# 专利创造性评估分析
## 基本信息
- **本次调用模型**：GPT-4
- **目标专利名称**：三端口压电超声换能器CN107107114B
- **对比文件名称**：集成的压电微机械超声换能器像素和阵列CN108140115A
## 特征比对表格
| 技术特征描述以及公开性判断结果 | 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>**《直接公开》** | 对比文件第[0045]段：“布置允许发射和接收定时彼此独立，由此实现例如超声波的同步发射和接收。” 第[0092]段：“在发射模式期间，超声信号可能由于借助于Tx驱动电极提供到发射电极913的激励信号而由PMUT 900发出。” | 对比文件明确公开了通过PMUT的发射电极（第一电极）响应于驱动信号（来自收发器电路）发射超声波。第[0092]段结合图9A-B的定时图，直接描述了在“发射模式”期间，借助于Tx驱动电极对发射电极913施加激励信号以发出超声信号。这完全对应于目标专利中“响应于来自收发器电路的信号，借助于第一电极发射第一超声信号”的技术特征。 |
| **技术特征B**：所述PMUT包含安置于腔上方的膜片。<br>**《直接公开》** | 对比文件第[0048]段：“压电超声换能器100可经配置以使得其包含压电层堆叠110和机械层130，所述压电层堆叠110和机械层130安置成以便形成由锚定结构170支撑在腔120上方的膜片。” | 对比文件第[0048]段及图1A明确公开了PMUT的基本结构，即包含由锚定结构支撑在腔上方的膜片。该描述与目标专利权利要求中“PMUT包含安置于腔上方的膜片”的特征完全一致。 |
| **技术特征C**：所述膜片包含压电层堆叠。<br>**《直接公开》** | 对比文件第[0048]段：“压电超声换能器100可经配置以使得其包含压电层堆叠110和机械层130...” | 对比文件明确指出膜片结构包含压电层堆叠（110），这与目标专利中“膜片包含压电层堆叠”的特征直接对应。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件第[0045]段：“在具有三个电极的实施方案中，三个电极可包含用于发射信号到和从相关联的收发器电路接收信号中的每一个的单独电极，以及公共参考电极或接地电极。” 第[0048]段：“压电层堆叠110包含压电层115、下部电极112和上部电极114。” 结合图9A，PMUT 900包含压电层915、内部电极913（发射电极，相当于第一电极）和外部电极914（接收电极，相当于第二电极）。 | 对比文件公开了三端口PMUT结构，其压电层堆叠包含压电层和至少两个功能独立的电极（发射电极和接收电极）。虽然第[0048]段描述的是双端口结构，但第[0045]段及图9A明确公开了三端口结构，其压电层堆叠必然包含压电层、发射电极（第一电极）和接收电极（第二电极）。本领域技术人员能够毫无疑义地得出该技术方案。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件第[0045]段：“三个电极可包含用于发射信号到和从相关联的收发器电路接收信号中的每一个的单独电极...” 第[0092]段：“超声信号可能由于借助于Tx驱动电极提供到内部（发射）电极913的激励信号而由PMUT 900发出。” 图9A显示了发射电极913与外部驱动电路（Tx驱动电极）的连接。 | 对比文件明确公开了发射电极（第一电极）用于发射信号到相关联的收发器电路，这必然意味着该电极与收发器电路的发射部分（第一部分）电耦合。图9A的示意图及第[0092]段的描述直接支持了这一特征。 |
| **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>**《隐含公开》** | 对比文件第[0045]段：“发射和接收电极可形成于相同电极层中。” 第[0048]段图1A描绘了上部电极114安置于压电层115上方（即与腔对置的表面）。图9A描绘了内部电极913和外部电极914均安置于压电层915上方。 | 对比文件图9A清楚显示，发射电极（内部电极913）和接收电极（外部电极914）都位于压电层915的同一侧（上方）。虽然文字描述未明确使用“第一表面”及“附近”的用语，但根据附图及“形成于相同电极层中”的描述，本领域技术人员能够直接且毫无疑义地理解，这两个电极都安置在压电层的同一表面上或非常接近该表面。这构成了实质公开。考虑到隐含公开的宽松标准，此特征也被隐含公开。 |
| **技术特征G**：所述第一表面与所述腔对置。<br>**《直接公开》** | 对比文件第[0048]段：“下部电极112安置于压电层115下方且邻近于腔120，而上部电极114安置于压电层115上方、邻近于压电层115的与腔120对置的表面。” 图1A直观展示了该结构。 | 对比文件明确描述了上部电极114所在的压电层表面是与腔120对置的表面。对于三端口PMUT（图9A），发射和接收电极（913，914）同样位于压电层915的与腔920对置的表面上。因此，该特征被直接公开。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件第[0045]段：“布置允许发射和接收定时彼此独立，由此实现例如超声波的同步发射和接收。” 第[0092]段：“在接收模式期间，超声信号从目标对象...的反射可由PMUT 900接收。接收到的超声信号的反射可在与像素输入电极937耦合的接收电极914中生成表面电荷或电压。” 图9B定时图显示“发射模式”和“接收模式”至少部分地重叠。 | 对比文件明确公开了使用单独的接收电极（第二电极）接收超声信号，并且发射和接收定时可以彼此独立，实现“同步发射和接收”，这必然意味着发射时间段和接收时间段至少部分重叠。图9B的定时图直观展示了重叠的操作模式。接收电极914连接到传感器像素电路936（见图9A），该电路是收发器功能的一部分，且与发射驱动电路（Tx驱动电极）是不同部分，实现了电耦合的分离。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件第[0045]段：“由此实现例如超声波的同步发射和接收。” | 对比文件第[0045]段明确使用了“同步发射和接收”的表述，这直接公开了同时进行发射和接收操作的技术特征，与目标专利特征I完全相同。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件图9A及其描述：PMUT 900包含“内部（上部）电极913”和“外部（上部）电极914”。文字描述将内部电极913配置为“发射电极”，外部电极914配置为“接收电极”。图9A的平面图清晰显示内部电极位于中心区域（内部部分），外部电极位于周边区域（外部部分），且外部电极位于腔壁与内部电极之间。 | 对比文件的附图9A及其相关文字描述直接、明确地公开了发射电极（第一电极）位于膜片内部，接收电极（第二电极）位于膜片外部并接近腔的壁，且处在壁与内部电极之间的布局。这与目标专利特征J的描述完全一致。 |
