ES2933393B2 - Un sensor y un metodo para deteccion de la direccion de la luz - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

UN SENSOR Y UN MÉTODO PARA DETECCIÓN DE LA DIRECCIÓN DE LA LUZ

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención concierne en general a la detección de la dirección de propagación de la luz. En particular, la presente invención se refiere a un sensor y a un método para la detección de la dirección de la luz que se fundamentan en mecanismos de interferencia óptica y análisis espectral, y que permiten obtener una medida del ángulo de incidencia respecto a la normal (elevación) y del ángulo de azimut.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La habilidad de detectar el ángulo de incidencia de la luz sobre una superficie tiene múltiples aplicaciones comerciales. Por ejemplo, conocer dicha información permite ayudar en el alineamiento de un haz de luz dentro de un sistema óptico de precisión. Los seguidores solares, capaces de orientar los paneles solares hacia el sol, requieren del conocimiento de la dirección de la radiación solar para optimizar su funcionamiento. De forma similar, los sensores de dirección de luz también se utilizan en satélites y en naves aeroespaciales para determinar la altitud.

La dirección de la luz se ha medido tradicionalmente siguiendo principios geométricos, aplicando la aproximación de óptica de rayos a la luz. De esta manera, la sensibilidad a la dirección de la luz se consigue vía la utilización de ventanas, u otros elementos oclusivos, que proyectan luz y/o sombra sobre dos o más detectores. Siguiendo este principio, en [1] se describe un sensor de dirección de luz miniaturizado en el que el ángulo de la luz se determina al proyectar la luz incidente, tras pasar por una ventana, sobre un detector de cuatro cuadrantes. La dirección de la luz se deduce según la relación entre las corrientes producidas por los fotodetectores. La ventana es un elemento externo a los fotodetectores, y se han de alinear por separado.

En [2] se describe un sensor de ángulo de dirección de luz integrado basado en tecnología CMOS. En este caso, se construyen un par de fotodiodos separados por un muro construido a base de apilar capas de metal disponibles en la tecnología CMOS. El muro separador proyecta una sombra sobre uno de los detectores en función del ángulo de luz incidente. La relación entre la señal proporcionada por los fotodetectores permite determinar el ángulo de incidencia de la luz. Muchas de estas celdas básicas se construyen y se conectan en paralelo en el mismo chip para aumentar la sensibilidad del sensor.

En la patente US 7,466,002 se describe otro sensor de dirección de luz integrado. En este caso, se define un elemento sensor que produce señal únicamente cuando la luz incide en una dirección particular o cercana a ella. Esto se logra mediante aperturas introducidas en varias capas metálicas depositadas sobre el fotodetector, creando un camino óptico concreto por el cual la luz puede alcanzar el fotodetector. Asimismo, se pueden integrar múltiples detectores de forma conjunta, cada uno detectando una dirección de luz concreta, ampliando así el abanico de direcciones que el sensor puede medir. En la patente US 8,462,325 se propone un concepto similar, integrando estructuras geométricas que seleccionan, por bloqueo, la dirección de la luz que puede llegar a distintos fotodetectores.

Finalmente, en la patente US 9,494,419 se proporciona otro sensor para detectar la dirección de un haz de luz basado en una multiplicidad de celdas que responden a diferentes direcciones cuando se ilumina con luz de la longitud de onda apropiada. En este caso, las celdas utilizan un filtro resonante basado en una red de difracción y una guía de onda que permite seleccionar la dirección de medida.

Los sensores actuales presentan diferentes limitaciones que pueden no hacerlos adecuados para todas las aplicaciones. Por ejemplo:

• Algunos requieren de elementos ópticos externos tales como ventanas u otros objetos para la proyección de sombras, que requieren de un alineamiento preciso, incrementando el coste.

• En general, en los sensores basados en principios geométricos existe un compromiso entre resolución angular y rango angular de medida.

• En el caso de sensores basados en una multiplicidad de celdas selectivas a una cierta dirección, la resolución y el rango de medida vienen comprometidos por el número de celdas disponibles y la calidad de las microestructuras que bloquean y/o seleccionan la dirección de la luz.

• En el caso de sensores basados en una multiplicidad de celdas selectivas a una cierta dirección, solo una porción de las celdas están activas para una cierta dirección de incidencia, lo que implica una infrautilización del área del sensor.

