CN101900574B

CN101900574B - 判别人体与触摸式电极有无接触的半导体器件和触摸式传感器

Info

Publication number: CN101900574B
Application number: CN201010158305.7A
Authority: CN
Inventors: 向后辉之; 梅本和宏
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp; Renesas Electronics Corp
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: US20100302183A1; JP5352905B2; JP2011014527A; CN101900574A; US8624852B2

Abstract

本发明提供一种半导体器件和触摸式传感器，在该触摸式传感器用IC中设置有将与多个触摸式电极连接的多个外部端子中的所选择的外部端子连接在电压检测用外部端子的开关。因此，由于只要对多个触摸式电极设置两个电容器和电阻元件这样一组构件即可，所以与以往的对各触摸式电极的每个电极均设置有两个电容器和电阻元件的技术相比，可以减少触摸式传感器的零部件数量。

Description

判别人体与触摸式电极有无接触的半导体器件和触摸式传感器

技术领域

本发明涉及半导体器件和触摸式传感器，尤其涉及用于判别人体与触摸式电极有无接触的半导体器件和使用它的触摸式传感器。

背景技术

近年来，根据触摸式电极的静电电容变化来判别人体与触摸式电极有无接触的触摸式传感器正在普及。以往的触摸式传感器由多个触摸式电极、与各触摸式电极对应而设置的两个电容器和电阻元件、触摸式传感器用IC(Integrated Circuit)、以及通用微型计算机构成(例如参照日本特开2006-078292号公报)。

另外，在日本特开2009-042903号公报中公开有如下构成。即进行与显示对应的操作的带显示装置的静电检测装置包括：用于进行上述显示的显示单元；重叠配置在上述显示单元的显示面上的透明的检测电极；用于对上述检测电极进行反复充放电的充放电单元；根据对上述检测电极反复充放电的电荷来改变电压的蓄电单元；判定相应于上述蓄电单元的电压变化而变化的值是否达到了阈值的判定单元；根据在上述判定单元进行判定之前的上述充放电单元的充放电次数来运算上述检测电极的静电电容的电容运算单元；以及用于控制整体状态和工作的控制单元。上述判定单元按上述充放电单元的每次充放电来进行相应于上述蓄电单元的电压变化而变化的值与阈值的比较，当连续2次以上与阈值相等或大于阈值时判定为已达到上述阈值。

但是，在以往的触摸式传感器中，对多个触摸式电极分别设置两个电容器和电阻元件，因此，存在着触摸式传感器用IC的外置零部件数量增加这样的问题。当外置零部件的数量增加时，则触摸式传感器变得大型化，成本增加。此外，外置零部件的偏差带来的影响增大，容易产生误操作。用于连接外置零部件所需的触摸式传感器IC的外部端子的数量也增加。

在以往的触摸式传感器中，微型计算机的CPU执行软件(程序)控制触摸式传感器用IC，来判别了人体与触摸式电极有无接触，因此，还存在微型计算机的负载增大，功耗增大的问题。

在对每一次充放电进行一次电压测量的日本特开2006-078292号公报记载的构成中，当该测量期间发生噪声时，由于噪声的强度不同，有时可能得到错误的测量结果。在对每一次充放电设置多次测量期间、并在各测量期间进行一次电压测量的日本特开2009-042903号公报记载的构成中，在该测量期间产生了噪声时，由于噪声的性质，很可能得到错误的测量结果。在日本特开2009-042903号公报中，记载了以减轻来自显示装置的噪声为目的而进行多次测量，但来自显示装置的噪声是较高频率的噪声，在日本特开2009-042903号公报中，前提是在多次测量中的较少次测量中会检测到噪声。而在人体与触摸式电极接触而从人体接受到较低频率的噪声时，在多次测量中的更多次测量中会检测到噪声。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于：提供一种能够减少触摸式传感器的零部件数量的半导体器件和使用它的触摸式传感器。

本发明的另一目的在于：提供一种可通过减少噪声的影响来有效地判别人体与触摸式电极有无接触的半导体器件和使用它的触摸式传感器。

本发明的半导体器件包括：多个第一端子，其分别与多个触摸式电极连接；第二端子，其通过电容器与基准电压的线路连接；转换电路，其将与从多个触摸式电极中所选择的触摸式电极对应的第一端子连接于预定节点；充放电电路，其进行对电容器充电的充电工作、使所选择的触摸式电极的电荷放电的放电工作、以及通过上述预定节点将上述电容器的电荷分配给所选择的触摸式电极的分配工作。基于预定节点的电压判别人体是否与所选择的触摸式电极接触。

在本发明的半导体器件中，设置用于将多个触摸式电极中所选择的触摸式电极连接于电压检测用的预定节点的转换电路，因此对多个触摸式电极只要1个电容器即可。因此，能够实现减少触摸式电极的零部件数量。

优选的是，充放电电路在进行了充电工作后交替地进行放电工作和分配工作。此外，还包括检测电路，该检测电路在自分配工作开始后起到开始下一放电工作之前的期间的测量期间中，以彼此不同的定时比较N次(其中N为2以上的整数)预定节点的电压与预先设定的阈值电压，基于N次比较结果生成表示人体是否与所选择的触摸式电极接触的信号。

在这种情况下，能够减少低频和高频的噪声带来的影响，能够有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的触摸式传感器的构成的图。

图2是表示图1所示的驱动器的构成的电路图。

图3A～图3C是表示图1所示的触摸式传感器的工作的时序图。

图4是表示图1所示的控制电路的主要部分的框图。

图5是表示图1所示的触摸式传感器用IC的布局的图。

图6是表示本发明第二实施方式的触摸式传感器的控制电路的主要部分的框图。

图7是表示制定了包括图6所示的控制电路的触摸式传感器进行接触检测时的工作顺序的流程图。

图8是表示包括图6所示的控制电路的触摸式传感器的电压判定工作的波形图。

图9A和图9B是表示图6所示的初级计数器和中级计数器的计数工作的图。

图10A和图10B是表示包括图6所示的控制电路的触摸式传感器的测量工作的一例的图。

图11是表示本发明第三实施方式的触摸式传感器的电压判定工作的图。

图12是表示图11所说明的触摸式传感器所包含的判定定时存储寄存器的图。

图13是表示本发明第四实施方式的触摸式传感器的控制电路的构成的框图。

图14是表示图13所示的时钟延迟选择电路的构成的图。

图15是表示包括图13所示的控制电路的触摸式传感器的电压判定工作的图。

图16A和图16B是表示包括图13所示的控制电路的触摸式传感器的测量工作的一例子的图。

图17A和图17B是表示本发明第五实施方式的触摸式传感器的控制电路中的电压VO的电平判定结果的处理方法的图。

图18A和图18B是表示在图17A和图17B所说明的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图19是表示本发明第六实施方式的触摸式传感器的电压判定工作的波形图。

