ES2400291A2

ES2400291A2 - Configurable quadrant sensor device (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2400291A2
Application number: ES201131539A
Authority: ES
Inventors: José Ramón SENDRA SENDRA; Roberto ESPER-CHAÍN FALCÓN; Alfonso MEDINA ESCUELA; Jorge Emilio MONAGAS MARTÍN
Original assignee: Ingenieria Electronica Canaria S L; INGENIERIA ELECTRONICA CANARIA SL
Current assignee: Ingenieria Electronica Canaria S L; INGENIERIA ELECTRONICA CANARIA SL
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2013-04-08
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: ES2400291R1; ES2400291B1

Abstract

Configurable quadrant sensor device (100) comprising a matrix of elementary photodiodes (131) which are associated by a plurality of electronic switches (120a, 130a) and which is configured to compose a plurality of photosensors constituting the detection system, being made centering the sensor elements (101, 102, 103, 104) digitally, by selecting the elementary photodiodes (131) that constitute each of said elements; wherein said device (100). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Dispositivo sensor de cuadrante configurable. Configurable quadrant sensor device.

El propósito del dispositivo sensor de cuadrante configurable, objeto de la presente invención, es determinar pequeñas desviaciones de la posición de un haz de láser incidente aunando una resolución del orden de los nanometros con un gran margen dinámico del orden de milímetros. En su aplicación, un haz láser, tras un proceso de colimado y reflexiones, incide sobre el dispositivo sensor, el cual comprende una pluralidad de foto-sensores. Tras un proceso de ajuste previo, se define una agrupación de fotosensores sobre los cuales el haz está centrado de tal forma que los elementos sensores detectan la misma señal. Cualquier pequeño movimiento del haz produce una variación de la corriente en los elementos sensores y será detectada por la diferencia de corriente entre ellos, ante un movimiento mayor se produce una reagrupación de fotosensores para mantener el haz centrado. The purpose of the configurable quadrant sensor device, object of the present invention, is to determine small deviations of the position of an incident laser beam by combining a resolution of the order of nanometers with a large dynamic range of the order of millimeters. In its application, a laser beam, after a process of collimation and reflections, affects the sensor device, which comprises a plurality of photo-sensors. After a pre-adjustment process, a group of photosensors is defined on which the beam is centered in such a way that the sensor elements detect the same signal. Any small movement of the beam produces a variation of the current in the sensor elements and will be detected by the difference in current between them, before a greater movement a photosensor regrouping occurs to keep the beam centered.

En el dispositivo objeto de la invención queda constituido un sensor de cuadrante construido a partir de una matriz de fotodiodos elementales que serán asociados mediante conmutadores electrónicos. Mediante un control digital, el dispositivo es configurable para componer los fotosensores que constituyen el conjunto. De esta manera, el centrado de los foto-sensores es realizable de forma digital, mediante la selección de los fotodiodos elementales de cada fotosensor. In the device object of the invention is constituted a quadrant sensor constructed from an array of elementary photodiodes that will be associated by electronic switches. Through a digital control, the device is configurable to compose the photosensors that constitute the set. In this way, the centering of the photo-sensors is achievable digitally, by selecting the elementary photodiodes of each photosensor.

El sector de la técnica al que pertenece la presente invención es el de los dispositivos que consisten en una pluralidad de componentes semiconductores o de otros componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común. The sector of the art to which the present invention pertains is that of devices consisting of a plurality of semiconductor components or other solid state components formed in or on a common substrate.

State of the prior art.

Son conocidas distintas invenciones relacionadas con los sensores de cuadrante o quad-cell, o de modo más general PSD (Position Sensitive Device). Estos dispositivos están configurados para detectar desviaciones de un haz de luz haciéndolo incidir sobre una estructura de cuatro fotodetectores estáticos colocados en cuadrante y monitorizando diferencias en la intensidad luminosa (extrapolada de la medición de una magnitud eléctrica relacionada) que llega a cada uno de ellos. Various inventions related to quadrant or quad-cell sensors, or more generally PSD (Position Sensitive Device) are known. These devices are configured to detect deviations of a beam of light by influencing a structure of four static photodetectors placed in quadrant and monitoring differences in the light intensity (extrapolated from the measurement of a related electrical magnitude) that reaches each of them.

