李錦川

(國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心,河南 鄭州 450000)

便攜式終端觸控手勢(shì)交互技術(shù)專利分析

李錦川

(國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心,河南 鄭州 450000)

本文首先介紹了觸控手勢(shì)交互技術(shù)的基本概念;然后通過對(duì)檢索的專利申請(qǐng)進(jìn)行分析,將終端觸控技術(shù)分為三個(gè)發(fā)展階段,列舉了每個(gè)階段有代表性的專利申請(qǐng),并對(duì)比了不同階段相關(guān)專利申請(qǐng)的年申請(qǐng)量;最后分析了各個(gè)公司在終端觸控技術(shù)上的專利申請(qǐng)量,并通過對(duì)三星公司的終端觸控操作申請(qǐng)專利分析,確定其技術(shù)發(fā)展路線。

終端;觸控;專利;技術(shù)路線

1 便攜式終端觸控手勢(shì)交互技術(shù)的基本概念

隨著觸摸屏在手機(jī)、平板電腦等便攜式終端上的廣泛應(yīng)用,通過用戶輸入觸控手勢(shì)指令與終端進(jìn)行信息交互的終端觸控技術(shù)發(fā)展迅速。

觸控技術(shù)是用戶在終端的觸摸屏或觸摸面板上,通過輸入相關(guān)的觸摸手勢(shì),對(duì)終端進(jìn)行控制操作,進(jìn)行人機(jī)交互的技術(shù)。常用的用戶輸入手勢(shì)包括點(diǎn)擊、按壓、觸碰、滑動(dòng)、拖動(dòng)、拖拽以及手寫等方式。本文對(duì)便攜式終端觸控手勢(shì)交互技術(shù)的專利進(jìn)行了檢索與分析。

2 便攜式終端觸控手勢(shì)交互技術(shù)發(fā)展路線

觸摸屏上的觸控技術(shù)發(fā)展可以分為3個(gè)階段。

2.1 第一發(fā)展階段。該階段申請(qǐng)時(shí)間主要分布于2007年之前,以在觸摸屏上進(jìn)行單點(diǎn)觸摸輸入,模擬傳統(tǒng)的按鍵式終端操作,并通過設(shè)計(jì)相關(guān)算法提高觸摸精度的控制為主。1996年2月5日摩托羅拉公司申請(qǐng)了一種具有可移動(dòng)殼體部件控制的無線電通信設(shè)備,其中顯示屏為觸摸式熒光顯示屏,可以接受用戶的按壓激活相應(yīng)的功能；1999年10月20日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了用于識(shí)別通過觸摸屏輸入的字符的裝置及其方法,可以在終端觸摸屏上進(jìn)行字符的輸入；2002年10月16日蘋果電腦公司申請(qǐng)了一種用戶與計(jì)算設(shè)備的圖形用戶界面交互的改進(jìn)方法,可以使用加速的滾動(dòng)條,使用戶查看冗長(zhǎng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容；2004年6月23日諾基亞公司申請(qǐng)了用于移動(dòng)終端的多功能用戶界面輸入設(shè)備,在終端背面設(shè)置觸摸板,可以由背面的觸摸板向終端輸入內(nèi)容；2006年11月30日蘋果公司申請(qǐng)了一種具有觸敏顯示器的設(shè)備,所述設(shè)備可以通過在觸敏顯示器上執(zhí)行的手勢(shì)而被鎖定。

以上選取了2007年以前,由相關(guān)企業(yè)申請(qǐng)的與終端觸控手勢(shì)相關(guān)的有代表性的專利申請(qǐng),可以看出,其中大部分專利都是基于終端上,通過點(diǎn)擊、拖拽、按壓等手段進(jìn)行終端的觸控操作,或者使用相關(guān)的算法,糾正終端觸控手勢(shì)的識(shí)別,還有將傳統(tǒng)的鍵盤在觸控屏上實(shí)現(xiàn)通過點(diǎn)擊選取其中相關(guān)的數(shù)據(jù),可以看出這個(gè)階段用戶的終端操作較為單一,主要集中在模擬傳統(tǒng)的按鍵手機(jī),提高觸摸屏的觸控識(shí)別性能等方面［1］。

2.2 第二發(fā)展階段。隨著蘋果公司在2007年推出的蘋果手機(jī)第一代,以及提出了多點(diǎn)觸控技術(shù)等一系列的關(guān)于觸控技術(shù)的新技術(shù),將觸控手勢(shì)技術(shù)推向了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期,出現(xiàn)了大量關(guān)于觸控技術(shù)的專利申請(qǐng)。