图20A和图20B是表示本发明第七实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图21A和图21B是表示本发明第八实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图22A和图22B是表示本发明第九实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图23A和图23B是表示本发明第十实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图24A和图24B是表示本发明第十一实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图25A和图25B是表示本发明第十二实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图26A和图26B是表示本发明第十三实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图27A和图27B是表示本发明第十四实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图28A和图28B是表示本发明第十五实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图29A和图29B是表示本发明第十六实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图30A和图30B是表示本发明第十七实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图31A和图31B是表示本发明第十八实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图32A和图32B是表示本发明第十九实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图33A和图33B是表示本发明第二十实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图34A和图34B是表示本发明第二十一实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

图35是表示本发明第二十二实施方式的触摸式传感器的构成的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。对图中同样或相当的部分标注相同附图标记，并省略其重复说明。

<第一实施方式>

图1是表示本发明第一实施方式的触摸式传感器的构成的图。

参照图1，触摸式传感器101包括触摸式传感器用IC(半导体器件)1；n个(其中n为2以上的整数)触摸式电极EL1～ELn；电容器6、8；电阻元件7以及微型计算机9。

触摸式传感器用IC1包括多个外部端子TA1～TA3、TB1～TBn、TC1～TCm(其中m为1以上的整数)；驱动器(充放电电路)2～4、开关SA1～SA3、SB1～SBn以及控制电路5。

电容器6的一个电极与外部端子TA1连接，另一个电极接受接地电压GND。电容器6的电容值例如设定为0.1μF左右。电阻元件7连接于外部端子TA1、TA2之间。电阻元件7的电阻值例如设定为3～10kΩ左右。电容器8连接于外部端子TA2、TA3之间。电容器8的电容值例如设定为1～50pF左右。

触摸式电极EL1～ELn分别与外部端子TB1～TBn连接。触摸式电极EL的表面被绝缘层覆盖，触摸式电极EL形成电容器。即，触摸式电极EL具有预定的电容值，其电容值根据人体(例如人的指尖)是否与其接触而变化。在图1中，触摸式电极EL1～ELn的电容值分别用可变容量电容器CX1～CXn表示。人体与触摸式电极EL发生接触时的触摸式电极EL的电容值(例如11pF)比人体不与触摸式电极EL接触时的触摸式电极EL的电容值(例如10pF)大。触摸式电极EL1～ELn构成电气设备(例如移动终端)的触摸面板。

微型计算机9与外部端子TC1～TCm连接，控制触摸式传感器用IC1，并且从触摸式传感器用IC1接收表示人体是否与各触摸式电极EL1～ELn接触的信号，响应该信号来控制作为控制对象的电气设备。

驱动器2～4的输出节点分别与外部端子TA1～TA3连接。驱动器2～4分别被控制电路5控制，将对应的外部端子TA控制为“H”电平(电源电压VCC)、“L”电平(接地电压GND)、或HiZ(高阻抗)状态。驱动器2～4是为了对电容器6、8、CX1～CXn进行充放电而设置的。

图2是表示驱动器2的构成的电路图。参照图2，驱动器2包括P沟道MOS晶体管10和N沟道MOS晶体管11。晶体管10的源极接受电源电压VCC，其漏极与外部端子TA1连接，其栅极接受来自控制电路5的控制信号CP。晶体管11的源极接受接地电压GND，其漏极与外部端子TA1连接，其栅极接受来自控制电路5的控制信号CN。晶体管10的漏极和晶体管11的漏极的连接节点作为驱动器2的输出节点。

当控制信号CP、CN均为“L”电平时，晶体管10导通，且晶体管11截止，驱动器2的输出节点为“H”电平。当控制信号CP、CN均为“H”电平时，晶体管10截止，且晶体管11导通，驱动器2的输出节点为“L”电平。当控制信号CP、CN分别为“L”电平和“H”电平时，晶体管10、11均为截止，驱动器2的输出节点为HiZ状态。驱动器3、4也是与驱动器2相同的构成。

返回图1，开关SA1～SA3的一个端子分别与外部端子TA1～TA3连接，它们的另一端子均与节点N1连接。开关SB1～SBn的一个端子均与节点N1连接，它们的另一端子分别与外部端子TB1～TBn连接。开关SA3、SB1～SBn用于每次以预定时间将n个触摸式电极EL1～ELn连接于外部端子TA3。在图1中，表示开关SA3、SB1导通而触摸式电极EL1与外部端子TA3连接的状态。开关SA1～SA3例如在使外部端子TA1～TA3短路而将外部端子TA1～TA3的电压复位为“L”电平的情况下使用。

控制电路5控制驱动器2～4和开关SA1～SA3、SB1～SBn，来判别人体是否与各触摸式电极EL1～ELn接触，或者生成用于判别的数据，将表示判别结果的信号或表示已生成了用于判别的数据的信号输出到微型计算机9。

图3A～图3C是表示触摸式传感器101的工作的时序图。图3A表示外部端子TA1的电压VC(即电容器6的端子间电压)的随时间变化，图3B表示在人体未与触摸式电极EL接触时的外部端子TA3的电压VO的随时间变化，图3C表示在人体与触摸式电极EL接触时的外部端子TA3的电压VO的随时间变化。

以下，使用图3A～图3C说明控制电路5的工作。在初始状态下，驱动器2～4均输出“L”电平，开关SA1～SA3、SB1～SBn导通，外部端子TA1～TA3、TB1～TBn被复位为“L”电平。

在时刻t0，自微型计算机9对控制电路5发出检测要求，控制电路5使开关SA1、SA3、SB1以外的开关SA2、SB2～SBn截止，将触摸式电极EL1连接于外部端子TA3，控制驱动器2～4而使驱动器3、4的输出节点(外部端子TA2和TA3)为HiZ状态，并且外部端子TA1为“H”电平。由此，电流流入电容器6、8、CX1，外部端子TA1的电压VC上升。

由于人体与触摸式电极EL1接触时的触摸式电极EL1的电容值CT1大于人体不与触摸式电极EL1接触时的触摸式电极EL1的电容值CT2(CT1＞CT2)，因此人体与触摸式电极EL1接触时的电压VC的上升速度小于人体不与触摸式电极EL1接触时的电压VC的上升速度。

接着，在时刻t1，控制电路5使开关SA1截止，并使驱动器2～4的输出节点为HiZ状态来停止对电容器6、8、CX1的充电(时刻t0～t1：充电期间)。

接着，在时刻t2(时刻t2～t3：放电期间)，控制电路5控制驱动器2～4，将驱动器2的输出节点(外部端子TA1)维持在HiZ状态，并使外部端子TA2、TA3为“L”电平。由此，电容器6的充电电荷的一部分自电容器6经由电阻元件7和外部端子TA2向驱动器3流出，外部端子TA1的电压VC降低，并且电容器8、CX1的充电电荷被放电。

