Dispositivo de alta precisión para la determinación del ángulo de incidencia de una radiación luminiscente

19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Núme o de publicación: 2 346 624 21 Núme o de solici ud: 200900185 51 In . Cl.: G01S 3/784 (2006.01) G01C 1/00 (2006.01) 12 PATENTE DE INVENCIÓN B1 22 Fecha de p esen ación: 23.01.2009 43 Fecha de publicación de la solici ud: 18.10.2010 Fecha de la concesión: 21.09.2011 45 Fecha de anuncio de la concesión: 03.10.2011 45 Fecha de publicación del olle o de la pa en e: 03.10.2011 73 Ti ula /es: Uni e sidad de Se illa OTRI-Pabellón de B asil Paseo de las Delicias, s/n 41013 Se illa, ES 72 In en o /es: Que ol Reboul, José Manuel; O ega Villascla as, Pablo; López Ta ida, C is ina; Ga cía O ega, Juan y Cas añe Muñoz, Luis 74 Agen e: No cons a 54 Tí ulo: Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación lumi- niscen e. 57 Resumen: Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del án- gulo de incidencia de una adiación luminiscen e. Cuen a con una oblea de silicio (3) donde se in eg a una plu alidad de celdas o osenso as (C1, C2... Cn) p o is as de espec i as me alizaciones e minales (M1, M2... Mn) cub iéndose dichas celdas con una apade a (4) de ele- ado g ado de anspa encia y de e minada al u a, en la que se ha deposi ado una lámina de ma e ial opaco (5) do ada de al menos una en ana (6) que pe mi e el pa- so de la adiación luminiscen e (7), de mane a que dichas celdas o osenso as con ie en la luz ecibida en co ien- es p opo cionales a las á eas iluminadas po la adiación inciden e que en a po la o las en anas (6). A iso: Se puede ealiza consul a p e is a po el a . 37.3.8 LP. ES 2 346 624 B1 Ven a de ascículos: O icina Española de Pa en es y Ma cas. Pº de la Cas ellana, 75 – 28071 Mad id 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 346 624 B1 DESCRIPCIÓN Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e. Obje o de la in ención La p esen e in ención, al y como se exp esa en el enunciado de es a memo ia desc ip i a, se e ie e a un disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e; siendo obje o de la in ención el desa ollo de un senso elec ónico analógico que pe mi a medi el ángulo de incidencia de una adiación luminosa espec o a la no mal a la supe icie del e e ido senso . Pa a ello, el disposi i o senso de la in ención se compone de una plu alidad de celdas o osenso as de e minadas po o odiodos que se p o egen con una apade a de ma e ial anspa en e sob e la que se deposi a una lámina de ma e ial opaco con al menos una en ana. Dicha en ana se puede dimensiona de modo que al incidi un ayo de luz, és e a a iesa iluminando un pa de celdas con iguas que de e minan un subsenso . El campo de isión del senso y la p ecisión de la medida del ángulo de incidencia quedan de e minadas po las ca ac e ís icas es uc u ales del disposi i o. La in ención iene aplicación di ec a en cualquie campo elacionado con el posicionamien o de elemen os espec o a una adiación luminosa, como el con ol de ac i ud de sa éli es a i iciales, de sis emas o o ol áicos de gene ación de ene gía, o de sis emas in eg ados de iluminación. O a aplicación es á o ien ada a la de e minación del ángulo de incidencia de la luz, como ocu e en el caso de la medida de la adiación sola di ec a en las cabinas de ehículos pa a la mejo a del endimien o en los sis emas de clima ización. An eceden es de la in ención Las nue as ecnologías de ab icación en mic osis emas es án posibili ando la ealización de disposi i os que pe - mi en cub i las necesidades su gidas en di e en es aplicaciones come ciales en elación a la localización de un obje o luminiscen e. El al o núme o de pa en es y publicaciones cien í icas o ien adas a la consecución de un disposi i o de medida del ángulo de incidencia de una adiación luminosa que se pueda in eg a ácilmen e a bajo cos e demues a el in e és ac ual po al disposi i o. Los disposi i os más simples que ac ualmen e se emplean pa a esol e es e p oblema se basan en el empleo de dos células o osensibles colocadas simé icamen e sob e un plano con cie o ángulo. La di e encia de adiación inciden e en cada célula p opo ciona una medida del ángulo de incidencia espec o de la e ical a dicho plano. Es a ap oxi- mación iene como en aja su simplicidad, pe o como incon enien e que se iene muy baja p ecisión en la medida. Exis en a ias écnicas y disposi i os conocidos pa a el cálculo del ángulo de incidencia de una adiación luminosa. En algunas ap oximaciones, no se puede consegui una ele ada in eg ación del disposi i o (JP9145357). En o as ap oximaciones exis en elemen os mó iles que educen la iabilidad del disposi i o dado el aumen o de la complejidad de la solución (JP2000193484). Exis en p opues as que pe mi en la in eg ación mic oelec ónica de la solución ( e po ejemplo la pa en e US5594236), pe o es as ap oximaciones emplean p ocedimien os de ab icación