CN113836514A - 用于多因素认证的指示 - Google Patents

Abstract

输入设备，其被配置用于多因素认证。输入设备包括多个传感器电极、一个或多个光源和认证部件。多个传感器电极被配置用于输入设备的感测区中的电容性感测。一个或多个光源被配置成照亮输入设备的感测区的至少一部分。认证部件被配置成经由第一认证设备接收第一认证输入，确定第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配，并且至少部分地基于第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配来选择性地激活一个或多个光源。

Description

用于多因素认证的指示

技术领域

本实施方式总体上涉及用户认证，并且具体地涉及用于多因素认证的指示。

背景技术

认证是用于验证尝试访问设备和/或应用的用户的身份的机制。认证的基本形式可能需要用户经由输入设备输入用户名和密码。然而，用户名和密码容易被盗，并且可以由未授权的用户使用以得以访问对应的设备或应用。因此，现代认证方案越来越依赖于生物计量传感器（例如，能够识别用户的独特生物特性的传感器）来提供更高等级的安全性。示例生物计量传感器包括指纹扫描仪、面部识别系统、眼睛扫描仪、语音识别系统等。生物计量输入通常要求用户与一个或多个传感器物理地交互以执行认证。

为了增强的安全性，一些应用需要多因素认证。多因素认证要求用户满足用于认证的两个或更多个“因素”或标准。示例认证因素可以包括用户知道的某事（例如，用户名和密码）、用户具有的某物（例如，安全令牌或设备标识符）以及用户是什么人（例如，个人标识符或生物计量）。因为多因素认证方案需要多种不同形式的验证，所以多因素认证方案的错误接受率可能显著低于仅使用单一形式的认证的任何认证方案的错误接受率。然而，因为多因素认证还可能需要各种类型的用户输入，所以可能期望通知或引导用户通过多因素认证过程的步骤。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。

本公开的主题的一个创新方面可以在包括多个传感器电极、一个或多个光源和认证部件的输入设备中实现。多个传感器电极被配置用于输入设备的感测区中的电容性感测。一个或多个光源被配置成照亮输入设备的感测区的至少一部分。认证部件被配置成经由第一认证设备接收第一认证输入，确定第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配，并且至少部分地基于第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配来选择性地激活一个或多个光源。

本公开的主题的另一创新方面可以在认证方法中实现。该方法包括以下步骤：经由第一认证设备接收第一认证输入；确定第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配；以及至少部分地基于第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配来选择性地照亮输入设备的感测区，其中感测区至少部分地由被配置用于电容性感测的多个传感器电极提供。

本公开的主题的另一创新方面可以在包括处理系统和存储器的认证系统中实现。存储器存储指令，该指令在由处理系统执行时使认证系统经由第一认证设备接收第一认证输入，确定第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配，以及至少部分地基于第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配来选择性地照亮感测区，其中感测区至少部分地由被配置用于电容性感测的多个传感器电极提供。

附图说明

本实施方式通过示例的方式说明，并且不旨在受附图的图限制。

图1示出了可以与本实施方式一起使用的示例输入设备。

图2示出了根据一些实施方式的输入设备的框图。

图3示出了根据一些实施方式的示例传感器配置。

图4A-4C示出了根据一些实施方式的在多因素认证操作的各个阶段中的示例输入设备。

图5示出了根据一些实施方式的认证系统的框图。

图6示出了根据一些实施方式的描绘示例认证操作的说明性流程图。

图7示出了根据一些实施方式的描绘示例多因素认证操作的说明性流程图。

具体实施方式

各种实施方式总体上涉及能够进行多因素认证的输入设备。一些实施方式更具体地涉及用于通过多因素认证过程的一个或多个步骤引导用户输入的视觉辅助。在一些实施方式中，视觉辅助可以由被配置成照亮输入设备的感测区的至少一部分的一个或多个光源提供。感测区可以与被配置用于电容性感测的传感器电极阵列重合。输入设备还可以包括认证部件，该认证部件被配置成经由第一认证设备接收第一认证输入并且确定第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配。在一些实施方式中，认证部件可以响应于确定第一认证输入与授权用户的第一凭证匹配而激活一个或多个光源。当一个或多个光源被激活时，一个或多个光源可以在与感测区相关联的输入表面上投影照明图案（诸如点的网格）。

可以实现本公开中描述的主题的特定实施方式以实现以下潜在优点中的一个或多个。通过选择性地激活与输入设备的感测区相关联的一个或多个光源，本公开的各方面可以提供用于完成多因素认证过程的一个或多个步骤的视觉引导。例如，一个或多个光源可以照亮感测区以指示在何处和/或如何完成认证过程的下一步骤。在一些方面中，照明可以用于指示由认证过程的下一步骤所需的用户输入的类型。例如，照亮被配置用于触摸或接近感测的感测区可以指示需要手势输入。在一些其它方面中，可以使用特定的照明图案来在提供所需的用户输入时引导用户。例如，用户可以通过在投影在与感测区相关联的输入表面上的点的网格上跟踪手指或其它输入对象来提供手势输入。

在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如具体部件、电路和过程的示例，以提供对本公开的透彻理解。如本文中所使用的术语“耦合”意指直接连接到或通过一个或多个中间部件或电路连接。术语“电子系统”和“电子设备”可以可互换地使用，以指代能够电子地处理信息的任何系统。此外，在以下描述中并且出于解释的目的，阐述了具体命名法以提供对本公开的各方面的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以不需要这些具体细节来实践示例实施方式。在其它实例中，以框图形式示出了公知的电路和设备，以避免使本公开不清楚。随后的详细描述的一些部分是根据对计算机存储器内的数据位的操作的程序、逻辑块、处理和其它符号表示来呈现的。

