对比文件名称：2014-09-10_GB2511556A_发明专利_GB2511556A Ultrasound imaging
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
模型名称：本次调用未指定模型名称
作为资深专利代理师，我将严格依据目标专利说明书对权利要求技术特征的解释，并结合对比文件GB2511556A的公开内容，进行深度分析和严谨的公开性判断。
**核心分析概要：**
目标专利的核心创新在于一种特定的压电超声换能器阵列架构，该阵列被预先、固定地划分为多个“超像素区”。每个超像素区具有层次化的像素组结构（中心像素组和至少一个外部像素组），并通过“经固定配置的导电路径”硬连线到不同的驱动输入端子。这种物理结构使得收发器电子装置能够通过选择性地控制信号时序（同时发射或依序发射并引入延迟），在同一阵列上实现两种可切换的操作模式：产生低声压平面波的“第一模式”（适用于表皮成像如指纹）和产生高声压聚焦波束的“第二模式”（适用于皮下成像和活性检测）。
对比文件GB2511556A公开了一种基于薄膜晶体管（TFT）的二维超声传感器阵列，用于超声成像。它详细描述了阵列架构、发射/接收电路、波束成形（通过延迟电路实现波束聚焦和导向）以及使用“子孔径”进行扫描的方法。虽然对比文件广泛涉及了超声阵列、波束成形和可编程延迟，但其系统架构、像素组织方式和操作模式的目的与目标专利存在本质区别。
**主要区别在于：**
1. **阵列划分与结构：** 对比文件中的“子孔径”是出于扫描和信号处理效率考虑，从大型阵列中**临时、可编程地选择**的一个相邻传感器元件区域。它并非阵列固有的、物理上预先定义且具有固定中心-外部层次化像素组结构的“超像素区”。目标专利的“超像素区”及其内部的“像素组”是阵列的**固定物理分区和布线特征**。
2. **操作模式与目的：** 对比文件的波束成形（聚焦和导向）主要用于生成用于常规医学超声成像的扫描波束。其系统描述未明确区分并配置两种截然不同的操作模式：一种专门用于产生均匀的、低声压的平面波以进行高分辨率表面成像，另一种专门用于产生高声压的聚焦波束以进行深层组织成像和活性检测。目标专利的两种模式具有不同的声压特性和应用目的，且切换是核心功能之一。
3. **具体布局：** 对比文件完全没有公开目标专利权利要求中记载的特定几何布局（如六边形七像素、六边形十九像素、正方形九像素等）及其精确的像素分组规则。
以下将根据上述理解，创建特征比对表格并进行详细论述。
### 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: 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** | “a two dimensional array of ultrasound sensor elements”（第[2]段），“defining a sub-aperture of sensor elements in a first location within the array of sensor elements”（第[2]段），“the sub-aperture comprises a plurality of adjacent sensor elements fewer in number than the sensor elements in the array”（第[2]段）。 | **隐含公开**。对比文件公开了二维超声传感器阵列，并提到了“子孔径”概念，即从大阵列中选择一个较小的相邻传感器区域进行操作。本领域技术人员可以理解，为了成像或波束成形，可以将一个大阵列视为由多个这样的子区域构成。虽然对比文件的“子孔径”通常是临时选择用于扫描的，而目标专利的“超像素区”是阵列固有的固定分区，但从“将阵列视为多个区域的集合”这一概念层面，对比文件隐含了阵列包含多个区域（子孔径）的可能性。然而，对比文件未明确描述每个区域内部具有固定的、分为“中心部分”和“外部部分”的像素组层次结构，这是目标专利超像素区的核心。因此，此特征为隐含公开。 |
| **B: 收发器电子装置** | “transmit driver circuits 506”，“receive driver circuits 508”，“system controller 510”（第[2]段及图5描述）。 | **直接公开**。对比文件明确公开了发射驱动电路、接收驱动电路和系统控制器，这些组件共同构成了控制阵列发射和接收信号的电子装置，即“收发器电子装置”。其作用与目标专利中相同，都是用于操作和控制超声换能器阵列。 |
| **C: 和所述收发器电子装置与所述阵列之间的电耦合** | “A plurality of transmit driver circuits 506 are in electrical communication with the rows of the sensor array 502... connected ... by ... transmit lines 108.”，“A plurality of receive driver circuits 508 are in electrical communication with the columns of the sensor array 502... connected ... by ... receive lines 112.”（第[2]段）。 | **直接公开**。对比文件明确描述了发射驱动电路通过发射线与阵列的行连接，接收驱动电路通过接收线与阵列的列连接。这种通过线路实现的电气通信即是“电耦合”，其作用是在收发器电子装置（驱动电路）和传感器阵列之间传输控制信号和接收信号，与目标专利中的作用相同。 |
| **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** | “The transmit driver circuits may include transmit delay circuits to delay the transmit signal for each row by a specified time for beam steering.”（第[2]段），“The receive driver circuits include receive delay circuits to delay the received signal for each column by a specified time for beam steering.”（第[2]段）。 | **隐含公开**。对比文件公开了通过延迟电路控制发射和接收信号的时序以实现波束成形（聚焦和导向）。本领域技术人员可以理解，通过配置这些延迟（例如，将所有延迟设为零或相同值，或设为特定的聚焦模式），可以改变阵列的操作模式，从而在不同的波束特性（如平面波与聚焦波）之间切换。虽然对比文件没有明确表述为“在第一模式和第二模式中的一可选择者中操作”，但其描述的通过可编程延迟实现不同波束形状的能力，隐含了可配置不同操作模式的可能性。目标专利的两种模式本质上是波束成形参数（延迟）的两种特定配置。 |
