CN114302078A - 像素结构控制方法及设备、计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种像素结构的控制方法及设备、计算机可读存储介质，所述像素结构的控制方法包括：将所述光电二极管复位；在曝光期间，利用所述电压转换控制信号控制所述传输管周期性地导通，以将来自所述光电二极管的曝光信号传输至所述浮动扩散节点，所述传输管每次导通的时间小于预设阈值，所述曝光信号为所述光电二极管对光信号转换生成；在像素读取期间，读出所述浮动扩散节点的信号。通过本发明技术方案能够缩小像素结构中产生的暗电流，进一步扩展像素结构的动态范围。
Description
技术领域
本发明涉及图像传感器领域，更具体地，其涉及一种像素结构的控制方法及设备、计算机可读存储介质。
背景技术
图像传感器的动态范围与其像素的满井容量有关，像素的满井容量越大，则动态范围越大，而像素的满井容量受限于光电二极管的容量以及浮动扩散区的电容大小。随着工艺的进步，浮动扩散区的电容大小不再成为一个限制条件，光电二极管的电荷容量不足成为进一步提升满井容量的最大障碍。
为了克服这个障碍，现有技术采用电荷横向溢出的方法，即在光电二极管中的电荷达到最大容量后，将溢出的电荷转移至浮动扩散区。
但现有技术在将溢出的电荷转移至浮动扩散区时，会产生大量的暗电流，当像素缩小时，暗电流也会相对地成倍增长，限制动态范围的扩展。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何降低电荷横向溢出时产生的暗电流，以扩展动态范围。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种像素结构的控制方法，所述像素结构包括光电二极管、传输管、增益控制管、复位管；其中，所述光电二极管的一端接地，另一端耦接所述传输管的源极，所述传输管的漏极耦接所述增益控制管的源极，所述传输管的栅极接入电压转换控制信号，所述增益控制管的漏极耦接所述复位管的源极，所述增益控制管的栅极接入增益控制信号，所述复位管的漏极接入复位电压，所述复位管的栅极接入复位控制信号，所述传输管的漏极与增益控制管的源极相连接的节点为浮动扩散节点。
所述像素结构的控制方法包括：将所述光电二极管复位；在曝光期间，利用所述电压转换控制信号控制所述传输管周期性地导通，以将来自所述光电二极管的曝光信号传输至所述浮动扩散节点，所述传输管每次导通的时间小于预设阈值，所述曝光信号为所述光电二极管对光信号转换生成；在像素读出期间，读出所述浮动扩散节点的信号。
可选地，所述电压转换控制信号为开启时间小于所述预设阈值的脉冲信号。
可选地，所述像素结构还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端耦接所述增益控制管的漏极，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第一端耦接所述传输管的漏极，所述第二电容的第二端接地。
可选地，所述光电二极管在所述传输管的栅极施加所述脉冲信号时的井容量大于第二寄生电容的满井容量。
可选地，所述第一寄生电容的电容值为所述第二寄生电容的电容值与预设倍数的乘积。
可选地，所述利用所述电压转换控制信号控制所述传输管周期性地导通包括：在所述传输管的栅极周期性地施加所述脉冲信号。
可选地，曝光期间的转移电荷量与所述第二电容的满井容量之和小于所述浮动扩散节点的满井容量，所述曝光期间的转移电荷量采用以下公式表示：(FWPD-FWM)×N，其中，FWPD为所述光电二极管在所述传输管关闭时的井容量，FWM为所述光电二极管在所述传输管的栅极施加所述脉冲信号时的井容量，N为所述传输管在曝光期间导通的次数，N为正整数。
可选地，所述将所述光电二极管复位包括：利用所述电压转换控制信号、复位控制信号、增益控制信号分别控制所述传输管、复位管、增益控制管导通，将所述光电二极管复位。
可选地，所述读出所述浮动扩散节点的输出信号包括：曝光结束后，对所述像素结构的复位电平执行量化操作，以得到第一复位电平量化结果，所述像素结构的复位电平与所述浮动扩散节点的复位电平正相关；利用所述电压转换控制信号对所述传输管的栅极施加一次高电平脉冲，在高电平脉冲施加完毕后，对所述像素结构的信号电平执行量化操作，以得到第一信号电平量化结果，所述像素结构的信号电平为所述浮动扩散节点的信号电平正相关；利用所述增益控制信号控制增益控制管导通，所述电压转换控制信号对所述传输管的栅极施加一次高电平脉冲，在高电平脉冲施加完毕后，对所述像素结构的信号电平执行量化操作，以得到第二信号电平量化结果；利用所述复位控制信号对复位管的栅极施加一次高电平脉冲，复位所述像素结构，对所述像素结构的复位电平执行量化操作，以得到第二复位电平量化结果；基于所述第一复位电平量化结果、第一信号电平量化结果、第二信号电平量化结果、第二复位电平量化结果，得到当前像素结构的最终读出结果。