这些描述和表示是由数据处理领域的技术人员用来最有效地将他们工作的实质传达给本领域其它技术人员的手段。在本公开中，程序、逻辑块、过程等被设想为是导致期望结果的步骤或指令的自洽序列。该步骤是需要对物理量进行物理处理的那些步骤。通常，尽管不是必要的，这些量采取能够在计算机系统中存储、传送、组合、比较以及以其它方式处理的电信号或磁信号的形式。然而，应当记住，所有这些和类似术语将与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。

除非另有明确说明，否则如从以下讨论中显而易见的那样，理解的是，在整个本申请中，利用诸如“访问”、“接收”、“发送”、“使用”、“选择”、“确定”、“归一化”、“相乘”、“平均”、“监视”、“比较”、“应用”、“更新”、“测量”、“导出”等之类的术语的讨论是指计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程，其将表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理（电子）量的数据处理和转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据。

在附图中，单个块可以被描述为执行一个或多个功能；然而，在实际实践中，由该块执行的一个或多个功能可以在单个部件中或跨多个部件执行，和/或可以使用硬件、使用软件或使用硬件和软件的组合来执行。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，下面已经总体上根据其功能性对各种说明性的部件、块、模块、电路和步骤进行了描述。这样的功能性是实现为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统上的设计约束。本领域的技术人员可针对每一个特定应用以变化的方式实现所描述的功能性，但不应将这样的实施方式决策解释为导致脱离本发明的范围。此外，示例输入设备可以包括除了所示出的那些部件之外的部件，包括诸如处理器、存储器等之类的公知的部件。

本文中描述的技术可以以硬件、软件、固件或其任何组合来实现，除非具体描述为以特定方式实现。被描述为模块或部件的任何特征也可以在集成逻辑设备中一起实现，或者单独地实现为分立但可互操作的逻辑设备。如果以软件实现，那么技术可至少部分地由包括指令的非暂时性处理器可读存储介质实现，所述指令在被执行时执行上述方法中的一个或多个。非暂时性处理器可读数据存储介质可形成计算机程序产品的部分，所述计算机程序产品可包括封装材料。

非暂时性处理器可读存储介质可以包括随机存取存储器（RAM）（诸如同步动态随机存取存储器（SDRAM））、只读存储器（ROM）、非易失性随机存取存储器（NVRAM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器、其它已知的存储介质等。另外地或可替代地，所述技术可至少部分地由处理器可读通信介质实现，所述处理器可读通信介质携载或传送以指令或数据结构形式的代码且可由计算机或其它处理器存取、读取和/或执行。

结合本文中公开的实施方式描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和指令可以由一个或多个处理器执行。如本文中所使用的术语“处理器”可以指代能够执行存储在存储器中的一个或多个软件程序的脚本或指令的任何通用处理器、常规处理器、控制器、微控制器、专用处理器和/或状态机。

图1示出了可以与本实施方式一起使用的示例输入设备100。输入设备100包括处理系统110和感测区120。在一些实施方式中，输入设备100可以被配置成提供输入和/或控制对电子系统（为了简单起见未示出）的访问。示例电子系统可以包括但不限于个人计算设备（例如，台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、web浏览器、电子书阅读器、个人数字助理（PDA）等）、复合输入设备（例如，物理键盘、操纵杆、按键开关等）、数据输入设备（例如，遥控器、鼠标等）、数据输出设备（例如，显示屏打印机等）、远程终端、信息亭、视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等）、通信设备（例如，蜂窝电话、智能电话等）、以及媒体设备（例如，记录器、编辑器、电视、机顶盒、音乐播放器、数码相框、数码相机等）。

在一些方面中，输入设备100可以被实现为对应电子系统的物理部分。可替代地，输入设备100可以与电子系统物理地分离。输入设备100可以使用各种有线和/或无线互连和通信技术（诸如总线和网络）耦合到电子系统的部件（并与电子系统的部件通信）。示例合适的技术可以包括内部集成电路（I2C）、串行外围接口（SPI）、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙®、红外数据协会（IrDA）、以及由IEEE 802.11标准族定义的各种射频（RF）通信协议。

在图1的示例中，输入设备100可对应于被配置成感测由感测区120中的一个或多个输入对象140提供的输入的接近传感器设备（例如，也被称为“触摸板”、“触控板（trackpad）”或“触摸传感器设备”）。示例输入对象140包括手指、触控笔等。在图1的示例中，输入对象140被描绘为用户的手指。然而，在其它实施方式中，任何合适的输入对象可以用于经由感测区120提供用户输入。感测区120可以涵盖输入设备100上方、周围、之中和/或接近输入设备100的任何空间，其中输入设备100能够检测（诸如由一个或多个输入对象140提供的）用户输入。感测区120的大小、形状和/或位置（例如，相对于电子系统）可以取决于实际实施方式而变化。

在一些实施方式中，感测区120可以在空间中的一个或多个方向上从输入设备100的表面延伸，例如，直到传感器的信噪比（SNR）下降到适合于对象检测的阈值以下。例如，感测区120在特定方向上延伸到的距离可以大约小于一毫米、几毫米、几厘米或更大，并且可以随着所使用的感测技术的类型和/或期望的准确性而变化。在一些实施方式中，感测区120可检测涉及以下的输入：不与输入设备100的任何表面物理接触、与输入设备100的输入表面（例如，触摸表面和/或屏幕）接触、与耦合有某个量的所施加的力或压力的输入设备100的输入表面接触、和/或其任何组合。