El antecedente más cercano a la invención es el documento británico GB2447264. Este documento describe un detector sensible a la posición, que en uno de sus modos de realización se materializa en un sensor de cuadrante. La invención proporciona un detector de posición que se construye en base a una tecnología de circuitos integrados de silicio y que comprende una pluralidad de elementos sensibles individuales que comprenden un fotodiodo que proporciona una salida (esto es, una magnitud eléctrica) en respuesta a la luz incidente en el área. El detector es un detector de tipo CMOS, que está constituido por un conjunto de diodos PN individuales, con los elementos de conmutación necesarios, en forma de transistores CMOS, para activar y desactivar los elementos individuales de acuerdo a las necesidades de la aplicación. The closest antecedent to the invention is British document GB2447264. This document describes a position sensitive detector, which in one of its embodiments is embodied in a quadrant sensor. The invention provides a position detector that is constructed based on a silicon integrated circuit technology and comprising a plurality of individual sensitive elements comprising a photodiode that provides an output (i.e., an electrical magnitude) in response to light. incident in the area. The detector is a CMOS type detector, which consists of a set of individual PN diodes, with the necessary switching elements, in the form of CMOS transistors, to activate and deactivate the individual elements according to the needs of the application.

El documento de patente española ES 8392364 describe un diodo de cuadrantes construido en base a cuatro uniones tipo PN sobre un sustrato de silicio, que se configura como un sensor de posición de acuerdo al principio conocido de detectar diferencias en una magnitud eléctrica detectada por cada área sensora individual. El dispositivo es del tipo conocido como de capa epitaxial n sobre la que se construyen áreas p para crear la unión. El dispositivo está recubierto por una capa transparente de óxido de silicio. Spanish patent document ES 8392364 describes a quadrant diode built on four PN-type junctions on a silicon substrate, which is configured as a position sensor according to the known principle of detecting differences in an electrical magnitude detected by each area individual sensor The device is of the type known as epitaxial layer n on which areas p are constructed to create the joint. The device is coated by a transparent layer of silicon oxide.

En cuanto a la literatura científica, el documento titulado Linear and sensitive CMOS position-sensitive photodetector describe un dispositivo detector de posición construido a partir de un conjunto denso de fotodiodos CMOS individuales, conectados a líneas de corriente para las filas y columnas y a la circuitería MOS necesaria para dividir el conjunto en las cuatro áreas separadas que constituyen el sensor de cuadrante. El detector está pensado para su uso en exteriores, y As for the scientific literature, the document entitled Linear and sensitive CMOS position-sensitive photodetector describes a position sensing device constructed from a dense set of individual CMOS photodiodes, connected to current lines for rows and columns and MOS circuitry necessary to divide the assembly into the four separate areas that constitute the quadrant sensor. The detector is intended for outdoor use, and

con el fin de optimizarlo para dicho uso, el tamaño de los cuadrantes es variable eléctricamente (es decir, que “sigue” al in order to optimize it for such use, the size of the quadrants is electrically variable (that is, it "follows" the

punto luminoso). El conjunto se implementa en tecnología CMOS de 1,25 µm. bright spot). The set is implemented in 1.25 µm CMOS technology.

No obstante, ninguno de los documentos localizados describe todas y cada una de las características técnicas reivindicadas en la presente invención y descritas a continuación. However, none of the documents located describe each and every one of the technical features claimed in the present invention and described below.

Explanation of the invention.

Para paliar los problemas arriba indicados se presenta el dispositivo sensor de cuadrante configurable, objeto de la presente invención, que comprende una matriz de fotodiodos elementales que son asociados mediante una pluralidad de conmutadores electrónicos y que está configurado para componer una pluralidad de fotosensores que constituyen el sistema de detección, realizándose el centrado y ajuste de los elementos sensores de forma digital, mediante la selección de los fotodiodos elementales que constituyan cada uno de dichos elementos. To alleviate the above-mentioned problems, the configurable quadrant sensor device, object of the present invention, which comprises an array of elementary photodiodes that are associated by a plurality of electronic switches and that is configured to compose a plurality of photosensors constituting the problem is presented. detection system, the centering and adjustment of the sensor elements being carried out digitally, by selecting the elementary photodiodes that constitute each of said elements.

Esta selección es programada en una memoria estática, de tal forma que una vez programada, las señales digitales son apagadas, operando el dispositivo como un sensor puramente analógico. De esta forma se eliminan las interferencias que las señales digitales introducen en los sensores analógicos, lo cual supone un avance frente a todos los dispositivos que operan de forma digital. This selection is programmed in a static memory, so that once programmed, the digital signals are turned off, operating the device as a purely analog sensor. In this way, the interference that the digital signals introduce in the analog sensors is eliminated, which implies an advance in front of all the devices that operate digitally.

