理的な反射だけではなく，認知的処理過程と関が可能な作業課題として，WWW ブラウザによるホ連があることが知られている。Stern, Walrath &ームページ閲覧課題を用い，階層メニュー探索時の-1-階層メニュー探索時の瞬目

どこで認知負荷が生じるのかを瞬目を指標として検海道の観光案内の内容で，今回の実験のために作成討する。ホームページ閲覧は，自分の得たい情報をしたものである。３階層の構造をしており，第１階ブラウザ画面の中から探し出し，そこをクリックす

層には，地名メニューで北海道の４箇所の地名（小るという定まったプロセスの課題となっている。そ樽，札幌，函館，富良野）が表示されている。第２のため，探し出してクリックするという作業が一つ

階層は４つの土地の各地の名所メニューで，それぞの試行だとみなすことが可能である。このとき，特れ３箇所の名所が表示されている。第３階層にはそ定の項目を自分で探さなければならない場合（探索の各名所の説明文が 80 字程度で掲載されている。

条件）と常に定められた同じ項目を選択するだけでしたがって，１ページ−４ページ−12 ページというよい条件（非探索条件）を設け，瞬目の発生を観察３階層となる（図１参照）。下階層のページへの移動することによって，階層メニュー探索時の認知負荷や上の階層に戻るには，マウスクリックで行う。しを検討する。

たがって，ブラウザのメニューやアイコンを使わずにページを移動する。練習用は，内容を映画情報と方し，同じ３層構造で１−２−４という構造で作成し法たものを用いた。

被験者
学部大学生 10 名（男性３名，女性７名）

瞬目検出装置

瞬目の検出は，松尾・福田(1996)の装置とほぼ同じ装置を構築した。眼は，小型 CCD

刺激・装置
WWW ブラウザを利カメラ(Toshiba IK-SM43H レンズ JK-L04S 焦点用するが，その利用環境は次のようであった。コン距離 4mm)を用いて撮影した。カメラと眼球の位置

ピュータは，Macintosh IIvi（Apple 社）を利用し，がずれないように，防塵用の透明ビニール製ゴーグ

モニタとしては，13 インチの専用モニタ（Apple 社ルを装着し，その右枠部分に金属製の細長の板を取製）を用いた。マウスは純正の１ボタンマウスを用り付け，その先端にカメラを取り付け，被験者の眼いた。OS は，漢字 Talk7.1 で，WWW ブラウザはを撮影することとした。なお，照明光の反射を避け

Netscape Ver.2.01 を用いた。Web サーバは立ち上るため，ゴーグルの透明パネルははずして行なった。

げずに，ローカルなハードディスクに保存してあるWWW ブラウザ利用時のページの切り替えを検HTML ファイルを開くことで，ホームページを見る出するために，ホームページの上部に横長のバーを環境とした。

提示するようにした。このバーは，第１，３階層でWWW ブラウザ利用環境

ホームページの内容 ホームページは練習用と実は黒に，第２階層では白とし，ページが変わるたび験用を用意した。実験に用いたホームページは，北に，白黒の反転が生じるようにした。コンピュータ

小樽名所メニュー小樽運河
北一硝子三号館
小樽ヴェネチア美術館

地名メニュー
小樽
札幌
函館
富良野

札幌名所メニュー
北海道庁旧本庁舎
時計台
さっぽろ羊ヶ丘展望台
函館名所メニュー函館山
外人墓地
旧函館区公会堂
富良野名所メニュー
麓郷の森
ふらのワイン工場
ファーム富田図１

小樽運河
北一硝子三号館
小樽ヴェネチア美術館
北海道庁旧本庁舎
時計台
さっぽろ羊ヶ丘展望台
函館山
外人墓地
旧函館区公会堂
麓郷の森
ふらのワイン工場
ファーム富田実験に用いたホームページの階層構造-2-

（第 13 回まばたき研究会

2005/3/27）の画面はビデオカメラ(SONY CCDTRV20PK)で撮く課題であると教示した。まず，練習用のホームペ影した。このコンピュータ画面の上下反転映像と被ージで練習を行なった後，実験用のホームページを

験者の眼の映像をビデオミキサ(Futek Videonics

操作した。被験者の課題は，ホームページの全内容

MX-1) に よ っ て 合 成 し ， ビ デ オ デ ッ キ (Victorを口に出して読んでもらうことである。ページをたSR-S365）に録画した。録画した映像は，計測ユニ

