ES2279894T3 - Elemento sensor de desplazamiento optico. - Google Patents

Abstract

Elemento sensor de desplazamiento óptico que comprende al menos dos superficies esencialmente paralelas (1, 2) que están separadas por una cavidad definida por un separador (5) y las superficies (1, 2), siendo variable la distancia entre las superficies, en el que una primera de dichas superficies (1) está colocada en un soporte al menos parcialmente transparente (3) y proporcionándose con un patrón reflectante, siendo dicha segunda superficie (2) una superficie reflectante, caracterizado porque el patrón reflectante se conforma como una lente de difracción.

Description

Elemento sensor de desplazamiento óptico.

La presente invención se refiere a un elemento sensor de desplazamiento óptico. Un ejemplo puede ser un sensor de presión o un micrófono, que comprende dos superficies esencialmente planas que están separadas por una cavidad que está definida por un separador, siendo variable la distancia entre las superficies en función de la fluctuación de presión en el entorno en relación a la presión en la cavidad. El cambio en la distancia entre las superficies puede estar causado por la deflexión de una o las dos superficies, o por compresión del separador.

Hasta hace poco tiempo, los sensores de desplazamiento como los micrófonos se han basado en estructuras de condensador y medidas de impedancia. Esto tiene una serie de desventajas relacionadas con la sensibilidad, la polarización de alta tensión, el aislamiento entre capas, la alineación y el posicionamiento de membrana en relación con el electrodo posterior, los altos requisitos de preamplificadores y la respuesta no lineal, todo lo cual tiene como resultado soluciones costosas y complicadas.

Los micrófonos ópticos son capaces de resolver muchos de los problemas importantes de los que adolecen los sensores capacitivos. No existen problemas con la polarización o la necesidad de aislamiento eléctrico. Los sensores interferométricos son capaces de alcanzar igual o mejor sensibilidad que los sensores de desplazamiento capacitivos con menor demanda de componentes electrónicos, pero hasta ahora estas soluciones han sido relativamente caras, con lo que el problema con alineación y posicionamiento no se ha resuelto.

En Hall N.A. y Deterkin F.L. "Self-calibrating Micromachined Microphones with Integrated Optical Displacement Detection", Transducers '01, 11ª Conferencia Internacional sobre Sensores y Accionadores de Estado Sólido, Munich, Alemania, 10 a 14 de junio de 2001, se exponen estos problemas y se sugiere una solución alternativa que implementa redes de difracción ópticas para medida del desplazamiento.

El procedimiento descrito en el artículo se basa en parte en el modulador óptico descrito en el documento US-5.311.360 y proporciona una solución óptica fiable que usa electrónica sencilla para detectar los desplazamientos, ya que los circuitos electrónicos sólo miden el cambio en la intensidad de las señales ópticas reflejadas. La parte óptica es, sin embargo, todavía bastante complicada, ya que exige el uso de lentes para dirigir y enfocar la luz a y desde las redes, requiriendo así que las partes ópticas se coloquen detenidamente para que funcionen adecuadamente.

El documento US-5.794.023 describe un uso diferente de la óptica de difracción en el que se colocan dos placas zonales de fase adyacentes entre sí de manera que la segunda placa cancele el efecto de la primera. Sin influencias exteriores, la luz transmitida está inalterada.

En el documento US-4.636.076 se describe un decodificador óptico para medir cambios de posición. Se usa una red de reflexión además de una red de transmisión que tiene también avances por incrementos en la posición. Se obtiene un efecto Moiré que se usa para medir en cuántos periodos se mueve la red de reflexión con respecto a la red de transmisión.

El documento WO-99/29.139 describe un elemento sensor de desplazamiento óptico (ver, por ejemplo, la fig. 3, y el texto asociado) que tiene dos superficies reflectantes, siendo una de dichas superficies móvil. La luz entra y sale del sensor a través de una guía de onda de entrada y salida. La segunda superficie reflectante es estática y está cubierta con un revestimiento de espejo.

