对比文件名称：2018-06-12_发明授权_US09995821B2 Active beam-forming technique for piezoelectric ultrasonic transducer array
目标专利名称：217三端口压电超声换能器CN107107114B
本次调用的模型名称：DeepSeek-R1
### 特征比对表格
| 技术特征描述及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **技术特征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。 <br> **隐含公开** | 第[0003]段：“Such transducers may include piezoelectric micromechanical ultrasonic transducers (PMUTs) configured as a multilayer stack...” <br> 第[0031]段：“One innovative aspect... may be implemented in an apparatus that includes a one- or two-dimensional array of piezoelectric micromechanical ultrasonic transducer (PMUT) elements...” <br> 第[0037]段：“In some implementations, an interface circuit including a driver stage and a sense stage may be used to excite a PMUT device...” <br> 第[0048]段：“By appropriately applying phase/time delays to each respective pixel set... applying the excitation signal to the center pixel...” | 对比文件公开了包含PMUT阵列的装置，以及用于激励PMUT的接口电路（收发器电路）。虽然对比文件未明确指定“第一电极”这一术语，但其描述的PMUT必然包含用于发射超声信号的电极。本领域技术人员阅读对比文件（例如第[0048]段）可知，为了生成聚焦波束，需要向PMUT的电极（即“发射电极”，如第[0079]段Detail F中的“transmit electrode 711”）施加激励信号。因此，本领域技术人员能够毫无疑义地理解，PMUT必然包含一个电极，用于响应来自收发器电路的信号以发射超声信号。这构成了对技术特征A的隐含公开。 |
| **技术特征B**：所述PMUT包含安置于腔上方的膜片。 <br> **直接公开** | 第[0003]段：“...piezoelectric micromechanical ultrasonic transducers (PMUTs) configured as a multilayer stack that includes a piezoelectric layer stack and a mechanical layer disposed over a cavity.” | 对比文件第[0003]段明确公开了PMUT包含安置于腔（cavity）上方的多层堆叠，该堆叠包含压电层堆叠和机械层，这共同构成了悬置于腔上方的膜片结构。该描述与技术特征B完全一致，属于直接公开。 |
| **技术特征C**：所述膜片包含压电层堆叠。 <br> **直接公开** | 第[0003]段：“...piezoelectric micromechanical ultrasonic transducers (PMUTs) configured as a multilayer stack that includes a piezoelectric layer stack...” | 对比文件第[0003]段明确公开了PMUT的多层堆叠中包含压电层堆叠（piezoelectric layer stack）。该内容与技术特征C完全相同，属于直接公开。 |
| **技术特征D**：所述压电层堆叠包含压电层、所述第一电极和第二电极。 <br> **隐含公开** | 第[0003]段：“The piezoelectric layer stack may include a layer of piezoelectric material. On or proximate to each of an upper and a lower surface of the piezoelectric layer, a respective upper and lower electrode layer may be disposed.” | 对比文件第[0003]段公开了压电层堆叠包含压电材料层，并且在压电层的上表面和下表面（或附近）分别设置有相应的上部电极层和下部电极层。虽然对比文件使用的是“上部电极和下部电极”的表述，而目标专利是“第一电极和第二电极”，但根据目标专利说明书[0054]段及图5的描述，其“第一电极”（内部电极413）和“第二电极”（外部电极414）均位于压电层的同一侧（与腔对置的表面）。对比文件仅公开了电极位于压电层两侧的典型双端口结构，并未公开在同一侧设置两个分离且功能独立的电极。因此，对比文件并未直接公开技术特征D。然而，在隐含公开的宽松标准下，由于对比文件公开了压电层堆叠包含电极这一基本概念，本领域技术人员有可能通过推理认为电极可以有不同的设置方式，因此判断为隐含公开。 |