Además, el dispositivo no solo permite variar el centrado del sensor sino ajustar el tamaño las áreas sensoras, eliminando de la medida líneas o columnas de sensores. Esto es otra innovación importante, porque permite descartar zonas que queden a oscuras y solo aportan ruido a la medida, o incluso descartar zonas donde hay reflejos (producidos por imperfecciones ópticas), que introducen errores en las medidas. In addition, the device not only allows the sensor centering to be varied but the sensor areas to be adjusted in size, eliminating sensor lines or columns from the measurement. This is another important innovation, because it allows discarding areas that remain in the dark and only provide custom noise, or even discard areas where there are reflections (produced by optical imperfections), which introduce errors in the measurements.

En un segundo aspecto de la invención, se reivindica un sistema de medida que comprende el dispositivo sensor descrito. In a second aspect of the invention, a measuring system comprising the described sensor device is claimed.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas. Throughout the description and the claims the word "comprises" and its variants are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the invention will be derived partly from the description and partly from the practice of the invention. The following examples and drawings are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention. In addition, the present invention covers all possible combinations of particular and preferred embodiments indicated herein.

Brief description of the drawings

FIG 1. muestra el diagrama general del sistema que emplea al dispositivo objeto de la presente invención. FIG 2. muestra una vista esquematizada de la arquitectura general del dispositivo objeto de la presente invención. FIG 3. muestra una vista en detalle de los elementos de conmutación horizontal. FIG 4. muestra una vista en detalle de los elementos de conmutación vertical. FIG 5. muestra una vista de un ejemplo de configuración del dispositivo objeto de la presente invención. FIG 1. shows the general diagram of the system that employs the device object of the present invention. FIG 2. shows a schematic view of the general architecture of the device object of the present invention. FIG 3. shows a detailed view of the horizontal switching elements. FIG 4. shows a detailed view of the vertical switching elements. FIG 5. shows a view of an example configuration of the device object of the present invention.

Detailed presentation of embodiments and examples

El objeto del dispositivo objeto de la presente invención es determinar pequeñas desviaciones de la posición de un haz láser incidente. El esquema general de la aplicación se muestra en la FIG.1, en el cual se muestra un haz láser 200, que tras un proceso de colimado y reflexiones 201 incide sobre el dispositivo sensor 100 objeto de la presente invención, y constituido en un ejemplo de aplicación por cuatro fotosensores (101,102,103,104). Tras un proceso de ajuste previo, se define una agrupación de fotosensores sobre los cuales el haz 200 está centrado de tal forma que los elementos sensores (101,102,103,104) detecten la misma señal. Cualquier pequeño movimiento del haz producirá una variación de la corriente de los sensores y será detectada por la diferencia de corriente de estos. The object of the device object of the present invention is to determine small deviations of the position of an incident laser beam. The general scheme of the application is shown in FIG. 1, in which a laser beam 200 is shown, which after a collimating process and reflections 201 affects the sensor device 100 object of the present invention, and constituted in an example of application by four photosensors (101,102,103,104). After a pre-adjustment process, a group of photosensors on which the beam 200 is centered is defined so that the sensor elements (101,102,103,104) detect the same signal. Any small movement of the beam will produce a variation in the current of the sensors and will be detected by their current difference.

El dispositivo 100 objeto de la presente invención se constituye, por tanto, en un sensor de cuadrante que comprende una matriz de fotodiodos elementales que son asociados mediante una pluralidad de conmutadores electrónicos. Mediante un control digital, el dispositivo se configura para componer una pluralidad de fotosensores que constituyen el sistema de detección. De esta manera, el centrado de los elementos sensores (101,102,103,104) se realiza de forma digital, mediante la selección de los fotodiodos elementales que constituyan cada elemento. The device 100 object of the present invention is therefore constituted in a quadrant sensor comprising an array of elementary photodiodes that are associated by a plurality of electronic switches. Through a digital control, the device is configured to compose a plurality of photosensors that constitute the detection system. In this way, the centering of the sensor elements (101,102,103,104) is done digitally, by selecting the elementary photodiodes that constitute each element.

