CN115916029A - 包括除雾系统的口内扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包括壳体和外套的口内扫描系统。所述壳体包括光学部件、头部、以及包括加热单元的除雾单元。所述头部包括主孔口，并被配置成插入到患者的口腔中。所述外套包括布置在辅助孔口处的辅助光学部件，该辅助孔口被配置成在外套与壳体耦接时处于与主孔口对准的位置。所述加热单元被配置成响应于向加热单元施加电力而产生热量。在外套与壳体耦接时，所述辅助光学部件被布置成使得所产生的热量通过加热单元与辅助光学部件之间的热传导从加热单元传递至辅助光学部件。

Description

包括除雾系统的口内扫描仪

技术领域

本公开涉及一种除雾系统。本公开尤其涉及一种包括除雾系统的光学扫描系统。该光学扫描系统包括用于扫描患者的身体孔口的三维扫描仪。例如，该三维扫描仪可以包括用于扫描患者的口腔的手持式三维口内扫描仪。

背景技术

诸如三维口内扫描仪等插入患者的身体孔口(例如口腔)内的医疗装置通常在对卫生要求很高的环境中和/或暴露于潮湿且温暖的环境中工作。因此，在扫描系统表面(例如在插入人体孔口中之前处于环境温度的表面)上很可能发生冷凝。例如，三维口内扫描仪经常暴露于患者呼出的气体或口腔内的空气中，这导致诸如插入口腔中的光学部件等的表面起雾。用于对身体孔口成像的光学部件上的这种冷凝可能会干扰医疗装置的光学操作。例如，插入的光学部件上的冷凝可能导致不希望有的变化，例如改变扫描信号(例如在光信号(即，照射光或反射光)的路径或传输中)，导致采集的数据或采集的图像中存在显著误差、以及图像质量下降。

已知有多种除雾系统能够对可插入的表面(例如光学部件)进行除雾。一种常规的除雾系统包括向可插入的表面供应冷空气或暖空气的气流系统。在敏感患者(例如有敏感牙齿的患者)中，空气流动可能会引起不适。气流的产生也导致功耗和噪声排放的增加。此外，为实现此目的所需的气泵或喷嘴占据医疗装置中的空间。在另一种除雾系统中，例如在具有双窗口系统的口内扫描仪中使用的除雾系统中，暴露于身体环境的外窗口是通过辐射穿过外窗口与被加热器加热的内窗口之间的间隙的热传递而除雾的。有效性(例如除雾时间)可能取决于某些因素，例如窗口系统的设计、材料的选择等。此外，这种除雾系统的有效性极大地受内窗口与外窗口之间的距离(即，旨在保持尽可能小的间隙宽度)的影响。存在一些限制，例如决定间隙宽度可以多小的制造公差——该间隙宽度越大，这种除雾系统的有效性就越差。即使对于很小的间隙宽度(例如0.5毫米)，除雾时间也通常处于使具有这些除雾系统的光学扫描系统在准备扫描身体孔口时或在扫描过程中发生延迟的数量级。此外，这些除雾系统对于电池供电的光学扫描系统可能变得不理想，因为电池供电的光学扫描系统需要高效地利用有限的电池电力并需要较短的除雾时间。

此外，医疗装置的可插入的部分的外表面(例如扫描系统表面)需要在患者与医疗装置的内部单元或部件之间产生分隔。这能防止医疗装置的内部单元或部件的污染，从而允许医疗装置用于不同的患者，同时仍然保持卫生。为了进一步符合卫生要求，可插入的部分的外表面(例如扫描仪外套或外窗口)通常应是可移除的，并且通常可能需要对其进行处置并使用另一个可插入的部分(例如另一个外套)替换，或者可能需要对其进行消毒(例如热空气灭菌、蒸汽高压灭菌或化学灭菌)以便在另一个患者体内重新使用。

因此，期望提供一种包括除雾系统的光学扫描系统(例如电池供电的口内扫描系统)，该光学扫描系统克服了至少一些上述缺点，同时满足卫生要求，以允许医疗装置(例如口内扫描仪)在不同患者身上重复使用。

发明内容

根据一个实施例，公开了一种口内扫描系统。该口内扫描系统包括壳体和外套。所述壳体包括被配置成响应于牙科对象的照射而获取包括多个二维图像的数据的光学部件。所述外套被配置成在其与壳体耦接时遮盖壳体的至少一部分。

在上述实施例中公开的口内扫描系统被配置成与稍后公开的一个或多个实施例相结合。

根据一个实施例，公开了一种口内扫描系统。该口内扫描系统包括壳体和外套。所述壳体包括光学部件、头部、以及包括加热单元的除雾单元。所述头部包括主孔口，并被配置成插入到患者的口腔中。所述外套包括布置在辅助孔口处的辅助光学部件，该辅助孔口被配置成在外套与壳体耦接时处于与主孔口对准的位置。所述加热单元被配置成响应于向加热单元施加电力而产生热量。在外套与壳体耦接时，所述辅助光学部件被布置成使得所述产生的热量通过加热单元与辅助光学部件之间的热传导从加热单元传递至辅助光学部件。

根据另一个实施例，公开了一种口内扫描系统。该口内扫描系统包括壳体和外套。所述壳体包括光学部件、头部、以及包括加热单元的除雾单元。所述头部包括主孔口，并被配置成插入到患者的口腔中。所述外套与壳体耦接，并遮盖头部的至少一部分。所述外套包括布置在辅助孔口处的辅助光学部件，该辅助孔口处于与主孔口对准的位置。所述加热单元被配置成响应于向加热单元施加电力而产生热量。所述辅助光学部件被布置成使得所述产生的热量通过加热单元与辅助光学部件之间的热传导从加热单元传递至辅助光学部件。

