便携式终端触控手势交互技术专利分析

李锦川

(国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心,河南 郑州 450000)

便携式终端触控手势交互技术专利分析

李锦川

(国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心,河南 郑州 450000)

本文首先介绍了触控手势交互技术的基本概念;然后通过对检索的专利申请进行分析,将终端触控技术分为三个发展阶段,列举了每个阶段有代表性的专利申请,并对比了不同阶段相关专利申请的年申请量;最后分析了各个公司在终端触控技术上的专利申请量,并通过对三星公司的终端触控操作申请专利分析,确定其技术发展路线。

终端;触控;专利;技术路线

1 便携式终端触控手势交互技术的基本概念

随着触摸屏在手机、平板电脑等便携式终端上的广泛应用,通过用户输入触控手势指令与终端进行信息交互的终端触控技术发展迅速。

触控技术是用户在终端的触摸屏或触摸面板上,通过输入相关的触摸手势,对终端进行控制操作,进行人机交互的技术。常用的用户输入手势包括点击、按压、触碰、滑动、拖动、拖拽以及手写等方式。本文对便携式终端触控手势交互技术的专利进行了检索与分析。

2 便携式终端触控手势交互技术发展路线

触摸屏上的触控技术发展可以分为3个阶段。

2.1 第一发展阶段。该阶段申请时间主要分布于2007年之前,以在触摸屏上进行单点触摸输入,模拟传统的按键式终端操作,并通过设计相关算法提高触摸精度的控制为主。1996年2月5日摩托罗拉公司申请了一种具有可移动壳体部件控制的无线电通信设备,其中显示屏为触摸式荧光显示屏,可以接受用户的按压激活相应的功能；1999年10月20日三星电子株式会社申请了用于识别通过触摸屏输入的字符的装置及其方法,可以在终端触摸屏上进行字符的输入；2002年10月16日苹果电脑公司申请了一种用户与计算设备的图形用户界面交互的改进方法,可以使用加速的滚动条,使用户查看冗长的数据内容；2004年6月23日诺基亚公司申请了用于移动终端的多功能用户界面输入设备,在终端背面设置触摸板,可以由背面的触摸板向终端输入内容；2006年11月30日苹果公司申请了一种具有触敏显示器的设备,所述设备可以通过在触敏显示器上执行的手势而被锁定。

以上选取了2007年以前,由相关企业申请的与终端触控手势相关的有代表性的专利申请,可以看出,其中大部分专利都是基于终端上,通过点击、拖拽、按压等手段进行终端的触控操作,或者使用相关的算法,纠正终端触控手势的识别,还有将传统的键盘在触控屏上实现通过点击选取其中相关的数据,可以看出这个阶段用户的终端操作较为单一,主要集中在模拟传统的按键手机,提高触摸屏的触控识别性能等方面［1］。

2.2 第二发展阶段。随着苹果公司在2007年推出的苹果手机第一代,以及提出了多点触控技术等一系列的关于触控技术的新技术,将触控手势技术推向了一个快速发展时期,出现了大量关于触控技术的专利申请。

2006年12月29日苹果公司申请了一种具有多重触摸输入的便携式通信设备,可以根据用户的多点触摸进行终端相关触摸对象的操作。2009年4月15日苹果公司,利用多点感测设备进行的手势操作,公开了一种涉及利用多点感测设备进行手势操作的方法和系统,使用多点触摸,确定了多种终端操作模式；2008年1月22日苹果公司申请了一种利用多点感测设备作姿态,该专利较为全面地讲述了多点触摸的实现方式；2007年9月6日苹果公司申请了一种通过应用启发法来确定命令的触摸屏设备、方法和图形用户界面,可以检测与触摸屏显示器的一个或多个手指接触,将一个或多个启发法应用于所述一个或多个手指接触以确定用于该设备的命令,以及处理该命令；2009年9月14日三星电子株式会社申请了一种根据多触摸信号来管理具有触摸屏的便携式终端中的内容列表的列表管理方法和设备,根据用书输入的多触摸信号,改变列表的结构［2］。

