技术领域本发明涉及光电转换装置，该光电转换装置输出与在光电转换元件中产生的光电流对应的输出信号。
背景技术：
图4示出以往的光电转换装置的光电转换元件外围的电路图。以往的光电转换装置的光电转换元件外围的电路由复位电路103、作为光电转换元件的光电二极管105、NMOS晶体管415、NMOS晶体管401、以及信号输出线403构成。光电二极管105产生与被入射的光量对应的光电流。复位电路103将光电二极管105的电压复位到复位电压。NMOS晶体管415从源极输出基于光电二极管105的电压的电压。NMOS晶体管401选择是否向信号输出线403输出NMOS晶体管415的源极电压。复位电路103由NMOS晶体管113构成，该NMOS晶体管113的栅极与复位信号输入端子112连接，漏极与复位电压输入端子120连接，源极与光电二极管105的N型端子连接。NMOS晶体管415的栅极与光电二极管105的N型端子连接，漏极与电源端子100连接，源极与NMOS晶体管401的漏极连接。NMOS晶体管401的栅极与输出选择信号输入端子402连接，源极与信号输出线403连接。光电二极管105的P型端子与GND端子101连接。上述结构的以往的光电转换装置如以下这样动作，输出与产生的光电流对应的输出信号。当复位信号被输入到复位信号输入端子112时，光电二极管105的N型电极的电压被复位至输入到复位电压输入端子120的复位电压Vres。因此，光电二极管105向自身拥有的寄生电容充入复位电压Vres的电。当复位被解除时，光电二极管105以与入射光对应的光电流放出寄生电容的电压的电。经过规定的时间后，光电二极管105被重新复位。光电二极管105的放电后的放电电压、与该被重新复位的光电二极管105的复位电压被转换成NMOS晶体管415的源极电压，且每次经由NMOS晶体管401被输出到信号输出线403。被输出到信号输出线403的光电二极管105的复位电压与基于放电电压的电压在未图示的输出电路中被比较。输出电路利用放大电路，放大通过电压的比较而获得的电压差，且输出放大后的电压，作为与光电二极管105的入射光量成比例的电压(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2001-308306号公报但是，在以往的光电转换装置中，在将较强的光入射到作为光电转换元件的光电二极管后，对光电二极管的电压进行复位时，存在光电二极管的电压达到复位电压耗费时间的课题。光电转换装置被使用于图像读取装置。在近年来的图像读取装置中，读取速度的高速化的需求较高。因此，光电转换装置需要高速地反复读入图像。在以往的光电转换装置中，为了高速地反复读入图像，还需要缩短此时反复进行的光电二极管的复位的时间。但是，根据读取图像的方式而将较强的光入射到光电二极管，因此需要增长光电二极管的复位时间。因此，在使用了上述以往的光电转换装置的图像读取装置中，存在无法使读取高速化的课题。
技术实现要素：
为了解决上述以往的课题，本发明的光电转换装置采用以下的结构。光电转换装置具有：光电二极管，在该光电二极管中流过与入射光量对应的光电流；复位电路，其将光电二极管的寄生电容充电至复位电压；电压限制电路，其防止光电二极管的寄生电容的电压下降至低于规定的电压的情况；以及输出电路，其输出光电二极管的寄生电容的电压。根据本发明的光电转换装置，当意料外的较强的光量被入射到作为光电转换元件而内置的光电二极管后，当对该光电二极管进行复位时，开始复位时的光电二极管电压被限制成规定电压以上。因此，能够防止由于光电二极管的电压下降而造成的光电二极管的寄生电容的增大，能够缩短将该寄生电容充电至复位电压的时间。附图说明图1是示出本实施方式的光电转换装置的光电转换元件外围电路的电路图。