对比文件名称：2015-03-26_发明申请_US20150087991A1 APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUIT WITH COLUMN-ROW-PARALLEL ARCHITECTURE FOR ULTRASONIC IMAGING
目标专利名称：三端口压电超声换能器CN107107114B
本次调用的模型名称：深度分析模型
作为资深专利代理师，我已根据目标专利说明书原文对技术特征进行解释，并对对比文件进行了深度分析和严谨比对。以下是我的分析结果：
**总体分析：**
目标专利的核心在于一种三端口压电微机械超声换能器（PMUT）及其操作方法，其创新点主要体现在结构上具有三个独立端口（电极），特别是两个电极（第一电极和第二电极）均位于压电层与腔相对置的同一表面上，并分别连接到收发器电路的不同部分，从而使得发射和接收操作可以独立进行，时间段至少部分重叠甚至完全同时。对比文件US20150087991A1主要涉及用于超声成像的列-行并行架构专用集成电路（ASIC），其详细描述了如何通过外围的共享驱动器和缓冲器来控制和读取一个二维换能器阵列（可以是CMUT或PMUT）。对比文件聚焦于电路级的架构、波束成形方法和系统集成，虽然必然涉及换能器的发射和接收功能，但并未具体揭示目标专利权利要求所限定的具有特定三端口电极结构的单个PMUT装置。
**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《未公开》**：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。 | 对比文件涉及超声换能器的发射操作。例如，[0061]段描述：“从一或多个传感器元件262发射的超声波264...”；[0071]段图3A描述了每个元件包含一个发射器脉冲电路（pulser circuit 303）连接到换能器元件；[0107]段描述：“在发射模式中，膜片被交变电压驱动以产生超声波”。 | **未直接公开，也未隐含公开**。对比文件确实公开了通过换能器元件发射超声信号，这是超声成像系统的基本功能。然而，目标专利的特征A明确限定了发射动作是“借助于PMUT的**第一电极**”进行的。对比文件虽然描述了换能器元件有电极（例如CMUT的顶电极和底电极），但并未具体描述或区分出单个PMUT内部一个被称为“第一电极”的特定电极来执行发射功能。在对比文件的上下文中，发射功能是通过连接到整个换能器元件的电路实现的，并未将元件的内部电极结构特征化。因此，本领域技术人员无法从对比文件中毫无疑义地得出或合理推断出“借助于第一电极发射”这一具体限定。 |
| **B《直接公开》**：所述PMUT包含安置于腔上方的膜片。 | [0065]段：“2D CMUT包括...每个电容器单元具有一个顶电极（金属化膜）悬浮在形成底电极的重掺杂硅衬底上方...膜支撑金属顶电极，并通过真空间隙与衬底分离。”；[0107]段描述了CMUT的类似结构。对于PMUT，[0064]段指出：“超声换能器阵列120可以是...压电微机械超声换能器（PMUT）...”。 | **直接公开**。对比文件明确公开了CMUT具有在真空腔（间隙）上方悬置的膜片结构。同时，对比文件也明确将PMUT列为可用的换能器类型之一。虽然对比文件未详细描述PMUT的具体膜片结构，但本领域技术人员公知，PMUT的基本结构即包含安置于腔上方的膜片。因此，对比文件实质上公开了技术特征B。 |
| **C《直接公开》**：所述膜片包含压电层堆叠。 | [0064]段：“超声换能器阵列120可以是...压电微机械超声换能器（PMUT）...”。 | **直接公开**。对比文件明确提到了PMUT作为换能器阵列的选项。PMUT的定义即包含压电材料，其膜片必然包含压电层或压电层堆叠以实现机电转换。这是本领域的公知常识。因此，本领域技术人员能够毫无疑义地从对比文件得出膜片包含压电层堆叠。 |
| **D《未公开》**：所述压电层堆叠包含压电层、所述第一电极和第二电极。 | 无对应原文。对比文件未描述PMUT内部具体的电极配置。 | **未直接公开，也未隐含公开**。对比文件虽然提到了PMUT，但对其内部结构的描述停留在概念层面，没有揭示压电层堆叠包含哪些具体的电极，更没有区分出“第一电极”和“第二电极”。目标专利的“第一电极”和“第二电极”是特定指代，具有特定的位置和功能（如分别用于发射和接收）。对比文件完全没有涉及这些细节。 |
| **E《未公开》**：所述第一电极与所述收发器电路的第一部分电耦合。 | [0070]段：“元件201可以具有连接到其对应的ASIC前端通道（收发器元件211）的底部焊盘。”；图3A展示了每个元件的发射器电路303连接到换能器。 | **未直接公开，也未隐含公开**。对比文件公开了换能器元件与ASIC上的收发器电路电连接。然而，特征E限定了“第一电极”与“收发器电路的第一部分”电耦合。由于对比文件未公开“第一电极”这一构件，自然也无法得出其与收发器电路某一部分的耦合关系。此外，“第一部分”的限定在目标专利中意味着收发器电路内部的功能划分（如独立的发射通道），对比文件没有给出这种针对单个电极的特定电路部分划分。 |
| **F《未公开》**：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。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。该特征限定了两个电极在压电层上的特定位置关系（均位于同一表面）。对比文件完全没有描述PMUT内部电极的几何位置或布局，因此无法得出或推断此特征。 |
| **G《未公开》**：所述第一表面与所述腔对置。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。该特征进一步限定了电极所在表面相对于腔的方向。这同样是关于PMUT内部结构的细节，对比文件未提供任何信息。 |
| **H《未公开》**：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。 | [0071]段图3A描述了每个元件包含一个接收器低噪声放大器（LNA 301）连接到换能器元件；[0107]段：“在接收模式中，膜片被施加的直流电压偏置，当偏置膜片受到超声波作用时，由于恒定偏置电压下的电容变化，会产生电流输出。” | **未直接公开，也未隐含公开**。对比文件公开了换能器可以接收超声信号并产生电输出。然而，特征H的关键在于：1) 接收是“借助于所述第二电极”；2) 第二电极连接到收发器电路“第二且不同的部分”；3) 发射时间段和接收时间段“至少部分地重叠”。对比文件未公开“第二电极”，故前两点不成立。关于时间段重叠，对比文件系统通常采用时间复用（TDM）模式，即发射和接收在不同时间段进行（见[0097]段“Tx和Rx孔径是时间复用的”）。虽然理论上电路可以设计为同时收发，但对比文件文本并未描述或暗示在单个换能器元件上实现同时发射和接收的操作模式。目标专利的“至少部分重叠”是其实现同时收发、解决信号重叠问题的关键，对比文件未公开此概念。 |
