CN104428733B - 时间反演触觉激励界面 - Google Patents

Abstract

触觉激励界面包括支架(2)、柔性表面、致动器(6)和用于控制致动器(6)的装置，柔性表面悬吊在支架(2)上适用于操作者进行触觉探测，位于柔性表面的轮廓上的致动器(6)适用于在柔性表面(4)上施加力。控制装置适用于根据待生成于柔性表面(4)上的触觉激励向致动器(6)发送与待施加在柔性表面(4)上的力对应的信号，该力通过时间反演方法确定。表面(4)包括至少一个例如由制成的足够柔性区域，以使得由此生成的波的传播速度慢到足以在较低频率下达到足够短的波长，借此大幅提高在与触觉激励相容的分辨率下的聚焦。

Description

时间反演触觉激励界面

技术领域

本发明涉及一种时间反演触觉激励界面，该时间反演触觉激励界面使得形状和大小可变的触觉激励能够得到展示。

背景技术

触觉激励界面适用于提供诸如纹理、起伏、或粗糙度之类的随时间和/或空间变化的触觉信息。

此类界面例如用于人机交互界面领域。该界面还可以用于光学、声学、化学和自动化制造领域。

为了生产此类可以显示触觉模式的触觉界面，通常使用致动器矩阵，每个致动器直接在皮肤表面上施加法向或切向的静态或动态运动。此类界面的分辨率受到致动器大小的限制。而且，这些界面体积较大并且需要与所探测的触觉表面成正比的大量致动器，每个致动器对应于一个触觉像素。最终，这些存在于待探测表面下方的致动器致使界面无法透光，这使得无法将界面叠加到屏幕上。此类界面例如在Benali-khoudja，M.Hafez，J.M.Alexandre和A.Kheddar在2004年的国际机器人研讨会会议记录的文献“Tactileinterfaces:a state of the art survey”(触觉界面：现有技术概览)中进行了描述。

在其它界面中，待探测的表面根据接触位置相对于图案切向振动。随之可以通过根据手指在表面上的位置调节剪切力以给出边界和纹理的幻觉。整个板块具有相同的运动，并且无法以不同方式激励多个手指：探测表面的两个手指将接收相同的激励。

M.R.Bai和Y.K.Tsai在2011年美国声学学会期刊，129(3)，1297-1305的文献“Impact localization combined with haptic feedback for touch panelapplications based on the time-reversal approach”(基于时间反演方法的用于触摸面板应用的结合有触摸反馈的冲击定位)中说明了一种界面，该界面使用时间反演方法来在玻璃片中传播声波并且产生触觉激励界面。

时间反演方法在于将声能集中在给定位置。该方法被用于例如肿瘤切除或者诸如地雷之类爆炸设备的摧毁。

在厚度例如大于1mm的厚玻璃片中传播声波的触觉激励界面具有众多缺点。玻璃中的波速很高，大约为1500m/s。因此，为了获得厘米量级的焦点，则需要大约150kHz的频率。为了获得足以感知的运动，则需要非常大的功率。最终，2mm的玻璃片的抗挠刚度过高而无法获得足够用于触觉应用的运动。例如，该文献提到了对于3cm宽的焦点的2μm的运动。

文献US2010/0225596说明了一种触觉界面，该触觉界面包括在具有压电致动器的框架上延展的弹性体薄膜并在该薄膜中产生驻波。该界面使得无法生成在时间和空间上定位的激励。

发明内容

因而，本发明的一个目标是提供一种触觉激励界面，该触觉激励界面具有良好的空间分辨率和良好的时间分辨率，并且提供能够由触觉检测的大幅运动。

本发明的一个额外目标是提供一种触觉界面，该触觉界面使得可以生成诸如图像轮廓之类的具有复杂形状的图案。

上述目标通过一种实施时间反演方法的触觉激励界面来实现，所述界面包括至少一个面适用于传递触觉激励的元件、能够发射信号以使声波在界面元件中传播的致动器，所述元件由柔性表面形成，施加到表面上的信号通过时间反演方法确定。

因为传播声波的元件是柔性的，声波在该元件中的传播慢得足以在较低频率下获得足够短的波长，从而提高在与触觉激励相容的分辨率下的聚焦。柔性表面使得可以获得较小曲率半径并因而以短波长获得较大运动。