通过热传导将所述产生的热量从加热单元传递至辅助光学部件还可以包括所述传递的热量在辅助光学部件上和/或穿过辅助光学部件的热传导。例如，这是通过使辅助光学部件由具有高热导率的材料制成来实现的。

在外套与壳体耦接时，外套遮盖头部的至少一部分，并且辅助光学部件通常被相对于壳体布置。辅助光学部件的这种布置允许所述产生的热量通过加热单元与辅助光学部件之间的热传导从加热单元传递至辅助光学部件。

所述外套被配置成遮盖头部的至少一部分。由于所述外套被配置成在与壳体耦接时遮盖头部的至少一部分，因此所述外套还被配置成提供被封闭在壳体内的至少一些部件的机械保护或者患者与所述头部的至少一部分之间的卫生屏障之中的至少一种。所述外套可以使头部的被遮盖部分保持免受污染，或者至少减少头部的被遮盖部分在口腔环境中的暴露。

术语“孔口”可以被理解为扫描信号所通过的空间。例如，这可以包括孔、开口或间隙。

所述光学部件包括用于对口腔成像的光学元件。这些光学元件通常被配置成将光从扫描仪导出以进行扫描，例如导向患者的口腔内以照亮该口腔内，并且在照射光从口腔内反射之后将进入扫描仪的光导向传感器。导引照射光和/或反射光可以通过牙科扫描系统中的光源相对于扫描系统的扫描头和传感器的相对布置来实现。例如，所述光学部件包括光源、棱镜、反射镜、透镜系统、反射镜、分光镜等之中的一个或更多个。所述的照射光和/或反射光可以被理解为扫描信号。

扫描或扫描程序至少包括照射口腔和通过反射光在传感器处接收数据的步骤，但是还可以包括一个或多个利用接收到的数据的步骤，例如处理接收到的数据的步骤，以产生口腔的三维数字表示。

所述壳体包括体积空间，在该空间内至少具有照射单元、传感器和处理器。包括光源的照射单元被配置成照射口内空腔(例如包括三维牙科对象)，所述传感器被配置成响应于牙科对象的照射获取包括多个二维图像的数据；所述处理器被配置成通过处理一个或多个获取的数据而产生处理过的数据，其中基于处理过的数据生成牙科对象的三维数字表示。使用扫描系统成像的三维牙科对象可以包括口内空腔，该口内空腔包括患者的一个或多个牙齿、牙龈组织、缺牙区、或任何其它材料，例如修复体、植入体等。所述获取的数据可以包括与三维牙科对象相关的信息，例如二维图像、深度数据，还可以包括颜色数据或能够从深度数据和/或颜色数据获得的数据中的至少一种，例如表面颜色数据、荧光颜色数据或红外光数据。所述传感器是被配置成基于从被照射的牙科对象接收的入射(反射)光产生多个图像的图像传感器。所述处理器被配置成通过处理多个二维图像中的一个或多个来产生处理过的数据。所述处理过的数据可以包括与代表三维牙科对象的表面拓扑的深度数据相关的信息，还可以包括与代表三维牙科对象的颜色的颜色数据相关的信息。

在一个实施例中，所述口内扫描系统被配置成将处理过的数据以无线方式或通过有线连接传输至远程处理单元，该远程处理单元可以是所述口内扫描系统的一部分。所述远程处理单元被配置成基于接收到的处理过的数据生成牙科对象的三维数字表示。因此，所述处理可以包括使处理过的数据适合于传输，例如无线传输。这可以包括对所述多个二维图像中的一个或多个内的可用信息进行过滤、压缩、加密或编码中的至少一种，并且这种处理的输出代表处理过的数据。所述手持式口内扫描系统可以包括无线功能，该无线功能可以通过壳体内的内置无线能力或者通过与支持无线能力的单元的连接来实现。在另一个实施例中，包含在壳体中的处理器被配置成基于接收到的处理过的数据生成牙科对象的三维数字表示。

所述口内扫描系统还可以包括被配置成显示牙科对象的三维数字表示的显示器。

所述口内扫描系统可以使用扫描原理操作，例如基于三角测量的扫描、共焦扫描、聚焦扫描、光学相干断层成像(OCT)扫描等。在一个实施例中，通过沿着扫描系统的光轴平移焦平面并在不同的焦平面位置捕获多个二维图像来操作扫描系统，使得与每个焦平面对应的每个捕获的二维图像系列形成一叠二维图像。换句话说，优选沿着扫描系统的光轴移动焦平面位置，使得在沿着光轴的多个焦平面位置处捕获的二维图像形成针对所述对象的给定视图(即，针对扫描系统在很短的时间间隔内相对于对象的给定布置)的所述一叠二维图像(子扫描)。在改变扫描系统相对于所述对象的布置之后，可以捕获针对该视图的新的一叠二维图像。可以借助于至少一个聚焦元件(例如移动的聚焦透镜)来改变所述焦平面位置。通常移动和倾斜所述三维扫描仪，使得至少一些子扫描组至少部分地重叠，以便能够进行拼接。拼接的结果是表面的数字三维表示比单次子扫描能够捕获的更大(即，比三维扫描仪的视野大)。拼接(又称为配准)的工作原理是识别各个子扫描中的三维表面的重叠区域，并将子扫描转换至公共坐标系，使得重叠区域匹配，最终产生整体扫描结果。迭代最近点(ICP)算法被广泛用于此目的。在另一个实施例中，扫描系统(例如口内扫描仪)可以采用传统上已知的基于三角测量的扫描，这种扫描使用由图案限定的结构化探测光，从而在对象上照射图案，并且响应于所述照射在传感器处接收反射信号作为多个二维图像。然后处理接收的图像，以生成被照射的对象(即，口内空腔)的数字三维表示。

