多點(diǎn)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(diǎn)觸控交互技術(shù)的專利申請(qǐng)作為基礎(chǔ)，以專利視角對(duì)該技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)地分析研究，在CNABS數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)該專利技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞： 多點(diǎn)觸控；專利分析；統(tǒng)計(jì)

1.引言

隨著計(jì)算機(jī)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(diǎn)，計(jì)算機(jī)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(jī)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(jì)算機(jī)時(shí)面對(duì)諸如鍵盤等交互設(shè)備時(shí)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(jì)算機(jī)的運(yùn)行，操作非常簡(jiǎn)單，提高了用戶的興趣，并且因?yàn)楦惺艿搅擞?jì)算機(jī)對(duì)信息處理的強(qiáng)大功能，從而激發(fā)起用戶學(xué)習(xí)、掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)的積極性。多點(diǎn)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(shí)別多個(gè)手指在不同位置上進(jìn)行的手勢(shì)操作，摒棄了單點(diǎn)操作式方式。

本文將基于接觸式觸摸屏多點(diǎn)觸控技術(shù)的專利申請(qǐng)作為基礎(chǔ)，以專利視角對(duì)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(diǎn)專利分析、主要申請(qǐng)人和申請(qǐng)量以及主要技術(shù)構(gòu)成三大部分進(jìn)行分析。

2.多點(diǎn)接觸式觸屏發(fā)展與重點(diǎn)專利分析

多點(diǎn)觸控專利在中國(guó)申請(qǐng)最始于2003年，當(dāng)年中國(guó)申請(qǐng)量較少，僅有兩件，其中一篇，申請(qǐng)?zhí)枺篊N03826970， 由諾基亞公司申請(qǐng)的“一種在基于觸摸的用戶輸入裝置上用于識(shí)別雙點(diǎn)用戶輸入的方法和裝置”，該專利有美國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)、印度、澳大利亞多國(guó)同族。該專利申請(qǐng)于2008年4月25日授權(quán)，被引證74次，同時(shí)其同族均得到授權(quán)，屬于便攜式設(shè)備多點(diǎn)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(guò)檢測(cè)第一位置信號(hào)，存儲(chǔ)該位置信號(hào)，進(jìn)而檢測(cè)后繼的第二位置信號(hào)，確定所述第二位置在同時(shí)進(jìn)行的雙點(diǎn)用戶輸入中是否有其來(lái)源，通過(guò)在所述第二位置反映所述存儲(chǔ)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(diǎn)用戶輸入坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控的檢測(cè)。

多點(diǎn)接觸式觸屏專利技術(shù)真正快速發(fā)展始于2005年，當(dāng)時(shí)蘋果公司在該方面技術(shù)研究有著較大的突破，使得多點(diǎn)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(qǐng)?zhí)朇N200580029108，發(fā)明名稱為“利用多點(diǎn)感測(cè)設(shè)備進(jìn)行的手勢(shì)操作”，該權(quán)利被引證195次，同樣有JP、US、EP、KR、AU、IL、CA、HK多國(guó)的同族，并均被授權(quán)。該專利所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：在現(xiàn)有的觸摸輸入設(shè)備在使用過(guò)程中，用戶不能在中途改變手勢(shì)狀態(tài)，在任何給定的時(shí)刻僅可能執(zhí)行一個(gè)手勢(shì)，不能夠同時(shí)執(zhí)行多個(gè)手勢(shì)。