在支承触觉表面的框架上的致动器可以是分立的。由声波生成的激励独立于手指的位置，这使得多个手指能够探测表面。激励可以例如以大约100Hz的频率随时间并以幅度调制方式重复。这些激励可能位于表面的任意位置，聚焦于一点或者描绘出某一形状的轮廓。

因为致动器可以位于界面元件的边缘，该元件可以是透明的并且被用在屏幕上。

触觉表面例如由聚合物材料膜、复合材料膜、厚度大约为100μm的薄玻璃板形成，或者是柔性屏幕。

换句话说，本发明涉及一种激励器，该激励器能够在表面内建立可修改变形，从而对能够触觉感知并能够随时间改变的起伏或者局部振动进行显示。激励器具有由一个或更多致动器激活的表面。这些致动器在所述表面上施加根据时间反演方法计算的力。该方法使得声波能够聚焦于表面的一个或更多点或者直线处，引起在小范围的时间和空间上的可感知的幅度峰值。该动态触觉激励器使得手的多个手指或诸如手掌之类的部分能够对表面进行探测。

本发明的主旨是一种包括适用于由操作者触摸探测的元件的触觉激励界面，适用于触觉探测的所述元件由至少一个表面、至少一个配置为在所述表面上施加力的致动器、以及用于控制至少一个致动器的装置形成，所述控制装置配置为根据待生成于表面上的触觉激励向致动器发送与待施加到所述表面的力相应的信号，所述力通过时间反演方法确定，所述表面由至少一个区域组成以使得：

