CN106096709B - 一种人流量计数传感器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人流量计数传感器及其制作方法，包括硅衬底和设置于硅衬底上的多个热释电单元，所述每个热释电单元包括热绝缘有机凸台，设置于热绝缘有机凸台上表面、侧面和硅衬底上表面的下电极，设置于下电极上的薄膜层，设置于薄膜层上的上电极。本发明提供的人流量计数传感器利用热释电单元仅对运动的目标有响应的特点，制备出多个像元的人流量计数检测传感器，该传感器通过探测人员运动的方向判定人员的进出，这样传感器本身就具备了人员计数和方向判定的功能，无需存储器和CPU的参与，降低对附属光机电设备的要求，极大降低了应用成本。

Description

一种人流量计数传感器及其制作方法
技术领域
本发明属于人流量计数装置技术领域，具体涉及一种人流量计数传感器及其制作方法。
背景技术
在商业竞争激烈的今天，有效的商业管理已经商业营销成败重要因素。如何科学、有效地对客流量进行时间、空间上分析，并快速及时做出经营决策成为商业、零售业营销模式至关重要的作用，提高商场竞争力。
人流量统计计数可以通过统计商场各出入口的客流量来比较不同时期客流量，可以评估营销、促销策略的合理性；根据客流量变化，更有效分配物业管理、维护人员及安防人员；根据商场内滞留顾客的数量合理进行电力、人力资源调整，控制商场运做成本；显示当前客流量状态和变化趋势，管理人员可以对流量比较大的区域采取预防突发事件的措施，并可实施观察商场当前的实际人数等等。很多的经营管理者已经意识到了客流量数据对于决策分析的重要性。
目前的人流量计数实现方案主要是可见光视频图像处理和红外单元对管，两者各有优劣。前者实现方式比较复杂，涉及到图像处理和智能识别算法的应用，对视频硬件和软件的要求较高，由于成本的原因没有能够大规模的普及应用。后者成本稍低，工作模式比较简单，采用红外线单元对管的通断以及通断的方向来进行判断人流量，但是在人员密集的区域，同时进出的人员的空间差距较小，导致误判较多。
市场上也有机械方式的单步转动控制的人员计数方式，这种方式不会出现误判，并且可以与收费***联动，但是在对人流速度有要求并且是后付费的应用场合，例如餐馆、商场就不适用。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种结构简单、成本低廉、且能够有效检测特定区域人流量的传感器；本发明的第二目的在于提供一种制作所述人流量计数传感器的方法。
本发明的第一目的是这样实现的，所述人流量传感器包括硅衬底和设置于硅衬底上的多个热释电单元，所述每个热释电单元包括热绝缘有机凸台，设置于热绝缘有机凸台上表面、侧面和硅衬底上表面的下电极，设置于下电极上的薄膜层，设置于薄膜层上的上电极。
本发明的第二目的是这样实现的，所述人流量传感器的制作方法包括如下步骤：
A、在硅衬底上采用旋涂的方法光刻显影制作多个热绝缘有机凸台；
B、采用光刻剥离的方法在每个热绝缘有机凸台的上表面、侧面和硅衬底上表面制作下电极；
C、在经步骤B处理后的样品表面采用溅射的方法在表面形成薄膜层，然后采用光刻显影的方法将热绝缘有机凸台以外部分的薄膜层部分腐蚀去除，其中所述薄膜层的表面积比热绝缘有机凸台的上表面积小20%；
D、在所述薄膜层的表面采用剥离的方法制备上电极；
E、将完成步骤D后形成的样品放置在通用管座焊线和装备窗片，得到人流量传感器。
本发明提供的人流量传感器利用热释电单元仅对运动的目标有响应的特点，制备出多个像元的人流量计数检测传感器，该传感器通过探测人员运动的方向判定人员的进出，这样传感器本身就具备了人员计数和方向判定的功能，无需存储器和CPU的参与，降低对附属光机电设备的要求，极大降低了应用成本。另一方面，这个探测器采用被动方式工作，设置适当的光学装置以后可以同时检测多个个人的运动方向。在人员密集的场合，大大降低了误判率。本发明设计的传感器采用标准硅工艺进行加工，无需真空外壳封装，从生产工艺的层面也极大降低了成本，能够满足大规模生产和安装，从而实现了人流量及跌落检测的普及应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中单个热释电单元的结构示意图；
图中：1-硅衬底、2-下电极、3-有机凸台、4-薄膜层、5-上电极。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1-2所示，本发明提供了人流量计数传感器，包括硅衬底1和设置于硅衬底1上的多个热释电单元，所述每个热释电单元包括热绝缘有机凸台3，设置于热绝缘有机凸台3上表面、侧面和硅衬底1上表面的下电极2，设置于下电极2上的薄膜层4，设置于薄膜层4上的上电极5。