| **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。 <br> **隐含公开** | 第[0037]段：“In some implementations, an interface circuit including a driver stage and a sense stage may be used to excite a PMUT device...” <br> 第[0079]段 Detail F：“...each pixel 701 may include a transmit electrode 711, in-cell pixel logic 721 and pass transistors S1, S2 and S3. The transmit electrode may be energized... at a selected one of delay times t1, t2 and t3...” | 对比文件公开了用于激励PMUT的接口电路（即收发器电路），以及通过像素逻辑和晶体管控制发射电极（transmit electrode）的激励时序。虽然未明确使用“第一部分”的表述，但发射电极必然需要与收发器电路中负责产生和输出激励信号的部分（例如驱动级）电连接才能被激励。因此，本领域技术人员可以毫无疑义地推断出，发射电极（相当于第一电极）与收发器电路的驱动部分电耦合。这构成了对技术特征E的隐含公开。 |
| **技术特征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。 <br> **未公开** | 第[0003]段：“On or proximate to each of an upper and a lower surface of the piezoelectric layer, a respective upper and lower electrode layer may be disposed.” | 对比文件第[0003]段公开了电极分别安置于压电层的上表面和下表面（或附近）。而技术特征F要求第一电极和第二电极均安置于“第一表面”上或附近，即要求两个电极位于压电层的同一侧。这与对比文件公开的电极分别位于压电层两侧的结构不同。对比文件全文也未公开任何在压电层同一侧设置两个功能独立电极的PMUT结构。因此，本领域技术人员不能从对比文件中毫无疑义地得出或合理推断出该技术特征。技术特征F未被对比文件公开。 |
| **技术特征G**：所述第一表面与所述腔对置。 <br> **未公开** | 第[0003]段：“...a mechanical layer disposed over a cavity.” <br> （结合电极位于上下表面的描述） | 技术特征G是技术特征F的进一步限定，明确了“第一表面”与腔对置。由于对比文件未公开两个电极均位于压电层同一侧的结构（技术特征F），因此自然也未能公开该特定表面与腔之间的位置关系。即使考虑对比文件中电极位于上表面的情况，由于对比文件未明确腔和膜片的相对方位（例如，“顶部机械”或“底部机械”布置），也无法唯一确定该上表面是否一定与腔对置。因此，技术特征G未被对比文件公开。 |
| **技术特征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。 <br> **未公开** | 第[0067]段：“As a further example, the PMUT arrays may be operated in a non-beamformed mode... or in a receive-side beamforming mode.” <br> 第[0068]段：“In the second receive mode, the array may be operated to receive ultrasonic signals at multiple points in time...” | 对比文件提到了接收侧波束成形模式，并提及PMUT阵列可以接收超声信号。然而，对比文件始终描述的是典型的双端口PMUT，即同一个电极或同一对电极既用于发射也用于接收。例如，第[0079]段Detail F中的“transmit electrode 711”很可能也用于接收。对比文件没有公开一个专用的、与发射电极物理分离的“第二电极”用于接收。更重要的是，对比文件完全没有提及“第一时间段和第二时间段至少部分地重叠”这一核心特征，即同时或重叠的发射与接收操作。其描述的发射和接收是在不同的时间阶段顺序进行的（如先发射波束，后接收回波）。因此，技术特征H未被对比文件公开。 |
| **技术特征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。 <br> **未公开** | （无相应内容） | 技术特征I是技术特征H中“至少部分地重叠”的进一步具体化，即“同时”发射和接收。如对特征H的分析，对比文件完全没有公开任何形式的发射与接收在时间上重叠或同时进行的技术方案。其操作模式是顺序的：发射阶段结束后，再进行接收。因此，技术特征I未被对比文件公开。 |
| **技术特征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。 <br> **未公开** | （无相应内容） | 对比文件仅泛泛提及PMUT具有电极，但从未对电极在膜片上的具体位置进行任何划分或描述，更没有“内部部分”、“外部部分”、“接近腔的壁”等位置限定。该特征涉及三端口PMUT为了实现特定机电耦合效率而进行的特定电极布局，是对比文件完全没有涉及的内容。因此，技术特征J未被对比文件公开。 |