接着，在时刻t3(时刻t3～t4：测量期间)，控制电路5控制驱动器2～4，将驱动器2的输出节点维持在HiZ状态，并使驱动器3、4的输出节点为HiZ状态。由此，电容器6的充电电荷的一部分经电阻元件7被分配到电容器8、CX1，外部端子TA1的电压VC降低，并且外部端子TA3的电压VO上升(电荷分配期间)。由于人体与触摸式电极EL1接触时的触摸式电极EL1的电容值CT1大于人体不与触摸式电极EL1接触时的触摸式电极EL1的电容值CT2(CT1＞CT2)，因此人体与触摸式电极EL1接触时的电压VO小于人体不与触摸式电极EL1接触时的电压VO。在时刻t2～t3，电容器6的充电电荷的一部分经电阻元件7被放电，因此，电压VO的电平比时刻t0～t1更低。

控制电路5在自驱动器2～4的输出节点为HiZ状态时起经过了预定时间时，比较外部端子TA3的电压VO与阈值电压VTH的高低，在VO＞VTH时，判定为电压VO为“H”电平，在VO＜VTH时，判定为电压VO为“L”电平(测量工作)。其中，阈值电压VTH为接地电压GND和电源电压VCC之间的电压(例如VCC/2)。在图3A～图3C的时刻t3～t4，在接触和非接触的任意情况下，均是VO＞VTH，因此控制电路5判定为电压VO为“H”电平。

控制电路5在判定电压VO为“H”电平的情况下，对“H”电平的计数加一(+1)，在判定电压VO为“L”电平的情况下，对“L”电平的计数加一(+1)。在图3A～图3C的时刻t3～t4，在接触和非接触的任意情况下，均是VO＞VTH，因此控制电路5对“H”电平的计数加一(+1)。

此后，控制电路5交替反复进行使外部端子TA2、TA3为“L”电平来对电容器6的充电电荷的一部分和电容器8、CX1的充电电荷进行放电的放电期间、和使外部端子TA2、TA3为HiZ状态来将电容器6的充电电荷的一部分分配到电容器8、CX1并比较外部端子TA3的电压VO和阈值电压VTH的高低的测量期间。

在图3A～图3C中，例示了在充电工作(时刻t0～t1)后分别反复进行6次的放电期间和测量期间的情况。在人体未与触摸式电极EL1接触时(非接触)，电压VO四次被判定为“H”电平，两次被判定为“L”电平。在人体与触摸式电极EL1接触时(接触)，电压VO两次被判定为“H”电平，四次被判定为“L”电平

控制电路5例如在“H”电平的判定次数大于3次时，判别为人体未与触摸式电极EL1接触，在“H”电平的判定次数小于3次时，判别为人体与触摸式电极EL1接触。

控制电路5逐一依次选择剩余的触摸式电极EL2～ELn，与触摸式电极EL1同样，判别人体是否与各触摸式电极EL接触，或生成用于判别的数据。控制电路5将表示人体是否与各触摸式电极EL接触的信号或表示已生成了用于判别的数据的信号输出到微型计算机9。也可以仅在判别为人体已与各触摸式电极EL接触时，将表示其触摸式电极EL的信号输出到微型计算机9。

图4是表示控制电路5的主要部分的框图。在图4中，控制电路5包括比较电路15、计数电路16和电路17。比较电路15在测量期间比较外部端子TA3的电压VO与阈值电压VTH的高低，输出表示比较结果的信号。计数电路16基于比较电路15的输出信号来对“H”电平的检测次数和“L”电平的检测次数进行计数。电路17基于计数电路16的计数值，判定人体是否与触摸式电极EL接触，输出表示判定结果的信号。计数电路16在每次对一个触摸式电极EL的接触、非接触的判别结束后，将其复位。

图5是表示触摸式传感器用IC1的布局的图。在图5中，触摸式传感器用IC1包括半导体衬底20。半导体衬底20的表面被分割成两部分为模拟区域20a和数字区域20b。在图5中，半导体衬底20的四方形表面中的沿四方形的三边的“コ”字型区域为模拟区域20a，其余的四方形区域为数字区域20b。在模拟区域20a配置有IC1的模拟电路部，在数字区域20b配置有IC1的数字电路部。

模拟电路部包括多个外部端子T(TA1～TA3、TB1～TBn、TC1～TCm)、驱动器2～4、以及开关SA1～SA3、SB1～SBn。数字电路部包括控制电路5。如此，通过分开配置模拟电路部和数字电路部，能够抑制因在数字电路部由时钟等引起而产生的噪声对模拟电路带来不良影响。也可以使模拟区域20a和数字区域20b物理分离开，在它们之间设置保护区域，由保护区域来减少噪声，并分离电源。

如上所述，本发明的第一实施方式中，由于设置将多个触摸式电极EL1～ELn所连接的多个外部端子TB1～TBn中的所选择的外部端子TB连接于电压检测用外部端子TA3的开关SA3、SB1～SBn，因此，只要对多个触摸式电极EL1～ELn设置两个电容器6、8和电阻元件7这一组即可。因此，与对各触摸式电极EL每个设置两个电容器6、8和电阻元件7的以往技术相比，可以减少触摸式传感器的零部件数量。因此，能够实现触摸式传感器的小型化、低价格化，能够抑制因外置零部件的特性偏差导致的影响，能够减少触摸式传感器用IC1的外部端子T的数量。

由于在触摸式传感器用IC1内设置用于控制触摸式传感器用IC1来判定人体是否与触摸式电极EL接触的控制电路5，与微型计算机控制触摸式传感器用IC来判定人体是否与触摸式电极EL接触的以往技术相比，能够减少微型计算机9的负载。因此，在微型计算机9的CPU停止中也能判别人体是否与触摸式电极EL接触，能够降低耗电。

在第一实施方式中，控制电路5判定人体是否与触摸式电极EL接触，但也可以控制电路5向微型计算机9输出可判别人体是否与触摸式电极EL接触的信号，微型计算机9来判别人体是否与触摸式电极EL接触。例如，可以除去图4的电路17，将计数器16的输出信号作为可判别人体是否与触摸式电极EL接触的信号输出到微型计算机9。

<第二实施方式>

图3A～图3C中，表示在HiZ所示的期间、即将驱动器2～4的输出节点为HiZ状态来测定电压VO的测量期间，电压VO为恒定电平的状态。但是，由于在该测量期间产生噪声时电压VO会发生变动，因此，有时会得到错误的测量结果。

