CN110275606B

CN110275606B - 感测元件

Info

Publication number: CN110275606B
Application number: CN201910293007.XA
Authority: CN
Inventors: 许恩峯; 刘家佑
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: CN106200882B; CN106200882A; CN110275606A

Abstract

本发明提供一种感测元件，包含以阵列排列的多个感测像素区域，其中所述多个感测像素区域中的每一者包含第一像素、第二像素、第一遮蔽层、第二遮蔽层及至少一个微透镜。所述第二像素在预设方向上邻接所述第一像素。所述第一遮蔽层设置在所述第一像素之上并具有第一开孔，其中所述第一开孔的孔径从所述第一像素的中心沿所述预设方向增加。所述第二遮蔽层设置在所述第二像素之上并具有第二开孔，其中所述第二开孔与所述第一开孔的形状在所述预设方向成镜像对称。所述至少一个微透镜，设置在所述第一遮蔽层及所述第二遮蔽层之上。

Description

感测元件

本申请是申请号为201510216100.2、申请日为2015年04月30日、名称为“感测元件及光学测距***”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种感测元件，具体地，涉及一种可应用于距离测量或是手势辨识的感测元件及光学测距***。

背景技术

一般来说，距离测量***(Distance measurement system,DMS)通常会使用光源，并利用光源的光束被物体反射回来的能量来计算物体的距离。传统的，可使用三角定位的方式，或是飞行时间(Time of flight,TOF)的技术方案来计算距离，然而采用上述方式所花费的成本与***的尺寸相对来说都会较高。

另外，手势(gesture)辨识的开发基础通常可使用3D图像先消除背景图像以提取前景对象图像，其中这样的技术会使用到两个图像传感器，如此一来，手势辨识模块的尺寸与成本同样地无法有效地获得缩减。

基于上述，本发明主要是利用相位侦测(phase detection)的技术取得 3D图像，而且无需额外打光(上述飞行时间法需要打光)，且本发明说明的技术方案可只使用单个图像传感器，便可达到侦测距离及手势辨识的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种感测元件及光学测距***，其具有低成本、尺寸小以及高侦测精确度的优点。

本发明说明提供一种包含以阵列排列的多个感测像素区域的感测元件，所述多个感测像素区域中的每一者包含第一像素、第二像素、第三像素、第四像素、第一遮蔽层、第二遮蔽层、第三遮蔽层、第四遮蔽层以及四个微透镜。所述第一遮蔽层设置在所述第一像素之上并具有第一开孔，其中所述第一开孔的孔径从所述第一像素的中心沿第一方向增加。所述第二遮蔽层设置在所述第二像素之上并具有第二开孔，其中所述第二开孔与所述第一开孔的形状在所述第一方向成镜像对称。所述第三遮蔽层设置在所述第三像素之上并具有第三开孔，其中所述第三开孔的孔径从所述第三像素的中心沿第二方向增加。所述第四遮蔽层设置在所述第四像素之上并具有第四开孔，其中所述第四开孔与所述第三开孔的形状在所述第二方向成镜像对称。所述四个微透镜分别对位于所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素及所述第四像素。

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，在本发明中，相同的构件是以相同的符号表示，于此先述明。

说明书附图说明

图1为本发明第一实施例的光学测距***的示意图。

图2A为图1的光学测距***的感测元件的俯视图。

图2B为图2A的局部放大图。

图3为本发明一实施例的光学测距***的感测元件的示意图。

图4为本发明第一实施例的处理单元根据图像帧估测对象距离的示意图。

图5A为本发明第二实施例的光学测距***的感测元件的俯视图。

图5B为本发明第二实施例的处理单元根据图像帧估测对象距离的示意图。

图6A～8B为具有不同形状的开孔的感测像素区的示意图。

图9为本发明第三实施例的光学测距***的感测元件的俯视图。

具体实施方式

参考图1所示，其示出本发明第一实施例的光学测距***1的示意图。所述光学测距***1包含透镜10、感测元件12及处理单元14。本实施例中，所述光学测距***1用于估测至少一个对象距离，例如，当一对象9进入所述光学测距***1的有效测量范围时，所述光学测距***1可估测所述对象 9相对所述光学测距***1的至少一个距离(详述于后)。