在一些实施方式中，输入表面可以由输入设备100的壳体的一个或多个表面提供和/或投影在输入设备100的壳体的一个或多个表面上（例如，作为图像）。例如，感测区120在被投影到输入设备100的输入表面上时可以具有矩形形状。在一些方面中，可以通过跨越感测区120中的一维、二维、三维或更高维空间的图像来提供输入。在一些其它方面中，可以通过沿着感测区120中的特定轴或平面的投影来提供输入。仍进一步地，在一些方面中，可以通过感测区120中的图像和投影的组合来提供输入。

输入设备100可以利用各种感测技术来检测用户输入。示例感测技术可以包括电容性、倒介电性、电阻性、电感性、磁性、声学、超声、热和光学感测技术。在一些实施方式中，输入设备100可以利用电容性感测技术来检测用户输入。例如，感测区120可以包括一个或多个电容性感测元件（例如，传感器电极）以创建电场。输入设备100可以基于传感器电极的电容的改变来检测输入。例如，与电场接触（或紧密接近）的对象可以引起传感器电极中的电压和/或电流的改变。电压和/或电流的这种改变可以被检测为指示用户输入的“信号”。传感器电极可以以阵列或其它配置进行布置，以检测感测区120内的多个点处的输入。在一些方面中，一些传感器电极可以欧姆地短接在一起以形成较大的传感器电极。一些电容性感测技术可以利用提供均匀电阻层的电阻片。

示例电容性感测技术可以基于“自电容”（也称为“绝对电容”）和/或“互电容”（也称为“跨电容”）。绝对电容感测方法检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变。例如，传感器电极附近的输入对象可以更改传感器电极附近的电场，因此改变测量的电容性耦合。在一些实施方式中，输入设备100可通过相对于参考电压调制传感器电极并检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来实现绝对电容感测。参考电压可以是基本上恒定的或可以变化。在一些方面中，参考电压可以对应于接地电位。

跨电容感测方法检测传感器电极之间的电容性耦合的改变。例如，传感器电极附近的输入对象可以更改传感器电极之间的电场，因此改变传感器电极的测量的电容性耦合。在一些实施方式中，输入设备100可以通过检测一个或多个“发射器”传感器电极与一个或多个“接收器”传感器电极之间的电容性耦合来实现跨电容感测。发射器传感器电极可以相对于接收器传感器电极被调制。例如，发射器传感器电极可以相对于参考电压被调制以发射信号，而接收器传感器电极可以被保持在相对恒定的电压处，以“接收”发射的信号。由接收器传感器电极接收的信号可能受到环境干扰（例如，来自其它电磁信号和/或与传感器电极接触或紧密接近传感器电极的对象）影响。在一些方面中，每个传感器电极可以是专用发射器或专用接收器。在其它方面中，每个传感器电极可以被配置成发射和接收。

处理系统110可以被配置成操作输入设备100的硬件以检测感测区120中的输入。在一些实施方式中，处理系统110可以控制一个或多个传感器电极以检测感测区120中的对象和/或指纹。例如，处理系统110可以被配置成经由一个或多个发射器传感器电极发射信号并且经由一个或多个接收器传感器电极接收信号。在一些方面中，处理系统110的一个或多个部件可以共同定位，例如，紧密接近输入设备100的感测元件。在其它方面中，处理系统110的一个或多个部件可以与输入设备100的感测元件物理地分离。例如，输入设备100可以是耦合到计算设备的外围设备，并且处理系统110可以被实现为由计算设备的中央处理单元（CPU）执行的软件。在另一示例中，输入设备100可以物理地集成在移动设备中，并且处理系统110可以至少部分地对应于移动设备的CPU。

处理系统110可以被实现为以固件、软件或其组合实现的模块的集合。示例模块包括用于操作诸如一个或多个感测元件的硬件的硬件操作模块；用于处理诸如传感器信号的数据的数据处理模块；以及报告模块，用于向电子系统的其它部件（诸如主机处理器或CPU）报告信息。在一些实施方式中，处理系统110可以包括：传感器操作模块，其被配置成操作感测元件以检测感测区120中的用户输入；认证模块，其被配置成至少部分地基于用户输入来认证输入设备100和/或电子系统的用户；识别模块，其被配置成识别与某些用户输入相关联的手势；以及模式改变模块，其用于改变输入设备100和/或电子系统的操作模式。

输入设备100可以包括可以由处理系统110或另一处理系统操作的附加输入部件。在一些实施方式中，附加输入部件可以包括一个或多个生物计量传感器，其可以用于认证输入设备100或对应的电子系统的用户。例如，指纹传感器可以使用电容性、光学或超声指纹扫描技术来检测和/或分析输入设备100的指纹扫描区150中的用户的指纹130。在一些实施方式中，指纹扫描区150可与感测区120（诸如图1中所示）的至少一部分重合或基本上重叠。在一些其它实施方式中，指纹扫描区150可与感测区120分离。

处理系统110可以通过触发一个或多个动作来响应于感测区120和/或指纹扫描区150中的用户输入。示例动作包括改变输入设备100的操作模式、认证输入设备100的用户和/或图形用户界面（GUI）动作，诸如光标移动、选择、菜单导航等。在一些实施方式中，处理系统110可以确定检测到的输入的位置信息。如本文中所使用的术语“定位信息”是指描述或以其它方式指示（例如，在感测区120内）检测到的输入的定位或位置的任何信息。示例定位信息可以包括绝对定位、相对定位、速度、加速度和/或其它类型的空间信息。在一些实施方式中，处理系统110可以向电子系统（例如，向电子系统的CPU）提供关于检测到的输入的信息。然后，电子系统可以处理从处理系统110接收的信息以执行附加动作（例如，改变电子系统的模式和/或GUI动作）。

