多屏互動中的觸控交互技術專利分析

摘 要：【目的】利用觸控技術實現多屏互動成為研究熱點，國內外的相關申請也越來越多，從專利角度對該領域的發展現狀進行分析，為相關企業在該領域的深入研究和市場競爭提供有價值的專利信息?！痉椒ā勘疚尼槍Χ嗥粱又械挠|控技術的專利申請進行檢索和統計，對申請人和申請量進行了分析，并分析了全球重點申請人的相關專利技術。【結果】多屏互動中的觸控交互技術專利的申請量逐年增加，中國申請人在該領域的起步晚，但發展速度快，成為該領域的重要專利來源地?！窘Y論】中國企業應重視在該領域的科學技術創新和專利布局，利用專利武器提升核心競爭力。

關鍵詞：多屏互動；觸控；專利分析

中圖分類號：G306" " " 文獻標志碼：A" " "文章編號：1003-5168（2023）21-0137-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.21.028

Patent Analysis of Touch Interactionin Multi-Screen Interactions

ZHANG Qian" " ZHANG Hui

（Patent Examination Cooperation （Tianjin） Center of the Patent Office， CNIPA， Tianjin 300304， China）

Abstract： [Purposes] Touch technology in multi-screen interaction becomes research hotspot， and related domestic and foreign patent applications are increasing. This paper analyze the development of touch technology in multi-screen interaction based on patents， providing valuable patent information for intensive research and market competition by relevant businesses in this field. [Methods] In this article， patent applications of touch interaction in multi-screen interaction are retrieved and counted herein， meanwhile the application trends， important applicants， regional distribution of patent applications and the related patent technology focused on the important applicants globally are analyzed. [Findings] The number of patent application of touch interaction in multi-screen interaction have increased by years，as applicants in China have developed late in this field， but have developed quickly and become the important source of patents. [Conclusions] Chinese applications should emphasize technical innovations and patent layouts in this field， using patent to promote core competitiveness.

Keywords： multi-screen interaction; touch control; patents analysis

0 引言

隨著智能終端設備的種類越來越豐富，不同智能終端設備之間的數據共享成為用戶的重要需求，利用觸控技術實現多屏互動成為研究熱點，國內外的相關申請也越來越多。觸控手勢成為智能終端設備中最適合和最自然的交互方式，觸控手勢的種類豐富且可自行設定，利用觸控手勢進行輸入控制，使得人機交互更加便捷和直觀，提升用戶體驗。

1 基本概念和相關技術

1.1 多屏互動技術

多屏互動是基于DLNA協議、閃聯協議、Miracast協議等，通過WiFi網絡連接在不同多媒體終端上，進行的多媒體內容傳輸、解析、展示、控制等一系列操作。該技術可以在不同平臺設備上同時共享展示內容，豐富用戶的多媒體生活^［1］。多屏互動技術的主要通信協議有以下幾種：①DLNA，由索尼、英特爾、微軟等發起成立，旨在解決包括個人PC、消費電器、移動設備在內的無線網絡和有線網絡的互聯互通，讓照片、音樂、視頻能夠在這些設備中共享，但其只有投屏功能，不具有鏡像功能，不能支持雙屏的游戲體驗。②AirPlay，由美國蘋果公司推出的無線傳輸播放多媒體信息的技術，其僅支持iPad、Apple TV、iPhone等設備，應用設備具有較大的局限性。③閃聯，由聯想、TCL、康佳、海信、長城聯合發起的協議標準，支持各種3C設備智能互聯、資源共享和協同服務。④Wi-Fi Display，Wi-Fi聯盟在已有技術的基礎上，為了加速音視頻的傳輸分享而提出來的一個概念。Miracast實際上是Wi-Fi聯盟對支持Wi-Fi Display功能設備的認證名稱，其既支持圖片、音視頻分享的投屏功能，也支持鏡像功能，Android 系統支持Miracast功能^［2-3］。多屏互動技術的主要應用形式有內容共享、智能設備無線操控兩種。

1.2 大屏設備的交互方式

隨著大屏設備功能的日漸豐富和強大，人們對大屏設備的操控方式也在不斷發展變化，其主要操控方式有以下四種：①遙控控制。通過遙控設備與大屏設備之間的信號傳輸，實現遙控設備對大屏設備的控制。該控制方式依賴于遙控設備，且操作煩瑣。②語音控制。利用語音識別技術把語音信號轉變為相應的文本或命令進行控制，可以通過聲音控制開機、功能設置等復雜的操作。海爾、TCL、長虹、聯想、LG、蘋果等都發布了各自的具有語音控制功能的設備，語音控制方便、快捷，還能實現與用戶的交流互動。③體感控制。通過動作識別技術捕捉肢體的動作，將肢體動作轉換為控制命令，使大屏設備擺脫遙控器、鼠標等控制設備，為聽力障礙人群提供了更加便捷、自然的交互方式。④觸摸控制。利用觸覺感受來實現人機交互，大屏設備的屏幕可設置為觸摸屏，遙控器可設置具有觸摸控制功能的觸控板，也可通過觸屏手機等觸控設備實現對大屏設備的控制^［4-5］。

2 專利趨勢分析

2.1 全球專利申請趨勢

截至2022年12月29日，多屏互動中的觸控技術全球專利申請共794件，申請量逐年趨勢如圖1所示。從圖1中可以看出，多屏互動中的觸控技術的全球專利申請量總體呈波動上升趨勢。2012年以前多屏互動的觸控技術相關專利申請數量較少，2013年開始進入專利申請快速發展階段。隨著觸控智能終端設備如智能手機、平板電腦、智能電視等的快速發展，智能手機、平板電腦、智能電視之間不同屏幕之間的圖片、視頻、文檔等內容的共享成為用戶的迫切需求，多屏互動中的觸控技術也成為各設備制造商重點研發的技術之一。相關技術的專利申請量到2020年達到了106件，是2012年申請量的近5倍。2021—2022年有部分申請未被公開，預計實際申請量大于目前統計數據。

