CN102099769B - 用于触摸输入和触感输出传输的界面设备 - Google Patents

用于触摸输入和触感输出传输的界面设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种界面设备(1600A)，包括可被手指(120)触摸的表面(1642)。该表面具有带有预定位置(1646)的触敏区域，给该触敏区域分配功能。检测到手指在预定位置(1646)存在。通过将交流电驱动施加到一个或多个电极(1662)上对该手指生成电感刺激。每个电极都提供有绝缘体，防止DC从该电极流到该手指而且在该绝缘体上形成该电极(1662)和该手指(120)之间的电容耦合。该电容耦合和电驱动被设计成产生电感感觉的尺寸，该电感感觉独立于该电极的机械振动而产生。该电感刺激基于所检测到的该手指(120)在至少一个带有预定位置(1646)的触敏区域附近存在或不存在而时变。

Description

用于触摸输入和触感输出传输的界面设备
技术领域
本发明涉及一种触摸装置界面。举例来说，该发明的触摸装置界面可以用作触摸屏界面的用户输入部分。 
背景技术
虽然触摸屏看起来是整片式硬件，实际上它包括输出装置(即显示器或屏幕)以及对手指或光笔触摸或接近显示器表面敏感的输入装置。触摸屏可以通过在该屏幕之上组织红外线的x-y矩阵来实现，在这种情况下不必触摸该显示器表面。作为另一选择，该屏幕可以由透明压敏开关矩阵来覆盖，以与电子键盘矩阵的扫描方式基本相同的方式扫描该矩阵。该开关矩阵的布局可以与通用打字机的相同，或者该布局可以专用于特定用途或应用。触摸屏界面常常用于膝上型或掌上型电脑、个人数字助理(PDA)、远程控制装置、数码相机、导航仪、娱乐装置、以及许多其他类型的装置。 
常规触摸屏界面的问题是该触摸屏的用户必须能够看见该开关矩阵的布局，从而能够选择要激活(“要按下”)的特定按键。看见该开关矩阵的布局不总是有可能或容易的，有视力障碍的人是最好的例子。即使在用户能看见开关矩阵布局的情况下，看开关矩阵布局会干扰像汽车司机这样的用户。 
发明内容
该发明的一个目的是开发一种方法和设备以缓解上述一个或多个问题。换句话说，该发明的目的是提供一种改进的触摸屏界面，与现有技术的触摸屏界面相比需要用户更少的视觉关注。该发明的目的通过所附的独立权利要求中载明的方法和设备而达到。从属权利要求和本说明书涉及该发明的具体实施例。 
该发明一方面是根据权利要求1所述的界面设备。根据权利要求1所述的界面设备，为用户提供双向传输，包括触摸输入部分和触感输出部分。术语“部分”表示触摸输入部分和触感输出部分包括在双向界面设备内。该触摸输入部分包括为了被身体部位触摸或接近而排布的表面，身体部位典型为用户手指。这个表面可以成为触摸表面。该触摸表面具有至少一个有预定位置的触感区域。该触摸输入部分包括或可操作地连接到用来给该至少一个触感区域分配至少一个功能的数据处理装置。该触摸输入部分包括用来检测用户身体部位在该至少一个触感区域附近存在或不存在的检测装置。触敏智能电话、汽车导航仪、膝上型或掌上型电脑的触摸板、或者这类设备提供了图示说明用的而非限制性的触摸输入部分的范例。该数据处理装置包括有相关联的硬件的被适当编程的微处理器。该微处理器及其相关联的硬件可以位于该界面设备内或在外部数据处理系统中。该存在检测装置通常通过对该微处理器进行适当编程来实施：被身体部位触摸或接近的表面通常排布成X-Y矩阵，被触摸输入部分的相关联的电子装置扫描。当用户的身体部位按压该表面某区域时，一个或多个X线连接到一个或多个Y线，而且该连接的X和Y坐标被处理器检测。这些X和Y坐标通常与限定预定区域的坐标比较。 
该界面设备适用于通过在该输入部分和该触感输出部分之间共用导电层而进行与基于位置的触摸输入装置有关的安装。 
在图示说明用的但非限制性的范例中，分配给触感区域的功能提供向应用程序的输入，比如进行选项（“是/否/取消”）的选择或动作的选择。该触感区域的边界或周边无需界限清晰，只要说得上触摸或接近触敏区域内某个点引发分配给该触敏区域的功能，而触摸或接近该区域外边的另一点不会。 
分配给触敏区域的功能数量不限于一个。而是有可能给一个、一些或所有触感区域分配多个功能，以便单一触摸（“点击”）引发第一功能，在预定时间窗口内的两次触摸（“双击”）调用第二功能，等等。 
包括功能分配装置的界面设备的一个图示说明用的范例是独立装置，比如掌上型电脑、智能电话或远程控制器。可连接到功能分配装置上的触摸装置的一个图示说明用的范例是界面面板，该界面面板不包含任何应用级程序但是可连接到外部数据处理设备上执行一个或多个将该界面面板用作输入装置的应用级程序。在这种情况下限定应用程序编程界面（API）是有好处的，经由该界面应用级程序可以接受来自用户的输入，而且可选地向用户提供反馈。 
就功能来说，触摸输入部分可以经由常规技术来实现。如前面所述，常规技术导致用户必须看见需要压下该触摸输入部分的什么区域的问题。 
为了解决与常规触摸输入技术相关联的问题，该发明的界面设备还包括触感输出部分，该触感输出部分又包括用来生成对身体部位的电感刺激的电感刺激生成器。该电感刺激生成器包括一个或多个导电电极，每个导电电极其中都提供有绝缘体，当身体部位贴近该导电电极时，该绝缘体阻止直流电从导电电极流到身体部位而且在该绝缘体上形成该传导电极和该身体部位之间的电容耦合。该电感刺激生成器还包括用来将电驱动施加到一个或多个传导电极上的高压电源，其中该电驱动包括在频率范围1Hz～1000Hz上的第一频率分量。该电容耦合和电驱动被设计成产生电感感觉的尺寸，独立于该一个或多个传导电极或绝缘体的任何机械振动。 
如前所述，触摸输入部分包括用来检测用户身体部位在至少一个触敏区域附近存在或不存在的存在检测装置。根据该发明所述的触感输出部分操作性耦合到存在检测装置上并且包括刺激变化装置，比如将该刺激变化装置配置成接收来自存在检测装置的输入并且基于来自存在检测装置的输入而时变电感刺激。该刺激可以通过改变限定它的一个或多个电气参数而改变，其中电气参数包括驱动电压、频率或电容耦合。 
