静电容量变化检测方法、装置及记录有执行该方法的程序的记录介质、使用该方法的触摸检测方法、装置及记录有执行触摸检测方法的程序的记录介质

摘要

本发明公开一种静电容量变化检测方法。根据本发明的优选实施例，在检测测量对象电容器上的静电容量的变化的方法中，向标准电容器施加电源，以对所述标准电容器进行充电，当所述标准电容器上的电压超过上位临界电压时，中断所述标准电容器的充电，其中，所述上位临界电压为低于所述电源的电压，并将所述标准电容器的电荷中的一部分共享到所述测量对象电容器，将共享到所述测量对象电容器的电荷中的至少一部分进行放电，重复执行将所述标准电容器的电荷中的一部分共享到所述测量对象电容器的步骤和将共享到所述测量对象电容器的电荷中的至少一部分进行放电的步骤中的至少一个步骤，当所述标准电容器上的电压小于下位临界电压时，中断所述共享和放电，使用所述共享次数和放电次数中的至少一个，由此可以检测所述测量对象电容器上的静电电容的变化。

说明书

技术领域

本发明涉及静电容量变化检测方法、装置及记录有执行该方法的程序的 记录介质、使用该方法的触摸检测方法、装置及记录有执行触摸检测方法的 程序的记录介质。

背景技术

静电容量方式的感测技术是使用静电容量的变化而检测外部输入和外部 状态的变化、物质的存在等的技术。静电容量方式的感测技术应用于非常广 泛的领域之中。例如，静电容量方式的感测技术应用于使用静电容量的变化 而检测用户的触摸的触摸检测装置、使用静电容量的变化检测物质的物位 (level)的物位检测装置、使用静电容量的变化而检测温度变化的温度检测装置 等。以下，以触摸检测装置为基准进一步详细地进行说明。但是，这目的仅 仅在于便于说明，以触摸检测装置为基准进行的说明并不排除本发明在其他 领域中的应用可能性。

触摸检测装置通过触摸垫(touch pad)(或者触摸屏(touch screen)、触摸键 (touch key)等)接收用户的输入。在触摸垫中，若存在用户的触摸，则触摸垫 上的静电容量增加(还可以设计为若存在用户的触摸，则使触摸垫上的静电 容量减少)。触控垫上的静电容量如下，当不存在触摸时，触摸垫上的静电 容量为位于触摸垫的电极和接地之间所形成的静电容量，当存在触摸时，触 摸垫上的静电容量为位于触摸垫上的电极、触摸时使用的物体(用户的手指、 触摸笔(stylus)等)与接地之间所形成的静电容量。即，触摸检测装置是依据 触摸时使用的物体的静电容量高于空气的原理制作的输入装置。

这种以往的触摸检测装置采用了使用感测频率检测触摸的方式。即，采 用了如下的方式：生成具有对应于触摸垫中的静电容量的频率(以下为“感测 频率”)的波形，并将该波形调制为时钟(clock)，且对时钟进行计数，然后使 用该计数值检测触摸。这种感测频率具有易受到CS噪声、RS噪声、无线电 噪声的影响的问题。例如，存在如下问题：根据感测频率追随噪声频率的现 象，导致感测频率无法准确地反映触摸垫的静电容量，据此触摸判断中发生 错误。

为了解决这种问题，工程师们将触摸检测装置的开发期间中的70％消耗 于回避噪声。而且，为了回避感测频率的噪声，虽然提出有在感测区间使用 多个频率的方式或改善感测算法的方式等，但是这具有增加触摸检测装置的 单价，使触摸检测装置的结构变得复杂的问题。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的在于提供一种能够借助不使用感测频率的方式检测 静电容量的变化的静电容量变化检测方法、装置及记录有执行该方法的程序 的记录介质。

而且，本发明的目的在于提供一种能够借助不使用感测频率的方式检测 触摸的触摸检测方法、装置及记录有执行该方法的程序的记录介质。

本发明的其他目的可通过以下的实施例容易地理解。

技术方案

根据为了达到上述目的的本发明的一方面，公开静电容量变化检测方法。

根据本发明的优选的一实施例，在检测测量对象电容器(capacitor)上的静 电容量的变化的方法中，提供一种静电容量变化检测方法，其特征在于，包 括如下步骤：向标准电容器(reference capacitor)施加电源，以对所述标准电容 器进行充电；当所述标准电容器上的电压超过上位临界电压时，中断所述标 准电容器的充电，其中，所述上位临界电压为低于所述电源的电压；将所述 标准电容器的电荷中的一部分共享到所述测量对象电容器；将共享到所述测 量对象电容器的电荷中的至少一部分进行放电；重复执行将所述标准电容器 的电荷中的一部分共享到所述测量对象电容器的步骤和将共享到所述测量对 象电容器的电荷中的至少一部分进行放电的步骤中的至少一个步骤；当所述 标准电容器上的电压小于下位临界电压时，中断所述共享和放电；使用所述 共享次数和放电次数中的至少一个检测所述测量对象电容器上的静电电容的 变化。

在此，向标准电容器施加电源，以对所述标准电容器进行充电的步骤至 当所述标准电容器上的电压小于下位临界电压时，中断所述共享和放电的步 骤，可通过对于所述标准电容器上的电压和所述上位临界电压的比较结果及 所述标准电容器上的电压和所述下位临界电压的比较结果的逻辑运算被控 制。

而且，所述逻辑运算可根据SR锁存器(latch)执行。

并且，向所述标准电容器施加电源，以对所述标准电容器进行充电的步 骤可在所述标准电容器的放电被切断的状态下执行。

而且，向所述标准电容器施加电源，以对所述标准电容器进行充电的步 骤可包括如下步骤：将所述标准电容器上的电压与所述上位临界电压和下位 临界电压进行比较；将与所述上位临界电压的比较结果进行反相(inverting)； 对于所述下位临界电压和被反相的所述上位临界电压的比较结果进行逻辑运 算；基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器上的电压处于所述上位临 界电压和下位临界电压之间时，维持所述标准电容器的充电，并维持切断所 述标准电容器的放电。

而且，还可以包括步骤：基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器 上的电压超过所述上位临界电压时，中断所述标准电容器的充电，开始所述 测量对象电容器和所述标准电容器之间的电荷的共享和共享的所述电荷的放 电。

而且，共享的所述电荷的放电可在所述电荷的共享被切断的状态下执行。

而且，共享的所述电荷的放电可根据设置在共享的所述电荷的放电路径 上的无源阻抗(passive impedance)被延迟。

而且，将所述标准电容器的电荷的一部分共享到所述测量对象电容器的 步骤和将共享到所述测量对象电容器的电荷的至少一部分进行放电的步骤可 包括如下步骤：将所述标准电容器上的电压与所述上位临界电压和所述下位 临界电压进行比较；将与所述上位临界电压的比较结果进行反相(inverting)； 对于所述下位临界电压和被反相的所述上位临界电压的比较结果进行逻辑运 算；基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器上的电压处于所述上位临 界电压和下位临界电压之间时，维持所述测量对象电容器和所述标准电容器 之间的电荷共享及共享的所述电荷的放电，维持切断向所述标准电容器的电 荷供应。

而且，基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器上的电压小于所述 下位临界电压时，中断所述测量对象电容器和所述标准电容器之间的电荷共 享及共享的所述电荷的放电，在所述标准电容器的放电被切断的状态下，可 以开始所述标准电容器的充电。

而且，还包括对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的步 骤，对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的步骤可根据使所 述标准电容器的充电中断的信号开始执行。

而且，还包括对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的步 骤，对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的步骤可根据共享 所述电荷并将共享的所述电荷放电的信号开始执行。

而且，在向所述标准电容器施加电源，以对所述标准电容器进行充电的 步骤之前还可以包括重置(reset)所述标准电容器的步骤。

所述静电容量变化检测方法中的至少一个可包含于触摸检测方法之中。 即，可使用所述静电容量变化检测方法中的其中一个来检测触摸。

根据本发明的另一侧面，提供一种静电容量变化检测装置。

根据本发明的优选的一实施例，在检测测量对象电容器(capacitor)上的静 电容量的变化的装置中，提供一种静电容量变化检测装置，其特征在于，包 括：测量对象电容器；标准电容器(reference capacitor)；充放电控制单元，向 标准电容器(reference capacitor)施加电源，以对所述标准电容器进行充电；当 所述标准电容器上的电压超过上位临界电压时，中断所述标准电容器的充电， 其中，所述上位临界电压为低于所述电源的电压；当所述标准电容器上的电 压超过上位临界电压时，在向所述标准电容器的电荷供应被切断的状态下， 执行至少一次的将所述标准电容器的电荷中的一部分共享到所述测量对象电 容器，将共享到所述测量对象电容器的电荷中的至少一部分进行放电；当所 述标准电容器上的电压小于下位临界电压时，中断所述共享和放电；静电容 量变化检测单元，使用所述共享次数和放电次数中的至少一个检测所述测量 对象电容器上的静电容量的变化。