必须说明的是，图1仅示出一个对象(亦即所述对象9)用于说明本实施例，但本发明不限于此。某些实施例中，出现在所述光学测距***1的所述有效测量范围的多个对象皆可被估测距离。某些实施例中，所述对象9具有不平整表面，此时所述光学测距***1可估测所述对象9的所述不平整表面上不同位置相对所述光学测距***1的多个距离，藉以取得三维图像信息。

所述透镜10用于聚光，例如所述对象9所反射的光。所述透镜10例如通过垫片(spacer)与所述感测元件12维持固定距离，但不限于此。其他实施例中，所述透镜10可通过壳体或支撑部与所述感测元件12维持所述固定距离。此外，虽然图1仅示出一个透镜10，但本发明不限于此。其他实施例中，所述透镜10可以是一个包含多个透镜的透镜组。

所述感测元件12用于获取穿过所述透镜10的光线并输出图像帧IF。所述感测元件12例如可为电荷耦合元件(CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或其他可用于感测光能量的传感器。所述感测元件12包含以阵列排列的多个感测像素区域A_S，其中所述多个感测像素区域中的每一者A_S包含第一像素P₁、第二像素P₂、第一遮蔽层S₁、第二遮蔽层S₂及至少一个微透镜L_M。

同时参考图1、2A及图2B，接着说明所述多个感测像素区域A_S中的每一者的各个元件。图2A为图1的所述感测元件12的俯视图，其中并未示出所述至少一个微透镜L_M。如图2A所示，本实施例的所述第二像素P₂在预设方向(例如X方向)上邻接所述第一像素P₁。此外，本实施例中，所述第一像素P₁与所述第二像素P₂的形状为正方形，但不限于此。其他实施例中，所述第一像素P₁与所述第二像素P₂的形状可为圆形或长方形。虽然图 2A显示所述感测元件12具有6×5个感测像素区域A_S，但不限于此，所述多个感测像素区域A_S的数量可视实际应用而定。

图2B为图2A的局部放大图，于此显示为一个感测像素区域A_S。所述第一遮蔽层S₁设置在所述第一像素P₁之上并具有第一开孔O₁，其中所述第一开孔O₁的孔径从所述第一像素P₁的中心沿所述预设方向增加或单调增加。所述第二遮蔽层S₂设置在所述第二像素P₂之上并具有第二开孔O₂，其中所述第二开孔O₂与所述第一开孔O₁的形状在所述预设方向(例如X方向) 成镜像对称。也就是说，所述第二开孔O₂的孔径从所述第二像素P₂的中心沿所述预设方向的相反方向增加。必须说明的是，所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层S₂是用于遮蔽穿过所述微透镜L_M的一部分光线，而未被遮蔽的另一部分光线则可穿过所述第一遮蔽层S₁的所述第一开孔O₁及所述第二遮蔽层S₂的所述第二开孔O₂而抵达所述第一像素P₁及所述第二像素P₂。

可以理解的是，图2B的所述第一遮蔽层S₁与所述第一开孔O₁的第一面积总和等于所述第一像素P₁的面积；所述第二遮蔽层S₂与所述第二开孔 O₂的第二面积总和等于所述第二像素P₂的面积，但不限于此。其他实施例中，所述第一面积总和及所述第二面积总和分别略大于所述第一像素P₁及所述第二像素P₂的面积以避免漏光。

所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层S₂可以是CMOS工艺中的第一道金属层至第十道金属层之间的任意两层，或以其他可遮光的材料所形成。

在一实施例中，以金属材料形成所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层 S₂之后，通常会在所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层S₂之上覆盖绝缘层或保护层(passivationlayer)。此时，所述绝缘层或所述保护层优选为透光材料所形成，以使所述第一开孔O₁及所述第二开孔O₂具有高透过率。可以理解的是，所述绝缘层或所述保护层可防止灰尘进入所述第一像素P₁及所述第二像素P₂以避免影响感光效率。

本实施例中，虽然图1示出所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层S₂与所述第一像素P₁及所述第二像素P₂相距一段距离(例如通过保护层或介电层以形成所述距离)，所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层S₂优选地靠近所述第一像素P₁及所述第二像素P₂。其他实施例中，所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层S₂可分别涂层或直接覆盖在所述第一像素P₁及所述第二像素 P₂之上。