这种刺激变化装置的重要性不会立即显现。然而该刺激变化装置因为如下原因而提供明显好处。触摸输入装置，比如触敏显示器，可以提供大量不同的预定区域。在某些情况下，不同预定区域的数量粗略等于触敏显示器大小除以典型的指尖大小。例如，现代智能电话可以在其触敏显示器上提供多达20个不同的预定区域，甚至更多。该发明目标是去除或减少为了识别不同预定地带而看见触敏显示器的需要。然而，对于该发明的触感输出部分，与触摸输入部分的空间分辨率相匹配会有技术挑战。刺激变化装置的重要性将通过假设用户每次只有一个手指触摸触敏显示器而更容易理解。与用户手指所触摸的区域有关的信息被存在检测装置检测并且转送到刺激变化装置。该刺激变化装置利用这个信息，以便手指触摸不同区域导致对手指不同的电 感刺激。这意味着该发明界面设备的触感输出部分可以利用较粗糙的空间分辨率和优良的时间分辨率来创建与触摸输入部分的空间分辨率匹配的空间分辨率错觉。在假设用户每次只有一个手指触摸触敏显示器的情况下，甚至一个电极就够创建高得多的空间分辨率的错觉。事实上，该电极整个表面提供相同的刺激强度，但通过随用户手指所触摸的区域的信息而改变该刺激强度，该发明界面设备创建多个区域的错觉，其中每一个提供不同的刺激强度。这种反馈可以由装置本身的界面部分和/或应用级程序和/或将应用级程序耦合到界面装置上的API提供。所以该发明的界面设备能够创建触感输出部分空间分辨率超过其实际空间分辨率的错觉。这个特性的优势在于电极的数量可以很少，有时可少到只有一个。所需要的电极数量等于同时单独控制的刺激的数量。如果说触感输出部分需要为触摸表面两半中每半个创建可单独控制的刺激，则两个电极足矣。在许多应用中用户每次只用一个手指尖触摸触摸表面，这意味着一个触感输出电极足以创建与触摸输入部分的空间分辨率相等的空间分辨率的错觉。因此，这个或这些电极可以很大，比如在两个维度上都是5mm以上，大至触摸表面的整个大小。 
在一个图示说明的范例中，电感刺激在触敏区域内更密集。不必精确地根据触敏区域的边界来改变电感刺激的强度。例如，假设触敏区域的大小和形状对应于典型的指尖，就足够为每个触敏区域中心的电感刺激提供强度峰值。 
作为如上所述包括触摸输入部分和触感输出部分的综合性的双向界面设备的另一选择，该发明还可以实施为对现有触摸输入装置的更新，因此，该发明另一方面是包括权利要求1中所限定的触感输出部分的所有特性的触感输出装置。该触感输出装置适用于安装到包括权利要求1中所限定的触摸输入部分的所有特性的触摸输入装置中，以便将触感输出装置安装到触摸输入装置中最后得到根据权利要求1所述的界面设备。 
使用“界面设备”、“装置”以及“部分”这些术语以便“设备”指的是包括触摸输入部分和触感输出部分的综合性的双向界面设备。换句话说，这两“部分”是综合性的双向界面设备中的部分。另一方面，“装置”这个词在触感输出装置独立提供的语境下使用，触感输出装置的独立提供是 为了改善现有的触摸输入装置。因而术语“部分”和“装置”在功能上可互换，而且它们之间的差异使“部分”形成综合性设备中的部分，而“装置”可以独立出售，以便发明的触感输出装置可以改善现有的触摸输入装置，这种改善最后得到发明的界面设备。 
该发明通过给用户提供空间变化的电感刺激来解决或至少缓解与现有技术触摸屏界面相关联的问题，其中电感刺激的空间变化基于触摸屏界面的触敏区域的布局。“基于”这个表述是指触摸屏界面可以包括多达三个重叠的布局：第一布局限定触敏区域，第二布局限定根据本发明所述的空间变化电感刺激，而第三布局限定视觉提示，其在现有技术的装置中帮助用户看见开关矩阵的布局。在现有技术装置中几乎是强制性的第三布局(视觉提示)，因为可以将它的功能即空间变化的电感刺激委派给该发明的第二布局，所以在该发明触摸屏界面中是可选的。自然，所有这两个或三个布局应当相互对应，但不需要绝对精确，只要对当前激活哪一个触敏区域不产生混淆即可。 
触摸屏界面常常用于其中键盘或小键盘提示随时间变化的设备。最好的例子是以几种语言为顾客服务的自动售货机。另一个例子是多功能远程控制器，其中键盘提示随哪一组或哪一个设备正被控制而改变。在触摸屏界面中遗留的问题是触摸动作本身不给用户提供对是否接受了键按压的任何反馈。这就是为什么现有技术触摸屏界面通常提供有可以使用视觉或听觉信息的独立的反馈系统。但是因为上述原因，视觉反馈不总是令人满意的，听觉反馈有其自身的问题，比如在噪音环境中难以检测。 
因此，该发明一些实施例通过提供表明触感区域当前是否激活的电感反馈来着手解决上述反馈问题 
为了提供给用户提供触敏区域布局指示的电感刺激，根据该发明所述的触摸屏界面可以通过电容电感界面来实施，该电容电感界面如2007年9月18日提交的FI20075651或2007年10月18日提交的US 60/960899的名称都为“感觉界面”的共同转让的专利申请中所述。在这个文档下文中，首字母缩写词“CEI”是指电容电感界面。 
电感刺激发生器优选被设计成使电感感觉独立于用户身体部位比如手指和绝缘电极之间的相对运动而产生的尺寸。无需手指运动创建电感感觉提 供了用户手指可以感觉下面的区域的好处，该区域被分配了功能。一些现有技术需要手指运动来创建电感感觉。例如，对比文件1(Yamamoto)公开了一种用可变电场来调制手指和下表面之间的摩擦力的技术。这意味着该发明的技术可以提供在用户手指(静止不动)在预定区域顶上的指示，而现有技术，如Yamamoto举例说明的，只可以指示用户手指正在预定区域之上移动。提供指示在预定区域顶上静止不动的手指的能力带来了用户可以选择分配给预定区域的功能的好处，然后让他们的手指停靠在原位等待用户的功能选择已被接受的确认。该确认可以通过改变电感刺激来提供，而用户的手指在预定区域顶上静止不动。 
附图说明
下面将通过具体实施例参照附图更详细地描述该发明，其中 
图1图示说明电容电感界面(“CEI”)的运行原理； 
图2图示说明CEI的一个实施例； 
图3示出一个有多个可独立控制的电极的增强型实施例。 
图4示出图3中所示的实施例的一个具体实现； 
图5是示意性图示说明实验对象对该发明电容电感界面在各种频率上所产生的感觉的敏感度的曲线图；以及 
图6是进一步阐明CEI运行原理的曲线图； 
图7A和7B示出CEI一种通过电极运动来调整电容耦合强度的实现； 
图8示出CEI一种不同电极的电荷符号相反的实现； 
图9示出CEI一种电极组以矩阵形式组织的实现； 
图10图示说明设备接地时电容耦合中电场生成的电势的分布； 
图11图示说明设备浮置(不接地)时电容耦合中电场生成的电势的分布； 