处理系统110可以操作输入设备100的感测元件以产生指示感测区120和/或指纹扫描区150中的输入（或没有输入）的电信号。处理系统110可以对电信号执行任何适当量的处理，以转化或生成提供给电子系统的信息。例如，处理系统110可以将经由传感器电极接收的模拟信号数字化和/或对接收的信号执行滤波或调节。在一些方面中，处理系统110可以减去或以其它方式计及与传感器电极相关联的“基线”。例如，基线可以表示当没有检测到用户输入时传感器电极的状态。因此，由处理系统110提供给电子系统的信息可以反映从传感器电极接收的信号和与每个传感器电极相关联的基线之间的差异。

在一些实施方式中，处理系统110可以被配置成实现多因素认证方案。如上所述，多因素认证要求用户满足用于认证的两个或更多个“因素”或标准。示例认证因素可以包括用户知道的某事（例如，用户名和密码）、用户具有的某物（例如，安全令牌或设备标识符）以及用户是什么人（例如，个人标识符或生物计量）。因此，只有当用户可以满足两个或更多个认证因素时，处理系统110才可以允许用户访问电子系统。在一些实施方式中，至少一个认证因素可以对应于经由感测区120提供的触摸或手势输入（例如，用户知道的某事）。在图1的示例中，另一认证因素可对应于经由指纹扫描区150提供的指纹130（例如，用户是什么人）。在一些其它实施方式中，多因素认证方案可以包括代替用户的指纹或者除了用户的指纹之外的一个或多个认证因素。

如上所述，多因素认证操作可能在操作的不同步骤处需要不同类型的用户输入。例如，在多因素认证操作的第一步骤中，输入设备100可以被配置成检测指纹扫描区150中的指纹130。在多因素认证操作的第二步骤中，输入设备100可以被配置成检测感测区120中的手势输入（例如，唯一的扫划图案）。然而，多因素认证操作是否进行到第二步骤取决于在第一步骤中检测到的指纹130是否匹配与第一认证因素相关联的指纹凭证。因此，可能期望提供是否和/或如何执行多因素认证操作的第二步骤的指示。

在一些实施方式中，输入设备100可以包括一个或多个光源160以引导用户通过多因素认证操作。光源160可以包括发光二极管（LED）或能够发出可见光谱中的光的任何其它可行的光源。光源160可以被配置成照亮感测区120以指示用户将如何和/或在何处提供认证输入。例如，处理系统110可以响应于确定多因素认证操作的第一步骤已经成功完成而激活光源160。因此，光源160的激活可以指示输入设备100被配置成经由感测区120接收与多因素认证操作的第二步骤相关联的手势输入。

光源160还可以提供用于执行认证输入的视觉辅助。在一些实施方式中，光源160可以被配置成将点的图案投影到与感测区120相关联的输入表面上。在图1的示例中，点以网格图案布置在感测区120的一部分中。然而，在其它实施方式中，光源160可以被配置成将各种其它点的图案（或其它形状）投影到输入表面上。在多因素认证操作的第二步骤期间，用户可以通过在投影在输入表面上的一个或多个点上扫划或跟踪输入对象140来提供手势输入。点的图案可以用作用于在感测区120中执行手势输入的引导或边界。因此，点可以帮助用户执行手势输入，该手势输入可以在多次认证尝试的期间一致且准确地重复。

在一些实施方式中，处理系统110还可以在完成多因素认证操作的第二步骤时去激活光源160。本公开的各方面认识到，感测区120可以是除了认证输入之外的各种其它用户输入（诸如触摸和手势输入）。因此，可能不期望始终在输入表面上显示点。通过在多因素认证操作期间选择性地激活和去激活光源160，输入设备100可以仅当在多因素认证操作的对应步骤期间需要手势输入时显示点，并且可以在其它时间（诸如当感测区120正被用于向电子系统提供定位信息时）隐藏点。光源160的选择性激活和去激活可以进一步增加关于多因素认证操作的当前进展的用户意识。

图2示出了根据一些实施方式的输入设备200的框图。在一些实施方式中，输入设备200可以是图1的输入设备100的一个示例。输入设备200包括感测区210、认证模块220和用户凭证存储库230。感测区210可涵盖输入设备200上方、周围、之中和/或接近输入设备200的任何空间，其中输入设备200能够检测诸如由一个或多个输入对象（为了简单起见未示出）提供的用户输入。感测区210的大小、形状和/或位置可以取决于实际实施方式而变化。

感测区210包括指纹传感器212、光源214和电容性传感器216，或者以其它方式耦合到指纹传感器212、光源214和电容性传感器216。在一些实施方式中，指纹传感器212可以是图1的（与指纹扫描区150相关联的）指纹传感器的一个示例。因此，指纹传感器212可以使用电容性、光学和/或超声指纹成像技术来扫描感测区210中的用户的手指或对其进行成像。在一些实施方式中，光源214可以是图1的光源160的一个示例。因此，光源214可以包括LED和/或能够发出可见光或以其它方式照亮感测区210的任何其它合适的光源。在一些实施方式中，电容性传感器216可以是图1的（与感测区120相关联的）电容性传感器的一个示例。因此，电容性传感器216可以包括配置成感测感测区210中和/或周围的电容（或电场）的改变的传感器电极的阵列。