• En el caso de sensores basados en filtros resonantes, éstos son sensibles a la longitud de onda de la luz incidente, lo puede limitar su aplicación en el caso de fuentes no monocromáticas.

Referencias

1. F. J. Delgado et al., "SENSOSOL: MultiFOV 4-Quadrant high precision sun sensor for satellite attitude control," 2013 Spanish Conference on Electron Devices, Valladolid, 2013, pp. 123-126. doi: 10.1109/CDE.2013.6481358

2. H. Wang, T Luo, H. Song, and J. B. Christen “On-chip sensor for light direction detection” Opt. Lett. 38, 4554-4557 (2013).

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sensor y un método para la detección de la dirección de la luz. La invención es capaz de determinar la dirección de la luz, en relación con el plano del sensor, y supera las limitaciones descritas en las tecnologías conocidas en el estado de la técnica.

Según la presente invención, el término "luz” se refiere a cualquier radiación electromagnética situada en una cierta banda espectral en la que es sensible el detector utilizado. Por lo tanto, este término comprende radiación electromagnética tanto en la banda del espectro visible como en el ultravioleta y el infrarrojo.

Según la presente invención, el término “detector”, "detector óptico” o “fotodetector” se refiere indistintamente a cualquier sensor capaz de convertir radiación electromagnética en señales eléctricas. Este término incluye, pero no se limita a, fotodiodos, fotodetectores activos CMOS, dispositivos CCD y sensores piroeléctricos.

Según la presente invención, el término “motivo espectral” se refiere a ciertas características presentes en los espectros de transmisión, reflexión o absorción incluyendo, a modo ilustrativo y no limitativo, zonas de espectro plano, picos, valles, transiciones o bandas de reflexión o transmisión total.

Según la presente invención, el término “elemento interferencial” se refiere a un elemento homogéneo o estructurado que produce efectos de interferencia sobre la radiación electromagnética que lo atraviesa. A modo ilustrativo, pero no limitativo, este término comprende elementos tales como capas finas antireflectantes, interferómetros de Fabry-Perot, espejos de Bragg, filtros de índice gradual (rugate), filtros interferenciales, redes de difracción, cristales fotónicos y metasuperficies.

Según la presente invención, el término “filtro óptico” se refiere a un elemento que deja pasar ciertas bandas del espectro electromagnético absorbiendo o reflejando el resto, y cuya respuesta o bien no depende de la dirección de la radiación, o bien la dependencia no afecta al funcionamiento del sensor. A modo ilustrativo, pero no limitativo, este término comprende filtros compuestos por pigmentos o colorantes.

El sensor y método propuestos se fundamentan en las características de onda de la luz, en contraste con métodos previos que se fundamentan, en su mayoría, en una aproximación de rayos de la luz. En concreto, la invención se sustenta en el fenómeno de interferencia de la luz, según el cual dos o más ondas de la misma frecuencia se pueden superponen para dar lugar a una de mayor o menor amplitud. Dicha interferencia se produce por la superposición de ondas que se originan por reflexión/transmisión y/o difracción en un elemento interferencial. La intensidad de la radiación transmitida a través del elemento interferencial viene modulada por la interferencia que se produce en éste y depende de la frecuencia, así como del ángulo de incidencia de la luz. A consecuencia de esto, el espectro de radiación incidente queda modificado ("coloreado”) al transmitirse por el elemento interferencial, apareciendo ciertos motivos reconocibles en el espectro transmitido. Dichos motivos dependen del ángulo de incidencia, resultando en un desplazamiento en frecuencia y/o fortalecimiento o debilitamiento de los mismos.

En la presente invención la dirección de la luz se determina a partir del análisis de dicho espectro de transmisión "coloreado”. En el sensor propuesto, el comportamiento del elemento interferencial se analiza en un mínimo de dos bandas espectrales, utilizando diferentes celdas sensoras con diferente filtro óptico. La comparación relativa del comportamiento en dichas bandas contiene información sobre la dirección de la luz incidente. Asimismo, una multiplicidad de celdas sensoras combinando diferentes elementos interferenciales y filtros pueden integrarse conjuntamente para aumentar la información disponible y mejorar así la medida. El incremento de los elementos sensores con múltiples combinaciones de filtro y elemento interferencial puede buscar mejoras en una o más de los siguientes aspectos: (i) precisión de la medida de dirección, (ii) rango angular de medida, (iii) habilitar la detección del ángulo de azimut.

