ES2248428T3 - Espectrofotometro con microobturadores electrostaticos. - Google Patents
Espectrofotometro con microobturadores electrostaticos.Info
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Abstract
Espectrofotómetro que comprende: una fuente de luz (2), un elemento separador (3) para separar el haz de luz que sale de la fuente de luz (2) en sus componentes correspondientes a las diferentes longitudes de onda. unos medios sensores (6) apropiados para recibir las radiaciones del elemento separador (3) y para emitir señales eléctricas de salida que indican las longitudes de onda de la radiación recibida, una serie alineada de microobturadores electrostáticos interpuestos entre dicho elemento separador (3) y dichos medios sensores (6), caracterizado porque dichos medios sensores están compuestos por un único sensor (6), porque se dispone un elemento óptico (5) aguas abajo de los microobturadores electrostáticos (4) para hacer que la radiación converja en dicho único sensor (6), y porque dicha serie alineada de microobturadores electrostáticos comprende un sustrato común (8) al que se aplica una película (9) formando un primer electrodo, recubierto por una capa de material dieléctrico transparente (10), comprendiendo cada uno de dichos microobturadores electrostáticos (7) un pétalo móvil (11) con una capa metalizada (12) que actúa como un segundo electrodo, presentando cada uno de los pétalos (11) una forma enrollada cuando se encuentra en su condición de descanso, en la que dicho pétalo no evita el paso de la luz (8), proporcionándose medios de suministro eléctrico para la aplicación de un voltaje eléctrico entre dicho primer electrodo (9) y el electrodo (12) de un pétalo seleccionado (11), y porque dicho primer electrodo (9) está compuesto de un material conductor no transparente, estando provisto de una microventana (13) que se corresponde con cada uno de los pétalos (11), y porque dicho sustrato (8) está compuesto por un material no transparente que presenta una abertura (14) que se corresponde con cada pétalo (11).
Description
Espectrofotómetro con microobturadores
electrostáticos.
La presente invención se refiere al campo de los
espectrofotómetros, del tipo indicado en la parte precaracterizadora
de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 y 4. En el documento
US-A-5.305.083 se da a conocer un
dispositivo de este tipo.
Según la técnica anterior, los medios sensores
mencionados están compuestos típicamente por una matriz de
sensores.
El objetivo de la invención es producir un
espectrofotómetro del tipo indicado anteriormente con una estructura
más sencilla y que presente un coste menor, y que además sea
eficiente y fiable.
Con la intención de alcanzar dicho objetivo, la
invención se refiere a un espectrofotómetro que presenta la
totalidad de las características indicadas en las reivindicaciones
1, 3 ó 4.
Los microobturadores electrostáticos se pueden
producir según la técnica anterior ya desarrollada por el
solicitante y propuesta, por ejemplo, en la anterior solicitud de
patente europea EP-A-1 008 885.
Según dicha técnica anterior, se proporciona un sustrato común en el
que se aplica una lámina eléctricamente conductiva que forma un
primer electrodo, recubierto a su vez con una capa de material
dieléctrico transparente. El primer electrodo depositado sobre el
sustrato está compuesto por material no transparente, y está
provisto de una abertura que se corresponde con cada pétalo, a
través de la cual puede pasar la luz. Asimismo, el sustrato también
se produce en un material no transparente y está provisto de una
abertura que se corresponde con cada uno de los microobturadores. El
sustrato puede presentar unos pocos milímetros o centímetros de
espesor y el primer electrodo puede, por ejemplo, presentar unas
cuantas decenas o centenas de nanómetros de espesor. Dicho primer
electrodo se puede aplicar, por ejemplo, por evaporación, o
utilizando la técnica conocida como recubrimiento por centrifugado,
serigrafiado o por inmersión. La capa dieléctrica, que también se
puede aplicar mediante recubrimiento por centrifugado, serigrafiado
o por inmersión, puede presentar, por ejemplo, desde 0,1 micra hasta
unas pocas decenas de micras de espesor. Los pétalos móviles están
dispuestos sobre la capa dieléctrica, compuesta por una película
metálica de aproximadamente una micra de espesor, o dieléctrica por
ejemplo también de unas pocas micras de espesor con una capa
metalizada enfrentada a la cara de la capa dieléctrica que actúa
como segundo electrodo. Cada uno de los pétalos, en su condición no
deformada, está enrollado, de manera que puede pasar la luz a través
del sustrato. Aplicando un voltaje eléctrico entre los dos
electrodos de cada microobturador, el pétalo de desenrolla, por
medio de la electrostática, sobre la capa dieléctrica, para evitar
que pase la luz a través de la misma.