指纹传感器212、光源214和电容性传感器216耦合到认证模块220。认证模块220可以由控制指纹传感器212、光源214和/或电容性传感器216的操作的处理系统（诸如处理系统110）实现或包括所述处理系统的至少一部分。在一些实施方式中，认证模块220可以被配置成至少部分地基于经由指纹传感器212和电容性传感器216接收的认证输入来实现多因素认证操作。此外，认证模块220可以被配置成使用光源214引导用户通过多因素认证操作的一个或多个步骤。在一些实施方式中，认证模块220可以包括指纹认证子模块222、照明控制子模块224和手势认证子模块226。

指纹认证子模块222可以认证指纹作为多因素认证操作的部分。例如，指纹认证子模块222可以操作指纹传感器212以扫描用户的指纹。指纹认证子模块222还可以将用户的指纹与存储在用户凭证存储库230中的一个或多个指纹凭证232进行比较。指纹凭证232可以包括或以其它方式指示输入设备200的授权用户（或多个授权用户）的一个或多个指纹的识别特征的集合。例如，识别特征可以包括用户的手指表面上的脊（ridge）和谷（valley）的图案。指纹凭证232可以经由指纹传感器212捕获或获取，并且存储在用户凭证存储库230中，作为多因素认证操作之前的指纹登记操作的部分。因此，指纹认证子模块22可以仅在指纹与存储在用户凭证存储库230中的一个或多个指纹凭证232匹配时认证在多因素认证操作期间获取的指纹。

手势认证子模块226可以认证手势输入作为多因素认证操作的部分。例如，手势认证子模块226可以操作电容性传感器216以检测由输入对象（诸如用户的手指）输入的手势。手势认证子模块226还可以将手势输入与存储在用户凭证存储库230中的一个或多个手势凭证234进行比较。手势凭证234可以包括或以其它方式指示通过输入设备200的授权用户（或多个授权用户）的一个或多个预配置手势。例如，手势可以对应于在感测区210中执行的触摸、轻击和/或扫划的唯一图案。手势凭证234可以经由电容性传感器216捕获或获取，并且存储在用户凭证存储库230中，作为多因素认证操作之前的手势登记操作的部分。因此，手势认证子模块226可以仅在手势输入与存储在用户凭证存储库230中的一个或多个手势凭证234匹配（例如，对于与匹配指纹凭证232相同的用户）时认证在多因素认证操作期间获取的手势输入。

照明控制子模块224可以操作光源214以指示何时、在何处和/或如何提供手势输入作为多因素认证操作的部分。例如，照明控制子模块224可以选择性地激活和去激活光源214以分别指示多因素认证操作的手势认证步骤的开始和结束。如上面关于图1所述，光源214可以被布置或以其它方式被配置成将点的图案投影到与感测区210相关联的输入表面上。在一些实施方式中，照明控制子模块224可以响应于指纹认证子模块222认证用户的指纹而激活光源214以照明感测区210的至少一部分。在一些其它实施方式中，照明控制子模块224可以响应于手势认证子模块226认证用户的手势输入而去激活光源214。当输入设备200的用户被指纹认证子模块222和手势认证子模块226成功认证时，认证模块220可以启用对对应电子设备（为了简单起见未示出）的访问和/或控制。

仍进一步地，在一些实施方式中，照明控制子模块224可以响应于手势认证子模块226未能认证用户的手势输入而更改感测区210的照明。例如，照明控制子模块224可以改变由光源214发出的光的颜色或图案，以向用户通知或以其它方式指示认证尝试已经失败。在一些方面中，手势认证子模块226可以在终止多因素认证操作之前准许数量（N）次的失败的认证尝试。在N次认证尝试已经耗尽之后，可以重置多因素认证操作。因此，照明控制子模块224可以响应于手势认证子模块226接连N次未能认证用户的手势输入而去激活光源214。

图3示出了根据一些实施方式的示例传感器配置300。传感器配置300包括由以垂直图案布置的多个传感器电极310和以水平图案布置的多个传感器电极320形成的电容性传感器阵列。传感器配置300还包括设置在传感器电极310和320下方（或上方）的多个光源330。在一些实施方式中，传感器配置300可以表示图2的感测区210和/或图1的感测区120的至少一部分。因此，传感器电极310和320可以对应于电容性传感器216中的一个或多个，并且光源330可以对应于图2的光源214中的一个或多个。

在图3的示例中，示出传感器电极310在第一（例如，垂直）方向上延伸，并且示出传感器电极320在第二（例如，水平）方向上延伸。尽管传感器电极310和320以垂直网格布置被描绘，但是在实际实施方式中，传感器电极310和320可以以其它图案布置。例如，在其它实施例中，传感器电极310可以与传感器电极320平行或成对角。此外，示出了传感器电极310和320中的每一个具有基本上相同的形状和大小。然而，在实际实施方式中，传感器电极310和320可以具有各种形状和/或大小。如上面关于图1和图3所讨论的，传感器电极310和320可以是透明的。此外，关于图3，传感器电极310和320可以覆盖或重叠光源330。在实际实施方式中，传感器电极310和光源330的相对密度和/或间距（pitch）可以与图3中所描绘的相对密度和/或间距不同。