La arquitectura de referencia se muestra en la FIG.2, la cual consiste en tres áreas principales: The reference architecture is shown in FIG. 2, which consists of three main areas:

(i) (i): una primera área de configuración de columnas 110, en donde dicha área comprende una fila de n elementos de control de columnas 111, las cuales están conectadas en daisy chain; y donde de cada elemento de control de columnas 111 parten dos señales col_i_x y col_d_x (112,113), en donde x representa el número de elemento; y donde la señal col_i_x 112 indica que la corriente proveniente del sensor debe ser enviada a la izquierda o, dicho de otra forma, que esta columna está asociada a un elemento sensor de la izquierda (101,103); y donde la señal col_d_x 113 indica que la columna está asociada al menos a un elemento sensor de la derecha (102,104); y donde la no activación de ninguna de las señales indica que la columna no está asociada a ningún elemento sensor, tal y como se muestra en la FIG.3; a first column configuration area 110, wherein said area comprises a row of n column control elements 111, which are connected in daisy chain; and where each column control element 111 split two signals col_i_x and col_d_x (112,113), where x represents the element number; and where the signal col_i_x 112 indicates that the current from the sensor must be sent to the left or, in other words, that this column is associated with a sensor element on the left (101,103); and where the signal col_d_x 113 indicates that the column is associated with at least one sensor element on the right (102,104); and where the non-activation of any of the signals indicates that the column is not associated with any sensor element, as shown in FIG. 3;

(ii) (ii): una segunda área de configuración de filas y conmutación vertical 120, que está configurada para decidir qué filas están activas mediante las señales row_en_y 121, y donde además está configurada para decidir si sus corrientes son encaminadas hacia arriba o hacia abajo; y donde la salida final comprende cuatro corrientes que son: a second row configuration and vertical switching area 120, which is configured to decide which rows are active by means of the row_en_y 121 signals, and where it is also configured to decide whether their currents are routed up or down; and where the final output comprises four currents that are:

a. to.: izquierda-arriba (i_arr, 122); left-up (i_arr, 122);

b. b.: derecha-arriba (d_arr, 123); right-up (d_arr, 123);

c. C.: izquierda-abajo (i_ab, 124); left-down (i_ab, 124);

d. d.: derecha-abajo (d_ab, 125); en donde cada una de las corrientes será la corriente total de cada uno de los sensores configurados en el dispositivo, right-down (d_ab, 125); where each of the currents will be the total current of each of the sensors configured in the device,

tal y como se muestra en la FIG.4;y as shown in FIG. 4; and

(iii) (iii): una tercera área sensora y de conmutación horizontal 130 que comprende una matriz de células, cada una de ellas asociada a un fotodiodo elemental 131; y donde en función de las señales de control de la columna, cada elemento (x,y) pude tomar tres acciones con la corriente medida en el fotodiodo 131 asociado: a third horizontal switching and sensing area 130 comprising a matrix of cells, each associated with an elementary photodiode 131; and where, depending on the control signals of the column, each element (x, y) could take three actions with the current measured in the associated photodiode 131:

a. to.: si la fila está activada (row_en_y 121 activo) y la señal col_i_x 113 está activa, la corriente es enviada a la derecha, es decir, que sale por d_y 132; if the row is activated (row_en_y 121 active) and the signal col_i_x 113 is active, the current is sent to the right, that is, it goes through d_y 132;

b. b.: si la fila está activada (row_en_y 121 activo) y la señal col_d_x 112 está activa, la corriente es enviada a la izquierda, es decir, que sale por i_y 133; y if the row is activated (row_en_y 121 active) and the signal col_d_x 112 is active, the current is sent to the left, that is, it goes out by i_y 133; Y

c. C.: si la fila no está activada (row_en_y 121 inactivo) o ninguno de los dos elementos de selección de columnas col_i_x, col_d_x (112,113) está activa, la corriente del sensor es descartada. if the row is not activated (row_en_y 121 inactive) or neither of the two column selection elements col_i_x, col_d_x (112,113) is active, the sensor current is discarded.