que in oluc an p ocesos de moldeado cos osos y que no ga an izan una ele ada p ecisión. En ES9901375 se p opone un p oceso de ab icación donde la apade a que cub e los o odiodos se ealiza median e el a aque químico de una oblea de silicio. Las écnicas de mic osis emas empleadas en su ab icación pe mi en alcanza una ele ada p ecisión en la medida, pe o su ealización es compleja y cos osa. In es igaciones p e ias desa olladas po los au o es de la p esen e in ención die on luga al desa ollo de la pa en e P200800999, donde se alcanza un ele ado ni el de in eg ación con educido amaño y consumo. Sin emba go, es os esul ados se en supe ados po la p esen e in ención, donde con un nue o disposi i o se consigue mayo ni el de p ecisión y sensibilidad en el cálculo del ángulo de incidencia de la adiación luminiscen e. La mejo a espec o a la ap oximación inicial es el uso de n células o osensibles cubie as po una pan alla de o ma que se p oyec a una somb a o haz de luz a a és de una en ana, incidiendo pa cialmen e sob e alguna de las celdas. La sensibilidad aumen a conside ablemen e con es a ealización. Median e es e esquema, la o oco ien e gene ada en cada o océlula incidida po la luz es p opo cional al á ea iluminada. El ángulo (θ) de incidencia de la luz espec o de la e ical se ob iene como unción de las elec oco ien es ob enidas en los diodos iluminados y la posición angula de dichos o odiodos espec o a la no mal en el cen o geomé ico del disposi i o. De es a o ma, si el obje o luminiscen e es á si uado en la pe pendicula del senso , gene a á unas o oco ien es iguales a cada lado del eje cen al del senso , e ilumina á aquellos o odiodos que no su en ningún desplazamien o espec o al cen o del disposi i o. Desc ipción de la in ención Pa a log a los obje i os indicados an e io men e, la in ención consis e en un disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, que emplea ecnologías de cons ucción de disposi i os elec ónicos minia u izados con semiconduc o es, u ilizando p e e en emen e como base una oblea de silicio. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 346 624 B1 No edosamen e según la in ención, en dicha base se in eg a una plu alidad de celdas o osenso as p o is as de espec i as me alizaciones e minales, cub iéndose dichas celdas con una apade a de ele ado g ado de anspa encia y de e minada al u a, en la que se ha deposi ado una lámina de ma e ial opaco, do ada de al menos una en ana que pe mi e el paso de la adiación luminiscen e, cons i uyéndose así el disposi i o; de mane a que dichas celdas o osenso as con ie en la luz ecibida en co ien es p opo cionales a las á eas iluminadas po la adiación inciden e que en a po esa o esas en anas. Según la ealización p e e en e de la in ención, las dimensiones de esa o esas en anas son ales que la adiación inciden e en cada en ana se p oyec a pa cialmen e sob e dos celdas o osenso as con iguas, de mane a que cada dos celdas con iguas de e minan un subsenso cuya o oco ien e gene ada es p opo cional al á ea iluminada; ob eniéndose el ángulo de incidencia de la luz espec o a la di ección no mal al disposi i o como unción de las o oco ien es en las me alizaciones e minales del co espondien e subsenso y de la posición angula del subsenso iluminado espec o de la no mal en el cen o geomé ico de la en ana. Po o a pa e, las aludidas celdas o osenso as pueden es a de e minadas po espec i os ci cui os de o odiodos cons uidos median e di usión de dopajes necesa ios pa a es ablece n diodos PN, en an o que sus me alizaciones e - minales se pueden conec a a un ci cui o elec ónico que es á p o is o de un con e ido A/D y de un mic op ocesado que posibili a p ocesamien o digi al e inclusión de cu as de calib ación; conec ándose dicho ci cui o elec ónico a un bus de da os median e un in e ace. Además, según dis in as ealizaciones de la in ención, las e e idas celdas o osenso as se pueden dispone en la base u oblea en ag upaciones pa alelas según una di ección del disposi i o, o en ag upaciones pa alelas según dos di ecciones pe pendicula es del disposi i o. La co espondien e deposición de la lámina de ma e ial opaco que se mencionó an e io men e puede ealiza se sob e las pa edes la e ales y supe io de la aludida apade a. Po o a pa e, cada en ana del disposi i o puede p esen a una disposición asimé ica espec o de las celdas o osenso as pa a mejo a la espues a del disposi i o cuando la adiación incide o mando un cie o ángulo míni- mo. Según dis in as ealizaciones de la in ención, cada en ana del disposi i o se puede dimensiona pa a que la luz incida sob e una, sob e dos o sob e más celdas o osenso as. Además, las celdas o osenso as pueden p esen a di e en es amaños y disposiciones simé icas o asimé icas espec o del cen o del disposi i o. El amaño ela i o de las celdas o osenso as espec o de la co espondien e en ana puede se al que pe mi a medi el ángulo de incidencia