2006年12月29日蘋果公司申請(qǐng)了一種具有多重觸摸輸入的便攜式通信設(shè)備,可以根據(jù)用戶的多點(diǎn)觸摸進(jìn)行終端相關(guān)觸摸對(duì)象的操作。2009年4月15日蘋果公司,利用多點(diǎn)感測(cè)設(shè)備進(jìn)行的手勢(shì)操作,公開了一種涉及利用多點(diǎn)感測(cè)設(shè)備進(jìn)行手勢(shì)操作的方法和系統(tǒng),使用多點(diǎn)觸摸,確定了多種終端操作模式；2008年1月22日蘋果公司申請(qǐng)了一種利用多點(diǎn)感測(cè)設(shè)備作姿態(tài),該專利較為全面地講述了多點(diǎn)觸摸的實(shí)現(xiàn)方式；2007年9月6日蘋果公司申請(qǐng)了一種通過應(yīng)用啟發(fā)法來確定命令的觸摸屏設(shè)備、方法和圖形用戶界面,可以檢測(cè)與觸摸屏顯示器的一個(gè)或多個(gè)手指接觸,將一個(gè)或多個(gè)啟發(fā)法應(yīng)用于所述一個(gè)或多個(gè)手指接觸以確定用于該設(shè)備的命令,以及處理該命令；2009年9月14日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了一種根據(jù)多觸摸信號(hào)來管理具有觸摸屏的便攜式終端中的內(nèi)容列表的列表管理方法和設(shè)備,根據(jù)用書輸入的多觸摸信號(hào),改變列表的結(jié)構(gòu)［2］。

以上列出了對(duì)于該階段觸控手勢(shì)技術(shù)引用量較大的若干專利申請(qǐng),其中,蘋果公司的專利占了很大的比例,其余的公司,比如微軟公司、谷歌公司、三星、LG等也有一些相關(guān)的專利申請(qǐng)出現(xiàn)。在該階段,基于手機(jī)的觸控手勢(shì)技術(shù)得到快速發(fā)展,在終端解鎖、圖標(biāo)列表的操作、文檔的排列、文字選擇等多個(gè)方面,專利申請(qǐng)量大幅增加如表1所示。

表1

2.3 第三個(gè)階段。隨著新技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了新的觸控技術(shù)發(fā)展方向。

2.3.1 柔性屏上的觸控手勢(shì)交互技術(shù)。2010年7月7日羅爾·弗特加爾等人申請(qǐng)了一種柔性顯示器的交互技術(shù),用于取得自計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入的交互技術(shù),其基于檢測(cè)柔性顯示器表面的形狀、位置及方位的性質(zhì)的方法及設(shè)備,這些形狀、位置及方位的性質(zhì)通過用戶與這些顯示器表面的手動(dòng)或手勢(shì)交互而定；2013年4月8日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了一種柔性顯示設(shè)備和用于提供其UI的方法,接收顯示的UI上的輸入,使控制信號(hào)被發(fā)送到受控設(shè)備,其中,所述控制信號(hào)指示受控設(shè)備執(zhí)行與所述輸入相應(yīng)的受控設(shè)備的功能；2013年12月20日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了一種用于與柔性裝置交互的方法及其用戶終端,檢測(cè)柔性裝置的物理變形；執(zhí)行對(duì)應(yīng)于物理變形與柔性裝置相關(guān)聯(lián)的交互。

2.3.2 懸浮觸控技術(shù)。2007年6月27日諾基亞公司申請(qǐng)了一種基于免接觸的手勢(shì)輸入,在設(shè)備的附近通過用戶操作的物理對(duì)象執(zhí)行手勢(shì),所述數(shù)據(jù)用于描述在執(zhí)行所述手勢(shì)時(shí)用戶操作對(duì)象的呈現(xiàn)；以及將所述數(shù)據(jù)解釋為與至少一個(gè)對(duì)象相關(guān)；2012年11月19日北京三星通信技術(shù)研究有限公司申請(qǐng)了一種觸控操作的處理方法及設(shè)備,終端設(shè)備檢測(cè)操作物在屏幕外懸浮感應(yīng)區(qū)域的懸浮位置,將懸浮位置映射到所述屏幕的對(duì)應(yīng)位置；所述終端設(shè)備根據(jù)所述對(duì)應(yīng)位置所在的區(qū)域類型,采用與所述區(qū)域類型對(duì)應(yīng)的方式檢測(cè)所述操作物的懸浮觸控操作,并對(duì)所述懸浮觸控操作做出相應(yīng)的響應(yīng)；2013年3月7日東莞宇龍通信科技有限公司申請(qǐng)了一種終端和終端操控方法,在屏幕上懸浮一個(gè)標(biāo)識(shí),用戶可以通過對(duì)該標(biāo)識(shí)的操作控制終端。