图12图示说明设备浮置而且用户足够靠近该设备并电容接地到该设备的大地(参考)电势时电容耦合中电场生成的电势的分布； 
图13示出一种利用电容耦合来检测触摸的排布； 
图14和15图示说明单个电极和电感刺激强度的时变可以用于创建有纹理的触摸屏表面的错觉的实施例； 
图16A示出该发明一个用于触感输出部分的电极位于触摸输入部分和显示层之间的实施例；以及 
图16B示出该发明一个用于触感输出部分的电极位于触摸输入部分顶上、进而该触摸输入部分位于显示层顶上的实施例。 
具体实施方式
下面描述的实施例涉及电容电感界面(“CEI”)的运行和实现，该电容电感界面可以在该发明的触摸屏界面中使用。 
图1图示说明CEI的运行原理。附图标记100表示高压放大器。OUT所表示的高压放大器100的输出耦合到电极106上，电极106被绝缘体108隔绝电流接触，绝缘体108包括至少一个绝缘层或绝缘件。附图标记120总体上表示要刺激的身体部位，比如人的手指。由附图标记121表示的人的皮肤在干燥时是较好的绝缘体，但CEI在电极106和身体部位120之间提供较好的电容耦合。该电容耦合几乎独立于皮肤情况，比如湿度。发明人的设想是电极106和身体部位120之间的电容耦合生成脉动库伦力。该脉动库伦力刺激振动感受器，主要是处于表皮121中最外层皮肤之下的称为环层小体(Pacinian corpuscle)的那些感受器。环层小体由附图标记122表示。它们被示意性示出并被极力放大。 
高压放大器100被信号IN驱动，信号IN导致所产生的库伦力的能量含量相当一部分处于环层小体122敏感的频率范围中。对于人类，这个频率范围是10Hz至1000Hz，优选为50Hz至500Hz，并且最好是100Hz至300Hz，比如大约240Hz。环层小体的频率响应结合图5和6来进一步论述。 
应当理解的是，虽然“触感”常常定义为与触摸或按压的感觉有关，根据本CEI所述的电感界面在被设计成正确尺寸时，能够对身体部位产生振动感觉，即使在身体部位120没有实际摸到覆盖在电极106上的绝缘体108时。这意味着除非电极106和/或绝缘体108非常硬，电极106和身体部位120 (尤其是环层小体122)之间的脉动库伦力会导致电极106和/或绝缘体108一些轻微的机械振动，但根据CEI所述的方法和设备能够产生独立于这种机械振动的电感感觉。 
高压放大器和绝缘体108之上的电容耦合具有使环层小体或其他机械性刺激感受器被刺激并产生电感感觉(明显的振动感觉)的尺寸。对此，高压放大器100必须能够生成几百伏或者甚至几千伏的输出。实际上，被驱动进入人体部位120的交流电幅值很小而且可以通过使用低频交流电进一步减小。 
图2图示说明实现本CEI一个图示实施例的设备。在这个实施例中将高压放大器100实现为后面跟着高压变压器104的电流放大器102。在图2所示的实施例中，高压变压器104的次级绕组与该设备其余部分相比具有更多或更少飞跨配置。放大器100、102用分量由112和114表示的调制信号来驱动。高压放大器100的输出耦合到被绝缘体108隔绝电流接触的电极106。附图标记120总体上表示要刺激的部位，比如人的手指。由附图标记121表示的人的皮肤在干燥时是较好的绝缘体，但CEI提供电极106和皮肤表面121下面的导电组织之间较好的电容耦合。机械性刺激感受器比如环层小体122处于这个导电组织中。在图1和2中，环层小体122被示意性示出并被极力放大。 
电极106和皮肤表面下面的导电组织之间的电容耦合的好处是电容耦合去除了到手指组织上的高的局部电流密度，局部电流密度将会产生于传导直流电的接触，皮肤表面下面的导电组织已知是角质层并且包含环层小体122。 
虽然不是绝对必要的，但有利的是提供接地连接，其有助于使要刺激的对象(比如该设备的用户)与该设备的高压部分相比更靠近定义明确的(非浮置)电势。在图2所示的实施例中，附图标记210所表示的接地连接将高压部分的参考点REF连接到与要刺激的身体部位120不同的身体部位222。在图2所示的实施例中，参考点REF位于变压器104的次级绕组的一端，而电极206A、206B、206C的驱动电压从该次级绕组的相对端获得。 
在图示说明的实施例中，该设备是包括被手指120激活的触摸显示器的 手持设备。接地电极212的一个图示实现方式是排布成在用户一只手操控设备时方便用户另一只手222触摸的一个或多个接地板。这个或这些接地板可以位于该设备上与触摸显示器相同一侧并且在该触摸显示器旁边，或者可以位于包括触摸显示器的这一侧的相邻或相对侧，例如取决于人体工学的考虑。 
在现实生活的设备中，参考点REF和未被刺激的身体部位222之间的耦合210可以是电气复杂的。此外，手持设备通常缺乏与周围环境相比坚实的参考电势。因此，术语“接地”不需要连接到固体地球大地。反而，接地意味着有助于减小该设备参考电势和与要刺激的身体部位不同的第二身体部位之间的电势差的任何连接。这个定义不排除任何电容平行或杂散元件，只要接地连接210有助于将该设备用户连同未被刺激的身体部位222一起带到相对该设备高压部分合理明确定义的电势。电容接地连接将结合图12来论述。在此环境下，合理明确定义的电势应当从驱动电极206A、206B、206C的电压OUT的角度来理解。如果电极驱动电压OUT是1000V，则用户身体和参考点REF之间的电势差100V可能不显著。 
在高压部分的参考点REF和未受刺激的身体部位222之间的非电容耦合210大大增强了受刺激的身体部位120所经受的电感刺激。相反，在使用非电容耦合210时等效的电感刺激可以用低得多的电压和/或在更厚的绝缘体之上取得 
放大器100、102用在调制器110中被低频信号114调制的高频信号112来驱动。低频信号114的频率使处于皮肤表面下面的导电组织中的环层小体响应这个频率。高频信号112的频率优选为稍高于人类听力能力，比如18至25kHz，更优选的是介于大约19和22kHz之间。如果信号112的频率在人听得见的范围内，则该设备和/或其驱动电路可以产生分散注意力的声音。另一方面，如果信号112的频率远大于人听得见的范围，则该设备驱动更多电流进入部位120。尽管20kHz的频率对大多数人类来说是可以听见的，但大约20kHz的频率在一般可以使用设计用于音频电路的元件方面有优势。发明人进行试验表明这种调制对于CEI来说不是必须的。使用低频调制的高频信号，比如图2中示意性示出的，与只依赖低频信号的系统相反，提供的 好处是较高的交流电压(几百伏或几千伏)可以用较小的变压器104生成。 