所述至少一个微透镜L_M设置在所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层S₂与所述透镜10之间，例如于图1所示，所述多个感测像素区域A_S中的每一者包含两个微透镜L_M，且所述两个微透镜L_M分别与所述第一像素P₁及所述第二像素P₂相对应。此时，通过所述两个微透镜L_M及镜像对称的所述第一开孔O₁及所述第二开孔O₂的配置，所述第一像素P₁及所述第二像素P₂可分别接收到不同相位的入射光束以进行相位侦测。

必须说明的是，通过上述微透镜及开孔的配置，在所述第一像素P₁及所述第二像素P₂接收入射光束时，靠近所述第一像素P₁及所述第二像素P₂的中心所分别接收的入射光之间的相位差并不明显；相反的，靠近所述第一像素P₁及所述第二像素P₂的边缘所分别接收的入射光之间的相位差则较大。因此，对于所述第一开孔O₁，与所述第一像素P₁边缘相对的所述孔径优选地大于与所述第一像素P₁中心相对的所述孔径。也就是说，所述第一开孔O₁的所述孔径从所述第一像素P₁中心沿所述预设方向增加。据此，可提升相位侦测的精确度。

可以理解的是，由于所述第一开孔O₁的所述孔径从所述第一像素P₁中心沿所述预设方向增加，所述第一开孔O₁的面积会小于所述第一像素P₁面积的一半，例如图2B所示。同时，所述第一开孔O₁及所述第二开孔O₂的面积应大于预设面积以使所述感测元件12所获取的所述图像帧IF保留有可接受的信噪比(SNR)。优选地，所述第一开孔O₁的面积为所述第一像素P₁面积的5％～45％。

由于所述微透镜L_M具有对称结构，其他实施例中，所述多个感测像素区域A_S中的每一者可仅包含一个微透镜L_M。此时，所述微透镜L_M同时与所述第一开孔O₁及所述第二开孔O₂相对应，如图3所示。此外，所述微透镜L_M与所述遮蔽层之间可形成保护层。

请同时参考图1、2A及图4，其中图4为所述处理单元14根据图像帧 IF估测对象距离的示意图。所述处理单元14例如为数字信号处理器(DSP) 或处理电路，并电性连接所述感测元件12。在所述感测元件12输出所述图像帧IF(例如与图2A的6×10的像素阵列相对应)至所述处理单元14之后，所述处理单元14用于根据所述图像帧IF产生与所述第一像素P₁相对应的第一子帧F₁及与所述第二像素P₂相对应的第二子帧F₂。例如，当所述图像帧 IF与第2A图的感测元件的6×5个感测像素区域A_S(亦即6×10的像素阵列) 相对应时，6×5个所述第一像素P₁及6×5个所述第二像素P₂所感测的灰度值信息可分别用于产生所述第一子帧F₁及所述第二子帧F₂。

一般而言，当所述对象9相对所述光学测距***1为准焦(in focus)时，所述感测元件12所获取的所述图像帧IF中会出现一个清晰的对象图像。而且，在所述处理单元14根据所述图像帧IF所产生的所述第一子帧F₁及所述第二子帧F₂中，所述对象9所对应的成像位置大致相同。也就是说，当所述对象9分别在所述第一子帧F₁及所述第二子帧F₂中所形成的成像位置互相重迭时(亦即两者间的距离为0)。此时，介于所述对象9与所述光学测距***1之间的直线距离可定义为参考距离L0。

然而，当所述对象9相对所述光学测距***1为失焦(out of focus)时，所述感测元件12所获取的所述图像帧IF中则会出现两个对象图像且分别在所述第一子帧F₁及所述第二子帧F₂中形成第一成像位置I₁及第二成像位置 I₂，如图4所示。此时，所述第一子帧F₁及所述第二子帧F₂中垂直于所述预设方向的中心线可分别定义为第一参考线R₁及第二参考线R₂。接着，所述处理单元14分别计算所述第一成像位置I₁至所述第一参考线R₁的第一投影距离D₁及所述第二成像位置I₂至所述第二参考线R₁的第二投影距离D₂。

必须说明的是，假设所述第一成像位置I₁及所述第二成像位置I₂重迭时，所述参考距离L0为已知，此时所述第一投影距离D₁及所述第二投影距离 D₂皆为0。由于所述对象9与所述光学测距***1之间的距离与所述对象9 在所述第一子帧F₁所产生的所述第一成像位置I₁的所述第一投影距离D₁(或与所述对象9在所述第二子帧F₂所产生的所述第二成像位置I₂的所述第二投影距离D₂)呈预设关系，例如线性关系或非线性关系，所述光学测距*** 1可事先将所述参考距离L0及所述预设关系储存至储存单元。据此，所述处理单元14可根据所述第一成像位置I₁及所述第二成像位置I₂估测至少一个对象距离(亦即所述对象9相对所述光学测距***1的距离)。

