# 对比文件与目标专利特征比对分析
**对比文件名称：** 2008-05-29_发明申请_US20080122317A1 MULTI-LAYER TRANSDUCERS WITH ANNULAR CONTACTS
**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：** GPT-4
## 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> **判断结果：未公开** | 未找到明确对应内容。对比文件主要描述了作为麦克风的换能器接收声波并产生电信号。例如，[0003]段描述了“An acoustic wave incident on the membrane of the mic results in the application of a time varying force to the piezoelectric material...creates a time-varying voltage signal across the material.” | 该特征要求换能器作为“发射器”，主动响应来自收发器电路的信号以“发射”超声信号。对比文件（US20080122317A1）的核心是作为“麦克风”（接收器）的压电换能器，其工作原理是接收声波（压力波）并转换为电信号。虽然原理上压电换能器可逆，可作为发射器，但对比文件全文（包括摘要、背景、具体实施方式）均聚焦于其作为“麦克风”或“传感器”的接收功能，未描述或教导任何“响应于来自收发器电路的信号”以“发射”声波或超声信号的操作模式、时序或电路。因此，本领域技术人员无法从对比文件毫无疑义地得出或合理推断出该主动发射超声信号的技术方案。 |
| **技术特征B：** 所述PMUT包含安置于腔上方的膜片。 <br> **判断结果：直接公开** | 图2A, 3B, 3C, 4及其对应描述。例如，[0043]段描述了“The structure 200 also includes a substrate 207 having a cavity 206 therethrough.” 图2A、3B、3C均明确示出了在衬底207上的腔206，以及覆盖在腔上方的多层膜片结构（包含电极和压电层）。 | 对比文件明确公开了换能器结构包含衬底上的腔以及覆盖在腔上方的膜片（或称为薄膜、多层结构）。例如图2A中的结构200，图3B中的结构300，均清晰地展示了“安置于腔上方的膜片”这一结构特征。这与目标专利中PMUT的基本机械结构相同。 |
| **技术特征C：** 所述膜片包含压电层堆叠。 <br> **判断结果：隐含公开** | [0042]段：“The transducer structure 200 thus includes two piezoelectric layers and may thus be regarded as a bimorph structure.”；图2A, 3B, 3C, 4均示出了包含至少一层压电材料（如204, 205, 303, 313, 403, 411）的多层膜片结构。 | 对比文件中的换能器结构（如结构200、300、400）的膜片明确包含至少一层压电材料（如AlN, ZnO, PZT）。虽然“堆叠”一词在目标专利中可能强调多层，但对比文件中的“bimorph structure”（双层结构）以及图3B/4所示的多层结构（包含压电层、电极层、势垒层等）本身就构成了一个“层堆叠”。本领域技术人员能够理解，为实现压电功能，膜片必然包含压电材料层及其关联的电极层等，这构成了一个功能性的“压电层堆叠”。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | 图3B及其描述：[0057]-[0060]段描述了结构300包含压电层303、313，以及多个电极：第一外电极301、第一内电极302、第二外电极316、第二内电极315、下内电极311、下外电极312。 | 对比文件公开的换能器结构（如图3B的结构300）确实在其压电层堆叠中包含压电层（303, 313）和多个电极（如301, 302, 311, 312, 315, 316）。虽然对比文件中的电极命名（内/外、上/下）与目标专利的“第一”、“第二”不同，且数量可能多于两个，但其技术方案必然包含至少两个与压电层电耦合的电极以形成电容并输出/输入信号。本领域技术人员能够毫无疑义地认识到，要实现压电换能功能，压电层堆叠中必须包含压电层和至少两个电极。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | [0055]段：“Connections 305,306,307 are made to the first outer electrode 301, second outer electrode... and lower inner electrode..., respectively. Similarly, connections 308,309,310 are made to the first inner electrode 302, second inner electrode... and lower outer electrode..., respectively. The connections 305-310 are made to contact pads 1,2 as shown. The signals from the contact pads may then be provided to signal processing circuitry...” | 对比文件明确描述了电极通过连接（305-310）连接到接触垫（1,2），而来自接触垫的信号可被提供至信号处理电路。虽然未使用“收发器电路”这一术语，但“signal processing circuitry”即信号处理电路，其功能涵盖了接收和处理来自换能器的电信号，属于“收发器电路”中接收部分的功能。