在此，所述充放电控制单元可基于对于所述标准电容器上的电压和所述 上位临界电压的比较结果及所述标准电容器上的电压和所述下位临界电压的 比较结果的逻辑运算控制所述标准电容器的充电、所述电荷的共享和共享的 电荷的放电、所述共享和共享的电荷的放电的中断。

而且，所述充放电控制单元可包括执行所述逻辑运算的SR锁存器 (latch)。

而且，所述充放电控制单元可以在所述标准电容器的放电被切断的状态 下，向所述标准电容器施加电源而使所述标准电容器充电。

而且，所述充放电控制单元可将所述标准电容器上的电压与所述上位临 界电压和下位临界电压进行比较，并将与所述上位临界电压的比较结果进行 反相(inverting)，对于所述下位临界电压和被反相的所述上位临界电压的比较 结果进行逻辑运算，并基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器上的电 压处于所述上位临界电压和下位临界电压之间时，通过维持所述标准电容器 的充电并维持所述标准电容器的放电的切断来对所述标准充电器进行充电。

而且，所述充放电控制单元还可以基于所述逻辑运算的结果，当所述标 准电容器上的电压超过所述上位临界电压时，中断所述标准电容器的充电， 开始所述测量对象电容器和所述标准电容器之间的电荷的共享和共享的所述 电荷的放电。

而且，所述充放电控制单元在切断所述电荷共享的的状态下，可使共享 的所述电荷放电。

而且，所述充放电控制单元可包括设置在共享的所述电荷的放电路径上 而延迟共享的所述电荷的放电的无源阻抗(passive impedance)。

而且，所述充放电控制单元将所述标准电容器上的电压与所述上位临界 电压以及所述下位临界电压进行比较；并将与所述上位临界电压的比较结果 进行反相(inverting)；且对于所述下位临界电压和被反相的所述上位临界电压 的比较结果进行逻辑运算；并基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器 上的电压处于所述上位临界电压和下位临界电压之间时，维持所述测量对象 电容器和所述标准电容器之间的电荷共享及共享的所述电荷的放电，并通过 维持切断向所述标准电容器的电荷供应，可以将所述标准电容器的电荷的一 部分共享到所述测量对象电容器，且可以将共享到所述测量对象电容器的电 荷中的一部分进行放电。

而且，所述充放电控制单元可基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电 容器上的电压小于所述下位临界电压时，中断所述测量对象电容器和所述标 准电容器之间的电荷共享及共享的所述电荷的放电，在所述标准电容器的放 电被切断的状态下，可以开始所述标准电容器的充电。

而且，还包括对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的计 数单元，所述计数单元可根据使所述标准电容器的充电中断的信号被启用 (enable)。

而且，还包括对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的计 数单元，所述计数单元可根据共享所述电荷并将共享的所述电荷放电的信号 被启用。

而且，所述充放电控制单元可以在所述标准电容器充电之前重置(reset) 所述标准电容器。

前述的静电容量变化检测装置中的至少一个可包含于触摸检测装置之 中。即，可使用前述的静电容量检测装置中的至少一个来实现触摸检测装置。

根据本发明的又一侧面，提供记录有用于实现静电容量变化检测方法的 程序的记录介质。

根据本发明的优选的一实施例，在记录有用于实现检测测量对象电容器 (capacitor)上的静电容量的变化的方法的程序的记录介质中，提供一种记录有 用于实现静电容量变化检测方法的程序的记录介质，其特征在于，包括如下 步骤：向标准电容器(reference capacitor)施加电源，以对所述标准电容器进行 充电；当所述标准电容器上的电压超过上位临界电压时，中断所述标准电容 器的充电，其中，所述上位临界电压为低于所述电源的电压；将所述标准电 容器的电荷中的一部分共享到所述测量对象电容器；将共享到所述测量对象 电容器的电荷中的至少一部分进行放电；当所述标准电容器上的电压小于下 位临界电压时，中断所述共享和放电；使用所述共享次数和放电次数来检测 所述测量对象电容器上的静电电容的变化，其中，所述共享步骤及放电步骤 重复至少一次。

在此，向标准电容器施加电源，以对所述标准电容器进行充电的步骤至 当所述标准电容器上的电压小于下位临界电压时，中断所述共享和放电的步 骤中，可通过对于所述标准电容器上的电压和所述上位临界电压的比较结果 及所述标准电容器上的电压和所述下位临界电压的比较结果的逻辑运算被控 制。

而且，所述逻辑运算可根据SR锁存器(latch)执行。

并且，向所述标准电容器施加电源，以对所述标准电容器进行充电的步 骤可在所述标准电容器的放电被切断的状态下执行。

而且，向所述标准电容器施加电源，以对所述标准电容器进行充电的步 骤可包括如下步骤：将所述标准电容器上的电压与所述上位临界电压和下位 临界电压进行比较；将与所述上位临界电压的比较结果进行反相(inverting)； 对于所述下位临界电压和被反相的所述上位临界电压的比较结果进行逻辑运 算；基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器上的电压处于所述上位临 界电压和下位临界电压之间时，维持所述标准电容器的充电，并维持切断所 述标准电容器的放电。

而且，还可以包括步骤：基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器 上的电压超过所述上位临界电压时，中断所述标准电容器的充电，开始所述 测量对象电容器和所述标准电容器之间的电荷的共享和共享的所述电荷的放 电。

而且，共享的所述电荷的放电可在所述电荷的共享被切断的状态下执行。

而且，所述共享的电荷的放电可根据设置在共享的所述电荷的放电路径 上的无源阻抗(passive impedance)被延迟。

而且，将所述标准电容器的电荷的一部分共享到所述测量对象电容器的 步骤和将共享到所述测量对象电容器的电荷的至少一部分进行放电的步骤可 包括如下步骤：将所述标准电容器上的电压与所述上位临界电压以及所述下 位临界电压进行比较；将与所述上位临界电压的比较结果进行反相 (inverting)；对于所述下位临界电压和被反相的所述上位临界电压的比较结果 进行逻辑运算；基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器上的电压处于 所述上位临界电压和下位临界电压之间时，维持所述测量对象电容器和所述 标准电容器之间的电荷共享及共享的所述电荷的放电，维持切断向所述标准 电容器的电荷供应。

而且，基于所述逻辑运算的结果，当所述标准电容器上的电压小于所述 下位临界电压时，中断所述测量对象电容器和所述标准电容器之间的电荷共 享及共享的所述电荷的放电，在所述标准电容器的放电被切断的状态下，可 以开始所述标准电容器的充电。

而且，还包括对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的步 骤，对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的步骤可根据使所 述标准电容器的充电中断的信号开始执行。

而且，还包括对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的步 骤，对于所述共享次数和放电次数中的至少一个进行计数的步骤可根据共享 所述电荷并将共享的所述电荷放电的信号开始执行。

而且，在向所述标准电容器施加电源，以将所述标准电容器充电的步骤 之前还可以包括重置(reset)所述标准电容器的步骤。

前述的静电容量变化检测方法中的其中一个可包含于触摸检测方法之 中。即，可使用前述的静电容量变化检测方法中的其中一个来检测触摸。

发明效果

如以上说明，根据本发明提供的静电容量变化检测方法、装置及记录有 执行该方法的程序的记录介质，可通过使用电荷共享次数或共享的电荷的放 电次数而不是使用感测频率来检测静电容量的变化，由此在检测静电容量变 化时，具有可排除噪声引起的影响的优点。

而且，根据本发明提供的静电容量变化检测方法、装置及记录有执行该 方法的程序的记录介质，可通过使用在电荷共享区间内的系统(system)时钟的 数而不是使用感测频率来检测静电容量的变化，由此在检测静电容量变化时， 具有可排除噪声引起的影响的优点。