在一个实施例中，所述口内扫描系统包括被配置成直接从基于插座的市电接收工作电力的电源接口。或者或另外，所述口内扫描系统包括电池槽，该电池槽接收可移除、通常可充电的电池，该电池被配置成向口内扫描系统提供工作电力。在另一个实施例中，所述口内扫描系统包括内置的集成电池，该内置的集成电池带有充电接口，该充电接口被配置成接收电池的再充电电力，使得该集成电池可以被再充电。所公开的包括加热单元的除雾单元可以用在任何此类口内扫描系统中，而不论工作电力是如何提供的。所公开的通过热传导工作的除雾单元能够减少除雾的功耗，并显著减少除雾时间，因此所公开的除雾单元对于从诸如电池等有限的电源接收其工作电力的口内扫描系统特别有用。能够降低除雾期间的功耗的更有效的除雾单元对于被配置成执行附加任务(例如对处理过的数据进行无线传输)的口内扫描系统可能更有用。

所述头部可以是固定附接的，即，成为壳体的一个集成部分。或者，所述头部可以可移除地附接至壳体的其余部分，即，所述头部被配置成安装到壳体的其余部分(例如壳体的安装部分)上或从壳体的其余部分卸下。所述安装和拆卸至少指头部与安装部分的接合和脱开(例如锁定和解锁)。所述安装部分包括壳体的向其上安装头部或从其上拆卸头部的至少一段。该段可以包括锁定单元，该锁定单元被配置成与头部的互补锁定单元接合，以允许将头部与该段锁定。在一些实施例中，所述安装部分可以包括管，头部可以通常通过沿着安装部分的长度滑动而安装到该管上和从该管上拆卸。换句话说，所述安装部分可以包括管状结构，并且被构造成类似中空管的头部可滑动地附接至该管状安装结构。如前文所述，所述安装部分可以至少包括锁定单元，该锁定单元被配置成与头部的互补锁定单元接合，以允许将头部与该安装部分锁定。在多个实施例中，将头部安装到壳体的其余部分上在头部与主体的其余部分之间建立稳定的机械连接。典型情况下，在所述口内扫描系统被提供给口内扫描系统的用户时，所述头部已经处于安装位置，但是可以将所述头部拆卸下来，以便对扫描仪进行维护。

所述头部被配置成在扫描期间采集口腔数据时接近身体孔口，例如用于记录形貌特征。这可能需要在扫描之前或扫描期间将所述头部的至少一个光学元件(例如主孔口)插入身体孔口中。在一些实施例中，可以通过擦拭对所述头部进行消毒，例如使用干布/清洁抹布或使用清洁溶剂进行擦拭。

在一个实施例中，所述头部包括至少一个光学元件和框架。所述至少一个光学元件(例如棱镜或反射镜)被配置成在即将进行扫描时或在扫描期间插入到口腔中。所述棱镜或反射镜被配置成将扫描信号从扫描仪导出和/或导向传感器。头部的框架至少部分地由非导热材料(例如塑料材料)制成(例如通过注射成型制造)。有多种塑料材料适合用于所述头部，甚至适合用于可能需要高压灭菌(例如PSU)的头部。可以用适当的胶水将所述反射镜粘到框架上。将反射镜固定到框架上的另一种方法是将由某种其它材料(例如金属)制成的薄板焊接到塑料材料上，并使用胶水将反射镜粘到该薄板上。可供选择的将金属粘到玻璃上的胶水的种类要多得多(如果需要，甚至可以使用耐高压灭菌的胶水)。

在一个实施例中，所述头部包括：i)框架，其包括第一开口，该第一开口配置成与壳体的主体的安装部分接合，以及ii)连接部件，其包括第二开口(即，主孔口)，该第二开口与第一开口相距一定距离，并且被配置成允许照射光穿过主孔口离开壳体和/或允许反射光穿过该孔口进入壳体。第一开口和第二开口的典型位置使得照射光和/或反射光穿过一个开口，并在穿过另一个开口之前被光学元件(例如头部中的反射镜)反射。

在一个实施例中，所述头部包括布置在主孔口处的主光学部件。布置在主孔口处的主光学部件被抑制(例如被防止)接收从加热单元向主光学部件传递的所述产生的热量。术语“布置主光学部件”可以指抑制(例如防止)所述产生的热量向主光学部件的传递的物理布置、物理结构或材料特性中的至少一种。该主光学部件永久地或可移除地布置在主孔口处，其中所述布置包括在主孔口处附接主光学部件。可移除地布置的主光学部件可以允许替换有缺陷的主光学部件。

术语“抑制”或其变化形式指阻碍或限制由加热单元产生的热量(即，所述产生的热量)从加热单元到达主光学部件或传递至主光学部件。虽然在上一段中提到了“布置主光学部件”，但是在主光学部件处仍然会接收到一些热量，并且主光学部件会被逐渐加热。类似地，不管间隙宽度如何，主光学部件都可能经由穿过在主光学部件与辅助光学部件之间限定的间隙宽度的对流或辐射从变热的辅助光学部件接收热量，并且主光学部件可能逐渐变热。在扫描过程中主光学部件的这种加热可能是有益的，因为变热的光学部件可以消除被困在由主光学部件和辅助光学部件限定的间隙之间的任何湿气，从而避免间隙内的冷凝。因此，变热的主光学部件与变热的辅助光学部件的结合能够确保，在通常在辅助光学部件的初始除雾之后开始和进行的扫描过程中，防止扫描信号因冷凝而改变。在扫描期间光学部件的加热包括使光学部件升温到露点温度之上。虽然主光学部件具有低热导率，但是主光学部件优选包含具有高热容量的材料。高热容量允许主光学部件长时间存留热量，例如，如果扫描仪暂时关闭一小段时间(例如为电池供电的扫描仪更换电池、或其它瞬间中断)，那么该高热容量足以允许主光学部件在这段时间内存留热量，以高效地处理在扫描过程中可能存在于间隙之间的任何湿气。在一个实施例中，主光学部件可以由具有比辅助光学部件(可以由诸如蓝宝石等材料制成)更高的热容量的材料制成，例如由玻璃(例如由Schott AG生产的BK7玻璃)制成。例如，BK7玻璃的比热在20℃时为0.858J/g℃，而对于低于36℃的正温度，蓝宝石的比热保持在低于0.8000J/g℃的值(例如在16.85℃时为0.7572J/g℃，在26.85℃时为0.7788J/g℃)。

