对比文件名称：2013-10-30_CN101662989B_发明授权_CN101662989B 使用挠曲模式压电换能器的增强的超声成像探头
目标专利名称：用于2-D波束成形的压电超声换能器的超像素阵列CN106999985B
本次调用的模型名称：专利创造性评估模型
### 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**：其包括：压电超声换能器元件阵列，所述阵列包含多个超像素区，每一超像素区包含至少两个像素组，所述至少两个像素组中的第一像素组安置于所述超像素区的中心部分中，且至少一第二像素组安置于所述超像素区的外部部分中《未公开》 | 说明书第[0022]段：“pMUT器件结构80连接到半导体器件44以形成垂直集成的pMUT器件90。顶电极32和底电极20将被第二电介质28分开的压电阵列元件22夹在中间...空气背衬腔50的侧壁被共形绝缘膜36和共形导电膜42覆盖...图形化的穿过晶片互连42提供从压电膜35到半导体器件44以及开口30中的接地焊盘24的直接电连接。” 说明书第[0052]段：“因为每个压电元件22与相邻的压电元件22电隔离，所以在换能器传输模式下可以分别驱动单个元件。此外，可以由半导体器件44独立地从每个压电膜测量接收信号。” | 对比文件公开了压电超声换能器（pMUT）元件阵列（压电阵列元件22），并且这些元件在电学上是可独立寻址的。然而，对比文件完全没有提及“超像素区”的概念，更没有将阵列中的元件按照“超像素区”进行划分，也没有将每个区内的元件进一步分组为“安置于中心部分的第一像素组”和“安置于外部部分的第二像素组”。目标专利的“超像素区”及其内部像素分组是实现其两种操作模式（平面波与聚焦波束）的核心结构特征。对比文件仅公开了常规的、可独立寻址的换能器元件阵列，并未公开或暗示这种特定的、用于实现波束成形功能的结构划分。因此，该技术特征未被直接公开，也未隐含公开。 |
| **技术特征B**：收发器电子装置《直接公开》 | 说明书第[0052]段：“可以由半导体器件44独立地从每个压电膜测量接收信号。” 说明书第[0078]段：“可以将pMUT器件与控制电路集成在导管尖端。例如，...可以将读出功能直接与换能器阵列集成。可以将放大器ASIC接合到pMUT衬底...这种直接集成还可以极大地减少pMUT元件与放大器之间的电引线长度以进一步降低信号噪声。通过集成第二多路复用ASIC...还可以以类似的方式将驱动或传输功能与pMUT衬底集成。可使用包括在ASIC堆叠结构中的高压驱动器来产生驱动换能器元件的必需信号...” | 对比文件明确公开了与pMUT阵列配合工作的控制电路、放大器ASIC、多路复用ASIC、高压驱动器等电子装置，这些电子装置负责驱动换能器发射信号以及接收和处理换能器产生的信号，其功能与目标专利中的“收发器电子装置”相同。因此，该技术特征被直接公开。 |
| **技术特征C**：和所述收发器电子装置与所述阵列之间的电耦合《直接公开》 | 说明书第[0022]段：“pMUT器件结构80连接到半导体器件44以形成垂直集成的pMUT器件90。...图形化的穿过晶片互连42提供从压电膜35到半导体器件44...的直接电连接。” 说明书第[0053]段：“形成穿过晶片互连42的优点在于不需要分离的导线、柔性线缆等等在膜35与半导体器件44之间传递电传输和接收信号，因为互连42直接提供了电连接。” | 对比文件详细描述了pMUT阵列（压电阵列元件22）通过穿过晶片互连42、焊料凸点46等方式与半导体器件44（即收发器电子装置）实现电连接，用于传递驱动和接收信号。这明确公开了“收发器电子装置与所述阵列之间的电耦合”。因此，该技术特征被直接公开。 |