本发明还提供一种制作所述人流量传感器的方法，包括以下步骤：
A、在硅衬底上采用旋涂的方法光刻显影制作多个热绝缘有机凸台；
B、采用光刻剥离的方法在每个热绝缘有机凸台的上表面、侧面和硅衬底上表面制作下电极；
C、在经步骤B处理后的样品表面采用溅射的方法在表面形成薄膜层，然后采用光刻显影的方法将热绝缘有机凸台以外部分的薄膜层部分腐蚀去除，其中所述薄膜层的表面积比热绝缘有机凸台的上表面积小20%；
D、在所述薄膜层的表面采用剥离的方法制备上电极；
E、将完成步骤D后形成的样品放置在通用管座焊线和装备窗片，得到人流量传感器。
所述热绝缘有机凸台3采用有机物制作，其高度为10-100um。
所述下电极2采用CrAu合金、Cr、Ti、TiAu合金或Al中的任一种金属制作，其厚度为100-300nm。
所述薄膜层4采用PZT材料制作，所述薄膜层4的表面积比热绝缘有机凸台3的上表面积小20%。
所述上电极5采用Ti、NiCr合金、TiW合金、Ni、Cr或Au中的任一种金属制作，其厚度为5-30nm。
本发明提供的人流量传感器利用热释电单元仅对运动的目标有响应的特点，制备出多个像元的人流量计数检测传感器，该传感器通过探测人员运动的方向判定人员的进出，这样传感器本身就具备了人员计数和方向判定的功能，无需存储器和CPU的参与，降低对附属光机电设备的要求，极大降低了应用成本。另一方面，这个探测器采用被动方式工作，设置适当的光学装置以后可以同时检测多个个人的运动方向，在人员密集的场合，大大降低了误判率。本发明设计的传感器采用标准硅工艺进行加工，无需真空外壳封装，从生产工艺的层面也极大降低了成本，能够满足大规模生产和安装，从而实现了人流量及跌落检测的普及应用。
实施例一
A、在硅衬底1上采用旋涂的方法光刻显影制作16个高度为10-100um的热绝缘有机凸台3；
B、采用光刻剥离的方法在每个热绝缘有机凸台3的上表面、侧面和硅衬底1上表面制作下电极2，所述下电极2采用CrAu合金制作，其厚度为100-300nm；
C、在经步骤B处理后的样品表面采用溅射的方法在表面形成薄膜层4，然后采用光刻显影的方法将热绝缘有机凸台以外部分的薄膜层部分腐蚀去除，其中所述薄膜层的表面积比热绝缘有机凸台的上表面积小20%，所述薄膜层4采用PZT材料制作；
D、在所述薄膜层4的表面采用剥离的方法制备上电极5，所述上电极5采用NiCr合金制作，其厚度为5-30nm；
E、将完成步骤D后形成的样品放置在通用管座焊线和装备窗片，得到人流量传感器。
实施例二
A、在硅衬底1上采用旋涂的方法光刻显影制作16个高度为10um的热绝缘有机凸台3；
B、采用光刻剥离的方法在每个热绝缘有机凸台3的上表面、侧面和硅衬底1上表面制作下电极2，所述下电极2采用TiAu合金制作，其厚度为100nm；
C、在经步骤B处理后的样品表面采用溅射的方法在表面形成薄膜层4，然后采用光刻显影的方法将热绝缘有机凸台以外部分的薄膜层部分腐蚀去除，其中所述薄膜层的表面积比热绝缘有机凸台的上表面积小20%，所述薄膜层4采用PZT材料制作；
D、在所述薄膜层4的表面采用剥离的方法制备上电极5，所述上电极5采用TiW合金制作，其厚度为5nm；
E、将完成步骤D后形成的样品放置在通用管座焊线和装备窗片，得到人流量传感器。
实施例三
A、在硅衬底1上采用旋涂的方法光刻显影制作16个高度为100um的热绝缘有机凸台3；
B、采用光刻剥离的方法在每个热绝缘有机凸台3的上表面、侧面和硅衬底1上表面制作下电极2，所述下电极2采用Cr制作，其厚度为300nm；
C、在经步骤B处理后的样品表面采用溅射的方法在表面形成薄膜层4，然后采用光刻显影的方法将热绝缘有机凸台以外部分的薄膜层部分腐蚀去除，其中所述薄膜层的表面积比热绝缘有机凸台的上表面积小20%，所述薄膜层4采用PZT材料制作；
D、在所述薄膜层4的表面采用剥离的方法制备上电极5，所述上电极5采用Ni制作，其厚度为30nm；
E、将完成步骤D后形成的样品放置在通用管座焊线和装备窗片，得到人流量传感器。
实施例四
A、在硅衬底1上采用旋涂的方法光刻显影制作16个高度为35um的热绝缘有机凸台3；
B、采用光刻剥离的方法在每个热绝缘有机凸台3的上表面、侧面和硅衬底1上表面制作下电极2，所述下电极2采用CrAu合金制作，其厚度为150nm；