像频率或kHz这些术语不应当理解成高频信号112或低频信号114仅限于正弦信号，而且可以使用许多其他波形，包括方波。电气部件，比如调制器110、放大器102和/或变压器104可以被设计成使和谐泛音得以抑制的尺寸。发明人已经发现持续时间为4ms(近似为低频信号的半个循环)或更长时间的脉冲容易被检测到，并且具有实际绝缘体厚度时，电极106中的峰至峰电压需要至少是500V，优选为大约750V。在电极106中所测量的空载的峰至峰电压应当在近似750V-100kV的范围内。接近这个电压范围的下限，绝缘体厚度可以是例如0.05-1mm。随着材料技术和纳米技术的发展，可以使用越来越薄的耐久绝缘表面。这还会使所用的电压减小。 
只要身体部位比如手指120在电极106附近，到目前为止所述的图1和2中各元件就产生稳态电感感觉。为了传达有用的信息，该电感感觉必须被调制。在一些简单的实施例中，这种调制的实现可以通过将电极106定位成使有用信息通过手指120可以感应电极106的存在这一事实来传达。例如，电极106可以位于开关之上，或在其附近，以使该开关不必看见就可以检测到。 
在其他实施例中，这种信息承载调制可以通过电控该发明的设备的一个或多个运行参数来提供。该信息承载调制不应当与高频信号112被低频信号114调制相混淆，其目的是减小变压器104的尺寸。在图2所示的示意图中，这种信息承载调制由控制器116提供，控制器116控制该发明设备的一个或多个运行参数。例如，控制器116可以启用、禁用或转换高频信号112或低频信号114的频率或幅度、放大器102的增益，或者它可以可控制地启用或禁用电源(未独立示出)或可控制地在任一点切断该电路。 
图3示出一个该发明设备有多个可独立控制的电极的增强实施例。在图3中，附图标记小于200的元件已结合图1和2作了描述，不再重复描述。这个实施例包括多个可独立控制的电极206A、206B和206C，电极示出了三个但这个数量纯粹是任意的。附图标记216指示控制开关矩阵217的控制器的实现，开关矩阵217在控制器216的控制下向电极206A、206B和206C提供高压信号OUT。控制器216可以响应来自外部设备比如(未独立示出 的)数据处理设备的命令。 
图3中示出的实施例的好处是包括高压放大器100、控制器216、以及开关矩阵217的几乎所有的驱动电路可以集成到由附图标记200指示的公共外壳中。在这个实施例中只有电极206A、206B和206C以及用于每个电极的单个连接线在外壳200外边。如前所述，无非需要电极为适当的绝缘体覆盖的简单的导体板或半导体板。因此外壳200可以位于几乎任何方便的位置，因为其外部元件只有非常简单的电极和连接线(以及，在某些实现中未独立示出的电源)。 
一些现有技术的系统经由至皮肤最外层的直流电传导提供对神经的直接刺激。因为直流电传导，这些系统需要两个电极来刺激皮肤区域。与这些现有技术的系统相比，结合图3描述的实施例涉及多个电极206A、206B和206C，但每个电极单独刺激皮肤的不同区域，或更精确地说是机械性刺激感受器，包括皮肤最外层下面的环层小体。因此n个电极的配置并行传达n比特的信息。 
图4示出图3中所示实施例的具体实现。在这个实现中开关矩阵217包括三端双向可控硅开关207A、207B和207C的组，但还可以使用其他类型的半导体开关，包括半导体继电器。也可以使用常规的机电式继电器。在这个实施例中开关(三端双向可控硅开关)207A、207B和207C逻辑上位于变压器104即高压电路的变压器之后。这个实现需要高压开关(几百伏或几千伏)，但它提供如下好处：该电路其余部分包括元件100至114，可以为所有的电极206A、206B和206C服务。如图4中所示，控制器216可连接到数据处理设备上，其中一个例子在此示出为个人计算机PC。 
图5是示意性图示说明随机选择的实验对象对于与图2中所示设备基本相同的设备所产生的感觉的敏感度的曲线图。该曲线图的x轴示出低频信号的频率(图2中项目114)乘以2，而y轴示出检测电感刺激所需的振幅。该幅值尺度是相对的。在75Hz处的小下沉可能是测量异常，或者可能是由除环层小体之外的机械性刺激感受器的敏感度峰值造成的。将两倍的低频信号放在x轴上的原因是电极106和身体部位120之间的库伦力对于正弦低频信号的每个循环有两个强度峰值，如将要结合图6示意性图示说明的。 
在各个频率处的相对敏感度与对比文件2(Gunther)第2.3.1部分(图2.2)中所公开的及其相似。对比文件2涉及皮肤的振动触觉(机械)刺激，但图5中的频率响应与对比文件2中公开的相似说明本CEI运行成电极106和敏感部位120(见图1)形成绝缘体108上的电容器，而且在这个电容器中将振动库伦力转换成由的机械性刺激感受器感应的机械振动，所述机械性刺激感受器包括环层小体。发明人还研究了环层小体被流过它们的电流刺激的另一假设，但这个假设没有像作用在环层小体上的库伦力所基于的理论一样解释这些理论。然而，其中所述的技术的CEI不取决于试图解释CEI为何如此运行的任一特定假设的正确性。 
图6是进一步阐明CEI运行原理的曲线图并结合本CEI来解释频率。附图标记61指示至调制器110的低频驱动信号(如图2中项目114所示)。附图标记62指示调制器的输出，即由低频驱动信号所调制的高频驱动信号。 
附图标记63和64指示在绝缘体108上电极106和身体部位120之间的电容耦合中所得到的库伦力。因为该电容耦合两侧有相反的电荷，所以这两侧之间的库伦力总是吸引并与电压的平方成比例。附图标记63指示实际库伦力而附图标记64指示它的包络。包络64在环层小体敏感的频率范围内，但因为库伦力总是吸引，所以包络64对于调制器输出信号62的每个循环有两个峰值，由此产生频率加倍效果。因为库伦力与电压平方成比例，所以在电压不是正弦的情况下这里公开的任何示范性电压都应当解释为有效(RMS)值。 
该电容耦合两侧有相反电荷由此库伦力总是吸引的论述适用于设备和要刺激的身体部位处于或接近相同电势的情况。高的静态电荷会导致偏离这个理想情况，这就是为何推荐在高压电源的参考电势和除了要刺激的身体部位之外的身体部位之间的接地连接的某些形式，因为该接地连接有助于降低设备和其用户之间的电势差。 
