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多点接触式触屏专利分析综述

吴林春
摘 要： 以接触式触摸屏多点触控交互技术的专利申请作为基础，以专利视角对该技术进行详细地分析研究，在CNABS数据库中对该专利技术进行统计分析。
关键词： 多点触控；专利分析；统计
1.引言
随着计算机技术的发展和普及，在20世纪90年代初，出现了一种全新的人际交互技术，利用这种技术，用于只需要在显示屏上的图标或文字上轻轻一点，计算机就能按照我们的指示进行相关的操作，完全摆脱了键盘和鼠标的束缚，使人机交互更为直截了当，这种技术就是日新月异的触摸屏技术[1]。
触摸屏技术的应用中系统提供了良好的且友善的交互界面，消除了用户操作计算机时面对诸如键盘等交互设备时的畏惧、困惑心理。用户只需利用手指或光笔等触摸屏上需要的内容即可控制计算机的运行，操作非常简单，提高了用户的兴趣，并且因为感受到了计算机对信息处理的强大功能，从而激发起用户学习、掌握计算机技术的积极性。多点触控技术作为触摸屏技术的重要分支，其触摸屏可以识别多个手指在不同位置上进行的手势操作，摒弃了单点操作式方式。
本文将基于接触式触摸屏多点触控技术的专利申请作为基础，以专利视角对该技术进行详细地分析研究。从技术演进与发展及重点专利分析、主要申请人和申请量以及主要技术构成三大部分进行分析。
2.多点接触式触屏发展与重点专利分析
多点触控专利在中国申请最始于2003年，当年中国申请量较少，仅有两件，其中一篇，申请号：CN03826970， 由诺基亚公司申请的“一种在基于触摸的用户输入装置上用于识别双点用户输入的方法和装置”，该专利有美国、欧洲、日本、韩国、印度、澳大利亚多国同族。该专利申请于2008年4月25日授权，被引证74次，同时其同族均得到授权，属于便携式设备多点接触式触屏比较有意义的专利。
该专利技术方案采用通过检测第一位置信号，存储该位置信号，进而检测后继的第二位置信号，确定所述第二位置在同时进行的双点用户输入中是否有其来源，通过在所述第二位置反映所述存储的第一位置而产生第三位置，并使用所述第一位置和所述第三位置，作为所述双点用户输入坐标，从而实现多点触控的检测。
多点接触式触屏专利技术真正快速发展始于2005年，当时苹果公司在该方面技术研究有着较大的突破，使得多点触控技术发展慢慢走向成熟，一篇由苹果公司提交的专利申请号CN200580029108，发明名称为“利用多点感测设备进行的手势操作”，该权利被引证195次，同样有JP、US、EP、KR、AU、IL、CA、HK多国的同族，并均被授权。该专利所要解决的技术问题是：在现有的触摸输入设备在使用过程中，用户不能在中途改变手势状态，在任何给定的时刻仅可能执行一个手势，不能够同时执行多个手势。
该专利通过从多点输入设备读入图像，读 自触摸屏的图像提供幅度（Z）作为触摸屏的每个感应点或像素的位置（x和y）的函数，该幅度可以例如反映在每个点测量的电容，并将图像转换为集合或特征列表，每个特征代表清晰的输入，如触击，每个特征包含其自身的唯一标识符（ID）、x坐标、y坐 标、Z幅度、角度θ、面积A等等。该多点处理方案进行特征组计算关键参数，关键参数可包括特征之间的距离、所有特征的x/y矩心、特征旋转、分组的总压力（例如，矩心处的压力）等等，该计算可包括查找矩心C、从矩心C画虚线130到每个特征、定义每条虚线的距离D（D1和D2），并接着平均距离D1和D2。一旦计算了参数就报告参数值，该参数值典型地与组标识符（GID） 和每个组内的特征数量一同报告。通过该方法，该权利技术方案能同时检测感测区域内以获得手势事件，如果识别出手势事件，执行与手势事件相关联的命令如：逆时针旋转、顺时针旋转、展开、收缩、向左扫动、向右扫动、向上扫动、向下扫动和敲击。多点触控中该专利真正意义上实现了便携式设备触摸屏的多点触控技术。
随着多点触控技术的发展，利用多点触控技术也日趋成熟完善，2007年12月19日由瑟克公司提交的申请号为CN200780047248，名称为“一种激活和控制触摸板上的滚动的方法”，通过多点触控技术来实现列表滚动的技术，解决了便携式电子设备特殊尺寸限制了能够与这些设备进行沟通的方式的数量的问题。
该专利技术方案通过检测第一指向对象在滚动区域内在触摸板上的触地，由此激活滚动功能；当第一指向对象仍然在滚动区域内与触摸板相接触时，检测触摸板上不在滚动区域内的第二指向对象；拖动第二指向对象，由此产生显示屏上的列表内的滚动。当将第二指向对象放置于触摸板的垂直中心线以上时，在显示屏中显示的列表内向上滚动；当将第二指向对象被放置于触摸板的垂直中心线以下时，在显示屏中显示的列表内向下滚动。该技术的出现进一步完善了多点触控技术的发展，扩大了多点触控技术的应用。
同样，于2007年12月21日苹果公司提交了一篇“多点触摸输入辨识”，申请号为CN200780049219，该专利被引用60次，其拥有US、EP、JP、KR、IN、AU等多个国家的同族申请，并得到授权，该专利技术能够实现辨识多点触控的输入源，该方法包括获得接近图像，分割接近图像以識别多个区块，确定这多个区块的每一个的短轴半径，以及基于所识别的大物体控制触摸表面设备的操作，根据区块信号密度等相关参数，来区分大物体（例 如脸颊和手掌）与其它物体（例如手指和拇指）、不规则物体（例如耳朵）与规则物体（例如手指、拇指、脸颊和手掌）以及手指握住动作。
3.申请量分析
鉴于多点触摸屏技术是近段时间才发展起来的技术，为此，本文只对该技术领域的近十几年在中国的专利申请量进行了统计，该统计采用关键词加分类号进行统计。从申请量统计上看，触摸屏多点触控专利申请从2003-2012年逐年增加，并呈现出非线形增长趋势。2012年国内申请量达到150多篇，年申请量超过100篇的有四年，分别为2011-2014。从2013年开始略有下降，这也意味着从2012年开始多点触控技术在触摸屏领域应用已经走向成熟阶段。
4.主要申请人分析
在CNABS数据库中使用关键词加分类号进行检索，并用mems命令统计pa字段，可以统计出接触式触摸屏领域的四个技术分支的申请人分布情况。结果显示多点触控技术主要集中在国外公司，申请量最大的三个公司分别为苹果、OPPO、三星，这几个公司在多点触控领域申请量均超过100篇，其中苹果公司超过了200篇。■
参考文献
[1] 高燕.触摸屏应用技术基础. 现代营销， 2010，No.10：35-37.

-全文完-