| **技术特征K**：其中所述第二电极的一部分延伸超出所述腔的所述壁。 <br> **未公开** | （无相应内容） | 该特征是技术特征J中电极位置布局的一个非常具体的细节。对比文件完全没有涉及腔壁与电极的相对位置关系。因此，技术特征K未被对比文件公开。 |
| **技术特征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。 <br> **隐含公开** | 第[0003]段：“On or proximate to each of an upper and a lower surface of the piezoelectric layer, a respective upper and lower electrode layer may be disposed.” | 对比文件第[0003]段公开了在压电层的下表面（或附近）设置有下部电极层。在典型的PMUT结构中，如果腔位于压电层下方，那么该下部电极自然位于“压电层与所述腔之间”。该下部电极可以充当参考电极（如目标专利所述）。因此，本领域技术人员可以合理推断出膜片包含一个位于压电层与腔之间的电极（即下部电极）。这构成了对技术特征L的隐含公开。 |
| **技术特征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。 <br> **隐含公开** | 第[0003]段（同上）。结合PMUT工作原理。 | 对比文件虽然没有明确使用“参考电极”一词，但本领域技术人员知晓，在双端口PMUT中，通常一个电极（如下部电极）被偏置在一个参考电位（如地），而另一个电极用于激励和感测。因此，该下部电极实质上充当了发射/接收电极的共同参考电极。在隐含公开的宽松标准下，可以认为对比文件隐含公开了位于压电层与腔之间的电极（下部电极）被配置为参考电极。这构成了对技术特征M的隐含公开。 |
| **技术特征N**：其中所述参考电极的电压箝位到接地或其它参考电压。 <br> **隐含公开** | （未明确提及箝位，但结合电路常识） | 对比文件未明确描述将参考电极的电压箝位到接地或参考电压。然而，在电子电路和传感器领域，为参考电极提供一个稳定的参考电位（通常是地）是常见的、甚至是必要的操作，以确保信号的正确读取和减少噪声。本领域技术人员为了实现PMUT的正常工作，必然会将该参考电极连接到电路的参考电位。因此，可以合理推断该特征被隐含公开。 |
| **技术特征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。 <br> **隐含公开** | 第[0003]段：“...disposed over a cavity.” <br> （结合MEMS器件工作原理） | 对比文件明确了膜片（由多层堆叠构成）安置于腔上方，这必然意味着膜片由锚定结构支撑并在腔上方延伸。同时，作为超声换能器，其核心工作原理就是膜片在电信号激励下发生振动（挠曲运动）以发射声波，或在外界声压作用下发生振动以产生电信号。本领域技术人员可以毫无疑义地理解，PMUT的膜片在操作时会经历挠曲运动和振动，并且通常在其基频（第一挠曲模式）下工作以获得最大效率。因此，技术特征O被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征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。 <br> **未公开** | （无相应内容） | 该特征描述了在振动模式下，两个特定位置电极所经历的详细机械应力状态。对比文件仅停留在PMUT发射和接收信号的系统功能层面，完全没有深入到单个PMUT膜片在振动时，其不同区域电极所承受的具体应力分析。这是一个非常具体的技术细节，未被对比文件公开。 |
| **技术特征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。 <br> **未公开** | （无相应内容） | 该特征是技术特征P的进一步限定，描述了两个负载循环的相位关系。由于技术特征P本身未被公开，且对比文件未涉及任何关于不同电极应力循环相位的信息，因此技术特征Q未被公开。 |
| **技术特征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。 <br> **未公开** | （无相应内容） | 与技术特征Q类似，这是技术特征P的另一种相位关系的限定。同样未被对比文件公开。 |
| **技术特征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°。 <br> **未公开** | （无相应内容） | 与技术特征R类似，是相位关系的具体化。未被对比文件公开。 |
| **技术特征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。 <br> **未公开** | 第[0079]段 Detail F：“...each pixel 701 may include a transmit electrode 711...” （可能也用于接收） | 该特征描述了同一个电极（第二电极）在不同时间段切换发射和接收模式。对比文件可能暗示了同一电极兼具发射和接收功能（双端口），但并未明确描述该电极在“第一时间段”和“第二时间段”内进行模式切换，更没有将这种切换与“第二电极”这一特定电极关联起来。更重要的是，该特征的存在前提是存在一个独立的“第一电极”进行发射，这与对比文件描述的双端口结构不同。因此，技术特征T未被对比文件公开。 |
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