使用集成滚轮和指纹传感器用户输入装置的利用认证的ar/vr导航
背景技术：
1.包括触摸传感器和指纹传感器的输入设备广泛用于各种电子系统中。触摸传感器和指纹传感器可包括常常由表面区分的感测区，其中传感器确定一个或多个输入对象的存在、位置、运动和/或特征。触摸传感器和指纹传感器可用于为电子系统提供界面。例如，触摸传感器和指纹传感器可以用作较大计算系统的输入设备（例如，集成在笔记本或台式计算机中、或外设于笔记本或台式计算机的不透明触摸板和指纹传感器）。触摸传感器和指纹传感器也常常用于较小计算系统（例如，集成在智能电话中的触摸屏和指纹传感器）中。
2.近年来，增强现实（ar）和虚拟现实（vr）系统正变得越来越流行，并且可能存在用于ar和vr系统中的触摸传感器和指纹传感器的用例。然而，常规的触摸传感器和指纹传感器设备通常不适合于ar和vr环境，特别是在用户可能不能够方便地查看或看到用户正在与之交互的用户输入设备的情况下。
技术实现要素：
3.在示例性实施例中，本公开提供了一种虚拟现实（vr）或增强现实（ar）系统。该系统包括：显示器，被配置为向vr或ar系统的用户显示用户界面；集成的滚轮（scrollwheel）和指纹传感器（fps）用户输入装置，包括被配置为检测来自用户的旋转导航输入的滚轮和被配置为检测来自用户的生物特征输入的fps；以及处理系统，被配置为：经由集成的滚轮和fps用户输入装置的滚轮接收旋转导航输入；基于所接收的旋转导航输入在显示器上更新显示的用户界面，其中更新所显示的用户界面包括在所显示的菜单上更新用户选择；经由集成的滚轮和fps用户输入装置的fps在所显示的菜单上接收更新的用户选择的激活输入；以及在所显示的菜单上执行与更新的用户选择相对应的操作。
4.在另外的示例性实施例中，处理系统还被配置为：从集成的滚轮和fps用户输入装置的fps接收生物特征输入；基于所接收的生物特征输入来执行认证；以及响应于成功认证，在所显示的菜单上执行与更新的用户选择相对应的操作。
5.在另外的示例性实施例中，基于所接收的生物特征输入执行认证包括确定所接收的生物特征输入是否匹配预登记的授权用户的所存储的模板。
6.在另外的示例性实施例中，处理系统还被配置为：经由集成的滚轮和fps用户输入装置的fps来在所显示的菜单上接收另一个用户选择的另一个激活输入；以及响应于另一个激活输入，在所显示的菜单上执行与另一个用户选择相对应的另一个操作，而无需执行对另一个操作的授权。
7.在另外的示例性实施例中，集成的滚轮和fps用户输入装置和显示器两者都被物理地集成到同一外壳中。
8.在另外的示例性实施例中，集成的滚轮和fps用户输入装置和显示器两者都物理地集成到vr或ar头戴式视图器的外壳中。
9.在另外的示例性实施例中，集成的滚轮和fps用户输入装置和显示器被物理地集
成到单独的设备的单独的外壳中。
10.在另一示例性实施例中，本公开提供了一种用于导航的方法。该方法包括：由显示器向用户显示用户界面；由处理系统经由集成的滚轮和指纹传感器（fps）用户输入装置的滚轮接收旋转导航输入；基于所接收的旋转导航输入在显示器上更新所显示的用户界面，其中更新所显示的用户界面包括在所显示的菜单上更新用户选择；由处理系统在所显示的菜单上接收所更新的用户选择的激活输入；以及由处理系统在所显示的菜单上执行与所更新的用户选择相对应的操作。
11.在另外的示例性实施例中，经由集成的滚轮和指纹传感器（fps）用户输入装置的fps接收激活输入。
12.在另外的示例性实施例中，该方法还包括：经由集成的滚轮和fps用户输入装置的fps接收生物特征输入；以及由处理系统基于所接收的生物特征输入执行认证；其中，响应于成功认证，在所显示的菜单上执行与更新的用户选择相对应的操作。
13.在另外的示例性实施例中，基于所接收的生物特征输入执行认证包括确定所接收的生物特征输入是否匹配预登记的授权用户的所存储的模板。
14.在另外的示例性实施例中，该方法还包括：由处理系统经由集成的滚轮和fps用户输入装置的fps在所显示的菜单上接收另一个用户选择的另一个激活输入；以及响应于另一个激活输入，由处理系统在所显示的菜单上执行对应于另一个用户选择的另一个操作，而无需执行对另一个操作的授权。
15.在另外的示例性实施例中，集成的滚轮和fps用户输入装置和显示器两者都被物理地集成到同一外壳中。
16.在另外的示例性实施例中，集成的滚轮和fps用户输入装置和显示器两者都物理地集成到vr或ar头戴式视图器的外壳中。
17.在另外的示例性实施例中，集成的滚轮和fps用户输入装置和显示器被物理地集成到单独的设备的单独的外壳中。