espec o al eje x sin que se ea a ec ado po la luz que pene a po la en ana del disposi i o del eje y, y ice e sa. Según una ealización de la in ención, la apade a del disposi i o es á ealizada en ma e ial anspa en e o anslú- cido, como py ex o co e -glass pa a p o ección con a adiaciones de pa ículas de al a ene gía. Además, dicha apade a puede ealiza se con un il o óp ico seleccionado en e di e en es espec os ales como ul a iole as u o os. En las ealizaciones p e e en es de la in ención, la oblea semiconduc o a que cons i uye la base del disposi i o y la capa de ma e ial anspa en e que cons i uye la apade a se unen median e las écnicas usion-bonding, anodic- bonding, o glue-bonding. Po o a pa e, el disposi i o de la in ención es suscep ible de in eg a se con uno o más disposi i os análogos p o is os de espec i as apade as a dis in as al u as, al obje o de abaja con dis in os ángulos y aumen a la p ecisión de la medida del ángulo de incidencia de la adiación. El disposi i o de la in ención puede es a encapsulado en un o ma o de ci cui o in eg ado que posea una abe u a pa a la en ada de la adiación. Los ci cui os de o odiodos que se menciona on - an e io men e pueden inclui ampli icado es in eg ados de con- e sión o oco ien e- ensión y ubica se en un mismo encapsulado que albe gue además al con e ido A/D y mic o- p ocesado que se menciona on an e io men e. Con la es uc u a que se ha desc i o, el disposi i o de la in ención p esen a en ajas ela i as a que de e mina un senso de al a p ecisión pa a de e mina el ángulo de incidencia de una uen e de luz, con una cons ucción ela i a- men e sencilla y de bajo cos e, p esen ando sin emba go una g an iabilidad y p ecisión. 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 346 624 B1 Además, el disposi i o de la in ención pe mi e aplicaciones en e las que cabe des aca : - O ien ación y con ol de ac i udes de sa éli es a i iciales de e minando el ángulo de incidencia del sol sob e los ejes del cue po del sa éli e. La al a sensibilidad que puede consegui se con es e disposi i o pe mi e un posicionamien o de al a p ecisión de los sa éli es a un bajo cos e. - Posicionamien o de cap ado es y/o e lec o es en los sis emas de gene ación eléc ica po ene gía sola . Con ol y seguimien o del sol po pa e de los helios a os en plan as ol o ol aicas y de concen ación, con la mejo a en el endimien o de dichas plan as que es e concep o implica. - De e minación del ángulo de incidencia de la adiación sola en ehículos. La de e minación de la adiación la e al sob e un ehículo pe mi e op imiza los lujos de ai e clima izado y maximiza el con o en sus cabinas. En es as aplicaciones, así como en o as posibles, el disposi i o de la in ención simpli ica el con ol de posiciona- mien o, aba a ando cos es de ins alación y man enimien o. Además, el disposi i o de la in ención pe mi e la inclusión de un ci cui o mic op ocesado que acili e un mon aje au ónomo de los posicionado es en sis emas de seguimien o. A con inuación, pa a acili a una mejo comp ensión de es a memo ia desc ip i a y o mando pa e in eg an e de la misma, se acompañan unas igu as en las que con ca ác e ilus a i o y no limi a i o se ha ep esen ado el obje o de la in ención. B e e desc ipción de las igu as Figu a 1.- Rep esen a una is a de pe il y seccionada de un disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, ealizado según la p esen e in ención. Figu a 2.- Es una is a igual que la de la an e io igu a 1 pe o e e enciando las p incipales magni udes geomé icas del aludido disposi i o. Figu a 3.- Es una is a igual que la de las an e io es igu as 1 y 2 pe o habiéndose e e enciado en dicho disposi i o como en a la adiación hacia un subsenso del disposi i o o mado po dos celdas con iguas, indicándose los ángulos más signi ica i os. Figu a 4.- Rep esen a una is a en plan a supe io del disposi i o de las es an e io es igu as. Figu a 5.- Rep esen a una is a en plan a supe io de una a ian e espec o al disposi i o de las an e io es igu as, consis iendo es a a ian e en que el disposi i o p esen a celdas con iguas según dos di ecciones pe pendicula es, en ez de según una sola di ección. Figu a 6.- Rep esen a un diag ama de bloques uncionales en el que un disposi i o como el de cualquie a de las igu as an e io es conec a con bloques de ci cui e ia elec ónica pa a la medida del ángulo de incidencia de la luz. Desc ipción de un ejemplo de ealización de la in ención Seguidamen e se ealiza una desc ipción de la in ención haciendo e e encia a la nume ación adop ada en las igu as. Así, el disposi i o del p esen e ejemplo cuen a con una plu alidad de celdas o osenso as C1, C2... Cn que se in eg an en una base cons i uida po una oblea de silicio 3. Dichas celdas son o odiodos que se ab ican in oduciendo el dopan e adecuado pa a c ea los diodos de unión PN. Esos o odiodos es án p o egidos po una apade a de ma e ial anspa en e que cons