以上列出了对于该阶段触控手势技术引用量较大的若干专利申请,其中,苹果公司的专利占了很大的比例,其余的公司,比如微软公司、谷歌公司、三星、LG等也有一些相关的专利申请出现。在该阶段,基于手机的触控手势技术得到快速发展,在终端解锁、图标列表的操作、文档的排列、文字选择等多个方面,专利申请量大幅增加如表1所示。

表1

2.3 第三个阶段。随着新技术的发展,出现了新的触控技术发展方向。

2.3.1 柔性屏上的触控手势交互技术。2010年7月7日罗尔·弗特加尔等人申请了一种柔性显示器的交互技术,用于取得自计算机系统输入的交互技术,其基于检测柔性显示器表面的形状、位置及方位的性质的方法及设备,这些形状、位置及方位的性质通过用户与这些显示器表面的手动或手势交互而定；2013年4月8日三星电子株式会社申请了一种柔性显示设备和用于提供其UI的方法,接收显示的UI上的输入,使控制信号被发送到受控设备,其中,所述控制信号指示受控设备执行与所述输入相应的受控设备的功能；2013年12月20日三星电子株式会社申请了一种用于与柔性装置交互的方法及其用户终端,检测柔性装置的物理变形；执行对应于物理变形与柔性装置相关联的交互。

2.3.2 悬浮触控技术。2007年6月27日诺基亚公司申请了一种基于免接触的手势输入,在设备的附近通过用户操作的物理对象执行手势,所述数据用于描述在执行所述手势时用户操作对象的呈现；以及将所述数据解释为与至少一个对象相关；2012年11月19日北京三星通信技术研究有限公司申请了一种触控操作的处理方法及设备,终端设备检测操作物在屏幕外悬浮感应区域的悬浮位置,将悬浮位置映射到所述屏幕的对应位置；所述终端设备根据所述对应位置所在的区域类型,采用与所述区域类型对应的方式检测所述操作物的悬浮触控操作,并对所述悬浮触控操作做出相应的响应；2013年3月7日东莞宇龙通信科技有限公司申请了一种终端和终端操控方法,在屏幕上悬浮一个标识,用户可以通过对该标识的操作控制终端。

2.3.3 3D触控交互技术。2008年10月10日微软公司申请了一种使用音频、视觉和触觉反馈的三维对象模拟方法,通过其中利用音频、视觉和触觉反馈来创建用户正与物理地形形象化的、三维(“3一D”)对象交互的感觉向具有触摸屏设备的用户提供多传感体验；2011年12月12日纬创资通股份有限公司申请了一种手势输入的方法及系统,通过使用成像装置,探测用户的手势,并生成相关的手势命令；2012年1月16日联想(北京)有限公司申请了一种便携式设备及其显示处理方法,所述终端检测用户在终端边缘的操作,生成调节命令,调节相应画面的显示效果。

2.3.4 基于指纹识别的触控技术。2012年9月29日广东欧珀移动通信有限公司申请了一种触摸屏终端的解锁方法,在用户进行手势触摸解锁时候,不断检测用户的指纹,以进一步加强解锁的保密性；2012年4月2日鸿富锦精密工业(深圳)有限公司申请了一种用于电子装置中的操控方法及系统,用于用户使用触控手势在触摸屏上进行操作时,同时进行用户指纹的检测,增强了终端装置的保密性。

