[发明专利]电容检测装置和电容检测方法

权利要求书

1.一种电容检测装置，其特征在于，包括：

开关单元，其用于连接到被检测电容；

一个或多个分配电容，被分配充电到所述被检测电容的电荷；

电压电平供给单元，其供给用于对所述分配电容进行初始化和电荷分配的多个电压电平；以及

电荷放大器，其将分配到所述分配电容的电荷作为电荷量来取出。

2.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征在于，

从所述被检测电容互补地向所述多个分配电容分配电荷，以作为相反极性的电荷量。

3.根据权利要求1或2所述的电容检测装置，其特征在于，

所述被检测电容是连接到脉冲供给源的耦合电容。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的电容检测装置，其特征在于，

所述电荷放大器是单端或全差动。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的电容检测装置，其特征在于，

所述电容检测装置是将所述多个分配电容分为多个组，在组间使初始化和电荷分配的时刻和电荷量的取出时刻不同，从而使多个组并列动作的流水线结构。

6.根据权利要求1至5的任一项所述的电容检测装置，其特征在于，

所述分配电容能够根据所述被检测电容的大小而改变大小。

7.根据权利要求1至6的任一项所述的电容检测装置，其特征在于，

所述电容检测装置包括：

可变电容，其用于从所述分配电容减去无效电荷；以及

脉冲驱动单元，其用于对所述可变电容进行脉冲驱动。

8.一种电容检测装置，其特征在于，包括：

第一开关，其以规定周期将用于充电被检测电容的电压电平切换为多个电压电平，并且切断向所述被检测电容供给所述电压电平，来切换充电动作；

多个分配电容，被分配充电到所述被检测电容的电荷；

第二开关，其与所述被检测电容的充电动作对应地，分别用多个电压电平初始化所述多个分配电容；

第三开关，其按照从所述被检测电容互补地向所述多个分配电容分配电荷，以作为相反极性的电荷量的方式，与所述第一和第二开关一同切换所述被检测电容与所述各分配电容之间的连接；以及

电荷放大器，其将充电到所述分配电容的电荷变换为电压。

9.根据权利要求8所述的电容检测装置，其特征在于，

通过将连接在所述电荷放大器的后级的比较器的输出设为逻辑输出，并将该逻辑输出作为电荷量经由反馈电容而反馈到所述电荷放大器的输入中，从而构成δ∑调制器，利用连接在比较器的后级的数字滤波器，将该逻辑输出变换为数字值。

10.根据权利要求8所述的电容检测装置，其特征在于，

所述电容检测装置包括如下的机构：能够根据包含在所述被检测电容中且对检测对象的接近检测无效的固定电荷量的大小，改变所述分配电容的大小。

11.根据权利要求9或10所述的电容检测装置，其特征在于，

所述电容检测装置包括如下的机构：能够根据检测对象的接近所引起的检测电容之差的大小，改变所述电荷放大器的反馈电容和δ∑调制器的反馈电容。

12.根据权利要求8至11的任一项所述的电容检测装置，其特征在于，

所述电容检测装置包括输入部，该输入部能够切换所述被检测电容的差动输入和单端输入。

13.一种电容检测方法，其特征在于，包括：

以规定周期将用于充电被检测电容的电压电平切换为多个电压电平，并且切断向所述被检测电容供给所述电压电平，来切换充电动作的步骤；

与所述被检测电容的充电动作对应地，分别用多个电压电平初始化被分配充电到所述被检测电容的电荷的多个分配电容的步骤；

从所述被检测电容互补地向所述多个分配电容分配电荷，以作为相反极性的电荷量的步骤；以及

将充电到所述分配电容的电荷变换为电压的步骤。

14.一种电容检测方法，其特征在于，包括：

用第一电压电平对被检测电容进行充电的步骤；

将充电到所述被检测电容的电荷分配给以规定的电压电平被初始化的第一分配电容的步骤；

用第二电压电平对被检测电容进行充电的步骤；

向电容与所述第一分配电容相等且以不同于所述第一分配电容的电压电平被初始化的第二分配电容互补地分配充电到所述被检测电容的电荷，以作为相反极性的电荷量的步骤；以及

将充电到所述第一分配电容和所述第二分配电容的电荷变换为电压的步骤。