七个基本触摸屏控制手势,全部开放还是侵犯专利?

作者: 51Touch     时间:2011-04-19     源于:电子系统设计    总点击:
【导读】:使用手势控制的导航设备包括有光学鼠标、光学手指导航设备、磁性感应输入设备以及电容触摸屏控制器,其中最为重要的是可以用来跟踪一或多个手指或触笔移动的电容和光学触摸屏设备,举例来说,以光学设备为例,在计算设备,例如电脑、手机、MP3播放器或其他输入上使用非发光指

    北京时间04月19日消息,中国触摸屏网讯, 本篇文章将讨论使用者输入和电脑设备间沟通使用的七个自动控制手势,并探讨这些手势是否可以以专利涵盖,这七个手势包括轻滑、轻点、双轻点、拉近、按压、轻点滑动以及转动等,文章面向这些个目前广泛受到大众使用的控制手势进行描述,同时我们也会提出这些手势是否受到任何现有或有效专利权限制的讨论,并辩证这些基本手势目前已经受到大众广泛使用,可以由所有设备制造商自由使用。

    本文来自:http://www.51touch.com/touchscreen/news/front/201104/19-9784.html

    自动化控制手势

    使用手势控制的导航设备包括有光学鼠标、光学手指导航设备、磁性感应输入设备以及电容触摸屏控制器,其中最为重要的是可以用来跟踪一或多个手指或触笔移动的电容和光学触摸屏设备,举例来说,以光学设备为例,在计算设备,例如电脑、手机、MP3播放器或其他输入上使用非发光指标器。本篇文章内容限制在使用手势动作上,当然,目前也可能存在许多结合自动化手势和触摸屏新架构或工序的专利,但这篇文章的主要目的是用来表达在常见触摸屏架构上使用自动化手势基本上有非常大的自由度。

    为了使手势的用途更高并且更有意义,和电脑或其他计算设备沟通时,这些手势在意义上就必须加以统一,也就是说,产品制造商在使用共通手势,例如轻点时在意义上不能和其他产品制造商不同,因为这会造成使用者在这些设备上使用相同手势的困扰,不统一的手势定义会带来消费者的麻烦并减缓手势控制设备的普及,幸运的是,由于早期即受到采用并且经常使用,有些手势动作已经非常普遍,部份手势可以遡及输入设备的开发初期,例如鼠标,轻点左方按钮可以用来选择屏幕上的一个项目,轻点并按住左方按钮可以选择并移动屏幕上的一个项目,而双轻点左方按钮则可以发出命令,我们可以想像,如果一个产品制造商在当初宣称发明了这些常见的手势动作以及使用者和设备沟通的意义,从而造成其他公司无法使用,那幺可能会造成多大的困扰。

    专利手势除了使用者相关的问题外,如果没有和装置结合,手势本身基本上并不能被申请专利,美国专利法第101章并没有提到手势或动作可以成为专利的申请标的,而只描述 - “任何 新颖或有用工序、机器、生产或各项组合的发明或发现,或任何上述相关的新颖或有效改善方式可以申请专利”,另外,美国专利局的专利审核人员也被要求必须依循专利审查手册(MPEP, Manual of Patent Examining Procedures)进行审核,其中MPEP 2100,符合101章,表示广泛围绕于人类使用的发明不应该被申请专利,因此由人类所执行的手势基本上不能申请专利。

    在一篇于2000年由荷兰代尔夫特大学Caroline Hummels所发表,标题为“手势设计工具:原型机制作、实验和使用模式”的博士论文中,Hummels描述了应用在电脑上和电脑沟通的多种手势,她描写了使用者希望采用手势沟通以便处理储存在电脑中的数据或将它显示在电脑屏幕上。

    不过七个常见手势和常用感应以及输入设备的组合早在Hummels论文出现的数年前就已经出现在公开文献上,因此这个事实也颠覆了许多宣称拥有输入设备专利的说法,从另外一个面向来看,可以申请专利的是这些常见手势搭配上感应设备的创新,或者是用来感应这些手势的方法。