Un objeto de esta invención es mejorar la solución desvelada en el artículo mencionado anteriormente suministrando un elemento de sensor óptico para medida de desplazamiento, presión, señales acústicas o similares sin requerir una óptica complicada. Esto se consigue proporcionando un sensor de desplazamiento según se describe anteriormente, y que se caracteriza además según se expone en las reivindicaciones adjuntas.

Según la invención, la red se proporciona con capacidad de enfoque de manera que se elimine o reduzca la necesidad de óptica complicada. Esto se explica más adelante basándose en las placas zonales de Fresnel. Se conoce que una placa zonal de Fresnel proporciona una lente plana basada en difracción.

Una lente de difracción está compuesta por un número de zonas con un salto en el límite de cada zona, teniendo el límite una distancia r_{j} desde el centro de la lente, y j es el número de salto. Para una lente de transmisión, la altura óptica h_{0} del salto es igual a menudo a la longitud de onda \lambda_{0} del diseño de la lente, y así la altura física h_{f} puede expresarse como:

h_{p} = \frac{\lambda_{0}}{n(\lambda_{0}) - 1}

en la que n(\lambda_{0}) es el índice de refracción en \lambda_{0}.

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La función de altura general f(r) para una lente de difracción de transmisión con distancia focal f es:

f(r) = h_{p} \cdot \left(j - \frac{r^{2}}{2\lambda_{0} f}\right), r_{j-1} \leq r < r_{j}

r^{2}_{j} = 2j \lambda_{0}f, \ j = 1,2,3,..., N

en la que N es el número de zonas y n es el índice de refracción.

La función de fase \Phi(r, \lambda) cuando se ilumina con una onda plana de longitud de onda \lambda, se define así como:

\Phi(r, \lambda) = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot [n(\lambda) - 1] \cdot f(r) = 2\pi \left(\frac{\lambda_{0}}{\lambda}\right) \cdot \left(\frac{n(\lambda) - 1}{n(\lambda_{0}) - 1}\right) \cdot \left(j - \frac{r^{2}}{2\lambda_{0}f}\right), r_{j-1} \leq r < r_{j}

Esta lente de difracción no puede usarse en aplicaciones de banda ancha, ya que su distancia focal es dependiente en gran medida de la longitud de onda, que puede expresarse como:

f_{m}(\lambda) = \frac{\lambda_{0}}{m\lambda} \cdot f (\lambda_{0})

en la que f_{m} es la distancia focal del orden de difracción m para \lambda \neq \lambda_{0}.

Si una lente de difracción debe usarse en reflexión, el salto es igual a la mitad de la longitud de onda del diseño. En el caso general de orden múltiple, las ecuaciones correspondientes son las siguientes:

\Phi(r, \lambda) = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot 2 \cdot f(r) = 2\pi \left(\frac{\lambda_{0}}{\lambda}\right) \cdot \left(j - \frac{r^{2}}{2\lambda_{0}f}\right), r_{j-1} \leq r < r_{j}

r^{2}_{j} = 2j\lambda_{0}f, \ j = 1,2,3,..., N

y

f_{m}(\lambda) = \frac{\lambda_{0}}{m\lambda} \cdot f (\lambda_{0})

El grosor activo grosor de la lente de difracción es así en este caso:

t_{p}(r) = \{|\Phi(r, \lambda)_{2\pi}|\} \frac{\lambda}{4\pi}

despreciando la inclinación de la trayectoria del rayo.

Se hace referencia a las fig. 3 y 4 adjuntas para ilustrar la teoría explicada anteriormente.

