微软(Microsoft)在2016年透过影片介绍了最新的屏幕控制技术－悬浮触控(Pre-Touch Sensing)，不同于竞争对手Apple的3D Touch是透过按压屏幕的力度来感应，微软的悬浮触控是感应用户在触控屏幕前悬浮的手指来启动更多预处理选项，以发挥更多样的功能。目前微软尚未把悬浮触控技术应用在市售手机上，但此技术在2017年3月14号获得美国发明专利[1]，可以透过专利说明书采先一探究竟。

图1. US Patent No. 9,594,489 图3C~3D

图片来源：USPTO

现在以说明书第10~11栏及图3C~3D以浏览器的范例来说明悬浮触控是如何「启动」的。

首先，计算装置102要含有距离传感器(proximity sensor)，来感应对象302 (也就是图中手指)与屏幕前表面的距离d，而距离d的临界距离(threshold distance)则依计算装置的显示设备大小有关系，智能手机的操作距离是0.001~1.5英寸，临界距离为8英寸，大型电视的临界距离大约是170英寸。

悬浮接口模块会为对象302决定一个点位置304作为参照依据，并在内容138中决定一个区域306，当点位置304接近至临界距离h时，区域306就会被呈现(rendered)而被选择，所以当手指悬浮在屏幕上移动时，区域306就会持续变动，也就是被选择内容会随着手指移动而改变。

图2. US Patent No. 9,594,489 图7A~7B

图片来源：USPTO

悬浮感应在侦测到对象302后会显示包含区域306的放大窗口(magnified window) 142，当对象302在Z轴上移动时(例如手指移动靠近屏幕)，可以启动预览缩放的功能，就像在图7A~7B中，距离d1与d2的变化对放大窗口142中内容的改变。

除了上述对于悬浮触控的技术说明外，说明书中更列出了22个应用范例，其中有几个在Microsoft Research的demo影片中已有清楚的示范，将在后头一并介绍。

接着来看此专利实际的保护范围，以下是核准公告的方法项与装置项：

表1. US Patent No. 9,594,489之Claim 1方法项及Claim 14装置项

数据源：USPTO

由于悬浮手势的相关技术在过去已有不少研究，本案的原始申请Claim在第一次OA中被审委以多个引证案的显而易见性予以核驳，也就是说仅以感测手指在屏幕上方的移动来改变屏幕显示是没有可专利性的，因此，微软在答辩时将重点放在手指的移动速度，也就是以新增技术特征「determining that the object has moved...; and in response to the determining…」来与引证案有所区别。

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

图片来源：USPTO

值得注意的是方法项Claim 1的技术特征是在「below a predetermined speed」的条件下改变放大窗口(magnified window)的内容，类似的范例应用应是下一段落的网页浏览器范例中手指移动时对应改变预选标题的功能；装置项Claim 14的技术特征则是在「at or above a predetermined speed」的条件下关闭放大窗口，类似的范例应用应是下一段落的悬浮触控拨放操控按钮中，手指移开屏幕时关闭按钮的功能。

现在再回头看Microsoft Research公布的影片[2]中所展示的悬浮触控的实际应用范例：

（1） 网页浏览器
情境：当使用者手指在各文章区块上移动时，文章标题会随着手指移动而被预选(蓝底部分)，如果使用者使用二根手指头，操作模式则会转换成换页或是整体缩放。

图4. 悬浮触控技术应用范例

图片来源：Microsoft Research

（2） 悬浮触控拨放操控按钮
情境：如果是如下图使用单手拿手机看影片，大拇指移动到屏幕上方时就会跳出拨放操控按钮，移出屏幕时则收回按钮。

图5. 悬浮触控技术应用范例

图片来源：Microsoft Research

俯视角度可能无法清楚辨识手指是否是悬空还是有接触到屏幕，透过图6~7就能更清楚看出手指的位置，其中图7透过颜色来表示对象与屏幕的距离，可以发现右手大拇指以及左手指头因为已经接触屏幕所以呈现红色，而右手食指因为还悬浮在屏幕上所以呈现绿色。

图6. 悬浮触控技术应用范例

图片来源：Microsoft Research

图7. 悬浮触控技术应用范例

图片来源：Microsoft Research

影片来源：Microsoft Research

备注

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