智能終端觸控筆的專利技術(shù)綜述

于俊　席鵬翰

【摘要】在智能終端設(shè)備中，觸控筆已經(jīng)成為主流的觸摸輸入方式之一，本文以專利數(shù)據(jù)庫的檢索結(jié)果為分析樣本，從專利文獻(xiàn)的角度對觸控筆技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了全面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析，其中，針對觸控筆技術(shù)相關(guān)的國內(nèi)外專利的申請趨勢、主要申請人以及重要技術(shù)分支進(jìn)行了分析、總結(jié)。

【關(guān)鍵字】觸控筆 觸控 交互 專利分析

一、引言

隨著科技發(fā)展，終端設(shè)備已經(jīng)從功能性終端發(fā)展到智能終端，而在觸摸屏盛行的時(shí)代下，主流觸摸輸入方式包括多點(diǎn)觸摸輸入和觸控筆觸摸輸入。雖然多點(diǎn)觸摸已經(jīng)非常成熟，但側(cè)重點(diǎn)仍是滑動(dòng)、大面積點(diǎn)觸、多點(diǎn)縮放等操作形式，畢竟人類手指的大小是無法改變的。而觸控筆的優(yōu)勢在于精確操作，在專業(yè)繪圖和設(shè)計(jì)、快速書寫、筆跡還原等方面具有優(yōu)勢。這便是手指多點(diǎn)觸摸無法取代觸控筆的意義。近年來，三星推出的GALAXY Note系列產(chǎn)品中，Spen已經(jīng)成為標(biāo)配，微軟也為Surface平板推出了Surface Pen，蘋果公司為iPad配備了apple pencil。

二、專利申請分析

專利信息檢索是本文研究的基礎(chǔ)。通過專利分類號統(tǒng)計(jì)和關(guān)鍵詞獲得初步結(jié)果后通過概要瀏覽將文獻(xiàn)中明顯的噪音去除。

2.1專利數(shù)量與時(shí)間

通過對檢索專利申請進(jìn)行分析，得出國內(nèi)針對觸控筆技術(shù)專利申請的申請時(shí)間和數(shù)量的分析結(jié)果，如圖2-1所示。圖2-1示出了專利申請趨勢，實(shí)線為實(shí)際申請量，虛線為線性預(yù)測，其x軸變量為年份，y軸變量為申請量，采用最小二乘線性擬合出該虛線。圖中可以得出，大致可以分為兩個(gè)時(shí)期，第一時(shí)期為1996-2004年，技術(shù)發(fā)展萌芽期；第二時(shí)期為2005-2014年，快速增長期。為了更加清楚描述近幾年的專利申請數(shù)量，選取2010年至2014年之間的數(shù)據(jù)，按季度統(tǒng)計(jì)出每個(gè)季度的申請量，如圖2-2所示.虛線為線性預(yù)測，對比圖2.1與圖2.2可知，2010年至2014年線性預(yù)測的斜率已經(jīng)降低，但是其依然呈現(xiàn)出增長的態(tài)勢，預(yù)計(jì)未來幾年依然會(huì)維持增長，但是增長趨勢會(huì)有所放緩，進(jìn)入到成熟階段。

2.2三星、蘋果觸控筆專利申請

為了更加準(zhǔn)確的體現(xiàn)觸控筆的發(fā)展，篩選出三星公司和蘋果公司關(guān)于觸控筆的專利申請。

由柱狀圖2-3可以得出，兩家公司都是于1992年在專利文獻(xiàn)中正式提到觸控筆。1999至2010年，三星公司每一年都有關(guān)于觸控筆的專利申請，并涉及從硬件上改進(jìn)觸控筆，開始出現(xiàn)利用觸控筆的狀態(tài)來作為交互的手勢，但是在該期間蘋果公司關(guān)于觸控筆的專利申請依然是少之又少，主要是因?yàn)橛|控屏在該期間開始出現(xiàn)迅猛增長，并且主要是基于手指多點(diǎn)觸控來進(jìn)行交互。并且喬布斯對觸控筆鄙視的論斷：“誰會(huì)想要一支觸控筆？用的時(shí)候要拿起來，不用時(shí)要放下。有時(shí)候還會(huì)找不到，真麻煩”。所以在該期間，蘋果公司并沒有在觸控筆研發(fā)上投入主要精力。在2011年之后，兩家公司在觸控筆上的專利申請均出現(xiàn)爆發(fā)式地增長，在申請總量上三星公司要多于蘋果公司。

2.3主要技術(shù)分支

將專利申請進(jìn)行分類，分為以下三類技術(shù)分支（1）硬件，申請量占比為42%，主要是對觸控筆的硬件構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)以提高識別的精度，例如，提高坐標(biāo)、角度精度的檢測；（2）交互，申請量占比為53%，主要是對通過觸控筆與觸摸屏進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)功能，例如，懸停操作，根據(jù)筆的狀態(tài)執(zhí)行GUI功能；（3）結(jié)合其他裝置，申請量占比為5%，將其他裝置增加到觸控筆，例如，將無線裝置增加到觸控筆，利用觸控筆實(shí)現(xiàn)文件傳輸。每一類別申請量所占比例如圖2-4所示。

三、結(jié)束語

通過對涉及觸控筆國內(nèi)外專利進(jìn)行集中收集、閱讀和梳理，以專利數(shù)據(jù)庫的檢索結(jié)果為分析樣本，分析了觸控筆的技術(shù)發(fā)展，申請趨勢，以及對主要申請人以及重要技術(shù)分支進(jìn)行了分析、總結(jié)?；谟|控筆的觸控輸入將獲得更廣泛的應(yīng)用，并在多種人機(jī)交互方式中占據(jù)更加主流的地位。