图2是示出本实施方式的光电转换装置所使用的光电二极管的剖面结构的一部分的图。图3是示出本实施方式的光电转换装置所使用的光电二极管的寄生电容值相对于施加到光电二极管的电压的关系的图表。图4是示出以往的光电转换装置的光电转换元件外围电路的电路图。标号说明102：限制电路；103：复位电路；104：源极跟随器电路；105：光电二极管；106：输出电路。具体实施方式图1是示出本实施方式的光电转换装置的光电转换元件外围电路的电路图。本实施方式的光电转换装置具有限制电路102、复位电路103、光电二极管105、源极跟随器电路104、以及输出电路106。光电二极管105具有光电转换功能，产生与入射的光量对应的光电流。限制电路102限制光电二极管105的电压使其不成为设定的限制电压以下。复位电路103将光电二极管105的电压复位到复位电压Vres。源极跟随器电路104输出基于光电二极管105的电压的电压。输出电路106处理从源极跟随器电路104输出的电压，且输出基于该处理结果的输出电压Vout。限制电路102由NMOS晶体管111构成，该NMOS晶体管111的栅极与限制电压输入端子110连接，漏极与电源端子100连接，源极与光电二极管105的N型端子连接。复位电路103由NMOS晶体管113构成，该NMOS晶体管113的栅极与复位信号输入端子112连接，漏极与复位电压输入端子120连接，源极与光电二极管105的N型端子连接。源极跟随器电路104由恒流源114和PMOS晶体管115构成。恒流源114设置于电源端子100与PMOS晶体管115的源极之间，从电源端子100向PMOS晶体管115的源极供给恒定电流。PMOS晶体管115的栅极与光电二极管105的N型端子连接，漏极与GND端子101连接，源极与输出电路106的输入端子117连接。光电二极管105的P型端子与GND端子101连接。本实施方式的光电转换装置如以下这样动作，输出与产生的光电流对应的输出信号。当复位信号被输入到复位信号输入端子112时，光电二极管105的N型电极的电压被复位至复位电压Vres。因此，光电二极管105向自身拥有的寄生电容充入复位电压的电。之后，光电二极管105以自身通过光电转换而产生的光电流，放出被充入到自身拥有的寄生电容的复位电压的电。然后，光电二极管105再次被重新复位到复位电压。当光电二极管105的电压低于从被输入到限制电压输入端子110的限制电压Vlim中减去NMOS晶体管111的阈值电压之后得到的值时，限制电路102开始发挥功能。开始发挥功能的限制电路防止光电二极管105的N型端子的进一步的电压下降。另一方面，被重新复位的光电二极管105的复位电压、与光电二极管105的放电后的放电电压被转换成源极跟随器电路104的PMOS晶体管115的源极电压，且被输入到输出电路106的输入端子117。输出电路106对从源极跟随器电路104输出的光电二极管105的复位电压与基于放电电压的电压进行比较来提取这些电压的电压差。提取出的电压差在输出电路106中以规定倍率被进一步放大，且作为输出电压Vout从输出电路106的输出端子118输出。设想在3.3V的电源电压下使用上述本实施方式的光电转换装置的情况。在这种情况下，复位电压Vres被设定为2.2V，且被设计成在被入射需要检测的最大的光量的情况下，从复位电压下降0.5V左右。这是因为，当使放电电压增加大于0.5V时，光电二极管的结部分的寄生电容急剧地增大，从而输出电压相对于入射光量变化的变化不是线性的。因此，本实施方式的光电转换装置在读取设想的范围的光量的情况下，光电二极管的电压最大也仅从复位电压下降0.5V左右，因此光电二极管的寄生电容不增大。另一方面，在预想范围外的较强的光量被入射到本实施方式的光电转换装置的情况下，光电二极管的放电电压下降至小于所设想的电压，虽然要进一步下降，但因为限制电路开始发挥功能，因此利用限制电路将光电二极管的放电电压限制成设定的限制电压以上。