Una placa zonal de fase de Fresnel de reflexión tiene una altura física h_{f} = \lambda/2 y un perfil continuo dentro de zona, según se ilustra en la fig. 3A. Una placa zonal de fase binaria tiene sólo dos niveles, y puede obtenerse definiendo un umbral de la lente a la mitad de la altura según se ilustra en la fig. 3B. La nueva placa zonal de fase binaria de reflexión tiene ahora una capa superior reflectante para todas las alturas por encima del umbral, y una capa inferior reflectante para todas las alturas por debajo del umbral, y las dos capas están separadas ahora por sólo h_{f}/2 o \lambda/4, según se ilustra en la fig. 3C. La fig. 3D ilustra la lente desde arriba, en la que los campos blancos son la capa reflectante inferior y los campos negros son la capa reflectante superior. Debe observarse que una placa zonal de fase binaria tiene menos eficacia que una placa zonal de fase de Fresnel con perfil de altura continuo (fig. 3A).

La fig. 4 ilustra lo mismo que la fig. 3D, pero este patrón se toma de un diseño real, y las relaciones altura-anchura son más realistas.

La invención se basa en la idea de separar la capa reflectante superior y la capa reflectante inferior en dos estructuras separadas que permitan cambiar la distancia entre las dos capas. El cambio en altura entre las capas reflectantes superior e inferior proporcionará un cambio en la intensidad según se ilustra en la fig. 5. Si la altura es 0, la lente funcionará como un espejo, y si la altura es ¼ de la longitud de onda, se obtiene el máximo efecto de
enfoque.

La invención se describirá en más detalle a continuación, con referencia a los dibujos anexos que ilustran la invención por medio de ejemplos.

La fig. 1 ilustra la sección transversal de un sensor según la invención.

La fig. 2 ilustra el principio de la lente de difracción.

La fig. 3 a)ilustra una sección transversal de placa zonal de fase de Fresnel.

b) ilustra una sección transversal de una placa zonal con un umbral marcado.

c)ilustra una sección transversal de una placa zonal de fase binaria.

d)ilustra una placa zonal binaria vista desde arriba.

La fig. 4 muestra otro ejemplo de una placa de fase binaria.

La fig. 5 ilustra la intensidad en el foco de la lente en función de la distancia entre las superficies reflectantes superior e inferior.

La fig. 6 es como la fig. 5, pero indica la parte más sensible cuando se usa como sensor.

La fig. 7 ilustra una forma de realización de la invención con altura de placa zonal controlada.

La fig. 8 ilustra un sistema que usa una serie de sensores de desplazamiento según la invención para medidas acústicas.

La fig. 9 ilustra un sensor de difracción diferencial según la invención.

La fig. 10 Las señales de los dos niveles diferentes de altura mostrados en la fig. 9 se enfocan en dos detectores diferentes.

La fig. 11 ilustra una lente de fase de difracción en 3-D que trabaja en reflexión.

La fig. 12 ilustra la lente de fase mostrada en la fig. 11 cuando las dos partes de la lente de reflexión suman la luz en fase.

La fig. 13 ilustra la producción de una lente según se muestra en las fig. 11 y 12.

El elemento sensor de desplazamiento óptico ilustrado en la fig. 1 comprende dos superficies esencialmente planas 1,2 separadas por una distancia escogida. La primera superficie 1 está constituida por una red de reflexión óptica circular o curva que proporciona una lente de difracción reflectante según se define anteriormente que está colocada en una parte de elemento transparente 3 hecha, por ejemplo, de plástico o vidrio.

La segunda superficie 2 está constituida por una superficie reflectante que está colocada en una parte de elemento estable 4 de cualquier tipo adecuado, por ejemplo, vidrio.

En los dibujos, las dos partes de elementos 3,4 están separadas por un separador 5 para proporcionar la distancia escogida entre las superficies 1,2. El cambio en distancia entre las superficies puede estar causado por la deflexión de una o las dos superficies.

Alternativamente, el separador 5 puede ser de cualquier material adecuado que permita que la distancia entre las superficies cambie con presiones de fluctuación, y puede proporcionarse alternativamente como una parte de una de las partes de elementos 3,4.

El elemento de sensor según la invención puede incluir también un canal de fuga 8 entre la cavidad y el entorno para un lento equilibrio de presión entre los dos, así como un filtro de paso bajo físico dependiendo del flujo de aire del canal. El canal puede colocarse en cualquier parte adecuada del elemento de sensor, dependiendo de la situación, no teniendo importancia la posición exacta para esta invención.