因此，本发明第二实施方式的触摸式传感器中，如下所述这样进行接触检测工作。

即，控制电路5通过控制驱动器2～4来对电容器6充电后，通过控制驱动器2～4来交替反复进行上述放电期间和上述测量期间，在一次测量期间内进行多次比较外部端子TA3的电压电平和预定的阈值电压VTH的测量工作，基于比较结果判别人体是否与触摸式电极EL接触。并且，控制电路5基于多个测量期间各自的比较结果来判别人体是否与触摸式电极EL接触。

图6是表示控制电路5的主要部分的框图。参照图6，控制电路5包括比较电路15、计数电路16、电路17和时钟生成电路23。

时钟生成电路23生成具有周期小于测量期间的1/2的计数时钟，并向比较电路15输出。

比较电路15在测量期间按照从时钟生成电路23接收的计数时钟的定时，比较外部端子TA3的电压VO与阈值电压VTH的高低，并输出表示比较结果的信号CMP。

计数电路16包括初级计数器21和中级计数器即次级计数器22，基于从比较电路15接收的信号CMP，对电压VO为“H”电平的判定次数和为“L”电平的判定次数进行计数。电路17基于计数电路16的计数值判别人体是否与触摸式电极EL接触，并输出表示判别结果的信号，或者生成用于判别的数据。计数电路16在每次对一个触摸式电极EL判别了接触、非接触或生成了用于判别的数据结束之后，进行复位。

图7是表示制定本发明第二实施方式的触摸式传感器进行接触检测时的工作顺序的流程图。图8是表示本发明第二实施方式的触摸式传感器的电压判定工作的波形图。图8表示外部端子TA2、TA3的电压电平。图9A和图9B是表示本发明第二实施方式的控制电路的初级计数器21和中级计数器22的计数工作的图。

参照图7、图8、图9A和图9B，首先，控制电路5进行测量步骤1的各工作。在测量步骤1中，首先，控制电路5对电容器6充电为电源电压VCC(步骤S1：充电期间)。

接着，控制电路5在图8所示的放电期间，使驱动器3、4的输出节点为“L”电平来对电容器6的充电电荷的一部分和电容器8、CX1的充电电荷进行放电(步骤S2：放电期间)。

接着，控制电路5在图8所示的测量期间，使驱动器3、4的输出节点为HiZ状态来将电容器6的充电电荷的一部分分配到电容器8、CX1(步骤S3：电荷分配期间)。

控制电路5在自该测量期间起经过了预定时间时，进行比较外部端子TA3的电压VO与阈值电压VTH的高低的Pre测量工作(步骤S4)。

而且，控制电路5在与步骤S4相同的测量期间，自进行Pre测量工作起经过了预定时间时，进行再次比较外部端子TA3的电压VO与阈值电压VTH的高低的Main测量工作(步骤S5)。该“测量工作”前所附加的“Pre”和“Main”是用于识别在一次测量期间先进行的测量工作和后进行的测量工作的开头语。

初级计数器21在Pre测量工作中的判定结果为“H”电平、Main测量工作中的判定结果为“H”电平时，对计数值加2。初级计数器21在Pre测量工作中的判定结果为“H”电平、Main测量工作中的判定结果为“L”电平时，以及在Pre测量工作中的判定结果为“L”电平、Main测量工作中的判定结果为“H”电平时，对计数值加1。初级计数器21在Pre测量工作中的判定结果为“L”电平、Main测量工作中的判定结果为“L”电平时，不更新计数值(步骤S6)。初级计数器21的计数初始值例如为零。

接着，控制电路5在Pre测量工作中的判定结果和Main测量工作中的判定结果的至少一方为“H”电平时(步骤S7中为否)，再次进行步骤S2～S6的工作。在一次测量期间中进行3次以上的测量工作时，在检测出1以上的预定次数以上的“H”电平时重复进行步骤S2～S6的工作。

而控制电路5在Pre测量工作中的判定结果为“L”电平、Main测量工作中的判定结果为“L”电平时(步骤S7中“是”)，移至测量步骤2。在一次测量期间中进行3次以上的测量工作时，当检测到0次或少于1以上的预定次数的较少次数的“H”电平时，重复进行步骤S2～S6的工作。

在测量步骤2中，首先，控制电路5在图8所示的放电期间，使驱动器3、4的输出节点为“L”电平来对电容器6的充电电荷的一部分和电容器8、CX1的充电电荷进行放电(步骤S8：放电期间)。

接着，控制电路5在图8所示的测量期间，使驱动器3、4的输出节点为HiZ状态来将电容器6的充电电荷的一部分分配到电容器8、CX1(步骤S9：电荷分配期间)。

控制电路5在自该测量期间起经过了预定时间时，进行比较外部端子TA3的电压VO与阈值电压VTH的高低的Pre测量工作(步骤S10)。

而且，控制电路5在与步骤S10相同的测量期间，自进行Pre测量工作起经过了预定时间时，进行再次比较外部端子TA3的电压VO与阈值电压VTH的高低的Main测量工作(步骤S11)。

初级计数器21基于Pre测量工作中的判定结果和Main测量工作中的判定结果来更新计数值(步骤S12)。该计数值的更新规则与步骤S6相同。

接着，中级计数器22在步骤S11的Main测量工作中的判定结果为“H”电平时，对计数值加1。中级计数器22在步骤S11的Main测量工作中的判定结果为“L”电平时，对计数值减1(步骤S13)。中级计数器22的计数初始值为1以上的整数，计数值不会大于该初始值。

接着，控制电路5在中级计数器22的计数值不为0时(步骤S14中“否”)，再次进行步骤S8～S13的工作。在一次测量期间中进行3次以上的测量工作时，在计数值为1以上的预定值以上时，重复进行步骤S8～S13的工作。

而控制电路5在中级计数器22的计数值为0时(步骤S14中“是”)，基于初级计数器21的计数值来判别人体是否与触摸式电极EL接触，或生成用于判别的数据(步骤S15)。在一次测量期间中进行3次以上的测量工作时，当计数值为0次或少于1以上的预定值时，重复进行步骤S8～S13的工作。

图10A和图10B是表示本发明第二实施方式的触摸式传感器的测量电路的测量工作的一例子的图。在图10A和图10B中，计数源是时钟生成电路23所输出的计数时钟。设初级计数器21的初始值为n，中级计数器22的初始值为m。

参照图10A和图10B，在第一次测量期间的Pre测量工作中判定电压VO为“H”电平，因此初级计数器21的计数值为n+1。然后，在第一次测量期间的Main测量工作中判定电压VO为“H”电平，因此初级计数器21的计数值为n+2。

接着，在第二次测量期间的Pre测量工作中判定电压VO为“H”电平，因此初级计数器21的计数值为n+3。然后，在第二次测量期间的Main测量工作中判定电压VO为“L”电平，因此初级计数器21的计数值不更新。