传感器电极310和320可以使用电容性感测技术来检测感测区中的触摸输入。例如，在一些实施方式中，传感器电极310和320中的一个或多个可以利用调制信号驱动，以确定传感器电极的绝对电容（例如，绝对电容性感测）的改变。在其它实施方式中，可以利用发射器信号来驱动（例如，传感器电极310或320中的）第一传感器电极，并且可以在（例如，传感器电极310或320中的）第二传感器电极上接收结果信号。仍进一步地，在一些实施方式中，传感器电极310和320可以被配置用于跨电容感测和绝对电容感测的组合。在使用电容性感测技术的情况下，传感器电极310和320可以检测与输入表面350接触和/或接近输入表面350的输入对象（例如，诸如悬停在输入表面350上方的手指）。

光源330可以照亮输入表面350的至少一部分。因此，光源330可以包括LED或能够发出可见光的任何其它合适的光源。在一些实施方式中，光源330可以被配置成在输入表面350上投影点的图案。在图3的示例中，光源330以网格图案布置，使得每个光源将相应的点投影到输入表面350上。然而，在其它实施方式中，可以通过组合来自两个或更多个光源330的光来生成一个或多个点。如上面关于图1所描述的，光源330可以提供用于经由感测区输入手势的视觉辅助。更具体地，点的图案可以指示输入表面350的多个离散区域，用户可以在所述离散区域上跟踪输入对象以执行手势。

在一些实施方式中，传感器配置300可以被实现为触摸板或触控板的部分。更具体地，输入设备可以不包括能够向用户提供详细信息和/或指令的电子显示器。例如，在一些方面中，输入表面350可以是至少部分不透明的。因为输入设备缺少电子显示器，所以光源330可以用作简单或基本的用户界面（UI），输入设备可以通过该用户界面（UI）向用户传送信息和/或指令。例如，光源330可以用于传送何时、在何处和/或如何提供基于手势的认证输入作为多因素认证操作的部分。

图4A-4C示出了根据一些实施方式的分别在多因素认证操作的各个阶段401-403中的示例输入设备400。输入设备400包括感测区420、指纹扫描区450和多个光源460。在一些实施方式中，输入设备400可以是图1的输入设备100或图2的输入设备200的一个示例。因此，感测区420、指纹扫描区450和光源460可分别为图1的感测区120、指纹扫描区150和光源160的示例。

在多因素认证操作的第一阶段401中，输入设备400检测指纹扫描区450中的指纹430。如图4A中所示，指纹扫描区450设置在输入设备400的左上角中，与感测区420重叠。在一些其它实施方式中，指纹扫描区450可设置在输入设备400上的其它地方（例如，不与感测区420重叠）。输入设备400可以将检测到的指纹430和与授权用户相关联的一个或多个存储的指纹凭证进行比较。如果指纹430与任何存储的指纹凭证都不匹配，则输入设备400可以终止多因素认证操作并防止用户访问对应的电子系统。如果指纹430与存储的指纹凭证中的至少一个匹配，则输入设备400可以进行到多因素认证操作的第二阶段402。

在多因素认证操作的第二阶段402中，输入设备400可以激活光源460以照亮感测区420。如图4B中所示，输入设备400包括以网格图案布置的九个离散光源460。在一些其它实施方式中，输入设备400可以包括比图4B中描绘的那些光源少或多的光源。更进一步地，在一些实施方式中，光源460的布置或图案可以与图4B中所示的布置或图案不同。如上面关于图1和图3所描述的，光源460可以将点的图案投影到与感测区420相关联的输入表面上，以指示何时、在何处和/或如何提供基于手势的认证输入。因此，在多因素认证操作的第二阶段402中，输入设备400可以被配置成经由感测区420接收手势输入。

在多因素认证操作的第三阶段403中，输入设备400检测感测区420中的手势输入470。如图4C中所示，手势输入470呈“Z”的形状，与由光源460投影的点中的七个相交。在一些其它实施方式中，（例如，取决于用户）可以提供各种其它手势输入470。输入设备400可以将检测到的手势输入470和与授权用户相关联的一个或多个存储的手势凭证进行比较。如果手势输入470匹配与授权用户相关联的存储的手势凭证，则输入设备400可以成功地认证用户并且启用对电子系统的访问和/或控制。在一些实施方式中，输入设备400可以响应于确定手势输入470与存储的手势凭证匹配而去激活光源460。

如果手势输入470不匹配任何存储的手势凭证，则输入设备400可以要求用户重复多因素认证操作的当前步骤（例如，通过经由感测区420提供另一手势输入）。在一些实施方式中，输入设备400可以响应于确定手势输入470与任何存储的手势凭证不匹配而更改由光源460发出的照明。例如，输入设备400可以改变由光源460发出的光的颜色、强度或图案。在一些方面中，输入设备400可以在终止多因素认证操作之前准许数量（N）次失败的基于手势的认证尝试。在一些实施方式中，输入设备400还可以在终止多因素认证操作时去激活光源460。

图5示出了根据一些实施方式的认证系统500的框图。在一些实施方式中，认证系统500可以是图1的处理系统110和/或图2的认证模块220的一个示例。因此，认证系统500可以包括设备接口510、处理器520和存储器530。

设备接口510包括指纹（FP）传感器接口（I/F）512、电容性传感器接口514和光源接口516。FP传感器接口512可用于与输入设备的一个或多个指纹传感器（诸如图2的指纹传感器212）通信。例如，FP传感器接口512可将激活信号发射到一个或多个指纹传感器且从一个或多个指纹传感器接收指纹传感器数据，以捕获或获取用户的指纹。电容性传感器接口514可以用于与输入设备的一个或多个电容性传感器（诸如图2的电容性传感器216）通信。例如，电容性传感器接口516可以向一个或多个电容性传感器发射信号并且从一个或多个电容性传感器接收电容性感测信号，以检测输入设备的感测区中的输入。光源接口516可以用于与输入设备的一个或多个光源（诸如图2的光源214）通信。例如，光源接口514可以将控制和/或激活信号发射到一个或多个光源以激活、去激活和/或调节光源的照明。

