微軟(Microsoft)在2016年透過影片介紹了最新的螢幕控制技術－懸浮觸控(Pre-Touch Sensing)，不同於競爭對手Apple的3D Touch是透過按壓螢幕的力度來感應，微軟的懸浮觸控是感應使用者在觸控螢幕前懸浮的手指來啟動更多預處理選項，以發揮更多樣的功能。目前微軟尚未把懸浮觸控技術應用在市售手機上，但此技術在2017年3月14號獲得美國發明專利[1]，可以透過專利說明書採先一探究竟。

圖1. US Patent No. 9,594,489 圖3C~3D

圖片來源：USPTO

現在以說明書第10~11欄及圖3C~3D以瀏覽器的範例來說明懸浮觸控是如何「啟動」的。

首先，計算裝置102要含有距離感測器(proximity sensor)，來感應物件302 (也就是圖中手指)與螢幕前表面的距離d，而距離d的臨界距離(threshold distance)則依計算裝置的顯示裝置大小有關係，智慧手機的操作距離是0.001~1.5英寸，臨界距離為8英寸，大型電視的臨界距離大約是170英寸。

懸浮介面模組會為物件302決定一個點位置304作為參照依據，並在內容138中決定一個區域306，當點位置304接近至臨界距離h時，區域306就會被呈現(rendered)而被選擇，所以當手指懸浮在螢幕上移動時，區域306就會持續變動，也就是被選擇內容會隨著手指移動而改變。

圖2. US Patent No. 9,594,489 圖7A~7B

圖片來源：USPTO

懸浮感應在偵測到物件302後會顯示包含區域306的放大視窗(magnified window) 142，當物件302在Z軸上移動時(例如手指移動靠近螢幕)，可以啟動預覽縮放的功能，就像在圖7A~7B中，距離d1與d2的變化對放大視窗142中內容的改變。

除了上述對於懸浮觸控的技術說明外，說明書中更列出了22個應用範例，其中有幾個在Microsoft Research的demo影片中已有清楚的示範，將在後頭一併介紹。

接著來看此專利實際的保護範圍，以下是核准公告的方法項與裝置項：

表1. US Patent No. 9,594,489之Claim 1方法項及Claim 14裝置項

資料來源：USPTO

由於懸浮手勢的相關技術在過去已有不少研究，本案的原始申請Claim在第一次OA中被審委以多個引證案的顯而易見性予以核駁，也就是說僅以感測手指在螢幕上方的移動來改變螢幕顯示是沒有可專利性的，因此，微軟在答辯時將重點放在手指的移動速度，也就是以新增技術特徵「determining that the object has moved...; and in response to the determining…」來與引證案有所區別。

圖3. US Patent No. 9,594,489 之Office Action

圖片來源：USPTO

值得注意的是方法項Claim 1的技術特徵是在「below a predetermined speed」的條件下改變放大視窗(magnified window)的內容，類似的範例應用應是下一段落的網頁瀏覽器範例中手指移動時對應改變預選標題的功能；裝置項Claim 14的技術特徵則是在「at or above a predetermined speed」的條件下關閉放大視窗，類似的範例應用應是下一段落的懸浮觸控撥放操控按鈕中，手指移開螢幕時關閉按鈕的功能。

現在再回頭看Microsoft Research公布的影片[2]中所展示的懸浮觸控的實際應用範例：

（1） 網頁瀏覽器
情境：當使用者手指在各文章區塊上移動時，文章標題會隨著手指移動而被預選(藍底部分)，如果使用者使用二根手指頭，操作模式則會轉換成換頁或是整體縮放。

圖4. 懸浮觸控技術應用範例

圖片來源：Microsoft Research

（2） 懸浮觸控撥放操控按鈕
情境：如果是如下圖使用單手拿手機看影片，大拇指移動到螢幕上方時就會跳出撥放操控按鈕，移出螢幕時則收回按鈕。

圖5. 懸浮觸控技術應用範例

圖片來源：Microsoft Research

俯視角度可能無法清楚辨識手指是否是懸空還是有接觸到螢幕，透過圖6~7就能更清楚看出手指的位置，其中圖7透過顏色來表示物件與螢幕的距離，可以發現右手大拇指以及左手指頭因為已經接觸螢幕所以呈現紅色，而右手食指因為還懸浮在螢幕上所以呈現綠色。

圖6. 懸浮觸控技術應用範例

圖片來源：Microsoft Research

圖7. 懸浮觸控技術應用範例

圖片來源：Microsoft Research

影片來源：Microsoft Research

備註

1. US Patent No. 9,594,489
2. https://www.youtube.com/watch?v=fiZkEYLXctE

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