在一实施例中，所述处理单元14可根据所述第一投影距离D₁与所述第二投影距离D₂的差值(例如D₁-D₂)估测所述至少一个对象距离。例如，可根据所述差值与所述对象9相对所述光学测距***1的距离的相对关系事先建立查找表(look-up table)，例如下表1所示(其中对象距离L2>L0>L1)，并储存于所述储存单元之中。

第一投影距离D<sub>1</sub>	第二投影距离D<sub>2</sub>	差值(D<sub>1</sub>-D<sub>2</sub>)	对象距离
				0	0	0	L0
-1	+1	-2	L1
				+1	-1	2	L2

表1

另一实施例中，所述差值与所述对象9相对所述光学测距***1的距离的相对关系可形成直线方程式，并储存在所述储存单元之中，但不限于此。简言之，本发明的所述光学测距***1的处理单元14可根据所述第一子帧 F₁的所述第一成像位置I₁及所述第二子帧F₂的所述第二成像位置I₂计算至少一个对象距离，相较于公知距离感测***(DMS)须使用打光的方式，本实施例的所述光学测距***1无须打光，且可仅使用数量较少的第一像素 P₁及第二像素P₂侦测到对象距离，从而具有低成本与小体积的优点。

相较于本发明第一实施例的所述多个感测像素区域A_S包含两个镜像对称的像素(亦即所述第一像素P₁及所述第二像素P₂)，本发明第二实施例的感测像素区域A_S可包含超过两个像素，例如包含四个像素。同时参考图1、 5A及图5B，其中图5A为本发明第二实施例的感测元件的俯视图，图5B 为本发明第二实施例的处理单元根据图像帧估测对象距离的示意图。本发明第二实施例的光学测距***1包含透镜10、感测元件12及处理单元14，其中所述透镜10的功效已于第一实施例中说明，故于此不再赘述。

所述感测元件12用于获取穿过所述透镜10的光线及输出图像帧(例如图5B所示的图像帧IF，其与图5A的8×12的像素阵列相对应)，并包含以阵列排列的多个感测像素区域A_S，其中所述多个感测像素区域A_S的每一者包含第一像素P₁、第二像素P₂、第三像素P₃及第四像素P₄，如图5A所示。

所述多个感测像素区域A_S中的每一者还包含第一遮蔽层S₁、第二遮蔽层S₂、第三遮蔽层S₃及第四遮蔽层S₄。所述第一遮蔽层S₁设置在所述第一像素P₁之上并具有第一开孔O₁，其中所述第一开孔O₁的孔径从所述第一像素P₁的中心沿第一方向(例如X方向)增加或单调增加。所述第二遮蔽层 S₂设置在所述第二像素P₂之上并具有第二开孔O₂，其中所述第二开孔O₂与所述第一开孔O₁的形状在所述第一方向成镜像对称。所述第三遮蔽层S₃设置在所述第三像素P₃之上并具有第三开孔O₃，其中所述第三开孔O₃的孔径从所述第三像素P₃的中心沿第二方向(例如Y方向)增加或单调增加。所述第四遮蔽层S₄设置在所述第四像素P₄之上并具有第四开孔O₄，其中所述第四开孔O₄与所述第三开孔O₃的形状在所述第二方向成镜像对称。

本实施例中，所述第一方向(例如X方向)垂直于所述第二方向(例如 Y方向)，但本发明不限于此。

接着，四个微透镜(未示出)分别设置在所述第一遮蔽层S₁、所述第二遮蔽层S₂、所述第三遮蔽层S₃及所述第四遮蔽层S₄与所述透镜10之间，例如分别设置在所述遮蔽层S₁～S₄之上，并与所述第一像素P₁、所述第二像素 P₂、所述第三像素P₃及所述第四像素P₄相对应，其中所述微透镜与第一实施例的所述微透镜L_M具有相同功效，故于此不再赘述。