どる順序は，各メニューの項目を上から順番に３階ット(浜松ホトニクス Percept scope C3160）を利用

層のホームページを入れ子式にたどっていく（図２

して，映像を２値化した。２値化されたデータから，参照）。そのため，操作するページは，地名メニュー

ページの切替えの部分と，被験者の眼の上瞼の変位４，名所メニュー16，説明文ページ 12 となり，合データを検出させた。このデータをコンピュータ計 32 ページの操作を行なう。

（NEC PC9821Xn)に取り込んだ。データ取り込み

被験者には，ページ上に表示された全内容を音読のソフトウェアは，松尾・福田(1996)が利用したもさせた。メニューの場合，探索条件では，選択するのを用いた。

項目のみを読ませたが，非探索条件では，最初のメ実験条件

ニュー提示のときのみ音読をさせた。ただし，最初下階層のページに移動する場合，地名や名所を被のメニューではメニューの表題も読むよう教示した。

験者が探してクリックする条件（探索条件）とペー教示と装置装着を含めてすべての実験を終了するのジの最下部に常時表示した「NEXT」というアイコに，約 10 分要した。探索条件では女性４名，非探ンをクリックする条件（非探索条件）の２つを設け索条件では男性３名と女性３名が実験に参加した。

た。前者は，自分で次の項目を探す必要があるが，結後者ではどの段階においても，常に同じ「NEXT」

果
瞬目の同定は，松尾・福田(1996)で利用したプロアイコンをクリックすればよい条件である。上階層

グラムを一部改良して行なった。に戻る場合，探索条件では，「○○に戻る」という項

各操作終了時の瞬目の発生の様子を調べるために，目をクリックし，非探索条件では「NEXT」アイコンをクリックする。

各ページに発生した瞬目をページ操作開始時の２秒

手続き間とその後の期間に分けて瞬目率を計算した。各ペ被験者は，実験の概要の説明を受けたあと，ゴーージ操作開始時の２秒間は，その前の操作の処理終グルとカメラを装着された。被験者には，ホームペ了後の期間であるとみなした。ここでは，32 ページージの構造とそれを順番にたどりながら音読していの操作が８ページずつの４つのブロックによって構

Menu Selection① 北海道の街いろいろ
小樽
札幌
函館
富良野

Menu Selection⑨Reading②
小樽のココに行ってみよう④
小樽運河
北一硝子三号館
小樽ヴェネチア美術館③小樽運河はこんなところ
歴史の重みを感じさせる、重厚な石造りの倉庫群が建ち並ぶ落ち着いたたたづまい。 …

⑥⑧⑩
札幌のココに...

⑤⑦

図２

ホームページの閲覧の順序-3-

北一硝子...

小樽ヴェネ...

BLINK RATE(FREQUENCY/SEC)

階層メニュー探索時の瞬目

1.0.9.8.7.6.5.4.3.2.1.0

SearchNon-Search

PM3

PM2
PM1
M2
M10
図３2

4

M:Menu selection
R:Reading
PM:Post Menu
PR:Post Reading

PM7PM5R5
R7PR8
M8
PR6M6
R3PR4
M468
10
PERIOD

121416

操作時とポスト操作時（２秒間）を分けた場合の瞬目率の時系列分布成されているものとして分析した。８ページが１つ因）×実験条件（被験者間要因）の２要因の分散分のブロックを構成しており，１ブロック内での操作析を行ったところ，期間の間に有意な差がみられたの流れを見るために，ページごとに４つのブロックが（F=3.27, df=3/24,p<.005)，実験条件及び交互作での平均値を算出した。そして，各ページは，前述用には有意な差はみられなかった。また，LSD 法にのように，最初の２秒とそれ以降の期間に分かれる

よる多重比較では，メニュー操作後（PM）とメニため，都合，16 の期間に分けられる。これを実験条

ュー操作時（M）の間及びメニュー操作後（PM）件別に図示したのが，図３である。と音読終了時（PR）に 5%水準で有意な差が認めら

図３では，メニュー操作（M）後の次の２秒間をれた。

「PM（Post Menu）」，説明文音読（R）後の次の２秒間を「PR（Post Reading）」と表記した。この図考察を見ると，メニュー選択操作時（M）にもっとも瞬本実験で被験者が行う作業は，必要な項目を探索

