多點接觸式觸屏專利分析綜述

吳林春

摘 要： 以接觸式觸摸屏多點觸控交互技術(shù)的專利申請作為基礎(chǔ)，以專利視角對該技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)地分析研究，在CNABS數(shù)據(jù)庫中對該專利技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

關(guān)鍵詞： 多點觸控；專利分析；統(tǒng)計

1.引言

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，在20世紀(jì)90年代初，出現(xiàn)了一種全新的人際交互技術(shù)，利用這種技術(shù)，用于只需要在顯示屏上的圖標(biāo)或文字上輕輕一點，計算機就能按照我們的指示進(jìn)行相關(guān)的操作，完全擺脫了鍵盤和鼠標(biāo)的束縛，使人機交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)就是日新月異的觸摸屏技術(shù)[1]。

觸摸屏技術(shù)的應(yīng)用中系統(tǒng)提供了良好的且友善的交互界面，消除了用戶操作計算機時面對諸如鍵盤等交互設(shè)備時的畏懼、困惑心理。用戶只需利用手指或光筆等觸摸屏上需要的內(nèi)容即可控制計算機的運行，操作非常簡單，提高了用戶的興趣，并且因為感受到了計算機對信息處理的強大功能，從而激發(fā)起用戶學(xué)習(xí)、掌握計算機技術(shù)的積極性。多點觸控技術(shù)作為觸摸屏技術(shù)的重要分支，其觸摸屏可以識別多個手指在不同位置上進(jìn)行的手勢操作，摒棄了單點操作式方式。

本文將基于接觸式觸摸屏多點觸控技術(shù)的專利申請作為基礎(chǔ)，以專利視角對該技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)地分析研究。從技術(shù)演進(jìn)與發(fā)展及重點專利分析、主要申請人和申請量以及主要技術(shù)構(gòu)成三大部分進(jìn)行分析。

2.多點接觸式觸屏發(fā)展與重點專利分析

多點觸控專利在中國申請最始于2003年，當(dāng)年中國申請量較少，僅有兩件，其中一篇，申請?zhí)枺篊N03826970， 由諾基亞公司申請的“一種在基于觸摸的用戶輸入裝置上用于識別雙點用戶輸入的方法和裝置”，該專利有美國、歐洲、日本、韓國、印度、澳大利亞多國同族。該專利申請于2008年4月25日授權(quán)，被引證74次，同時其同族均得到授權(quán)，屬于便攜式設(shè)備多點接觸式觸屏比較有意義的專利。

該專利技術(shù)方案采用通過檢測第一位置信號，存儲該位置信號，進(jìn)而檢測后繼的第二位置信號，確定所述第二位置在同時進(jìn)行的雙點用戶輸入中是否有其來源，通過在所述第二位置反映所述存儲的第一位置而產(chǎn)生第三位置，并使用所述第一位置和所述第三位置，作為所述雙點用戶輸入坐標(biāo)，從而實現(xiàn)多點觸控的檢測。

多點接觸式觸屏專利技術(shù)真正快速發(fā)展始于2005年，當(dāng)時蘋果公司在該方面技術(shù)研究有著較大的突破，使得多點觸控技術(shù)發(fā)展慢慢走向成熟，一篇由蘋果公司提交的專利申請?zhí)朇N200580029108，發(fā)明名稱為“利用多點感測設(shè)備進(jìn)行的手勢操作”，該權(quán)利被引證195次，同樣有JP、US、EP、KR、AU、IL、CA、HK多國的同族，并均被授權(quán)。該專利所要解決的技術(shù)問題是：在現(xiàn)有的觸摸輸入設(shè)備在使用過程中，用戶不能在中途改變手勢狀態(tài)，在任何給定的時刻僅可能執(zhí)行一個手勢，不能夠同時執(zhí)行多個手勢。

該專利通過從多點輸入設(shè)備讀入圖像，讀 自觸摸屏的圖像提供幅度（Z）作為觸摸屏的每個感應(yīng)點或像素的位置（x和y）的函數(shù)，該幅度可以例如反映在每個點測量的電容，并將圖像轉(zhuǎn)換為集合或特征列表，每個特征代表清晰的輸入，如觸擊，每個特征包含其自身的唯一標(biāo)識符（ID）、x坐標(biāo)、y坐 標(biāo)、Z幅度、角度θ、面積A等等。該多點處理方案進(jìn)行特征組計算關(guān)鍵參數(shù)，關(guān)鍵參數(shù)可包括特征之間的距離、所有特征的x/y矩心、特征旋轉(zhuǎn)、分組的總壓力（例如，矩心處的壓力）等等，該計算可包括查找矩心C、從矩心C畫虛線130到每個特征、定義每條虛線的距離D（D1和D2），并接著平均距離D1和D2。一旦計算了參數(shù)就報告參數(shù)值，該參數(shù)值典型地與組標(biāo)識符（GID） 和每個組內(nèi)的特征數(shù)量一同報告。通過該方法，該權(quán)利技術(shù)方案能同時檢測感測區(qū)域內(nèi)以獲得手勢事件，如果識別出手勢事件，執(zhí)行與手勢事件相關(guān)聯(lián)的命令如：逆時針旋轉(zhuǎn)、順時針旋轉(zhuǎn)、展開、收縮、向左掃動、向右掃動、向上掃動、向下掃動和敲擊。多點觸控中該專利真正意義上實現(xiàn)了便攜式設(shè)備觸摸屏的多點觸控技術(shù)。