    不幸的是,许多新闻报导、新闻稿和其他声明经常使许多制造商和潜在厂商相信他们不能在产品上使用这些手势,甚至是在许多常见的感应设备上,因为这些都有专利,使他们错误的以为,如果推出使用基本手势的产品,就可能会面临侵犯专利权的诉讼。

    手势的既有技术

    安华高科技定义了描述了各种手势结合触摸屏的各项既有技术,并未延伸到结合手势和输入设备的额外元素,算法通常储存在触摸屏的控制器中来识别触摸屏上的各种手势,在手势被识别出后,操作系统会传送这个数据到带有触摸屏功能的应用软件上。接下来要讨论的七个常见手势包括:

    1. 轻点手势:快速碰触触摸屏来启动应用程序或激活一个图像

    2. 双轻点手势:连续快速轻点触摸屏两次以开启或关闭应用程序或文档

    3. 轻点滑动手势:将手指放在触摸屏上并滑动以移动显示屏上的项目或放大缩小页面、地图和图片

    4. 按压手势:将手指放置在触摸屏上维持一段时间来开启文档,启动应用程序或其他功能

    5. 闪动手势:快速在触摸屏上于上下左右方向移动手指以便卷动或滑动一系列项目或页面

    6. 缩放手势:将两个手指放置在触摸屏上并让它们靠近或分开以放大或缩小显示项目

    7. 转动手势:将两个手指放置在触摸屏上以顺时钟或逆时钟方向旋动来转动显示屏上的物体

图1:5种单指控制手势。

图2:2种多指控制手势。

    描述这些技术的丰富信息多年来已经存在于专利数据库中,以上的描述当然也不例外,接下来的文章内容会解释许多被应用在触摸屏上的手势专利已经存在超过20年,因此专利早已过期。

    轻点手势是一个非常简单,也可能是最为普遍熟知的手势之一,目前已有数个描述轻点手势的专利已经过期,例如由Braaten所拥有的美国专利第3,696,409号就描述了轻点手势是一项识别平面碰触并把这个碰触信息转送到电脑以显示碰触结果相对应信息的动作,这个由Braaten拥有的专利于1972年取得并在十多年前已经过期,Braaten并没有特别指出轻点手势为专利,而是描述一个可以检测由可碰触表面碰触动作所产生电容的系统,在显示屏上使用透明的传导式平面。由Mabusth在1985年所取得的4,550,221号美国专利则利用电容碰触感应屏幕来产生可以显示碰触位置的信号以控制光标位置或发出命令,或是提供电脑以及其他电气设备的控制信号,Mabusth同样地也在无透明面板上采用透明的感应面板,甚至在这样的时期,多手指触摸,例如Mabusth所描述高达4个手指作为转动手势以及单一手指的多重触摸也早已被提出。

    由Greanias和其他人所拥有的美国第4,686,332号专利描述了使用透明传导元素以隔栅状排列并应用在显示屏上以同时或分别感应手指碰触或触笔碰触,其中使用处理器对所储存程序指令进行响应来检测这些动作,在这个时期,简单的轻点手势已经在专利的背景描述中被提及。另外两个已经过期的专利,包括Krein和其他人所拥有的4,698,460 号美国专利以及Meadows和其他人的4,698,461号美国专利也描述了轻点手势,这些专利主要描述带有触碰感应的设备可以通过电容的改变来检测位置,不管碰触表面的目的是用来回应屏幕上的信息,或者是选择显示的项目。因此基本上目前世界上并没有人可以宣称拥有轻点手势结合常用触摸屏的有效专利,如果要保障有关所有基本手势的创新成果,就必须基于特定的改善技术,例如触摸屏技术。

    在Schuyler拥有的美国第4,455,452号专利中描述了轻点滑动的手势,其中受到碰触的系统会依某个方向移动的手指做出反应,主要使用手指的电容来检测滑动动作并提供位置和速度信息,这项专利于1984年核准并已过期近10年。另外,发给Prosenko的英国GB 2 139 762号专利也已经过期,专利内容于1984年发表,描述了一个使用可感应碰触动作表面提供感应使用者手指轻点表面和轻点滑动动作的信号,另一个于2007年到期,由Araki和其他人拥有的4,899,138号美国专利则描述了可以在光学碰触面板上检测的七种手势,主要应用在音频产品,内容将轻点和滑动手势描述为跟踪手指往上下左右移动以及按压(KEEP)或双轻点(2HIT)的动作。