i uye una apade a 4 sob e la que se ha deposi ado una lámina de ma e ial opaco 5. Esa lámina 5 es una lámina de me al en la que se ha ealizado una en ana 6 que pe mi e que un ayo de sol se p oyec e sob e un pa de o osenso es con iguos de e minan es de un subsenso , de mane a que un disposi i o que enga n celdas o osenso as dispond á de n-1 subsenso es. La o oco ien e gene ada en cada subsenso incidido po la luz es p opo cional al á ea iluminada y el ángulo (θ) de incidencia de la luz espec o a la di ección pe pendicula al disposi i o se ob iene como unción de las o oco ien es ob enidas en las me alizaciones e minales M1, M2... Mn y de la posición angula del co espondien e subsenso iluminado espec o a la no mal en el cen o geomé ico del disposi i o. Las ca ac e ís icas geomé icas del disposi i o de mayo impo ancia consis en en la anchu a W de la en ana 6, y la dis ancia H exis en e en e la lámina de ma e ial opaco 5 y las celdas o osenso as, según se ha ilus ado en la igu a 2. En la igu a 3 se puede ap ecia el subsenso iluminado po la adiación inciden e al en a po la en ana de la lámina opaca y los ángulos que se ob ienen. Así, en es a igu a 3 se ep esen a la dependencia en e el subsenso iluminado y el ángulo (θ) de incidencia, obse ándose que cada subsenso su e un desplazamien o δi espec o al cen o geomé ico del conjun o. El ángulo (θ) de incidencia de la luz espec o a la di ección no mal al senso se ob iene como unción de las o oco ien es gene adas en el subsenso iluminado, que p opo ciona el ángulo ∆(θ), y de la posición angula (θi) de dicho subsenso espec o a la no mal en el cen o geomé ico del disposi i o. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 346 624 B1 En la igu a 4, consis en e en una is a supe io del disposi i o, la zona ayada ep esen a la lámina de ma e ial opaco 5, aunque se ha dibujado aslúcida pa a ap ecia las celdas o osenso as. Como puede e se en dicha igu a 4, las dimensiones de la en ana 6 son W y L en an o que la dimensión M de las celdas o osenso as se calcula pa a pe mi i la medida del ángulo de incidencia espec o al eje y de o ma independien e al ángulo de incidencia espec o al eje x. Po o a pa e, el disposi i o del p esen e ejemplo de la in ención puede ealiza se con dos g upos de senso es o ogonales al y como se ep esen a en la igu a 5, pudiendo emplea se senso es gi ados 90º en e si pa a ob ene los ángulos de incidencia de la adiación luminosa espec o de los ejes x e y según se ha ep esen ado en el disposi i o 11’ de esa igu a 5, en el que se ap ecian dos en anas 6 en luga de la única en ana 6 del disposi i o 11 de las igu as 1 a 4. En la igu a 6 se mues an unos bloques uncionales de la ci cui e ia elec ónica pa a la medida del ángulo de incidencia de la adiación 7, ap eciándose como las celdas o osenso as C1, C2, Cn-1, Cn de la oblea 3 conec an con un ci cui o elec ónico 1 do ado de con e ido A/D 9 y de mic op ocesado 10. Es e ci cui o elec ónico 1 conec a con un bus de da os 8 a a és de un in e ace 2; pudiendo in eg a se el ci cui o elec ónico 1 y la oblea 3 en un mismo encapsulado con o ma o de ci cui o in eg ado. Se pueden emplea dis in os ni eles elec ónicos pa a lle a a cabo la con e sión de o oco ien es a ángulos de incidencia. Una p ime a e apa emplea ampli icado es en cada o odiodo pa a con e i las o oco ien es gene adas en ensiones. Después se e ec úa la con e sión analógica digi al que posibili a que los co espondien es alo es digi ales sean p ocesados de mane a que se ob enga la medida del ángulo inciden e, siendo el mic op ocesado 10 el que ealiza los cálculos necesa ios pa a ob ene los ángulos. Los pasos de ab icación de los o odiodos cons i uyen es de las celdas o osenso as son écnicas con encionales en sus a os semiconduc o es ales como depósi o de ma e ial apan anan e sob e oblea semiconduc o a, ealización de o odiodos, eliminación de ma e ial apan allan e, c ecimien o de ma e ial aislan e, de inición de egiones de con ac o de base y emiso es de o odiodos, y me alización pa a los con ac os. La ealización de la cubie a de me al cons i uyen e de la lámina opaca 5 se puede e ec ua median e la écnica conocida como li -o , con depósi o de una esina o osensible sob e el ma e ial aslúcido de la apade a 4, de inición median e o oli og a ía del á ea de la cubie a sin me aliza , depósi o de me al en la supe icie on al del ma e ial aslucido y eliminación del me al de la egión que debe deja pasa la luz hacia los o odiodos, empleándose en es e ejemplo la écnica denominada li -o . Los elemen os p incipales del disposi i o de la in ención consis en en la oblea semiconduc o a 3 de silicio sob e la que se cons uyen n o odiodos y la capa de ma e ial anspa en e en la que se deposi a la lámina de ma e ial opaco 5. Dicha lámina 5 es lo su icien emen e ex ensa como pa a e i a que la en ada de luz la e al a ec e a los o odiodos cons i uyen es de las células o osenso as. Dicha