Ejemplos de realización de la presente invención proporcionan, según un primer aspecto, un sensor para detección de la dirección de la luz, en donde el sensor comprende una pluralidad de celdas sensoras, cada celda sensora incluye un detector óptico, un elemento interferencial, y un filtro óptico. El filtro óptico está adaptado para recibir y filtrar luz incidente sobre un plano del sensor a una determinada frecuencia de filtración, y el elemento interferencial está adaptado para producir una interferencia sobre la luz incidente que lo atraviesa, en donde la interferencia producida depende de una frecuencia y un ángulo de incidencia de la luz incidente. La pluralidad de celdas sensoras están dispuestas una al lado de la otra, según una primera configuración alineada, difiriendo en la frecuencia de filtración del filtro óptico utilizado y compartiendo el mismo elemento interferencial.

En un ejemplo de realización, el elemento interferencial está dispuesto entre el detector óptico y el filtro óptico. Alternativamente, en otro ejemplo de realización, el filtro óptico está dispuesto entre el detector óptico y el elemento interferencial.

En un ejemplo de realización, la pluralidad de celdas sensoras forman un primer conjunto sensor y el sensor comprende, además, al menos, un segundo conjunto sensor formado por una segunda pluralidad de celdas sensoras que comparten el mismo elemento interferencial. La segunda pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, que es al menos uno, están dispuestas según la primera configuración alineada, de modo que una primera de la pluralidad de celdas sensoras del primer conjunto sensor está dispuesta en una misma columna que una primera de la pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, compartiendo el mismo filtro óptico, y una segunda de la pluralidad de celdas sensoras del primer conjunto sensor está dispuesta en una misma columna que una segunda de la pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, compartiendo el mismo filtro óptico.

En un ejemplo de realización, el elemento interferencial del segundo conjunto sensor está dispuesto girado un cierto ángulo respecto al elemento interferencial del primer conjunto sensor. Preferiblemente, el ángulo es de 90°.

En un ejemplo de realización, el sensor comprende tres o más conjuntos sensores, cada uno incluyendo al menos tres celdas sensoras.

En un ejemplo de realización, el sensor está formado por cinco o más conjunto sensores, cada uno incluyendo al menos cuatro celdas sensoras. Particularmente, cada uno de los filtros ópticos es transparente a un determinado espectro de color. Asimismo, los elementos interferenciales del primer, segundo, tercer y cuarto conjunto sensor están dispuestos en cuatro ángulos diferentes y el elemento interferencial del quinto conjunto sensor está configurado para no ser sensible a un ángulo acimutal.

Según la presente invención, el elemento interferencial puede comprender un espejo de Bragg compuesto por una sucesión de capas finas de dos índices de refracción alternados, un filtro interferencial, un patrón de red de difracción, un patrón periódico 2D, un cristal fotónico 3D, etc.

Ejemplos de realización de la presente invención proporcionan, según un segundo aspecto, un sensor para detección de la dirección de la luz que comprende una pluralidad de celdas sensoras, en donde cada celda sensora incluye un detector óptico, un elemento interferencial y un filtro óptico. El filtro óptico está adaptado para recibir y filtrar luz incidente sobre un plano del sensor a una determinada frecuencia de filtración, y el elemento interferencial está adaptado para producir una interferencia sobre la luz incidente que lo atraviesa, en donde la interferencia producida depende de una frecuencia y un ángulo de incidencia de la luz incidente. La pluralidad de celdas sensoras están dispuestas una al lado de la otra, según una segunda configuración alineada, difiriendo en la interferencia producida por los elementos interferenciales y compartiendo el mismo filtro óptico.

Ejemplos de realización de la presente invención proporcionan, según un tercer aspecto, un método para detección de la dirección de la luz. El método comprende proporcionar una pluralidad de celdas sensoras dispuestas una al lado de la otra según una primera o una segunda configuración alineada, en donde cada celda sensora incluye un detector óptico, un elemento interferencial y un filtro óptico, y en donde la pluralidad de celdas sensoras comparten el mismo elemento interferencial y difieren en el filtro óptico utilizado o comparten el mismo filtro óptico y difieren en el elemento interferencial; y realizar la detección de la dirección de la luz en base en un análisis espectral de una radiación electromagnética que incide sobre la pluralidad de celdas.

