智能终端触控笔的专利技术综述

于俊　席鹏翰

【摘要】在智能终端设备中，触控笔已经成为主流的触摸输入方式之一，本文以专利数据库的检索结果为分析样本，从专利文献的角度对触控笔技术的发展进行了全面的数据统计及分析，其中，针对触控笔技术相关的国内外专利的申请趋势、主要申请人以及重要技术分支进行了分析、总结。

【关键字】触控笔 触控 交互 专利分析

一、引言

随着科技发展，终端设备已经从功能性终端发展到智能终端，而在触摸屏盛行的时代下，主流触摸输入方式包括多点触摸输入和触控笔触摸输入。虽然多点触摸已经非常成熟，但侧重点仍是滑动、大面积点触、多点缩放等操作形式，毕竟人类手指的大小是无法改变的。而触控笔的优势在于精确操作，在专业绘图和设计、快速书写、笔迹还原等方面具有优势。这便是手指多点触摸无法取代触控笔的意义。近年来，三星推出的GALAXY Note系列产品中，Spen已经成为标配，微软也为Surface平板推出了Surface Pen，苹果公司为iPad配备了apple pencil。

二、专利申请分析

专利信息检索是本文研究的基础。通过专利分类号统计和关键词获得初步结果后通过概要浏览将文献中明显的噪音去除。

2.1专利数量与时间

通过对检索专利申请进行分析，得出国内针对触控笔技术专利申请的申请时间和数量的分析结果，如图2-1所示。图2-1示出了专利申请趋势，实线为实际申请量，虚线为线性预测，其x轴变量为年份，y轴变量为申请量，采用最小二乘线性拟合出该虚线。图中可以得出，大致可以分为两个时期，第一时期为1996-2004年，技术发展萌芽期；第二时期为2005-2014年，快速增长期。为了更加清楚描述近几年的专利申请数量，选取2010年至2014年之间的数据，按季度统计出每个季度的申请量，如图2-2所示.虚线为线性预测，对比图2.1与图2.2可知，2010年至2014年线性预测的斜率已经降低，但是其依然呈现出增长的态势，预计未来几年依然会维持增长，但是增长趋势会有所放缓，进入到成熟阶段。

2.2三星、苹果触控笔专利申请

为了更加准确的体现触控笔的发展，筛选出三星公司和苹果公司关于触控笔的专利申请。

由柱状图2-3可以得出，两家公司都是于1992年在专利文献中正式提到触控笔。1999至2010年，三星公司每一年都有关于触控笔的专利申请，并涉及从硬件上改进触控笔，开始出现利用触控笔的状态来作为交互的手势，但是在该期间苹果公司关于触控笔的专利申请依然是少之又少，主要是因为触控屏在该期间开始出现迅猛增长，并且主要是基于手指多点触控来进行交互。并且乔布斯对触控笔鄙视的论断：“谁会想要一支触控笔？用的时候要拿起来，不用时要放下。有时候还会找不到，真麻烦”。所以在该期间，苹果公司并没有在触控笔研发上投入主要精力。在2011年之后，两家公司在触控笔上的专利申请均出现爆发式地增长，在申请总量上三星公司要多于苹果公司。

2.3主要技术分支

将专利申请进行分类，分为以下三类技术分支（1）硬件，申请量占比为42%，主要是对触控笔的硬件构造进行改进以提高识别的精度，例如，提高坐标、角度精度的检测；（2）交互，申请量占比为53%，主要是对通过触控笔与触摸屏进行交互，实现功能，例如，悬停操作，根据笔的状态执行GUI功能；（3）结合其他装置，申请量占比为5%，将其他装置增加到触控笔，例如，将无线装置增加到触控笔，利用触控笔实现文件传输。每一类别申请量所占比例如图2-4所示。

三、结束语

通过对涉及触控笔国内外专利进行集中收集、阅读和梳理，以专利数据库的检索结果为分析样本，分析了触控笔的技术发展，申请趋势，以及对主要申请人以及重要技术分支进行了分析、总结。基于触控笔的触控输入将获得更广泛的应用，并在多种人机交互方式中占据更加主流的地位。