El uso de la línea de microobturadores
electrostáticos permite la selección de una única longitud de onda
deseada en el haz de luz suministrado desde el elemento separador,
que hace que resulte posible utilizar un único sensor, con la
ventaja de que la totalidad del dispositivo resulta sencillo.
En una variante, el dispositivo obturador
comprende dos superficies enfrentadas y situadas a una cierta
distancia entre sí, que soportan dos series alineadas de primeros
electrodos, y una película eléctricamente conductora cuyos extremos
se encuentran conectados de forma rígida a las dos superficies
enfrentadas, en los extremos opuestos entre sí de las series
alineadas de primeros electrodos. Suministrando los electrodos de
forma selectiva, resulta posible hacer que la película interpuesta
entre las dos superficies enfrentadas adquiera una forma de S, con
una primera parte que se adhiere a una primera superficie, una
segunda parte que se adhiere a una segunda superficie y una parte
intermedia que se conecta a dichas partes. La película también puede
estar provista de una disposición alineada en diagonal de
microventanas, de manera que sólo una de dichas microventanas se
encuentre en línea cada vez con la mencionada parte de conexión en
forma de S de la película, según el procedimiento con el que se
suministran los electrodos de las dos superficies enfrentadas.
Otras características y ventajas se pondrán de
manifiesto a partir de la siguiente descripción que hace referencia
a los dibujos adjuntos, dados únicamente a título de ejemplo no
limitativo, en los que:
la Figura 1 es una vista esquemática de un
espectrofotómetro según la invención,
la Figura 2 es una vista parcial en sección de un
ejemplo de un dispositivo microobturador electrostático que no está
comprendido dentro del alcance de la invención,
la Figura 3 muestra una primera forma de
realización de un dispositivo microobturador electrostático según la
invención,
la Figura 4 muestra una segunda forma de
realización del dispositivo microobturador electrostático,
la Figura 5 es una vista por la línea V de la
Figura 4,
la Figura 6 es una vista desarrollada en un plano
de la película utilizada en el dispositivo de las Figuras 4, 5,
la Figura 7 es una vista esquemática en
perspectiva de la película de la Figura 6 en su condición de
funcionamiento, y
la Figura 8 es una vista esquemática en
perspectiva de una variante.
En la Figura 1, el número de referencia 1 indica
en general el espectrofotómetro según la invención, que comprende
una fuente de luz 2, un elemento separador 3 de cualquier tipo
conocido, adecuado para separar el haz de luz emitido por la fuente
2 en sus componentes correspondientes a diferentes longitudes de
onda. Se dispone un dispositivo microobturador electrostático 4, que
se ilustra en detalle a continuación, aguas abajo del dispositivo
separador 3. Dicho dispositivo resulta apropiado para seleccionar
una longitud de onda única deseada en el haz emitido desde el
elemento separador 3. A continuación, se hace que la radiación
emitida converja por medio de un elemento óptico 5 sobre un único
sensor 6, de cualquier tipo conocido, adecuado para emitir una señal
eléctrica de salida que funcione a partir de la energía lumínica
recibida.
La Figura 2 muestra un ejemplo del dispositivo
microobturador electrostático 5 que no está comprendido dentro del
alcance de la presente invención. De acuerdo con este ejemplo, se
proporciona una serie alineada de microobturadores 7 con un pétalo
móvil, dispuesto sobre un sustrato 8, compuesto por ejemplo por un
material transparente como el germanio, la silicona, el cuarzo o el
vidrio, de unos pocos milímetros o centímetros de espesor. Sobre el
sustrato 8 se aplica una película 9 realizada en un material
conductor transparente, como por ejemplo ITO (óxido de estaño de
indio), de unas pocas decenas o centenas de nanómetros de espesor,
obtenida por ejemplo mediante evaporación, recubrimiento por
centrifugado, serigrafiado o inmersión. La película 9 forma un
primer electrodo del dispositivo, que a continuación se recubre por
medio de una capa de material dieléctrico transparente 10, de por
ejemplo unas pocas micras de espesor, obtenido con técnicas
similares a las utilizadas para la película 9. Sobre la capa
dieléctrica 10 se dispone una serie alineada de pétalos móviles 11,
estando cada uno de los mismos formado, por ejemplo, por una
película dieléctrica a la que se aplica una capa metalizada que
actúa como un segundo electrodo. Cada pétalo 11 presenta un extremo
fijado a la capa dieléctrica 10 y, en su condición no deformada, se
encuentra enrollado, de manera que puede pasar la luz a través de la
parte del sustrato respectiva. El dispositivo comprende medios de
suministro eléctrico para aplicar una diferencia de potencial entre
el primer electrodo 9 y el segundo electrodo 12 de un pétalo 11
seleccionado. Después de la aplicación del voltaje, el pétalo se
desenrolla sobre la capa dieléctrica 10 adhiriéndose a la misma
gracias a la electrostática, y, por consiguiente, evitando que pase
la luz a través de la parte del sustrato respectiva. Controlando el
suministro eléctrico de los microobturadores electrostáticos 7 de la
serie alineada de microobturadores, resulta posible seleccionar una
longitud de onda única deseada en la radiación suministrada desde el
elemento separador 3.