存储器530包括用户凭证数据存储531以存储一个或多个授权用户的用户凭证的集合。在一些实施方式中，用户凭证数据存储531可以存储每个授权用户的一个或多个指纹凭证532。在一些其它实施方式中，用户凭证数据存储531可以存储每个授权用户的一个或多个手势凭证533。存储器530还可以包括非暂时性计算机可读介质（例如，一个或多个非易失性存储器元件，诸如EPROM、EEPROM、闪速存储器、硬盘驱动器等），其可以存储至少以下软件（SW）模块：

·认证SW模块534，用于实现多因素认证方案，认证SW模块534包括：

◦指纹（FP）认证子模块535，用于通过将指纹与指纹凭证532中的一个或多个进行比较来认证经由指纹传感器接口512接收的指纹；以及

◦手势认证子模块536，用于通过将手势输入与手势凭证533中的一个或多个进行比较来认证经由电容性传感器接口514接收的手势输入；以及

·照明控制SW模块537，用于控制输入设备的一个或多个光源的输出，照明控制SW模块537包括：

◦光源激活子模块538，用于基于由指纹认证子模块535和手势认证子模块536执行的比较的结果来选择性地激活光源；以及

◦照明调节子模块539，用于至少部分地基于由手势认证子模块536执行的比较的结果来选择性地更改由光源发出的照明的颜色、强度或图案。

每个软件模块包括指令，当由处理器520执行该指令时，使得认证系统500执行对应功能。存储器530的非暂时性计算机可读介质因此包括用于执行以下关于图6和7描述的操作的全部或一部分的指令。

处理器520可以是能够执行存储在认证系统500中（例如，在存储器530内）的一个或多个软件程序的脚本或指令的任何合适的一个或多个处理器。例如，处理器520可以执行认证SW模块534以实现多因素认证方案。在执行认证SW模块534时，处理器520还可以执行指纹认证子模块535和/或手势认证子模块536，以通过将手势输入与手势凭证533中的一个或多个进行比较来认证经由电容性传感器接口514接收的手势输入。例如，处理器520可以执行指纹认证子模块535以通过将指纹与指纹凭证532中的一个或多个进行比较来认证经由指纹传感器接口512接收的指纹。此外，处理器520可以执行手势认证子模块536以通过将手势输入与手势凭证533中的一个或多个进行比较来认证经由电容性传感器接口514接收的手势输入。

处理器520还可以执行照明控制SW模块537以控制输入设备的一个或多个光源的输出。在执行照明控制SW模块537时，处理器520可以进一步执行光源激活子模块538和/或照明调节子模块539。例如，处理器520可以执行光源激活子模块538以基于由指纹认证子模块535和手势认证子模块536执行的比较的结果来选择性地激活光源。此外，处理器520可以执行照明调节子模块539，以至少部分地基于由手势认证子模块536执行的比较的结果来选择性地更改由光源发出的照明的颜色、强度或图案。

图6示出了根据一些实施方式的描绘示例认证操作600的说明性流程图。例如参考图1，操作600可以由输入设备100执行以实现多因素认证方案的至少一部分。

输入设备经由第一认证设备接收第一认证输入（610）。在一些实施方式中，第一认证设备可以是指纹传感器且第一认证输入可表示输入设备的用户的指纹。例如参考图1，当用户将手指放置在指纹扫描区150上时，可以检测到第一认证输入。

输入设备确定第一认证输入是否与输入设备的授权用户的第一凭证匹配（620）。指纹凭证可以包括或以其它方式指示输入设备的授权用户（或多个授权用户）的一个或多个指纹的识别特征的集合。例如，识别特征可以包括用户的手指表面上的脊和谷的图案。指纹凭证可以经由指纹传感器捕获或获取，并且存储在用户凭证存储库（诸如图2的用户凭证存储库230）中，作为多因素认证操作600之前的指纹登记操作的部分。

输入设备可以至少部分地基于第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配来选择性地照亮输入设备的感测区（630）。如上所述，一个或多个光源可以设置在输入设备的输入表面下方。光源可以用于指示何时、在何处和/或如何执行多因素认证操作的后续（例如，基于手势的）步骤。在一些实施方式中，响应于确定检测到的指纹与授权用户的指纹凭证匹配，输入设备可以激活光源以照亮感测区。

图7示出了根据一些实施方式的描绘示例多因素认证操作700的说明性流程图。例如参考图2，操作600可由输入设备200执行。

输入设备检测指纹（710）并确定指纹是否与授权用户的存储的指纹凭证匹配（720）。如果指纹与任何存储的指纹凭证都不匹配（如在720处测试的那样），则输入设备可以终止或重置多因素认证操作700。

如果指纹与授权用户的存储的指纹凭证匹配（如在720处测试的那样），则输入设备可以继续激活设置在与感测区相关联的输入表面下方的一个或多个光源（730）。输入设备还经由感测区检测手势输入（740），并且确定手势输入是否与授权用户的存储的手势凭证匹配（750）。如果手势输入与授权用户的存储的手势凭证不匹配（如在750处测试的那样），则输入设备可以更改由光源发出的照明（780）并且要求用户输入另一手势输入（740）。