接着，在第三次测量期间的Pre测量工作中判定电压VO为“L”电平，因此初级计数器21的计数值不更新。然后，在第三次测量期间的Main测量工作中判定电压VO为“H”电平，因此初级计数器21的计数值为n+4。

以后同样，在第六次测量期间的Pre测量工作和Main测量工作结束时，初级计数器21的计数值为n+9。

接着，在第七次测量期间的Pre测量工作和Main测量工作中电压VO均判定为“L”电平时，控制电路5移至测量步骤2。在该步骤1的期间，中级计数器22的计数值不变化。

接着，在第八次测量期间的Pre测量工作和Main测量工作中电压VO判定为“L”电平，因此初级计数器21的计数值不更新，中级计数器22的计数值为m-1。

接着，在第九次测量期间的Pre测量工作中判定电压VO为“H”电平，因此初级计数器21的计数值为n+10。然后，在第九次测量期间的Main测量工作中判定电压VO为“L”电平，因此初级计数器21的计数值不更新，中级计数器22的计数值为m-2。

接着，在第十次测量期间的Pre测量工作中判定电压VO为“L”电平，因此初级计数器21的计数值不更新。然后，在第十次测量期间的Main测量工作中判定电压VO为“H”电平，因此初级计数器21的计数值为n+11，中级计数器22的计数值为m-1。

即，本发明第二实施方式的控制电路5中，在自人体产生了低频噪声时，在Pre测量工作和Main测量工作这两方工作中使电压VO受到噪声导致的相同程度的正电压或负电压的影响。因此，即使在电压VO为与阈值电压VTH相同程度的电压时，Pre测量工作和Main测量工作的判定结果容易相同，能够抑制噪声的影响。而且，即使在发生了高频噪声的情况下，在图10A和图10B所示的第二次和第三次测量期间，由Pre测量工作和Main测量工作的一方判定电压VO为“L”电平，但可防止误移至测量步骤2。

如上所述，本发明第二实施方式的触摸式传感器中，控制电路5在各测量期间多次比较外部端子TA3的电压电平与阈值电压VTH，基于各测量期间的比较结果来判别人体是否与触摸式电极EL接触。即，在一次测量期间中进行共计2次电压VO的电平判定，基于这些电平判定结果来判别人体是否与触摸式电极EL接触。通过如此构成，即使在测量期间内产生了噪声而得到错误的判定结果，也能够抑制误检测，因此，能够有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

以下，参照附图说明本发明的其他实施方式。对图中同样或相当的部分标注相同附图标记，省略其重复说明。

<第三实施方式>

本实施方式与第二实施方式的触摸式传感器相比，涉及使电压VO的电平判定定时可变的触摸式传感器。以下说明的内容以外的部分与第二实施方式的触摸式传感器相同。

图11是表示本发明第三实施方式的触摸式传感器的电压判定工作的图。图12是表示本发明第三实施方式控制电路的判定定时存储寄存器的图。

控制电路5可在每一测量期间选择测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任意沿，在Pre测量工作和Main测量工作中的一方或双方，按照所选择的沿的定时，比较外部端子TA3的电压电平和阈值电压VTH。

更详细而言，参照图11和图12，判定定时存储寄存器存储设定值SCRVR0～7。设定值SCRVR0～7的数据长度分别是8位。控制电路5基于该设定值SCRVR0～7，决定在各测量期间用哪个判定定时进行电压VO的电平判定。设定值SCRVR0～7可通过用户的设定等而改变。

例如，控制电路5的比较电路15，在测量期间设置具有长度相当于计数时钟的16周期的判定定时选择区间，选择该判定定时选择区间中计数时钟的16个上升沿的任一个作为电压VO的判定定时。比较电路15可以构成为在Pre测量工作和Main测量工作这双方工作中使判定定时可变，也可以构成为在任一方中使判定定时可变。也可以在同样测量期间中的Pre测量工作和Main测量工作中使用不同的设定值SCRVR。

比较电路15在某一测量期间，在设定值SCRVR0的低位4位所表示的定时测量电压VO，在接着的测量期间在设定值SCRVR0的高位4位所表示的定时测量电压VO，在接着的测量期间在设定值SCRVR1的低位4位所表示的定时测量电压VO。以后同样，比较电路15在测量期间，在设定值SCRVR7的高位4位所表示的定时测量电压VO后，在接着的测量期间再次在设定值SCRVR0的低位4位所表示的定时测量电压VO。

如此，本发明第三实施方式的触摸式传感器中，控制电路5在自测量期间开始起经过了预定时间时比较外部端子TA3的电压电平与阈值电压VTH，使各测量期间的上述预定时间不同。即，通过使各测量期间的电压VO的电平判定的定时不同来减少以恒定周期产生的噪声带来的影响，能够有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第二实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第四实施方式>

图13是表示本发明的第四实施方式的触摸式传感器的控制电路5的构成的框图。参照图13，与本发明的第二实施方式的控制电路5相比，控制电路5还包括时钟延迟选择电路DLY。

图14是表示时钟延迟选择电路DLY的构成的图。参照图14，时钟延迟选择电路DLY包括延迟元件D0～D7和选择器SEL1、SEL2。

延迟元件D0～D7分别使接收到的信号延迟小于计数时钟的半周期的时间并将其输出。延迟元件D0～D7串联连接。延迟元件D0使从时钟生成电路23接收到的计数时钟延迟预定时间并将其输出。延迟元件D1～D7分别使从延迟元件D0～D6接收到的计数时钟延迟预定时间并将其输出。延迟元件D0～D7的延迟时间例如是5ns。

控制电路5可在每一测量期间内选择多个延迟元件D0～D7输出的信号的任一信号，按照所选择的信号的定时，比较外部端子TA3的电压电平和阈值电压VTH。

即，选择器SEL1基于在控制电路5生成的定时设定信号RV，选择从延迟元件D0～D7接收到的计数时钟中的任一计数时钟并向选择器SEL2输出。定时设定信号RV例如基于与图12所示的同样的判定定时存储寄存器的存储值而生成。

选择器SEL2基于在控制电路5生成的延迟使能信号DLYCKE，将从时钟生成电路23接收到的计数时钟和从选择器SEL1接收到的计数时钟的任一个作为计数源而输出。

控制电路5中的比较电路15按照从时钟延迟选择电路DLY接收到的计数源的定时进行电压VO的电平判定。

图15是表示本发明第四实施方式的触摸式传感器的电压判定工作的图。

参照图15，在本发明第四实施方式的控制电路中，基于由时钟延迟选择电路DLY预定的判定定时选择区间中的8个计数时钟的任一个计数时钟进行电压VO的电平判定。控制电路5可以在相同的测量期间的Pre测量工作和Main测量工作中使用不同的计数时钟作为计数源。

