对比文件名称：2014-06-24_发明授权_US08760971B2 Method for controlling an ultrasonic sensor and ultrasonic sensor
目标专利名称：三端口压电超声换能器CN107107114B
模型名称：DeepSeek-R1
## 特征比对表格
| 技术特征描述及公开性判断 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| A：在第一时间段期间，响应于来自收发器电路的信号，借助于压电微机械超声换能器PMUT的第一电极发射第一超声信号。 《隐含公开》 | 说明书[0004]段：“conventional ultrasonic sensors... which allows switching-over between transmit mode and receive mode.” 说明书[0030]段：“A control signal... is applied to piezoelectric resonator 3 by a control unit via electrical leads 5. These vibrations are transmitted... to diaphragm 2. Diaphragm 2 produces pressure fluctuations... through which sonic waves are emitted.” 说明书[0036]段：“By applying a control signal... to each transducer, the control signals being independent of each other and each including at least one control signal frequency...” 图6-7：展示了具有三个电极（30-1， 30-2， 30-3）的压电谐振器3”””。 | 对比文件公开了一种超声传感器，其包含一个压电换能器（谐振器），并可以通过向该换能器的电极施加来自控制单元（相当于收发器电路）的控制信号来发射超声波。例如，说明书[0036]段提到可以控制第一电极对（由电极30-1和30-3组成）以发射具有第一发射信号频率的超声波信号。这隐含了“借助于第一电极（30-1）发射超声信号”这一技术手段。虽然对比文件没有明确使用“第一时间段”的措辞，但其描述的发射操作必然发生在某个时间段内。因此，本领域技术人员可以从对比文件的内容中合理推断出该技术特征。 |
| B：所述PMUT包含安置于腔上方的膜片。 《未公开》 | 说明书[0005]段：“Conventional ultrasonic sensors include a diaphragm... which is coupled to the diaphragm... and mounted to a chassis...” 说明书[0030]段：“Diaphragm 2 produces pressure fluctuations in the air in front of it...” 图1-5， 8：展示了附着在底盘（chassis 7）上的膜片（diaphragm 2）。 | 对比文件中的超声传感器确实包含膜片（diaphragm），但该膜片是附着在底盘（chassis）上的传统振动板结构，用于向空气中辐射声波。目标专利中的“安置于腔上方的膜片”特指PMUT（压电微机械超声换能器）的微观结构，其中膜片悬置于一个腔体之上形成一个可振动的薄膜。对比文件完全没有提及这种在腔体上方形成的悬置膜片结构。因此，该技术特征未被公开。 |
| C：所述膜片包含压电层堆叠。 《未公开》 | 说明书[0005]段：“...an electromechanical transducer, e.g., in the form of a piezoelectric resonator, which is coupled to the diaphragm, e.g., with the aid of an adhesive bond...” 图1-5， 8：清晰显示压电谐振器（3）通过粘合层（4）附着在膜片（2）上，是分离的组件。 | 在对比文件中，压电换能器（压电谐振器）和膜片是两个独立的部件，通过粘合剂层耦合在一起。膜片本身不包含压电层堆叠。而在目标专利中，“膜片”是一个复合结构，其本身就包含了压电层堆叠（以及可能的机械层），即压电功能层是膜片不可分割的一部分。两者结构存在本质差异。因此，该技术特征未被公开。 |