在固定头部或可移除头部处于安装部分上方的安装位置时，主光学部件被布置在主孔口处；包含在壳体内的空间是封闭的，并且被防止物理地暴露于环境，例如暴露于口腔。这能够减少甚至消除壳体内的部件被污染的风险。

在一个实施例中，布置主光学部件以抑制(例如防止)所述产生的热量从加热单元传递至主光学部件包括在加热单元与主光学部件之间布置绝热材料。该绝热材料产生热屏障，从而减少甚至避免热传递。所述绝热材料可以选自胶水、塑料或任何其它材料。与i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件相比，所述绝热材料具有较低/较差的热导率。所述绝热材料可以选自环氧树脂、紫外线(UV)胶、粘合剂、或者它们的复合物。在室温下，所述绝热材料的热导率通常低于1.5Wm^-1K^-1。

或者或另外，布置主光学部件以抑制(例如防止)所述产生的热量从加热单元传递至主光学部件可以包括使主光学部件由具有低/差热导率的固体材料制成。因此，使用这种材料能够抑制(例如防止)所述产生的热量加热主光学部件，即，抑制(例如防止)所述产生的热量从加热单元传递至主光学部件。主光学部件材料的热导率低于i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件的热导率。主光学部件可以选自透明玻璃、塑料、它们的复合物。在室温下，主光学部件材料的热导率通常低于1.5Wm^-1K^-1。

或者或另外，布置主光学部件以抑制(例如防止)所述产生的热量从加热单元传递至主光学部件可以包括采用具有布置在主光学部件上的导热性很差的沉积层的基材，所述沉积层例如布置在主光学部件的主第一表面或主第二表面或者限定边缘宽度的表面中的至少一个上。因此，使用这种沉积层能够抑制(例如防止)所述产生的热量加热主光学部件，即，抑制(例如防止)所述产生的热量从加热单元传递至主光学部件。所述沉积材料的热导率低于i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件的热导率。所述基材可以选自透明玻璃、塑料、它们的复合物，并且可以包括主光学部件本身。在室温下，所述沉积材料可以具有通常低于1.5Wm^-1K^-1的热导率。

或者或另外，布置主光学部件以抑制(例如防止)所述产生的热量从加热单元传递至主光学部件可以包括采用包括多层结构的主光学部件，所述多层结构中的至少两层(可以是沉积层)具有不同的热导率和/或光学特性。所述多层结构包括沿着扫描信号的传播方向彼此重叠地(即，叠加地)布置的多个层、和/或沿着主光学部件的表面尺寸彼此相邻地布置的多个层。在一个实施例中，主光学部件的相邻层之一是由绝热材料制成的，该绝热材料作为加热单元与主光学部件的其它层之间的热屏障。所述其它层可以是重叠层、相邻层或者它们的组合。所述绝热的相邻层可以是与主光学部件的其它层相比首先暴露于所述产生的热量的层。因此，该绝热层形成热屏障，从而减少甚至避免热传递。在一个实施例中，主光学部件的所有重叠层都由绝热材料制成以避免加热主光学部件可能是优选的，但是，所述多个层中任何数量的(即，一个或更多个)层由绝热材料制成也是可能的。如果要求主光学部件在具有特定的热学和/或光学特性的同时仍然能抑制(例如防止)所述产生的热量传递至主光学部件，那么这可能是特别有用的。

所述绝热的相邻层可以是与主光学部件的其它层相比首先暴露于所述产生的热量的层。因此，该绝热层形成热屏障，从而减少甚至避免热传递。

在上述实施例中的任何一个中，这些层可以是沉积材料和/或具有预定厚度的层。如上文所述，所述绝热的相邻层或沉积材料的热导率可以符合与绝热材料或主光学元件或沉积层相关的热导率条件。

所述主光学部件包括允许扫描信号穿过主光学部件从而照亮口腔的光学特性，并且所述传感器可以接收响应于所述照射从口腔反射的光。通常，所述主光学部件可以选自透明玻璃、塑料、它们的复合物、或允许扫描信号从中透过而不会实质性地改变扫描信号的任何其它材料，以避免在采集的数据或采集的图像中出现误差。所述主光学部件包括主第一表面或主第二表面，其中所述主第一表面和所述主第二表面是主光学部件的相反表面，在外套与壳体耦接时，其中一个表面面向壳体的体积空间，另一个表面面向辅助光学部件。

在一个实施例中，所述壳体(例如壳体的头部)包括连接部件，该连接部件被配置成在加热单元与辅助光学部件之间建立物理连接，以允许所述产生的热量通过热传导从加热单元传递至辅助光学部件。所述连接部件通常与头部的框架物理地连接。在一个实施例中，所述连接部件的至少一部分布置在框架的表面上。在另一个实施例中，所述连接部件在其边缘处与框架附接。

与连接部件和辅助光学部件相关的术语“物理连接”或其变化形式用于限定通过任何直接物理接触或经由中间部件的物理接触实现的热连接，除非另有具体说明，否则该中间部件通常是固体部件。类似地，除非另有说明，否则术语“导热”或“绝热”或其变化形式的使用指的是导热或绝热特性。

