本文將討論使用者輸入和電腦設備間溝通使用的七個自動控制手勢，並探討這些手勢是否可以以專利涵蓋，這七個手勢包括輕滑、輕點、雙輕點、拉近、按壓、輕點滑動以及轉動等，文章面向這些個目前廣泛受到大眾使用的控制手勢進行描述，同時我們也會提出這些手勢是否受到任何現有或有效專利權限制的討論，並辯證這些基本手勢目前已經受到大眾廣泛使用，可以由所有設備製造商自由使用。
自動化控制手勢
使用手勢控制的導航設備包括有光學鼠標、光學手指導航設備、磁性感應輸入設備以及電容觸摸屏控制器，其中最為重要的是可以用來跟踪一或多個手指或觸筆移動的電容和光學觸摸屏設備，舉例來說，以光學設備為例，在計算設備，例如電腦、手機、MP3 播放器或其他輸入上使用非發光指標器。本篇文章內容限制在使用手勢動作上，當然，目前也可能存在許多結合自動化手勢和触摸屏新架構或工序的專利，但這篇文章的主要目的是用來表達在常見觸摸屏架構上使用自動化手勢基本上有非常大的自由度。
為了使手勢的用途更高並且更有意義，和電腦或其他計算設備溝通時，這些手勢在意義上就必須加以統一，也就是說，產品製造商在使用共通手勢，例如輕點時在意義上不能和其他產品製造商不同，因為這會造成使用者在這些設備上使用相同手勢的困擾，不統一的手勢定義會帶來消費者的麻煩並減緩手勢控制設備的普及，幸運的是，由於早期即受到採用並且經常使用，有些手勢動作已經非常普遍，部份手勢可以遡及輸入設備的開發初期，例如鼠標，輕點左方按鈕可以用來選擇屏幕上的一個項目，輕點並按住左方按鈕可以選擇並移動屏幕上的一個項目，而雙輕點左方按鈕則可以發出命令，我們可以想像，如果一個產品製造商在當初宣稱發明了這些常見的手勢動作以及使用者和設備溝通的意義，從而造成其他公司無法使用，那么可能會造成多大的困擾。
專利手勢除了使用者相關的問題外，如果沒有和裝置結合，手勢本身基本上並不能被申請專利，美國專利法第101章並沒有提到手勢或動作可以成為專利的申請標的，而只描述- “任何新穎或有用工序、機器、生產或各項組合的發明或發現，或任何上述相關的新穎或有效改善方式可以申請專利”，另外，美國專利局的專利審核人員也被要求必須依循專利審查手冊(MPEP, Manual of Patent Examining Procedures)進行審核，其中MPEP 2100，符合101章，表示廣泛圍繞於人類使用的發明不應該被申請專利，因此由人類所執行的手勢基本上不能申請專利。
在一篇於2000年由荷蘭代爾夫特大學Caroline Hummels所發表，標題為“手勢設計工具：原型機製作、實驗和使用模式”的博士論文中，Hummels描述了應用在電腦上和電腦溝通的多種手勢，她描寫了使用者希望採用手勢溝通以便處理儲存在電腦中的數據或將它顯示在電腦屏幕上。
不過七個常見手勢和常用感應以及輸入設備的組合早在Hummels論文出現的數年前就已經出現在公開文獻上，因此這個事實也顛覆了許多宣稱擁有輸入設備專利的說法，從另外一個面向來看，可以申請專利的是這些常見手勢搭配上感應設備的創新，或者是用來感應這些手勢的方法。
不幸的是，許多新聞報導、新聞稿和其他聲明經常使許多製造商和潛在廠商相信他們不能在產品上使用這些手勢，甚至是在許多常見的感應設備上，因為這些都有專利，使他們錯誤的以為，如果推出使用基本手勢的產品，就可能會面臨侵犯專利權的訴訟。
手勢的既有技術
安華高科技定義了描述了各種手勢結合觸摸屏的各項既有技術，並未延伸到結合手勢和輸入設備的額外元素，算法通常儲存在觸摸屏的控制器中來識別觸摸屏上的各種手勢，在手勢被識別出後，操作系統會傳送這個數據到帶有觸摸屏功能的應用軟件上。接下來要討論的七個常見手勢包括：
- 輕點手勢：快速碰觸觸摸屏來啟動應用程序或激活一個圖像
- 雙輕點手勢：連續快速輕點觸摸屏兩次以開啟或關閉應用程序或文檔
- 輕點滑動手勢：將手指放在觸摸屏上並滑動以移動顯示屏上的項目或放大縮小頁面、地圖和圖片
- 按壓手勢：將手指放置在觸摸屏上維持一段時間來開啟文檔，啟動應用程序或其他功能
- 閃動手勢：快速在觸摸屏上於上下左右方向移動手指以便捲動或滑動一系列項目或頁面
- 縮放手勢：將兩個手指放置在觸摸屏上並讓它們靠近或分開以放大或縮小顯示項目
- 轉動手勢：將兩個手指放置在觸摸屏上以順時鐘或逆時鐘方向旋動來轉動顯示屏上的物體
