鼠标的发明｜影响世界的专利

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20世纪60年代，计算机技术的发展还处于较为原始的阶段，根本没有现今的视窗操作系统，一切操作都是通过键盘输入复杂的指令，其烦琐程度可想而知。因此，在1967年已陆续有专利公开了纵横坐标定位技术，核心是将实际的机械运动转换为脉冲信号串，并存储在磁盘或磁带上，之后再向计算机输入，从而实现控制光标的目的。然而，虽然定位技术以及存储和转换技术已经出现，但操作及转换过程依然烦琐，不能满足实际操作的需要。



美国发明家道格拉斯· 恩格尔巴特（Douglas Carl Engelbart，1925-2013 年），多年来致力于开发基于计算机的技术，以提高人类对信息直接进行处理的能力。当时，他与研发团队在计算机技术研究过程中，只能靠唯一的输入设备“键盘”与计算机间进行指令的交互，哪怕是简单的移动一下光标，都必须输入键盘指令。





为突破这个局限，恩格尔巴特及其技术团队在 1963 年设计出了鼠标的最初原型，于 1967 年向美国提交名为“显示系统 X-Y 坐标位置指示器”的专利申请并于 1970 年获得美国 US3541541 号专利权，如图 17-1、图 17-2 所示。该发明的原理是利用鼠标移动时带动枢轴转动，并带动变阻器改变阻值来产生位移信号，信号经计算机处理，屏幕上的光标就可以移动。这对当时来说是个神奇的突破，通过移动鼠标实现对计算机的控制简单方便，代替了烦琐的代码指令，简化了操作的同时也为后来计算机输入、控制技术发展奠定了基础。





回顾鼠标技术的发展，恩格尔巴特的鼠标其实只是作为技术验证品而存在，并未真正量产。在后续的发展中，鼠标伴随着计算机技术的发展而不断突破，进行了几次技术革新，陆续出现了机械鼠标、光电机械式鼠标及光电式鼠标。使用者握在手中的鼠标，操控性越来越好，体积越来越小。在原始鼠标专利的启发下，出现了诸如无线鼠标、带有扫描功能的鼠标等多用途产品。一时间，随着电脑在全世界占领了人们的书桌，成为每天学习工作的必备工具，鼠标也被千千万万的人握在手中。



相比鼠标这个具体产品的发展而言，恩格尔巴特提出的“通过纵横方向定位光标技术”更具有深远的历史意义。它给予后来的研究者们相当大的启发。1972 年，美国发明人海格（HAIG）将恩格尔巴特的鼠标专利构思应用于名为“一种交互系统的信号输入控制器”的 美国 US3798599 号专利中。此后，诸如施乐、理光、苹果等多家商业公司均从鼠标的基础技术原理中得到启发，将恩格尔巴特的鼠标专利构思应用于多个技术领域。



20世纪70年代，施乐公司致力于Alto计算机系统的开发，其中相关光标控制的研究受恩格尔巴特鼠标专利技术的启发很大。1973年施乐公司申请了美国US3835464号专利，如图17-4、图17-5所示，该专利公开了一种显示系统的位置指示器，该指示器在可视显示设备表面控制光标。



苹果公司一直注重通过专利制度保护自己的研发成果，并拥有大量专利。1982 年苹果公司申请了名为“一种用于显示系统的光标控制设备”的美国 US4464652 号专利，如图 17-6、图 17-7 所示，从专利说明书及附图中可以看出，该项专利参考了恩格尔巴特的发明，并在随后的 30 多项专利申请中都参考了原始鼠标的技术内容。





2004 年，苹果公司申请的美国 US7663607 号专利中首次公开了多点触摸控制技术，如图 17-8、图 17-9 所示，在该专利中苹果公司再次参考了恩格尔巴特的鼠标技术内容，而这正是第一代 iPhone 研究的核心部分。



苹果公司在后续的十多年中不断深入探索，申请了数量可观的专利，将触控技术推进至今。似乎在一夜之间，我们已经习惯了用手指直接操控电脑、手机。与曾经独领风骚的鼠标相比鼠标是谁发明的，如今的触摸控制技术依然在不断进步，最大的突破就在于实现了多点控制。通俗地说，无论鼠标本身通过怎样的技术实现移动，它始终只能控制屏幕里箭头对准的那一个点。而触摸控制技术则完全不同鼠标是谁发明的，用两个手指即可灵活缩放屏幕上的图片就是最简单的例子。科技发展，最根本的推动力就是想象力。

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