而且，根据本发明提供的触摸检测方法、装置及记录有执行该方法的程 序的记录介质，可通过使用电荷共享次数、共享的电荷的放电次数或者系统 时钟的数而不是使用感测频率来检测触摸，由此在检测触摸时，具有可排除 噪声引起的影响的优点。

附图说明

图1为示出根据本发明优选的一实施例的静电容量变化检测装置的组成 的电路图。

图2为用于说明图1的静电容量变化装置的动作的时序图。

图3为示出根据本发明另一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。

图4为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。

图5为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。

图6为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。

图7为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。

图8为用于说明图7的静电容量变化检测装置的动作的时序图。

图9为示出根据本发明另一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。

图10为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的 电路图。

图11为执行根据本发明优选的一实施例的静电容量变化检测方法的流 程的流程图。

图12为执行根据本发明另一实施例的静电容量变化检测方法的流程的 流程图。

图13为执行根据本发明又一实施例的静电容量变化检测方法的流程的 流程图。

具体实施方式

本发明可以进行多样的变更，可具有多种实施例，因此在图中例示特定 实施例，并详细进行说明。但是，这并不是要将本发明限定于特定实施方式， 本发明应被理解为包含本发明的思想和技术范围所包含的所有变更和等同物 或替代物。

在对各个附图进行说明时，对类似的构成要素使用了类似的附图标记。 在对本发明进行说明的过程中，当判断为对相关公知技术的具体说明会混淆 本发明的主旨时，省略其具体说明。

第一、第二等术语可以在对各种构成要素进行说明时使用，但所述构成 要素并不能被所述术语限定。使用所述术语的目的仅在于将一个构成要素与 其他构成要素进行区分。

例如，在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一构成要素可以命名为 第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。

术语“和/或”包括多个相关记载的项目的组合或多个相关记载的项目中 的某个项目。

当描述为某个构成要素“连结到”或“连接到”其他构成要素时，可能是某 个构成要素直接连结到或连接到其他构成要素，但还应该理解为中间可能存 在其他构成要素。

反之，当描述为某个构成要素“直接连结到”或“直接连接到”其他构成要 素时，应该理解为中间不存在其他构成要素。

本申请中使用的术语仅是为了说明特定实施例而使用的，其意图并不在 于限定本发明。

根据上下文没有明显的不同时，对于单数的描述包括复数的含义。本申 请中，“包括”、“具有”等术语是为了指定说明书中记载的特征、数字、步骤、 动作、构成要素、部件或其组合的存在，并不能理解为预先排除一个或一个 以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或附 加可能性。

只要没有不同的定义，包括技术或科学术语在内的在此使用的所有术语， 与本发明所属的技术领域内具有普通知识的技术人员的通常理解具有相同的 意思。

诸如在一般使用的词典中被定义的术语应解释为具有与根据相关技术的 上下文所具有的意思相一致的意思，只要本申请没有明确地进行定义，就不 应解释为理想化或过度地加以形式化的意思。

以下说明中使用的所谓“静电容量变化的检测”的术语，可包括“静电容量 的测量”的意思。即，可使用以下说明的“计数值”测量出测量对象电容器Cx 的绝对的静电容量。而且，可使用“计数值”实现相对的静电容量的测量。这 种静电容量变化的检测还可以适用于触摸、温度、物位的测量以及触摸检测、 温度变化检测、物位的检测等。

首先，参照图1对于本发明中检测到静电容量的变化的原理进行说明。

图1为示出根据本发明优选的一实施例的静电容量变化检测装置的组成 的电路图。

本发明中，可采用电荷共享方式(或者，电荷传输技术)检测静电容量 的变化。参照图1，标准电容器C_ref(reference capacitor)被充电至事先设定的上 位临界电压(V_DD2/3)。然后，使用测量对象电容器C_X使充电至标准电容器C_ref的电荷被放电至预设的下位临界电压(V_DD1/4)。为了使标准电容器C_ref被放电 至下位临界电压(1/4V_DD)，可执行至少一次的借助测量对象电容器C_X的放电。 此时，放电次数可根据测量对象电容器C_X的静电容量变化。即，测量对象电 容器CX的静电容量越大，则可通过越少次数的放电使标准电容器C_ref达到下 位临界电压(1/4V_DD)。据此，可使用借助测量对象电容器C_X的标准电容器C_ref的放电次数来检测静电容量的变化。在上述说明中，上位临界电压(V_DD2/3) 和下位临界电压(V_DD1/4)不过是为了便于说明的示例，其数值并不能限制本发 明的范围。而且，上位临界电压(V_DD2/3)和下位临界电压(V_DD1/4)可以是正电 压、负电压或“0”中的其中一个。而且，上位临界电压(V_DD2/3)可以是小于电 源(V_DD)的任意的电压。

以下，参照图1对于本发明的静电容量变化检测装置的结构和作用进行 具体的说明。

参照图1，根据本发明优选的一实施例的静电容量变化检测装置1可包 括标准电容器C_ref、测量对象电容器C_X、充放电控制单元100、计数单元200、 静电容量变化检测单元300。

标准电容器C_ref可具有由设计者任意设定的静电容量。优选地，标准电 容器C_ref选择大于测量对象电容器C_X的静电容量。据此，更多的电荷被充电 至标准电容器C_ref，因此借助测量对象电容器C_X的放电次数有可能增多。因 此，通过使标准电容器C_ref的静电容量设定为大于测量对象电容器C_X的静电 容量，可提供更高的分辨能力。

测量对象电容器C_X的静电容量可根据外部环境的变化而变化。外部环境 的变化可包括例如用户发起的触摸、物体的靠近、温度的变化等。即，外部 环境的变化可包括引发测量对象电容器C_X的静电容量的变化的所有要因。

当静电容量变化检测装置1被应用于触摸检测装置时，测量对象电容器 C_X的静电容量可以与触摸垫上的静电容量相等。

而且，当静电容量变化检测装置1被应用于物位检测装置时，测量对象 电容器C_X的静电容量可以与为检测物位而设置的电极上的静电容量相等。

而且，当静电容量变化检测装置1应用于温度检测装置时，测量对象电 容器C_X的静电容量可以与设置在给定位置而根据温度的变化而提供静电容 量的变化的电极上的静电容量相等。

上述的触摸检测装置、物位检测装置以及温度检测装置仅仅是示例性的， 测量对象电容器C_X可以与静电容量根据外部环境的变化而变化的所有因素 中的其中一个相等。

充放电控制单元100可以控制标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X的充 电和放电。充放电控制单元100可以包括第一比较器110、第二比较器120、 SR锁存器130(SR latch)、第一时钟单元140、第二时钟单元150、第一开 关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第七开关SW7。

第一比较器110的反转输入端(-)可通过节点a与标准电容器V_ref的正 极连接。而且，第一比较器110的非反转输入端(+)可与上位临界电压(2/3V_DD) 连接。而且，第一比较器110的输出端上可连接反相器111(invertor)。

因此，第一比较器110在标准电容器C_ref上的电压V_ref小于上位临界电 压(2/3V_DD)时可输出高电平的信号(逻辑“1”)，在标准电容器C_ref上的电压 V_ref大于上位临界电压(2/3V_DD)时可输出低电平的信号(逻辑“0”)。而且，该 输出可以被反相器111反相。

与图1所示不同，通过使标准电容器V_ref的正极连接到第一比较器110 的非反转输入端(+)，并使上位临界电压(2/3V_DD)连接到第一比较器110的 反转输入端(-)，由此省略反相器110。

以下，逻辑“1”被标记为“1”，在此“1”可以是由设计者设定的任意的电压。 而且，逻辑“0”被标记为“0”，在此“0”可以是由设计者设定的任意的电压。

第二比较器120的反转输入端(-)可经由节点a与标准电容器V_ref的正 极连接。而且，第二比较器120的非反转输入端(+)可与下位临界电压(1/4V_DD) 连接。

由此，第二比较器120在标准电容器C_ref上的电压V_ref小于下位临界电 压(1/4V_DD)时可输出高电平的信号(逻辑“1”)，在标准电容器上C_ref上的 电压V_ref大于下位临界电压(1/4V_DD)时可输出低电平的信号(逻辑“0”)。