18.在又一示例性实施例中，本公开提供了一种集成的滚轮和指纹传感器（fps）用户输入装置。该装置包括：滚轮，其被配置成检测来自用户的旋转导航输入，其中来自用户的旋转导航输入对应于用户的手指在滚轮上的顺时针或逆时针运动，并且其中滚轮具有外边界和内边界，其中内边界限定被滚轮围绕的区域；以及fps，其接近滚轮并且设置在由滚轮围绕的区域内，fps被配置成检测来自用户的生物特征输入。
19.在另外的示例性实施例中，所述装置还包括：触觉脊，所述触觉脊设置在所述滚轮和所述fps之间。
20.在另外的示例性实施例中，fps还被配置为检测来自用户的激活输入。
21.在另外的示例性实施例中，检测来自用户的激活输入基于检测到用户的手指在fps上的存在或检测到由用户的手指对fps施加的力。
22.在另外的示例性实施例中，fps包括集成按钮，并且其中检测来自用户的激活输入基于被按压的集成按钮。
附图说明
23.图1a-1b是示例性输入设备的示意性框图。
24.图2a-2c是描绘示例性ar或vr环境的框图。
25.图3是示出示例性实施例中的集成的滚轮和fps用户输入装置的示意图。
26.图4a-4b描绘了利用图3中描绘的集成的滚轮和fps用户输入装置的示例性方式。
27.图5是描绘根据示例性实施例的用于利用集成的滚轮和fps用户输入装置的示例性过程的流程图。
具体实施方式
28.以下详细描述本质上是示例性的，并不旨在限制本公开或本公开的应用和使用。此外，不意图受前述背景技术和附图的简要描述、或以下详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。
29.本公开的示例性实施例提供了用于使用集成的滚轮和指纹传感器（fps）用户输入装置在ar或vr环境中利用无缝认证进行导航的设备和方法。在各种实施例中，通过将滚轮定位在指纹传感器周围，即使在用户可能不能够查看或看到用户正在与之交互的输入设备的情况（诸如ar和vr）下，接收各种形式的用户输入以执行利用认证的导航的用户友好且直观的方式被实现。
30.图1a-1b示出了根据本公开的示例性实施例的用于提供如何配置触摸传感器和指纹传感器的示例性描述的示例输入设备。应当理解，通过示例的方式提供附图1a-1b，并且在本公开的示例性实施例中可用的触摸传感器和指纹传感器的类型不限于本文中结合附图1a-1b所讨论的示例。
31.图1a是描绘其中可实现本实施例的示例输入设备100的框图。输入设备100可以被配置为向电子系统（为简单起见未示出）提供输入。如本文档中所使用的，术语“电子系统”（或“电子设备”）广义地指代能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的示例包括个人计算设备（例如，台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理（pda））、可穿戴计算机（例如，智能手表和活动跟踪器设备）、复合输入设备（例如，物理键盘、操纵杆和按键开关）、数据输入设备（例如，遥控器和鼠标）、数据输出设备（例如，显示屏和打印机）、远程终端、信息站、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，诸如智能电话）和媒体设备（例如，记录器、编辑器和播放器，诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机）。另外，电子系统可以是对输入设备100而言的主机或从机。
32.输入设备100可以被实现为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统在物理上分离。输入设备100可以使用有线或无线互连件和通信技术（诸如总线和网络）耦合到电子系统的部件（并与其通信）。示例技术可以包括集成电路间（i2c）、串行外围接口（spi）、个人系统/2（ps/2）、通用串行总线（usb）、蓝牙
®
、红外数据协会（irda）以及由ieee 802.11或其他标准定义的各种射频（rf）通信协议。
33.在图1a的示例中，输入设备100包括传感器105。传感器105包括被配置为感测由输入设备100的感测区中的一个或多个输入对象提供的输入的一个或多个感测元件。输入对象的示例包括手指、触控笔和手。感测区可以包含传感器105之上、周围、之中和/或附近的任何空间，其中输入设备100能够检测用户输入（例如，由一个或多个输入对象提供的用户输入）。特定感测区（例如，相对于电子系统）的大小、形状和/或位置可以取决于实际实现方
式而变化。在一些实施例中，感测区可在一个或多个方向上从输入设备100的表面延伸到空间中，例如，直到传感器的信噪比（snr）下降到适合于准确对象检测的阈值以下。例如，该感测区在特定方向上延伸到的距离可以在小于一毫米、数毫米、数厘米或更大的数量级上，并且可以随着所使用的感测技术的类型和/或期望的精度而显著变化。在一些实施例中，传感器105可以检测涉及与输入设备100的任何表面的无物理接触、与输入设备100的输入表面（例如，触摸表面和/或屏幕）接触、与耦合有一定量的施加力或压力的输入设备100的输入表面接触、和/或其组合的输入。在各种实施例中，输入表面可由传感器衬底的表面提供，传感器元件定位在所述表面内或其上，或由定位在传感器元件上方的面板或其他覆盖层提供。