将电极连接到外部信号处理电路，即意味着电极与该电路电耦合。因此，“第一电极”（对应于对比文件中的任一电极，如301）与信号处理电路（相当于收发器电路的第一部分）电耦合这一特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | 图3B：第一外电极301和第一内电极302明确安置在压电层303的上表面（第一表面）上。第二外电极316和第二内电极315安置在压电层313的下表面（可视为另一表面）上。下内电极311和下外电极312安置在压电层313的上表面（或压电层303的下表面）上。 | 对比文件图3B清楚显示了多个电极（如301, 302）直接安置在压电层（303）的表面上。目标专利的特征F限定了第一和第二电极都安置在压电层的“第一表面”上或附近。在对比文件中，对于结构300的上部换能器，电极301和302确实都位于压电层303的同一上表面。虽然对比文件可能还有位于其他表面的电极，但该特征要求“每一者”位于同一表面，对比文件至少公开了这种电极布置的一种具体实例（即301和302同在压电层303的上表面）。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征G：** 所述第一表面与所述腔对置。 <br> **判断结果：隐含公开** | 图3B：压电层303的上表面（安置有电极301,302）是背向衬底207和腔206的。腔206位于膜片的下方。因此，压电层303的上表面（第一表面）与腔206是相对（对置）的。 | 结合图3B和文字描述，对比文件中的换能器膜片覆盖在腔206上方。压电层303具有上表面和下表面，其上表面（即安置有电极301、302的表面）是远离腔206的，即与腔206对置。这与目标专利的描述一致。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：未公开** | 未找到对应内容。对比文件描述换能器作为麦克风接收声波并产生信号（如[0003]），但未将其接收功能划分为特定的“时间段”，更没有描述与发射时间段“至少部分地重叠”。其电路连接（如[0055]）也未区分“收发器电路的第一部分和第二部分”。 | 该特征的核心在于“同时性”或“时间重叠”的发射和接收操作，以及电极连接到收发器电路的不同部分以实现该操作。对比文件仅公开了换能器作为接收器（麦克风）的单一操作模式，完全没有提及任何发射操作，更不用说发射和接收在时间上的重叠关系。也没有任何关于为了支持同时收发而将不同电极连接到收发器电路不同独立部分的教导或启示。因此，该特征未被对比文件公开。 |
| **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> **判断结果：未公开** | 未找到对应内容。 | 该特征明确要求“同时”发射和接收。如对特征A和H的分析，对比文件没有公开任何发射超声信号的操作，因此更不可能公开“同时”发射和接收。该特征未被公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | 图3A, 3B及其描述：[0052]-[0054]段描述了“first outer electrode 301 and a first inner electrode 302”，并且“the inner and outer electrodes being in a concentric relationship”。图3B显示内电极302位于膜片中心区域（内部部分），外电极301位于膜片外围区域（外部部分），且外电极301的位置靠近腔的边界（由衬底207的边缘定义）。 | 对比文件明确公开了“内电极”（inner electrode）和“外电极”（outer electrode）的环形接触结构，且二者呈同心关系。如图3B所示，内电极302位于膜片的内部（中心）区域，外电极301位于膜片的外部（外围）区域。外电极301的位置确实接近于腔的壁（即衬底207的边缘），并且处在腔壁与内电极302之间。这与特征J的描述高度吻合。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：未公开** | 图3B：外电极301的边缘似乎与衬底207上腔206的开口边缘大致对齐，或可能略微超出。但对比文件文字未明确描述电极“延伸超出”腔壁。图3C的结构318中，下外电极312明确延伸覆盖在衬底207上，但这是下电极，并非目标专利中定义的在压电层第一表面上的“第二电极”。 | 特征K限定了在压电层第一表面上的“第二电极”（即外部电极）的一部分延伸超出腔壁。对比文件图3B中外电极301的延伸范围不够明确，文字也未提及此设计。虽然图3C的下外电极312明确延伸超出，但其位置（在压电层下方）不符合目标专利对“第二电极”位置的定义（在压电层的第一表面上）。本领域技术人员不能从对比文件毫无疑义地得出或合理推断出位于压电层上表面的外电极会延伸超出腔壁。因此，该特征未被公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | 图3B：结构300包含下内电极311和下外电极312，它们位于压电层313与衬底207/腔206之间。这些电极可被视为安置在压电层与腔之间的电极。 | 对比文件图3B所示的多层换能器结构300中，明确存在位于下部压电层313下方的电极（311, 312），这些电极处于压电层（313）和衬底/腔（206）之间。这符合特征L中“第三电极安置于所述压电层与所述腔之间”的描述。虽然对比文件中有多个下电极，但它们都位于所述位置关系内。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | [0059]段：“With the lower inner electrode 311 and first and second outer electrodes 301,316, respectively, at a reference voltage (again, arbitrarily, but not necessarily, at ground potential)...”；[0060]段也有类似描述。 | 对比文件明确教导了将某些电极（如下内电极311、第一外电极301、第二外电极316）连接到参考电压（例如地电位）。这相当于将这些电极配置为“参考电极”。在公开的实施例中，这些参考电极是与内电极（如302，可视为第一或第二电极）和外电极（如301/316）共同使用的。因此，对比文件隐含公开了存在一个被配置为参考电极的第三电极（如下内电极311），其与第一和第二电极一起工作。 |