可选地，所述基于所述第一复位电平量化结果、第一信号电平量化结果、第二信号电平量化结果、第二复位电平量化结果，得到当前像素结构的最终读出结果包括：基于所述第一复位电平量化结果和第一信号电平量化结果，得到当前像素结构的第一读出结果；基于所述第二复位电平量化结果和第二信号电平量化结果，得到当前像素结构的第二读出结果；将所述第一读出结果及第二读出结果进行融合，得到当前像素结构的最终读出结果。
本发明实施例还公开一种终端设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，程序被处理器运行时执行任一项所述像素结构的控制方法的步骤。
本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器运行时执行任一项所述像素结构的控制方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明提出一种像素结构的控制方法，在曝光期间利用电压转换控制信号控制传输管周期性地导通，将来自光电二极管的曝光信号传输至所述浮动扩散节点，且传输管每次导通的时间都很短(也即导通的时间小于预设阈值)，能够使传输管产生的暗电流显著缩小，从而使像素的满井容量增大，进一步扩展像素结构的动态范围。
进一步地，在读出浮动扩散节点的输出信号时，在不同阶段对输出信号进行采样，使两次采样时的噪声电压相差不大，以在两次采样值相减时消除噪声干扰，得到输出信号的有效值，实现信号的低噪声输出。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种像素结构的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种像素结构的控制方法的整体流程图；
图3是本发明实施例中像素曝光与读出结构过程中各信号时序示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，图像传感器的动态范围与其像素的满井容量有关，像素的满井容量越大，则动态范围越大，而像素的满井容量受限于光电二极管的容量以及浮动扩散区的电容大小，而工艺的进步使浮动扩散区的电容大小不再成为一个限制条件。为了克服光电二极管的电荷容量不足，现有技术采用电荷横向溢出的方法，即在光电二极管中的电荷达到最大容量后，将溢出的电荷转移至浮动扩散区，但会产生大量的暗电流，限制动态范围的扩展。
本发明实施例中，在曝光期间利用电压转换控制信号控制传输管周期性地导通，以将来自光电二极管的曝光信号传输至所述浮动扩散节点，且传输管每次导通的时间都很短(也即导通的时间小于预设阈值)，能够使传输管产生的暗电流显著缩小，从而使像素的满井容量增大，进一步扩展像素结构的动态范围。
进一步地，在读出浮动扩散节点的输出信号时，在不同阶段对输出信号进行采样，使两次采样时的噪声电压相差不大，以在两次采样值相减时消除噪声干扰，得到输出信号的有效值，实现信号的低噪声输出。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为一种像素结构的电路结构。参照图1，所述像素结构可以包括：光电二极管PD、传输管M1、增益控制管M2、复位管M3、信号放大管M4以及行选择管M5。
其中，所述光电二极管PD的一端接地，另一端耦接所述传输管M1的源极，传输管M1的漏极耦接增益控制管的源极，传输管M1的栅极接入电压转换控制信号TCK，增益控制管M2的漏极耦接复位管的源极，增益控制管M2的栅极接入增益控制信号DCG，复位管M3的漏极接入复位电压，复位管M3的栅极接入复位控制信号TRST，传输管M1的漏极与增益控制管M2的源极相连接的节点为浮动扩散节点FD，浮动扩散节点耦接信号放大管M4的栅极，信号放大管M4对增益控制管M2的源极输出信号进行放大，信号放大管M4的源极耦接行选择管的源极，行选择管M5的栅极接入行选择信号TSEL，行选择管M5的源极作为像素结构的输出管与位线Bit-line耦接。