该CEI可以实现为可连接到数据处理设备上的输入/输出外围设备的一部分。在这种配置中，数据处理设备可以经由可电控的电感感觉提供提示和/或反馈。 
图7A和7B示出通过电极运动来调节电容耦合强度的CEI的实现。生 成电场，必要时还生成电场的变化，经由包括各个电极703的成套电极704来完成。各个电极703优选可单独控制，其中控制一个电极影响它的取向和/或突起。图7A示出一组电极703经由来自控制器216的输出信号而取向成电极703在绝缘体702之下共同形成平面的实现。在这种情况下从高压放大器100到电极703的高压电流(DC或AC)生成对紧挨着设备的身体部位(例如手指120)足够强的符号相反的电荷。身体部位和设备之间的电容耦合在绝缘体702上形成，这会引起感觉刺激。 
图7B示出与图7A中所示设备相同的设备，但在这种情况下通过将电极(现在由附图标记714示出)取向成不在绝缘体702之下形成平面来最小化由来自高压放大器100的电流生成的电容耦合的强度。在本发明的某些实施例中，低频交替的电场可以通过将设备状态在图7A和7B中所示的两个状态之间交替而生成。状态交替的频率可以为几百数量级，例如每秒200至300个全循环。 
图8示出成套电极804中各个电极803可以具有符号相反的电荷的CEI的实现。各个电极803的电荷可以经由控制器216来调节和控制。各个电极803可以由绝缘体元件806隔开，以防这些电极之间产生火花或短路。CEI和贴近它的身体部位之间的电容耦合会使具有符号相反的电荷801的区域产生。这些相反的电荷互相吸引。因此刺激环层小体的库伦力有可能不仅在CEI和身体部位之间生成而且在身体部位本身内的无限小面积之间生成。 
图9示出一组可单独控制的电极910a至910i以矩阵形式组织的CEI的实现。这样的矩阵可以集成到触摸屏设备中。由于上述CEI不需要在CEI和其用户身体部位之间直接连接(触摸)，该CEI设备的电极可以位于触摸屏后方，其中“后方”意味着触摸屏在正常操作期间面对用户的一侧相反的一侧。作为另一选择，电极可以非常薄且/或透明，由此电极可以覆盖触摸屏正常面对用户的一侧。从高压放大器100经开关矩阵217向电极910a至910i传导的电荷可以都有相同符号或者传导到不同电极的电荷可以有不同符号，如结合图8图示说明的。例如，控制器216可以对开关矩阵中各开关进行单独控制，或者某些组可以形成可共同控制的组。各个电极及/或其相关绝缘体的表面可以根据想要运行或应用的范围来规定。最小的实际面积为 大约0.01cm2，而实际最大值大约等于人手的大小。预料到的是将会发现表面积在0.1和1cm2之间实际上最有用。 
电极矩阵910a至910i和开关矩阵217提供电感刺激的空间变化。换句话说，向用户提供的感觉刺激取决于贴近CEI设备的用户身体部位比如手指的位置，该CEI设备集成到该发明触摸屏上。空间变化的感觉刺激给用户提供触摸屏界面的触敏区域的布局指示。 
除了空间变化的感觉刺激，控制器216可以指令开关矩阵217产生时间变化的电感刺激，这可以用于各种各样的使用效果。例如，时间变化的电感刺激可以用于指示检测到的触敏区域的激活(“键按下”)。这个实施例处理与现有技术的触摸屏设备相关的常见问题，即检测到键按下不产生触感反馈的问题。事实是经由触摸屏设备使用的应用级程序可提供视觉或听觉反馈，这显现了先前描述的各种问题。此外，从应用级程序产生视觉或听觉反馈导致了编程和执行这些程序的负担。在该发明一些实现中，界面级或驱动器级程序检测到触敏区域激活就通过使用时间和空间变化的电感刺激来提供触感反馈，并且这些界面级或驱动器级程序可以被任何应用级程序使用。例如，这些应用级程序可以经由应用程序接口(“API”)耦合到该发明触摸屏界面上，这套可以用的功能包括上述反馈生成。 
时间和空间变化的电感刺激还可以用于“实时(on the fly)”改变触敏区域的布局。这个运行与随当前执行的应用程序或用户界面屏幕而改变键盘或小键盘的布局大体类似。然而，当现有技术的触摸屏设备实时改变键盘或小键盘的布局时，新的布局必须设法指示给用户，而且这通常需要用户看见触摸屏设备。 
该发明界面设备的一些实施例不需要看见触摸屏部分或装置，假设这些触敏区域的布局足够简单。例如，多达大约二十四个不同的“键盘提示”可以通过提供对于时间和空间变化的电感刺激来说不同的图样而指示给用户。这里所用的表述“键提示”是指现有技术的触摸屏设备不产生触感反馈，通常产生视觉提示，而且这些通常称为“提示”。在本发明一些实施例中，键提示的功能可以经由不同的图样来提供。例如，以下图样可以用一个指尖来识别低、中或高重复率的脉跳；向左、右、上或下扫掠，每一次的重复率都 有些不同；顺时针或逆时针旋转，每一次的重复率都有些不同。 
可见，显然该发明的电感界面可以产生大量不同的触感区域，每一个都有不同的“感受”(从技术上说：对于时间和空间变化的电感刺激来说有不同花纹(pattern))。因此结合本发明不绝对需要常规触摸屏的屏幕部分，而且术语“触摸输入装置”或“触摸输入部件”应当解释为界面设备，除了其他应用，其还适用于通常与触摸屏设备相关的应用，虽然该屏幕的存在不是强制性的。 
而且，该发明CEI和其用户身体部位之间的电容耦合(或者一组电极中个别电极和用户身体部位之间的电容耦合)的强度通过直接或间接测量来确定。这个测量信息可以各种方式利用。例如，该电容耦合的强度可以指示身体部位贴近该电极，或者它可以指示身体部位触摸该电极。这种测量功能可以由专用测量单元(未示出)提供或者可以集成到前面所述各方块之一中，比如开关矩阵217。开关矩阵217(或者可选的专用测量单元)可以向控制器216发送测量信息，控制器216可以利用该测量信息改变由电极生成的电场，电场的改变是通过电压或频率的改变。此外或作为另一选择，控制器216可以向数据处理设备比如图4中所示的个人计算机PC转送测量信息或由它处理后的一些信息。 
更进一步地，两个或更多个该发明界面装置可以经由某个或某些通信网络和数据处理设备互联。在这样的排布中，向触摸屏装置的用户提供的电感刺激可以基于所有用户对贴近他们各自装置的贡献。在一个图示说明的范例中，这样两个(或更多个)触摸屏装置的互联可以给他们的用户提供触感反馈，反馈强度取决于触摸这些触敏区域的手的面积的总和。这个技术刺激握手，握手强度反映由两个(或所有)用户所施加的手压力的总和。在另一个图示说明的范例中，音乐老师会“感应”远处的学生如何按压被刺激的钢琴键盘上的键。 