lámina 5 es de me al y p esen a la en ana o en anas 6 pa a deja en a la adiación. Es os elemen os se unen de mane a que la luz inciden e a a iese la en ana y se p oyec a sob e dos o osenso es con iguos. Ambos elemen os se ab ican u ilizando écnicas usuales en la ab icación de ci cui os in eg ados monolí icos ( ecnología plana ) y/o híb idos ( ecnologías de capa ina y g uesa), así como écnicas más especi icas que se pueden u iliza pa a la ab icación de mic o y nanosis emas. Los diodos de las celdas o osenso as se pola izan in e samen e y en co oci cui o pa a que las co ien es gene adas po el e ec o o oeléc ico en en po los e minales conec ados a las egiones de emiso y se ecojan en el e minal común de la egión de base. La o oco ien e gene ada en cada diodo incidido po la luz es p opo cional al á ea iluminada. El ángulo (θ) de incidencia de la luz espec o de la e ical se ob iene como unción de las o oco ien es gene adas en es os o odiodos que p opo cionan el ángulo ∆(θ) y de la posición angula (θi) de los mismos espec o a la no mal en el cen o geomé ico del disposi i o. La anchu a W de la en ana 6, así como la al u a H a la que se encuen a de los o odiodos es án comp endidas en e unas 100 mic as has a unos pocos milíme os, dependiendo de la aplicación y de la sensibilidad eque ida, la máxima des iación (θmax) del ayo que pod á medi el senso con espec o a su di ección no mal end á de e minada po el amaño de la en ana y el espeso de la capa anspa en e según la exp esión: (θmax) = a co angen e W/2 H Un alo ípico pa a (θmax) en es a con igu ación oscila en e 10º y 120º. Además, el cocien e H/W se compo a como un ac o que ampli ica es uc u almen e la sensibilidad del disposi i o. La en ana o en anas 6 es án dimensionadas de al modo que pe mi en que la adiación inciden e se p oyec e sob e un pa de o osenso es con iguos, que como se dijo an e io men e cons i uyen un subsenso . La o oco ien e gene ada en cada subsenso incidido po la luz es p opo cional al á ea iluminada, y el ángulo (θ) de incidencia de 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 346 624 B1 la luz espec o a la e ical se ob iene como unción de las o oco ien es ob enidas en los diodos iluminados que p opo cionan el ángulo ∆(θ), y de la posición angula (θi) de dichos o odiodos espec o a la no mal en el cen o geomé ico del disposi i o, al y como puede ap ecia se en la igu a 3. Así, si el obje o luminiscen e es á si uado en la pe pendicula del disposi i o 11, gene a á unas o oco ien es iguales a cada lado del eje cen al del senso , e ilumina á aquellos o odiodos que no su en ningún desplazamien o espec o al cen o del disposi i o 11. (θ)=(θi)+∆(θ) ∆(θ) = (IA,IB) Siendo IAy IBlas o oco ien e gene adas en los diodos iluminados. Cuando a ia el ángulo de incidencia, po cada pa de celdas en uncionamien o, el inc emen o del á ea iluminada en uno de los o odiodos es exac amen e igual al dec emen o del á ea iluminada en el o o o odiodo, o lo que es lo mismo, pa a cualquie ángulo de incidencia la suma de las á eas iluminadas en ambos o odiodos pe manece cons an e. Po consiguien e, la suma de las o oco ien es gene adas es cons an e y p opo cional a la adiación inciden e. En consecuencia, se puede ene una medida del ángulo ∆(θ) que no dependa de dicha adiación calculando el cocien e en e la es a y la suma de ambas o oco ien es. Del uncionamien o del senso se aduce que se p oduce una disc e ización del ángulo de isión (FOV) del dis- posi i o, que queda di idido según sea el pa de o osenso es iluminado en cada caso, y que depende di ec amen e del ángulo de incidencia de la adicación luminiscen e. Es e compo amien o iene como consecuencia una mayo sensibilidad y p ecisión en el cálculo del ángulo en cada ango de abajo. Hay que eseña que el senso es no lineal, ya que exis en ca ac e ís icas ales como la dis ancia en e las o océ- lulas, el espeso de la capa de ma e ial opaco, el e ec o de disminución de adiación ne a de en ada po la en ana cuando aumen a el ángulo de inclinación y la di acción que su e el ayo inciden e en la a esía del ma e ial que cons i uye la apade a, que se desp ecian en el cálculo del ángulo. Pa a compensa odos es os e ec os se puede de ini una plan a no ec angula en los o odiodos pa a consegui su linea ización. O a solución consis e en de ini plan as ec angula es de dis in os amaños pa a los di e en es o odiodos, exis iendo o no sime ía en e ellos según in e ese. Pa a aplicaciones en las que el senso a a ecibi la luz con una inclinación la e al mínima, la posición ela i a de la en ana espec o de los o odiodos puede desplaza se pa a acili a el cálculo del ángulo en esa aplicación conc e a. Según sea la aplicación, el amaño de la en ana puede dimensiona se de o ma que la luz incida únicamen e sob e un o odiodo, sob e dos, o sob e más o odiodos. Las ca ac e ís icas del disposi i o plan eado hacen que sea un senso muy iable y de bajo