如果手势输入与授权用户的存储的手势凭证匹配（如在750处测试的那样），则输入设备可以继续认证用户（760）。例如，输入设备可以使得用户能够访问和/或控制耦合到输入设备或以其它方式与输入设备相关联的电子系统。输入设备还可以在认证用户时去激活光源（770）。

本领域技术人员将理解，信息和信号可以使用各种不同的技术和技艺中的任何一种来表示。例如，可以通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光学场或光学粒子或其任何组合来表示可以在整个上述描述中引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片。

另外，本领域的技术人员将理解，结合本文中所公开的各方面所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的这种可互换性，以上根据其功能性已经总体上描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。这样的功能性是实现为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统上的设计约束。本领域的技术人员可针对每一个特定应用以变化的方式实现所描述的功能性，但这样的实施方式决策不应被解释为导致脱离本公开的范围。

结合本文中所公开的各方面描述的方法、序列或算法可直接体现于硬件中、由处理器执行的软件模块中或两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可以集成到处理器。

在前述说明书中，已经参考其具体示例描述了实施方式。然而，将显而易见的是，在不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的更宽的范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为以说明性意义而不是限制性意义。

Claims (20)

1.一种输入设备，包括：

多个传感器电极，所述多个传感器电极被配置用于所述输入设备的感测区中的电容性感测；

一个或多个光源，所述一个或多个光源被配置成照亮所述输入设备的所述感测区的至少一部分；以及

认证部件，所述认证部件被配置成：

经由第一认证设备接收第一认证输入；

确定所述第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配；以及

至少部分地基于所述第一认证输入是否与授权用户的所述第一凭证匹配来选择性地激活所述一个或多个光源。

2.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一认证设备包括指纹传感器，并且其中所述第一认证输入表示指纹。

3.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述认证部件被配置成响应于确定所述第一认证输入与授权用户的所述第一凭证匹配而激活所述一个或多个光源。

4.根据权利要求1所述的输入设备，还包括：

与所述感测区相关联的输入表面，其中所述多个传感器电极和所述一个或多个光源被设置在所述输入表面后面。

5.根据权利要求4所述的输入设备，其中所述第一认证设备也被设置在所述输入表面后面。

6.根据权利要求5所述的输入设备，其中所述一个或多个光源被配置成通过将多个点投影到所述输入表面上来照亮所述感测区。

7.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述认证部件还被配置成：

响应于激活所述一个或多个光源，经由所述多个传感器电极接收第二认证输入；

确定所述第二认证输入是否与所述授权用户的第二凭证匹配；以及

至少部分地基于所述第二认证输入是否与所述第二凭证匹配来选择性地认证所述输入设备的用户。

8.根据权利要求7所述的输入设备，其中所述认证部件还被配置成：

响应于确定所述第二认证输入与所述第二凭证匹配而去激活所述一个或多个光源。

9.根据权利要求7所述的输入设备，其中所述认证部件还被配置成：

响应于确定所述第二认证输入与所述第二凭证不匹配而更改所述感测区的照明。

10.根据权利要求9所述的输入设备，其中所述认证部件被配置成通过改变由所述光源中的至少一个发出的光的颜色或图案来更改所述感测区的所述照明。

11.一种认证方法，包括：

经由第一认证设备接收第一认证输入；

确定所述第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配；以及

至少部分地基于所述第一认证输入是否与授权用户的所述第一凭证匹配来选择性地照亮所述输入设备的感测区，其中所述感测区至少部分地由被配置用于电容性感测的多个传感器电极提供。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一认证设备包括指纹传感器，并且其中所述第一认证输入表示指纹。

13.根据权利要求11所述的方法，其中响应于确定所述第一认证输入与授权用户的所述第一凭证匹配而照亮所述感测区。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个传感器电极被设置在与所述感测区相关联的输入表面后面，并且其中所述照亮包括：

激活设置在所述输入表面后面的一个或多个光源。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

响应于激活所述一个或多个光源，经由所述多个传感器电极接收第二认证输入；

确定所述第二认证输入是否与所述授权用户的第二凭证匹配；以及

至少部分地基于所述第二认证输入是否与所述第二凭证匹配来选择性地认证所述输入设备的用户。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

响应于确定所述第二认证输入与所述第二凭证匹配而去激活所述一个或多个光源；以及

响应于确定所述第二认证输入与所述第二凭证不匹配而更改所述感测区的照明。

17.根据权利要求16所述的方法，其中更改所述照明包括：

改变由所述光源中的至少一个发出的光的颜色或图案。

18.一种认证系统，包括：

处理系统；以及

存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理系统执行时使得所述认证系统：

经由第一认证设备接收第一认证输入；

确定所述第一认证输入是否与授权用户的第一凭证匹配；以及

至少部分地基于所述第一认证输入是否与授权用户的所述第一凭证匹配来选择性地照亮感测区，其中所述感测区至少部分地由被配置用于电容性感测的多个传感器电极提供。

19.根据权利要求18所述的认证系统，其中所述指令的执行还使得所述认证系统：

响应于照亮所述感测区而经由所述多个传感器电极接收第二认证输入；

确定所述第二认证输入是否与所述授权用户的第二凭证匹配；以及

至少部分地基于所述第二认证输入是否与所述第二凭证匹配来选择性地认证所述输入设备的用户。

20.根据权利要求19所述的认证系统，其中所述指令的执行还使得所述认证系统：

响应于确定所述第二认证输入与所述第二凭证匹配而去激活所述一个或多个光源；以及

响应于确定所述第二认证输入与所述第二凭证不匹配而更改所述感测区的照明。

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