图10图示说明当设备接地时电容耦合中的电场生成电势的分布。在此忽略基本理论，而且我们有充分的理由说在图10所示的排布中，电极的驱动电压e是基于电容C1和C2的比而划分的，其中C1是手指和电极之间的电容而且C2是用户的寄生电容。手指经受的电场是电压U1造成的： 
U 1 = C 2 C 1 + C 2 e
这个电压低于来自电压源的驱动电压e。通常情况下该设备的参考电势可以是浮置的，如图11将示出的。这种排布进一步降低指向身体部位比如手指的电场。 
因为这些原因，该发明某些实施例目的在于保持电容C1低于C2。至少电容C1不应当远远高于C2。一些实施例目的在于例如通过将设备的参考电势耦合回至用户来调节或控制C2，如图12将示出的。 
不进行结合图10至12所述的测量，或除了这些测量之外，寄生电容可以由使用几个电极生成触摸屏表面不同区域之间的电势差的排布来控制。作为例子，这个技术可以通过将手持装置的触敏表面(例如该装置的正面)排布到第一电势来实现，而将相对面排布到第二电势，其中这两个不同电势可以是该装置的正和负极。作为另一选择，第一表面区域可以是电气接地(参考电势)，而第二表面区域被充电到高电势。 
而且，在由绝缘体层强加的约束内，有可能形成不同电势的微小区域，比如符号相反或幅值完全不同的电势，其中这些区域小到足够用户身体部位比如手指同时受到来自几个有不同电势的区域的电场的作用。 
图13示出利用电容耦合来检测用户身体部位比如手指的触摸或接近的实施例。检测到用户身体部位触摸或接近可以作为输入传递到数据处理设备。在图13所示的实施例中，电压源是浮置的。浮置电压源可以经由感应或电容耦合和/或用先合后断开关来实现。变压器的次级绕组是简单却有效的浮置电压源的一个例子。通过测量电压U4，有可能检测电容C1和/或C2数值上的变化。假设浮置电压源是变压器的次级绕组，可以在初级侧检测到电容变化，例如与负载阻抗的变化一样。这种电容变化用作触摸或接近身体部位的指示。 
在一个实现中，排布该设备以利用身体部位触摸或接近的这种指示来使设备使用第一(较低的)电压检测身体部位的触摸或接近和第二(较高的)电压向用户提供反馈。例如，这种反馈可以指示如下任一个：该/每一个触敏区域的轮廓，设备检测身体部位的触摸或接近，触敏区域(要被触敏区域 引发的动作)的意思，或者由应用程序处理且对用户潜在有用的任何其他信息。 
图14示意性图示说明可以使用单个电极和电感刺激强度上的时间变化来创建有纹理的触摸屏表面的错觉。附图标记1400表示触敏屏，为了描述本实施例的目的该触敏屏包括三个触敏区域A1、A2和A3。用户手指120接近或触摸触敏区域A1、A2和A3被控制器1406检测。 
根据该发明一个实施例，常规的触敏屏1400可以由该发明一个实施例所述的触感输出装置补充。附图标记1404表示电极，其是结合前述实施例所述的电极的实现，比如结合图1和2所述的电极106。在触敏屏1400本身提供足够绝缘的情况下补充绝缘体1402可以位于触敏屏1400和该发明电极1404之间。 
除了常规触摸屏功能，即检测用户手指接近或触摸触敏区域，控制器1406使用手指120的定位信息来时间改变手指120上的电极1404所引发的电感刺激的强度。虽然电感刺激的强度随时间改变，但在本实施例中时间不是独立变量。相反，时间变化的定时是手指120相对触敏区域(在此为A1、A2和A3)的定位的函数。因此更准确地说，本实施例可运作以造成手指120上的电极1404所引发的电感刺激强度上的变化，其中这些变化基于手指相对于触敏区域的定位。 
图14的底侧图示说明这个功能。三个触敏区域A1、A2和A3由各个x坐标对{x1，x2}、{x3，x4}和{x5，x7}划界。(y方向上的处理类似，省略详细描述。)只要手指在触敏区域A1、A2和A3中任一个的左边，控制器1406就感应不到手指的存在，或者将手指感应为不活动。在这个例子中控制器1406通过向电极1404施加低强度信号来响应。一旦手指120跨过x坐标值X1，控制器1406检测到第一触敏区域A1上方的手指并开始向电极1404施加中强度信号。在区域A1和A2之间(在x坐标X2和X3之间)，控制器又向电极1404施加低强度信号。对第二触敏区域A2进行像第一触敏区域A1一样的处理，但对第三触敏区域A3的处理有点不同。一旦控制器1406检测到手指120在区域A3之上或紧挨着区域A3，就开始向电极1404施加中强度信号，像对区域A1和A2一样。但是用户决定在第三区域A3内的点x6处按压 触敏屏1400。控制器1406检测到该手指按压(激活分配给区域A3的功能)并通过向电极1404施加高强度信号来响应。 
因此图14中所示的实施例可以给用户提供创建纹理表面的错觉的触感反馈，虽然只有单个电极1404用于创建电感刺激。然而，遗留问题是用户不得不记住这几个触敏区域的意思或者获得关于它们意思的视觉或听觉信息。 
图15示出由结合图14所述的实施例进一步加强的实施例。图15中所示的实施例使用电感刺激强度的不同的时间变化，其中这些不同的时间变化给用户提供指示触敏区域的意思的触感反馈。 
图15中所示的实施例的运行与结合图14所述的实施例不同之处在于在此由附图标记1506表示的控制器向电极1404施加对于信号强度的不同时间变化。在这个例子中，与前面的实施例一样处理第一触敏区域A1，或者换句话说，电感刺激的强度只取决于手指120紧挨着区域A1出现。但是紧挨着区域A2和A3，控制器1506还施加对于电感刺激强度的时间变化。例如区域A2的意思(与所显示的提示类似粗糙)由以第一(低的)重复率脉动的电感刺激表示，而区域A3的意思由以第二(较高的)重复率脉动的电感刺激表示。在图示说明的范例中，这三个触敏区域A1、A2和A3可以引发是/否/取消的用户界面中的三个功能，其中用户可以只经由触感反馈来感应用户界面按键(在此为这三个触敏区域)的定位和已接受的输入的指示。换句话说，用户不需要关于触敏区域的定位或关于被选功能的视觉或听觉信息。结合图15所述的实施例在车辆导航仪或这类设备中尤其有吸引力，其不需要用户的视觉关注。 