| **技术特征D**：其中所述收发器电子装置经配置以在第一模式和第二模式中的一可选择者中操作所述阵列《未公开》 | 说明书第[0052]段：“因为每个压电元件22与相邻的压电元件22电隔离，所以在换能器传输模式下可以分别驱动单个元件。此外，可以由半导体器件44独立地从每个压电膜测量接收信号。” | 对比文件公开了换能器阵列可以在传输（发射）模式和接收模式下工作，这是超声成像设备的基本操作。然而，目标专利的“第一模式”和“第二模式”特指两种不同的发射波前形成模式：平面波模式和聚焦波束模式。对比文件完全没有提及收发器电子装置被配置为在这两种特定的、功能迥异的波前形成模式之间进行选择性地操作阵列。其控制电路的功能是常规的驱动和接收，并未涉及为了实现平面波或聚焦波束而设计的特定配置或模式切换。因此，该技术特征未被公开。 |
| **技术特征E**：在所述第一模式中，所述阵列产生具有第一声压的基本上平面超声波《未公开》 | 无 | 对比文件通篇未提及“平面超声波”或“基本上平面超声波”的产生。其关注点在于通过施加DC偏压或特殊波形来增强单个pMUT元件的接收灵敏度，以及阵列的常规成像操作，并未描述所有或部分阵列元件被同步驱动以产生平面波前这一具体技术手段。因此，该技术特征未被直接或隐含公开。 |
| **技术特征F**：且在所述第二模式中，所述阵列从每一超像素区产生具有第二声压的经聚焦波束，所述第二声压显著高于所述第一声压。《未公开》 | 无 | 对比文件未提及“超像素区”，更未提及从每个这样的区产生“经聚焦波束”。虽然对比文件提到了“成束器(beam former)”（说明书第[0078]段），但这属于超声成像领域的通用组件，用于接收侧波束成形或发射侧波束导引，但并未具体公开如何通过控制阵列内不同组元件的发射时序（如目标专利所述）来在发射侧主动形成聚焦波束，并且特别强调该聚焦波束的声压显著高于平面波模式的声压。该特征与目标专利实现皮下成像的核心目的紧密相关，但未在对比文件中披露。 |
| **技术特征G**：其中所述收发器电子装置与所述阵列之间的所述电耦合包含连接所述第一像素组中的像素与第一驱动输入端子的第一经固定配置的导电路径，以及连接所述第二像素组中的像素与第二驱动输入端子的第二经固定配置的导电路径，所述第一驱动输入端子和所述第二驱动输入端子与所述收发器电子装置耦合。《隐含公开》 | 说明书第[0022]段：“顶电极32和底电极20将被第二电介质28分开的压电阵列元件22夹在中间...图形化的穿过晶片互连42提供从压电膜35到半导体器件44...的直接电连接。” 说明书第[0052]段：“因为每个压电元件22与相邻的压电元件22电隔离，所以在换能器传输模式下可以分别驱动单个元件。” | 对比文件公开了每个压电元件通过电极和互连（如穿过晶片互连42）以“经固定配置的导电路径”连接到控制电路（半导体器件44）。这意味着，在物理上，阵列中的每个元件都有其固定的电连接路径到达控制电子装置。虽然对比文件没有明确将元件分组为“第一像素组”和“第二像素组”并连接到不同的驱动输入端子，但本领域技术人员可以理解，为了实现对不同元件的独立或分组控制，必然需要将它们通过各自的导电路径连接到控制电路的不同端口或通过多路复用器进行寻址。这种将元件分组并分别连接是实现电子控制的基础。因此，可以合理推断出对比文件隐含了“经固定配置的导电路径”这一硬件连接特征，尽管其分组方式（超像素区内的中心/外部组）和目的（用于两种波前模式）未被公开。 |
| **技术特征H**：其中：在所述第一模式中，所述收发器电子装置同时发射信号到所述第一驱动输入端子和所述第二驱动输入端子中的每一者《隐含公开》 | 说明书第[0078]段：“可使用包括在ASIC堆叠结构中的高压驱动器来产生驱动换能器元件的必需信号，并且可使用多路复用电路来对单个pMUT元件寻址。因此，通过用适当的计时对驱动信号多路复用，可实现2D状态的(phased)阵列工作。” | 对比文件提到使用多路复用电路对元件寻址以实现“状态的阵列工作”，这通常涉及控制各元件发射信号的时序（相位）。然而，要产生目标专利所述的“基本上平面超声波”，一种简单直接的方式就是同时（或几乎同时）驱动所有相关元件。虽然对比文件没有明确描述“同时发射信号到不同驱动输入端子以产生平面波”这一具体场景，但“同时驱动”是超声阵列产生平面波的一种公知且基础的技术手段。本领域技术人员在拥有可独立驱动的元件阵列时，为了获得平面波，能够毫无困难地想到并实施同时驱动这些元件的方案。因此，该技术特征可以被认为是对比文件所公开的“可独立驱动阵列”这一上位概念所隐含的下位实施方式之一。 |