| **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** | 对比文件未明确描述产生“基本上平面超声波”作为特定操作模式。 | **隐含公开**。虽然对比文件未明确命名“平面波模式”，但本领域技术人员公知，在不应用延迟或对所有阵列元件应用完全相同的延迟时，超声阵列会产生平面波前。对比文件公开了可编程延迟电路，这意味着可以通过配置（如将所有行/列延迟设为相同值）来实现平面波发射。因此，从对比文件公开的波束成形能力可以合理推断出产生平面超声波的可能性。 |
| **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。** | “to delay the transmit signal for each row by a specified time for beam steering”（第[2]段），“to focus the ultrasound signal at a focal point”（第[2]段，图7a描述）。 | **直接公开**。对比文件直接且明确地公开了通过向阵列中不同行（和/或列）的发射信号引入延迟来实现波束聚焦（“focus the ultrasound signal at a focal point”）。波束聚焦是超声成像中的常规技术，其直接效果就是在焦点处产生高于非聚焦区域（如平面波）的声压。因此，对比文件公开了产生经聚焦波束的技术特征。虽然未明确提及“从每一超像素区”产生，但其波束聚焦原理适用于阵列的任何选定区域（如子孔径）。关于“第二声压显著高于第一声压”，这是波束聚焦的必然物理结果，为本领域公知常识。 |
| **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。** | “transmit lines 108”，“receive lines 112”（全文多处，如图1a, 5描述）。 | **隐含公开**。对比文件公开了连接驱动电路和阵列的行/列的“发射线”和“接收线”，这些可以被视为“经固定配置的导电路径”。然而，对比文件没有明确描述这些路径是按照“像素组”（如中心组、外部组）来组织和连接的。在对比文件的架构中，线路通常按行或列全局寻址。但是，本领域技术人员可以理解，为了实现特定的波束成形模式（如对比文件公开的聚焦），需要将特定的延迟模式应用到阵列的不同部分。这种应用可以通过固定的布线模式（即，将具有相同延迟需求的像素连接到同一个驱动端子）来实现。因此，对比文件部分公开了“经固定配置的导电路径”的概念，结合其公开的波束成形需求，可以隐含推断出可能存在将特定像素组连接到特定驱动端子的布线配置。 |
| **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** | 对比文件未明确描述在“平面波模式”下同时向不同驱动输入端子发射信号。 | **隐含公开**。如对特征E和G的论述，对比文件隐含了产生平面波的可能性以及可能存在连接到不同像素组的固定导电路径。为了实现平面波，最直接的方式就是向所有驱动输入端子同时发射相同的信号。这是本领域技术人员在实现平面波发射时的常规技术选择。因此，该特征可以被认为是对比文件已公开内容（平面波可能性+固定路径）的隐含公开。 |
| **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。** | “The transmit delay circuits ... are configured to delay a transmit signal to the sensor elements in each row for steering a beam of emitted ultrasound.”（第[2]段），“The delays applied ... may be configured to shape the emitted ... ultrasound beams”（第[2]段）。 | **隐含公开**。对比文件明确公开了使用发射延迟电路向阵列中不同行的传感器元件施加延迟以形成（聚焦或导向）发射波束。这本质上就是“依序发射信号”到阵列的不同部分（例如，按行），并在这些信号之间引入时间延迟。虽然对比文件以“行”为例，但本领域技术人员可以理解，延迟的原理可以应用于任何对阵列元件的分组。因此，该特征被对比文件关于发射延迟以实现波束成形的教导所隐含公开。 |
| **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** | 对比文件未提及“六方晶格”、“六边形”或“七个像素”构成的特定超像素结构。 | **未公开**。对比文件完全没有描述目标专利权利要求中这种具体、精确的几何像素排列和超像素区构成。其讨论的子孔径通常是矩形（如NxN正方形）。该特定布局未被公开。 |
| **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** | 对比文件未提及此类具体分组。 | **未公开**。该具体分组特征依赖于特征J的特定布局，而该布局未被公开，因此此特征也未被公开。 |
| **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。** | 对比文件未提及此类具体分组。 | **未公开**。该具体分组特征依赖于特征J的特定布局，而该布局未被公开，因此此特征也未被公开。 |
| **M至Y（涉及六边形19像素、正方形9像素等具体布局、分组、电耦合路径细节及多组延迟时序）** | 对比文件未提及这些具体布局、分组及相应的复杂驱动时序方案。 | **未公开**。对比文件完全没有公开目标专利权利要求中从属特征M至Y所描述的这些非常具体和复杂的超像素几何布局（六边形19像素、正方形9像素等）、精确的像素分组规则（中心、第一圈、第二圈等）、以及为实现这些特定布局的聚焦而设计的对应多组驱动输入端子和精确的多级延迟时序（第一时间延迟、第二时间延迟等）。这些是目标专利的具体实施方案，未在对比文件中找到任何教导或启示。 |
| **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。** | “Coupling gel 909 is positioned between the emitting surface of the imaging device 902 and the subject 908.”（第[2]段，图9描述）。 | **隐含公开**。对比文件明确公开了在成像设备和被检体（subject）之间使用“耦合凝胶”（coupling gel），这即是一种“声学耦合介质”，用于改善超声信号在换能器和被检体之间的传输。关于“台板”，对比文件虽然没有使用该术语，但其描述了成像设备具有“发射表面”，并且在实际应用中，为了保护脆弱的换能器阵列并提供一个平整的接触面，通常会有一个盖板或保护层（即，台板）。图9所示的设备结构隐含了这种配置。因此，本领域技术人员可以合理推断出，阵列会经由某种形式的保护层（台板）和耦合介质来发射/接收信号。 |
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