λ为在所述区域中传播的弯曲波的波长，

c为所述弯曲波的速度，

ρ为所述区域的单位面积质量，并且

所述至少一个致动器具有在1Hz和20kHz之间延展的带宽，从而激励大量的特定于所述表面的模式。

在一个有利示例中，界面包括至少一个形成保持表面的框架的支架，所述致动器位于框架附近。

在一个示例中，致动器可以直接在表面上施加一个与表面垂直的力。在另一示例中，致动器将力直接施加到支架。

在一个示例实施例中，界面包括采用悬挂有表面的框架形式的支架、至少一个第一和第二致动器，第一制动器在所述表面上直接施加力并且第二制动器在所述支架上直接施加力。

在另一示例实施例中，表面限定了填充有加压流体的封闭容积，所述表面被所述加压流体延展，所述界面包括用于所述封闭容积的支架和至少一个安装在支架上的致动器。

在一个有利实施例中，界面包括至少一个能够对力在表面上的作用施加影响的参数的传感器。

界面还可以包括至少一个用于对操作者与界面之间的接触存在性进行检测的传感器。

致动器例如为电磁致动器。致动器可以由线圈、软铁芯和磁体组成，所述磁体被固定在表面上并且线圈被固定在支架上。

根据一个变型，致动器由压电材料制成。致动器则能够包括梁，梁的一端固定在支架中，并且梁的另一端适用于在表面上施加力。

根据另一特征，表面可以配备用于与操作者接触的针脚。

根据另一特征，表面可以由至少两个不同的材料和/或相组成。

在一个有利实施例中，表面是透明的。

例如，表面由至少一个由聚合物材料或复合材料制成的薄膜组成。该表面则可以在支架上延展。

在另一示例中，表面由至少一个厚度大约为100μm的玻璃片组成。

控制装置可以由模态库或冲击响应库组成。冲击响应库可以包含待发送到致动器处的信号，所述信号已经通过时间反演方法加以确定。

模态库可以由用于通过时间反演方法对待发送到致动器处的信号进行确定的单元组成。

控制装置可以由向所述致动器发送所述信号的致动器控制器组成。

较优地，弯曲波的速度为大约50m/s。

附图说明

鉴于以下说明和附图将更好地理解本发明，在附图中：

图1A为触觉激励设备的一个示例实施例的顶视图；

图1B为图1A根据平面A-A的剖面图；

图1C为图1B在致动器级别的详细视图；

图2为触觉激励界面的另一示例实施例的剖面图，触觉激励界面具有针脚；

图3为实施内置梁类型致动器的触觉激励界面的另一示例；

图4A和4B为根据本发明的触觉界面的各个示例的示意图；

图4C和4D为根据本发明的触觉界面的各个示例的示意图，该表面限定了充满加压气体的容积；

图5A至5L为触觉界面在用于将一点聚焦到表面上的操作的各个状态下的顶视图；

图6A至6L为触觉界面在用于将三角形聚焦到表面上的操作的各个状态下的顶视图；

图7A至7C为能够在根据本发明的界面中实现的表面的各个实施例的剖面图；

图8A和8B为根据本发明的触觉界面的另一示例实施例的顶部剖面图和纵向剖面图；

图9为根据本发明的触觉激励界面的控制的一个示例的示意图；

图10为界面的一个示例的顶视图以及该界面的各个点在1秒内的运动。

具体实施方式

图1A至1C示出了根据本发明的触觉界面的一个实施例的第一示例实施例。

触觉界面I1包括框架2，框架2配备有固定在框架2上的柔性表面4以及固定在框架上且能够在表面4上施加机械压力的致动器6，该压力相对于表面为横切方向。表面4的悬挂部分形成适用于以触觉方式探测的表面。

致动器6安装在框架的内边缘上，从而作用于表面4的轮廓线上。在所示示例中，致动器安装在下框架2.2上固定的悬垂物上。

框架2包括支承表面的上框架2.1和安装有致动器的下框架2.2。表面4保持在下框架2.2和上框架2.1之间。

表面4适用于作为由致动器施加的压力生成的弯曲波或者横波的底座。根据本发明，将弯曲波聚焦以在焦点处产生触觉激励。

该表面4由一个或更多材料制成，以使得：

其中：

λ为在所述区域中传播的波的波长。例如，为了获得与手指和表面之间的接触大小相近的分辨率，使用大于或等于2cm的波长：

c为弯曲波的速度，可选地取决于λ。

作为一个示例，对于同质且各向同性的材料，弯曲波的传播速度c为：

T为施加在表面上的张力，E为材料的弹性模量，h为材料的厚度，ρ为每表面单位的质量，v为材料的泊松比(Poisson's ratio)并且λ为波长。

为了在小于20kHz的频率下获得2cm的波长，最大传播速度为：

c＝λ×f＝0.02×20000＝400m/s.

在延展的薄膜(聚酯薄膜)的示例中，获得的传播速度为大约50m/s。

ρ为激励区域的单位面积质量。对于同质且单一材料的表面，该质量取决于材料的密度ρv和材料的厚度h，也就是说，ρ＝ρv*h。对于厚度为125μm的薄膜，ρ＝0.175kg/m2。

触觉表面例如由聚合物材料膜(例如，)、复合材料膜、薄玻璃板(例如，厚度为大约100μm)形成，或者直接由柔性屏幕形成。

表面可以由不同的区域组成，各个区域具有不同表面的单位面积质量，而每个区域都符合标准(I)。

因为焦点的大小与最小聚焦波长λ_min的关系为I＝λ_min/2，为了构造大小I＝1cm的焦点，生成了大于或等于λ_min＝2cm的波长。

因为频率与波长的关系为f_max＝c/λ_min，所选用于激励表面的致动器则具有几赫兹至f_max的带宽。这些致动器因而并未被选择来激励某些模式，而是对频率介于带宽[1Hz；f_max]中的全部模式进行激励，带宽即为[1Hz；c/λ_min]＝[1Hz；2c/l]，其中，c为核实了关系(I)的波的传播速度。因此获得大约为[1Hz；20kHz]的带宽。该带宽因此能够包括该结构的多达数百个具体模式。

实际上，该带宽包含了数百个模式。致动器因而被选择为具有包含了这些模式的全部频率的带宽。较优地，致动器被选择为能够以1Hz和20kHz之间的频率激励表面。

在图1B和1C中可以更加详细地看到能够在触觉界面中实现的致动器的一个示例，即该致动器提供足够宽的带宽以调动表面的大量的特定模式。

在所示示例中，致动器为具有铜线圈6.1、软铁芯和磁体6.2的电磁致动器，磁体6.2被固定在表面4的下面。线圈6.1的电力供应生成的磁场穿过软铁芯并作用于磁体。因此生成了一个与表面的平面垂直的力。