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| 輕點手勢 tapping gestures |
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| 雙輕點手勢 double tapping gestures |
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| 輕點滑動手勢 tapping and sliding gestures |
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| 按壓手勢 press gestures |
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| 閃動手勢 Flicking gestures |
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| 縮放手勢 Pinching gestures |
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| 轉動手勢 Rotating gestures |
描述這些技術的豐富信息多年來已經存在於專利數據庫中，以上的描述當然也不例外，接下來的文章內容會解釋許多被應用在觸摸屏上的手勢專利已經存在超過20年，因此專利早已過期。
輕點手勢是一個非常簡單，也可能是最為普遍熟知的手勢之一，目前已有數個描述輕點手勢的專利已經過期，例如由Braaten所擁有的美國專利第 3,696,409號就描述了輕點手勢是一項識別平面碰觸並把這個碰觸信息轉送到電腦以顯示碰觸結果相對應信息的動作，這個由Braaten擁有的專利於 1972年取得併在十多年前已經過期，Braaten並沒有特別指出輕點手勢為專利，而是描述一個可以檢測由可碰觸表面碰觸動作所產生電容的系統，在顯示屏上使用透明的傳導式平面。由Mabusth在1985年所取得的4,550,221號美國專利則利用電容碰觸感應屏幕來產生可以顯示碰觸位置的信號以控制光標位置或發出命令，或是提供電腦以及其他電氣設備的控制信號，Mabusth同樣地也在無透明面板上採用透明的感應面板，甚至在這樣的時期，多手指觸摸，例如Mabusth所描述高達4個手指作為轉動手勢以及單一手指的多重觸摸也早已被提出。
由Greanias和其他人所擁有的美國第4,686,332號專利描述了使用透明傳導元素以隔柵狀排列並應用在顯示屏上以同時或分別感應手指碰觸或觸筆碰觸，其中使用處理器對所儲存程序指令進行響應來檢測這些動作，在這個時期，簡單的輕點手勢已經在專利的背景描述中被提及。另外兩個已經過期的專利，包括Krein和其他人所擁有的4,698,460 號美國專利以及Meadows和其他人的4,698,461號美國專利也描述了輕點手勢，這些專利主要描述帶有觸碰感應的設備可以通過電容的改變來檢測位置，不管碰觸表面的目的是用來回應屏幕上的信息，或者是選擇顯示的項目。因此基本上目前世界上並沒有人可以宣稱擁有輕點手勢結合常用觸摸屏的有效專利，如果要保障有關所有基本手勢的創新成果，就必須基於特定的改善技術，例如觸摸屏技術。
在Schuyler擁有的美國第 4,455,452號專利中描述了輕點滑動的手勢，其中受到碰觸的系統會依某個方向移動的手指做出反應，主要使用手指的電容來檢測滑動動作並提供位置和速度信息，這項專利於1984年核准並已過期近10年。另外，發給Prosenko的英國GB 2 139 762號專利也已經過期，專利內容於1984年發表，描述了一個使用可感應碰觸動作表面提供感應使用者手指輕點表面和輕點滑動動作的信號，另一個於 2007年到期，由Araki和其他人擁有的4,899,138號美國專利則描述了可以在光學碰觸面板上檢測的七種手勢，主要應用在音頻產品，內容將輕點和滑動手勢描述為跟踪手指往上下左右移動以及按壓(KEEP)或雙輕點(2HIT)的動作。