cos e. Pa a aplicaciones espaciales, el ma e ial anspa en e que o ma la apade a se puede elegi pa a p o ege los o odiodos de adiaciones de al a ene gía. El ma e ial anspa en e de la cubie a puede sus i ui se po un ma e ial aslúcido que pe mi a educi la adiación inciden e y e i a la sa u ación de las células. También pueden emplea se il os óp icos, de modo que se disc iminen aquéllas adiaciones espec ales que no sean in e esan es desde el pun o de is a de la aplicación. Cuando el ángulo de incidencia es ele ado, la luz que incide la e almen e en el senso puede pene a po las pa edes la e ales de la cubie a o apade a 4 y puede in e e i con los o odiodos. Pa a e i a es e hecho, la lámina de ma e ial opaco 5 puede cub i las pa edes la e ales de la apade a 4. El disposi i o puede opcionalmen e in eg a en la misma oblea semiconduc o a 3 los ci cui os elec ónicos pa a la adap ación de señal, p ocesamien o y comunicaciones mos ados en la igu a 6. El disposi i o puede in eg a dos senso es como el desc i o an e io men e pa a posibili a la medida de los ángulos de incidencia espec o a los ejes x e y, según se mues a en la igu a 5. También se pueden in eg a a ios senso es y apade as de di e en es dimensiones y al u as pa a cub i di e en es angos de sensibilidad, p ecisiones de medida y ángulos de isión. Respec o a la ab icación del disposi i o, puede indica se que al a a se de écnicas es ánda de ab icación de mic osis emas, las dimensiones óp imas pa a el mé odo de ab icación an desde pocos mic óme os has a unos pocos milíme os. Pa a los o odiodos, el p oceso de ab icación u iliza un subs a o u oblea semiconduc o a ípicamen e de silicio. La secuencia de ab icación con empla la los siguien es pasos: - C ecimien o o depósi o de un ma e ial apan allan e sob e una oblea semiconduc o a. - De inición de las egiones de emiso median e p oceso o oli og á ico o equi alen e. - In oducción de dopan e median e di usión o implan ación iónica. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 346 624 B1 - Eliminación de ma e ial apan allan e. - C ecimien o o depósi o de un ma e ial apan allan e y aislan e. - De inición de las egiones de con ac o de base de los o odiodos po o oli og a ía o equi alen e. - Opcionalmen e, in oducción de dopan e del mismo ipo del subs a o semiconduc o . - De inición de las egiones de con ac o de emiso de los o odiodos po o oli og a ía o equi alen e. - Depósi o selec i o o no de una capa de me al. - Opcionalmen e (depósi o no selec i o), de inición de los elec odos median e o oli og a ía o equi alen e. - Recocido del me al. - Co e de la oblea pa a el aislamien o de los di e en es disposi i os. Respec o a las cubie as de me al, se puede pa i de un subs a o aislan e aslúcido (po ejemplo py ex), consis- iendo el p oceso de ab icación en la siguien e secuencia: - Depósi o selec i o o no de un ma e ial opaco a la luz en el subs a o aslúcido. - Opcionalmen e (en el caso de un depósi o no selec i o), de inición de una endija pa a el paso de luz median e o oli og a ía o equi alen e. - Co e del subs a o anslúcido con la cubie a de me al. Los di e en es pasos en la ab icación de la apade a 4 pueden consis i en u iliza un depósi o no selec i o de me al, en conjunción con la denominada écnica li -o u ilizada pa a su g abado. Finalmen e, pa a uni los o odiodos con la cubie a me álica se puede u iliza cualquie écnica de pegado o soldado usual en los p ocesos de ab icación de mic osis emas, como pueden se el glue bonding o el anodic bonding. 7 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 346 624 B1 REIVINDICACIONES 1. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, que emplea ecnologías de cons ucción de disposi i os elec ónicos minia u izados con semiconduc o es, u ilizando p e e en emen e como base una oblea de silicio (3); ca ac e izado po que en dicha base (3) se in eg an una plu alidad de celdas o osenso as (C1, C2... Cn) p o is as de espec i as me alizaciones e minales (M1, M2... Mn); cub iéndose dichas celdas con una apade a (4) de ele ado g ado de anspa encia y de e minada al u a, en la que se ha deposi ado una lámina de ma e ial opaco (5) do ada de al menos una en ana (6) que pe mi e el paso de la adiación luminiscen e (7), cons i uyéndose así el disposi i o (11, 11’); de mane a que dichas celdas o osenso as con ie en la luz ecibida en co ien es p opo cionales a las á eas iluminadas po la adiación inciden e que en a po esa o esas en anas (6). 2. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado I po que las dimensiones de esa o esas en anas (6) son ales que la adiación inciden e (7) en cada en ana (6) se p oyec a pa cialmen e sob e dos celdas o osenso as con iguas, de mane a que cada dos celdas con iguas de e minan un subsenso cuya o oco ien e gene ada es p opo cional al á ea iluminada; ob eniéndose el ángulo de incidencia de la luz (θ) espec o a la di ección no mal al disposi i o (11, 11’) como unción de las o oco ien es en las me alizaciones e minales del co espondien e subsenso y de la posición angula del subsenso iluminado espec o de la no mal en el cen o geomé ico de la en ana (6). 3. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que dichas celdas o osenso as (C1, C2... Cn) es án de e minadas po espec i os ci cui os de o odiodos cons uidos median e di usión de dopajes necesa ios pa a es ablece n diodos PN, en an o que sus me alizaciones e minales (M1, M2... Mn) se conec an a un ci cui o elec ónico (1) que es á p o is o de un con e idos A/D (9) y de un mic op ocesado (10) que posibili an p ocesamien o digi al e inclusión de cu as de calib ación; conec ándose dicho ci cui o elec ónico (1) a un bus de da os (8) median e un in e az (2). 4. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que dichas celdas o osenso as (C1, C2... Cn) se disponen en la base u oblea (3) en ag upaciones pa alelas según una di ección del disposi i o (11) o en ag upaciones pa alelas según dos di ecciones pe pendicula es del disposi i o (11’). 5. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que la deposición de la lámina de ma e ial opaco (5) se ealiza sob e las pa edes la e ales y supe io de la apade a (4). 6. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que cada en ana (6) p esen a una disposición asimé ica espec o de las celdas o osenso as pa a mejo a la espues a del disposi i o cuando la adiación incide o mando un cie o ángulo mínimo. 7. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que cada en ana (6) se dimensiona pa a que la luz pueda incidi sob e una, sob e dos o sob e más celdas o osenso as. 8. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que las celdas o osenso as p esen an di e en es amaños y disposiciones simé icas o asimé icas espec o al cen o del disposi i o. 9. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que el amaño ela i o de las celdas o osenso as espec o de la co espondien e en ana (6) es al que pe mi e medi el ángulo de incidencia espec o al eje x, sin que se ea a ec ado po la luz que pene a po la en ana (6) del disposi i o (11, 11’) del eje y, y ice e sa. 10. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que la apade a (4) es á ealizada en ma e ial anspa en e o anslúcido, como py ex o co e -glass pa a p o ección con a adiaciones de pa ículas de al a ene gía. 11. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que la apade a (4) es á ealizada con un il o óp ico, seleccionado en e di e en es espec os, ales como ul a iole as u o os. 12. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que la oblea semiconduc o a que cons i uye la base (3) y la capa de ma e ial anspa en e que cons i uye la apade a (4) se unen median e usion-bonding, anodic-bonding, o glue-bonding. 13. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po que dicho disposi i o es suscep ible de in eg a se con uno o más dis- 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 346 624 B1 posi i os análogos p o is o de espec i as apade as a dis in as al u as al obje o de abaja con dis in os ángulos y aumen a la p ecisión de la medida del ángulo de incidencia de la adiación. 14. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 1, ca ac e izado po es a encapsulado en un o ma o de ci cui o in eg ado que posee una abe u a pa a la en ada de adiación. 15. Disposi i o de al a p ecisión pa a la de e minación del ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e, según la ei indicación 3, ca ac e izado po que dichos ci cui os de o odiodos incluyen ampli icado es in eg ados de con e sión o oco ien e ensión y se ubican en un encapsulado que albe ga además al con e ido A/D (9) y al mic op ocesado (10) cons i uyen es del e e ido ci cui o elec ónico (1). 9 OPINIÓN ESCRITA Nº de solici ud: 200900185 1. Documen os conside ados: A con inuación se elacionan los documen os pe enecien es al es ado de la écnica omados en conside ación pa a la eali- zación de es a opinión. In o me sob e el Es ado de la Técnica (Opinión esc i a) Página 4/5 Documen o Núme o Publicación o Iden i icación Fecha Publicación D01 US 2002/0053635 A1 09/05/2002 D02 US 4794245 A 27/12/1988 D03 US 4909856 A 20/03/1990 2. Decla ación mo i ada según los a ículos 29.6 y 29.7 del Reglamen o de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de ma zo, de pa en es sob e la no edad y la ac i idad in en i a; ci as y explicaciones en apoyo de es a decla ación Se conside a que la in ención de inida en las ei indicaciones 1, 2, 4-9, 11 y 14 ca ece de no edad po es a ecogida idén i- camen e en el es ado de la écnica. Así, el documen o D01, ci ado en el In o me sob e el Es ado de la Técnica (IET) con la ca ego ía X pa a dichas ei indicaciones y conside ado el es ado de la écnica más p óximo al obje o en ellas de inido, desc ibe un disposi i o pa a de e mina el ángulo de incidencia de una adiación luminiscen e (luz) que