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　　本实用新型公开了一种口内扫描装置，包括：扫描仪，扫描仪用于采集口内图像数据；数据处理单元，数据处理单元与扫描仪连接，用于对口内图像数据进行处理；工作站，工作站与数据处理单元连接，用于对处理后的口内图像数据进行三维重建以获得三维数据；供电模块，用于给扫描仪和数据处理单元供电；其中，扫描仪、数据处理单元和工作站相互独立设置。该口内扫描装置，在扫描仪和工作站之间独立设置数据处理单元，且通过数据处理单元对口内图像数据进行处理，能够大大减小扫描仪体积，提升手持的舒适性，且能够保证图像采集的速度、效果。

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 210670237 U (45)授权公告日 2020.06.02 (21)申请号 7.7 (22)申请日 2019.11.05 (73)专利权人 合肥美亚光电技术股份有限公司 地址 230088 安徽省合肥市高新技术产业 开发区望江西路668号 (72)发明人 周楠陈园园 (74)专利代理机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通合伙) 11201 代理人 白雪静 (51)Int.Cl. H04N 1/04(2006.01) 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (54)实用新型名称 口内扫描装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种口内扫描装置，包 括：扫描仪，扫描仪用于采集口内图像数据；数据 处理单元，数据处理单元与扫描仪连接，用于对 口内图像数据进行处理；工作站，工作站与数据 处理单元连接，用于对处理后的口内图像数据进 行三维重建以获得三维数据；供电模块，用于给 扫描仪和数据处理单元供电；其中，扫描仪、数据 处理单元和工作站相互独立设置。该口内扫描装 置，在扫描仪和工作站之间独立设置数据处理单 元，且通过数据处理单元对口内图像数据进行处 理，能够大大减小扫描仪体积，提升手持的舒适 性，且能够保证图像采集的速度、效果。 U 7 3 2 0 7 6 0 1 2 N C CN 210670237 U 权利要求书 1/2页 1.一种口内扫描装置，其特征在于，包括： 扫描仪，所述扫描仪用于采集口内图像数据； 数据处理单元，所述数据处理单元与所述扫描仪连接，用于对所述口内图像数据进行 处理； 工作站，所述工作站与所述数据处理单元连接，用于对处理后的口内图像数据进行三 维重建以获得三维数据； 供电模块，所述供电模块用于给所述扫描仪和所述数据处理单元供电； 其中，所述扫描仪、所述数据处理单元和所述工作站相互独立设置。 2.如权利要求1所述的口内扫描装置，其特征在于，所述口内图像数据为并行信号，所 述扫描仪包括数据发送模块，所述数据处理单元包括：依次连接的数据接收模块、图像处理 模块和USB模块，其中， 所述数据发送模块，用于将接收到的并行信号转换为串行信号并传输至所述数据接收 模块； 所述数据接收模块，其与所述数据发送模块连接，用于将接收到的串行信号转换成并 行信号并传输至所述图像处理模块； 所述图像处理模块，其用于对接收到的并行信号进行处理，并将处理后的并行信号传 输至所述USB模块； 所述USB模块，其与所述工作站连接，用于将所述处理后的并行信号转换成USB协议格 式数据，并通过USB电缆传输至所述工作站。 3.如权利要求2所述的口内扫描装置，其特征在于，所述扫描仪还包括：相互连接的相 机和第一可编程器件，其中， 所述相机，其用于采集口内图像数据，以得到第二数据； 所述第一可编程器件，其与所述数据发送模块连接，将所述第二数据由串行信号转换 为并行信号，以得到第一数据。 4.如权利要求3所述的口内扫描装置，其特征在于，所述图像处理模块包括第二可编程 器件、闪存模块和缓存模块，其中， 所述第二可编程器件，其分别与所述数据接收模块、所述USB模块、所述闪存模块、缓存 模块连接，用于将所述闪存模块预存的配置参数依次通过所述数据接收模块、所述数据发 送模块传输至所述第一可编程器件，以使所述第一可编程器件根据所述配置参数初始化所 述相机的参数，以及利用所述缓存模块对所述数据接收模块传输的并行信号进行数字域的 图像处理，并将处理后的并行信号传输至所述USB模块。 