En un ejemplo de realización, la alineación de la primera configuración es perpendicular a la alineación de la segunda configuración, y el elemento interferencial está dispuesto entre el detector óptico y el filtro óptico o el filtro óptico está dispuesto entre el detector óptico y el elemento interferencial.

En un ejemplo de realización, la pluralidad de celdas sensoras forman un primer conjunto sensor, y están dispuestas según la primera configuración alineada. El método comprende además proporcionar, al menos, un segundo conjunto sensor formado por una segunda pluralidad de celdas sensoras que comparten el mismo elemento interferencial, y están dispuestas según la primera configuración alineada, de modo que una primera de la pluralidad de celdas sensoras del primer conjunto sensor está dispuesta en una misma columna que una primera de la pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, compartiendo el mismo filtro óptico, y una segunda de la pluralidad de celdas sensoras del primer conjunto sensor está dispuesta en una misma columna que una segunda de la pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, compartiendo el mismo filtro óptico; y el elemento interferencial del segundo conjunto sensor está dispuesto girado un cierto ángulo respecto al elemento interferencial del primer conjunto sensor.

En un ejemplo de realización, la detección de la dirección de la luz comprende hacer una medición de un ángulo de azimut de la radiación electromagnética incidente mediante la medida de una señal relativa obtenida entre la pluralidad de celdas sensoras, que difieren en el elemento interferencial.

En un ejemplo de realización, la detección de la dirección de la luz comprende hacer una medición de un ángulo de azimut y de un ángulo de incidencia de la radiación electromagnética en base en la realización de un análisis con técnicas de aprendizaje profundo e inteligencia artificial de la información procedente de la pluralidad de celdas sensoras.

El sensor propuesto es de bajo coste, integrado y sin elementos externos, proporciona una alta precisión angular a la vez que un amplio rango de medida. Asimismo, ofrece una gran sensibilidad con un área de sensor mínima y es aplicable a la detección de luz no monocromática.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización, meramente ilustrativa y no limitativa, con referencia a los dibujos que la acompañan, en los que:

La Fig. 1 muestra la estructura básica de una celda sensora, compuesta por un detector óptico, un elemento interferencial y un filtro óptico, según un ejemplo de realización.

La Fig. 2 muestra un ejemplo de realización del sensor propuesto, en este caso formado por dos conjuntos de celdas sensoras con diferente filtro óptico, y que proporciona un sensor del ángulo de incidencia respecto la normal (ángulo de elevación).

La Fig. 3 muestra otro ejemplo de realización del sensor propuesto, en este caso formado por dos conjuntos de celdas sensoras con diferente elemento interferencial, y que proporciona un sensor sensible al ángulo de elevación y al ángulo de azimut.

La Fig. 4 muestra un ejemplo de realización de una celda sensora sensible al ángulo de azimut.

La Fig. 5 muestra otro ejemplo de realización de una celda sensora sensible al ángulo de azimut.

La Fig. 6 muestra otro ejemplo de realización de una celda sensora sensible al ángulo de azimut.

La Fig. 7 muestra otro ejemplo de realización del sensor propuesto. En este caso el sensor es sensible al ángulo de elevación y azimut, y comprende una pluralidad de celdas sensoras que mejoran la respuesta del sensor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y DE UNOS EJEMPLOS DE REALIZACIÓN

La Fig. 1 muestra un ejemplo de realización de la estructura básica de una celda sensora (100) que componen el sensor propuesto. La celda sensora (100) comprende un detector óptico (110), un filtro óptico (130), y un elemento interferencial (120) dispuesto entre el detector óptico (110) y el filtro óptico (130). Indicar que, en otros ejemplos de realización, en este caso no ilustrados, el orden de los anteriores elementos puede modificarse, estando el filtro óptico (130) dispuesto entre el detector óptico (110) y el elemento interferencial (120). Incluso, en algunos ejemplos de realización, las funciones del filtro óptico (130) y del elemento interferencial (120) podrían fusionarse en un único elemento. En este ejemplo particular, el elemento interferencial (120) es una estructura de Bragg compuesta por una sucesión de capas finas de dos índices de refracción alternadas. A este tipo de estructura también se le conoce como cristal fotónico unidimensional. Asimismo, el filtro óptico (130) está compuesto a base de pigmentos y su respuesta es independiente de la dirección de incidencia.