在图14和15所示的实施例中，当用户的手指120已经选择分配给区域A3的功能并且控制器CTRL1406、1506经由电极1404生成高强度电感刺激时，该高强度刺激经由区域A1、A2和A3中任一区域被感应。如果用户的一个手指按压区域A3，则紧挨着其他区域A2和/或A3的其他手指还将感应高强度刺激。在这不符合需要的情况下，图14和15中所示的实施例可以与结合图9公开的多个电极的实施例结合，以使到几个电极(如图9中所示的项目910a至910i)中每一个上的信号被单独地控制。 
在图14和15所示的情景中，基于手指在区域A1、A2和A3上移动来同步手指120上电感刺激的变化。但是不像一些现有技术，比如对比文件1中所公开的现有技术，本发明不需要手指移动来创建电感刺激或用户感觉。换句话说，有纹理的表面的错觉是基于手指的定位(和由控制器在各个位置处施加的刺激强度)，但不是基于手指的移动。 
图16A示出该发明用于触感输出部分的电极位于触感输入部件和显示层之间的一个实施例。本实施例总体上由附图标记1600A表示，包括在微处理器1604、存储器1606、处理器支持电路1608、显示控制器1620以及触摸输入控制器1640之间提供部件互联的总线1602。显示控制器1620经由连接线的阵列1624控制显示器1622，比如液晶显示器。触摸输入控制器1640以相同方式经由连接线的阵列1644控制触敏层1642。 
实施例1600A还包括触感输出部分，该触感输出部分由触感输出控制器1660和绝缘电极层1662组成，触感输出控制器1660和绝缘电极层1662由互联线1664互联。在图16A中，着重于触感输出部分1660-1662与基本上已知的触敏显示器的集成，该触敏显示器包括元件1602至1644。对于触感输出控制器1660和绝缘电极层1662的细节，参考前述实施例。 
如图16A所示，显示层示出总体上由附图标记1626表示的信息，该信息被用户经由触敏层1642和绝缘电极层1662看见。触敏层1642被触摸输入控制器1662扫描，以使微处理器1604在存储在存储器1606中并从中执行的软件的控制下意识到用户手指120在预定区域1646顶上存在或不存在。触敏层1642的表面可以完全均匀，而且预定区域由微处理器在软件控制下动态创建，以使用户手指的X和Y坐标在触摸触敏层1642时与预定区域1646的预定边界比较，预定区域之一由附图标记1646表示。附图标记1648表示存储器1606内的存在检测逻辑。存在检测逻辑1648由微处理器1604执行促使对用户手指120在预定区域1646处存在或不存在进行检测。视觉提示(比如与预定区域关联的功能或活动的名称)作为所显示的信息1626的一部分，通常被显示在显示器1622上，以帮助用户发现想要的区域1646。 
附图标记1668表示存储器1606内的刺激变化逻辑。到刺激变化逻辑1668的输入信息包括关于用户手指120在预定区域1646处存在或不存在的 信息。基于这个存在信息，刺激变化逻辑1668具有如下效果：微处理器1604指令触感输出控制器1660改变到电极层1662的电气输入，因而改变对身体部位120所造成的电感刺激。因而对用户来说有可能只经由触感信息检测身体部位120在预定区域1646处存在或不存在并检测激活与预定区域1646关联的功能所造成的反馈，而不需要视觉提示。 
图16B示出该发明用于触感输出部分的电极位于触摸输入部件顶上而触感输入部件又位于显示层顶上的一个实施例。如本文中使用的，当设备在正常运行定位时，“X在Y顶上”意味着X比Y离用户眼睛更近。在多数方面，总体上由附图标记1600B表示的本实施例与图16A中所示的实施例1600A极相似，只描述不同之处。第一个不同是只颠倒了绝缘电极层1662和触敏层1642的相互顺序。第二个不同是因为绝缘电极层1662处在触敏层1642顶上，所以必须将绝缘电极层1662划分成几个较小的电气浮置部分，以便不干扰下面的触敏层1642，其通常基于电容检测。 
图16A中所示的实施例1600A提供的好处是绝缘电极层1662处于触敏层1642之下并且不能干扰其运行。另一方面，图16B中所示的实施例1600B更容易升级用于已有的触敏显示器的装置。 
在某些实现中，好处是向界面设备的触摸输入部分提供浮置能量馈送和信令接口。浮置耦合的好处包括在触敏层1642和绝缘电极层1662之间共用部件的可能。例如，传导膜可以既作为触敏层1642又作为绝缘电极层1662。触感输出控制器1660可以与总线1602隔绝，其中该隔绝施加到能量馈送和信令上。到触感输出控制器1660的能量馈送可以是例如感应式或电容式的。光绝缘可以用于信令。这使连同触敏层1642的控制电路一起使用触敏层1642也像绝缘电极层1662那样成为可能。用于浮置耦合的绝缘体可以安装在触摸输入控制器的任一侧上。 
一个具体实现涉及在电容式感应区域顶上创建花纹结构。该花纹结构具有导电性不同的区域。当最顶上的电感层没有充电到高电压作为触感输出时，它向下面的电容检测器或电容检测器网提供导电性空间分布，其响应因用户手指接近或触摸感应区域各个位置而发生的用户手指和电容感应区域之间电容耦合的变化。这种用于电容式感应网格可以称为投影电容屏幕。电 容检测器在与电容输出系统相比较高的频率上运行。输入装置通常使用从几千Hz到几兆Hz的频率运行，而电容电感输出系统在几十Hz～几百Hz的频率上运行。因而电容输入能够检测身体部位触摸的位置。当触感输出在低频范围中使用时，顶层被近似均匀地充电并提供电感触感输出。在触摸屏的情况下，导电区域可以由例如氧化锡铟(ITO)制成，而且较不导电的区域可以由例如更薄更不导电的ITO或半导体透明聚合物制成。 
结合图10至13通过等效图来研究界面设备及其用户的接地。对于实际实现，接地可以是本质上电容式或电流式(电阻式或半导体式)的。电容式接地隔离直流而其他形式的接地至少在某种程度上传导直流。虽然电流式接地即经由可以忽略的阻抗的接地在功能上优良，但在某些情形下这种接地因为密集静态放电所以对用户来说不舒服。在有多个被单独控制的电极的实现中，用于电极的大地参考可以由它的邻近电极提供。 
对本领域技术人员来说容易理解的是，作为技术进步，该发明的概念可以各种方式实现。该发明及其实施例不限于上述各范例，而可以在权利要求书的范围内变化。 
参考文件： 