替代性地，致动器可以是压电的。在此情况下，通过应用张力而变形的致动器施加一个垂直于表面的力。

在所示示例中，界面包括五个致动器。然而，该数量并非是限定性的。例如，在支架2上可以分布1个、10个或者数十个致动器，例如具有40个致动器。

由致动器6施加在表面4上的力通过时间反演方法进行计算，时间反演方法允许致动器在表面上的一个或更多给定点处并且在期望时间生成有益行波。由于有益干涉，使用者并未感受到行波的通过，却在该期望时间感受到在该点处的幅度。致动器增益被调整为使得任意其它位置的幅度小于触觉灵敏度阈值。触觉灵敏度阈值指的是可感知的最小振动幅度。触觉灵敏度阈值取决于接触条件和频率，却为大约10μm。因而可以对表面的运动进行放大或衰减，以使得仅到达焦点处的幅度大于该阈值并因而是可感知的。表面因而除了焦点之外似乎都是不动的。

有利地，界面可以由一个或更多传感器组成。例如，界面可以是该界面所处环境的温度传感器。实际上，温度可能改变波在表面中的传播速度。该温度信息因而能用于对发送到致动器的信号进行修正，从而将该传播速度的修改考虑在内。

还可以应用对表面上操作者的手指的存在性进行检测的传感器，借此可以仅在手指探测的区域中生成触觉激励。界面的耗电则能够减小，在将触觉激励界面用于便携设备时，这是尤其有益的。这些传感器例如能够包括光学传感器。

在此将对时间反演方法的原理进行简要说明。

波的时间反演的原理以时间反演波传播方程的不变性为基础。

考虑一个在点I处施加冲击力的致动器。考虑一个位于表面的点A_n处并且随时间记录该点在平面外的运动的传感器。考虑当在时间ta＝0处在点I处施加一个冲击力时，在周期T期间在点A_n处记录的运动h_AnI(t)，0<t<T。根据互易原理随之得到h_IAn(t)＝h_AnI(t)：发射器和接收器因此能够在不改变所记录的信号的情况下互换。

如果在点An处使用施加力F(t)＝h_AnI(T-t)的致动器代替传感器，h_AnI(T-t)即为通过始于传感器端部转播的冲击响应。那么，在点J处，对后续信号进行记录：

u为用于计算但是不具有物理意义的积分变量。

如果J和t未定义，h_AnI(T-t)和h_JAn(t)去相关，两者无益地发生干涉，导致均值为零的背景噪声。

如果J＝I且t＝T，则由于互易原理：

干涉则是有益的，致使幅度远大于其它点。

对比度则被定义为在时间T焦点处的运动和任意点处该运动的标准差之间的比率。

如果使用N个致动器，则将其作用相加以给出：

对比度与时间反演窗口的时间T以及致动器的数量N的平方根成正比：

在实际中，时间T可能被振动衰减限制，并且较优地，多个致动器则用于获得期望的对比度。

信号的最大频率限定了通过以下关系能够达到的最大分辨率：

焦点的最小宽度则大约为λ/2。

冲击响应h_AnI(t)可以通过实际上对冲击响应进行记录以实验方式获得，或者当几何形状比较简单时通过激励或以分析方式获得。

随之可以使用I处的致动器以及多个传感器来重复相同的实验。那么，通过将传感器和致动器倒置，可以在期望时间在点I处生成有益的声波。

根据本发明，通过将如上限定的足够柔性的表面作为声波传播的底座来实现，声波以大约50m/s的速度足够缓慢地通过该柔性表面，从而在例如低于10kHz的低频处达到足够短的波长，这使得可以提高在与触觉激励相容的分辨率下的聚焦。柔性表面还使得可以获得曲率半径并因而在短波长下获得较大运动。由于本发明，时间反演触觉激励界面具有良好的空间分辨率以及良好的时间分辨率。

发送到致动器的信号根据时间反演方法进行计算，并且根据实验测量值或者根据激励进行推导。施加于表面的力的持续时间可以根据待聚焦的模式和期望的对比度而变化，例如为大约10ms，并且力可以期望的频率和幅度进行重复。在焦点处获得的对比度和幅度取决于界面的大小、振动衰减以及致动器的数量。致动器的数量可以根据界面进行选择。