34.输入设备100包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。一些实现方式利用感测元件的阵列或其他规则或不规则图案来检测输入对象。输入设备100可以利用传感器部件和感测技术的不同组合来检测感测区中的用户输入。
35.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、弹性、电阻性、电感性、磁性、声学、超声和光学感测技术。在一些实施例中，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，感测区可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变化来检测输入。例如，与电场接触（或紧邻）的对象可以引起传感器电极的电压和/或电流的变化。电压和/或电流的这种变化可以被检测为指示用户输入的“信号”。
36.传感器元件可布置在阵列（规则或不规则图案）或其它配置中以检测输入。在一些实现方式中，单独的感测元件可以欧姆地短接在一起以形成较大的传感器电极。一些电容性感测实现方式可以利用提供均匀电阻的电阻片。
37.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”）。跨电容感测方法检测传感器电极之间的电容性耦合的变化。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，从而改变传感器电极的所测量的电容性耦合。在一些实施例中，输入设备100可以通过检测一个或多个发射器传感器电极（也称为“发射器电极”或“驱动电极”）与一个或多个接收器传感器电极（也称为“接收器电极”或“拾取电极”）之间的电容性耦合来实现跨电容感测。例如，发射器传感器电极可相对于参考电压调制以发射发射器信号，而接收器传感器电极可保持在相对恒定的电压以接收发射的信号。参考电压可以是例如基本上恒定的电压或系统接地。在一些实施例中，发射器传感器电极和接收器传感器电极两者都可以被调制。由接收器传感器电极接收的信号可能受到环境干扰（例如，来自与传感器电极接触或紧邻传感器电极的其他电磁信号和/或对象）的影响。传感器电极可以是专用的发射器或接收器，或者可以被配置为既发射又接收。
38.在一些实现方式中，输入设备100被配置为提供跨越一维、二维、三维或更高维空间的图像。输入设备100可以具有取决于诸如所涉及的特定感测技术和/或感兴趣的信息的比例之类的因素而随实施例而变化的传感器分辨率。在一些实施例中，传感器分辨率由感测元件的阵列的物理布置确定，其中较小的感测元件和/或较小的间距可用于限定较高的传感器分辨率。
39.输入设备100可实现为具有足够高以捕获指纹的辨别特征的传感器分辨率的指纹传感器。在一些实现方式中，指纹传感器具有足以捕获细节（包括脊（ridge）末端和分叉）、
取向场（有时被称为“脊流”）和/或脊骨架的分辨率。这些有时被称为1级和2级特征，并且在示例性实施例中，至少250每英寸像素（ppi）的分辨率能够可靠地捕获这些特征。在一些实现方式中，指纹传感器具有足以捕获较高级特征（诸如汗孔或边缘轮廓（即，各个脊的边缘的形状））的分辨率。这些有时被称为3级特征，并且在示例性实施例中，至少750每英寸像素（ppi）的分辨率能够可靠地捕获这些较高级特征。在硅指纹传感器中，约500 ppi的分辨率可用于平衡成本和性能，但应了解，可在硅指纹传感器中实现5000 ppi（对应于5.08
ꢀµ
m间距）或更大的分辨率。
40.在一些实施例中，指纹传感器被实现为放置传感器（也称为“区域”传感器或“静态”传感器）或扫划传感器（也称为“滑动”传感器或“扫描”传感器）。在放置传感器实现方式中，传感器被配置为在用户的手指在感测区上方保持静止时捕获指纹输入。通常，放置传感器包括能够在单个帧中捕获指纹的期望区域的感测元件的二维阵列。在扫划传感器实现方式中，传感器被配置为基于用户的手指和感测区之间的相对移动来捕获指纹输入。在一些实现方式中，扫划传感器可以包括感测元件的线性阵列或薄的二维阵列，其被配置为在用户的手指在感测区上方扫划或移动时捕获多个帧。然后可以重构多个帧以形成对应于指纹输入的指纹的图像。在一些实现方式中，传感器被配置为捕获放置和扫划输入两者。