La fig. 2 ilustra el principio de la invención esquemáticamente, ilustrando el modo en que una fuente de luz 6 emite luz hacia la placa zonal, siendo reflejada a continuación dicha luz hacia un detector 7. Cuando la distancia d entre las superficies 1,2 se cambia por una distancia \Deltax, se cambia la eficacia de enfoque de la lente, de lo que se obtiene como resultado una reducción de la intensidad medida en el detector 7.

La fig. 2 muestra un detector y una fuente de luz colocada en diferentes posiciones. Como una alternativa, estos elementos pueden suministrarse en la misma posición óptica, por ejemplo, mediante el uso de un divisor de haz. Esto requiere un sistema ligeramente más complicado, pero también permite una unidad de fuente/detector, que en algunos casos puede ser más conveniente. Un sistema más compacto puede comprender una fibra óptica única terminada en el eje óptico al doble de la distancia focal de la lente, estando colocados la fuente y el detector en el otro extremo de dicha fibra óptica, estando separados por un acoplador óptico.

Si se usa una fuente colimada o parcialmente colimada (es decir, un diodo láser o un LED), puede usarse la lente binaria ajustable para enfocar la luz en el detector.

También, puede conseguirse una precisión mejorada usando al menos dos detectores, o posiblemente una matriz de detectores, colocados en el foco o a lo largo de la línea de puntos de foco de los órdenes de reflexión adicionales de la lente de difracción.

El sensor según la invención tiene una membrana que es sensible a variaciones de presión. Un pequeño cambio de presión tiene como resultado un desplazamiento \Deltax de la membrana. Se sitúa una máscara (adherida a un sustrato de vidrio) encima de la membrana. La combinación de la membrana reflectora y la máscara funciona como una placa zonal de Fresnel. Esta lente binaria es tal que conjuga la fuente en el detector según se muestra en la fig. 2.

Según se menciona anteriormente, para una distancia entre máscara y membrana d tal que d es un múltiplo impar de \lambda/4, el foco está en el detector. Para una distancia entre máscara y membrana d tal que d es un múltiplo de \lambda/2, el retardo de fase se hace 2\pi y el sistema actúa como un espejo (o, en otras palabras, no produce enfoque).

Midiendo la energía en el detector, es posible deducir la calidad del enfoque y el desplazamiento \Deltax de la membrana.

Cuando se usa esta lente ajustable como un sensor de desplazamiento, la distancia desde la parte reflectante del patrón de reflexión y la membrana reflectante debe ser un múltiplo impar de \lambda/8.

Las dimensiones físicas de un sensor usado como micrófono, basándose en la forma de realización mostrada en las fig. 1 y 2 puede ser como sigue:

El diámetro de la superficie según el patrón puede ser de aproximadamente 2 a 3 mm, el grosor del separador de 0,1 a 8 micrómetros dependiendo de qué intervalo de frecuencias acústicas se cubra. El diámetro de la membrana puede ser de 5 mm aproximadamente. La distancia desde las superficies al detector y la fuente puede ser de 5 a 10 mm aproximadamente. Si el detector y la fuente están demasiado cerca, las zonas se acercan demasiado entre sí, y empiezan a dominar los efectos de apantallamiento. Los efectos de apantallamiento son también un problema si el separador se hace demasiado grueso.

Según se ilustra en la fig. 4, la forma de realización preferida comprende un patrón de bandas circulares en la lente de difracción. Sin embargo, es posible usar otras soluciones, siendo la más estrechamente relacionada secciones circulares, por ejemplo, usando sólo el tercio más a la derecha del patrón de bandas de la fig. 4. Las características de enfoque de esta lente serán esencialmente las mismas que con un patrón circular, pero como la luz enfocada llegará al eje óptico desde una dirección, puede colocarse una matriz de detectores a lo largo del eje óptico. En este caso, el detector que recibe la máxima intensidad de luz puede indicar la posición del foco. También, esta forma de realización puede proporcionar medios para medir la posición de varios modos de reflexión de la red, proporcionando una medida sin ambigüedad de la distancia entre las superficies.