具体地，传输管M1、增益控制管M2、复位管M3、信号放大管M4以及行选择管M5可以是晶体管，例如PMOS管、NMOS管，还可以是其他任意可实施类型的三极管，本发明实施例对此不作限制。
所述像素结构还包括第一电容cap1和第二电容cap2，第一电容cap1的第一端耦接所述增益控制管M2的漏极，第一电容cap1的第二端接地，第二电容cap2的第一端耦接所述传输管M1的漏极，第二电容cap2的第二端接地。第一电容cap1与第二电容cap2可以是寄生电容，也可以是外接电容。
由光电效应可知，光电二极管PD产生的电流信号强度与入射光强度成正比。当传输管M1导通后，电流信号流入浮动扩散节点FD转变成电压信号，电压信号经行选择管M5输出到位线Bit-line，由读出电路对该电压信号进行量化。
图2为一种像素结构的控制方法的整体流程图。
所述像素结构的控制方法可以用于终端设备侧，即可以由终端设备执行所述像素结构的控制方法的各个步骤。所述像素结构的具体电路结构可参考图1。
具体地，如图2所示，像素结构的控制方法可以包括以下步骤：
在步骤101中，将光电二极管PD复位。
在步骤102中，在曝光期间，利用所述电压转换控制信号TCK控制所述传输管M1周期性地导通，以将来自所述光电二极管PD的曝光信号传输至所述浮动扩散节点FD，所述传输管M1每次导通的时间小于预设阈值，所述曝光信号为所述光电二极管PD对光信号转换生成。
在步骤103中，在像素读出期间，读出所述浮动扩散节点FD的信号。
需要指出的是，本实施例中各个步骤的序号并不代表对各个步骤的执行顺序的限定。
在步骤101的具体实施中，利用所述电压转换控制信号TCK、增益控制信号DCG、复位控制信号TRST分别控制所述传输管M1、增益控制管M2、复位管M3导通，将所述光电二极管PD复位。
在步骤102的具体实施中，在曝光期间，光电二极管PD将光信号转换为曝光信号，利用电压转换控制信号TCK在所述传输管M1的栅极周期性地施加脉冲信号，使传输管M1周期性地导通。
在一个非限制性的实施例中，由于每次导通传输管M1能够将来自光电二极管PD的部分曝光信号传输至浮动扩散节点FD，而浮动扩散节点FD的满井容量是有限的，因此可以预先测试得到使电荷多次转移后可填满浮动扩散节点FD的脉冲信号施加次数，以得到传输管的脉冲信号施加次数N。
在步骤103的具体实施例中，在曝光结束后，像素读出电路可以从位线Bit-line读取复位电平并进行量化，以得到像素结构对应的第一复位电平量化结果；利用所述电压转换控制信号对所述传输管M1的栅极施加一次高电平脉冲，在高电平脉冲施加完毕后，像素读出电路可以从位线Bit-line读取信号电平并进行量化，以得到第一信号电平量化结果，所述像素结构的信号电平为所述浮动扩散节点FD的信号电平正相关。两次采样时的噪声电压相差不大，以在两次采样值相减时消除噪声干扰，得到输出信号的有效值，实现信号的低噪声输出。
利用所述增益控制信号DCG控制增益控制管导通，所述电压转换控制信号对所述传输管M1的栅极施加一次高电平脉冲，在高电平脉冲施加完毕后，像素读出电路可以从位线Bit-line读取信号电平并进行量化，以得到第二信号电平量化结果；利用所述复位控制信号TRST对复位管M3的栅极施加一次高电平脉冲，复位所述像素结构，像素读出电路可以从位线Bit-line读取复位电平并进行量化，以得到第二复位电平量化结果。本次量化非相关双采样，读出噪声中包括了第一电容的热噪声，但在增益控制管M2导通时，像素结构内电荷数很多，图像信噪比较高，可忽略热噪声。
基于所述第一复位电平量化结果和第一信号电平量化结果，得到当前像素结构的第一读出结果；基于所述第二复位电平量化结果和第二信号电平量化结果，得到当前像素结构的第二读出结果。
将所述第一读出结果及第二读出结果进行融合，得到当前像素结构的最终读出结果。
在具体实施中，像素读出电路可以通过读取位线Bit-line上输出的信号的电压值并进行量化，得到当前像素结构的最终读出结果。其中，像素读出电路可以采用多种方法，读取位线Bit-line上输出的信号的电压值并进行量化，此处不作限制。
在一个非限制性的实施例中，第一电容cap1的电容值为所述第二电容cap2的电容值与预设倍数的乘积。假设第一电容与第二电容的比值是K，则两帧图像融合可以将动态范围提升20log10K dB，若K＝16，即动态范围可以提升24dB。
图3为像素结构的读出时序。现结合图1与图3，对上述像素结构的控制方法进行详细描述：