必须说明的是，本实施例的所述第一开孔O₁及所述第二开孔O₂分别与第一实施例的所述第一开孔O₁及所述第二开孔O₂具有相同形状及功效。然而，与第一实施例不同的是，本实施例的所述多个感测像素区域A_S还包含所述第三开孔O₃、所述第四开孔O₄及其分别对应的像素及遮蔽层。可以理解的是，同时将所述第三遮蔽层S₃及所述第四遮蔽层S₄以所述感测像素区 A_S为轴心逆时针旋转90度之后，旋转后的所述第三遮蔽层S₃及所述第四遮蔽层S₄分别与所述第一遮蔽层S₁及所述第二遮蔽层S₂具有相同形状。同时，旋转之后的所述第三开孔O₃及所述第四开孔O₄分别与所述第一开孔O₁及所述第二开孔O₂具有相同形状)。因此，所述第三开孔O₃及所述第四开孔 O₄可在所述第二方向达成所述第一开孔O₁及所述第二开孔O₂的相同功效。

接着，所述处理单元14除了可根据所述图像帧IF产生与所述第一像素P₁相对应的第一子帧F₁及与所述第二像素P₂相对应的第二子帧F₂，还可产生与所述第三像素P₃相对应的第三子帧F₃及与所述第四像素P₄相对应的第四子帧F₄，并根据所述第一子帧F₁的第一成像位置I₁、所述第二子帧F₂的第二成像位置I₂、所述第三子帧F₃的第三成像位置I₃及所述第四子帧F₄的第四成像位置I₄估测至少两个对象距离。

例如，所述第一子帧F₁及所述第二子帧F₂分别具有垂直所述第一方向 (例如X方向)的中心线并定义为第一参考线R₁及第二参考线R₂，所述第三子帧F₃及所述第四子帧F₄分别具有垂直所述第二方向(例如Y方向)的中心线并定义为第三参考线R₃及第四参考线R₄。所述处理单元14则计算所述第一成像位置I₁至所述第一参考线R₁的第一投影距离D₁、所述第二成像位置I₂至所述第二参考线R₂的第二投影距离D₂、所述第三成像位置I₃至所述第三参考线R₃的第三投影距离D₃以及所述第四成像位置I₄至所述第四参考线R₄的第四投影距离D₄，并根据所述第一投影距离D₁与所述第二投影距离D₂的第一差值及所述第三投影距离D₃与所述第四投影距离D₄的第二差值估测所述至少两个对象距离，其中所述处理单元14估测对象距离的方式已于本发明第一实施例及图4中说明，故于此不再赘述。

此外，由于本实施例的感测元件12的所述第三遮蔽层S₃与所述第一遮蔽层S₁具有相同形状，所述第三遮蔽层S₃的第三开孔O₃必然与所述第一遮蔽层S₁的第一开孔O₁具有相同形状及面积，如图5A显示为三角形，但本发明不限于此。在一实施例中，所述第一开孔O₁与所述第三开孔O₃具有相同面积但不具有相同形状，例如所述第一开孔O₁为梯形，所述第三开孔O₃为半圆形，而所述梯形与所述半圆形的面积为相同。

本发明实施例中，对于感测像素区的遮蔽层所包含的开孔的形状并没有特定限制，只要开孔的孔径沿着对应的像素中心沿预设方向增加即可。例如，图6A中，所述第一开孔O₁的孔径从所述第一像素P₁的中心沿第一方向(例如X方向)指数递增。可以理解的是，由于所述第二开孔O₂与所述第一开孔O₁在所述第一方向成镜像对称，所述第二开孔O₂的孔径从所述第二像素 P₂的中心沿所述第一方向的相反方向(例如-X方向)指数递增。再者，当感测像素区域包含四个感测像素时，如图6B所示，所述第三开孔O₃的孔径则从所述第三像素P₃的中心沿第二方向(例如Y方向)指数递增，而所述第四开孔O₄的孔径从所述第四像素P₄的中心沿所述第二方向的相反方向 (例如-Y方向)指数递增。

在一实施例中，所述第一开孔O₁、所述第二开孔O₂、所述第三开孔O₃及所述第四开孔O₄的形状为半圆形，如图7A及图7B所示。

在一实施例中，所述第一开孔O₁、所述第二开孔O₂、所述第三开孔O₃及所述第四开孔O₄的形状为梯形，如图8A及图8B所示。

本发明中，所述多个感测像素区域A_S的每一者(例如包含所述第一像素P₁、所述第二像素P₂、所述第三像素P₃及所述第四像素P₄)可为独立制作的光感测像素，或者可为同一像素阵列中相邻或不相邻的光感测像素，并无特定限制。某些实施例中，可在像素阵列选择部分像素以作为所述多个感测像素区域A_S，而其他像素可用于执行其他功能。