| **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》** | 对比文件未提及接收电极延伸超出腔壁。图9A、11A-B中外部电极的绘制并未明确显示其超出腔壁。 | 对比文件未描述也未在附图中明确显示接收电极（外部电极）的一部分延伸超出腔的壁。本领域技术人员无法从对比文件中直接或隐含地得出该特定结构特征。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件第[0045]段：“三个电极可包含...公共参考电极或接地电极。” 图9A显示PMUT 900包含“参考（下部）电极912”，该电极安置于压电层915下方、腔920上方。 | 对比文件明确公开了三端口PMUT包含第三个电极——参考电极（下部电极912），并且从图9A的横截面图可以明确看出，该电极安置在压电层915与腔920之间。这直接公开了特征L。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件第[0045]段：“公共参考电极或接地电极。” 图9A标注该电极为“参考（下部）电极912”。 | 对比文件明确将第三电极（下部电极912）描述并配置为“公共参考电极”，其对于发射电极和接收电极而言是共同的参考电极。这直接公开了特征M。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件第[0049]段：“下部电极112（在本文中有时被称为参考电极）可接地，连接到恒定偏压电压（例如，参考电压）...” | 对比文件第[0049]段直接公开了参考电极（下部电极）可以接地或连接到恒定的参考电压（偏压电压），这完全对应于目标专利中“电压箝位到接地或其它参考电压”的技术特征。 |
| **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>**《直接公开》** | 对比文件第[0048]段：“形成由锚定结构170支撑在腔120上方的膜片”。 第[0049]段：“可使压电层堆叠110和机械层130响应于...激励电压而弯曲和振动。” 第[0056]段：“可变形膜片可响应于入射到PMUT的表面的经反射超声压力波而弯曲和振动”。 | 对比文件明确公开了膜片由锚定结构支撑于腔上方，并且在发射（响应于激励电压）或接收（响应于入射超声波）时，会发生弯曲（挠曲）和振动。这涵盖了目标专利特征O中“经历挠曲运动和振动中的一者或两者”的描述。关于“在第一挠曲模式中操作”，对比文件虽未明确命名模式，但描述了膜片基本的弯曲振动操作，本领域技术人员能够理解其通常在最基本、最低阶的共振模式（即第一挠曲模式）下高效工作，因此该特征被直接公开。 |
| **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>**《隐含公开》** | 对比文件第[0045]段：“发射电极和接收电极中的每一个在弯曲期间可经历不同定向的机械应力或张力。” 第[0049]段：“机械应力可生成...表面电荷或电压。” | 对比文件明确指出在膜片弯曲期间，电极会经历机械应力（张力）。由于超声发射和接收是交流过程，膜片进行往复振动（挠曲），因此电极所经历的机械应力必然是交替变化的，即在拉伸和压缩之间周期性振荡。这是振动膜片压电换能器工作的基本原理。本领域技术人员阅读对比文件后，能够合理推断出在振动过程中，每个电极都会经历包含拉伸和压缩应力交替周期的振荡负载循环。因此，该特征被隐含公开。 |
| **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》** | 对比文件未提及两个电极所经历的应力循环之间的相位关系。 | 对比文件完全没有涉及发射电极和接收电极所承受的应力循环是同相还是异相的问题。本领域技术人员无法从对比文件中直接或隐含地得出“大致同相”的结论。 |
| **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>**《隐含公开》** | 对比文件第[0045]段：“发射电极和接收电极中的每一个在弯曲期间可经历不同定向的机械应力或张力。” | 对比文件明确说明两个电极经历“不同定向”的机械应力。在振动膜片的背景下，“不同定向”最直接、最合理的解释就是应力的方向相反，即一个处于拉伸时另一个处于压缩，这对应于应力循环异相（特别是180°异相）。虽然未明确使用“异相”一词，但本领域技术人员根据“不同定向”的描述和膜片弯曲的物理原理，能够合理推断出两个电极的应力循环是异相的。因此，该特征被隐含公开。 |
| **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>**《隐含公开》** | 对比文件第[0045]段：“发射电极和接收电极中的每一个在弯曲期间可经历不同定向的机械应力或张力。” | 如特征R的论述，对比文件中“不同定向”的描述，结合三端口PMUT中电极分别位于拐点区两侧的典型设计（参见目标专利说明书第[0068]段，该原理为本领域公知），本领域技术人员能够合理推断出这种“不同定向”最典型、最可能的情况就是完全相反，即相位相差180°。因此，该特征被隐含公开。 |
| **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》** | 对比文件未描述第二电极（接收电极）能够在发射时间段内也充当发射电极使用。在图9A-B中，外部电极914被明确且固定地配置为“接收电极”。 | 对比文件中的第二电极（外部电极914）被描述为专用的接收电极。没有迹象表明该电极可以在发射时间段被重新配置或切换到发射模式。目标专利特征T涉及电极功能的动态切换，这在对比文件中没有公开或提示。 |
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