图16A和图16B是表示本发明第四实施方式的触摸式传感器的控制电路5的测量工作的一例子的图。在图16A和图16B中，表示控制电路5进行Main测量工作时，为了使进行该Main测量工作的定时变化，而时钟延迟选择电路DLY包括16个延迟元件的情况。

参照图16A和图16B，根据定时设定信号RV所表示的值，电压VO的电平判定定时发生改变。例如，在第一次测量期间，定时设定信号RV表示“2h”(h表示16进制数)，因此基于第三个延迟元件所输出的时钟的定时进行电压VO的电平判定。在第三次测量期间，定时设定信号RV表示“Bh”，因此基于第十二个延迟元件所输出的时钟的定时进行电压VO的电平判定。

如此，在本发明第四实施方式的触摸式传感器中，控制电路5在自测量期间开始起经过了预定时间时比较外部端子TA3的电压电平和阈值电压VTH，并使各测量期间的上述预定时间不同。即，通过使各测量期间的电压VO的电平判定的定时不同，来减少以恒定周期产生的噪声带来的影响，能够有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第二实施方式的触模式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第五实施方式>

本实施方式与第二实施方式的触摸式传感器相比，涉及改变了电平判定结果的处理方法的触摸式传感器。以下说明的内容以外的部分与第二实施方式的触摸式传感器相同。

参照图17A和图17B，控制电路5在测量期间比较多次外部端子TA3的电压电平和阈值电压VTH，并根据多次的比较结果的多数结果决定测量期间中的外部端子TA3的电压电平和阈值电压VTH的大小，基于各测量期间的多数结果判别人体是否与触摸式电极EL接触。

例如，控制电路5中的比较电路15在一次测量期间中，进行10次比较外部端子TA3的电压VO和阈值电压VTH的高低的判定工作，取得这10次中最新9次的电平判定结果的多数结果，输出表示该结果的信号CMP。比较电路15可通过用户设定等改变作为多数结果对象的电平判定次数。

在图17A中，电压VO在9次电平判定中有5次被判定为“H”电平，4次被判定为“L”电平。此时，比较电路15将“H”电平的信号CMP输出。

在图17B中，电压VO在9次电平判定中有4次被判定为“H”电平，5次被判定为“L”电平。此时，比较电路15将“L”电平的信号CMP输出。

图18A和图18B是表示本发明第五实施方式的触摸式传感器的控制电路的测量工作的一例子的图。

参照图18A和图18B，控制电路5中的比较电路15在一次测量期间中，进行7次比较外部端子TA3的电压VO和阈值电压VTH的高低的判定工作，取得这7次电平判定结果的多数结果，输出表示该结果的信号CMP。

例如，在第一次测量期间，在7次电平判定中，被判定为“H”电平的次数多，则比较电路15将“H”电平的信号CMP输出。计数电路16中的初级计数器21从比较电路15接收“H”电平的信号CMP，将计数值从初始值的n更新为n+1。

在第五次测量期间，在7次电平判定中，被判定为“L”电平的次数多，则比较电路15将“L”电平的信号CMP输出。于是，控制电路5移至测量步骤2。

在第六次测量期间，在7次电平判定中，被判定为“L”电平的次数多，则比较电路15将“L”电平的信号CMP输出。于是，初级计数器21的计数值不更新，中级计数器22将计数值从初始值的m更新为m-1。

即，在本发明第五实施方式的控制电路5中，即使在从第一次到第四次的测量期间产生噪声而被误判定为电压VO为“L”电平时，也能够防止误移至测量步骤2。

如此，在本发明第五实施方式的触摸式传感器中，控制电路5在测量期间多次比较外部端子TA3的电压电平和阈值电压VTH，并根据多次比较结果的多数结果决定测量期间的外部端子TA3的电压电平和阈值电压VTH的大小，基于各测量期间的多数结果判别人体是否与触摸式电极EL接触。通过如此构成，即使在测量期间产生噪声而得到错误的判定结果，也能抑制误检测，能够有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

<第六实施方式>

本实施方式与第二实施方式的触摸式传感器相比，涉及增加了控制测量期间长度的功能的触摸式传感器。以下说明的内容以外的部分与第二实施方式的触摸式传感器相同。

参照图19，控制电路5可选择控制驱动器2～4以使各测量期间的长度相等的工作、和不进行用于使各测量期间长度相等的控制的工作。

即，在第二实施方式～第五实施方式的控制电路中，在某一测量期间的最后电平判定工作进行后，进行预定的结束处理，开始放电工作。因此，测量期间的长度根据电平判定工作的结束定时而不同。

对此，在本发明第六实施方式的触摸式传感器中，在测量期间的最后的电平判定工作进行后，控制开始下一放电工作的定时，从而使各测量期间的长度相等为THiz。由此，能够抑制因电位发生变动的噪声导致的误判定。

<第七实施方式>

本实施方式涉及组合了第二实施方式～第六实施方式的触摸式传感器中各种接触检测方法的至少2个方法的触摸式传感器。以下说明的内容以外的部分与第二实施方式的触摸式传感器相同。

图20A和图20B是表示本发明第七实施方式的触摸式传感器的控制电路5的测量工作的一例子的图。

参照图20A和图20B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，以及选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作。而控制电路5不进行如下工作：以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，取得电平判定结果的多数结果的第五实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。

例如，控制电路5在每一测量期间使Main测量工作中的电压VO的判定定时可变。

通过如此构成，与第二实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

<第八实施方式>

参照图21A和图21B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以及以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作。而控制电路5不进行取得电平判定结果的多数结果的第五实施方式的测量工作和使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。

例如，时钟延迟选择电路DLY的各延迟元件的延迟时间的合计设定为小于计数时钟的1周期。

控制电路5可在每一测量期间选择由时钟延迟选择电路DLY的多个延迟元件输出的延迟时钟中的任一时钟，且可在每一测量期间选择测量期间中的延迟时钟的多个边沿中的任一边沿。控制电路5按照所选择的延迟时钟的所选择的沿的定时，比较外部端子TA3的电压电平和阈值电压VTH。

通过如此构成，与第七实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步细化控制电压VO的判定定时，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第七实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第九实施方式>

参照图22A和图22B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，以及取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作。而控制电路5不进行如下工作：选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。

例如，控制电路5在Main测量工作中取得电平判定结果的多数结果。

通过如此构成，与第七实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

<第十实施方式>

图23A和图23B是表示本发明第十实施方式的触摸式传感器的控制电路5的测量工作的一例子的图。

参照图23A和图23B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。而控制电路5不进行如下工作：以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，以及取得电平判定结果的多数结果的第五实施方式的测量工作。

即，控制电路5通过控制与Main测量工作中计数时钟的16周期相当的判定定时选择区间的结束时起到开始下一放电工作的期间，使各测量期间的长度相等。

通过如此构成，与第九实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步抑制因电位变动的噪声导致的误判定，因此能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第九实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第十一实施方式>

