[发明专利]图像传感器、模块以及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器、模块(module)、以及具备该模块的电子设备。特别涉及被应用于原稿读取或图像输入等的线性图像传感器、具备多个线性图像传感器的模块、以及具备该模块的电子设备。

背景技术

一般的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器具备：用于将光信号转换为电信号的多个光电转换元件(例如，光电二极管等)、和分别与多个光电转换元件对应设置的多个放大电路。放大电路例如由包括MOS晶体管的源极跟随(source follower)电路构成。

在具有这种构成的图像传感器中，有时与光是否入射到图像传感器无关，都会从源极跟随电路输出某一衡定电压电平的偏移(off set)信号。而且，偏移信号的大小在多个源极跟随电路之间存在偏差。偏移信号的大小存在偏差是由于制造工艺等原因导致MOS晶体管的特性产生偏差。

若发生这种现象，则从各像素输出的图像信号的基准电平在像素之间不同。该情况下，即使基于从图像传感器输出的图像信号来重现图像，也无法高精度地重现图像传感器所读入的原始图像。

例如，特开平5-48844号公报公开了一种可降低源极跟随电路的特性偏差的图像传感器。在该图像传感器中，首先，在刚刚对光电转换元件复位之后，将从源极跟随电路输出的电压保持到电容器中。接着，若光电转换元件接收到光，则光电转换元件的输出电压(即，源极跟随电路的输入电压)会变化。由此，当源极跟随电路的输出电压变化时，从电容器的一端仅输入与源极跟随电路的输出电压的变化量相当的电压。因此，可以从电容器的一端取出除去了偏移成分的图像信号。

在特开平5-48844号公报所公开的图像传感器中，采用了将来自光电二极管的信号电压充电到电容器中，并利用电容器的电荷向外部传输信号的方式。因此，连接电容器的一端和输出电路的布线变长。在该情况下，由所述布线的长度引起的寄生电容也变大。若设电容器的电容为C1、布线的寄生电容为C2，则从电容器的另一端输出的图像信号的电压会降低到C1/(C1+C2)倍。即，会产生信号衰减的问题。

在特开平5-48844号公报中公开了用于解决该问题的输出电路。但是，各电容器的另一端通过公共布线与输出电路连接。因此，无法解决因布线变长而导致信号衰减的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能扩展信号输出的动态范围且能正确输出信息的图像传感器、具备该图像传感器的模块、以及具备该模块的电子设备。

本发明提供一种图像传感器，具备选择性地被激活的多个像素。多个像素的每一个包括：光电转换元件，其输出与受光强度对应的第一信号；复位电路，其输出基准电压；和放大电路，其放大第一信号，输出第二信号，并在取代第一信号而接收了基准电压的情况下输出第三信号。图像传感器还包括修正电路。修正电路保持第二以及第三信号中一方的电压值，利用第二以及第三信号中另一方的电压值和所保持的电压值，将从放大电路输出的偏移电压从所述第二信号中除去。

优选图像传感器还包括信号线，其从放大电路接收第二以及第三信号，向修正电路传递第二以及第三信号。

优选多个像素的每一个还包括第一开关，其设置在放大电路的输出端子与第一节点之间。修正电路包括：电容器，其一端的电压被固定，另一端被输入所述第二信号，对第二信号的电压值进行保持；第二开关，其设置在第一节点与电容器的另一端之间，在被输入第二信号的期间接通，在被输入第三信号的期间断开；和差分电路，其对第一节点的电压值与电容器另一端的电压值的差分进行运算。

更优选修正电路还包括：第一输出缓冲器，其用于向差分电路输出电容器所保持的电压；和第二输出缓冲器，其用于向差分电路输出第一节点的电压。

更优选复位电路包括第三开关。第三开关设置在被施加基准电压的基准电压端子、与光电转换元件输出第一信号的信号输出端子之间。图像传感器还包括开关控制电路，其根据被输入的时钟信号来顺次选择多个像素，对所选择的像素中包含的第一以及第三开关、和修正电路中包含的第二开关进行控制。开关控制电路在时钟信号的一个周期期间使第一开关接通，在时钟信号的一个周期内使第二开关接通和断开，并且在第二开关断开期间使第三开关接通。

进而优选开关控制电路在第二开关断开之后使第三开关接通。

进而优选开关控制电路向第二开关施加与时钟信号同步变化的第一控制信号来使第二开关动作，并且，向第三开关施加将时钟信号延迟后的第二控制信号来使第三开关动作。