2.2 技術原創國分析

對多屏互動中觸控技術專利申請的技術原創國進行統計，結果如圖2所示。從圖2中可以看出，中國專利申請量遠超其他國家，占全球申請量的41%，美國和韓國緊隨其后，排在前三位的中國、美國、韓國占據了申請量的82%。雖然美國、韓國在該領域起步相對較早，但是隨著中國智能終端制造企業（如華為、廣州視源、OPPO、聯想等）科技創新能力的發展，中國的申請量突飛猛進，快速超越其他國家，在多屏互動中的觸控技術領域獨占鰲頭。

2.3 全球重要申請人分析

該技術領域國內外十位重要申請人申請量排名情況如圖3所示。按照申請量排名，三星排名第一，華為緊隨其后，二者的申請量明顯高于其他申請人。觸控手機作為觸控交互技術的重要載體，從圖3可以看出，多屏互動中觸控技術領域的重要申請人主要為手機制造商，如三星、華為、LG、蘋果、OPPO、索尼等。三星作為同時具備手機和家電生產線的重要企業，在手機與家電之間多屏互動的觸控交互領域布局的專利數量明顯高于其他申請人，最大程度上發揮了自身的產業優勢。隨著中國手機制造商在家電領域的快速發展，多屏交互的需求推動觸控交互技術相關專利的申請量逐漸增多。雖然中國在該領域的起步較晚，但發展速度較快，其中最具代表性的申請人是華為，廣州視源、OPPO、聯想。

3 重點申請人相關專利技術分析

電視、投影儀等大屏設備和觸摸屏手機成為人們日常生活和工作中最常用的電子設備，上述設備之間的交互控制也成為研究熱點。全球重點申請人如三星、華為、LG、蘋果、微軟、廣州視源、聯想、索尼等均在多屏互動的觸控技術領域進行了相應的專利布局。下面針對上述重點申請人的相關專利技術進行分析。

3.1 單用戶觸控交互

多屏環境下，具有觸控部件的設備可用作控制設備，控制大屏設備的顯示內容，具有操作簡便的效果。

CN105210026A（三星），在屏幕共享模式下，電子設備的控制器將在電子設備中運行的應用程序的顯示數據輸出到由用戶選擇的外部輸出設備中，電子設備的顯示單元不再顯示應用程序的顯示數據，而是顯示輸入界面，接收用戶的觸摸輸入，根據觸摸輸入控制運行的應用程序。

CN105094228A（LG）、CN113711172A（蘋果）、CN108885521A（微軟）、CN103813114A（索尼），在多屏共享模式下，通過第一設備上的觸控操作，控制第二設備上的應用程序的顯示內容的界面尺寸，將第一設備剪貼板的內容共享到第二設備，控制第二設備上的照片、文件、應用程序的菜單操作等。

3.2 多用戶協同觸控交互

在主機與多個用戶設備進行多屏互動時，多個用戶設備對主機的反向控制可能會造成相互干擾，如何讓多個用戶在多個設備上對主機共享的內容進行完美的協同操作是需要解決的技術問題，不同的申請人提供了不同的解決方案。

CN104506650A（華為），主機發起多屏共享之后，一個或多個用戶設備可以實時與主機顯示相同的內容，主機將每個用戶設備作為一路控制數據輸入，多個用戶設備的多路用戶操作數據組合為多點操作數據，然后注入到應用進行處理，解決了多人互動控制場景下的反向控制干擾問題，可以讓多人在多設備上進行完美的協同操作（如圖4所示）。

CN110213644A（廣州視源），第一終端設備將來自至少一個終端設備的數據包以及自身生成的數據包進行融合，得到新的數據包，將新的數據包發送給主機，以實現用戶在第一終端設備和至少一個終端設備通過協作的方式對主機進行觸控操作，解決了多個終端設備同時對主機進行觸摸操作時的沖突問題（如圖5所示）。

4 結論

本文主要對多屏互動的觸控交互技術領域的專利申請進行了分析，隨著不同終端設備之間交互的需求越來越迫切，多屏互動中的觸控技術的全球專利申請量總體呈波動上升趨勢，并對全球重點申請人的相關專利技術進行了分析。雖然我國在該領域起步晚，但技術發展較快，總體申請量較大。由此可以看出，中國企業越來越重視科技創新和專利布局，利用專利提升核心競爭力。

參考文獻：

［1］魏國亮.多屏互動技術在高清互動平臺中的應用［J］.中國有線電視，2013（10）：1180-1182.

［2］朱亞東.基于Android平臺的多屏互動系統研究［D］.上海：復旦大學，2012.

［3］龍禹.基于WFD的智能多屏交互系統的設計與實現［D］.黑龍江：哈爾濱工業大學，2013.

［4］謝世海，劉蘇.淺談智能電視人機交互方式［J］.科技信息，2013（3）：156，206.

［5］于敬卓.數字媒體時代多媒體終端的人機交互方式新發展［J］.數字技術與應用，2019，37（9）：232，234.

收稿日期：2023-05-30

作者簡介：張茜（1987—），女，碩士，助理研究員，研究方向：交互設備；張慧（1989—），女，碩士，助理研究員，研究方向：交互設備（等同于第一作者）。