复位阶段，在复位时间Treset内，复位控制信号TRST为高电平，施加在复位管M3的栅极，复位管M3导通；相应地，增益控制信号DCG为高电平，施加在增益控制管M2，增益控制管M2导通，电压转换控制信号TCK为高电平，施加在传输管M1，传输管M1导通，行选择信号TSEL为低电平，施加在行选择管M5，行选择管M5关闭，光电二极管PD的一端接入复位电压Vrst，光电二极管PD的另一端接地，光电二极管PD复位。
像素曝光阶段，电压转换控制信号TCK为低电平，施加在传输管M1的栅极，传输管M1关闭，复位控制信号TRST为低电平，施加在复位管M3的栅极，复位管M3关闭。此时，浮动扩散节点FD的电容值为第一电容cap1与第二电容cap2的电容值之和。在曝光期间，所述光电二极管PD将光信号转换为曝光信号后，利用电压转换控制信号TCK在传输管M1的栅极周期性地施加脉冲信号，使传输管M1周期性导通，将来自所述光电二极管PD的曝光信号传输至所述浮动扩散节点FD，脉冲信号的峰值电压VM低于高电平脉冲的峰值电压VH，以实现高动态范围成像。
曝光期间，电压转换控制信号TCK控制传输管M1每隔Tf导通一次，在曝光时间Texp内，传输管M1共周期性地导通N次,传输管M1每次导通的时间为Tm，则可将由传输管开启引入的暗电流缩小Texp/(Tm×N)倍。假设Texp＝20ms，Tm＝2.5μs，N＝4，则由传输管开启引入的暗电流的缩小倍数为2000倍。
曝光期间，每次导通传输管M1能够将来自光电二极管PD的部分曝光信号传输至浮动扩散节点FD，则曝光期间的转移电荷量采用以下公式表示：(FWPD-FWM)×N，其中，FWPD为所述光电二极管在所述传输管关闭时的井容量，FWM为所述光电二极管在所述传输管的栅极施加所述脉冲信号时的井容量，N为所述传输管在曝光期间导通的次数，N为正整数。因浮动扩散节点FD能够容纳每次传输管M1导通时光电二极管PD传输的部分曝光信号，则曝光期间的转移电荷量与所述第二电容cap2的满井容量之和小于所述浮动扩散节点FD的满井容量，即浮动扩散节点FD的满井容量大于曝光期间的转移电荷量与第二电容cap2的满井容量之和，采用以下公式表示：FWFD＞(FWPD-FWM)×N+FWH，其中FWFD为浮动扩散节点FD的满井容量，FWH为第二电容cap2的满井容量。通过该方法，使像素结构的满井容量不再受限于光电二极管在传输管关闭时的井容量，可大幅度提升满井容量，以满足拓展动态范围的需求。
当电荷量大于FWM时，多余的电荷会溢出至浮动扩散节点FD中，通过电压转换控制信号TCK控制施加在传输管M1的栅极的脉冲信号的大小，可以控制光电二极管在传输管M1的栅极施加脉冲信号时的井容量。
具体地，光电二极管的井容量与施加的脉冲信号的大小正相关，可以通过电压转换控制信号TCK控制施加在传输管M1的栅极的脉冲信号的大小来合理地设置FWM，使FWM大于FWH，使得在电荷量小于第二电容cap2的满井容量FWH时，曝光期间产生的电荷不会通过传输管M1转移到浮动扩散节点FD中。通过电压转换控制信号TCK控制施加在传输管M1的栅极的脉冲信号的大小，能够合理地设置FWM，使FWM大于FWH，保证暗场环境下的光信号可以实现低噪声读出。
之后，曝光结束，在读出时间Tread内对像素结构的输出进行读出，增益控制信号DCG为低电平，施加在增益控制管M2的栅极，增益控制管M2关闭，行选择信号TSEL为高电平，施加在行选择管M5，行选择管M5导通，此时浮动扩散节点FD的电容值为第二电容cap2的电容值，可从Bit-line读出像素结构的复位电平并进行量化，以得到第一复位电平量化结果。
在传输管M1的栅极施加一次高电平脉冲，使传输管M1导通，待高电平脉冲施加完毕后，传输管M1关闭，此时可从Bit-line读出像素结构的信号电平并进行量化，以得到第一信号电平量化结果。
增益控制信号DCG为高电平，施加在增益控制管M2，增益控制管M2导通，此时浮动扩散节点FD的电容值为第一电容cap1与第二电容cap2的电容值之和，在传输管M1的栅极施加一次高电平脉冲，使传输管M1导通，待高电平脉冲施加完毕后，传输管M1关闭，此时可从Bit-line读出像素结构的信号电平并进行量化，以得到第二信号电平量化结果。
在复位管M3的栅极施加一次高电平脉冲，使复位管M3导通，待高电平脉冲施加完毕后，复位管M3关闭，光电二极管PD复位完毕后，此时可从Bit-line读出像素结构的复位电平并进行量化，以得到第二复位电平量化结果。