| **技术特征I**：且在所述第二模式中，所述收发器电子装置依序发射信号到所述第一驱动输入端子和所述第二驱动输入端子中的每一者，使得在将第一发射信号递送到所述第二驱动输入端子与将第二发射信号递送到所述第一驱动输入端子之间发生时间延迟。《未公开》 | 说明书第[0078]段：“可使用包括在ASIC堆叠结构中的高压驱动器来产生驱动换能器元件的必需信号，并且可使用多路复用电路来对单个pMUT元件寻址。因此，通过用适当的计时对驱动信号多路复用，可实现2D状态的(phased)阵列工作。” | 对比文件确实提到了通过“适当的计时”和多路复用来实现“状态的阵列工作”（即波束成形或波束导引），这必然涉及对不同元件施加不同的时间延迟（相位）。然而，目标专利的特征I具体限定了这种依序发射和时间延迟是应用于“第一像素组”和“第二像素组”（即超像素区内的中心组和外部组），并且其目的是从“每一超像素区”产生“经聚焦波束”。对比文件完全没有公开“超像素区”以及将元件按中心/外部分组的概念。其波束成形是针对整个阵列或子阵列的常规波束导引，而非针对每个重复的、结构化的“超像素区”单元进行独立的聚焦。因此，尽管“依序发射信号并引入时间延迟”这一抽象动作被提及，但其应用的具体结构背景（超像素分组）和目的（在每个超像素区产生聚焦波束）并未被公开。该特征与目标专利的特定架构紧密结合，不能被孤立地视为已被公开。 |
| **技术特征J**：其中：所述超像素区包含布置于六方晶格上以便形成六边形的七个像素《未公开》 | 无 | 对比文件未提及任何关于“超像素区”具有特定几何形状（如六边形）或特定像素数量（如七个）以及排列方式（六方晶格）的内容。这是目标专利中一个非常具体的设计实例，在对比文件中找不到任何对应或暗示。 |
| **技术特征K**：所述第一像素组包含安置成接近于所述六边形的中心的一个中心像素《未公开》 | 无 | 依赖于特征J未公开的具体结构，该特征同样未被公开。 |
| **技术特征L**：且所述第二像素组包含六个像素，所述六个像素中的每一者以距所述中心像素大致相等的距离安置于所述超像素区的所述外部部分中。《未公开》 | 无 | 依赖于特征J、K未公开的具体结构，该特征同样未被公开。 |
| **技术特征M**：其进一步包含第三像素组和第四像素组，其中：所述超像素区包含布置于六方晶格上以便形成六边形的十九个像素《未公开》 | 无 | 对比文件未提及任何关于包含更多像素组（第三、第四）或具有十九个像素的六边形超像素区的具体结构。 |
| **技术特征N**：所述第一像素组包含安置成接近于所述六边形的中心的一个中心像素《未公开》 | 无 | 依赖于特征M未公开的具体结构，该特征同样未被公开。 |
| **技术特征O**：所述第二像素组包含以距所述中心像素大致相等的距离安置于所述超像素区的外部部分中的六个像素《未公开》 | 无 | 依赖于特征M未公开的具体结构，该特征同样未被公开。 |
| **技术特征P**：且所述第三像素组包含六个像素，所述六个像素中的每一者安置于与所述第二像素组中的每一像素相比距所述中心像素较大距离处，且与所述第四像素组中的每一像素相比距所述中心像素较小距离处。《未公开》 | 无 | 依赖于特征M未公开的具体结构，该特征同样未被公开。 |
| **技术特征Q**：其中所述收发器电子装置与所述阵列之间的所述电耦合包含：第一经固定配置的导电路径，其连接所述第一像素组中的像素与第一驱动输入端子《隐含公开》 | 同特征G的引用和论述。 | 同特征G的论述。对比文件隐含了元件通过固定导电路径连接至控制电路的概念。尽管“第一像素组”这一特定分组未被公开，但“连接某一组像素到某一驱动端子”的硬件连接形式本身是隐含的。 |
| **技术特征R**：第二经固定配置的导电路径，其连接所述第二像素组中的像素与第二驱动输入端子《隐含公开》 | 同特征G的引用和论述。 | 同特征G、Q的论述。 |