在上述实施例中的任何一个中，所述连接部件可以包括至少一块板(例如一对板)或包括互连板的结构。不论板的数量是多少，所述连接部件的尺寸和/或形状都被设置成防止干扰扫描信号，即，防止阻碍扫描。所述连接部件的热导率高于所布置的主光学部件的热导率。如前文所述，所述布置的主光学部件指的是说明“布置主光学部件”的不同实施例。所述连接部件由在室温下具有高于7Wm^-1K^-1的热导率的固体材料制成。所述连接部件通常由诸如铝等金属制成，但是也可以使用具有高热导率的其它固体材料，例如金属或其合金。在一个实施例中，所述连接部件可以设有被配置成避免扫描仪内部的杂散光的阳极氧化层，例如黑色阳极氧化层。通常为薄层的阳极氧化层可以具有低热导率，但是由具有导热性的固体材料制成的连接部件允许将所述产生的热量从加热单元高效地传递至辅助光学部件。所述阳极氧化层的厚度通常可以在0.5微米至100微米的范围内变化。

除了加热单元之外，所述除雾单元还可以包括电接口，该电接口被配置成从电源(例如电池或市电电源)接收电磁能形式的电力。或者或另外，所述除雾单元可以包括电磁能量源(例如电池)。所述除雾单元还可以包括用于将电磁能输送至加热单元的连接器。电磁能的输送优选是通过与加热单元的物理电连接(例如通过电线)进行的，但是也可以通过感应链路(例如同轴地对准的发射器线圈和接收器线圈)或其它无线电连接来传递电磁能。

在一些实施例中，所述电磁能量源位于主体中。使电磁源位于主体中而不是位于诸如头部等部件中能够提供优点。此外，如果可移除的头部在多次使用后需要更换，那么头部的成本可以保持较低。

电磁能(通常称为电能)可以包括包含在直流、脉动直流或交流电流中的能量、或包含在电磁辐射中的能量、或者包含在静态或时变电磁场中的能量。这种能量可以通过电池或市电电源提供。

所述除雾单元还可以包括被配置成控制加热单元的操作的控制单元。例如，所述控制单元可以执行确定需要向加热单元输送多少能量、调整加热单元的热量设置、切断电磁能量的供应、确定输送能量的时间长度或供应能量的指定时间段中的至少一个。所述控制单元还可以被配置成监控加热单元的性能和/或除雾的有效性。所述控制单元还可以包括用于存储数字信息(例如监测结果)的存储单元，并且还可以被配置成在监测结果表明性能低于可接受水平时通过扫描系统的LED产生通知信号，例如声音警报或可视指示。所述可接受的水平可以通过可测量的参数(例如除雾时间或能耗等)预先限定。

所述加热单元被配置成将电力转换成热量，该热量被通过热传导传递至外套中的辅助光学部件。例如，所述加热单元包括由金属制成的电阻元件或者可以印刷在薄基板上的电阻膜加热器。后者可以印刷在类似柔性基板的基板上，并且通常提供很低的轮廓形状因数、更好的温度一致性、因低热质量而实现的快速热响应、以及低能耗。也可以考虑其它类型的加热单元。

在一个实施例中，所述加热单元包括被配置成仅在扫描患者的牙齿之前和/或期间产生热量的专用加热器，例如嵌入式加热器。在另一个实施例中，所述加热单元包括位于壳体中的至少一个部件，所述至少一个部件被配置成响应于其在患者的扫描期间执行与扫描相关的功能而产生热量。所述与扫描相关的功能不同于仅产生热量。例如，所述至少一个部件可以是照射单元，该照射单元包括被配置成产生用于照射待扫描的对象的光(即，与扫描相关的功能)的光源，例如一个或多个LED。但是，在扫描期间，所述光源在响应于接收电能而产生用于照射对象的光的同时还产生热量，该热量通过连接部件以热传导的方式传递至辅助光学部件。由所述至少一个部件在扫描期间产生的热量可以被理解为当所述至少一个部件在扫描期间执行与扫描相关的功能时产生的废热或余热。其它至少一个产生废热或余热的部件可以包括但不限于被配置成通过处理一个或多个采集的数据而产生处理过的数据作为与扫描相关的功能的处理器，例如现场可编程门阵列(FPGA)和/或ARM处理器；被配置成无线传输处理过的数据作为与扫描相关的功能的无线(Wi-Fi)模块；以及被配置成基于从被照射的牙科对象接收的入射(反射)光产生多个图像作为与扫描相关的功能的图像传感器。

在一些实施例中，在头部设有电加热单元，从手持式三维扫描仪的其它部分(例如从扫描仪的主体)向该电加热单元供电。

所述加热单元通常连接至连接部件，从而所述产生的热量从加热单元热传导至连接部件。在一个实施例中，所述加热单元被布置在连接部件上。所述加热单元可以通过热粘合剂、导热膏、柔性导热材料或将部件夹紧在一起的机械弹簧力布置在连接部件上。或者或另外，所述加热部件可以通过焊接或导热的(例如金属)机械紧固件布置在连接部件上。在另一个实施例中，布置在连接部件上的加热单元包括连接部件中的嵌入式加热单元。在另一个实施例中，所述加热单元使用导热材料(例如固体导热材料)物理地连接至连接部件。换句话说，所述加热单元可以不布置在连接部件上，而是使用导热材料物理地连接至连接部件，该导热材料例如是固体导热材料，例如金属线或金属带。例如，所述加热单元可以布置在框架上，而沿着框架延伸的连接器(例如由导热材料制成的连接片)将加热单元连接至连接部件。所述加热单元可以通过胶水或其它紧固方式直接布置在框架上，并且所述连接片至少部分地覆盖加热单元；或者所述加热单元可以布置在框架上，并且在加热单元与框架之间设有中间材料，例如连接片。在所公开的实施例中的任何一个中，当头部安装在安装部分上并且加热单元通过施加电力而产生热量时，所述产生的热量通过热传导直接传递至连接部件，或者经由导热连接(例如金属条或金属线)传递至连接部件。因此，连接部件提供了允许所述产生的热量从加热单元穿过连接部件到达辅助光学部件的热路径。