2.3.3 3D觸控交互技術(shù)。2008年10月10日微軟公司申請(qǐng)了一種使用音頻、視覺和觸覺反饋的三維對(duì)象模擬方法,通過其中利用音頻、視覺和觸覺反饋來創(chuàng)建用戶正與物理地形形象化的、三維(“3一D”)對(duì)象交互的感覺向具有觸摸屏設(shè)備的用戶提供多傳感體驗(yàn)；2011年12月12日緯創(chuàng)資通股份有限公司申請(qǐng)了一種手勢(shì)輸入的方法及系統(tǒng),通過使用成像裝置,探測(cè)用戶的手勢(shì),并生成相關(guān)的手勢(shì)命令；2012年1月16日聯(lián)想(北京)有限公司申請(qǐng)了一種便攜式設(shè)備及其顯示處理方法,所述終端檢測(cè)用戶在終端邊緣的操作,生成調(diào)節(jié)命令,調(diào)節(jié)相應(yīng)畫面的顯示效果。

2.3.4 基于指紋識(shí)別的觸控技術(shù)。2012年9月29日廣東歐珀移動(dòng)通信有限公司申請(qǐng)了一種觸摸屏終端的解鎖方法,在用戶進(jìn)行手勢(shì)觸摸解鎖時(shí)候,不斷檢測(cè)用戶的指紋,以進(jìn)一步加強(qiáng)解鎖的保密性；2012年4月2日鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司申請(qǐng)了一種用于電子裝置中的操控方法及系統(tǒng),用于用戶使用觸控手勢(shì)在觸摸屏上進(jìn)行操作時(shí),同時(shí)進(jìn)行用戶指紋的檢測(cè),增強(qiáng)了終端裝置的保密性。

3 便攜式終端觸控手勢(shì)交互技術(shù)重要申請(qǐng)專利的技術(shù)路線

基于以上檢索結(jié)果,對(duì)于終端觸控手勢(shì)的研究,主要分布于各個(gè)終端廠商中間,根據(jù)檢索結(jié)果,粗略地計(jì)算出各個(gè)廠商的申請(qǐng)量,如表2。

表2

以下以三星公司為例,分析其發(fā)展路線。2001年6月24日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了一種用于控制數(shù)字移動(dòng)站的短消息服務(wù)的裝置及其方法,其公開了使用觸摸屏供用戶輸入字符選項(xiàng)等；2004年11月30日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了一種用于具有觸摸屏終端的指示設(shè)備和使用該設(shè)備的方法,其中具體說明了當(dāng)用戶選擇指示器激活模式時(shí),能通過在屏幕上顯示的指示器,精確指向預(yù)期項(xiàng),以及根據(jù)所選擇的項(xiàng),執(zhí)行操作,容易選擇在觸摸屏上顯示的預(yù)期項(xiàng)；2007年2月25日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了一種用于便攜式設(shè)備的基于觸摸板的輸入系統(tǒng)和方法,具有顯示器和觸摸板的便攜式設(shè)備的基于觸摸板的輸入方法確定是否通過所述觸摸板輸入了滾動(dòng)信號(hào),當(dāng)輸入了滾動(dòng)信號(hào)時(shí)基于所述滾動(dòng)信號(hào)來以一方向跨過所述顯示器滾動(dòng)當(dāng)前顯示,以及顯示另一個(gè)顯示項(xiàng)目以作為滾動(dòng)的結(jié)果；2007年6月27日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)一種基于手勢(shì)的用戶界面方法和設(shè)備,并具體公開檢測(cè)輸入位置,確定在檢測(cè)的位置可能輸入至少一個(gè)手勢(shì),以及在屏幕上顯示與確定的至少一個(gè)手勢(shì)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)向?qū)В?009年9月24日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了一種使用多觸摸來管理列表的方法和設(shè)備,檢測(cè)觸摸屏上輸入至列表的多觸摸信號(hào),基于是否在等于或大于激活時(shí)間段的時(shí)間段上輸入所述多觸摸信號(hào),利用選擇區(qū)來指定整個(gè)列表,以用于改變列表的結(jié)構(gòu),識(shí)別所述多觸摸信號(hào)所產(chǎn)生的手勢(shì),根據(jù)所述手勢(shì)來擴(kuò)展或收縮整個(gè)列表的結(jié)構(gòu),并在觸摸屏上顯示改變后的整個(gè)列表的結(jié)構(gòu)。2010年5月26日三星電子株式會(huì)社,申請(qǐng)了一種對(duì)便攜式終端的鎖定模式進(jìn)行解鎖的設(shè)備和方法,響應(yīng)于用戶的手勢(shì)輸入,鎖定模式被解鎖,并且當(dāng)對(duì)鎖定模式解鎖時(shí)可執(zhí)行映射到提前定義的用戶手勢(shì)的功能；2012年8月16日三星電子株式會(huì)社申請(qǐng)了一種使用觸摸屏執(zhí)行應(yīng)用程序的終端和方法,顯示與應(yīng)用程序?qū)?yīng)的圖標(biāo),在顯示圖標(biāo)的至少兩個(gè)獨(dú)立的位置檢測(cè)到多點(diǎn)觸摸事件或縮放手勢(shì)事件時(shí),用于控制顯示面板顯示與圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序的執(zhí)行屏幕；2012年8月17日北京三星通信技術(shù)研究有限公司申請(qǐng)了一種電子裝置以及在電子裝置中控制虛擬場(chǎng)景中對(duì)象的方法,基于用戶對(duì)虛擬場(chǎng)景對(duì)象的操作,確定用戶輸入的交互指令。