与图1所示不同，第二比较器120的非反转输入端(+)可连接标准电容 器V_ref的正极，反转输入端(-)可连接下位临界电压(1/4V_DD)，第二比较器 120的输出端上可连接反相器。

SR锁存器130的设置输入端(S，Set input)可通过反相器111连接到第一 比较器110的输出端，SR锁存器130的重置输入端(R，Reset input)可连接到 第二比较器120的输出端。而且，SR锁存器130可根据公知的工作原理生成 对应于设置输入端S和重置输入端R的输入的输出。

具体来讲，SR锁存器130在(S＝1、R＝0)时，输出(Q＝1、Q’＝0)， 若在(Q＝1、Q’＝0)的状态下转移至(S＝0、R＝0)的状态，则可以维持之前 的输出(Q＝1、Q’＝0)。而且，SR锁存器130在(S＝0、R＝1)时，输出(Q＝0、 Q’＝1)，若在(Q＝0、Q’＝1)的状态下转移至(S＝0、R＝0)的状态，则可以 维持之前的输出(Q＝0、Q’＝1)。这种SR锁存器130的输出Q、Q’可使用为 控制标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X的充电和放电的信号。关于此的具 体事项将在后面描述。

第一时钟单元140在SR锁存器130的正常输出Q达到1时被启用而可 以输出用于接通/断开第一开关SW1的时钟ck1。

第二时钟单元150在SR锁存器130的正常输出Q达到1时被启用而可 以输出用于接通/断开第二开关SW2的时钟ck2。

第一开关SW1可根据第一时钟单元140的时钟ck1被接通/断开。例如， 在从时钟ck1接收到高电平时，第一开关SW1可以被接通，在从时钟ck1接 收到低电平时，第一开关SW1可以被断开。

当第一开关SW1被接通时，被充电至标准电容器C_ref的电荷可经由第一 开关SW1而与测量对象电容器C_X共享。而且，当第一开关SW1被断开时， 标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X之间的电荷移动(或共享)可以被切断。 这种第一开关SW1可由场效应晶体管(MOSFET)构成。但是，只要是能够根 据时钟ck1的高电平/低电平控制接通/断开，则可包含于本发明的第一开关 SW1。

第二开关SW2可根据第二时钟单元150的时钟ck2被接通/断开。例如， 在从时钟ck2接收到高电平时，第二开关SW2可以被接通，在从时钟ck2接 收到低电平时，第二开关SW2可以被断开。

当第二开关SW2被接通时，被充电至测量对象电容器C_X的电荷可经由 第二开关SW2被放电。而且，当第二开关SW2被断开时，测量对象电容器 C_X的放电可以被中断。这种第二开关SW2可由场效应晶体管(MOSFET)构成。 但是，只要是能够根据时钟ck2的高电平/低电平控制接通/断开，则可包含于 本发明的第二开关SW2。

第七开关SW7可以与标准电容器C_ref和第一开关SW1并联连接。通过 第七开关SW7的接通，标准电容器C_ref可以被放电(或者重置(reset))。 如所周知，对于SR锁存器130的状态来说，当最初的输入为(S＝0、R＝0) 时，即便之后的输入为设置输入(S＝1、R＝0)或重置输入(S＝0、R＝1)，SR锁存 器130的状态也不会变化。根据不同情形，在静电容量变化检测装置1被施 加电源，并被初始化的状态下，标准电容器C_ref上的电压V_ref可能处于上位临 界电压(2/3V_DD)和下位临界电压(1/4V_DD)之间。这可在静电容量变化检测装置 1在标准电容器C_ref上的电压V_ref处于上位连接电压(2/3V_DD)和下位临界电压 (1/4V_DD)之间的状态下被关闭并再次被开启时发生。据此，当静电容量变化检 测装置1被施加电源时，作为初始化作业，通过第七开关SW7的接通，标准 电容器C_ref可以被放电(或重置(reset))。第七开关SW7可以根据被设定 为初始化条件的任意的控制信号(未图示)被接通或断开。即，静电容量变 化检测装置1被施加电源时，可通过使第七开关SW7仅在给定时间内接通， 据此标准电容器C_ref可以被放电(或重置)。

图1中，标准电容器C_ref的一端、测量对象电容器C_X的一端、第二开关 SW2和第七开关SW7的一端连接于接地。与此不同，标准电容器C_ref的一端、 测量对象电容器C_X的一端、第二开关SW2的一端、第七开关SW7的一端还 可以连接到任意的基准电压上。而且，第二开关SW2的一端和第七开关SW7 的一端还可以连接于用于使测量对象电容器C_X放电的任意的电压源或电流 源。

第三开关SW3可根据SR锁存器130的补充输出Q’而接通/断开。具体 来讲，当SR锁存器130的补充输出Q’变成“1”时，第三开关SW3可以被接 通。与此不同，当SR锁存器130的补充输出Q’变成“0”时，第三开关SW3 可以被断开。

第三开关SW3被导通时，标准电容器C_ref可以由电压源V_DD充电。这种 第三开关SW3可由场效应晶体管形成。只要可通过补充输出Q’控制接通/断 开，则可包含于本发明的第二开关SW2。

计数单元200接收第二时钟单元150的时钟ck2，并可对接收的时钟进 行计数。据此，在标准电容器C_ref从上位临界电压(2/3V_DD)被放电至下位临界 电压(1/4V_DD)期间的放电次数(或者共享次数)可以被计数。此时，被计 数的计数启用(count enable)区间可由SR锁存器130的正常输出Q控制。即， 计数单元200根据正常输出Q＝1被启用，从而可对于第二时钟单元150的时 钟ck2进行计数。而且，计数单元200可以根据正常输出Q＝0被禁用(disable) 而中断计数。而且，对应于正常输出Q＝0，计数单元200可以将计数值传递 给静电容量变化检测单元300。

静电容量检测单元300可使用来自计数单元200的计数值来检测静电容 量的变化。例如，当测量对象电容器C_X的静电容量增加时，计数值可以被减 小。静电容量变化检测单元300可通过检测计数值的减小来检测测量对象电 容器C_X上的静电容量的变化。与此不同，还可以将计数值作为函数而计算测 量对象电容器C_X的绝对的静电容量。

图1为从微分方式检测静电容量的变化的实施例。与此不同，还可以使 用积分方式检测静电容量的变化。此时，标准电容器C_ref和测量对象电容器 C_X之间的电荷共享路径上可设置无源阻抗。而且，第一开关SW1可以被切 换为直至测量对象电容器C_X被充电至预定的电压为止。而且，直到测量对象 电容器C_X被充电至预定的电压为止，第一开关SW1的切换次数可以被计数。 而且，可使用该计数值来检测测量对象电容器C_X的静电容量的变化。此时， 第二开关SW2可以应用于测量对象电容器C_X被充电至预定的电压之后，重 置测量对象电容器C_X。

当如上的静电容量变化检测装置应用于触摸检测装置时，触摸检测装置 检测静电容量的变化并可使用静电容量的变化判断触摸与否。例如，由于触 摸导致触摸垫上的静电容量C_X增加时，计数单元200上的计数值可以减小。 据此，当计数值减小预设值以上时，触摸检测装置可以判断为存在触摸。而 且，触摸检测装置可使用计数值来读取发生触摸的坐标。

而且，当如上的静电容量变化检测装置应用于物位检测装置时，可根据 物体靠近设置在物位检测装置的电极，电极上的静电容量C_X增加。此时，当 计数值减小预设值以上时，物位检测装置可以判断为物体的物位接近电极。 此时，物位检测装置还可以利用计数值来算出物体的物位。

而且，当如上的静电容量变化检测装置应用于温度检测装置时，可通过 设置在温度检测装置的电极周边温度的增加，电极上的静电容量C_X增加。此 时，温度检测装置可使用计数值的变化来检测温度变化。或者温度检测装置 可使用计数值来算出温度。

以下，参照图1和图2对基于图1的静电容量变化检测装置中的状态的， 静电容量变化检测装置的具体动作进行说明。通过以下说明，图1的静电容 量变化检测装置的动作将变得更加明确。

图2为用于说明图1的静电容量变化装置的动作的时序图。以下，为了 便于说明，以静电容量变化检测装置的状态为基准进行说明。而且，为了便 于说明，对于与前述事项重复的事项进行省略或简化。