1994年9月13日發給 Rainey和其他人的5,347,295號美國專利，專利主題為“通過位置感應觸筆進行電腦控制”，這項專利非常重要，原因是它描述了帶有詳細膝上型電腦範例的多種手勢，並早在1992年5月發表，基於PCT出版編號WO 92/08183，更特別的是，這項發表公開了可以由電子觸筆接收輸入，帶有電容觸摸屏的筆記本電腦，這款筆記本電腦完全可以通過由電子觸筆所書寫的印刷字體或手勢控制，除了公開數種特定位置或接近觸摸屏的不同手勢或觸碰動作檢測外，並未包含其他手勢動作，例如本篇文章中所提到的七個基本手勢，請參考 92/08183專利文件的27和28項內容。 PCT專利內容特別清楚描述使用輕點手勢來開啟或關閉應用程序、按壓並保持手勢來移動或縮放，快速雙輕點來開啟或關閉應用程序，以及觸摸捲動手勢、轉動手勢以及有關使用電腦系統對這些手勢進行檢測和識別， 92/08183專利文件的其他規格和圖形更公開了相關手勢和手勢檢測的進一步詳細內容。
另一項有關多種手勢的專利為美國專利第5,157,384號，於1992年發給IBM公司的Grenias和其他人，目前也已過期，除了有關多重輸入設備，包括電容觸摸屏的完整背景描述外，這個專利也詳細描述了這些手勢如何被檢測並和主控電腦通信，除了有關輕點或按壓手勢的檢測來啟動彈出式視窗外，這項專利非常重要的原因是它使觸摸屏可以識別一個畫圓手勢來呼叫彈出式鍵盤，可以識別圓圈是一項和輕點或按壓非常不同的動作，而轉動只是它的簡單變形而已。
手勢既有技術的非專利性
專利可以是有關手勢既有技術的一個良好信息來源，原因是專利申請要求內容必須可以動作並在規格中詳細描述，但是非專利文獻也擁有這七個自動化手勢的豐富信息，非專利內容包含了專利內容無法提供的各項演說和視頻內容。
例如由Jeff Han於2006年2月所發表的視頻就展示了一個多點碰觸感應屏幕，影片中Han演示有關輕點、按壓、輕點滑動、縮放和轉動手勢等動作，同樣地， Myron W . Kruger於1991年發表的“人工實境II”文章中也公開了幾個有關觸摸屏或接近感應屏幕使用的的自動手勢，在這篇文章中清楚地描繪了輕點手勢，文章描述使用者可以利用輕點動作來點選圖形化按鈕以發出指令，在當時Kruger描寫了一個稱為視頻桌面(VideoDesk)的圖像化桌面機制，使用者的手部可以放置在或者貼接近於一個工作表面，並利用安置在表面上的攝像機來監看動作，因此所有使用的手勢可以通過鼠標、搖桿甚至數據板來完成，其中令人印象較深的是在這時就已經也描述了縮放的手勢動作。
微軟公司資深員工Bill Buxton在2010年5月於國際信息顯示學會(SID, Society of Information Display)技術論文研討會中提出了一篇標題為“歷史感動：觸摸接口過去和未來的個人觀點”的技術論文，在這篇論文中，Buxton提出早在1960 年代就存在第一個有關觸摸輸入的範例，並描寫了早在1984年卡西歐手錶就擁有可以感應手指或觸筆輸入的觸摸屏，Buxton並提出早在1984年就存在了多重觸摸感應技術。
結論
自動化手勢存在已經超在20年，同樣地，多重觸摸和接近屏幕以及自動化手勢和触摸或多點觸摸感應的組合也已經存在多年，由於手勢為人熟知，並且許多原始專利也已經過期，因此它們並無法再被認定為專利，除非是結合上新的手勢或是創新的架構。
因此對於生產和銷售使用觸摸屏導航設備的製造商而言，了解有關手勢的這些事實非常重要，可以有助於進行各種自動化手勢的產品設計，產業只有在各種設備和各家廠商所生產的產品使用相同的手勢語言時才能受惠，因此製造商必須了解宣稱各種自動化手勢以及常見觸摸屏或多點觸摸屏結合的專利限制。
電子工程專輯 2011/05/05 原文作者 Floyd E. Anderson 安華高科技(Avago technologies)副總裁兼首席專利法律顧問
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Seven Autonomous Touchscreen Gestures: Free For All, Or Patent Infringement For All? (Mobile Dev & Design)
圖片取自 Mobile Dev & Design
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