| **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> **判断结果：直接公开** | [0059]段：“...at a reference voltage (again, arbitrarily, but not necessarily, at ground potential)...” | 对比文件明确记载了参考电极被置于参考电压，并举例说明该参考电压可以是地电位（ground potential）。这直接公开了“参考电极的电压箝位到接地或其它参考电压”这一技术特征。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | [0045]段：“As will be readily appreciated by one of ordinary skill in the art, application of a force (e.g., pressure from a sound wave) will result in flexure of the transducer structure, for example as shown in FIG. 2B.”；图2B展示了膜片在受力下的弯曲（挠曲）。膜片由衬底边缘支撑（可视为锚定结构）并在腔上方延伸。 | 对比文件描述了换能器膜片在声波压力（力）的作用下会发生弯曲（flexure）。图2B直观显示了这种挠曲运动。膜片被支撑在衬底上并在腔上方延伸，这是此类MEMS麦克风的基本结构。虽然未明确使用“锚定结构”和“第一挠曲模式”这两个术语，但本领域技术人员能够理解，受周边支撑的膜片在声压作用下发生的弯曲振动，即是一种基本的挠曲模式操作。因此，该特征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> **判断结果：隐含公开** | [0009]-[0010]段及图1A描述：在压电层弯曲时，存在不同曲率区域，导致上表面和下表面分别承受拉伸和压缩应力。[0045]段也提及弯曲导致一个压电层受压缩力，另一个受拉伸力。 | 对比文件的核心原理之一就是利用膜片弯曲时在不同区域（内/外）产生的相反应力状态（拉伸/压缩）来避免电荷中和，提高灵敏度（见[0010]段）。图1A及对应文字明确描述了在挠曲时，压电层不同区域的上表面和下表面交替承受拉伸和压缩应力。当膜片振动时，这些应力状态必然发生交替变化，形成振荡负载循环。位于不同区域（如内电极和外电极区域）的电极所覆盖的压电材料，会经历相应的应力循环。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | [0048]-[0050]段及图2C：当两个压电层的c轴平行时，在弯曲的同一位置（如两端），两个压电层产生的电压极性相同。这意味着两个压电层（或对应电极区域）的应力状态（拉伸/压缩）是同相的。 | 对比文件公开了通过控制压电层c轴方向来改变输出信号的极性关系。在c轴平行的配置中（图2C，结构210），施加力导致弯曲时，两个压电元件在相同位置（例如两端）会同时处于拉伸或压缩状态（见[0048]段“results in the same voltage polarity”）。这隐含了覆盖这两个压电区域的两个电极（可视为第一和第二电极）所经历的应力振荡循环是同相的。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | [0045]-[0047]段及图2A：当两个压电层的c轴反平行时，在弯曲的同一位置，一个压电层受压缩，另一个受拉伸，产生的电压极性相反。 | 同样基于对比文件对c轴方向的教导，在c轴反平行的配置中（图2A，结构200），弯曲导致两个压电元件在相同位置处于相反的应力状态（一个压缩，一个拉伸）。这隐含了对应电极所经历的应力振荡循环是异相的（相差180°）。因此，该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：隐含公开** | 同上（[0045]-[0047]段及图2A）。在c轴反平行且结构对称的情况下，两个压电层在对称点的应力状态完全相反，即相位差180°。 | 如特征R所述，对比文件公开的c轴反平行配置（结构200）直接导致了两个压电元件在对应位置产生的电压极性相反。对于对称的弯曲模式，这意味着两个区域的应力状态时刻相反，即振荡负载循环异相180°。该特征被对比文件隐含公开。 |
| **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> **判断结果：未公开** | 未找到对应内容。 | 该特征涉及同一电极在“发射模式”和“接收模式”之间切换。对比文件全文未描述任何电极具有“发射模式”或模式切换的功能。所有电极都是作为固定的信号输出端（在麦克风模式下）。因此，该特征未被公开。 |
## 结论与代码输出
根据以上分析，对比文件直接公开了技术特征B、N；隐含公开了技术特征C、D、E、F、G、J、L、M、O、P、Q、R、S。
<<<B>>><<<N>>>
<<<c>>><<<d>>><<<e>>><<<f>>><<<g>>><<<j>>><<<l>>><<<m>>><<<o>>><<<p>>><<<q>>><<<r>>><<<s>>>