图10示出了配备有保持在支架2上的表面以及致动器6的顶视图，以及表面的六个点A'、B'、C'、D'、E'、F'在1秒内的运动的图示。

仅点E'和F'被聚焦，该聚焦在两个频率(在E'处为2Hz，在F'处为5Hz)下重复。仅在点A'、B'、C'、D'处出现“背景噪声”。虚线示出了触觉感知阈值。幅度小于该阈值的运动是无法触觉感知的。因此，仅点E'和F'被触觉激励，并且表面在点A'、B'、C'、D'的运动是无法触觉感知的。因而可以对表面的运动进行放大或衰减，以使得仅到达焦点处的幅度是可感知的。

图2示出了界面的另一示例，其中，界面元件包括配备针脚104'的表面104，针脚104'从操作者接触的面突出。在所示示例中，致动器106是压电致动器。

图3示出了界面I3的另一示例实施例，界面I3配备有“弯曲器”类型的压电致动器206，即压电致动器206由纵向端嵌入支架202中的粉末形成，并且压电致动器206通过弯曲来变形，从而与表面接触并在表面204上施加力。

图4A和4B示出了根据本发明的触觉界面I3、I4的其它实施例。

在图4A中，支架302具有尖顶拱形状，致动器306位于框架附近。

在图4B中，界面I4具有旋转对称圆筒的形状，表面404以环形方式在两个框架402之间延展。致动器406是如图3中所示的“弯曲器”类型的。

图4C和4D示出了根据本发明的另一示例实施例的触觉界面I5、I6。这些界面I5、I6与上述界面的不同之处在于，表面504、604借助于加压流体而非在框架上延展。在图4C中，表面504限定了采用填充有加压流体的球形形式的闭合容积，并且在图4D中，表面604限定了采用填充有加压流体的环形形式的闭合容积。致动器506、606分布于容积外部并且能够施加一个垂直于表面504、604的力。致动器506、606的布置仅以说明为目的示出。

例如，闭合容积能够被安装在同样布置有致动器的支架上，致动器在表面上施加力以在表面的各个点处产生触觉激励。

图7A至7C示出了表面704、804、904的多个示例实施例，表面704、804、904使声波传播减慢以在表面内具有慢到足以在与触觉激励相容的足够分辨率下获得焦点的声波传播速度。在所示示例中，表面由多个材料和/或多个相制成。通过对多个材料和/或多个相进行关联，可以获得：

在图7A中，表面704包括限制在两个板片710之间的流体708，流体708使得表面能够在不增加硬度的情况下加重，并因此使得可以减小横波的传播速度。例如，这些板片能够由聚合物材料、薄玻璃或类似物制成，并且流体可以是水、油或胶体。

在图7B中，表面804具有刚性针脚812，刚性针脚812嵌入或不在弹力材料814中。例如，可以使用两个不同硬度的弹性体。

在图7C中，表面904包括由第一材料916制成的结构以及填充有第二材料920的结构中的空腔918。因此可以使用例如填充的聚合物以修改表面904的密度。

图8A和8B示出了界面I7的另一示例实施例，其中，致动器1006在直接表面上施加力，并且致动器1006’直接在支架1002上而非在表面上施加该致动器的力。

在所示示例中，支架1002和表面1004一体成形，支架1002的厚度大于表面的厚度以提供一定的硬度，但是这绝非限定性的。

如该示例实施例中所示，致动器1006'施加一个与表面平行的力。

由致动器施加在支架上的力并不一定与表面平行，而是能够与表面垂直，即具有与表面形成0和90°之间的角度的方向。

在此将对根据本发明的触觉界面的致动器的两种控制装置进行说明。

图9示出了一个控制装置的示意性图示。

该控制装置包括用于确定待发送到致动器的致动信号的单元A、模态库或冲击响应库B、与可能会应用的传感器D的连接C、以及与提供待显示在界面上的图像(即，待生成于表面上的触觉激励)的模块F的连接E、以及致动器控制器G，致动器控制器将确定单元A计算的信号定址到各个致动器并且在发送到致动器之前对信号进行功率放大。