En algunos casos pueden usarse también otras curvas relacionadas con secciones cónicas más generales, así como dos matrices de detectores dimensionales colocadas en o cerca del eje óptico.

La fig. 5 ilustra la intensidad relativa R en el foco de la lente de difracción reflectante en función de las distancias entre las superficies 1,2 medidas con respecto a la longitud de onda \lambda. Como queda claro a partir de la figura, la sensibilidad está en el máximo cuando la intensidad relativa es del 50% aproximadamente, a la distancia de 1/8 \lambda y 3/8 \lambda. Manteniendo distancias próximas a uno de estos intervalos, se eleva al máximo la sensibilidad. Sin embargo, la sensibilidad disminuye a entradas mayores cuando la distancia se aproxima a 1/4 \lambda. Por tanto, el elemento de sensor debería dimensionarse preferentemente para mantener el intervalo operativo en el intervalo de \lambda/8 + m\lambda/4 + n\lambda, en el que n, m = 0, 1, 2, 3, ..., según se ilustra en la fig. 6.

La fig. 6 ilustra los puntos de sensibilidad máxima a lo largo de la curva de la fig. 5. Debe observarse que los ejemplos ilustrados en el presente documento muestran una situación ideal en la que los índices de refracción y, así, los coeficientes de reflexión no se tienen en cuenta. Los puntos operativos pueden así colocarse de forma diferente dependiendo de estos factores, siendo posible calcular las posiciones exactas de los puntos operativos calculando las posiciones correspondientes a la segunda variación de derivada de la señal reflejada R que es cero.

La curva es periódica con periodos de 1/2 \lambda. Para evitar el denominado "efecto de película de presión" a pequeñas distancias entre superficies, debido a que el aire se presiona en y hacia el exterior del espacio entre las superficies, pueden preferirse distancias mayores que las ilustradas. El efecto de película de presión puede usarse, sin embargo, como efecto de amortiguación que evita una resonancia en el sistema, proporcionando así un parámetro que ha de considerarse cuando se prepare el elemento sensor.

Las redes y superficies reflectantes 1,2 pueden ser dieléctricas o metálicas dependiendo de las características de uso y longitud de onda. Según una forma de realización de la invención ilustrada en la fig. 7, las superficies son metálicas y están conectadas a una fuente de alimentación eléctrica de manera que proporcionen una tensión entre las dos superficies. La fig. 7 ilustra una forma de realización en la que las superficies reflectantes no se usan para este fin, pero en la que se proporcionan capas metálicas adicionales 9 en una serie de posiciones para obtener superficies paralelas.

En la forma de realización ilustrada en la fig. 7, el detector se acopla a un amplificador 10, proporcionando una señal a una unidad de control 11. La unidad de control 11 proporciona una tensión a las capas metálicas 9 para controlar la distancia entre las superficies 1,2.

Ajustando la tensión, puede ajustarse la distancia entre las superficies y pueden obtenerse características de enfoque óptimas en todo momento. La tensión requerida para obtener la distancia escogida es indicativa de la presión proporcionada en el elemento sensor, proporcionando así un procedimiento para obtener una señal de lectura del detector. La circuitería eléctrica para obtener esto es bien conocida y la naturaleza exacta de la misma no es importante para esta invención. Así, no se describirá en detalle en el presente documento.

Puede aplicarse un campo electrostático para ajustar la distancia entre el patrón de difracción y la membrana reflectante para optimizar la sensibilidad de los sensores consiguientemente, o bloquear el desplazamiento en una posición dada (como un sensor de extremo de tunelización), lo que aumentará el intervalo dinámico del sensor.

El patrón de difracción podría, naturalmente, estar en una membrana, o el patrón de difracción podría estar hecho de una fina capa en la que se han grabado las partes de transmisión, permitiendo que corra el aire a través del patrón de difracción.