41.在一些实施例中，指纹传感器被配置为在单个用户输入（本文中称为“部分”指纹传感器）中捕获小于用户的指纹的全部区域。通常，由部分指纹传感器捕获的指纹的结果部分区域足以使系统根据指纹的单个用户输入（例如，单个手指放置或单个手指扫划）执行指纹匹配。用于部分放置传感器的一些示例性成像区域包括100 mm2或更小的成像区域。在另一示例性实施例中，部分放置传感器具有在20-50 mm2范围内的成像区域。在一些实现方式中，部分指纹传感器具有与成像区域具有相同或基本上相同大小的输入表面。
42.在图1a中，处理系统110包括在输入设备100内。处理系统110可以包括一个或多个集成电路（ic）和/或其他电路部件的部分或全部。处理系统110耦合到传感器105，并且被配置为操作输入设备100的硬件（例如，传感器105的感测硬件）以检测感测区中的输入。
43.处理系统110可以包括被配置为利用输入设备100的感测硬件来驱动感测信号的驱动器电路和/或被配置为利用感测硬件来接收结果信号的接收器电路。例如，处理系统100可以被配置为将发射器信号驱动到传感器105的发射器传感器电极上，和/或接收经由传感器105的接收器传感器电极检测到的结果信号。
44.处理系统110可以包括其上存储有处理器可执行指令（诸如固件代码、软件代码、和/或类似物）的非暂时性计算机可读介质。处理系统110可以被实现为传感器105的物理部分，或者可以与传感器105物理分离。此外，处理系统110的组成部件可以定位在一起，或者可以定位成彼此物理分离。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可以包括被配置为在计算设备的中央处理单元上运行的软件和与中央处理单元分离的一个或多个ic（例如，具有相关联的固件）。作为另一示例，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可以包括作为移动设备的主处理器的一部分的电路和固件。处理系统110可以专用于实现输入设备100，或者可以执行其他功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。
45.处理系统110可以操作输入设备100的传感器105的（一个或多个）感测元件，以产生指示感测区中的输入（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
量的处理以转换或生成提供给电子系统的信息。例如，处理系统110可以数字化经由传感器电极接收的模拟电信号和/或对接收的信号执行滤波或调节。在一些实施例中，处理系统110可以减去或以其他方式计及与传感器电极相关联的基线。例如，当没有检测到用户输入时，基线可以表示传感器电极的状态。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与与每个传感器电极相关联的基线之间的差异。作为又另外的示例，处理系统110可以确定定位信息、将输入识别为命令、识别笔迹、匹配生物特征样本等。
46.在一些实施例中，输入设备100可包括触摸屏界面（例如，显示屏）以及指纹传感器，其中指纹传感器的感测区至少部分地与触摸屏界面的感测区重叠。显示设备可以是能够向用户显示视觉界面的任何合适类型的动态显示器，包括无机发光二极管（led）显示器、有机led（oled）显示器、阴极射线管（crt）、液晶显示器（lcd）、等离子体显示器、电致发光（el）显示器或其他显示技术。显示器可以是柔性的或刚性的，并且可以是平坦的、弯曲的或具有其他几何形状。显示器可以包括用于薄膜晶体管（tft）电路的玻璃或塑料衬底，其可以用于寻址显示像素以提供视觉信息和/或提供其他功能性。显示设备可以包括设置在显示电路上方和显示模块的内层上方的覆盖透镜（有时称为“覆盖玻璃”），并且覆盖透镜还可以为输入设备100提供输入表面。覆盖透镜材料的示例包括光学透明的无定形固体（诸如化学硬化的玻璃）以及光学透明的晶体结构，诸如蓝宝石。输入设备100和显示设备可以共享物理元件。例如，一些相同的电气部件可以用于显示视觉信息和用于利用输入设备100进行输入感测两者，诸如使用一个或多个显示电极用于显示更新和输入感测两者。作为另一示例，显示屏可以部分或全部由与输入设备100通信的处理系统110操作。
47.图1b是将输入设备100描绘为包括指纹传感器105b的框图。指纹传感器105b被配置为从手指140捕获指纹的图像。指纹传感器105b设置于覆盖层112下方，所述覆盖层112为待放置于指纹传感器105b上或扫划过指纹传感器105b的指纹提供输入表面。感测区120可以包括具有大于、小于或在尺寸方面类似于完整指纹的面积的输入表面。指纹传感器105b具有感测元件阵列，其具有被配置为检测手指140的表面变化的分辨率。在某些实施例中，指纹传感器105b可设置于显示器的工作区域内。