表3

三星公司的終端觸控手勢(shì)交互式方面的專利申請(qǐng),在內(nèi)容方面與該方面的總體發(fā)展趨勢(shì)相似,在2007年之前,只是基于單點(diǎn)觸摸等方面有一些相關(guān)專利的申請(qǐng),申請(qǐng)量不大,分布也不是很集中,有些觸摸屏交互技術(shù)只是在其他相關(guān)申請(qǐng)書的說明書中簡(jiǎn)要做出說明；隨著觸控技術(shù)的發(fā)展,三星公司在觸控技術(shù)方面發(fā)展開始提速,其專門針對(duì)觸摸屏解鎖、工具欄滑動(dòng)、圖標(biāo)顯示等方面都進(jìn)行多件專利申請(qǐng),現(xiàn)在開始向新的觸控技術(shù),諸如浮動(dòng)觸控、三維技術(shù)、柔性屏交互技術(shù)發(fā)展；從專利申請(qǐng)量上看,在2007年開始,其相關(guān)方面專利申請(qǐng)量開始增長(zhǎng),在經(jīng)過兩年的穩(wěn)定期后,從2010年開始,該公司的相關(guān)申請(qǐng)量開始有了顯著的增長(zhǎng),此時(shí)在市場(chǎng)上憑借Galaxy系列觸屏手機(jī)慢慢開始占有最大的市場(chǎng)份額相吻合,此后連續(xù)幾年其在終端手勢(shì)互動(dòng)方面研發(fā)投入加大,年專利申請(qǐng)量不斷增加；從另一方面也可以看出,不斷改進(jìn)終端用戶交互技術(shù),提高用戶體驗(yàn),是智能終端快速發(fā)展的重要保證。

4 結(jié)論

隨著觸摸屏技術(shù)的不斷發(fā)展,在終端上使用觸摸屏進(jìn)行終端功能控制的終端觸控技術(shù)發(fā)展越來越快,并不斷開拓新的發(fā)展方向；消費(fèi)者對(duì)終端的使用已經(jīng)從之前的注重質(zhì)量,到了現(xiàn)在越來越注重終端操作的便捷性與簡(jiǎn)單化以及功能的全面性,對(duì)于廠商來說,是否能夠提供更好的觸控操作已經(jīng)是決定廠商能否在市場(chǎng)上占據(jù)一席之地的重要保障。

［1］楊鐵軍.產(chǎn)業(yè)專利分析報(bào)告［R］.北京:知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社,2013.

［2］楊鐵軍.專利分析實(shí)務(wù)手冊(cè)［M］.北京:知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社,2012.

Patent Analysis of Portable Terminal Touch Gesture Interaction Technology

Li Jinchuan
(Patent Examination Cooperation Center of The Patent Office,SIPO,Henan,Zhengzhou Henan 450000)

This paper firstly introduces the basic concept of touch gesture interaction technology,and through the analysis of the retrieving patent application,the terminal touch technology is divided into three development stages, and the representative patent applications of each stage are listed,and the application of different stages of relative patent applications is compared,and finally each companyˊs patent application in terminal touch technology is analyzed,and through the analysis on Samsung Corpˊs terminal touch operation patent application,its technical development routeis determined.

terminal;touch;patent;technical route

TP391

A

1003一5168(2015)07一0007一3

2015一6一28

李錦川(1984一),男,碩士研究生,研究實(shí)習(xí)員,研究方向:觸摸屏交互技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、圖像處理技術(shù)等。