隨著多點觸控技術(shù)的發(fā)展，利用多點觸控技術(shù)也日趨成熟完善，2007年12月19日由瑟克公司提交的申請?zhí)枮镃N200780047248，名稱為“一種激活和控制觸摸板上的滾動的方法”，通過多點觸控技術(shù)來實現(xiàn)列表滾動的技術(shù)，解決了便攜式電子設(shè)備特殊尺寸限制了能夠與這些設(shè)備進(jìn)行溝通的方式的數(shù)量的問題。

該專利技術(shù)方案通過檢測第一指向?qū)ο笤跐L動區(qū)域內(nèi)在觸摸板上的觸地，由此激活滾動功能；當(dāng)?shù)谝恢赶驅(qū)ο笕匀辉跐L動區(qū)域內(nèi)與觸摸板相接觸時，檢測觸摸板上不在滾動區(qū)域內(nèi)的第二指向?qū)ο?；拖動第二指向?qū)ο?，由此產(chǎn)生顯示屏上的列表內(nèi)的滾動。當(dāng)將第二指向?qū)ο蠓胖糜谟|摸板的垂直中心線以上時，在顯示屏中顯示的列表內(nèi)向上滾動；當(dāng)將第二指向?qū)ο蟊环胖糜谟|摸板的垂直中心線以下時，在顯示屏中顯示的列表內(nèi)向下滾動。該技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步完善了多點觸控技術(shù)的發(fā)展，擴大了多點觸控技術(shù)的應(yīng)用。

同樣，于2007年12月21日蘋果公司提交了一篇“多點觸摸輸入辨識”，申請?zhí)枮镃N200780049219，該專利被引用60次，其擁有US、EP、JP、KR、IN、AU等多個國家的同族申請，并得到授權(quán)，該專利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)辨識多點觸控的輸入源，該方法包括獲得接近圖像，分割接近圖像以識別多個區(qū)塊，確定這多個區(qū)塊的每一個的短軸半徑，以及基于所識別的大物體控制觸摸表面設(shè)備的操作，根據(jù)區(qū)塊信號密度等相關(guān)參數(shù)，來區(qū)分大物體（例 如臉頰和手掌）與其它物體（例如手指和拇指）、不規(guī)則物體（例如耳朵）與規(guī)則物體（例如手指、拇指、臉頰和手掌）以及手指握住動作。

3.申請量分析

鑒于多點觸摸屏技術(shù)是近段時間才發(fā)展起來的技術(shù)，為此，本文只對該技術(shù)領(lǐng)域的近十幾年在中國的專利申請量進(jìn)行了統(tǒng)計，該統(tǒng)計采用關(guān)鍵詞加分類號進(jìn)行統(tǒng)計。從申請量統(tǒng)計上看，觸摸屏多點觸控專利申請從2003-2012年逐年增加，并呈現(xiàn)出非線形增長趨勢。2012年國內(nèi)申請量達(dá)到150多篇，年申請量超過100篇的有四年，分別為2011-2014。從2013年開始略有下降，這也意味著從2012年開始多點觸控技術(shù)在觸摸屏領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)走向成熟階段。

4.主要申請人分析

在CNABS數(shù)據(jù)庫中使用關(guān)鍵詞加分類號進(jìn)行檢索，并用mems命令統(tǒng)計pa字段，可以統(tǒng)計出接觸式觸摸屏領(lǐng)域的四個技術(shù)分支的申請人分布情況。結(jié)果顯示多點觸控技術(shù)主要集中在國外公司，申請量最大的三個公司分別為蘋果、OPPO、三星，這幾個公司在多點觸控領(lǐng)域申請量均超過100篇，其中蘋果公司超過了200篇。■

參考文獻(xiàn)

[1] 高燕.觸摸屏應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ). 現(xiàn)代營銷， 2010，No.10：35-37.