-第一状态S1-

首先，假设标准电容器C_ref在第一状态S1之前被重置。由于被重置的标 准电容器C_ref的电压V_ref为“0”，因此第一比较器110可以输出高电平(1)。 而且，SR锁存器130的设置输入端S可经由反相器111接收“0”。而且，由 于标准电容器C_ref的电压V_ref为“0”，因此第二比较器110可输出高电平(1)。 据此，SR锁存器130的重置输入端R可接收“1”。据此，SR锁存器130的输 出可以是(Q＝0、Q’＝1)。而且，在标准电容器C_ref的电压V_ref为“0”和下位 临界电压1/4V_DD的第一状态S1下，SR锁存器130的输出可以维持(Q＝0、 Q’＝1)。由于Q’＝1，因此第三开关SW3可以被接通。

据此，标准电容器C_ref在第一状态S1下可由电压源V_DD被充电至下位临 界电压1/4V_DD。此时，由于Q＝0，因此第一开关SW1和第二开关SW2可以 处于被断开的状态。

-第二状态S2-

在第二状态S2下，标准电容器C_ref上的电压V_ref可处于下位临界电压 1/4V_DD和上位临界电压2/3V_DD之间。据此，根据比较器110输出“1”，SR锁 存器130的设置输入端S可接收“0”。而且，根据第二比较器120输出“0”， SR锁存器130的重置输入端R可接收“0”。根据前述本SR锁存器130的工 作原理，SR锁存器130可以维持第一状态下的(Q＝0、Q’＝1)。

据此，标准电容器C_ref在第二状态S2下可由电压源V_DD被充电至上位临 界电压2/3V_DD。此时，由于Q＝0，因此第一开关SW1和第二开关SW2可处 于被断开的状态。

-第三状态S3-

在第三状态S3下，标准电容器C_ref上的电压V_ref可大于上位临界电压 2/3V_DD。据此，根据第一比较器110输出“0”，SR锁存器130的设置输入端S 可接收“1”。而且，根据第二锁存器120输出“0”，SR锁存器130的重置输入 端R可接收“0”。据此，SR锁存器130可输出(Q＝1、Q’＝0)。

根据标准电容器C_ref上的电压V_ref超过上位临界电压2/3V_DD的同时立即 变成Q’＝0，第三开关SW3被断开，因此标准电容器C_ref可以被充电至无限接 近上位临界电压2/3V_DD。由于Q＝1，因此第一时钟单元140和第二时钟单元 150可以被启用。即，Q＝1可以造成可使第一时钟单元140和第二时钟单元 150分别输出时钟ck1、ck2的状态。据此，可以开始标准电容器C_ref上的电 荷的与测量对象电容器C_X的共享和测量对象电容器C_X上的电荷的放电。对 此的具体事项将在第四状态S4中描述。对应于Q＝1，计数单元200可以被启 用。

-第四状态S4-

此时，标准电容器C_ref上的电压V_ref可处于上位临界电压2/3V_DD和下位 临界电压1/4V_DD之间。据此，SR锁存器130的设置输入端S可接收“0”，SR 锁存器130的重置输入端可接收“0”。据此，在第四状态S4下，SR锁存器130 可以维持(Q＝1、Q’＝0)的状态。当第一开关SW1根据时钟ck1的高电平被 接通时，标准电容器C_ref上的电荷可以与测量对象电容器C_X共享。通过共享， 标准电容器C_ref上的电荷减少，由此标准电容器C_ref上的电压V_ref可以减小。

共享电荷之后，对应于低电平的时钟ck1，第一开关SW1被断开，对应 于高电平的时钟ck2，第二开关SW2可以被接通。据此，经由第二开关SW2， 被充电至测量对象电容器C_X上的电荷可以被放电。此时，由于第三开关SW3 和第一开关SW1被断开，标准电容器C_ref上的电荷可以被维持。图2中虽然 示出为在时钟ck2为高电平的区间，测量对象电容器C_X上的电荷全部被放电， 但可以通过调整时钟ck2维持高电平的时间，由此调整为使被充电于测量对 象电容器C_X的电荷中的一部分或全部被放电。

如上所述，在第一开关SW1被接通、第二开关SW2被断开、第三开关 SW3被断开时，标准电容器C_ref上的电荷可以与测量对象电容器C_X共享，在 第一开关SW1被断开、第二开关SW2被接通、第三开关SW3被断开时，测 量对象电容器C_X上的电荷可以被放电。

随着重复执行标准电容器C_ref上的电荷的与测量对象电容器C_X的共享和 测量对象电容器C_X上的电荷的放电，标准电容器C_ref上的电压V_ref可以被减 小。为了使图更加简略，仅对于各个时钟ck1、ck2的两个高电平详细示出标 准电容器C_ref上的电压V_ref，而剩余的区间用虚线进行了表示。在剩余的区间， 标准电容器C_ref上的电压V_ref也可以具有在时钟ck1为高电平时减小，在时钟 ck2高电平的区间维持的形态。而且，对于测量对象电容器C_X的充电和放电 次数可以是一次以上。

在电荷共享区间(a)内，计数单元200因Q＝1被启用，由此可以对标 准电容器C_ref上的电荷的与测量对象电容器C_X的共享或测量对象电容器C_X上的电荷的放电次数进行计数。这可以通过计数单元200在电荷共享区间(a) 内对时钟ck1或时钟ck2进行计数而实现。

在此，时钟ck1、ck2的频率可以互不相同。而且，时钟ck1、ck2的顺 序可以变更。但是，与图2不同，首先施加时钟ck2的高电平时，通过将测 量对象电容器C_X上的电荷全部放电，可以重置测量对象电容器C_X。据此， 与结束电荷共享区间时测量对象电容器C_X上是否残留有电荷无关地，可在相 同的条件下测量静电容量变化。优选地，为了重置，与电荷共享区间(a)的 开始同时初次施加的时钟ck2，在能够将测量对象电容器C_X上的电荷全部放 电的足够的时间内维持高电平。

-第五状态S5-

根据标准电容器C_ref上的电荷的与测量对象电容器C_X的共享和测量对象 电容器C_X上的电荷的放电持续进行，标准电容器C_ref上的电压V_ref可能低于 下位临界电压。此时，SR锁存器130的设置输入端S可接收“0”。而且，SR 锁存器130的重置输入端R可接收“1”。据此，SR锁存器130的输出可以是 (Q＝0、Q’＝1)。由于Q＝0，因此第一时钟单元140和第二时钟单元150分 别被禁用，从而可中断时钟ck1、ck2的输出。而且，对应于从Q＝1转移至 Q＝0，由计数单元200在电荷共享区间内对时钟ck1或ck2计数而生成的计数 值可被传递至静电容量变化检测单元300。而且，由于Q’＝1，因此第三开关 SW3可以被接通。据此，标准电容器C_ref可在达到下位临界电压1/4V_DD的瞬 间立即开始充电。

基于上述的原理，静电容量的状态变化可重复S2-S5。即，标准电容器 C_ref上的电压V_ref将在上位临界电压2/3V_DD和下位临界电压1/4V_DD之间重复 充电和放电。而且，静电容量变化检测单元300还可以使用在电荷共享期间 (a)内的时钟ck1或ck2的计数值检测静电容量的变化与否。

而且，当静电容量变化检测装置1应用到触摸检测装置时，可使用时钟 ck1或ck2的计数值来判断触摸与否，且可以判断发生触摸的坐标。例如，S2’、 S3’、S3’、S4’和S5’可以是发生触摸的区间。当发生触摸时，可以增加测量 对象电容器C_X的静电容量。因此，在每次共享时，可以使标准电容器C_ref上 的更多的电荷移动至测量对象电容器C_X。据此，当测量对象电容器C_X的静 电容量增加时，标准电容器C_ref上的电荷可以以更快的速度减少。即，标准 电容器C_ref上的电压V_ref可以以更快的速度减小。据此，电荷共享区间(b) 可以被缩小。因此，在电荷共享区间(b)中的针对时钟ck1或ck2的计数值 可被减小。根据这种计数值的变化，触摸检测装置可判断触摸与否。

