一种分体式口腔数字印模仪
阅读说明：本技术 一种分体式口腔数字印模仪 (Split type oral cavity digital impression instrument ) 是由 汪伟 千行军 朱亮亮 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种分体式口腔数字印模仪,包括：壳体,光源模块、透镜组、成像传感器模块以及主控电路模块,所述壳体内设置有光源通道,沿所述光源通道从光源一侧至物面一侧依次设置有光源模块以及光学透镜组,所述成像传感器模块设置于光源通道内,所述成像传感器模块与主控电路模块数据连接,所述主控电路模块置于壳体外部,通过传输电缆与壳体相连。本申请的分体式口腔数字印模仪通过分体式设计有效地减少了口腔数字印模仪手持件内部的散热量以及手持件的重量和体积。(The application discloses split type oral cavity digital impression appearance includes: the imaging sensor module is arranged in the light source channel, the imaging sensor module is in data connection with the main control circuit module, and the main control circuit module is arranged outside the shell and is connected with the shell through a transmission cable. The split type oral cavity digital impression instrument effectively reduces the heat dissipation amount inside the oral cavity digital impression instrument hand piece and the weight and the volume of the hand piece through split type design.)
技术领域
本申请涉及口腔成像设备，特别是涉及一种分体式口腔数字印模仪。
背景技术
近年来,人们越来越重视口腔健康和牙齿美观。在口腔正畸、种植及修复领域，牙科数字印模仪因其在使用过程中较传统印模方便快捷，患者接受程度高。在传统的口腔临床过程中，需要牙科医生对患者的牙齿进行取模，再将印模送至加工中心，加工中心将印模翻制成石膏模型，用台式扫描仪将石膏模型转换成三维模型，然后加工中心在三维模型的基础上给患者设计正畸牙套、种植体或者义齿等，做成成品后再寄给临床的牙齿医生。传统的临床对患者牙齿进行取模的方法耗时长、效率低，患者体验差，而口腔数字化扫描则可以改善上述情况，同时减轻医生的工作量，减少患者不适，提高患者体验。
目前，易操作、高精度、存储方便的数字印模技术越来越受到口腔医学界的重视，口腔数字化扫描根据扫描的位置分成两大类，即口外扫描和口内扫描，其中口内扫描时近几年国内外出现的一种新的扫描方式。口内扫描将设备伸入病人的口内直接对牙体进行测量，实时获取三维数字化模型。数字化口内扫描仪即口腔数字印模仪的使用场景决定了其相对于传统口外扫描仪的特点：(1)口腔内较为狭窄，需要小巧的口腔数字印模仪，这样方便深入口腔内部进行信息采集，同时小巧的设备也提升了用户体验；(2)扫描效率要高，长时间的口腔开合会影响患者的舒适度，因此需要快速地获取口内三维数字化模型；(3)扫描精度要请求高，获取的数字化模型可以直接应用于正畸、种植和修复领域。
现有技术中，数字化口内扫描仪的技术方案主要有如下三种：
1.)基于结构光成像的三维扫描成像
发明专利CN 113100980 A提出了一种口腔扫描仪，包括：光源，用以提供照明光束；以及数字微镜元件，当该照明光束入射至该数字微镜元件时，该数字微镜元件反射该照明光束以于待扫描物表面形成投影图像；影像撷取装置，用以撷取该待扫描物的影像以形成扫描图像；其中，该数字维镜远见包括：微镜阵列；控制单元，耦接于该光源及该微镜阵列，该控制单元用以根据当前照明光束的颜色控制该微镜阵列的开关比例，从而调整该投影图像的投影亮度。
2.)基于激光共聚焦的三维扫描成像