目率が低く，メニュー選択操作後（PM）にもっとする，マウスクリックを行う，音読するという３つも瞬目率が高くなり，以降，音読時（R），音読終了の作業である。それぞれの作業において，瞬目がど時（PR）と瞬目率が低くなっている。そこで，これのような影響を受けるのかは，次のように考えるこらのデータをメニュー操作（M），メニュー操作後とができる。

（PM），音読時（R），音読終了時（PR）の４つの音読時の瞬目すことは知られており（たとえば，von Cramon &BLINK RATE(FREQUENCY/SEC)

期間にまとめた（図４）。ここで，期間（被験者内要0.5
SearchNon-Search

0.4
0.3
0.20.1M
図４発声という作業が瞬目の頻度を増PMRPR

４つの期間に分類した場合の瞬目率-4-

（第 13 回まばたき研究会2005/3/27）

Schuri, 1980），今回の実験のように音読させること件との違いは見出されなかった。
行動制御の違いによって，瞬目率が増加したことは予測される。ま

探索条件と非探索条件での違い

た，説明文は２〜３行に渡っているため，次の行にが統計的に見出されなかったことは，探索作業に伴移るときや文節の後などにおいて，瞬目が誘発されう瞬目の抑制は生じておらず，マウスクリックといる可能性が考えられる。Hall(1945）は，紙に書かう視覚運動的な課題によるものという解釈も成り立れた文書を読む際に，このような事実が生じることつ。しかし，そうであるならば，説明文音読後のマを報告している。また，Orchard & Stern(1991)は，ウスクリックに伴う瞬目への影響が説明できない。

VDT 提示においてもそのような事実があることを非探索条件では，説明文音読後でも「NEXT」アイ報告している。

コンをクリックするだけでよく，この作業の負荷が

ただし，実験の結果では，説明文音読時の瞬目率瞬目の抑制をもたらしたのであれば，その直後の負は他の期間に比較して高くなることはなかった。そ荷解除に伴う瞬目が発生してもよいはずである。しれは，次のマウス操作に伴う瞬目の抑制と関連があかし，説明文音読後（PR）の瞬目はメニュー選択後る。

（PM）よりも統計的に瞬目率は低くなっており，負荷解除が生じているとはいいがたい。

マウス操作に伴う瞬目抑制 マウスクリックでは目と手の協応動作が要求され，視覚的注意が求めら

説明文音読の場合，主たる課題は文章を読むといれ，瞬目が抑制される可能性がある。メニュー選択

う課題で，マウスクリックは文章を読んだ後に付加

時に瞬目率が低下したのは，この要因によるものと的に行なうだけにすぎない。課題終了後，元に戻る考えられる。また，説明文音読を終了したときにもために行う作業である。一方，メニュー選択時のママウスクリックの操作は必要であり，同様の抑制がウスクリックは，この後行うべき作業を選択する作生じたことが考えられる。しかし，音読による瞬目業であり，認知負荷の程度が異なることが考えられの発生も生じているため，データ上では，相殺され，る。非探索条件の場合，同じ「NEXT」アイコンを瞬目率は相対的には高くも低くもなっていない。

クリックするという作業であるにもかかわらず，メニュー選択時の場合は認知負荷が高く，説明文音読探索に伴う瞬目の変化 この作業はマウスクリッ時の場合は認知負荷が低いと考えられる。

クとの一連の作業として行われるが，以下のように

Fukuda & Matsunaga(1983)の実験では，反応を実験条件によって異なる。
メニュー選択時は，地名や名所を定められた順番せず，刺激を見るだけの条件で，刺激の意味を知っで選択しなければならない。その順番は上から順番ていると，刺激呈示直後にピークらしきものが観察であると教示されているが，説明文を読み終わってされている。本実験においても，被験者は，定めらメニュー選択画面に戻ったときに，次に選択すべきれた順番で探索していくことを知っており，メニュ項目がどれであるかについて，画面上には何も手掛ー画面を見せられることによって，認知負荷がかかりがない。次がどの項目であるかは，覚えておかなっていると考えることができる。