La fig. 8 ilustra una aplicación de la invención en la que se usa un láser/LED 6 para iluminar una matriz 2-D de micrófonos de difracción 13, y cada uno de los patrones de difracción se diseñan para enfocar en una parte predeterminada de una matriz de detectores ópticos 1-D o 2-D 14.

Por ejemplo, los micrófonos de difracción pueden diseñarse de manera que un detector de luz de matriz, es decir, una cámara CCD, pueda detectarlos todos. Entonces es posible preparar un sensor acústico que es capaz de medir la fase de la señal acústica, y con ello, mediante medios o software de cálculo electrónico conocidos per se, reconstruir la fase de una señal acústica desde un punto/dirección 12 en la sala. Así, es posible preparar un detector acústico, que es capaz de enfocar y recoger el sonido desde, por ejemplo, una persona 12 y suprimir el ruido del resto de la sala.

La fig. 9 ilustra un sensor de difracción diferencial según la invención que se proporciona con dos patrones de enfoque 1a, 1b en dos alturas diferentes con respecto a la membrana reflectante inferior. Las dos alturas diferentes pueden producirse fácilmente primero preparando un patrón en el sustrato de vidrio, a continuación pulverizando o evaporando una fina capa de vidrio, y a continuación poniéndola en el segundo patrón. En la fig. 10, las señales de los dos niveles de altura diferentes mostrados en la fig. 9 se enfocan en dos detectores diferentes 7a,7b.

La ventaja principal con un sensor diferencial es que es posible compensar la desviación de la fuente, y obtener medidas precisas. Según se ilustra en la fig. 9, la diferencia en la distancia entre los primeros patrones reflectantes 1a,1b se adapta para proporcionar medidas de diferentes partes de la curva expuestas con referencia a las fig. 5 y 6. Así, las señales A, B medidas en los detectores 7a, 7b pueden proporcionar una señal diferencial:

A = I(1 - \delta), B = I(1 + \delta), \delta << 1

\Delta = (A- B) / (A + B) \approx 2\delta,

en las que las contribuciones de la fuente están cerca de ser eliminadas, y en las que A es la señal detectada desde la primera lente mientras B es la señal detectada desde la segunda red. I es la intensidad recibida desde la fuente, \delta es la desviación en la intensidad reflejada R de la luz reflejada como consecuencia de un movimiento relativo entre las superficies y \Delta es la señal diferencial entre los detectores.

La fig. 11 ilustra una lente de fase de difracción en 3-D que funciona en reflexión. Si la lente se divide en una parte superior y una inferior, puede prepararse una lente ajustable, que puede actuar como un sensor similar al sensor de enfoque binario. La lente estará activa cuando las capas superior e inferior estén separadas por (m x \lambda/2), m = 0, 1, 2, 3,..., e inactiva cuando las capas estén separadas por (m x \lambda/2) \pm \lambda/4, m = 0, 1, 2, 3... Entre las posiciones activa e inactiva, la construcción puede usarse como un sensor.

La fig. 12 ilustra la lente de fase mostrada en la fig. 11 cuando las dos partes de la lente reflectante suman la luz en fase, configurando así la lente en un modo operativo.

La fig. 13 ilustra la producción de una lente según se muestra en las fig. 11 y 12. La producción de la lente del sensor puede hacerse preparando primero una forma de molde y después replicando la parte inferior del patrón en 3-D en un material transparente en, por ejemplo, la membrana, y a continuación recubriéndola con metal, o simplemente electrodepositando la membrana directamente en el molde con níquel. El metal en las regiones "apantalladas" no afectará al rendimiento. La parte superior puede prepararse preparando primero una forma de molde y después replicando el patrón en 3-D en un material transparente, por ejemplo, mediante técnicas de moldeo en plástico o replicación UV. Cuando la parte superior del patrón en 3-D está lista, debe también revestirse con metal. Como sólo se quiere metal en los pozos de la parte superior 3-D, el metal en la superficie plana debe eliminarse, por ejemplo, mediante pulido.