3 便携式终端触控手势交互技术重要申请专利的技术路线

基于以上检索结果,对于终端触控手势的研究,主要分布于各个终端厂商中间,根据检索结果,粗略地计算出各个厂商的申请量,如表2。

表2

以下以三星公司为例,分析其发展路线。2001年6月24日三星电子株式会社申请了一种用于控制数字移动站的短消息服务的装置及其方法,其公开了使用触摸屏供用户输入字符选项等；2004年11月30日三星电子株式会社申请了一种用于具有触摸屏终端的指示设备和使用该设备的方法,其中具体说明了当用户选择指示器激活模式时,能通过在屏幕上显示的指示器,精确指向预期项,以及根据所选择的项,执行操作,容易选择在触摸屏上显示的预期项；2007年2月25日三星电子株式会社申请了一种用于便携式设备的基于触摸板的输入系统和方法,具有显示器和触摸板的便携式设备的基于触摸板的输入方法确定是否通过所述触摸板输入了滚动信号,当输入了滚动信号时基于所述滚动信号来以一方向跨过所述显示器滚动当前显示,以及显示另一个显示项目以作为滚动的结果；2007年6月27日三星电子株式会社申请一种基于手势的用户界面方法和设备,并具体公开检测输入位置,确定在检测的位置可能输入至少一个手势,以及在屏幕上显示与确定的至少一个手势对应的至少一个向导；2009年9月24日三星电子株式会社申请了一种使用多触摸来管理列表的方法和设备,检测触摸屏上输入至列表的多触摸信号,基于是否在等于或大于激活时间段的时间段上输入所述多触摸信号,利用选择区来指定整个列表,以用于改变列表的结构,识别所述多触摸信号所产生的手势,根据所述手势来扩展或收缩整个列表的结构,并在触摸屏上显示改变后的整个列表的结构。2010年5月26日三星电子株式会社,申请了一种对便携式终端的锁定模式进行解锁的设备和方法,响应于用户的手势输入,锁定模式被解锁,并且当对锁定模式解锁时可执行映射到提前定义的用户手势的功能；2012年8月16日三星电子株式会社申请了一种使用触摸屏执行应用程序的终端和方法,显示与应用程序对应的图标,在显示图标的至少两个独立的位置检测到多点触摸事件或缩放手势事件时,用于控制显示面板显示与图标对应的应用程序的执行屏幕；2012年8月17日北京三星通信技术研究有限公司申请了一种电子装置以及在电子装置中控制虚拟场景中对象的方法,基于用户对虚拟场景对象的操作,确定用户输入的交互指令。

表3

三星公司的终端触控手势交互式方面的专利申请,在内容方面与该方面的总体发展趋势相似,在2007年之前,只是基于单点触摸等方面有一些相关专利的申请,申请量不大,分布也不是很集中,有些触摸屏交互技术只是在其他相关申请书的说明书中简要做出说明；随着触控技术的发展,三星公司在触控技术方面发展开始提速,其专门针对触摸屏解锁、工具栏滑动、图标显示等方面都进行多件专利申请,现在开始向新的触控技术,诸如浮动触控、三维技术、柔性屏交互技术发展；从专利申请量上看,在2007年开始,其相关方面专利申请量开始增长,在经过两年的稳定期后,从2010年开始,该公司的相关申请量开始有了显著的增长,此时在市场上凭借Galaxy系列触屏手机慢慢开始占有最大的市场份额相吻合,此后连续几年其在终端手势互动方面研发投入加大,年专利申请量不断增加；从另一方面也可以看出,不断改进终端用户交互技术,提高用户体验,是智能终端快速发展的重要保证。

4 结论

随着触摸屏技术的不断发展,在终端上使用触摸屏进行终端功能控制的终端触控技术发展越来越快,并不断开拓新的发展方向；消费者对终端的使用已经从之前的注重质量,到了现在越来越注重终端操作的便捷性与简单化以及功能的全面性,对于厂商来说,是否能够提供更好的触控操作已经是决定厂商能否在市场上占据一席之地的重要保障。

［1］杨铁军.产业专利分析报告［R］.北京:知识产权出版社,2013.

［2］杨铁军.专利分析实务手册［M］.北京:知识产权出版社,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

李锦川(1984一),男,硕士研究生,研究实习员,研究方向:触摸屏交互技术、虚拟现实技术、图像处理技术等。