| **I《未公开》**：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。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。这是特征H中“时间段至少部分重叠”的极端情况（完全同时）。如对特征H的分析，对比文件未公开在单个换能器上同时进行发射和接收的操作模式或能力。 |
| **J《未公开》**：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。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。该特征限定了两个电极在膜片上的非常具体的位置关系（内部 vs. 外部，靠近腔壁）。这是目标专利三端口PMUT实现高效率和高隔离度的关键结构特征。对比文件完全没有涉及PMUT电极的图案化或空间分布。 |
| **K《未公开》**：其中所述第二电极的一部分延伸超出所述腔的所述壁。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。这是关于电极形状和相对于腔边界的更细致限定。对比文件无相关信息。 |
| **L《未公开》**：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。 | 无对应原文。对于CMUT，[0065]段描述了有顶电极（膜）和底电极（衬底）。 | **未直接公开，也未隐含公开**。对于PMUT，对比文件未提及“第三电极”。对于CMUT，其具有两个电极（顶电极和底电极），但CMUT的工作原理（电容式）和结构（可变电容）与目标专利的压电式三端口PMUT有本质不同。CMUT的底电极通常位于衬底上，并非如目标专利所述“安置于压电层与腔之间”的“第三电极”。因此，CMUT的结构不能等同于公开了PMUT的此特征。 |
| **M《未公开》**：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。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。该特征定义了第三电极的功能（公共参考电极）。由于对比文件未公开第三电极，自然也谈不上其被配置为参考电极。 |
| **N《未公开》**：其中所述参考电极的电压箝位到接地或其它参考电压。 | [0065]段：“例如，CMUT阵列的公共顶膜（其中每个元件的膜形成连接膜）可以通过共享的片外RC网络进行DC偏置。”；[0107]段：“整个2D阵列通过共享的高压电源VBIAS进行偏置”。 | **未直接公开，也未隐含公开**。对比文件描述了为CMUT阵列施加直流偏置电压（VBIAS），这通常是为了使其工作在敏感区，而非作为“参考电极”并将其电压“箝位到接地或其它参考电压”。目标专利中的参考电极箝位到地，目的是为了减少串扰，这与CMUT的偏置概念在目的和实现方式上均不同。因此，对比文件的内容不能视为公开了此特征。 |
| **O《直接公开》**：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。 | [0065]段描述了CMUT的膜悬浮于衬底上方；对于MEMS换能器，膜片由周边或锚定结构支撑并在腔上方形成可振动的结构是本领域公知常识。发射和接收时膜片会振动。 | **直接公开**。对比文件公开了CMUT膜片悬置于腔上方的基本结构。本领域技术人员公知，这种膜片在电信号激励下会产生挠曲振动以发射声波，在声波作用下会产生挠曲以产生电信号。因此，“受锚定结构支撑并在腔上方延伸”以及“在发射或接收时经历挠曲运动和振动”这些特征已被对比文件实质公开。“在第一挠曲模式中操作”是此类谐振器最常工作的基本模式，是本领域的惯常设计，可以认为被隐含公开。综合判断为直接公开。 |
| **P《未公开》**：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。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。该特征描述了在特定振动模式下，两个特定电极所经历的机械应力状态。这高度依赖于电极在膜片上的具体位置（如特征J所述）。由于对比文件未公开电极的具体位置，因此无法推断其应力状态。 |
| **Q《未公开》**：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。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。该特征限定了两个负载循环的相位关系。这完全取决于电极的具体布局（是否在振动模式的同相区）。对比文件无相关信息。 |
| **R《未公开》**：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。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。同上，对比文件无相关信息。 |
| **S《未公开》**：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°。 | 无对应原文。 | **未直接公开，也未隐含公开**。同上，对比文件无相关信息。 |
| **T《未公开》**：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。 | [0071]段图3A中，每个元件有独立的发射电路（303）和接收电路（301），通过开关选择连接。系统可以在不同时间处于发射或接收模式。 | **未直接公开，也未隐含公开**。对比文件公开了换能器元件可以工作在发射模式或接收模式，并且通过电路进行切换。然而，特征T特指“第二电极”可切换于发射和接收模式之间。由于“第二电极”未被公开，此特征不成立。此外，对比文件描述的模式切换是针对整个换能器通道，而非针对同一个电极改变其功能。目标专利此特征可能暗示电极功能可重构，对比文件未体现此点。 |
**结论：**
经比对，对比文件US20150087991A1仅直接公开了目标专利权利要求中的技术特征B、C、O。其余技术特征A、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、P、Q、R、S、T均未被对比文件直接公开或隐含公开。对比文件主要关注系统级电路架构和波束成形方法，并未揭示目标专利的核心发明点——具有特定三电极结构（特别是两个位于同一表面的独立电极）并支持时间段重叠操作的PMUT装置。
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