参照图24A和图24B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。而控制电路5不进行取得电平判定结果的多数结果的第五实施方式的测量工作。

通过如此构成，与第十实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步细化控制电压VO的判定定时，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

<第十二实施方式>

参照图25A和图25B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以及取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作。而控制电路5不进行以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。

例如，控制电路5在每次测量期间改变用于Main测量工作的多数结果的三次电平判定的开始定时。

<第十三实施方式>

本实施方式涉及组合了第二实施方式～第六实施方式的触摸式传感器中各种接触检测方法的至少2个方法的触摸式传感器。以下说明的内容以外的部分与第一实施方式的触摸式传感器相同。

参照图26A和图26B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，以及取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作。而控制电路5不进行使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。

通过如此构成，与第十二实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步细化控制电压VO的判定定时，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第十二实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第十四实施方式>

参照图27A和图27B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。而控制电路5不进行以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作。

例如，控制电路5将对相当于计数时钟的16周期的判定定时选择区间和用于取得多数结果的三次电平判定区间组合而成的长度设定为在各测量期间中与((16+多数结果次数)-1)循环(1循环为计数时钟的1周期)相等。

通过如此构成，与第十实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第十实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第十五实施方式>

参照图28A和图28B，控制电路5进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。

通过如此构成，与第十四实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步细化控制电压VO的判定定时，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第十四实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第十六实施方式>

参照图29A和图29B，控制电路5进行如下工作：选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。而控制电路5不进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，以及取得电平判定结果的多数结果的第五实施方式的测量工作。

即，控制电路5在进行Main测量工作时，可在每一测量期间内改变电压VO的判定定时。控制电路5通过控制与计数时钟的16周期相当的判定定时选择区间的结束时起到开始下一放电工作的期间，使各测量期间的长度相等。

有效地判别其他构成和工作与第二实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第十七实施方式>

参照图30A和图30B，控制电路5进行如下工作：选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。而控制电路5不进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，和取得电平判定结果的多数结果的第五实施方式的测量工作。

通过如此构成，与第十六实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步细化控制电压VO的判定定时，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第十六实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第十八实施方式>

参照图31A和图31B，控制电路5进行如下工作：选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作。而控制电路5不进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。

<第十九实施方式>

参照图32A和图32B，控制电路5进行如下工作：选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作。而控制电路5不进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。

通过如此构成，与第十八实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步细化控制电压VO的判定定时，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第十八实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第二十实施方式>

参照图33A和图33B，控制电路5进行如下工作：选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。而控制电路5不进行如下工作：在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作。

通过如此构成，与第十八实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

<第二十一实施方式>

参照图34A和图34B，控制电路5进行如下工作：选择一次测量期间中的计数时钟的多个边沿中的任一边沿作为电压VO的判定定时的第三实施方式的测量工作，以从多个延迟元件接收到的计数时钟的任一定时进行电压VO的判定的第四实施方式的测量工作，取得电平判定结果的多数结果作为一次Main测量工作的结果的第五实施方式的测量工作，以及使各测量期间长度相等的第六实施方式的测量工作。而控制电路5不进行在一次测量期间中进行Pre测量工作和Main测量工作的第二实施方式的测量工作。

通过如此构成，与第二十实施方式的触摸式传感器相比，能够进一步细化控制电压VO的判定定时，能够进一步降低噪声带来的影响，有效地判别人体与触摸式电极有无接触。

其他构成和工作与第二十实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

<第二十二实施方式>

本实施方式涉及与第一实施方式的触摸式传感器相比改变了触摸式电极的外围电路的触摸式传感器。以下说明的内容以外的部分与第一实施方式的触摸式传感器相同。

图35是表示本发明第二十二实施方式的触摸式传感器的构成的图。参照图35，触摸式传感器102包括触摸式传感器用IC(半导体器件)51、触摸式电极EL11～EL13、电容器Cr1、Cr2A、Cr2B、Cc1、Cc2、电阻元件Rr1、Rr2A、Rr2B、Rc1、Rc2、以及微型计算机9。触摸式传感器用IC51包括多个外部端子TA11～TA15。

电容器Cc1的一个电极与电阻元件Rc1的一个电极连接，电容器Cc1的另一电极接受接地电压GND。电阻元件Rc1的另一电极与外部端子TA12连接。触摸式电极EL11与电阻元件Rr1的一个电极连接。电阻元件Rr1的另一电极与外部端子TA11连接。电容器Cr1连接于电阻元件Rr1和Rc1之间。

电容器Cc2的一个电极与电阻元件Rc2的一个电极连接，电容器Cc2的另一电极接受接地电压GND。电阻元件Rc2的另一电极与外部端子TA14连接。触摸式电极EL12与电阻元件Rr2A的一个电极连接。电阻元件Rr2A的另一电极与外部端子TA13连接。电容器Cr2A连接于电阻元件Rr2A和Rc2之间。触摸式电极EL13与电阻元件Rr2B的一个电极连接。电阻元件Rr2B的另一电极与外部端子TA15连接。电容器Cr2B连接于电阻元件Rr2B和Rc2之间。

由触摸式电极EL11～EL13形成的电容，分别由可变容量式电容器CX11～CX13表示。

触摸式传感器用IC51使外部端子TA11为HiZ状态，并使外部端子TA12为“H”电平。由此，电容器Cc1、Cr1、CX11被充电。

接着，触摸式传感器用IC51通过使外部端子TA12为HiZ状态，来停止对电容器Cc1、Cr1、CX11的充电。

接着，触摸式传感器用IC51使外部端子TA12维持在HiZ状态，并使外部端子TA11为“L”电平。由此，电容器Cc1的充电电荷的一部分向外部端子TA11流出，外部端子TA12的电压降低，并且电容器Cr1、CX11的全部充电电荷被放电，电容器Cr1、CX11的端子间电压被复位为0V。

接着，触摸式传感器用IC51使外部端子TA12维持在HiZ状态，并使外部端子TA11为HiZ状态。由此，电容器Cc1的充电电荷的一部分经电阻元件Rc1、Rr1分配到电容器Cr1、CX11，并且外部端子TA11的电压VO上升。

接着，触摸式传感器用IC51在自使外部端子TA11、TA12为HiZ状态起经过了预定时间时，比较外部端子TA11的电压VO和阈值电压VTH的高低，在VO＞VTH时，判定电压VO为“H”电平，在VO＜VTH时，判定电压VO为“L”电平。

然后，触摸式传感器用IC51交替进行对电容器Cr1、CX11的充电电荷进行放电的放电工作、和将电容器Cc1的一部分充电电荷分配到电容器Cr1、CX11的分配工作，通过与触摸式传感器用IC51同样的方法，判别人体是否与触摸式电极EL11接触，或生成用于判别的数据，将表示判别结果的信号或表示已生成了用于判别的数据的信号输出到微型计算机9。