C、在经步骤B处理后的样品表面采用溅射的方法在表面形成薄膜层4，然后采用光刻显影的方法将热绝缘有机凸台以外部分的薄膜层部分腐蚀去除，其中所述薄膜层的表面积比热绝缘有机凸台的上表面积小20%，所述薄膜层4采用PZT材料制作；
D、在所述薄膜层4的表面采用剥离的方法制备上电极5，所述上电极5采用Ni制作，其厚度为15nm；
E、将完成步骤D后形成的样品放置在通用管座焊线和装备窗片，得到人流量传感器。
实施例五
A、在硅衬底1上采用旋涂的方法光刻显影制作16个高度为75um的热绝缘有机凸台3；
B、采用光刻剥离的方法在每个热绝缘有机凸台3的上表面、侧面和硅衬底1上表面制作下电极2，所述下电极2采用Ti制作，其厚度为225nm；
C、在经步骤B处理后的样品表面采用溅射的方法在表面形成薄膜层4，然后采用光刻显影的方法将热绝缘有机凸台以外部分的薄膜层部分腐蚀去除，其中所述薄膜层的表面积比热绝缘有机凸台的上表面积小20%，所述薄膜层4采用PZT材料制作；
D、在所述薄膜层4的表面采用剥离的方法制备上电极5，所述上电极5采用TiW合金制作，其厚度为25nm；
E、将完成步骤D后形成的样品放置在通用管座焊线和装备窗片，得到人流量传感器。
本发明提供的人流量传感器利用热释电单元仅对运动的目标有响应的特点，制备出多个像元的人流量计数检测传感器，该传感器通过探测人员运动的方向判定人员的进出，这样传感器本身就具备了人员计数和方向判定的功能，无需存储器和CPU的参与，降低对附属光机电设备的要求，极大降低了应用成本。另一方面，这个探测器采用被动方式工作，设置适当的光学装置以后可以同时检测多个个人的运动方向，在人员密集的场合，大大降低了误判率。本发明设计的传感器采用标准硅工艺进行加工，无需真空外壳封装，从生产工艺的层面也极大降低了成本，能够满足大规模生产和安装，从而实现了人流量及跌落检测的普及应用。

Claims (10)

1.一种人流量计数传感器，包括硅衬底（1）和设置于硅衬底（1）上的多个热释电单元，其特征在于：热释电单元包括热绝缘有机凸台（3），设置于热绝缘有机凸台（3）上表面、侧面和硅衬底（1）上表面的下电极（2），设置于下电极（2）上的薄膜层（4），设置于薄膜层（4）上的上电极（5）。
2.根据权利要求1所述的人流量计数传感器，其特征在于：所述热绝缘有机凸台（3）采用有机物制作，其高度为10-100um。
3.根据权利要求1所述的人流量计数传感器，其特征在于：所述下电极（2）采用CrAu合金、Cr、Ti、TiAu合金、Al中的任一种金属制作，其厚度为100-300nm。
4.根据权利要求1所述的人流量计数传感器，其特征在于：所述薄膜层（4）采用PZT材料制作，所述薄膜层（4）的表面积比热绝缘有机凸台（3）的上表面积小20%。
5.根据权利要求1所述的人流量计数传感器，其特征在于：所述上电极（5）采用Ti、NiCr合金、TiW合金、Ni、Cr、Au中的任一种金属制作，其厚度为5-30nm。
6.一种人流量计数传感器制作方法，其特征在于包括如下步骤：
A、在硅衬底（1）上采用旋涂的方法光刻显影制作多个热绝缘有机凸台（3）；
B、采用光刻剥离的方法在每个热绝缘有机凸台（3）的上表面、侧面和硅衬底（1）上表面制作下电极（2）；
C、在经步骤B处理后的样品表面采用溅射的方法在表面形成薄膜层（4），然后采用光刻显影的方法将热绝缘有机凸台（5）以外部分的薄膜层（4）部分腐蚀去除，其中所述薄膜层（4）的表面积比热绝缘有机凸台（3）的上表面积小20%；
D、在所述薄膜层（4）的表面采用剥离的方法制备上电极（5）；
E、将完成步骤D后形成的样品放置在通用管座焊线和装备窗片，得到人流量传感器。
7.根据权利要求6所述的人流量计数传感器制作方法，其特征在于：所述热绝缘有机凸台（3）采用有机物制作，其高度为10-100um。
8.根据权利要求6所述的人流量计数传感器制作方法，其特征在于：所述下电极（2）采用CrAu合金、Cr、Ti、TiAu合金、Al中的任一种金属制作，其厚度为100-300nm。
9.根据权利要求6所述的人流量计数传感器制作方法，所述薄膜层（4）采用PZT材料制作，所述薄膜层（4）的表面积比热绝缘有机凸台（3）的上表面积小20%。
10.根据权利要求6所述的人流量计数传感器制作方法，其特征在于：所述上电极（5）采用Ti、NiCr合金、TiW合金、Ni、Cr、Au中的任一种金属制作，其厚度为5-30nm。
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