在一个实施例中，所述外套可移除地与壳体附接，从而外套与壳体的耦接使得辅助光学部件通过连接部件与加热单元物理地连接，以允许所述产生的热量从加热单元热传导至辅助光学部件。在即将对患者进行扫描时或在扫描期间，该耦接使外套相对于壳体处于不可移动的位置。术语“可移除地附接”指的是外套被配置成安装在壳体上或从壳体上拆卸下来。通常，所述可移除地附接包括至少部分地以可滑动的方式可移除地附接，使得外套可以通过外套在壳体上的滑动安装在壳体的头部上或从壳体的头部上拆卸。所述外套可以包括被配置成接收壳体的头部的开口。此后，外套可以至少部分地在壳体上滑动，使得外套与壳体机械耦接，并且辅助孔口与主孔口对准。“至少部分地”指的是所述耦接可以仅通过滑动运动或者通过滑动运动与其它运动(例如外套和头部的相对旋转)的结合来实现。主孔口和辅助孔口与布置在其中的辅助光学部件的对准允许扫描信号穿过主孔口和辅助光学部件，该主孔口优选在其中布置有主光学部件。因此，所述对准将辅助光学部件的信号接收段置于相对于主光学部件的主孔口/信号接收段的相对位置，使得扫描信号可以穿过辅助光学部件的信号接收段和主孔口，或者穿过辅助光学部件的信号接收段和布置在主孔口处的主光学部件的信号接收段。此外，辅助光学部件经由连接构件物理地连接至加热单元，在外套与壳体耦接时，该连接构件物理地连接至辅助光学部件。

在外套与壳体耦接时，术语“将辅助光学部件例如布置在辅助孔径处和/或相对于壳体布置”可以指允许所述产生的热量通过热传导传递至辅助光学部件的物理布置、物理结构或材料特性中的至少一种。

在一个实施例中，布置辅助光学部件以允许所述产生的热量通过热传导从加热单元传递至辅助光学部件包括在连接部件与辅助光学部件之间布置导热材料。所述导热材料可以包括热粘合剂、导热膏或其它导热材料。或者或另外，所述辅助光学部件可以被布置成在连接部件与辅助光学部件之间形成直接物理接触。考虑到在其中布置有辅助光学部件的外套是可移除地附接至壳体的，连接部件与辅助光学部件之间的物理接触也是可释放的，例如通过在外套上施加拉出力来从壳体上拆卸外套。所述布置的导热材料的热导率高于所述布置的主光学部件的热导率。如前文所述，所述布置的主光学部件指的是说明“布置主光学部件”的不同实施例。所述布置的导热材料由固体材料制成，该固体材料通常例如在室温下具有高于1.5Wm^-1K^-1的热导率。

或者或另外，布置辅助光学部件以允许所述产生的热量通过热传导从加热单元传递至辅助光学部件包括使辅助光学部件由具有高热导率的固体材料制成。因此，这种材料的使用允许所述产生的热量高效地传递至辅助光学元件。所述辅助光学部件的热导率高于所述布置的主光学部件的热导率。如前文所述，所述布置的主光学部件指的是说明“布置主光学部件”的不同实施例。所述辅助光学部件由固体材料制成，该固体材料具有在室温下通常高于10Wm^-1K^-1的热导率。用于辅助光学部件的具有高热导率的材料通常选自刚玉矿物族，例如蓝宝石玻璃。

或者或另外，布置辅助光学部件以允许所述产生的热量通过热传导从加热单元传递至辅助光学部件包括采用包括基材的辅助光学部件，该基材可以是辅助光学部件本身，具有布置在基材上(例如布置在辅助光学部件的辅助第一表面或辅助第二表面中的至少一个上)的高热导率沉积层。因此，这种沉积层的使用允许所述产生的热量在辅助光学部件的表面上传递，从而加热辅助光学部件。所述沉积材料的热导率高于所述布置的主光学部件的热导率。如前文所述，所述布置的主光学部件指的是说明“布置主光学部件”的不同实施例。所述基材可以选自刚玉矿物族，例如蓝宝石玻璃。所述沉积材料和/或所述基材可以具有在室温下通常高于10Wm^-1K^-1的热导率。

或者或另外，布置辅助光学部件以允许所述产生的热量通过热传导从加热单元传递至辅助光学部件包括采用包括多层结构的辅助光学部件，该多层结构的至少两层(可以是沉积层)具有不同的热导率和/或光学特性。所述多层结构包括沿着扫描信号的传播方向彼此重叠地(即，叠加地)布置的多个层、和/或沿着辅助光学部件的表面尺寸彼此相邻地布置的多个层。优选地，辅助光学部件中的所有层都由具有高热导率的材料制成。但是，在一些情况下，一些层(例如夹在两层之间的重叠层)可能不具有高热导率。因此，在一些实施例中，所述多层辅助光学部件的至少一层或优选至少两层(例如最外层)具有高热导率。所述最外层可以与具有辅助第一表面和辅助第二表面的层对应。如果要求辅助光学部件在具有特定的热学和/或光学特性的同时仍然允许通过热传导向主光学部件传热，那么这可能是特别有用的。所述具有高热导率的层的热导率包括比所述布置的主光学部件的热导率更高的热导率。如前文所述，所述布置的主光学部件指的是说明“布置主光学部件”的不同实施例。