待浮动扩散节点FD的信号读出结束后，复位控制信号TRST为高电平，施加在复位管M3的栅极，复位管M3导通；相应地，电压转换控制信号TCK为高电平，施加在传输管M1，传输管M1导通，行选择信号TSEL为低电平，施加在行选择管M5，行选择管M5关闭，将光电二极管PD复位，开始下一周期的像素曝光与输出信号读出。
需要说明的是，本发明实施例所称高电平是指能够控制MOS管导通的电压值，其具体数值可以根据实际的应用场景进行适应性设置，本发明实施例对此不作限制。
关于上述实施例中描述的各个装置、产品包含的各个模块/单元，其可以是软件模块/单元，也可以是硬件模块/单元，或者也可以部分是软件模块/单元，部分是硬件模块/单元。例如，对于应用于或集成于芯片的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于芯片模组的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于芯片模组的同一组件(例如芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片模组内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于终端的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于终端内同一组件(例如，芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于终端内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现。
本发明实施例还公开了一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序运行时可以执行图2中所示方法的步骤。所述存储介质可以包括ROM、RAM、磁盘或光盘等。所述存储介质还可以包括非挥发性存储器(non-volatile)或者非瞬态(non-transitory)存储器等。
本发明实施例还公开了一种终端设备，所述终端设备可以是控制器，所述终端设备可以包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时可以执行图2中所示方法的步骤。
本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。
本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。
应理解，本申请实施例中，所述处理器可以为中央处理单元(central processingunit，简称CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，简称DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
还应理解，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，简称ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyEPROM，简称EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random accessmemory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器(random access memory，简称RAM)可用，例如静态随机存取存储器(staticRAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronousDRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM，简称DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，简称DR RAM)。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的；例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种像素结构的控制方法，其特征在于，所述像素结构包括光电二极管、传输管、增益控制管、复位管；其中，所述光电二极管的一端接地，另一端耦接所述传输管的源极，所述传输管的漏极耦接所述增益控制管的源极，所述传输管的栅极接入电压转换控制信号，所述增益控制管的漏极耦接所述复位管的源极，所述增益控制管的栅极接入增益控制信号，所述复位管的漏极接入复位电压，所述复位管的栅极接入复位控制信号，所述传输管的漏极与增益控制管的源极相连接的节点为浮动扩散节点；