La Figura 3 muestra una primera forma de
realización del dispositivo microobturador electrostático, en la que
el electrodo 9 puede ser de un material metálico no transparente que
presente un coste reducido, en cuyo caso se proporciona una
microventana 13 correspondiente a cada pétalo 11. El sustrato 8
también puede ser de material no transparente y presentar una
abertura 14 correspondiente a cada uno de los pétalos.
Las Figuras 4 a 7 muestran una segunda forma de
realización. En este caso, se proporcionan dos sustratos 8A, 8B con
superficies paralelas entre sí a una cierta distancia, disponiéndose
en cada una de las mismas una serie alineada de primeros electrodos
9A, 9B, cubierta por capas dieléctricas respectivas 10A, 10B. Entre
dichas dos capas dieléctricas 10A, 10B se dispone una película de
material conductor 120 cuyos extremos opuestos se encuentran fijados
a las dos capas 10A, 10B en extremos opuestos del dispositi-
vo.
vo.
Como se puede apreciar en la Figura 4, se aplica
una diferencia de potencial entre la película 120 y algunos de los
electrodos de las dos series 9A, 9B, de manera que la película
adquiere una forma de S (véase también la Figura 7) con dos partes
120A, 120B que se adhieren a las dos capas opuestas 10A, 10B y una
parte de conexión intermedia 120C que se dispone sustancialmente de
forma perpendicular a las dos superficies enfrentadas de las capas
10A, 10B. Tal como se puede apreciar en las Figuras 6, 7, sobre la
película 120, se obtiene una disposición de microventanas 15
alineada en diagonal. Controlando el suministro a los electrodos 9A,
9B resulta posible desenrollar la película 120 de forma progresiva
en una de las dos capas 10A, 10B y alejarla de la otra, de manera
que la parte intermedia 120C se desplaza de un extremo del
dispositivo al otro (de izquierda a derecha o viceversa, con
referencia a la Figura 4). Como consecuencia, la microventana 15
correspondiente a la parte de conexión 120C cambia cada vez.
Haciendo referencia a la Figura 5, esto significa que la posición de
la microventana 15 que resulta visible desde un extremo del
dispositivo se desplaza de izquierda a derecha o viceversa. Cuando
se aplica este dispositivo al espectrofotómetro, los rayos de luz
emitidos por el elemento separador 3 se dirigen paralelos a las dos
caras opuestas de las capas 10A, 10B, según las flechas L en las
Figuras 4, 7. Por lo tanto, una variación de la forma de la película
120 determina una selección de la longitud de onda deseada.
La Figura 8 muestra una variante en la que se
proporciona otro electrodo para cada microobturador, integrado en un
soporte de banda 30 dispuesto ortogonalmente con respecto a la capa
8 y con una disposición de microventanas 15. La microventana 15 se
mantiene abierta gracias a la aplicación de un voltaje entre cada
pétalo 11 y el electrodo 9 asociado con la capa 9. La microventana
se mantiene abierta cerrada a la aplicación de un voltaje entre el
pétalo 11 y el electrodo asociado con el soporte 30. Únicamente se
mantiene abierta una microventana cada vez para permitir el paso de
la luz a través de la misma, dirigida según muestran las flechas
L.
Claims (4)
1. Espectrofotómetro que comprende:
una fuente de luz (2),
un elemento separador (3) para separar el haz de
luz que sale de la fuente de luz (2) en sus componentes
correspondientes a las diferentes longitudes de onda.