共聚焦成像技术是近十几年迅速发展起来的一项高新成像技术，其原理是利用放置在光源后的照明针孔和放置在检测器前的探测针孔实现点照明和点共聚焦探测，来自光源的光通过照明针孔发射出的光聚焦在样品焦平面的某个点上，该点所发射的光束成像在探测针孔内，该点以外的任何发射光均被探测针孔阻挡，照明针孔与探测针孔对被照射点或被探测点来说是共轭的，因此被探测点即为共焦点。发明专利CN 113040713 A中提出了一种口腔扫描仪及口腔扫描方法，该扫描仪基于共聚焦成像原理实现口腔内牙齿及其他组织的三维扫描成像，而且光路简单、体积小、方便实用。其特征在于，包括光源模块、分束模块、聚焦模块、成像模块及处理模块。
3.)基于双目视觉的三维扫描成像
发明专利CN 112043434 A中提出了一种数字口腔扫描仪及成像系统，采用双目成像原理，包括成像单元和投影单元，以及外围照明系统，投影单元投射设计的特定图案到待测口腔组织表面，成像单元采集口腔内牙齿等组织的图像，并记录相关信息；利用两个摄像头在不同位置采集部分重合图像，对两幅图像进行图像匹配，根据三角运算法则，测算出待测组织的位置信息，并逐帧进行拼接，最终形成整个牙体的三维形貌。发明专利CN112074228 A中提出了一种三维口腔扫描仪，包括：外壳，可进入及退出口腔内，并且形成有开口部，所述开口部开口以通过一端部使所述口腔内部的形状以光的形式进入内部；一对透镜，配置在所述外壳内部，并且以所述外壳的宽度方向间隔配置；一对成像板，包括成像传感器，并且配置成紧贴于所述外壳的宽度方向的一侧壁及宽度方向的另一侧壁；一对光路改变部，配置成改变透过所述一对透镜的所述光的光路以朝向所述成像板。
结合图1所示，现有技术通过把主控电路板模块、光源模块和口腔数字印模仪手持件的一体化设计，所述主控电路板模块主要是完成对采集所得的传感器数据进行处理及传输。因主控电路板模块需要处理的数据量较大，因此不可避免地会带来了较大的处理器功耗，进而带来了较高的散热量。另外，口腔数字印模仪中所需要的光源模块工作时也会带来较大的散热量。因为医疗器械产品具备其特有的电气安全要求，对医疗器械与患者接触的表面有温度上的要求，不能超温。为了解决口腔数字印模仪手持件中主控电路板模块和光 源模块所带来的散热要求，当前的技术解决方案主要有两种：
1.)通过在口腔数字印模仪的手持件的内部增加散热块或者散热片设计
该设计方案的主要原理是将从主控电路板模块及光源模块中所散发出来的热量传导到其它部位中去，如口腔数字印模仪其它部位的外壳上，从而使得热量传导得比较分散，进而避免了手持件中局部温度过高的问题。
2.)手持件内增加散热风扇
该设计方案主要是在手执件的尾部增加散热风扇，如CN 306120008S中揭示的合肥美亚光电技术股份有限公司的产品，如图2所示，其在手执件的尾部增加了散热风扇，通过风冷给设备内部进行散热。
综上，现有的口腔数字印模仪主要有以下缺点：
1.)现有的一体化设计，往往会导致口腔数字印模仪手持件体积较大的特点。一方面，在手持件的内部增加散热块或者散热片不可避免地会增加体积，一般散热块或散热片的体积大小与所要散发的设备内部热量呈正相关的关系；另一方面，有些一体化的设计中，为了保证电路板的散热,还在尾部添加了风扇,不可避免地增大了手持件的体积。
2.)现有的一体化设计中，往往会增加口腔数字印模仪手持件的重量，影响操作者长时间手持操作的舒适性。无论是散热块、散热片或者内置风扇模块(含风扇模块驱动电路)等，都会增加手持件的重量。
3.)现有的一体化设计中，由于增加了风扇，一方面增加了产品的物料成本；更为严重的是，风扇的运行会带来运行噪音，影响了用户体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分体式口腔数字印模仪，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种分体式口腔数字印模仪，包括：壳体，光源模块、透镜组、成像传感器模块以及主控电路模块，所述壳体内设置有光源通道，沿所述光源通道从光源一侧至物面一侧依次设置有光源模块以及光学透镜组，所述成像传感器模块设置于光源通道内，所述成像传感器模块与主控电路模块数据连接，所述主控电路模块置于壳体外部，通过传输电缆与壳体相连。
优选的，所述光源通过光导纤维将光传输至光源通道，所述光源设置于壳体外部。
进一步地，所述光源通过低通滤光片和光导纤维将光传输至光源通道，所述光源设置于壳体外部。
优选的，所述成像传感器模块与主控电路模块通过LVDS或者MIPI等差分信号线来进行数据传输。