    1994年9月13日发给Rainey和其他人的5,347,295号美国专利,专利主题为“通过位置感应触笔进行电脑控制”,这项专利非常重要,原因是它描述了带有详细膝上型电脑范例的多种手势,并早在1992年5月发表,基于PCT出版编号WO 92/08183,更特别的是,这项发表公开了可以由电子触笔接收输入,带有电容触摸屏的笔记本电脑,这款笔记本电脑完全可以通过由电子触笔所书写的印刷字体或手势控制,除了公开数种特定位置或接近触摸屏的不同手势或触碰动作检测外,并未包含其他手势动作,例如本篇文章中所提到的七个基本手势,请参考92/08183专利文件的27和28项内容。PCT专利内容特别清楚描述使用轻点手势来开启或关闭应用程序、按压并保持手势来移动或缩放,快速双轻点来开启或关闭应用程序,以及触摸卷动手势、转动手势以及有关使用电脑系统对这些手势进行检测和识别, 92/08183专利文件的其他规格和图形更公开了相关手势和手势检测的进一步详细内容。

    另一项有关多种手势的专利为美国专利第5,157,384号,于1992年发给IBM公司的Grenias和其他人,目前也已过期,除了有关多重输入设备,包括电容触摸屏的完整背景描述外,这个专利也详细描述了这些手势如何被检测并和主控电脑通信,除了有关轻点或按压手势的检测来启动弹出式视窗外,这项专利非常重要的原因是它使触摸屏可以识别一个画圆手势来呼叫弹出式键盘,可以识别圆圈是一项和轻点或按压非常不同的动作,而转动只是它的简单变形而已。

    手势既有技术的非专利性

    专利可以是有关手势既有技术的一个良好信息来源,原因是专利申请要求内容必须可以动作并在规格中详细描述,但是非专利文献也拥有这七个自动化手势的丰富信息,非专利内容包含了专利内容无法提供的各项演说和视频内容。

    例如由Jeff Han于2006年2月所发表的视频就展示了一个多点碰触感应屏幕,影片中Han演示有关轻点、按压、轻点滑动、缩放和转动手势等动作,同样地, Myron W. Kruger于1991年发表的“人工实境II”文章中也公开了几个有关触摸屏或接近感应屏幕使用的的自动手势,在这篇文章中清楚地描绘了轻点手势,文章描述使用者可以利用轻点动作来点选图形化按钮以发出指令,在当时Kruger描写了一个称为视频桌面(VideoDesk)的图像化桌面机制,使用者的手部可以放置在或者贴接近于一个工作表面,并利用安置在表面上的摄像机来监看动作,因此所有使用的手势可以通过鼠标、摇杆甚至数据板来完成,其中令人印象较深的是在这时就已经也描述了缩放的手势动作。

    微软公司资深员工Bill Buxton在2010年5月于国际信息显示学会(SID, Society of Information Display)技术论文研讨会中提出了一篇标题为“历史感动:触摸接口过去和未来的个人观点”的技术论文,在这篇论文中,Buxton提出早在1960年代就存在第一个有关触摸输入的范例,并描写了早在1984年卡西欧手表就拥有可以感应手指或触笔输入的触摸屏,Buxton并提出早在1984年就存在了多重触摸感应技术。

    结论

    自动化手势存在已经超在20年,同样地,多重触摸和接近屏幕以及自动化手势和触摸或多点触摸感应的组合也已经存在多年,由于手势为人熟知,并且许多原始专利也已经过期,因此它们并无法再被认定为专利,除非是结合上新的手势或是创新的架构。

    因此对于生产和销售使用触摸屏导航设备的制造商而言,了解有关手势的这些事实非常重要,可以有助于进行各种自动化手势的产品设计,产业只有在各种设备和各家厂商所生产的产品使用相同的手势语言时才能受惠,因此制造商必须了解宣称各种自动化手势以及常见触摸屏或多点触摸屏结合的专利限制。

 


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