48.图2a是描绘其中可以利用本公开的示例性实施例的示例性ar或vr环境200a的框图。环境200a包括例如ar或vr头戴式视图器（headset）230（例如，以佩戴在用户的头上的护目镜的形式，其向用户显示vr或ar信息）。在该实施例中，ar或vr头戴式视图器230可以是独立的并且具有用于生成显示和接收用户输入的集成处理能力（例如，通过集成到ar或vr头戴式视图器230中的用户界面元件，诸如可以由用户制动或通过用户手势的基于传感器的检测致动的手动控件）。
49.在示例性实施例中，ar或vr头戴式视图器230可以包括触摸传感器和/或指纹传感器，其各自具有如上面关于在ar或vr头戴式视图器230中实现的图1a-1b所讨论的相应的处理系统。还可以利用控制触摸传感器和指纹传感器两者的组合处理系统。
50.图2b是描绘其中可以利用本公开的示例性实施例的另一示例性ar或vr环境200b的框图。环境200b包括例如除了ar或vr头戴式视图器230之外的主机设备210（例如，以佩戴在向用户显示vr或ar信息的用户的头上的护目镜的形式）。在此实施例中，ar或vr头戴式视图器230可与主机装置通信并且在主机装置210的辅助下执行各种处理操作——例如，与为
用户生成显示并处理所接收的用户输入（例如，通过集成到ar或vr头戴式视图器230中的用户界面元件（诸如可由用户致动或通过用户手势的基于传感器的检测制动的手动控件）接收）。主机设备210可以是例如计算设备，诸如个人计算机（pc）、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、游戏控制台、服务器或能够与ar或vr头戴式视图器230通信并与其结合地执行处理任务的另一类型的设备。
51.在示例性实施例中，ar或vr头戴式视图器230可以包括触摸传感器和/或指纹传感器，其各自具有如上面关于图1a-1b所讨论的相应的处理系统。还可以利用控制触摸传感器和指纹传感器两者的组合处理系统。（一个或多个）处理系统可以在ar或vr头戴式视图器230内实现，并且可以与主机设备210通信。或者，（一个或多个）处理系统可以在主机设备210内实现。
52.图2c是描绘其中可以利用本公开的示例性实施例的又一示例性ar或vr环境200c的框图。环境200c包括例如主机设备210、一个或多个手持用户输入设备220、和ar或vr头戴式视图器230（例如，以佩戴在用户的头上的护目镜的形式，其向用户显示vr或ar信息）。（一个或多个）手持用户输入设备220可以包括要由用户在一只手中握持的单个用户输入设备或要由用户在双手中握持的两个用户输入设备。（一个或多个）手持用户输入设备220可以是以例如遥控器设备、游戏控制器或适合于由用户的手握持的任何其他形状的形式，并且可以包括设置在其上的各种位置中的按钮或其他输入端（诸如触敏表面）。主机设备210可以是例如计算设备，诸如个人计算机（pc）、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、游戏控制台、服务器或能够与显示设备230和（一个或多个）手持用户输入设备220通信并且与其结合地执行处理任务的另一类型的设备。
53.在示例性实施例中，一个或多个手持用户输入设备220中的一个或两者可以包括触摸传感器和/或指纹传感器，其各自具有如上面关于图1a-1b所讨论的相应的处理系统。还可以利用控制触摸传感器和指纹传感器两者的组合处理系统。（一个或多个）处理系统可以在（一个或多个）手持用户输入设备220内实现并且可以与主机设备210通信。或者，（一个或多个）处理系统可以在主机设备210内或在ar或vr头戴式视图器230中实现。
54.应当理解，图2a-2c中描绘的环境200a-c仅仅是示例，并且本公开的示例性实施例也可以在其他环境中实现。例如，本公开的示例性实施例还可以结合非vr和非ar系统来实现，其中手持用户输入设备与非触摸显示屏结合使用，并且非触摸显示屏可以在手持用户输入设备中和/或在单独的显示设备上实现。为了提供又一示例，手持用户输入设备可以被替换为不一定是手持的用户输入设备。
55.图3是示出示例性实施例中的集成的滚轮和fps用户输入装置300的示意图。集成的滚轮和fps用户输入装置300包括滚轮310、指纹传感器（fps）320、和可选的触觉脊330，并且可以集成在图2a-2c中所示的ar或vr头戴式视图器230中（例如，基于嵌入到头戴式视图器的侧面中）和/或集成在图2c中所示的（一个或多个）手持用户输入设备中。应当理解，ar或vr头戴式视图器230和/或（一个或多个）手持用户输入设备220还可以包括除在图3中描绘的按钮或输入元件之外的其他按钮或输入元件。