在上述实施例中的任何一个中，这些层可以是沉积材料和/或具有预定厚度的层。

所述辅助光学部件包括允许扫描信号穿过辅助光学部件从而照亮口腔的光学特性，并且所述传感器可以接收响应于所述照射从口腔反射的光。通常，所述辅助光学部件是透明玻璃或者允许扫描信号从中透过而不会实质性地改变扫描信号的任何其它材料，以避免在采集的数据或采集的图像中出现误差。术语“实质性改变”可以指扫描信号中足以降低采集的数据或采集的二维图像的质量以及数字三维表示的精度的变化。所述辅助光学部件包括辅助第一表面或辅助第二表面，其中所述辅助第一表面和所述辅助第二表面是辅助光学部件的相反表面，其中一个表面在外套被插入到口腔中时面向环境(例如口腔环境)，而另一个表面在外套与壳体耦接时面向主光学部件。

在使用所述光学扫描系统扫描身体孔口(例如患者的口腔)时，一些部分(例如暴露于身体孔口中的环境的表面)被消毒，并且优选地被灭菌，以避免感染和潜在疾病从一名患者向另一名患者传播。因此，对于所公开的光学扫描系统(例如口内三维扫描仪)，可以将外套替换为新的外套，即，外套是可移除地附接的并且是一次性的，或者，在使用同一个外套扫描新的患者之前，对使用过的外套进行消毒(如果没有灭菌的话)，即，该外套是可移除地附接的并且是可重复使用的。

所述外套至少部分地由非导热材料(例如塑料材料)制成(例如通过注射成型制造)。对于可重复使用的外套，在一个实施例中，外套可以从壳体上拆卸下来并且外套可以承受高压灭菌器中的灭菌是有利的，因为这允许在扫描之后移除外套并且单独地对其灭菌，而不需要将整个光学扫描系统(即，口内三维扫描仪)暴露于消毒过程。在消毒后，可以将外套安装在壳体上，并且可以重新用于扫描下一名患者。在一些实施例中，至少部分地通过材料的选择，所述外套被构造成能够承受高压灭菌器中的灭菌。所述外套可以由能够承受高压灭菌处理的材料制成，例如类似于PSU的热塑性塑料。如果外套的导热元件包括可能无法承受高压灭菌过程的严酷处理的导热层，那么可以使用导热元件的保护层保护该导热元件，所述保护层例如是由不锈钢制成的保护层。

在一个实施例中，所述外套包括布置在辅助孔径处的辅助光学部件。布置在辅助孔口处的辅助光学部件被配置成接收从加热单元通过热传导传来的所述产生的热量。术语“布置辅助光学部件”可以指允许所述产生的热量向辅助光学部件的传递的物理布置、物理结构或材料特性中的至少一种。所述辅助光学部件永久地或可移除地布置在辅助孔口处，其中所述布置包括在辅助孔口处附接辅助光学部件。可移除地布置的辅助光学部件允许替换有缺陷的辅助光学部件。

所述外套包括布置有辅助光学部件的辅助孔口。所述辅助光学部件可以通过使用胶水(例如利用热粘合剂或热胶)附接至外套。将辅助光学部件附接至外套的另一种方法是将由某种其它材料(例如金属)制成的薄片焊接至塑料材料，并使用胶水将辅助光学部件粘到该薄片上。可供选择的将金属粘到玻璃上的耐高压灭菌的胶水的种类要多得多。在另一个实施例中，所述外套包括辅助框架，该辅助框架包括辅助光学部件。所述辅助框架保持辅助光学部件，并且配置成在外套与壳体耦接时与壳体的连接构件物理地连接。所述辅助框架包括至少部分地包围和支撑辅助光学部件的结构。作为一个例子，所述结构可以包括顶部、边框或底台中的至少一个，类似于窗框。作为另一个例子，所述结构可以包括一个或多个支撑辅助光学部件的夹子。也可以使用其它形式的结构，并且这在本公开的范围之内。所述辅助框架还可以包括接合元件，该接合元件配置成与壳体物理地相互作用，使得辅助光学部件与壳体的连接部件物理地连接。

所述辅助框架通常由固体材料制成，包括金属，例如铝材，但是也可以使用具有高热导率的其它固体材料，例如金属或其合金。所述固体材料包括比所述布置的主光学部件的热导率更高的热导率。如前文所述，所述布置的主光学部件指说明“布置主光学部件”的不同实施例。所述固体材料在室温下具有高于7Wm^-1K^-1的热导率。因此，所述辅助框架允许在连接部件与辅助光学部件之间形成物理连接。在一个实施例中，所述辅助框架可以设有被配置成避免扫描仪内部的杂散光的阳极氧化层，例如黑色阳极氧化层。通常为薄层的阳极氧化层可以具有低热导率，但是由具有热导性的固体材料制成的辅助框架允许将所述产生的热量从连接部件高效地传递至辅助光学部件。所述阳极氧化层的厚度通常可以在0.5微米至100微米的范围内变化。

在一个实施例中，在外套与壳体耦接时，主光学部件和辅助光学部件的相对位置限定它们之间的间隙。该间隙包括允许主光学部件与辅助光学部件之间绝热的间隙宽度。因此，所述间隙宽度允许抑制(例如防止)光学部件之间的热传递，例如从辅助光学部件向主光学部件的热传递，例如通过穿过间隙宽度的辐射或对流进行的热传递。考虑到主光学部件可能被抑制(例如被阻止)接收所述产生的热量，通过间隙宽度的绝热可以抑制热量通过穿过间隙宽度的辐射或对流传递至辅助光学部件。仍然可能有一些热量通过辐射或对流在部件之间传递，辅助光学部件的除雾(例如在即将进行扫描时)主要依赖于所述产生的热量通过连接部件的热传导从加热单元传递至辅助光学部件，而不是依赖于所述产生的热量通过对流或辐射从变热的主光学部件穿过间隙宽度传递至辅助光学部件。原则上说，对于辅助光学部件的除雾，较大的间隙宽度通常是优选的。但是，本领域技术人员应理解，头部的至少一部分和包括辅助光学部件的外套的至少一部分需要被插入到身体孔口中。因此，对于间隙宽度可以多大存在实际限制。不过，本领域技术人员应认识到，间隙宽度也会影响所公开的除雾系统的有效性，即，间隙宽度越大，包含所公开的除雾系统的口内扫描仪的有效性就越高。所述间隙宽度通常在0.1至1毫米之间，优选小于0.5毫米，例如是0.2毫米，以实现辅助光学部件的有效除雾。