unos medios sensores (6) apropiados para recibir
las radiaciones del elemento separador (3) y para emitir señales
eléctricas de salida que indican las longitudes de onda de la
radiación recibida,
una serie alineada de microobturadores
electrostáticos interpuestos entre dicho elemento separador (3) y
dichos medios sensores (6),
caracterizado porque dichos medios
sensores están compuestos por un único sensor (6),
porque se dispone un elemento óptico (5) aguas
abajo de los microobturadores electrostáticos (4) para hacer que la
radiación converja en dicho único sensor (6), y
porque dicha serie alineada de microobturadores
electrostáticos comprende un sustrato común (8) al que se aplica una
película (9) formando un primer electrodo, recubierto por una capa
de material dieléctrico transparente (10), comprendiendo cada uno de
dichos microobturadores electrostáticos (7) un pétalo móvil (11) con
una capa metalizada (12) que actúa como un segundo electrodo,
presentando cada uno de los pétalos (11) una forma enrollada cuando
se encuentra en su condición de descanso, en la que dicho pétalo no
evita el paso de la luz (8), proporcionándose medios de suministro
eléctrico para la aplicación de un voltaje eléctrico entre dicho
primer electrodo (9) y el electrodo (12) de un pétalo seleccionado
(11), y
porque dicho primer electrodo (9) está compuesto
de un material conductor no transparente, estando provisto de una
microventana (13) que se corresponde con cada uno de los pétalos
(11), y
porque dicho sustrato (8) está compuesto por un
material no transparente que presenta una abertura (14) que se
corresponde con cada pétalo (11).
2. Espectrofotómetro según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho sustrato presenta un espesor de
entre unos pocos milímetros o centímetros, presentando dicho primer
electrodo (9) unas pocas decenas o centenas de nanómetros de espesor
y presentando dicha capa dieléctrica (10) un espesor de entre 0,1
micra y unas pocas decenas de micras.
3. Espectrofotómetro que comprende:
una fuente de luz (2),
un elemento separador (3) para separar el haz de
luz que sale de la fuente de luz (2) en sus componentes
correspondientes a las diferentes longitudes de onda.
unos medios sensores (6) apropiados para recibir
las radiaciones provenientes del elemento separador (3) y para
emitir señales eléctricas de salida que indican las longitudes de
onda de la radiación recibida,
una serie alineada de microobturadores
electrostáticos interpuestos entre dicho elemento separador (3) y
dichos medios sensores (6),
caracterizado porque dichos medios
sensores están compuestos por un único sensor (6),
porque se dispone un elemento óptico (5) aguas
abajo de los microobturadores electrostáticos (4) para hacer que la
radiación converja en dicho único sensor (6), y
porque dicha serie alineada de microobturadores
electrostáticos comprende dos sustratos (8A), (8B) paralelos y
enfrentados entre sí, que soportan distribuciones alineadas
respectivas de primeros electrodos (9A), (9B), y una película (120)
que forman el segundo electrodo, dispuesto en una forma de S entre
los dos sustratos, cuyos extremos opuestos están conectados a los
dos sustratos en sus dos extremos opuestos, estando previstos unos
medios de suministro eléctrico para la aplicación de una diferencia
de potencial entre la película mencionada anteriormente y los
electrodos seleccionados de las dos series de electrodos (9A), (9B)
soportados por los dos sustratos, de manera que dicha película
adquiera una forma de S, con dos partes extremas que se adhieren
respectivamente a los dos sustratos y una parte de conexión
intermedia (120C), estando dicha película (120) provista de una
disposición de microventanas alineada en diagonal (15) de manera que
sólo una de dichas microventanas (15) se corresponda con la parte de
conexión (120C) de dicha película en forma de S.
4. Espectrofotómetro que comprende:
una fuente de luz (2),
un elemento separador (3) para separar el haz de
luz que sale de la fuente de luz (2) en sus componentes
correspondientes a las diferentes longitudes de onda.
unos medios sensores (6) apropiados para recibir
las radiaciones del elemento separador (3) y para emitir señales
eléctricas de salida que indican las longitudes de onda de la
radiación recibida,
una serie alineada de microobturadores
electrostáticos interpuestos entre dicho elemento separador (3) y
dichos medios sensores (6),
caracterizado porque dichos medios
sensores están compuestos por un único sensor (6),
porque se dispone un elemento óptico (5) aguas
abajo de los microobturadores electrostáticos (4) para hacer que la
radiación converja en dicho único sensor (6), y
porque dicha serie alineada de microobturadores
electrostáticos comprende un sustrato común (8) al que se aplica un
primer electrodo, un soporte (30) que soporta una distribución de
microventanas (15) y un segundo electrodo para cada uno de los
microobturadores, y una disposición de pétalos (11) también
provistos de una capa conductora que forma otro electrodo, siendo
cada una de las mismas apropiada para adherirse al sustrato (8) o al
soporte (30) gracias a la electrostática, dependiendo de que se le
aplique el voltaje entre el pétalo (11) y el primer electrodo (9) o
entre el pétalo (11) y el electrodo asociado con el soporte,
porque dicho segundo electrodo está compuesto por
un material conductor no transparente provisto de una microventana
(15) que se corresponde con cada uno de dichos pétalos (11), y
porque dicho soporte (30) está compuesto por un material no
transparente que presenta una abertura (14) que se corresponde con
cada uno de dichos pétalos (11).
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