例如，参考图9，其为具有红(R)、绿(G)、蓝(B)三种感测像素的感测元件。一部分的G像素上分别设置有遮蔽层及微透镜，其中所述遮蔽层包含开孔(例如本发明第一实施例中形状为三角形的第一开孔O₁及第二开孔O₂)。而其他部分的G像素、R像素及B像素上则不设置遮蔽层及微透镜。此时，所述部分的G像素可用于获取包含对象深度信息的图像帧，其他像素则用于获取包含二维图像信息的图像帧。

此外，由于本实施例的光学测距***1可只使用少量的感测像素(例如所述第一像素P₁及所述第二像素P₂)即可反推所述对象9的位置，换言之，若本实施例的光学测距***1包含更多数量的感测像素，例如300×300、600×600、900×900的感测像素阵列，便可获得所述对象9的更多位置信息，进而建构出所述对象9的3D图像。

必须说明的是，上述实施例中的数值，例如投影距离、差值等，仅用于说明而非用于限定本发明。

综上所述，公知的距离测量***及手势辨识***需要较高的成本及尺寸，且通常需要另外提供光源。因此，本发明提出一种感测元件及光学测距***(图1)，其利用镜像对称的感测像素对获取图像进行相位侦测，藉以判断物体的二维、三维位置以及位置变化，且由于无需使用光源，因此具有低成本及尺寸小的优点。

虽然本发明已通过上述实例公开，然其并非用于限定本发明，任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当以所附权利要求书所限定范围为准。

Claims

1.一种感测元件，该感测元件包含以阵列排列的多个感测像素区域，该多个感测像素区域中的每一者包含：

第一像素、第二像素、第三像素及第四像素；

第一遮蔽层，设置在所述第一像素之上并具有第一开孔，其中所述第一开孔的孔径从所述第一像素的中心沿第一方向增加；

第二遮蔽层，设置在所述第二像素之上并具有第二开孔，其中所述第二开孔与所述第一开孔的形状在所述第一方向成镜像对称；

第三遮蔽层，设置在所述第三像素之上并具有第三开孔，其中所述第三开孔的孔径从所述第三像素的中心沿第二方向增加；

第四遮蔽层，设置在所述第四像素之上并具有第四开孔，其中所述第四开孔与所述第三开孔的形状在所述第二方向成镜像对称；以及

四个微透镜，分别对位于所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素及所述第四像素。

2.根据权利要求1所述的感测元件，其中所述第一开孔与所述第三开孔具有相同形状或相同面积。

3.根据权利要求1或2所述的感测元件，其中所述第一开孔及所述第三开孔的形状为三角形、梯形或半圆形。

4.根据权利要求1或2所述的感测元件，其中所述第一开孔及所述第三开孔的所述孔径分别从所述第一像素及所述第三像素的所述中心沿所述第一方向及所述第二方向指数递增。

5.根据权利要求1或2所述的感测元件，其中所述第一开孔及所述第三开孔的所述孔径分别从所述第一像素及所述第三像素的所述中心沿所述第一方向及所述第二方向单调增加。

6.根据权利要求1所述的感测元件，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。

7.根据权利要求1所述的感测元件，其中所述第一开孔、所述第二开孔、所述第三开孔及所述第四开孔的面积分别为所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素及所述第四像素的面积的5％～45％。

8.根据权利要求1所述的感测元件，其中所述第一遮蔽层、所述第二遮蔽层、所述第三遮蔽层及所述第四遮蔽层分别涂布或覆盖于所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素及所述第四像素之上。

9.根据权利要求1所述的感测元件，其中所述第一像素与所述第二像素配置于一个所述感测像素区域的对角线上，所述第三像素与所述第四像素配置于所述一个感测像素区域的另一个对角线上。

10.根据权利要求1所述的感测元件，其中

所述第一遮蔽层与所述第一开孔的面积总和等于所述第一像素的面积；

所述第二遮蔽层与所述第二开孔的面积总和等于所述第二像素的面积；

所述第三遮蔽层与所述第三开孔的面积总和等于所述第三像素的面积；及

所述第四遮蔽层与所述第四开孔的面积总和等于所述第四像素的面积。