冲击响应库B是包括已经通过时间反演方法计算的待施加到表面上的力在内的数据库。

模态库形成了柔性表面在被直接致动时的给定数量N的特定模式的空间轮廓φ_n(x,y)。在框架上激励的情况下，该激励则包括柔性材料和框架总成的各个模式以及各个模式的频率ω_n。在通过时间反演方法操作界面的过程中对待发送到致动器的信号进行计算。

模块F以给定幅度控制一个或更多点或者轮廓在时间t0的显示。I(x,y,t)指在时间t在坐标点(x,y)处所期望的幅度。例如，在移动电话或数字平板电脑屏幕上的界面的情况下，该模块可以被链接到屏幕显示的控制装置上。

如上所述，界面还可能配备有用于检测的温度传感器D，温度传感器D提供能够对发送到致动器的控制信号进行修改的信息。

致动器控制信号基于待显示图像、模态库或冲击响应库以及传感器发送的信号进行计算。例如，对于位于(x_q,y_q)的致动器q，根据是工作于模态库φ_nω_n还是冲击响应库h，针对在时间t₀所期望的图像I(x,y)计算的信号s_q(t)分别如下。

根据模态库：

根据冲击响应库：

t₀-T＜t＜t₀

和取决于模态库φ_n、ω_n以及传感器提供的量。T为对比度或者依据计算单元的输入参数计算得到。h_q(x_p，y_p)为致动器q和表面的位于(x_p,y_p)的点之间的冲击响应。然而，该计算可以不同方式实现。由此计算的信号则能够经过放大、滤波、或重复类型的变形或者类似的处理。

由于本发明以及表面的选择，可以形成大小在厘米数量级的焦点。

有利地，实现时间反演方法使得可以将致动器移动到表面的边缘处。因此，通过使用透明材料制成的表面，触觉表面有利地可以被叠加到屏幕上，激励的控制装置则与屏幕上的显示相关联。

由于本发明，致动器可以降低功率。实际上，全部致动器都可以用于通过全部聚焦到一点处来在该点出生成激励。相反，在具有现有技术中的致动器矩阵类型的触觉界面中，一个致动器有助于在一点处生成触觉激励，并且其它致动器无助于生成所述激励。此降低的功率使得可以使用更小的致动器。

此外，由于本发明，通过添加对应于每个点的信号能够在表面上的各个点处同时建立触觉激励。如果考虑到致动器发出的信号s_a(t)和s_b(t)以聚焦到点a和b处，致动器按照命令发送信号s(t)＝s_a(t)+s_b(t)。因此，将多个手指放在根据本发明的界面上的操作者可以在每个手指上感觉到不同的激励。

同时创建多个焦点的可能允许生成诸如图像轮廓之类的复杂起伏。局部生成的冲击可能以期望的频率重复并且进行幅度调制，从而发送大量的触觉信息。

图5A至5L示出了根据本发明的触摸界面处于各个状态下的表面，这些状态是表面在表面上的一点处生成触觉激励过程中采用的，并因而致动器生成的声波聚焦于该点。在图5K中，触觉界面处于在一点处生成触觉激励的状态下。

图6A至6L示出了根据本发明的触觉界面在各个状态下的表面，这些状态是表面在生成三角形形式的触觉激励的过程中采用的。在图6K中，触觉界面处于在一点处生成采用三角形形式的触觉激励的状态下。

如上所述，单一致动器可以聚焦于多个点或者一条直线，一条通过分解成大量的点构造的直线。每个致动器有助于建立该点集并因而能够在柔性表面上建立图案。

实现多个致动器聚焦于相同的点处使得可以提高所获得的对比度。

致动器能够位于框架上并且作用于表面的轮廓上但也能够作用于表面的更中间的区域上。

本发明能够在人机触觉界面中实施，诸如：

消费电子产品、电话、阅读器、触摸板等中的触摸屏幕；

用于数据挖掘、仿真器等的大型触摸屏幕；

机动车、飞行器和船舶的工作人员舱；

外科治疗设备、探针、机器人系统；

用于具有感知和运动缺陷的个体的信息访问装置。

本发明能够在光学领域中实施：光束扫描系统、例如图像投影仪，以及自适应光学仪器领域。

本发明能够在声学领域中实施，例如在声透镜中实施。

Claims (23)