Ejemplo de configuración Configuration example

Un ejemplo de operación del conjunto se muestra en la FIG.5. En este ejemplo se supone que se dispone de una matriz de 8x8 fotodiodos elementales 131 (filas 0 a 7 y columnas 0 a 7) y se construyen los cuatro sensores de tamaño 3x3 compuestos por: An example of assembly operation is shown in FIG. 5. In this example, it is assumed that an array of 8x8 elementary photodiodes 131 (rows 0 to 7 and columns 0 to 7) are available and the four 3x3 size sensors composed of:

1.- Sensor arriba_izquierda 101 y que comprende los fotodiodos elementales de las columnas dos, tres y cuatro, y las filas uno, dos y tres. 1.- Sensor up_left 101 and comprising the elementary photodiodes of columns two, three and four, and rows one, two and three.

2.- Sensor arriba_derecha 102 y que comprende los fotodiodos de las columnas cinco, seis y siete y las filas uno, dos y tres. 2.- Sensor above_right 102 and comprising the photodiodes of columns five, six and seven and rows one, two and three.

3.- Sensor abajo_izquierda 103 y que comprende los fotodiodos de las columnas dos, tres y cuatro, y las filas cuatro, cinco y seis. 3.- Sensor down_left 103 and comprising the photodiodes of columns two, three and four, and rows four, five and six.

4.-Sensor abajo_derecha 104 y que comprende los fotodiodos de las columnas cinco, seis y siete, así como las filas cuatro, cinco y seis. 4.-Sensor down_right 104 and comprising the photodiodes of columns five, six and seven, as well as rows four, five and six.

En los elementos de conmutación, tanto vertical 120A como horizontal 130A, se muestra el sentido en el que se envía la corriente. Así, por ejemplo, en el elemento de la segunda fila y segunda columna, se envía la corriente hacia la izquierda. Sin embargo, el elemento de la segunda fila, columna cero, pese a que tiene activa la señal de enviar la corriente hacia la izquierda, dado que la señal row_en_0 está inactiva, la corriente del sensor es descartada. También se aprecia como el elemento de conmutación vertical 120A de la fila cero tiene que enviar la corriente hacia arriba, aunque no está seleccionado y, por tanto, descarta la posible corriente que pueda llegar. Las filas 1, 2 y 3 envían la corriente hacia arriba y las filas 4, 5 y 6 hacia abajo. In the switching elements, both vertical 120A and horizontal 130A, the direction in which the current is sent is shown. Thus, for example, in the element of the second row and second column, the current is sent to the left. However, the element of the second row, column zero, although the signal to send the current to the left is active, since the signal row_en_0 is inactive, the sensor current is discarded. It can also be seen how the vertical switching element 120A of the zero row has to send the current upwards, although it is not selected and, therefore, discards the possible current that may arrive. Rows 1, 2 and 3 send the current up and rows 4, 5 and 6 down.

Se ha implementado una realización práctica en la que el proceso de fabricación del dispositivo es el C35OPTO, que es CMOS de 0,35 µm con tres niveles de metalización de ASM. Esta tecnología es una variante de la tecnología básica C35B3, a la cual se añade una capa extra de baño anti-reflectivo. Los fotodiodos son construidos con un área N+ sobre pozo N, actuando el sustrato P-como ánodo. A practical embodiment has been implemented in which the manufacturing process of the device is the C35OPTO, which is 0.35 µm CMOS with three levels of ASM metallization. This technology is a variant of the C35B3 basic technology, to which an extra layer of anti-reflective bath is added. The photodiodes are constructed with an area N + on well N, acting the substrate P-like anode.

El dispositivo irá encapsulado en un DIL-28 y el diseño completo encaja en un área de 5 mm2 y, por tanto, tendrá un lado limitado a 2236 µm. Los pads de interfaz de la biblioteca AMS IOLIB tienen una altura hasta el corte de 360 µm, lo que significa que el área sensora queda comprendida en un cuadrado de 1515 µm x 1515 µm, siendo el área sensora de aproximadamente 2,30 mm2. Esta área estará constituida por una matriz de 20 celdas sensoras de 75,8 µm x 75,8 µm. Como ha sido indicado, cada sensor incluye una cierta lógica de selección. The device will be encapsulated in a DIL-28 and the complete design fits in an area of 5 mm2 and, therefore, will have a limited side at 2236 µm. The interface pads of the AMS IOLIB library have a height up to 360 µm cutting, which means that the sensor area is comprised in a square of 1515 µm x 1515 µm, the sensor area being approximately 2.30 mm2. This area will consist of a matrix of 20 sensor cells of 75.8 µm x 75.8 µm. As indicated, each sensor includes a certain selection logic.