5.如权利要求1所述的口内扫描装置，其特征在于，所述供电模块内置在所述工作站 中。 6.如权利要求1所述的口内扫描装置，其特征在于，所述口内扫描装置还包括扫描仪支 撑座，所述扫描仪支撑座用于放置所述扫描仪。 7.如权利要求6所述的口内扫描装置，其特征在于，所述数据处理单元内嵌入所述扫描 仪支撑座。 8.如权利要求2-4中任一项所述的口内扫描装置，其特征在于，所述数据发送模块与所 述数据接收模块之间通过四芯电缆连接，所述四芯电缆用于提供数据传输通道和供电通 2 2 CN 210670237 U 权利要求书 2/2页 道。 9.如权利要求2-4中任一项所述的口内扫描装置，其特征在于，所述数据发送模块采用 带宽为3.12Gbps的MAX9275芯片，所述数据接收模块采用带宽为3.12Gbps的MAX9276芯片。 10.如权利要求4所述的口内扫描装置，其特征在于，所述相机采用数字CMOS图像传感 器，所述第一可编程器件通过I2C接口与所述数据发送模块连接，所述第二可编程器件通过 I2C接口与所述数据接收模块连接，以反向传输相机配置参数。 3 3 CN 210670237 U 说明书 1/5页 口内扫描装置 技术领域 [0001] 本实用新型涉及扫描技术领域，尤其涉及一种口内扫描装置。 背景技术 [0002] 口内扫描装置，又称口腔数字印模仪，是一种应用探入式光学扫描头，直接扫描患 者口腔内，获取口腔内牙齿、牙龈、黏膜等软硬组织表面的三维形貌及彩色纹理信息的设 备。根据结构不同，口内扫描装置划分为桌面式结构和推车式结构，桌面式结构：装置由扫 描仪、工作站软件等组成；推车式结构：装置由扫描仪、推车工作站(含软件)等组成。 [0003] 扫描仪是医生手持、伸入患者口腔内部用于采集口内图像数据的装置，要求小巧、 使用舒适。扫描仪采集的图像数据需进行较为复杂的计算处理，因此需要额外的数据处理 单元，这一数据处理单元如果放在扫描仪内部，会导致扫描仪的体积变大，手持的舒适性会 变差。并且多数扫描仪将采集的图像数据处理后直接通过电缆传送到工作站进行后续三维 重建。然而，被扫描的患者常常和工作站之间处于较远的距离，而且医生手持扫描仪也需要 不断的移动，因此传输的距离较长，如果像传统的技术那样直接传输，距离的加长会限制带 宽从而限制图像采集的速度。 实用新型内容 [0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。 [0005] 为此，本实用新型的目的在于提出一种口内扫描装置，能够大大减小扫描仪体积， 提升手持的舒适性，且能够保证图像采集的速度、效果。 [0006] 为达上述目的，本实用新型实施例提出了一种口内扫描装置，包括：扫描仪，所述 扫描仪用于采集口内图像数据；数据处理单元，所述数据处理单元与所述扫描仪连接，用于 对所述口内图像数据进行处理；工作站，所述工作站与所述数据处理单元连接，用于对处理 后的口内图像数据进行三维重建以获得三维数据；供电模块，所述供电模块用于给所述扫 描仪和所述数据处理单元供电；其中，所述扫描仪、所述数据处理单元和所述工作站相互独 立设置。 [0007] 本实用新型实施例的口内扫描装置，在扫描仪和工作站之间独立设置数据处理单 元，且通过数据处理单元对口内图像数据进行处理，能够大大减小扫描仪体积，提升手持的 舒适性，且能够保证图像采集的速度、效果。 [0008] 另外，根据本实用新型上述实施例的口内扫描装置还可以具有如下附加的技术特 征： [0009] 在一些示例中，所述口内图像数据为并行信号，所述扫描仪包括数据发送模块，所 述数据处理单元包括：依次连接的数据接收模块、图像处理模块和USB 模块，其中，所述数 据发送模块，用于将接收到的并行信号转换为串行信号并传输至所述数据接收模块；所述 数据接收模块，其与所述数据发送模块连接，用于将接收到的串行信号转换成并行信号并 传输至所述图像处理模块；所述图像处理模块，其用于对接收到的并行信号进行处理，并将 4 4 CN 210670237 U 说明书 2/5页 处理后的并行信号传输至所述 USB模块；所述USB模块，其与所述工作站连接，用于将所述 处理后的并行信号转换成USB协议格式数据，并通过USB电缆传输至所述工作站。 [0010] 在一些示例中，所述扫描仪还包括：相互连接的相机和第一可编程器件，其中，所 述相机，其用于采集口内图像数据，以得到第二数据；所述第一可编程器件，其与所述数据 发送模块连接，将所述第二数据由串行信号转换为并行信号，以得到所述第一数据。 [0011] 在一些示例中，所述图像处理模块包括第二可编程器件、闪存模块和缓存模块，其 中，所述第二可编程器件，其分别与所述数据接收模块、所述USB模块、所述闪存模块、缓存 模块连接，用于将所述闪存模块预存的所述配置参数依次通过所述数据接收模块、所述数 据发送模块传输至所述第一可编程器件，以使所述第一可编程器件根据所述配置参数初始 化所述相机的参数，以及利用所述缓存模块对所述数据接收模块传输的并行信号进行数字 域的图像处理，并将处理后的并行信号传输至所述USB模块。 [0012] 在一些示例中，所述供电模块内置在所述工作站中。 [0013] 在一些示例中，所述口内扫描装置还包括扫描仪支撑座，所述扫描仪支撑座用于 放置所述扫描仪。 [0014] 在一些示例中，所述数据处理单元内嵌入所述扫描仪支撑座。 [0015] 在一些示例中，所述数据发送模块与所述数据接收模块之间通过四芯电缆连接， 所述四芯电缆用于提供数据传输通道和供电通道。 [0016] 在一些示例中，所述数据发送模块采用带宽为3.12Gbps的MAX9275芯片，所述数据 接收模块采用带宽为3.12Gbps的MAX9276芯片。 [0017] 在一些示例中，所述相机采用数字CMOS图像传感器，所述第一可编程器件通过I2C 接口与所述数据发送模块连接，所述第二可编程器件通过I2C接口与所述数据接收模块连 接，以反向传输相机配置参数。 [0018] 本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述 中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。 附图说明 [0019] 本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中变 得明显和容易理解，其中 [0020] 图1是本实用新型一个实施例的口内扫描装置的结构框图； [0021] 图2是本实用新型一个示例的口内扫描装置的结构框图。 具体实施方式 [0022] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型 的限制。 [0023] 下面参考附图描述本实用新型实施例的口内扫描装置。 [0024] 图1是本实用新型一个实施例的口内扫描装置的结构框图。 [0025] 如图1所示，口内扫描装置100包括：扫描仪10、数据处理单元20、工作站30和供电 5 5 CN 210670237 U 说明书 3/5页 模块40。 [0026] 其中，扫描仪10用于采集口内图像数据；数据处理单元20与扫描仪10连接，用于对 口内图像数据进行处理；工作站30与数据处理单元20连接，用于对处理后的口内图像数据 进行三维重建以获得三维数据；供电模块40用于给扫描仪10和数据处理单元20供电；其中， 扫描仪10、数据处理单元20和工作站30 相互独立设置。 [0027] 具体地，在实际应用中，供电模块40给扫描仪10和数据处理单元20供电，以使扫描 仪10采集口内图像数据，该口内图像数据可包括口腔内牙齿、牙龈、黏膜等软硬组织表面的 三维形貌及彩色纹理信息，并将口内图像数据发送至数据处理单元20，以使数据处理单元 20将口内图像数据进行复杂的计算处理，例如图像滤波、相机暗场校正、传感器像素非一致 性校正和自动曝光控制等，进而将处理后的口内图像数据输出至工作站30，以使工作站30 对处理后的口内图像数据进行三维重建，获得当前视角下的三维数据信息，并通过匹配和 拼接技术获得完整的三维数字印模。 [0028] 该实施例中的数据处理单元20既不设置在扫描仪10内，也不设置在工作站 30内， 而是独立于扫描仪10和工作站30设置，一方面，避免了扫描仪10的体积(尺寸)因数据处理 单元20的内置而变大，且手持舒适性变差的现象；另一方面，相较于扫描仪10直接通过电缆 将口内图像数据传输至工作站30，避免了较长的传输距离限制图像采集的速度，且医生手 持扫描仪10时的不断移动，并不会影响采集效果。 [0029] 由此，在扫描仪和工作站之间独立设置数据处理单元，且通过数据处理单元对口 内图像数据进行处理，能够大大减小扫描仪尺寸，提升手持舒适性，且能够保证图像采集的 速度、效果。 [0030] 在本实用新型的一个示例中，如图2所示，口内图像数据为并行信号，扫描仪10包 括数据发送模块11，数据处理单元20可包括：依次连接的数据接收模块22、图像处理模块23 和USB模块24。 [0031] 其中，数据发送模块11用于将接收到的并行信号转换为串行信号并传输至数据接 收模块22；数据接收模块22与数据发送模块11连接，用于将接收到的串行信号转换成并行 信号并传输至图像处理模块23；图像处理模块23用于对接收到的并行信号进行处理，并将 处理后的并行信号传输至USB模块24；USB模块 24与工作站30连接，用于将处理后的并行信 号转换成USB协议格式数据，并通过USB电缆传输至工作站30。 [0032] 进一步地，参照图2，扫描仪10还可包括：相互连接的相机12和第一可编程器件13， 其中，相机12用于采集口内图像数据，以得到第二数据；第一可编程器件13与数据发送模块 11连接，将第二数据由串行信号转换为并行信号，以得到第一数据。具体地，第一可编程器 件13将第二数据由原始的多通道串行格式进行解串并转换为多路并行信号。 [0033] 更进一步地，参照图2，图像处理模块23可包括：第二可编程器件231、闪存模块232 和缓存模块233，其中，第二可编程器件231分别与数据接收模块22、 USB模块24、闪存模块 232、缓存模块233连接，用于将闪存模块232预存的配置参数依次通过数据接收模块22、数 据发送模块11传输至第一可编程器件13，以使第一可编程器件13根据配置参数初始化相机 12的参数，以及利用缓存模块 233对数据接收模块22传输的并行信号进行数字域的图像处 理，并将处理后的并行信号传输至USB模块24。 [0034] 具体地，在实际应用中，相机12采集口内图像数据，以得到第二数据，并发送至第 6 6 CN 210670237 U 说明书 4/5页 一可编程器件13，第一可编程器件13将该第二数据由串行信号转换为并行信号，以得到第 一数据，并传输至数据发送模块11，数据发送模块11将接收到的并行信号转换为串行信号 并传输至数据接收模块22，数据接收模块22将接收到的串行信号转换成并行信号并传输至 第二可编程器件231，以使第二可编程器件231利用缓存模块233对数据接收模块22传输的 并行信号进行数字域的图像处理，并将处理后的并行信号传输至USB模块24，USB模块24可 内置有接口，通过该接口将处理后的并行信号转换成USB协议格式数据，并通过USB电缆传 输至工作站30。 [0035] 在该示例中，参照图2，供电模块40可内置在工作站30中，工作站30除了通过供电 模块40供电以外，还可反向(与上述口内图像数据传输的方向相反) 传输慢控信号至第二 可编程器件231，慢控信号可包括控制命令和配置参数，第二可编程器件231可将配置参数 预存于闪存模块232中，在上电初始阶段，第二可编程器件231将闪存模块232预存的配置参 数依次通过数据接收模块22、数据发送模块11传输至第一可编程器件13，以使第一可编程 器件13根据配置参数初始化相机12的参数，以初始化扫描仪10。 [0036] 也就是说，第一可编程器件13可以实现口内图像数据的串并转换、配置相机12的 参数的功能，在该示例中，相机12可采用数字CMOS图像传感器，第一可编程器件13可通过 I2C接口与数据发送模块11连接，第二可编程器件231 通过I2C接口与数据接收模块22连 接，以反向传输相机12配置参数。需要说明的是，第一可编程器件13只需要进行与相机12的 配合和串并转换，因此，可以选择封装尺寸小、功耗低、资源少的FPGA(FieldProgrammable  Gate Array，现场可编程门阵列)；第二可编程器件231需要完成复杂的处理，例如图像滤 波、相机暗场校正、传感器像素非一致性校正和自动曝光控制等，因此，可以选择尺寸较大、 功耗较高、资源较多的FPGA。 [0037] 可以理解的是，该示例中数据发送模块11、数据接收模块22、图像处理模块23和 USB模块24分离设置，即实现了将口内图像数据的采集部分和处理部分、传输部分分离开 来，能够保证数据传输速度。 [0038] 在本实用新型的一个示例中，口内扫描装置100还可包括扫描仪支撑座(即底座)， 扫描仪支撑座用于放置扫描仪10。进一步地，数据处理单元20可内嵌入扫描仪支撑座。由 此，可以大大减小将前端伸入口腔内的扫描仪的体积。 [0039] 在本实用新型一个示例中，数据发送模块11与数据接收模块22之间可通过四芯电 缆连接，四芯电缆用于提供数据传输通道和供电通道。 [0040] 具体地，两芯电缆用于数据发送模块11与数据接收模块22之间使用STP信号进行 数据传输(需两根数据线)，四芯电缆的另外两芯分别作为电源和地线供电，从 而达到工作站30中内置的供电模块40给扫描仪10供电的目的。 [0041] 在该示例中，数据发送模块11可采用带宽为3.12Gbps的MAX9275芯片，数据接收模 块22可采用带宽为3.12Gbps的MAX9276芯片。 [0042] 具体地，MAX9275芯片和MAX9276芯片配对使用，MAX9275芯片将第一可编程器件13 输出的并行信号(第一数据)转换为固定协议格式的3.12Gbps高速串行信号，同时，MAX9275 芯片可以反向传输低速的配置参数，并通过I2C接口与第一可编程器件13通信，以使第一可 编程器件13根据配置参数初始化相机12  的参数。在上电初始阶段，MAX9276芯片可通过低 速通道输出配置参数至MAX9275 芯片，进而MAX9275芯片将配置参数传输至第一可编程器 7 7 CN 210670237 U 说明书 5/5页 件13，以进行扫描仪  10的初始化配置。 [0043] 综上所述，本实用新型的口内扫描装置，在扫描仪和工作站之间独立设置数据处 理单元，且通过数据处理单元对口内图像数据进行处理，能够大大减小扫描仪体积，提升手 持的舒适性，且能够保证图像采集的速度、效果。 [0044] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在 任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0045] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽 度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺 时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位 或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或 元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限 制。 [0046] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两 个，三个等，除非另有明确具体的限定。 [0047] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“电连接”、 “固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定电连接，也可以是可拆卸电连接，或成一体； 可以是机械电连接，也可以是电电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领 域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 [0048] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是 示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围 内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。 8 8 CN 210670237 U 说明书附图 1/1页 图1 图2 9 9

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