因此，本实施方式的光电转换装置即使在被入射预想范围外的较强的光量的情况下，光电二极管的放电电压也被限制电路限制成设定的限制电压以上。因此，本实施方式的光电转换装置不会增大光电二极管的寄生电容，且能够防止在将该寄生电容充电至复位电压Vres时所需的复位时间变长。如上所述，本实施方式的光电转换装置即使在被入射意料外的较强的光量的情况下，也不需要使复位时间变长。因此，能够提高使用了本实施方式的光电转换装置的图像读取装置的读取速度。图2是示出本实施方式的光电转换装置所使用的光电二极管105的一部分的剖面结构的图。光电二极管105具有P衬底区域201、N阱区域202、N型区域203、P型区域204、以及LOCOS氧化膜205。LOCOS氧化膜205以仅没有中央的四边区域的状态形成于衬底上表面。深度较浅的N型区域203形成于没有LOCOS氧化膜205的衬底上表面。深度较深的N阱区域202形成为包围N型区域203的周围。深度较浅的P型区域204形成于LOCOS氧化膜205的下方。在P衬底区域201与P型区域204连接有GND端子，光电二极管电压被输入到N型区域203。图2的虚线表示从结向N阱区域202延伸的耗尽层区域。当光电二极管105的光电二极管电压较低时，从P衬底区域201与N阱区域202的底面的结向N阱区域202延伸的耗尽层、和从P型区域204与N阱区域202的上表面的结向N阱区域202延伸的耗尽层分离。因此，基于光电二极管105的结的寄生电容由于在N阱区域202的底面和上表面的较大区域中存在，所以变得非常大。但是，若光电二极管105的光电二极管电压较高，则从N阱区域202的底面和从上表面延伸的耗尽层结合，因此基于较大的N阱区域202的底面与上表面的结电容的寄生电容变得非常小。图3示出上述结构的光电二极管的基于结电容的寄生电容值相对于光电二极管电压的关系。从下降的光电二极管电压低于0.2V的附近起，寄生电容急剧增大，在光电二极管电压低于0.1V的附近，从N阱区域的底面和从上表面起的耗尽层完全地分离，因此寄生电容急剧增大。如上述那样，对于本实施方式的光电转换装置所使用的光电二极管，在光电二极管电压较高的情况下，基于结的寄生电容较小，因此基于光电二极管的光电流的自身的寄生电容的放电速度增高。因此，本实施方式的光电转换装置的灵敏度提高。但是，在本实施方式的光电转换装置中，当光电二极管电压低于0.2V时，基于光电二极管的结的寄生电容急剧增大，因此不仅基于光电二极管的光电流的自身的寄生电容的放电速度降低，而且从该电压起的复位耗费时间。因此，在本实施方式的光电转换装置中，当光电二极管电压低于0.2V时，不仅灵敏度下降，还需要较长的复位时间。为了解决上述课题，本实施方式的光电转换装置利用限制电路将光电二极管电压的下降限制为0.2V以上。由此，本实施方式的光电转换装置既没有灵敏度的下降也没有复位时间的延迟。因此，即使在将本实施方式的光电转换装置用于在被入射意料外的较强的光后检测较弱的光的入射的纸币读取等图像读取装置的情况下，也不会有误检测。另外，虽然在本实施方式的光电转换装置中，示出了与复位用NMOS晶体管分开设置限制用NMOS晶体管的结构，但即使设为如下结构，也能够获得与上述本实施方式的光电转换装置相同的效果：使用1个NMOS晶体管构成复位用与限制用的NMOS晶体管，针对该NMOS晶体管的栅极，在复位时输入复位电压Vres，在限制时输入限制电压。而且，通过将复位用NMOS晶体管和限制用NMOS晶体管设为共用，与光电二极管的寄生电容并联连接的NMOS晶体管的寄生电容减小。因此，共用复位用NMOS晶体管和限制用NMOS晶体管的光电转换装置与未共用的情况相比灵敏度有所提高。