es semejan e al de la p ime a ei indicación has a el pun o de que puede expone se con idén ica edacción. En e ec o, es e disposi i o es á basado en la cons ucción minia u izada de disposi i os semiconduc o es sob e una base de silicio (como indica el hecho de que se ab ican o odiodos 11 [uniones semiconduc o as p-n] po un p oceso o oli og á ico [y, po an o, minia u izado] sob e un chip común [ e e encia 4, habi ualmen e de silicio]), de mane a que sob e dicha base se in eg a una plu alidad de celdas o osenso as (ma iz 1 de o odiodos) p o is as de espec- i as me alizaciones e minales ( ecué dese que se a a de un ci cui o in eg ado o "chip"), cubie as po una apa al amen e anspa en e (placa po ado a anspa en e; pá a o [0036]) y con una cie a al u a (ap eciable en la is a en co e de la Figu a 9), en la que se ha deposi ado una lámina opaca ( e es imien o opaco; pá a o [0036]) que p esen a al menos una en ana ( anu a 21) pa a el paso de la adiación luminiscen e cuyo ángulo de incidencia se p e ende medi , de al modo que las celdas o osenso as con ie en la luz ecibida (como hace cualquie o odiodo) en co ien es p opo cionales a las á eas iluminadas po la adiación inciden e que en a po dicha(s) en ana(s). Es e documen o an icipa, po an o, idén icamen e el obje o de la p ime a ei indicación a ec ando a su no edad de acue do con el A . 6 de la LP. Además, con empla ambién exp esamen e la p oyección de la luz sob e más de una en ana ( éase el esumen: "... al menos dos á eas de o odiodos suminis an simul áneamen e, en cualquie ins an e, co ien e o oeléc ica signi ica i a..."), es deci , que conside a g upos de al menos dos celdas que son asimilables a los sub-senso es de la ei indicación 2 (o de la 7), y pa a los que el ángulo de incidencia de la luz se deduce de la misma mane a (a pa i de las o oco ien es conjun as y de la posición que ocupan en la ma iz); ambién es as ei indicaciones ca ecen, po an o, de no edad espec o a D01. Razonamien os simila es pueden hace se pa a las es an es ei indicaciones a ec adas en su no edad. En pa icula , la dis- posición de celdas y en anas en dos ejes pe pendicula es pa a la medida independien e según dos coo denadas angula es ( ei indicaciones 4 y 9) es á idén icamen e con emplada en D01 ( éase la is a en plan a de la Figu a 9); y o o an o cabe deci de la disposición asimé ica en e celdas y su co espondien e en ana ecogida en las ei indicaciones 6 y 8, di ec amen e ap eciable en cualquie a de las igu as de D01, que p esen an disposiciones gene almen e oblicuas (y, po an o, asimé icas) de los o odiodos con espec o al eje de la en ana de iluminación. Po su pa e, pa a el il o óp ico de la ei indicación 11, puede aduci se como an e io idad el documen o D02, igualmen e ci ado en el IET con la ca ego ía X y que ambién an icipa idén icamen e la p ime a ei indicación y dicha ei indicación 11 ( il o óp ico 24), dependien e de ella. OPINIÓN ESCRITA Nº de solici ud: 200900185 Hoja adicional In o me sob e el Es ado de la Técnica (Opinión esc i a hoja adicional) Página 5/5 En cuan o a las ei indicaciones 3, 10, 12, 13 y 15, pueden conside a se nue as pe o ca ecen del equisi o de ac i idad in- en i a po pode deduci se del es ado de la écnica de un modo e iden e po un expe o en la ma e ia. Es as ei indicaciones aluden a elemen os acceso ios del disposi i o que no se ci an exp esamen e en los documen os apo ados en el IET y que esuel en p oblemas cola e ales dis in os del esencial de la p esen e in ención. Así, po ejemplo, la ei indicación 3 se e ie e a la ci cui e ía de a amien o digi al de las señales gene adas en los o odiodos, ya conocida ex ensamen e pa a cualquie disposi i o semiconduc o de medición y de aplicación e iden e y necesa ia en el disposi i o de D01 (la esolución po di isión en inc emen os digi ales que se menciona en el pá a o [0012] de D01 equie e e iden emen e un con e ido A/D, un mic op o- cesado y demás elemen os elec ónicos de ansmisión de señales conocidos). Y o o an o puede a i ma se de los ma e iales pa a esol e el p oblema de la p o ección en e a adiaciones pe judiciales ecogidos en la ei indicación 10, ya conocidos en aplicaciones de i adiación sola como el con e ido o o ol aico del documen o D03. Un expe o de la écnica ecu i á de o ma e iden e a es e documen o pa a soluciona dicho p oblema de la misma mane a que lo hace la p esen e in ención, al igual que encon a á idén icas soluciones en el es ado de la écnica pa a los p oblemas de unión de la apade a y encapsulado del disposi i o. Y, po úl imo, la in eg ación de disposi i os semejan es de la ei indicación 13 cons i uye una yux aposición e iden e de elemen os conocidos ac uando de la o ma p e is a, sin que su combinación p oduzca un e ec o so p enden e o inespe ado espec o a cada elemen o po sepa ado. Las mencionadas ei indicaciones 3, 10, 12, 13 y 15 ca ecen, po an o, de ac i idad in en i a según el A . 8 de la LP.