而且，当静电容量变化检测装置1应用到物位检测装置时，可利用时钟 ck1或ck2的计数值检测或算出物质的物位。

而且，当静电容量变化检测装置1应用到温度检测装置时，可利用时钟 ck1或ck2的计数值检测或算出温度变化。

根据这种静电容量变化检测装置，可以仅通过两个比较器、一个SR锁 存器、两个时钟单元实现用于检测和测量静电容量的变化的系统。据此，可 极大地节省静电容量变化检测装置的生产费用。而且，在检测到静电容量的 变化时，由于不会使用感测频率，因此可排除噪声引起的影响。

图1所示的关于充放电控制单元100的电路仅仅是示例性的。因此，只 要是能够以上述方式控制标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X的充放电的电 路，则均属于本发明的范围之内。即，只要是可以控制为，将标准电容器C_ref充电至上位临界电压，且在完成充电时，使用测量对象电容器使标准电容器 放电至少一次，直至变为下位临界电压，在完成放电时，开始标准电容器C_ref的充电，则均属于本发明的充放电控制单元100。而且，充放电控制单元100 可以由一个芯片实现，并使用执行如上的充放电控制算法的程序来控制标准 电容器C_ref和测量对象电容器C_X的充放电。

以下，参照图3，对于本发明另一实施例的静电容量变化检测装置进行 说明。

图3为示出根据本发明另一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。为了明确本发明的要旨，对于与图1的说明重复的事项的说明进行省 略或简化。

参照图3，计数单元200接收第一时钟单元140的时钟ck1，并可以在电 荷共享区间(a)、(b)(参照图2)内对于所接收的时钟ck1进行计数。只 有在电荷共享区间(a)、(b)(参照图2)，SR锁存器130的正常输出Q 才可以输出“1”。据此，计数单元200因Q＝1而被启用，可在电荷共享区间(a)、 (b)(参照图2)内对于第一时钟单元140的时钟ck1进行计数。对于其他 构成的说明与参照图1进行的说明相同。而且，静电容量检测单元300可使 用对于时钟ck1的计数值来检测静电容量的变化。

以下，参照图4，对于本发明又一实施例的静电容量变化检测装置进行 说明。

图4为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。为了明确本发明的要旨，对于与图1的说明重复的事项的说明进行省 略或简化。

参照图4，计数单元200接收第二时钟单元150的时钟ck2，并可以在电 荷共享区间(a)、(b)(参照图2)内对于所接收的时钟ck2进行计数。只 有在电荷共享区间(a)、(b)(参照图2)，SR锁存器130的补充输出Q’ 才可以输出“0”。据此，计数单元200因Q’＝0而被启用，可在电荷共享区间 (a)、(b)(参照图2)内对于第二时钟单元150的时钟ck2进行计数。对 于其他构成的说明与参照图1进行的说明相同。还可以与图4所示不同，可 设计成使计数单元200在计数被启用的区间内对于第一时钟单元140的时钟 ck1进行计数。

以下，参照图5，对于本发明又一实施例的静电容量变化检测装置进行 说明。

图5为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。为了明确本发明的要旨，对于与图1的说明重复的事项的说明进行省 略或简化。

参照图5，计数单元200接收系统时钟，并可以在电荷共享区间(a)、 (b)(参照图2)内对于所接收的系统时钟进行计数。此时，作为计数启用 信号，可使用Q＝1。与图5所示不同，可以设计成计数单元200与SR锁存 器130的补充输出Q’连接，并将Q’＝0使用为计数启用信号。由于系统时钟 具有相比时钟ck1和ck2更高的频率，因此在电荷共享区间(a)、(b)(参 照图2)内可得到更高的计数值。据此，当使用系统时钟检测到静电容量的 变化时，可提供更高的分辨能力。

以下，参照图6，对于本发明又一实施例的静电容量变化检测装置进行 说明。

图6为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。为了明确本发明的要旨，对于与图1的说明重复的事项的说明进行省 略或简化。

参照图6，静电容量变化检测装置5可以在测量对象电容器C_X的放电路 径上配备无源阻抗160。无源阻抗160例如可以包括电阻器、电感器以及电 容器中的至少一种。通过无源阻抗160可调整测量对象电容器C_X的放电。即， 测量对象电容器C_X放电时，若由测量对象电容器C_X和无源阻抗160所形成 的时间常数足够大，则在放电区间(ck2为高电平的区间)内，测量对象电容 器C_X上的电荷有可能不会全部被放电。根据残留于测量对象电容器C_X上的 电荷，标准电容器C_ref上的电荷可以以更缓慢的速度被放电。据此，可通过 无源阻抗160调整电荷共享期间的长度。

当根据无源阻抗160导致电荷共享期间变长时，可以对第二时钟单元150 的时钟ck2进行足够次数的计数。据此，可提供更高的分辨能力。如上的测 量对象电容器C_X的放电路径上的无源阻抗160还可以应用于图3至图5中的 静电容量变化检测装置之中。

图1和图2至图6中，充放电控制单元100可以由一个芯片实现。此时， 电源V_DD、第一时钟单元140、第二时钟单元150、无源阻抗160中的至少一 个可以与所述芯片分开设置。通过在一个芯片上设置第一比较器110、第二 比较器120、SR锁存器130，在芯片的引脚上连接第一比较器110、第二比 较器120的各自的输入端以及SR锁存器130的输出端，并将引脚连接到开 关，可实现本发明的静电容量变化检测系统。据此，可使用包含如上的第一 比较器110、第二比较器120、SR锁存器130的芯片容易地实现本发明的静 电容量变化检测系统。

以下，参照图7，对于本发明又一实施例的静电容量变化检测装置进行 说明。

图7为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。为了明确本发明的要旨，对于与图1的说明重复的事项的说明进行省 略或简化。

参照图7，根据本发明又一实施例的静电容量变化装置6可包括标准电 容器C_ref、测量对象电容器C_X、充放电控制单元100、计数单元200、静电容 量变化检测单元300。

图7的静电容量变化装置6与图1进行比较时，充放电控制单元100和 计数单元200可能不同。

首先，第四开关SW4可在SR锁存器130的正常输出Q＝1时被接通。即， 在Q＝1的区间，测量对象电容器C_X可以被充电。

第五开关SW5可在SR锁存器130的补充输出Q’＝1时被接通。即，在 Q’＝1的区间，测量对象电容器C_X可通过放电而被重置。

计数单元200接收系统时钟，并可以在Q＝1的区间对于所接收的系统时 钟进行计数。即，计数单元200可以根据Q＝1而被启用。与此不同，还可以 设计成计数单元200将Q’＝0作为计数启用信号而使用。

静电容量变化检测单元300可使用由计数单元200在计数被启用区间对 系统时钟进行计数的值来检测静电容量的变化。

以下，参照图7和图8对基于图7的静电容量变化检测装置6中的状态 的，静电容量变化检测装置6的具体动作进行说明。

图8为用于说明图7的静电容量变化装置的动作的时序图。为了便于说 明，以静电容量变化检测装置6的状态为基准进行说明。根据下述说明，图 7的静电容量变化检测装置6的结构和动作将变得更加明确。

-第一状态S1-

首先，假设标准电容器C_ref在第一状态S1之前被重置。由于被重置的标 准电容器C_ref的电压V_ref为“0”，因此第一比较器110可以输出高电平(1)。 而且，SR锁存器130的设置输入端S可经由反相器111接收“0”。而且，由 于标准电容器C_ref的电压V_ref为“0”，因此第二比较器110可输出高电平(1)。 据此，SR锁存器130的重置输入端R可接收“1”。据此，SR锁存器130的输 出可以是(Q＝0、Q’＝1)。而且，在标准电容器C_ref的电压V_ref为“0”和下位 临界电压1/4V_DD的第一状态S1下，SR锁存器130的输出可以维持Q＝0、Q’＝1。 由于Q’＝1，因此第三开关SW3可以被接通。

据此，标准电容器C_ref在第一状态S1下可由电压源V_DD被充电至下位临 界电压1/4V_DD。此时，由于Q＝0，因此第四开关SW1可处于被断开的状态。 而且，由于Q’＝1，因此第五开关SW5可以处于被接通的状态。

-第二状态S2-

在第二状态S2下，标准电容器C_ref上的电压V_ref可处于下位临界电压 1/4V_DD和上位临界电压2/3V_DD之间。据此，根据比较器110输出“1”，SR锁 存器130的设置输入端S可接收“0”。而且，根据第二比较器120输出“0”， SR锁存器130的重置输入端R可接收“0”。根据前述本SR锁存器130的工 作原理，SR锁存器130可以维持第一状态下的(Q＝0、Q’＝1)。