該專利通過(guò)從多點(diǎn)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(gè)感應(yīng)點(diǎn)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(gè)點(diǎn)測(cè)量的電容，并將圖像轉(zhuǎn)換為集合或特征列表，每個(gè)特征代表清晰的輸入，如觸擊，每個(gè)特征包含其自身的唯一標(biāo)識(shí)符（ID）、x坐標(biāo)、y坐 標(biāo)、Z幅度、角度θ、面積A等等。該多點(diǎn)處理方案進(jìn)行特征組計(jì)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(jì)算可包括查找矩心C、從矩心C畫虛線130到每個(gè)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(jì)算了參數(shù)就報(bào)告參數(shù)值，該參數(shù)值典型地與組標(biāo)識(shí)符（GID） 和每個(gè)組內(nèi)的特征數(shù)量一同報(bào)告。通過(guò)該方法，該權(quán)利技術(shù)方案能同時(shí)檢測(cè)感測(cè)區(qū)域內(nèi)以獲得手勢(shì)事件，如果識(shí)別出手勢(shì)事件，執(zhí)行與手勢(shì)事件相關(guān)聯(lián)的命令如：逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、展開(kāi)、收縮、向左掃動(dòng)、向右掃動(dòng)、向上掃動(dòng)、向下掃動(dòng)和敲擊。多點(diǎn)觸控中該專利真正意義上實(shí)現(xiàn)了便攜式設(shè)備觸摸屏的多點(diǎn)觸控技術(shù)。

隨著多點(diǎn)觸控技術(shù)的發(fā)展，利用多點(diǎn)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(qǐng)?zhí)枮镃N200780047248，名稱為“一種激活和控制觸摸板上的滾動(dòng)的方法”，通過(guò)多點(diǎn)觸控技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)列表滾動(dòng)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(wèn)題。

該專利技術(shù)方案通過(guò)檢測(cè)第一指向?qū)ο笤跐L動(dòng)區(qū)域內(nèi)在觸摸板上的觸地，由此激活滾動(dòng)功能；當(dāng)?shù)谝恢赶驅(qū)ο笕匀辉跐L動(dòng)區(qū)域內(nèi)與觸摸板相接觸時(shí)，檢測(cè)觸摸板上不在滾動(dòng)區(qū)域內(nèi)的第二指向?qū)ο?；拖?dòng)第二指向?qū)ο螅纱水a(chǎn)生顯示屏上的列表內(nèi)的滾動(dòng)。當(dāng)將第二指向?qū)ο蠓胖糜谟|摸板的垂直中心線以上時(shí)，在顯示屏中顯示的列表內(nèi)向上滾動(dòng)；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(shí)，在顯示屏中顯示的列表內(nèi)向下滾動(dòng)。該技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步完善了多點(diǎn)觸控技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大了多點(diǎn)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(diǎn)觸摸輸入辨識(shí)”，申請(qǐng)?zhí)枮镃N200780049219，該專利被引用60次，其擁有US、EP、JP、KR、IN、AU等多個(gè)國(guó)家的同族申請(qǐng)，并得到授權(quán)，該專利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)辨識(shí)多點(diǎn)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(shí)別多個(gè)區(qū)塊，確定這多個(gè)區(qū)塊的每一個(gè)的短軸半徑，以及基于所識(shí)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(hào)密度等相關(guān)參數(shù)，來(lái)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(dòng)作。

3.申請(qǐng)量分析

鑒于多點(diǎn)觸摸屏技術(shù)是近段時(shí)間才發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，為此，本文只對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域的近十幾年在中國(guó)的專利申請(qǐng)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，該統(tǒng)計(jì)采用關(guān)鍵詞加分類號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。從申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)上看，觸摸屏多點(diǎn)觸控專利申請(qǐng)從2003-2012年逐年增加，并呈現(xiàn)出非線形增長(zhǎng)趨勢(shì)。2012年國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量達(dá)到150多篇，年申請(qǐng)量超過(guò)100篇的有四年，分別為2011-2014。從2013年開(kāi)始略有下降，這也意味著從2012年開(kāi)始多點(diǎn)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(qǐng)人分析

在CNABS數(shù)據(jù)庫(kù)中使用關(guān)鍵詞加分類號(hào)進(jìn)行檢索，并用mems命令統(tǒng)計(jì)pa字段，可以統(tǒng)計(jì)出接觸式觸摸屏領(lǐng)域的四個(gè)技術(shù)分支的申請(qǐng)人分布情況。結(jié)果顯示多點(diǎn)觸控技術(shù)主要集中在國(guó)外公司，申請(qǐng)量最大的三個(gè)公司分別為蘋果、OPPO、三星，這幾個(gè)公司在多點(diǎn)觸控領(lǐng)域申請(qǐng)量均超過(guò)100篇，其中蘋果公司超過(guò)了200篇?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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