La invención se ha descrito en el presente documento principalmente en relación con micrófonos o sensores de presión. Sin embargo, puede usarse también, posiblemente con adaptaciones menores, en otras situaciones como acelerómetros o similar, en las que una superficie se mueve con respecto a la otra. En el caso del acelerómetro, la superficie móvil puede proporcionarse, por ejemplo, con un peso tal que aumente la sensibilidad.

Claims (17)

1. Elemento sensor de desplazamiento óptico que comprende al menos dos superficies esencialmente paralelas (1,2) que están separadas por una cavidad definida por un separador (5) y las superficies (1,2), siendo variable la distancia entre las superficies, en el que una primera de dichas superficies (1) está colocada en un soporte al menos parcialmente transparente (3) y proporcionándose con un patrón reflectante, siendo dicha segunda superficie (2) una superficie reflectante, caracterizado porque el patrón reflectante se conforma como una lente de difracción.

2. Elemento óptico según la reivindicación 1, en el que el patrón es un patrón circular.

3. Elemento óptico según la reivindicación 1, en el que la distancia entre las superficies está próxima a \lambda/8 +
m\lambda/4 + n\lambda, n, m = 0, 1, 2, 3,... y siendo \lambda la longitud de onda óptica.

4. Elemento óptico según la reivindicación 1, en el que las superficies reflectantes del elemento son superficies metálicas.

5. Elemento óptico según la reivindicación 1, en el que el elemento incluye un canal de fuga entre la cavidad y el entorno para un lento equilibrio de presión entre los dos.

6. Elemento óptico que comprende un elemento óptico según la reivindicación 1, que comprende también una fuente de luz dirigida hacia la lente de difracción y proporcionándose al menos un detector en una posición escogida para medir reflexiones de la lente de difracción.

7. Elemento óptico según la reivindicación 6, que comprende una matriz de detectores que mide las posiciones de al menos un orden de reflexión de la lente de difracción.

8. Elemento óptico según la reivindicación 7, en el que la matriz de detectores tiene una orientación al menos parcialmente axial.

9. Elemento óptico según la reivindicación 6, en el que cada superficie se proporciona con un conductor eléctrico, estando los conductores acoplados a una unidad de control eléctrica para aplicar una tensión en los conductores, estando acoplada la fuente de alimentación a dicho al menos un detector de manera que controla la distancia entre superficies cuando se detecta un cambio, siendo también la tensión de salida indicativa de los cambios en la presión del entorno.

10. Elemento óptico según la reivindicación 9, en el que la unidad de control se adapta para ajustar la distancia de trabajo entre la superficie a un valor escogido.

11. Elemento óptico según la reivindicación 1, que comprende un canal para flujo de aire controlado entre el espacio entre las superficies y el entorno.

12. Elemento óptico según la reivindicación 1, en el que las superficies primera y segunda definen una estructura en forma de anillo que define una lente de fase reflectante, definiendo dicho patrón en dicha primera superficie una primera parte de dicha lente en una dirección perpendicular a las superficies y definiendo dicha segunda parte una segunda parte de dicha lente.

13. Sistema óptico para medir señales acústicas que comprende al menos dos elementos según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los elementos ópticos se colocan en una matriz de 1 ó 2 dimensiones, comprendiendo también el sistema una matriz de detectores de 1 ó 2 dimensiones para detectar fluctuaciones en la luz recibida correspondiente a la señal acústica recibida, estando acoplada dicha matriz de detectores a un medio de cálculo para medir la fase de la señal acústica recibida en cada elemento óptico.

14. Sistema óptico según la reivindicación 13, en el que dicho medio de cálculo comprende también un medio para calcular la posición de la fuente acústica.

15. Sistema óptico según la reivindicación 14, en el que dicho medio de cálculo comprende un medio de filtrado para atenuar señales acústicas sobre la base de sus posiciones o direcciones, según se proporcionan por la fase calculada.

16. Uso de un elemento según la reivindicación 1 como un sensor de presión.

17. Uso de un elemento según la reivindicación 1 como un micrófono.