据此，标准电容器C_ref在第二状态S2下可由电压源V_DD被充电至上位临 界电压2/3V_DD。此时，由于Q＝0，因此第四开关SW1可处于被断开的状态。 而且，由于Q’＝1，因此第五开关SW5可处于被接通的状态。

-第三状态S3-

在第三状态S3下，标准电容器C_ref上的电压V_ref可大于上位临界电压 2/3V_DD。据此，根据第一比较器110输出“0”，SR锁存器130的设置输入端S 可接收“1”。而且，根据第二锁存器120输出“0”，SR锁存器130的重置输入 端R可接收“0”。据此，SR锁存器130可输出(Q＝1、Q’＝0)。

根据标准电容器C_ref上的电压V_ref超过上位临界电压2/3V_DD的同时立即 变成Q’＝0，第三开关SW3被断开，因此标准电容器C_ref可以被充电至无限接 近上位临界电压2/3V_DD。

而且，由于Q’＝0，因此第五开关SW5可以被断开。并且，由于Q＝1， 因此第四开关SW4可以被接通。而且，由于Q＝1，因此计数单元200可以被 启用。通过第四开关SW4被接通，标准电容器C_ref上的电荷可以开始与测量 对象电容器C_X共享电荷。此时，由于第三开关SW3处于被断开的状态，因 此电荷朝标准电容器C_ref的供应可能会被切断。

-第四状态S4-

标准电容器C_ref上的电压V_ref可处于上位临界电压2/3V_DD和下位临界电 压1/4V_DD之间。据此，SR锁存器130的设置输入端S可接收“0”，SR锁存 器130的重置输入端可接收“0”。据此，在第四状态S4下，SR锁存器130可 以维持(Q＝1、Q’＝0)的状态。

据此，标准电容器C_ref的电荷的与测量对象电容器C_X的共享可以在整个 第四状态S4内持续。即，在第四状态S4期间，标准电容器C_ref继续放电， 测量对象电容器C_X可继续被充电。

-第五状态S5-

根据标准电容器C_ref上的电荷的与测量对象电容器C_X的共享和测量对象 电容器C_X上的电荷的放电持续进行，标准电容器C_ref上的电压V_ref可低于下 位临界电压1/4V_DD。此时，SR锁存器130的设置输入端S可接收“0”。而且， SR锁存器130的重置输入端R可接收“1”。据此，SR锁存器130的输出可以 是(Q＝0、Q’＝1)。

由于Q＝0，因此第四开关SW4可以被断开。据此，标准电容器C_ref上的 放电可以被中断。即，标准电容器C_ref上的电荷的与测量对象电容器C_X的电 荷共享可以被中断。而且，由于Q’＝1，因此第五开关SW5可以被接通。据 此，根据被充电至测量对象电容器C_X上的电荷全部被放电，测量对象电容器 C_X可以被重置。而且，由于Q’＝1，因此第三开关SW3可以被接通。据此， 标准电容器C_ref可以开始充电。而且，由于Q＝0，因此计数单元300可以被 禁用。

基于上述的原理，静电容量的状态变化可重复S2-S5。即，标准电容器 C_ref上的电压V_ref将在上位临界电压2/3V_DD和下位临界电压1/4V_DD之间重复 充电和放电。

此时，在第三状态下，由于Q＝1，因此计数单元200被启用，在第四状 态S4期间，可对于系统时钟进行计数。即，由于仅在电荷共享区间(c)Q＝1， 因此计数单元200可根据Q＝1被启用而在电荷共享区间(c)内对系统时钟 进行计数。而且，计数单元200对应于在第五状态下从Q＝1转移至Q＝0，可 以将电荷共享区间(c)内的计数值传递至静电容量变化检测单元300。

如所周知，当测量对象电容器C_X的静电容量发生变化时，电荷共享区间 (c)的长度会发生变化。据此，静电容量变化检测单元300可使用在电荷共 享区间(c)内被计数的系统时钟来检测静电容量的变化。而且，静电容量变 化检测单元300还可以使用在电荷共享区间(c)内被计数的系统时钟来算出 静电容量。

以下，参照图9对于根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置进 行说明。

图9为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的电 路图。为了明确本发明的要旨，对于与图7的说明重复的事项的说明进行省 略或简化。

参照图9，计数单元200可根据SR锁存器130的补充输出Q’被启用。 补充输出Q’可仅在电荷共享区间为“0”。据此，计数单元200可通过被设计为 根据Q’＝0启用，从而在电荷共享期间内对于系统时钟进行计数。

以下，参照图10对于根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置进 行说明。

图10为示出根据本发明又一实施例的静电容量变化检测装置的组成的 电路图。为了明确本发明的要旨，对于与图7的说明重复的事项的说明进行 省略或简化。

参照图10，静电容量变化检测装置8可以在位于标准电容器C_ref与测量 对象电容器C_X之间的电荷共享路径上配备无源阻抗160。无源阻抗160例如 可以包括电阻器、电感器以及电容器中的至少一种。通过无源阻抗160可调 整电荷共享区间(c)的长度。例如，通过在无源阻抗160增加电阻而使共享 时的时间常数足够大，使电荷共享期间(c)变长。当电荷共享期间(c)变 长时，在电荷共享期间(c)内，充分数量的系统时钟可以被计数。据此，在 检测或测量静电容量变化时，可确保足够的分辨能力。而且，优选地，为了 使标准电容器C_ref的电压容易地降低至下位临界电压1/4V_DD以下，标准电容 器C_ref的静电容量优选为大于预估的测量对象电容器C_X。据此，测量对象电 容器C_X可具有小的静电容量。因此，当测量对象电容器C_X被应用于触摸检 测装置时，可以以非常小的尺寸制作触摸垫，可以在一个芯片上设置测量对 象电容器C_X和静电容量变化检测装置。

如前述图9的说明，在图10的静电容量变化检测装置8中，计数单元 200还可以被设计为根据SR锁存器130的补充输出Q’＝0而被启用。而且， 还可以设置为无源阻抗160与电荷共享路径并联连接，且在与电荷共享路径 并联的线缆上设置专门的开关。此时，该专门的开关可以被控制为以与第四 开关SW4相同的时间接通/断开。

图7和图9至图10中，充放电控制单元100可以由一个芯片实现。此时， 电源V_DD和无源阻抗160中的至少一个可以与所述芯片分开设置。通过在一 个芯片上设置第一比较器110、第二比较器120、SR锁存器130，在芯片的 引脚上连接第一比较器110、第二比较器120的各自的输入端以及SR锁存器 130的输出端，并将引脚连接到开关，可实现本发明的静电容量变化检测系 统。据此，可使用包含如上的第一比较器110、第二比较器120、SR锁存器 130的芯片容易地实现本发明的静电容量变化检测系统。

根据如上所述的图7至图10的静电容量变化检测装置，可以仅通过两个 比较器、一个SR锁存器实现用于检测静电容量的变化的系统。据此，可极 大地节省静电容量变化检测装置的生产费用。而且，如前所述，由于在检测 到静电容量的变化时，不会使用感测频率，因此可排除噪声引起的影响。而 且，可仅通过一次的电荷共享流程就可以测量静电容量的变化。为了控制电 荷共享流程，在使用两个时钟ck1、ck2的静电容量变化检测装置中，外部噪 声可能会引起时钟的抖动。据此，有可能无法提供准确的计数值。但是，图 7至图10的静电容量变化检测装置1仅利用电荷共享流程和针对系统时钟的 计数检测静电容量的变化，因此可以最大程度地排除由外部噪声引起的影响。 据此，可以实现准确的静电容量的变化的检测。

以下，参照图1至图4、图6和图11对于根据本发明的优选的一实施例 的静电容量变化检测装置进行说明。

图11为执行根据本发明优选的一实施例的静电容量变化检测方法的流 程的流程图。对于与前述说明重复的事项省略或简化其说明。

首先，参照图11，当静电容量变化检测装置被施加电源时，标准电容器 C_ref可被重置，以初始化静电容量变化检测装置(S111)。此时，第一开关 SW1可被断开，第二开关SW2可被断开，第三开关SW3可被断开，第七开 关SW7可被接通。对于标准电容器C_ref的重置的具体事项如同参照图1至图 4、图6进行的说明。