1.一种触觉激励界面，包括适用于操作者进行触觉探测的元件，所述适用于进行触觉探测的元件由至少一个表面、配置为在所述表面上施加力的至少一个致动器(6、1006、1006’)和用于控制所述至少一个致动器的控制装置形成，所述控制装置配置为根据待在所述表面上生成的触觉刺激，向所述至少一个致动器(6、1006、1006’)发送与待施加到所述表面(4、1004)上的力对应的信号，

其中，所述力通过时间反演方法确定，所述表面(4、1004)包括至少一个区域以使得：

$\begin{array}{cc}\frac{c^3\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}{\mathrm{\&rho;}\mathrm{\&lambda;}}<{10}^{13}& \&ForAll;\mathrm{\&lambda;}\&GreaterEqual;2cm\end{array}$

λ为在所述区域中传播的弯曲波的波长，

c为所述弯曲波的速度，

ρ为所述区域的单位面积质量，并且

其中，所述至少一个致动器(6、1006、1006’)具有在1Hz和20kHz之间延展的带宽，从而激励大量的特定于所述表面(4、1004)的模式。

2.根据权利要求1所述的触觉激励界面，包括至少一个形成对所述表面进行支持的框架的支架(2、1002)，所述至少一个致动器(6、1006、1006')位于所述框架附近。

3.根据权利要求2所述的触觉激励界面，其中，所述至少一个致动器(6、1006、1006')包括致动器6，所述致动器6直接在所述表面上施加一个与所述表面垂直的力。

4.根据权利要求2所述的触觉激励界面，其中，所述至少一个致动器(6、1006、1006')包括致动器1006'，所述致动器1006'直接在所述支架(1002)上施加力。

5.根据权利要求1所述的触觉激励界面，包括采用悬挂有所述表面(1004)的框架形式的支架(1002)、至少一个第一致动器和至少一个第二致动器，所述第一致动器(1006)直接在所述表面(1004)上施加力并且所述第二致动器在所述支架(1002)上施加力。

6.根据权利要求1所述的触觉激励界面，其中，所述表面限定了填充有加压流体的封闭容积，所述表面被所述加压流体延展，所述触觉激励界面包括用于所述封闭容积的支架和至少一个安装在所述支架上的致动器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，包括至少一个能够对所述力在所述表面上的作用施加影响的参数的传感器。

8.根据权利要求7所述的触觉激励界面，包括至少一个用于对操作者与所述触觉激励界面之间的接触存在性进行检测的传感器。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述至少一个致动器(6、1006、1006')包括致动器6，所述致动器6为电磁致动器。

10.根据权利要求2至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述至少一个致动器(6、1006、1006')包括致动器6，所述至少一个致动器6为电磁致动器并且所述致动器6包括线圈(6.1)、软铁芯和磁体，所述磁体(6.2)被固定在所述表面上并且所述线圈(6.1)被固定在所述支架上。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述致动器由压电材料制成。

12.根据权利要求2至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述致动器由压电材料制成并且所述致动器包括梁，所述梁的一端固定于所述支架内并且所述梁的另一端适用于在所述表面上施加力。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述表面配备有适用于与操作者接触的针脚。

14.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述表面包括至少两种不同材料和/或两个不同的相。

15.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述表面是透明的。

16.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述表面包括至少一个由聚合材料或复合材料制成的薄膜。

17.根据权利要求16所述的触觉激励界面，包括：所述表面于之上延展的支架。

18.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述表面包括至少一个厚度大约为100μm的玻璃片。

19.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述控制装置包括模态库或冲击响应库。

20.根据权利要求19所述的触觉激励界面，其中，所述冲击响应库包含待发送到所述至少一个致动器(6、1006、1006')处的信号，所述信号已经通过所述时间反演方法加以确定。

21.根据权利要求19所述的触觉激励界面，其中，所述模态库包括用于通过所述时间反演方法对待发送到所述至少一个致动器(6、1006、1006')处的信号进行确定(A)的单元。

22.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述控制装置由将所述信号发送到所述至少一个致动器(6、1006、1006')处的致动器控制器组成。

23.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉激励界面，其中，所述弯曲波的速度为大约50m/s。