1.Yamamoto，A.等人，″Electrostatic Tactile Display with Thin Film Sliderand Its Application to Tactile Teiepresentation Systems″，IEEE Transactions onVisualization and Computer Graphics，第12卷，第2号，2006年三月-四月，第168-177页。 
2.Gunther，Eric：″Skinscape：A Tool for Composition in the TactileModality″Master′s thesis，Massachusetts Institute of Technology 2001，可以从互联网上地址：http://mf.media.mit.edu/pubs/thesis/guntherMS.pdf处得到。 

Claims (13)

1.一种界面设备(1600A，1600B)，包括：
-触摸输入部分(1640-1644)；以及
-触感输出部分(1660-1664)；
其中该触摸输入部分包括：
-排布成被身体部位(120)触摸或接近的触摸表面(1642)，其中该触摸表面具有至少一个带有预定位置(1646)的触敏区域；
-而且其中该触摸输入部分包括或操作性地可连接到数据处理装置(1602-1608)上，给至少一个触敏区域分配至少一个功能；
-其中该触摸输入部分包括用来检测身体部位(120)在该至少一个带有预定位置(1646)的触敏区域附近存在或不存在的存在检测装置(1640，1648)；
而且其中该触感输出部分包括用来生成对该身体部位的电感刺激的电感刺激生成器，其中该电感刺激生成器包括：
-一个或多个导电电极(106)，每个导电电极在其中都提供有绝缘体(108)，当身体部位(120)贴近该导电电极时，该绝缘体防止直流电从该导电电极流到该身体部位而且在该绝缘体(108)上形成该导电电极(106)和该身体部位(120)之间的电容耦合；
-用来将电驱动(OUT)施加到该一个或多个导电电极上的高压电源(100，102，104)，其中该电驱动包括频率在1Hz～1000Hz之间的第一频率分量(114)；
-其中该电容耦合和电驱动被设计成产生电感感觉的尺寸；并且
-由此电感感觉独立于该一个或多个导电电极(106)或绝缘体(108)的任何机械振动而产生；
而且其中该触感输出部分还包括刺激变化装置(1660，1668)，其中该刺激变化装置被配置成接收来自存在检测装置(1640，1648)的输入并基于来自存在检测装置的输入来时变该电感刺激。
2.根据权利要求1所述的界面设备，其中该触摸输入部分被配置成检测多个身体部位在多个区域同时存在，而且其中该触感输出部分包括几个电极(“不同的触感输出区域”)，并被配置成基于检测到的这多个身体部位的同时出现将可单独控制的电驱动信号施加到这几个电极。
3.根据权利要求1或2所述的界面设备，其中该界面设备适用于通过在该输入部分和该触感输出部分之间共用导电层而进行与基于位置的触摸输入装置有关的安装。
4.根据权利要求1所述的界面设备，其中：
-该触摸表面负责电容变化并覆盖该一个或多个导电电极；
-该一个或多个导电电极由花纹结构构成，该花纹结构中多个区域被网格彼此隔开，该网格导电性比多个被隔开的区域的导电性低。
5.根据权利要求1所述的界面设备，其中该触摸输入部分与该触感输出部分电流隔离，并且将该触感输出部分排布成向该触摸输入部分供应能量。
6.根据权利要求1所述的界面设备，其中该触摸输入部分还包括用来输入用户所选功能的功能选择装置，并且该刺激变化装置(1660，1668)被配置成基于来自该功能选择装置的输入改变该电感刺激，由此该界面设备能够从用户所选功能向身体部位提供触感反馈。
7.根据权利要求1所述的界面设备，其中该电驱动还包括具有高于该第一频率分量(114)的频率且低于500kHz的频率的第二频率分量(112)。
8.根据权利要求7所述的界面设备，包括用来通过该第一频率分量(114)调制该第二频率分量(112)的装置(110)。
9.根据权利要求1所述的界面设备，其中到该一个或多个导电电极(106)的该电驱动具有500至100000伏的峰至峰电压。
10.根据权利要求1所述的界面设备，其中该绝缘体厚度介于0.1mm到50mm之间。
11.根据权利要求1所述的界面设备，还包括在如下部件之间的接地(210)：
-除了到该一个或多个导电电极的电驱动(OUT)之外的高压电源(100，102，104)的参考电压(REF)；和
-与该一个或多个导电电极(106)隔开的至少一个接地电极(212)，其中将该接地电极(212)定位成被第二身体部位(222)触摸，该第二身体部位与要被刺激的至少一个身体部位(120；220A，220B，220C)中每一个不同。
12.一种触感输出装置，
-其中该触感输出装置包括权利要求1中所限定的触感输出部分的所有特征；而且
-其中该触感输出装置适用于安装到包括权利要求1中所限定的触摸输入部分的所有特征的触摸输入装置中；
-由此该触感输出装置安装到该触摸输入装置中最后得到根据权利要求1所述的界面设备。
13.一种交互方法，包括：
-提供排布成被身体部位(120)触摸或接近的触摸表面(1642)，其中该触摸表面有至少一个带有预定位置(1646)的触敏区域并且给至少一个触敏区域分配至少一个功能；
-检测身体部位(120)在该至少一个带有预定位置(1646)的触敏区域附近存在或不存在；
生成对该身体部位的电感刺激，其中所述电感刺激的生成包括：
-将电驱动(OUT)施加到一个或多个导电电极(106)上，其中该电驱动包括频率在1Hz～1000Hz之间的第一频率分量(114)；
-其中该一个或多个导电电极(106)中每一个之中都提供有绝缘体(108)，当身体部位(120)贴近该导电电极时，该绝缘体防止直流电从该导电电极流到该身体部位而且在该绝缘体(108)上形成该导电电极(106)和该身体部位(120)之间的电容耦合；
-其中该电容耦合和电驱动被设计成产生电感感觉的尺寸；并且
-由此该电感感觉独立于该一个或多个导电电极(106)或绝缘体(108)的任何机械振动而产生；
基于所检测到的身体部位(120)在该至少一个带有预定位置(1646)的触敏区域附近存在或不存在来时变该电感刺激。
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