56.例如，滚轮310可以是电容式触摸传感器、光学触摸传感器或机械传感器。滚轮310被配置为检测与滚轮310接近或接触的用户的手指（例如，用户的拇指），并且基于来自滚轮310的输入，对应的处理系统可以能够解析关于用户的手指是否围绕滚轮在顺时针或逆时
针方向上移动（例如，以提供与显示器相关的上/下或左/右滚动导航）的一维（1d）运动，以及用户的手指正在移动的速度（例如，以提供与显示器有关的相对较慢或较快的滚动导航）。在某些示例性实施例中，滚轮310还可以被配置为检测二维（2d）运动，使得对应的处理系统可以能够基于来自滚轮310的检测到的输入区分顺时针/逆时针运动和其他类型的运动。
57.在图3中描绘的示例性实施例中，滚轮310被成形为轮（即，建立外边界和内边界的两个同心圆），但是在其他实施例中，滚轮310可以具有不同的形状。例如，在一些替代实施例中，滚轮310可以具有非圆形形状或者可以替换为矩形滚动条。
58.fps 320可以是例如电容性fps、光学fps或超声波fps。fps 320被配置为检测用户的指纹的特征，使得对应的处理系统可以基于来自fps 320的检测到的输入来认证用户。fps 320还可以是力敏的，使得fps 320被配置为检测用户的手指正按压在fps 320上的力的量，并且对应的处理系统可以基于高于特定阈值的力的量来指示（register）按钮按压动作。替代地，fps 320可以与按钮集成，其中处理系统基于被按下的按钮来指示按钮按压动作。在又一替代实施例中，处理系统可以基于检测到用户的手指在fps 320上的存在来指示按钮按压动作。
59.触觉脊330可选地设置在fps 320和滚轮310之间，使得用户能够用用户的手指感觉到滚轮的内边界。触觉脊330可以帮助在滚动运动期间引导用户并且避免在试图滚动时无意地触摸fps 320。触觉脊330还可以帮助用户在用户需要使用fps 320执行认证操作和/或按钮按压时定位fps 320。触觉脊330可以是例如设置在fps 320的感测区与滚轮的感测区之间的手持用户输入设备的表面的相对薄的凸起部分。触觉脊330还可以包括例如纹理图案。
60.在某些示例性实施例中，fps 320和滚轮310可以具有单独的相应控制器，或者可以具有控制fps 320和滚轮310两者的集成控制器。在示例性实施例中，滚轮310可以被实现为具有内置处理器或专用集成电路（asic）的一个传感器，并且fps 320可以被实现为具有另一内置处理器或asic的另一传感器，由此两个处理器/asic与ar或vr头戴式视图器和/或主机设备分离地通信。在另一示例性实施例中，具有单独的相应处理器/asic的滚轮310和fps 320可以在逻辑上组合成单个输入设备，该单个输入设备仅通过两个处理器/asic中的一个进行通信。
61.无论滚轮310和fps 320的处理器/asic结构的具体配置如何，如上所述，滚轮310和fps 320都可以被认为是集成的滚轮和fps用户输入装置300的一部分，并且集成的滚轮和fps用户输入装置300可以被嵌入到ar或vr头戴式视图器中。在示例性实施例中，集成的滚轮和fps用户输入装置300向ar或vr头戴式视图器的处理器报告，而ar或vr头戴式视图器继而可以向主机设备报告或者是独立的。
62.在示例性实施例中，图3中描绘的集成的滚轮和fps用户输入装置300可以被实现为较大的触摸板设备的部分，使得滚轮310和fps 320两者都是较大的触摸板设备的部分。
63.图4a-4b描绘了利用图3中描绘的集成的滚轮和fps用户输入装置的示例性方式。图4a的左侧400a描绘了由用户的拇指401在滚轮上执行的示例性顺时针运动，并且图4a的右侧400b描绘了通过显示设备向用户显示的示例性对应菜单。例如，基于滚轮检测到左侧400a上所示的顺时针运动，主机设备将顺时针运动识别为向下菜单导航命令，并且主机设
备对应地调整向用户显示的用户界面，如图4a的右侧400b所示——即，通过基于顺时针运动的距离和/或速度向下移动当前菜单选择一定量。在该示例中，基于用户的拇指在滚轮上的顺时针移动，用户已经从“菜单选项1”向下滚动到“菜单选项7”，并且在用户的拇指在滚轮上类似地逆时针移动的情况下用户可以类似地导航回到“菜单选项1”至“菜单选项7”。
64.在“菜单选项7”作为当前菜单选择的情况下，用户可接着提供关于“菜单选项7”的激活或确认输入，例如，通过将用户的手指放置在fps上，通过按下fps，通过按下与fps集成的按钮，或通过按压用户输入设备或头戴式视图器上的某个其它按钮。并且倘若“菜单选项7”对应于利用生物特征认证的操作（例如，倘若执行与“菜单选项7”相关联的功能性对应于金融交易，需要用户登录的动作，或增强的安全性可能对其有益的一些其他动作），然后用户可以将他或她的拇指保持在fps上，如图4b的左侧400c所示。当正经由fps对用户进行认证时，右侧400d中所示的菜单界面可以包括示出认证正在发生的弹出通知。然后，基于认证成功，可以执行与“菜单选项7”相关联的操作（例如，可以完成应用内或游戏中购买，用户可以登录以访问某些受保护功能性等）。