ければならない。したがって，探索条件では，メニ

このような違いが生じるのは，行動の制御の違い

ュー選択時(M)の負荷が高く，瞬目は抑制され，負であろう。このような行動制御の違いは，荷解除後のポストメニュー(PM)での瞬目率が高くRasmussen(1986)の KRS モデルで説明できよう。

なることが予測される。実験の結果は，その予測を画面上に次にどの項目をクリックすればよいかの手支持する結果となっている。

掛りがある場合，その手掛りは，シグナルとして利一方，非探索条件では，次にどの項目を選択すべ用され，スキルベースの処理でマウスをクリックすきか探索する必要はなく，「NEXT」アイコンをクリるだけでよい。説明文音読終了後にメニューに戻るックするだけでよい。したがって，メニュー選択時ときに行なうマウスクリックは，このスキルベース(M)の負荷による瞬目の抑制は，マウスクリックにの処理ではないかと考えられる。そのため，それほ伴うものだけで，負荷解除後のポストメニュー(PM)どの認知負荷はかかってない。一方，メニュー選択での瞬目率もそれほど高くならないことが予測され時には，画面上の地名メニューや名所メニューが単る。図４を見る限り，探索条件に比較すると，相対なるシグナルではなく，サインとして入力され，そ的に低い傾向がうかがえるが，統計的には，探索条れがルールベースでの処理となる。したがって，相-5-階層メニュー探索時の瞬目対的に高次の認知的処理過程が要求される。それが，and preference in videotex menu retrieval: A

瞬目への変化という形で現れたのではないかと考え

review of the empirical literature, Behaviourられる。

and Information Technology, 6(1), 43-68.
松尾太加志・福田恭介 1996 ビデオ画像記録によまとめ 本研究は，WWW ブラウザ利用時の瞬目を観察したが，ホームページ閲覧におけるインタフる瞬目自動解析システムの開発

ェースの問題は，階層化の適切さやナビゲーションと精神生理学, 14, 17-21.
Ohira,の問題として議論されることがある（黒須・伊東・H.

1996

Eyeblink

生理心理学

activityina時津，1999）。自分がホームページ上のどこに位置

word-naming task as a function of semantic

するのかわからなくなってしまうことがあったり，priming

目的のページにたどりつくにはどこをクリックすれ

Motor Skills, 82, 835-842.

andcognitiveload.

Perceptual

ばよいのかわからないことがある。今回の実験では，

Orchard, L.N., & Stern, J.A. 1991 Blinks as an

実際にメニュー選択時に認知負荷がかかっており，index of cognitive activity during reading.

目的のページ（今回は名所説明文のページ）にたど

Integrative Physiological and Behavioral

りつくと，負荷が低減したということが，瞬目抑制

Science, 26, 108-116.とその解除による多発ということで明らかにされた。

Rasmussen, J. 1986 Information Processing and実験的に作成したホームページの閲覧という限定さ

Human-Machine Interaction: An Approach

れた場面ではあるが，階層メニュー探索時におけるTo Cognitive Engineering. Elsevier Science

認知的処理過程を瞬目が反映しており，ユーザビリPublishing.（海保博之・加藤隆・赤井真喜・田ティの指標としても活用できることが明らかになっ

辺文也訳 1990 インタフェースの認知工学−

た。

人と機械の知的かかわりの科学−. 啓学出版)
Stern, J.A., Walrath, L.C., & Goldstein, R. 1984
The endogenous eyeblink. Psychophysiology,謝辞

21, 22-32.

本論文の実験は，梅村瞳さんの卒業論文（北九州大学文学部人間関係学科 1999 年度），山内麻子さん

von Cramon, D., & Schuri, U. 1980 Blinkの卒業論文（同 2000 年度）として行なわれたもの

frequencyです。ここに，記して感謝いたします。

Neuropsychologia, 18, 603-606.

参考文献
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Japanese

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25,140-146.
福田恭介・山田冨美雄・田多英興 1990 分離試行
パラダイムに基いた自発性瞬目研究の動向，8,47-54.
Hall, A. 1945 The origin and purpose of blinking.

BritishJournalofOpthalmology,

29,445-467.
小松原明哲1991 単層階層メニュー選択システム

におけるグループサイズの設計方法について，
人間工学，27, 73-82.
黒須正明・伊東昌子・時津倫子 1999 ユーザ工学
入門

共立出版

MacGregor, J. N. & Lee, E. S. 1987 Performance-6-andspeed

motor

activity.