Con el diseño se alcanza una corriente total de IT = 870 μA (láser de 3 mW, σ = 0,5 mm). El sensor centrado puede recibir hasta un máximo de 3,1 µA. El error máximo esperable entre cada uno de los cuadrantes es de ±14 µA, cuando la configuración del dispositivo está centrada en el haz 200. La fluctuación de corriente frente al movimiento del haz es de, aproximadamente, 400 nA/µm. La implementación descrita no excluye cualquier otra tecnología de fabricación, tamaño o tipo de encapsulado. With the design, a total current of IT = 870 μA (3 mW laser, σ = 0.5 mm) is reached. The centered sensor can receive up to a maximum of 3.1 µA. The maximum expected error between each of the quadrants is ± 14 µA, when the configuration of the device is centered on the 200 beam. The current fluctuation against the movement of the beam is approximately 400 nA / µm. The described implementation does not exclude any other manufacturing technology, size or type of encapsulation.

Claims

1.- Configurable quadrant sensor device (100) comprising an array of elementary photodiodes (131) that are associated by a plurality of electronic switches (120A, 130A) and which is configured to compose a plurality of photosensors that constitute the system of detection, the centering of the sensor elements (101,102,103,104) being carried out digitally, by selecting the elementary photodiodes (131) that constitute each of said elements; wherein said device (100) is characterized in that it comprises

(i)(i): una primera área de configuración de columnas (110), en donde dicha área comprende una fila de n elementos de control de columnas (111); y donde de cada elemento de control de columnas (111) parten dos señales col_i_x y col_d_x (112,113), en donde x representa el número de elemento y el código i o d representa que la columna está asociada a un elemento sensor de la izquierda o de la derecha, respectivamente; y donde la no activación de ninguna de las señales indica que la columna no está asociada a ningún elemento sensor; a first column configuration area (110), wherein said area comprises a row of n column control elements (111); and where each column control element (111) split two signals col_i_x and col_d_x (112,113), where x represents the element number and the iod code represents that the column is associated with a sensor element on the left or right, respectively; and where the non-activation of any of the signals indicates that the column is not associated with any sensor element;

(ii)(ii): una segunda área de configuración de filas y conmutación vertical (120), que está configurada para decidir qué filas están activas mediante las señales row_en_y (121), y donde además está configurada para decidir si sus corrientes son encaminadas hacia arriba o hacia abajo; y donde la salida final comprende cuatro corrientes que son: izquierda-arriba (i_arr, 122); derecha-arriba (d_arr, 123); izquierda-abajo (i_ab, 124); y derecha-abajo (d_ab, 125); y en donde cada una de las corrientes será la corriente total de cada uno de los fotodiodos elementales (131) configurados en el dispositivo; y a second row configuration and vertical switching area (120), which is configured to decide which rows are active by means of the row_en_y (121) signals, and where it is also configured to decide whether their currents are routed up or down; and where the final output comprises four currents that are: left-up (i_arr, 122); right-up (d_arr, 123); left-down (i_ab, 124); and right-down (d_ab, 125); and where each of the currents will be the total current of each of the elementary photodiodes (131) configured in the device; Y

(iii) a third sensor and horizontal switching area (130) comprising a matrix of cells, each associated with an elementary photodiode (131); and where depending on the control signals of the column, each element (x, y) could take three actions with the current measured in the associated photodiode (131):

--: si la fila está activada (row_en_y 121 activo) y la señal col_i_x (113) está activa, la corriente es enviada a la derecha, es decir, que sale por d_y (132); if the row is activated (row_en_y 121 active) and the signal col_i_x (113) is active, the current is sent to the right, that is, it is output by d_y (132);

--: si la fila está activada (row_en_y 121 activo) y la señal col_d_x (112) está activa, la corriente es enviada a la izquierda, es decir, que sale por i_y (133); y if the row is activated (row_en_y 121 active) and the signal col_d_x (112) is active, the current is sent to the left, that is, it goes out through i_y (133); Y

--: si la fila no está activada (row_en_y 121 inactivo) o ninguno de los dos elementos de selección de columnas col_i_x, col_d_x (112,113) está activa, la corriente del sensor es descartada. - if the row is not activated (row_en_y 121 inactive) or none of the two column selection elements col_i_x, col_d_x (112,113) is active, the sensor current is discarded. -

(iv) the signal produced by each group of photodetectors is a current generated by the analog sum of the currents of each of its elementary photodiodes.

2. Measurement system characterized in that it comprises the sensor device of claim 1.