65.因此，从图4a-4b可以看出，本公开的示例性实施例提供了集成的滚轮和fps用户输入装置，其通过提供无缝认证以及导航来改善用户体验，尤其是在ar或vr系统中。基于滚轮和fps感测区彼此接近（例如，如图3所示，具有围绕fps的滚轮），用户能够快速且直观地从菜单导航转换到认证，并且返回到菜单导航，而无需查看用户输入装置。在滚轮的内边界上的触觉脊进一步帮助引导用户并且帮助用户容易地定位fps。
66.应当理解，图4a-4b的部分400b和400d中所示的菜单界面仅仅是示例性的，并且各种其他类型的界面也可以利用图3中所示的集成的滚轮和fps用户输入装置。例如，集成的滚轮和fps用户输入装置还可以用于在布置在线或网格中的多个图标（对应于相应的应用）之间导航，以及用于结合登录到由用户选择的相应应用来认证用户。
67.图5是描绘根据示例性实施例的用于利用集成的滚轮和fps用户输入装置的示例性过程的流程图。
68.在阶段501处，向用户显示用户界面。例如，在图2的环境中，主机设备可以生成要在vr或ar显示设备上显示的显示信息，或者在其他示例性环境中，主机设备可以生成要在诸如常规非触摸显示屏之类的其他类型的显示器上显示的显示信息。向用户显示的用户界面可以包括多个可选项目。
69.在阶段503处，经由集成的滚轮和fps用户输入装置（例如经由图3中描绘的滚轮）从用户接收导航输入。滚轮可以以某种方式（诸如以顺时针或逆时针旋转方式）检测用户的手指（诸如用户的拇指）的移动。基于经由滚轮检测到的移动，主机设备可以以与检测到的移动相对应的方式更新显示器，例如，通过调整所显示的用户界面中的当前选择（例如，调整如图4a中所示的当前菜单选择）。基于经由滚轮检测到的移动的其它调整可以包括例如音量控制或其它系统设置的调整、当前视图的调整、或可以直观地对应于用户的手指的顺时针或逆时针旋转移动的其它调整。
70.应了解，如上文所讨论的，主机设备可与显示设备和用户输入设备分离（例如，如图2c中所示），或主机设备可与显示设备集成并且可包括用户输入装置（例如，如图2a中所示）。例如，在一个示例性实现方式中，包括显示器的设备还可以包括用于生成显示信息的处理器，并且由此实现主机设备和显示设备两者的角色。在另一示例性实现方式中，单个设
备可以实现如图2a所示的主机设备、显示设备和（一个或多个）用户输入设备的角色。
71.在阶段505处，针对所显示的用户界面中的当前选择的项目接收激活输入。例如，激活输入可以是用户按下用户输入设备上的按钮，诸如与集成的滚轮和fps用户输入装置的fps集成的按钮、单独设置在用户输入设备的另一部分上的按钮、或者单独设置在另一个用户输入设备上的按钮。在另一示例中，激活输入可以是用户按下集成的滚轮和fps用户输入装置的fps，其中fps被配置为检测按压力的量，并且对应的处理系统被配置为基于按压力的量大于阈值来检测激活输入。在又一示例中，激活输入可以是检测到用户的手指在集成的滚轮和fps用户输入装置的fps上的存在。
72.在某些实施例中，诸如当激活输入基于检测到用户的手指的存在时，系统可以区分从滚轮到fps的略过（slide-over）运动（其可以对应于对fps的无意触摸）相对于离开滚轮的提升（lift-up）运动，之后接着到fps上的放下（place-down）运动（其更可能对应于对fps的有意触摸）。倘若离开滚轮的提升运动之后接着到fps上的放下运动，处理系统可以在检测到手指在fps上的放置时立即指示激活输入。倘若检测到从滚轮到fps的略过运动，可以在指示激活输入之前采用附加的措施——例如，处理系统可以等待，直到用户的手指在指示激活输入之前已经保持在fps上（或在fps上保持静止）达至少预定的时间量，或者处理系统可以在指示激活输入之前要求在fps上的附加的提起和放置动作（即，从fps提升并且在fps上放下）（在这种情况下，可以向用户显示对应的提示以指示用户在fps上执行提起和放置动作以提供激活输入）。
73.在示例性实施例中，为了检测略过运动，滚轮可以被配置为2d传感器，其不仅能够检测滚轮上的顺时针和逆时针运动，而且能够检测朝向滚轮的中心的对角滑动运动。在又一示例性实施例中，为了检测略过运动，滚轮和fps可以共享被配置用于控制滚轮和fps两者的处理系统，使得来自滚轮和fps的转换可由共享的处理系统检测。在又一示例性实施例中，为了检测略过运动，集成的滚轮和fps用户输入装置的触觉脊可以进一步配置有一个或多个感测电极，使得可以基于例如检测手指以其中穿过其中手指同时与滚轮、fps和触觉脊接触的状态的方式从设置在滚轮上到设置在fps上的转换来检测略过运动。