| D：所述压电层堆叠包含压电层、所述第一电极和第二电极。 《直接公开》 | 图6-7：展示了压电谐振器3”””，其包含压电材料层，以及三个电极：中心电极30-1， 边缘电极30-2， 底部电极30-3。 说明书[0036]段：“...the transducer having at least three electrodes... a first electrode pair being controlled... and a second electrode pair being controlled...” | 对比文件的图6-7明确公开了一个具有压电层和多个电极的压电谐振器。具体而言，该结构包含了压电层（即压电材料本身）、第一电极（例如中心电极30-1）和第二电极（例如边缘电极30-2）。这直接对应于目标专利中“压电层堆叠包含压电层、第一电极和第二电极”的技术特征。 |
| E：所述第一电极与所述收发器电路的第一部分电耦合。 《直接公开》 | 说明书[0036]段：“All three electrodes 30-1, 30-2, and 30-3 may be controlled by a control unit 6 via corresponding electrical leads 5”””.” | 对比文件说明书[0036]段明确指出，电极30-1、30-2、30-3都可以通过相应的电引线5”””由控制单元6控制。控制单元6相当于目标专利中的收发器电路。因此，第一电极（例如30-1）通过电引线与控制单元（收发器电路的一部分）连接，即构成了电耦合。该特征被直接公开。 |
| F：且所述第一电极和所述第二电极中的每一者安置于所述压电层的第一表面上或附近。 《直接公开》 | 图6-7：清晰显示，电极30-1（第一电极）和电极30-2（第二电极）都位于压电谐振器3”””的同一上表面（第一表面）。 | 对比文件的图6（截面图）和图7（俯视图）明确示出，中心电极30-1和环形边缘电极30-2都布置在压电谐振器的同一上表面。这直接对应于“第一电极和第二电极中的每一者安置于所述压电层的第一表面上或附近”的技术特征。 |
| G：所述第一表面与所述腔对置。 《未公开》 | （对比文件未公开“腔”结构） | 如特征B所述，对比文件未公开“安置于腔上方的膜片”这一PMUT核心结构。因此，也就不存在“第一表面与所述腔对置”这一位置关系。该技术特征未被公开。 |
| H：和在第二时间段期间，借助于所述第二电极接收第二超声信号，所述第二电极与所述收发器电路的第二且不同的部分电耦合，其中所述第一时间段和所述第二时间段至少部分地重叠。 《未公开》 | 说明书[0004]段：“...which allows switching-over between transmit mode and receive mode.” 说明书[0030]段：“In the case of receiving sonic waves, the signal path correspondingly runs in reverse...” | 对比文件公开的超声传感器需要在发射模式和接收模式之间切换（switching-over），这是一种分时复用操作。说明书[0030]段描述接收时信号路径反向运行，但未指定使用哪个电极进行接收，更未提及使用与发射电极不同的电极（第二电极）并在与发射时间段至少部分重叠的时间段内进行接收。目标专利的核心创新点之一正是通过物理隔离的电极实现发射与接收时间的至少部分重叠（甚至同时进行），以解决短回波时间内的信号检测问题。对比文件完全没有揭示这种时序安排和电极功能隔离的配置。因此，该技术特征未被公开。 |
| I：其进一步包括同时地借助于所述第一电极发射所述第一超声信号并借助于所述第二电极接收所述第二超声信号。 《未公开》 | （对比文件未描述同时发射和接收的操作） | 如特征H所述，对比文件描述的是切换模式的操作，并未公开或暗示可以同时进行发射和接收。目标专利的此特征是其“三端口”设计带来的关键优势。该技术特征在对比文件中未被公开。 |
| J：其中：所述第一电极安置于所述膜片的内部部分中，且所述第二电极安置于所述膜片的外部部分中，所述外部部分接近于所述腔的壁且处在所述壁与所述第一电极之间。 《未公开》 | 图6-7：电极30-1位于压电谐振器中心的“内部”区域，电极30-2位于压电谐振器边缘的“外部”区域。 说明书[0036]段：“...a first electrode 30-1 is situated in the central upper region... a second electrode 30-2 is situated in the edge region...” | 对比文件图6-7公开了第一电极（30-1）在中心区域（内部），第二电极（30-2）在边缘区域（外部）。然而，目标专利特征J的限定非常具体，不仅描述了电极的内外位置，还限定了“所述外部部分接近于所述腔的壁且处在所述壁与所述第一电极之间”。这一限定紧密依赖于目标专利特有的“腔”结构以及膜片悬置于腔上方的几何关系。对比文件没有“腔”和“腔的壁”的概念，因此无法公开这一完整的、与腔体结构相关联的位置关系。 |