控制电路5逐一依次选择剩余的触摸式电极EL12和EL13，与触摸式电极EL11同样，判别人体是否与各触摸式电极EL接触。控制电路5将表示人体是否与各触摸式电极EL接触的信号输出到微型计算机9。触摸式电极EL12和EL13的外围电路共用触摸式电极EL11的外围电路的电阻元件和电容器，外部端子TA12和TA13的电平判定方法与上述外部端子TA11的电平判定方法相同，在此省略其详细说明。

微型计算机9控制触摸式传感器用IC51，并从触摸式传感器用IC51接收表示人体是否与触摸式电极EL11～EL13的各电极接触的信号，响应该信号而控制作为控制对象的电气设备。

其他构成和工作与第一实施方式的触摸式传感器相同，在此省略其详细说明。

如此，本发明的触摸式传感器不限定于图1所示的构成，也可以使用图35所示构成的触摸式传感器用IC51。

本发明的触摸式传感器可适用于微型计算机的外围设备(显示器、打印机等)的操作部。本发明的触摸式传感器可适用于移动电话机、移动信息终端、液晶板的触摸屏。本发明的触摸式传感器可适用于IH厨房加热器、洗衣机、电灶、排罩(换气扇)等家电制品的按键。

应当认为，目前公开的所有实施方式只不过是例示，而不是用于限制本发明。本发明的保护范围不是由上述说明所表示，而是由权利要求书表示，包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。

Claims

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

多个第一端子，其分别与多个触摸式电极连接；

第二端子，其通过电容器与基准电压线连接；

转换电路，其将与从上述多个触摸式电极中选出的触摸式电极对应的第一端子连接在预定节点上；以及

充放电电路，其进行对上述电容器充电的充电工作、使上述选出的触摸式电极的电荷放电的放电工作、以及通过上述预定节点将上述电容器的电荷分配给上述选出的触摸式电极的分配工作，

根据上述预定节点的电压来判别人体与上述选出的触摸式电极有无接触，

所述半导体器件还包括：

通过电阻元件与上述第二端子连接的第三端子；和

通过副电容器与上述第三端子连接，并且与上述预定节点连接的第四端子，

上述充放电电路，在进行上述充电工作时对上述第二端子和上述预定节点施加第一电压来对上述电容器进行充电，在进行上述放电工作时对上述第三端子和第四端子施加低于上述第一电压的第二电压来使上述副电容器和上述选出的触摸式电极的电荷放电，在进行上述分配工作时使上述第一端子～上述第三端子为高阻抗状态来通过上述电阻元件、上述副电容器以及上述预定节点将上述电容器的电荷分配给上述选出的触摸式电极。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

还包括检测电路，该检测电路检测上述预定节点的电压，并根据检测结果来生成表示人体与上述选出的触摸式电极有无接触的信号。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

上述充放电电路在进行上述充电工作之后交替进行上述放电工作和上述分配工作，

上述半导体器件还包括检测电路，该检测电路在开始上述分配工作起直至下次的上述放电工作开始之前的测量期间，比较上述预定节点的电压与预先设定的阈值电压，根据比较结果来生成表示人体与上述选出的触摸式电极有无接触的信号。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，

上述检测电路，在上述测量期间内以彼此不同的定时对上述预定节点的电压和上述预先设定的阈值电压进行N次比较，并根据N次比较结果来生成表示人体与上述选出的触摸式电极有无接触的信号，其中N为2以上的整数。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

按每一测量期间来改变对上述预定节点的电压和上述预先设定的阈值电压进行N次比较的定时。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

时钟生成电路，其产生预先设定的频率的时钟信号；和

选择电路，其按每一测量期间来选择上述时钟信号的多个边沿中的任意N个边沿，

上述检测电路响应由上述选择电路选出的N个边沿来分别进行上述N次比较。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

时钟生成电路，其产生预先设定的频率的时钟信号；

被串联连接的多个延迟元件，其初级接收上述时钟信号，并分别使前级的输出时钟信号延迟预先设定的时间来提供给后级；

第一选择电路，其选择上述多个延迟元件的输出时钟信号中的任一时钟信号；以及

第二选择电路，其按每一测量期间来选择由上述第一选择电路选出的时钟信号的多个边沿中的任意N个边沿，

上述检测电路响应由上述第二选择电路选出的N个边沿来分别进行上述N次比较。

8.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

上述检测电路比较得到上述预定节点的电压高于上述预先设定的阈值电压的第一比较结果的次数、和得到上述预定节点的电压低于上述预先设定的阈值电压的第二比较结果的次数，并根据上述第一比较结果和上述第二比较结果中次数较多一方的比较结果来生成表示人体与上述选出的触摸式电极有无接触的信号。

9.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

上述充放电电路在各测量期间响应通过上述检测电路进行的上述预定节点的电压与上述预先设定的阈值电压的第N次比较的结束来进行上述充放电工作。

10.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

上述充放电电路按一定周期来交替进行上述放电工作和上述分配工作。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

上述半导体器件形成在半导体衬底的表面上，

上述半导体衬底的表面被分为模拟区域和数字区域，

上述半导体器件中的模拟电路部被配置在上述模拟区域，

上述半导体器件中的数字电路部被配置在上述数字区域。

12.一种触摸式传感器，其特征在于，

包括多个触摸式电极、电容器和半导体器件，

上述半导体器件包括：

多个第一端子，其分别与上述多个触摸式电极连接；

第二端子，其通过上述电容器与基准电压线连接；

所述触摸式传感器还包括电阻元件和副电容器，

上述半导体器件还包括：

通过上述电阻元件与上述第二端子连接的第三端子；和

通过上述副电容器与上述第三端子连接，并且与上述预定节点连接的第四端子，

上述充放电电路，在进行上述充电工作时对上述第二端子和上述预定节点施加第一电压来对上述电容器进行充电，在进行上述放电工作时对上述第三端子和上述第四端子施加低于上述第一电压的第二电压来使上述副电容器和上述选出的触摸式电极的电荷放电，在进行上述分配工作时使上述第一端子～上述第三端子为高阻抗状态来通过上述电阻元件、上述副电容器以及上述预定节点将上述电容器的电荷分配给上述选出的触摸式电极。

13.根据权利要求12所述的触摸式传感器，其特征在于，

上述触摸式传感器还包括检测电路，该检测电路在开始上述分配工作起直至下次的上述放电工作开始之前的测量期间，以彼此不同的定时对上述预定节点的电压和预先设定的阈值电压进行N次比较，并根据N次比较结果来生成表示人体与上述选出的触摸式电极有无接触的信号，其中N为2以上的整数。