| **技术特征S**：第三经固定配置的导电路径，其连接所述第三像素组中的像素与第三驱动输入端子《隐含公开》 | 同特征G的引用和论述。 | 同特征G、Q的论述。原理上，对于更多分组的连接，同样可以通过扩展的固定导电路径实现。 |
| **技术特征T**：第四经固定配置的导电路径，其连接所述第四像素组中的像素与第四驱动输入端子《隐含公开》 | 同特征G的引用和论述。 | 同特征G、Q、S的论述。 |
| **技术特征U**：且所述第一驱动输入端子、所述第二驱动输入、所述第三驱动输入和所述第四驱动输入中的每一者与所述收发器电子装置耦合。《直接公开》 | 说明书第[0022]段：“图形化的穿过晶片互连42提供从压电膜35到半导体器件44...的直接电连接。” 说明书第[0052]段：“可以由半导体器件44独立地从每个压电膜测量接收信号。” | 对比文件公开了pMUT阵列的元件通过互连与半导体器件（收发器电子装置）耦合。虽然未明确区分“第一、第二、第三、第四驱动输入端子”，但本领域技术人员能够毫无疑义地理解，为了实现对各元件或元件组的独立控制，它们必然需要连接到控制电子装置上相应的、不同的输入/输出端口或通道。这些端口或通道在功能上就相当于“驱动输入端子”。因此，该技术特征被直接公开。 |
| **技术特征V**：其中：在所述第一模式中，所述收发器电子装置同时发射信号到所述第一驱动输入端子、所述第二驱动输入端子、所述第三驱动输入端子和所述第四驱动输入端子中的每一者《隐含公开》 | 同特征H的引用和论述。 | 同特征H的论述。同时驱动多个端口/通道以产生平面波，是可独立驱动阵列的一种隐含的、基础的应用方式。 |
| **技术特征W**：且在所述第二模式中，所述收发器电子装置依序发射信号到所述第一驱动输入端子、所述第二驱动输入端子、所述第三驱动输入端子和所述第四驱动输入端子中的每一者，使得：在将第一发射信号递送到所述第四驱动输入端子与将第二发射信号递送到所述第三驱动输入端子之间发生第一时间延迟《未公开》 | 同特征I的引用和论述。 | 同特征I的论述。对比文件提到了通过计时实现波束成形，但未公开具体应用于“超像素区”内四个像素组并按照从外到内（第四->第三->第二->第一）的特定顺序施加精确延迟以实现聚焦的方案。该具体延迟序列是目标专利的特定实施方式，未被公开。 |
| **技术特征X**：在将所述第二发射信号递送到所述第三驱动输入端子与将第三发射信号递送到所述第二驱动输入端子之间发生第二时间延迟《未公开》 | 同特征I的引用和论述。 | 同特征W的论述，是该具体延迟序列的一部分，未被公开。 |
| **技术特征Y**：且在将所述第三发射信号递送到所述第三驱动输入端子与将第四发射信号递送到所述第一驱动输入端子之间发生第三时间延迟。《未公开》 | 同特征I的引用和论述。 | 同特征W的论述，是该具体延迟序列的一部分，未被公开。（注：目标专利原文此处似有笔误，应为“在将所述第三发射信号递送到所述第二驱动输入端子与将第四发射信号递送到所述第一驱动输入端子之间”，但基于对比文件评估，不影响结论。） |
| **技术特征Z**：其进一步包括安置于所述阵列上方的台板和声学耦合介质，其中所述阵列经配置以经由所述台板和所述耦合介质接收或发射超声信号。《直接公开》 | 说明书第[0095]段：“声窗1740可包括与pMUT 90直接接触的声匹配材料1750。” 说明书第[0085]段：“导管500和600分别包括与pMUT 90直接接触的声匹配材料550、650。声匹配材料550、650可以是低弹性模量的聚合物、水或硅凝胶。” | 对比文件在描述成像探头（如导管）时，明确公开了在pMUT阵列上方设置“声窗”和“声匹配材料”。声窗起到保护作用并允许声波透过，其功能等同于“台板”；声匹配材料用于改善声学耦合，其功能等同于“声学耦合介质”。并且，阵列正是经由这些层接收和发射超声信号。因此，该技术特征被直接公开。 |
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