智能終端觸控筆的專利技術綜述

于俊　席鵬翰

【摘要】在智能終端設備中，觸控筆已經成為主流的觸摸輸入方式之一，本文以專利數據庫的檢索結果為分析樣本，從專利文獻的角度對觸控筆技術的發展進行了全面的數據統計及分析，其中，針對觸控筆技術相關的國內外專利的申請趨勢、主要申請人以及重要技術分支進行了分析、總結。

【關鍵字】觸控筆 觸控 交互 專利分析

一、引言

隨著科技發展，終端設備已經從功能性終端發展到智能終端，而在觸摸屏盛行的時代下，主流觸摸輸入方式包括多點觸摸輸入和觸控筆觸摸輸入。雖然多點觸摸已經非常成熟，但側重點仍是滑動、大面積點觸、多點縮放等操作形式，畢竟人類手指的大小是無法改變的。而觸控筆的優勢在于精確操作，在專業繪圖和設計、快速書寫、筆跡還原等方面具有優勢。這便是手指多點觸摸無法取代觸控筆的意義。近年來，三星推出的GALAXY Note系列產品中，Spen已經成為標配，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。通過專利分類號統計和關鍵詞獲得初步結果后通過概要瀏覽將文獻中明顯的噪音去除。

2.1專利數量與時間

通過對檢索專利申請進行分析，得出國內針對觸控筆技術專利申請的申請時間和數量的分析結果，如圖2-1所示。圖2-1示出了專利申請趨勢，實線為實際申請量，虛線為線性預測，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，大致可以分為兩個時期，第一時期為1996-2004年，技術發展萌芽期；第二時期為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量，選取2010年至2014年之間的數據，按季度統計出每個季度的申請量，如圖2-2所示.虛線為線性預測，對比圖2.1與圖2.2可知，2010年至2014年線性預測的斜率已經降低，但是其依然呈現出增長的態勢，預計未來幾年依然會維持增長，但是增長趨勢會有所放緩，進入到成熟階段。

2.2三星、蘋果觸控筆專利申請

為了更加準確的體現觸控筆的發展，篩選出三星公司和蘋果公司關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年在專利文獻中正式提到觸控筆。1999至2010年，三星公司每一年都有關于觸控筆的專利申請，并涉及從硬件上改進觸控筆，開始出現利用觸控筆的狀態來作為交互的手勢，但是在該期間蘋果公司關于觸控筆的專利申請依然是少之又少，主要是因為觸控屏在該期間開始出現迅猛增長，并且主要是基于手指多點觸控來進行交互。并且喬布斯對觸控筆鄙視的論斷：“誰會想要一支觸控筆？用的時候要拿起來，不用時要放下。有時候還會找不到，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爆發式地增長，在申請總量上三星公司要多于蘋果公司。

2.3主要技術分支

將專利申請進行分類，分為以下三類技術分支（1）硬件，申請量占比為42%，主要是對觸控筆的硬件構造進行改進以提高識別的精度，例如，提高坐標、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行交互，實現功能，例如，懸停操作，根據筆的狀態執行GUI功能；（3）結合其他裝置，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，利用觸控筆實現文件傳輸。每一類別申請量所占比例如圖2-4所示。

三、結束語

通過對涉及觸控筆國內外專利進行集中收集、閱讀和梳理，以專利數據庫的檢索結果為分析樣本，分析了觸控筆的技術發展，申請趨勢，以及對主要申請人以及重要技術分支進行了分析、總結。基于觸控筆的觸控輸入將獲得更廣泛的應用，并在多種人機交互方式中占據更加主流的地位。