然后，标准电容器C_ref可以被充电至上位临界电压2/3V_DD(S112)。此 时，第一开关SW1可以被断开，第二开关SW2可以被断开，第三开关SW3 可以被接通。

对于标准电容器C_ref的充电的具体事项如同参照图1至图4、图6进行的 说明。

然后，可切断向标准电容器C_ref的电荷供应(S113)。此时，第一开关 SW1可被断开，第二开关SW2可被断开，第三开关SW3可被断开。对于切 断向标准电容器C_ref的电荷供应的具体事项如同参照图1至图4、图6进行的 说明。

然后，标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X可共享电荷(S114)。此时， 第一开关SW1可以被接通，第二开关SW2可以被断开，第三开关SW3可以 被断开。对于电荷的共享的具体事项如同参照图1至图4进行的说明。S112 和S113可同时执行或分别执行。或者，S113可先于S112执行。

然后，测量对象电容器C_X的电荷可以被放电(S115)。此时，第一开 关SW1可以被断开，第二开关SW2可以被接通，第三开关SW3可以被断开。 对于测量对象电容器C_X的电荷的电荷放电的具体事项如同图1至图4、图6 进行的说明。

然后，可判断标准电容器C_ref上的电压V_ref是否为下位临界电压1/4V_DD以下(S116)。这可以由比较器110、120执行。在比较器110、120上的判 断结果可通过SR锁存器130的输出Q、Q’生成第一至第三开关SW1、SW2、 SW3的控制信号。

上述判断的结果，若标准电容器C_ref上的电压V_ref不是下位临界电压 1/4V_DD以下，则可以反复执行S113、S114(S117)。即，静电容量变化检测 装置可反复电荷共享流程，直至标准电容器C_ref上的电压V_ref达到下位临界电 压1/4V_DD以下为止。

与上述不同，若上面的判断结果为标准电容器C_ref上的电压V_ref为下位 临界电压1/4V_DD以下时，标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X的电荷共享可 被中断(S118)。此时，第一开关SW1可被断开，第二开关SW2可被断开， 第三开关SW3可被断开(或可被接通)。对于中断电荷共享的具体事项如同 图1至图4、图6进行的说明。

然后，静电容量变化检测单元300可使用电荷共享区间S113、S114内 的共享次数或放电次数检测测量对象电容器C_X上的静电容量的变化(S119)。

上述S112至S118可执行一次或反复执行多次。

如上的静电容量变化检测方法可适用于通过识别静电容量的变化而将其 变换成有意义的信息的装置(例如，触摸检测装置、物位检测装置或者温度 检测装置等)。此时，为了实现实时感测，S111至S118可实时反复执行。 此时，还可以以预设的时间间隔执行感测。

以下，参照图5、图6和图12对于根据本发明另一实施例的静电容量变 化检测装置进行说明。对于与前述说明重复的事项，省略或简化其说明。

图12为执行根据本发明另一实施例的静电容量变化检测方法的流程的 流程图。

图12中，S121至S128分别对应于图11的S111至S118。据此，省略 对此的具体说明。

但是，在S129中，静电容量变化检测单元300可使用电荷共享区间的系 统时钟的数检测测量对象电容器C_X上的静电容量的变化(S129)。

上述S122至S129可执行一次或重复执行多次。

如上的静电容量变化检测方法可适用于通过识别静电容量的变化而将其 变换成有意义的信息的装置(例如，触摸检测装置、物位检测装置或者温度 检测装置等)。此时，为了实现实时感测，S121至S128可实时反复执行。 此时，还可以以预设的时间间隔执行感测。

以下，参照图7至图10以及图13对于根据本发明又一实施例的静电容 量变化检测装置进行说明。对于与前述说明重复的事项，省略或简化其说明。

图13为执行根据本发明又一实施例的静电容量变化检测方法的流程的 流程图。

首先，参照图13，当向静电容量变化检测装置施加电源时，标准电容器 Cref可以被充值，以初始化静电容量变化检测装置(S131)。此时，第三开 关SW3可以被断开，第四开关SW4可以被断开，第五开关SW5可以被断开， 第七开关SW7可以被接通。对于标准电容器C_ref的重置的具体事项如同图7 至图10进行的说明。

然后，标准电容器C_ref可以被充电至上位临界电压2/3V_DD(S132)。此 时，第三开关SW3可以被接通，第四开关SW4可以被断开，第五开关SW5 可以被接通。关于标准电容器C_ref的充电的具体事项如同图7至图10进行的 说明。

然后，向标准电容器C_ref的电荷供应可以被切断(S133)。此时，第三 开关SW3可以被断开，第四开关SW4可以被接通，第五开关SW5可以被断 开。对于切断向标准电容器C_ref的电荷供应的具体事项如同图7至图10进行 的说明。

然后，标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X可以共享电荷(S134)。此 时，第三开关SW3可以被断开，第四开关SW4可以被接通，第五开关SW5 可以被断开。对于电荷共享的具体事项如同图7至图10进行的说明。S132 和S133可同时或分别执行。而且，S133也可先于S132执行。

然后，可以判断标准电容器C_ref上的电压V_ref是否为下位临界电压1/4V_DD以下(S135)。这可以通过比较器110、120执行。比较器110、120上的判 断结果可通过SR锁存器130的输出Q、Q’生成第三至第五开关SW3、SW4、 SW5的控制信号。

若上述判断结果，标准电容器C_ref上的电压V_ref不是下位临界电压1/4V_DD以下时，电荷共享S133可以继续进行(S136)。即，第三开关SW3被断开， 第四开关SW4被接通，第五开关SW5被断开的状态可以持续到标准电容器 C_ref上的电压V_ref达到下位临界电压1/4V_DD以下为止。

与上述不同，若上述判断的结果为标准电容器C_ref上的电压V_ref为下位 临界电压1/4V_DD以下时，标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X的电荷共享可 被中断(S137)。此时，第三开关SW3可被接通，第四开关SW4可被断开， 第五开关SW5可被接通。对于中断电荷共享的具体事项如同图7至图10进 行的说明。

然后，静电容量变化检测单元300可使用电荷共享区间S134的系统时钟 的数来检测静电容量的变化(S138)。

然后，测量对象电容器上的电荷可以被放电(S139)。此时，第三开关 SW3可以被接通，第四开关SW4可以被断开，第五开关SW5可以被接通。 S136至S138可以同时或分别执行。而且，还可以改变其顺序执行。

上述S132至S139可执行一次或反复执行多次。

如上的静电容量变化检测方法可适用于通过识别静电容量的变化而将其 变换成有意义的信息的装置(例如，触摸检测装置、物位检测装置或者温度 检测装置等)。此时，为了实现实时感测，S132至S139可实时反复执行。 此时，还可以以预设的时间间隔执行感测。

如上的静电容量变化检测方法可以通过将标准电容器Cref上的电压和上 位临界电压或下位临界电压的比较结果通过比较器110、120提供为数字信号 (逻辑值，1比特)，并对该数字信号在SR锁存器130执行逻辑运算而执行。 而且，可使用逻辑运算的结果来控制开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5。 而且，可通过对开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5的控制来控制标准电容 器C_ref和测量对象电容器C_X的充放电。而且，计数单元200可根据SR锁存 器130的输出而被启用或被禁用。并且，根据SR锁存器130的输出，计数 单元200上的计数值向静电容量变化检测单元300的传递可被同步。根据这 种结构和方法，将无需用于控制标准电容器C_ref和测量对象电容器C_X的充放 电的专门的程序。因此，也无需用于存储该程序的存储器和用于处理存储于 该存储器的程序的专门的处理器。

但是，如上的充放电控制单元100可以与图示不同，可实现在一个芯片 上，且可以通过操纵该芯片上的引脚的程序来控制开关。据此，显然可以通 过一个芯片或配备于该芯片上的程序来执行如上所述的充放电控制动作或静 电容量变化检测方法。

另外，这种根据本发明的静电容量变化检测方法和触摸检测方法可通过 程序实现而存储到计算机可读记录介质(CD-ROM、RAM、ROM、软盘、硬 盘、光盘等)。

如上所述的本发明的优选实施例的公开仅是为了举例性的，只要是对本 发明具有通常知识的本领域技术人员，则可以在本发明的思想和范围之内进 行多种修改、变更、附加，而这种修改、变更和附加应视为属于权利要求书 所记载的范围之内。