74.在某些示例性实施例中，阶段505处的激活输入的接收对应于菜单项的选择。在某些情况下，诸如当从菜单导航到子菜单并且基于对基本菜单中的菜单项的选择打开子菜单时，这可能导致执行不需要生物特征认证的操作，使得不需要阶段507-511。在其他情况下，诸如当选择的菜单项的激活导致金融交易或登录操作或受益于认证的某个其他操作时，执行阶段507-511。
75.在阶段507处，经由集成的滚轮和fps用户输入装置的fps接收生物特征输入。在某些示例性实施方式中，在阶段507处对fps的感测区的扫描结合接收激活输入来执行。例如，一旦用户按下与fps集成的按钮或将手指放置在fps上以用于激活，fps扫描就被自动触发并开始，使得阶段505和507可以被认为是一起执行的。在其他示例性实现方式中，感测区的扫描被实现为单独的步骤，由此用户需要首先触摸或按压fps以提供激活输入，并且然后被提示抬起手指并再次放置手指以用于认证。
76.在阶段509处，与集成的滚轮和fps用户输入装置的fps相关联的处理系统使用所接收的生物特征输入（即，用户的指纹）来执行认证，例如，通过将所接收的生物特征输入与对应于一个或多个预登记的授权用户的存储的模板进行比较。应当理解，执行授权的处理
系统的部分可以在集成的滚轮和fps用户输入装置中实现，或者在与集成的滚轮和fps用户输入装置通信的主机设备中实现，或者在与集成的滚轮和fps用户输入装置通信的显示设备或ar或vr头戴式视图器中实现。
77.在阶段511处，处理系统（其可以包括与集成的滚轮和fps用户输入装置分离的主机设备）响应于成功的认证而执行操作。例如，处理系统可以在用户被认证之后执行金融交易、执行登录操作或执行某个其他操作。在认证失败的情况下，处理系统可以阻止用户请求的操作，并且可以进一步请求用户进行另一个认证尝试。
78.在某些情况下，提供登录到系统或应用的用户的连续或周期性认证可能是有利的。例如，如果用户正在玩游戏，为了避免作弊，系统或游戏应用可能希望连续地或周期性地验证登录的用户是实际上正在玩的用户（而不是一个用户登录然后使其他用户为登录的用户玩）。类似地，如果用户正在使用敏感网络应用或系统，为了防止欺诈和/或安全漏洞，网络应用或系统可能希望连续地或周期性地验证登录用户仍然是正在使用网络应用或系统的用户。在这些连续或周期性认证场景中，根据本公开的示例性实施例的集成的滚轮和fps用户输入装置的用户可以被指示（例如，经由显示器或指令手册）以在不使用滚轮时将用户的手指搁置在集成的滚轮和fps用户输入装置的fps上。集成的滚轮和fps用户输入装置的fps然后可以执行用户的指纹的连续或周期性扫描，以提供连续的或周期性认证。
79.本文中引用的所有参考文献（包括出版物、专利申请和专利）特此通过引用以相同的程度并入，如同每个参考文献被单独地且具体地指示为通过引用并入本文中并且在本文中以其整体阐述的那样。
80.在描述本发明的上下文中（尤其在所附权利要求的上下文中）使用术语“一”和“一个”以及“该”和“至少一个”以及类似的指示物应当被解释为涵盖单数和复数，除非本文中另有指示或与上下文明显矛盾。使用术语“至少一个”之后接着一个或多个项目的列举（例如，“a和b中的至少一个”）应被解释为意指从所列出的项目（a或b）或所列出的项目（a和b）中的两个或更多个项目的任何组合中选择的一个项目，除非本文中另有指示或与上下文明显矛盾。术语“包括（comprising）”、“具有（having）”、“包括（including）”和“包含（containing）”应被解释为开放式术语（即，意味着“包括但不限于”），除非另有说明。除非本文中另有指示，否则本文中对值的范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值并入说明书中，如同其在本文中被单独记叙一样。除非本文另有指示或与上下文明显矛盾，否则本文中所述的所有方法可以任何合适的顺序执行。除非另有声明，否则本文中提供的任何和所有示例或示例性语言（例如，“诸如”）的使用仅旨在更好地说明本发明，并且不对本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为将任何未要求保护的元素指示为对于本发明的实践是必要的。
81.本文中描述了本发明的优选实施例，包括发明人已知的用于执行本发明的最佳模式。在阅读前面的描述后，那些优选实施例的变型对于本领域的普通技术人员而言可以变得显而易见。发明人期望熟练的技术人员适当地采用这样的变型，并且发明人意图以不同于如本文中具体描述的方式来实践本发明。因此，本发明包括如由适用法律所允许的在此所附权利要求中列举记叙的主题的所有修改和等同物。此外，除非本文中另有指示或与上下文明显矛盾，否则本发明涵盖上述元素在其所有可能变型中的任何组合。