优选的，还包括有图像处理终端，所述主控电路模块通过成像传感器模块获取影像数据后传输至图像处理终端。
优选的，还包括有投影模块，所述投影模块设置于光源通道内通过传输电缆与主控电路板相连。
优选的，还包括底座，所述主控电路模块与所述光源设置于底座内。
进一步的，底座内还包含通信模块，获取从主控电路模块处获得的数据，通过有线或者无线方式传输至图像处理单元。
优选的，还包括转接盒，所述主控电路模块与所述光源设置于转接盒内。
进一步的，转接盒内还包含通信模块，获取从主控电路模块处获得的数据，通过有线或者无线方式传输至一体机电脑或图像处理单元。
与现有技术相比，本申请的分体式口腔数字印模仪至少具有以下优点：
1、通过分体式的设计，将主控电路模块与手持件分离，有效地减少了口腔数字印模仪手持件内部的散热量，以及手持件的重量和体积；
2、将图像传感器与主控电路板模块采用LVDS或者MIPI等差分信号线来进行传输，相对于并行的传感器接口，一方面减少了线序，另一方面也增加了信号的传输距离；
3、通过分体式的设计，将光源模块与手持件分离，通过光导纤维将光源模块所发出的光导入手持件中，进一步地减少了口腔数字印模仪手持件内部的散热量以及手持件的重量和体积；
4、在光导纤维用与光源之间设置有低通滤光片，将红外光线滤除，有效地减少了口腔数字印模仪手持件内部的散热量。
5、避免了传统一体式口腔数字印模仪中的可能的风扇设计。减少了设备运行过程中的噪音，即减少了风扇运行所带来的噪声；减少了风扇及其配套驱动电路，降低了物料成本；同时，风扇模块的去除，也有益于口腔数字印模仪体积和重量的减少。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的口腔数字印模仪的结构示意图；
图2为现有技术的口腔数字印模仪内含风扇设计结构示意图；
图3为本发明具体实施例一的一种分体式口腔数字印模仪的结构示意图；
图4为本发明具体实施例二的一种分体式口腔数字印模仪的结构示意图；
图5为本发明具体实施例三的一种分体式口腔数字印模仪的结构示意图；
图6为本发明具体实施例四的一种分体式口腔数字印模仪的结构示意图；
图7为本发明具体实施例一、三中分体式口腔数字印模仪与图像处理单元连接具体实施示意图例；
图8为本发明具体实施例二、四中分体式口腔数字印模仪与一体机电脑连接具体实例示意图例；
其中：1、手持件；2、底座；3、外壳；4、光学透镜组；5、成像传感器模块；6、投影模块；7、光源模块；8、传输线缆；9、主控电路板模块；10、触摸屏/一体机电脑；11、转接盒；12、光导纤维；13、低通滤光片；14、图像处理单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合图3所示，一种分体式口腔数字印模仪包括：手持件1、底座2、外壳3、光学透镜组4、成像传感器模块5、投影模块6、光源模块7、传输线8、主控电路板模块9；手持件1包括有外壳3以及设置于外壳3内的光学透镜组4、成像传感器模块5、投影模块6和光源模块7；手持件1通过传输线缆8与底座2相连，底座2内至少包含主控电路板模块9
可选的，底座2内还包含通信模块，获取从主控电路模块9处获得的数据，通过有线或者无线方式传输至图像处理单元14，具体如图7所示。
成像传感器模块5可采用LVDS或者MIPI等串行接口，通过传输线缆8与主控电路板模块9相连；
投影模块6的控制信号线也通过传输线缆8与主控电路板模块9相连；光学透镜组4保证了入射或者出射光以特定的光路通过；
光源模块7用于提供照明光束，其控制信号线也通过传输线缆8与主控电路板模块9相连，从而控制光源的照明时序及亮灭。
开机后，主控电路板9相继控制传感器模块5、投影模块6及光源模块7工作，进而获得口内的影像数据，并将此数据经初步处理后，经有线或无线方式传输给图像处理单元，用于口腔内最终三维影像数据的生成。
实施例2
结合图4所示，一种分体式口腔数字印模仪包括：手持件1、转接盒11、外壳3、光学透镜组4、成像传感器模块5、投影模块6、光源模块7、传输线8、主控电路板模块9；手持件1包括有外壳3以及设置于外壳3内的光学透镜组4、成像传感器模块5、投影模块6和光源模块7；手持件1通过传输线缆8与转接盒11相连，转接盒11内至少包含主控电路板模块9。
可选的，转接盒11内还包含通信模块，获取从主控电路模块9处获得的数据，通过有线或者无线方式传输至一体机电脑10，具体如图8所示。