La Fig. 2 muestra un ejemplo de realización del sensor propuesto. El sensor es capaz de detectar el ángulo de incidencia de la luz respecto a la dirección normal del plano del sensor. Es decir, el sensor es sensible únicamente al ángulo cenital o, en términos complementarios, sensible únicamente al ángulo de elevación de la fuente de luz. El sensor está formado por dos celdas sensoras (101, 102), dispuestas una al lado de la otra, difiriendo en el filtro óptico utilizado. La celda (101) incorpora el filtro óptico (131) que deja pasar una porción del espectro electromagnético, mientras que la celda (102) incorpora el filtro óptico (132) que deja pasar una porción del espectro electromagnético de longitudes de onda menores que el filtro óptico (131). A modo ilustrativo, en el caso de querer detectar la dirección de luz visible procedente del sol, el filtro óptico (131) deja pasar la porción del espectro relativa al color rojo, mientras que el filtro óptico (132) deja pasar la porción del espectro relativa al color azul. El elemento interferencial (120) presenta una banda de gran reflexión alineada con la banda del filtro óptico (131) a incidencia normal. A medida que el ángulo de incidencia aumenta, la banda de gran reflexión tiende a alinearse con el filtro óptico (132). La información del ángulo de incidencia la proporciona la diferencia de señal relativa entre las dos celdas sensoras (101, 102). Este ejemplo de realización proporciona un sensor de ángulo de incidencia analógico capaz de funcionar en un rango que cubre incidencia normal hasta incidencia rasante, únicamente limitado por la menor señal detectable, si bien el tamaño de las celdas puede aumentarse para alcanzar la sensibilidad necesaria según la resolución y/o ángulo máximo deseados.

En una variante del ejemplo de realización anterior, el elemento interferencial (120) se substituye por un cristal fotónico 3D. Preferiblemente, se deposita primero el filtro óptico (130) sobre el detector óptico (110) y, posteriormente, se crea un cristal 3D coloidal sobre la estructura por electrospray, tal y como se describe en la patente ES2395307.

En otra variante, el elemento interferencial (120) se substituye por una única capa fina dieléctrica que funciona como capa antireflectante a una cierta frecuencia y a incidencia normal.

En aún otra variante, el número de celdas (100) se incrementa a tres o más, difiriendo todas ellas únicamente en el filtro óptico. Esto permite aumentar la captura de información sobre el comportamiento espectral del elemento interferencial, lo que redunda en una mejora de la resolución angular del detector.

Con referencia ahora a la Fig. 3, en la misma se muestra otro ejemplo de realización del sensor propuesto. En este caso, el sensor es sensible tanto al ángulo de elevación como al ángulo acimutal de la dirección la luz incidente. El ejemplo de realización de la Fig. 3 consta de dos conjuntos sensores, un primer conjunto sensor formado por dos celdas sensoras que comparten el mismo elemento interferencial (121) y un segundo conjunto sensor formado también por dos celdas sensoras que comparten el mismo elemento interferencial (122). Es decir, las celdas sensoras forman una matriz de 2x2. Los filtros ópticos son el mismo dentro de una misma columna (131, 132). La sensibilidad con el ángulo acimutal se consigue introduciendo elementos interferenciales cuya respuesta varía de forma sensible con dicho ángulo. Particularmente, el elemento interferencial (122) del segundo conjunto sensor está girado 90° respecto al elemento interferencial (121) del primer conjunto sensor. La información relativa al ángulo de elevación se extrae mayormente de la señal relativa entre las celdas sensoras de diferentes columnas, mientras que la información relativa al ángulo de azimut se extrae de la señal relativa entre las celdas sensoras de diferentes filas.

Las capas interferenciales (120) con sensibilidad al ángulo de azimut se pueden conseguir por una multiplicidad de métodos. En general, la sensibilidad con el azimut se puede alcanzar introduciendo un eje de anisotropía óptica sobre la normal al plano del sensor. Esto se puede conseguir, por ejemplo, introduciendo en el plano un patrón a modo de red de difracción, u otras micro-/nanoestructuraciones de tamaño comparable o inferior a la longitud de onda de la luz implicada. En la Fig. 4 se muestra un ejemplo de realización de una celda sensora (100) con sensibilidad al ángulo de azimut. La celda sensora (100) incorpora un elemento interferencial (120) sobre el que se grava un patrón de red de difracción antes de incorporar el filtro óptico (130). En la Fig. 5 se muestra otro ejemplo de realización en donde la red de difracción se incorpora sobre el filtro óptico (130) pudiéndose realizar, por ejemplo, por estampación. En la Fig. 6 se muestra otro ejemplo de realización, en donde el elemento interferencial (120) se estructura formando trincheras de diferente grosor (comparable a la longitud de onda de la luz) siguiendo un patrón periódico creando, de este modo, una metasuperfície. Alternativamente, la estructuración se podría hacer en 2D creando pilares en lugar de trincheras. Como se muestra en la Fig. 5, la sensibilidad al ángulo azimutal también podría introducirse sobre el filtro óptico (130).