所述方法包括：
将所述光电二极管复位；
在曝光期间，利用所述电压转换控制信号控制所述传输管周期性地导通，以将来自所述光电二极管的曝光信号传输至所述浮动扩散节点，所述传输管每次导通的时间小于预设阈值，所述曝光信号为所述光电二极管对光信号转换生成；
在像素读取期间，读出所述浮动扩散节点的信号。
2.根据权利要求1所述的像素结构的控制方法，其特征在于，所述电压转换控制信号为开启时间小于所述预设阈值的脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的像素结构的控制方法，其特征在于，所述像素结构还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端耦接所述增益控制管的漏极，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第一端耦接所述传输管的漏极，所述第二电容的第二端接地。
4.根据权利要求3所述的像素结构的控制方法，其特征在于，所述光电二极管在所述传输管的栅极施加所述脉冲信号时的井容量大于第二电容的满井容量。
5.根据权利要求3所述的像素结构的控制方法，其特征在于，所述第一电容的电容值为所述第二电容的电容值与预设倍数的乘积。
6.根据权利要求1所述的像素结构的控制方法，其特征在于，所述利用所述电压转换控制信号控制所述传输管周期性地导通包括：
在所述传输管的栅极周期性地施加所述脉冲信号。
7.根据权利要求1所述的像素结构的控制方法，其特征在于，曝光期间的转移电荷量与所述第二电容的满井容量之和小于所述浮动扩散节点的满井容量，所述曝光期间的转移电荷量采用以下公式表示：(FWPD-FWM)×N，其中，FWPD为所述光电二极管在所述传输管关闭时的井容量，FWM为所述光电二极管在所述传输管的栅极施加所述脉冲信号时的井容量，N为所述传输管在曝光期间导通的次数，N为正整数。
8.根据权利要求1所述的像素结构的控制方法，其特征在于，所述将所述光电二极管复位包括：
利用所述电压转换控制信号、复位控制信号、增益控制信号分别控制所述传输管、复位管、增益控制管导通，将所述光电二极管复位。
9.根据权利要求1所述的像素结构的控制方法，其特征在于，所述读出所述浮动扩散节点的输出信号包括：
曝光结束后，对所述像素结构的复位电平执行量化操作，以得到第一复位电平量化结果，所述像素结构的复位电平与所述浮动扩散节点的复位电平正相关；
利用所述电压转换控制信号对所述传输管的栅极施加一次高电平脉冲，在高电平脉冲施加完毕后，对所述像素结构的信号电平执行量化操作，以得到第一信号电平量化结果，所述像素结构的信号电平为所述浮动扩散节点的信号电平正相关；
利用所述增益控制信号控制增益控制管导通，所述电压转换控制信号对所述传输管的栅极施加一次高电平脉冲，在高电平脉冲施加完毕后，对所述像素结构的信号电平执行量化操作，以得到第二信号电平量化结果；
利用所述复位控制信号对复位管的栅极施加一次高电平脉冲，复位所述像素结构，对所述像素结构的复位电平执行量化操作，以得到第二复位电平量化结果；
基于所述第一复位电平量化结果、第一信号电平量化结果、第二信号电平量化结果、第二复位电平量化结果，得到当前像素结构的最终读出结果。
10.根据权利要求9所述的像素结构的控制方法，其特征在于，所述基于所述第一复位电平量化结果、第一信号电平量化结果、第二信号电平量化结果、第二复位电平量化结果，得到当前像素结构的最终读出结果包括：
基于所述第一复位电平量化结果和第一信号电平量化结果，得到当前像素结构的第一读出结果；
基于所述第二复位电平量化结果和第二信号电平量化结果，得到当前像素结构的第二读出结果；
将所述第一读出结果及第二读出结果进行融合，得到当前像素结构的最终读出结果。
11.一种终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求1至10中任一项所述像素结构的控制方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至10中任一项所述像素结构的控制方法的步骤。
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