| K：其中所述第二电极的一部分延伸超出所述腔的所述壁。 《未公开》 | （对比文件未公开“腔”和“腔的壁”结构） | 该特征完全依赖于目标专利特有的“腔”结构。对比文件中没有对应结构，因此该技术特征未被公开。 |
| L：其中所述膜片包含第三电极，所述第三电极安置于所述压电层与所述腔之间。 《未公开》 | 图6：显示第三电极30-3位于压电谐振器3”””的下侧。 说明书[0036]段：“...a third electrode 30-3 is situated on the lower side of piezoelectric resonator 3”””.” | 对比文件确实公开了第三电极（30-3），但其位置是“在压电谐振器的下侧”。目标专利特征L限定了第三电极“安置于所述压电层与所述腔之间”。这一位置关系再次依赖于目标专利的“腔”结构。在对比文件中，压电谐振器下方是粘合层和膜片或其它支撑结构，没有“腔”。因此，尽管都有三个电极，但其结构布局和功能语境不同，该具体位置关系未被公开。 |
| M：其中所述第三电极被配置为与所述第一电极和所述第二电极中的每一者一样的参考电极。 《未公开》 | 说明书[0036]段：“All three electrodes 30-1, 30-2, and 30-3 may be controlled by a control unit 6...” | 对比文件中所有三个电极（30-1， 30-2， 30-3）都被描述为可由控制单元控制，用于形成不同的电极对（30-1/30-3和30-2/30-3）以实现多频率操作。没有将任何一个电极描述或配置为专门用于第一和第二电极的“参考电极”。目标专利中第三电极作为共用的参考电极（通常接地），是实现发射电路和接收电路隔离、减少串扰的关键。该配置在对比文件中未被公开。 |
| N：其中所述参考电极的电压箝位到接地或其它参考电压。 《未公开》 | （对比文件未描述任何电极被箝位到固定参考电压） | 对比文件没有提及将某个电极的电压箝位到接地或参考电压。该技术特征未被公开。 |
| O：其中：所述膜片受锚定结构支撑并在所述腔上方延伸，所述膜片经配置以在所述PMUT接收或发射超声信号时，经历挠曲运动和振动中的一者或两者并在第一挠曲模式中操作。 《未公开》 | 说明书[0005]段：“...the diaphragm is attached to a chassis 7...” 图1-5， 8：膜片附着在底盘（chassis 7）上。 | 对比文件中的膜片是宏观的，附着在底盘（chassis）上，其振动模式是整体性的。目标专利特征O描述的是典型的MEMS（微机电系统）PMUT结构：膜片通过“锚定结构”悬置于“腔”上方，并在“第一挠曲模式”下振动。这种微观的悬臂梁或薄膜的挠曲振动模式与对比文件中传统扬声器式的膜片振动有本质区别。对比文件未公开这种MEMS结构及其特定的操作模式。 |
| P：其中，在所述第一挠曲模式中，所述第一电极和所述第二电极中的每一者经历包含拉伸和压缩应力的交替周期的相应的第一振荡负载循环和第二振荡负载循环。 《未公开》 | （对比文件未分析或描述电极所经历的应力状态或振荡负载循环） | 该特征描述了PMUT膜片在特定振动模式下，其不同区域电极所经历的详细机械应力状态。这是对器件物理工作机理的深层次描述。对比文件仅从功能上描述多频率发射，完全没有涉及电极区域的应力分析或“振荡负载循环”的概念。该技术特征未被公开。 |
| Q：其中所述第一振荡负载循环和所述第二振荡负载循环大致同相。 《未公开》 | （对比文件未涉及振荡负载循环的相位关系） | 该特征取决于特征P描述的详细机械行为，对比文件未公开相关基础，因此该相位关系特征也未被公开。 |
| R：其中所述第一振荡负载循环和所述第二振荡负载循环异相。 《未公开》 | （对比文件未涉及振荡负载循环的相位关系） | 同上，该特征未被公开。 |
| S：其中所述第一振荡负载循环和所述第二振荡负载循环异相180°。 《未公开》 | （对比文件未涉及振荡负载循环的相位关系） | 同上，该特征未被公开。 |
| T：其中所述第二电极经配置以在所述第一时间段期间处于发射模式中且在所述第二时间段期间处于接收模式中。 《未公开》 | 说明书[0004]段：“...which allows switching-over between transmit mode and receive mode.” （针对整个传感器） 说明书[0036]段：描述了使用不同电极对进行发射，但未描述同一电极在不同时间段切换发射/接收模式。 | 对比文件提到了整个传感器在发射模式和接收模式之间切换。然而，特征T特指“第二电极”本身可以在不同时间段配置为发射模式或接收模式，即电极功能是可切换的。对比文件中，电极30-2被描述为与电极30-3配对用于发射特定频率的信号（见[0036]段），但没有描述电极30-2也可以被用作接收电极。目标专利此特征体现了其电极功能配置的灵活性，在对比文件中未被公开。 |
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