Del mismo modo que se pueden incrementar el número de filtros ópticos para mejorar la sensibilidad espectral y, por ende, la sensibilidad en la detección del ángulo de elevación, también se pueden incrementar el número de celdas sensoras con diferente elemento interferencial para mejorar la sensibilidad en la detección del ángulo de azimut. La Fig. 7 muestra un ejemplo de realización de un sensor sensible al ángulo de incidencia y azimut, para luz en el espectro visible, y en el que se ha aumentado el número de celdas sensoras a 20, distribuidas en una matriz de 5 filas y 4 columnas (no limitativo, puesto que en otros ejemplos de realización el número de celdas sensoras utilizas podría ser menor o mayor). Tal y como se ve en la figura, las celdas en una misma columna comparten el mismo filtro óptico (131-134) mientras que las celdas en una misma fila comparten el mismo elemento interferencial (121-125). En este ejemplo de realización, cada uno de los filtros ópticos (131-134) es transparente a un determinado espectro de color, por ejemplo, al espectro del color azul, verde, rojo e infrarrojo cercano, respectivamente. Asimismo, los elementos interferenciales (121-124) son idénticos pero rotados en 4 ángulos diferentes, mientras que el elemento interferencial (125) no es sensible al ángulo acimutal, permitiendo desacoplar la medida del ángulo de elevación y acimut.

En otros ejemplos de realización alternativos, no ilustrados, se pueden modificar otros parámetros del elemento interferencial fila a fila tal como, a modo de ejemplo no limitativo, el periodo o el perfil del gravado en el caso de utilizar redes de difracción.

En algunos ejemplos de realización, el sensor propuesto se compone de un número más elevado de celdas sensoras (100) que requieren de un procesado de la señal más complejo y capaz de extraer información precisa de la dirección de la luz de la matriz de datos multiespectral obtenida. El citado procesado puede estar basado en una multiplicidad de métodos, por ejemplo, matrices de calibración, mecanismos de inteligencia artificial tales como aprendizaje profundo utilizando redes neuronales, etc.

El alcance de la presente invención está definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sensor para detección de la dirección de la luz, en donde el sensor comprende una pluralidad de celdas sensoras, cada celda sensora incluyendo:

un detector óptico;

un elemento interferencial; y

un filtro óptico,

el filtro óptico está adaptado para recibir y filtrar luz incidente sobre un plano del sensor a una determinada frecuencia de filtración, y el elemento interferencial está adaptado para producir una interferencia sobre la luz incidente que lo atraviesa, en donde la interferencia producida depende de una frecuencia y un ángulo de incidencia de la luz incidente; y

la pluralidad de celdas sensoras están dispuestas una al lado de la otra, según una primera configuración alineada, difiriendo en la frecuencia de filtración del filtro óptico utilizado y compartiendo el mismo elemento interferencial.

2. El sensor según la reivindicación 1, en donde:

el elemento interferencial está dispuesto entre el detector óptico y el filtro óptico; o el filtro óptico está dispuesto entre el detector óptico y el elemento interferencial.

3. El sensor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde:

la pluralidad de celdas sensoras forman un primer conjunto sensor,

el sensor comprende, además, al menos, un segundo conjunto sensor formado por una segunda pluralidad de celdas sensoras que comparten el mismo elemento interferencial, y

la segunda pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, que es al menos uno, están dispuestas según la primera configuración alineada, de modo que una primera de la pluralidad de celdas sensoras del primer conjunto sensor está dispuesta en una misma columna que una primera de la pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, compartiendo el mismo filtro óptico, y una segunda de la pluralidad de celdas sensoras del primer conjunto sensor está dispuesta en una misma columna que una segunda de la pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, compartiendo el mismo filtro óptico.