成像传感器模块5可采用LVDS或者MIPI等串行接口，通过传输线缆8与主控电路板模块9相连；
投影模块6的控制信号线也通过传输线缆8与主控电路板模块9相连；
光学透镜组4保证了入射或者出射光以特定的光路通过；
光源模块7用于提供照明光束，其控制信号线也通过传输线缆8与主控电路板模块9相连，从而控制光源的照明时序及亮灭。
开机后，主控电路板9相继控制传感器模块5、投影模块6及光源模块7工作，进而获得口内的影像数据，并将此数据经初步处理后，经有线或无线方式传输给图像处理单元，用于口腔内最终三维影像数据的生成。
实施例3
结合图5所示，一种分体式口腔数字印模仪包括：手持件1、底座2、外壳3、光学透镜组4、成像传感器模块5、投影模块6、光源模块7、传输线8、主控电路板模块9；手持件1包括有外壳3以及设置于外壳3内的光学透镜组4、成像传感器模块5和投影模块6；手持件1通过传输线缆8与底座2相连，底座2内至少包含主控电路板模块9和光源模块7。
可选的，底座2内还包含通信模块，获取从主控电路模块9处获得的数据，通过有线或者无线方式传输至图像处理单元14，具体如图7所示。
成像传感器模块5可采用LVDS或者MIPI等串行接口，通过传输线缆8与主控电路板模块9相连；
投影模块6的控制信号线也通过传输线缆8与主控电路板模块9相连；
光学透镜组4保证了入射或者出射光以特定的光路通过；
光源模块7用于提供照明光束，其控制信号线也通过传输线缆8与主控电路板模块9相连，从而控制光源的照明时序及亮灭。光源模块7包括光源、光导纤维12以及低通滤光片13，光源射出的光线通过低通滤光片13过滤出光源中的红外光线，随后通过光导纤维12传导至手持件1中来提供照明。
开机后，主控电路板9相继控制传感器模块5、投影模块6及光源模块7工作，进而获得口内的影像数据，并将此数据经初步处理后，经有线或无线方式传输给图像处理单元，用于口腔内最终三维影像数据的生成。
实施例4
结合图6所示，一种分体式口腔数字印模仪包括：手持件1、转接盒11、外壳3、光学透镜组4、成像传感器模块5、投影模块6、光源模块7、传输线8、主控电路板模块9；手持件1包括有外壳3以及设置于外壳3内的光学透镜组4、成像传感器模块5和投影模块6；手持件1通过传输线缆8与底座2相连，转接盒11内至少包含主控电路板模块9和光源模块7。
可选的，转接盒11内还包含通信模块，获取从主控电路模块9处获得的数据，通过有线或者无线方式传输至一体机电脑10，具体如图8所示。
成像传感器模块5可采用LVDS或者MIPI等串行接口，通过传输线缆8与主控电路板模块9相连；
投影模块6的控制信号线也通过传输线缆8与主控电路板模块9相连；
光学透镜组4保证了入射或者出射光以特定的光路通过；
光源模块7用于提供照明光束，其控制信号线也通过传输线缆8与主控电路板模块9相连，从而控制光源的照明时序及亮灭。光源模块7包括光源、光导纤维12以及低通滤光片13，光源射出的光线通过低通滤光片13过滤出光源中的红外光线，随后通过光导纤维12传导至手持件1中来提供照明。
开机后，主控电路板9相继控制传感器模块5、投影模块6及光源模块7工作，进而获得口内的影像数据，并将此数据经初步处理后，经有线或无线方式传输给图像处理单元，用于口腔内最终三维影像数据的生成。
与现有技术相比，本申请的分体式口腔数字印模仪至少具有以下优点：1、通过分体式的设计，将主控电路模块与手持件分离，有效地减少了口腔数字印模仪手持件内部的散热量以及手持件的重量和体积；
2、将图像传感器与主控电路板模块采用LVDS或者MIPI等差分信号线来进行传输，相对于并行的传感器接口，一方面减少了线序，另一方面也增加了信号的传输距离；
3、通过分体式的设计，将光源模块与手持件分离，通过光导纤维将光源模块所发出的光导入手持件中，进一步地减少了口腔数字印模仪手持件内部的散热量以及手持件的重量和体积；
4、在光导纤维用与光源之间设置有低通滤光片，将红外光纤滤除，有效地减少了口腔数字印模仪手持件内部的散热量。
5、避免了传统一体式口腔数字印模仪中的可能的风扇设计。减少了设备运行过程中的噪音，即减少了风扇运行所带来的噪声；减少了风扇及其配套驱动电路，降低了物料成本；同时，风扇模块的去除，也有益于口腔数字印模仪体积和重量的减少。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
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