4. El sensor según la reivindicación 3, en donde el elemento interferencial del segundo conjunto sensor está dispuesto girado un cierto ángulo respecto al elemento interferencial del primer conjunto sensor.

5. El sensor según la reivindicación 4, en donde el ángulo es 90°.

6. El sensor según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, que comprende al menos tres conjuntos sensores, cada uno incluyendo al menos tres celdas sensoras.

7. El sensor según la reivindicación 3, que comprende al menos cinco conjunto sensores, cada uno incluyendo al menos cuatro celdas sensoras, en donde cada uno de los filtros ópticos es transparente a un determinado espectro de color.

8. El sensor según la reivindicación 7, en donde los elementos interferenciales del primer, segundo, tercer y cuarto conjunto sensor están dispuestos en cuatro ángulos diferentes y el elemento interferencial del quinto conjunto sensor está configurado para no ser sensible a un ángulo acimutal.

9. El sensor de la reivindicación 1 o 2, en donde el elemento interferencial comprende un espejo de Bragg compuesto por una sucesión de capas finas de dos índices de refracción alternados, un filtro interferencial, un patrón de red de difracción, un patrón periódico 2D o un cristal fotónico 3D.

10. Un sensor para detección de la dirección de la luz, comprende una pluralidad de celdas sensoras, en donde cada celda sensora incluye:

un detector óptico;

un elemento interferencial; y

un filtro óptico,

el filtro óptico está adaptado para recibir y filtrar luz incidente sobre un plano del sensor a una determinada frecuencia de filtración, y el elemento interferencial está adaptado para producir una interferencia sobre la luz incidente que lo atraviesa, en donde la interferencia producida depende de una frecuencia y un ángulo de incidencia de la luz incidente; y

la pluralidad de celdas sensoras están dispuestas una al lado de la otra, según una segunda configuración alineada, difiriendo en la interferencia producida por los elementos interferenciales y compartiendo el mismo filtro óptico.

11. Un método para detección de la dirección de la luz, comprende:

- proporcionar una pluralidad de celdas sensoras dispuestas una al lado de la otra según una primera o una segunda configuración alineada,

en donde cada celda sensora incluye un detector óptico, un elemento interferencial y un filtro óptico, y en donde la pluralidad de celdas sensoras: comparten el mismo elemento interferencial y difieren en el filtro óptico utilizado o comparten el mismo filtro óptico y difieren en el elemento interferencial; y

- realizar la detección de la dirección de la luz en base en un análisis espectral de una radiación electromagnética que incide sobre la pluralidad de celdas.

12. El método según la reivindicación 11, en donde la alineación de la primera configuración es perpendicular a la alineación de la segunda configuración, y en donde el elemento interferencial está dispuesto entre el detector óptico y el filtro óptico o el filtro óptico está dispuesto entre el detector óptico y el elemento interferencial.

13. El método según la reivindicación 11 o 12, en donde:

- la pluralidad de celdas sensoras forman un primer conjunto sensor, y están dispuestas según la primera configuración alineada;

- el método comprende además proporcionar, al menos, un segundo conjunto sensor formado por una segunda pluralidad de celdas sensoras que comparten el mismo elemento interferencial, y están dispuestas según la primera configuración alineada, de modo que una primera de la pluralidad de celdas sensoras del primer conjunto sensor está dispuesta en una misma columna que una primera de la pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, compartiendo el mismo filtro óptico, y una segunda de la pluralidad de celdas sensoras del primer conjunto sensor está dispuesta en una misma columna que una segunda de la pluralidad de celdas sensoras del segundo conjunto sensor, compartiendo el mismo filtro óptico; y

- el elemento interferencial del segundo conjunto sensor está dispuesto girado un cierto ángulo respecto al elemento interferencial del primer conjunto sensor.

14. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 11 a 13, en donde la detección de la dirección de la luz comprende hacer una medición de un ángulo de azimut de la radiación electromagnética incidente mediante la medida de una señal relativa obtenida entre la pluralidad de celdas sensoras, que difieren en el elemento interferencial.

15. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 11 a 13, en donde la detección de la dirección de la luz comprende hacer una medición de un ángulo de azimut y de un ángulo de incidencia de la radiación electromagnética en base en la realización de un análisis con técnicas de aprendizaje profundo e inteligencia artificial de la información procedente de la pluralidad de celdas sensoras.