术语“除雾系统”可以包括进行功能操作以对可插入的表面(例如光学部件)除雾的部件和/或装置。这可以包括除雾单元、连接部件、主光学部件、辅助光学部件、间隙宽度等之中的一个或多个。

在一个实施例中，所述间隙宽度至少部分地填充有绝热材料。这可以包括空气、真空、气体、凝胶、透明固体绝热材料。绝热材料的选择以不干扰扫描信号为基础。这可以基于尽可能接近地使绝热材料(即，折射率匹配材料)的折射率与主光学部件和/或辅助光学元件的折射率相匹配。换句话说，绝热材料的光学特性允许扫描信号穿过绝热材料，而不会对采集的数据产生任何不利影响。例如，在扫描信号穿过绝热材料时，绝热材料的光学特性防止扫描信号被改变或实质性地改变。

所公开的用于辅助光学部件的除雾(例如在即将进行扫描时或在扫描期间)的技术依赖于多个因素，每个因素都有助于提高除雾系统的效率。两个或更多个因素的组合可能比单独一个因素更有效。其中一些因素包括：

a)产生的热量通过热传导从加热单元向辅助光学部件传递。所述产生的热量通过热传导在物理地连接的部件(即，加热单元和辅助光学部件)之间直接传递改善了除雾，例如减少了除雾时间；和/或

b)抑制(例如防止(例如避免))所述产生的热量从加热单元向主光学部件传递。抑制(例如防止)所述产生的热量的传递确保所述产生的热量不会浪费/损失在加热主光学部件上，并且可以集中于加热辅助光学部件。不过，如前文所述，使主光学部件具有高热容量可能是有益的，这允许主光学部件长时间(例如在扫描期间)存留热量；和/或

c)抑制(例如防止(例如避免))热量穿过主光学部件与辅助光学部件之间的间隙在主光学部件与辅助光学部件之间传递。由于辅助光学部件通过热传导传递热量而加热，因此抑制(例如防止)热量穿过间隙传递使得热量不会从变热的辅助光学部件传递至主光学部件。因此，所述产生的热量不会浪费/损失在加热主光学部件上。但是，如前文所述，使主光学部件具有高热容量可能是有益的，这允许主光学部件长时间(例如在扫描期间)存留热量。

应说明的是，热传递在低热导率的材料中的速率比在高热导率的材料中的速率低。因此，为了符合上面列出的因素a)和b)，可以定义相对热导率准则。该准则包括限定从加热单元到辅助光学部件的热路径的材料与限定从加热单元到主光学部件的热路径的材料相比具有更高的热导率。换句话说，限定在加热单元与辅助光学部件之间的辅助热路径的热导率高于限定在加热单元与主光学部件之间的主热路径的热导率。辅助热路径是由在加热单元与辅助光学部件之间使用的材料(通常也包括辅助光学部件)限定的，而主热路径是由在加热单元与主光学部件之间使用的材料(通常也包括主光学部件)限定的。优选限定第二热路径的每种材料的热导率高于限定第一热路径的每种材料的热导率。但是，不必在每个材料层都符合这一热导率要求，只要满足路径的相对热导率准则即可。应说明的是，本公开提供了不同材料的热导率的具体范围。但是，本领域技术人员应理解，偏离所公开的范围也在本公开的范围之内，只要辅助热路径和主热路径的热导率符合相对热导率准则即可。

在一个实施例中，所述头部包括主接合元件，所述外套包括辅助接合元件。所述主接合元件和所述辅助接合元件被配置成在外套与壳体的耦接期间物理地相互作用。这种物理相互作用使得连接部件和辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架彼此物理地连接。即使在该物理相互作用将辅助框架与壳体物理地连接时，由于辅助框架包括辅助光学部件，因此也在壳体(例如连接部件)与辅助光学部件之间建立物理连接。主接合元件和辅助接合元件可以是相同的元件，这些元件被配置成将外套与壳体耦接，从而提供将外套与壳体耦接并使连接部件和辅助光学部件/辅助框架物理连接的功能。或者，主接合元件和辅助接合元件可以不同于允许外套与壳体耦接的元件，从而仅提供使连接部件和辅助光学部件/辅助框架物理连接的功能。所述耦接指的是在即将扫描患者时或在扫描患者期间外套被附接至壳体，使得外套相对于壳体处于不可移动的关系。

在一个实施例中，所述头部包括主接合元件，所述外套包括辅助接合元件。所述主接合元件和所述辅助接合元件被配置成物理地相互作用。在外套与壳体耦接时，该物理相互作用使连接部件和辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架保持彼此物理连接。即使在该物理相互作用将辅助框架与壳体物理地连接时，由于辅助框架包括辅助光学部件，因此也在壳体(例如连接部件)与辅助光学部件之间建立物理连接。主接合元件和辅助接合元件可以是相同的元件，这些元件将外套与壳体耦接，从而提供将外套与壳体耦接并使连接部件和辅助光学部件/辅助框架保持物理连接的功能。或者，主接合元件和辅助接合元件可以不同于允许外套与壳体耦接的元件，从而仅提供使连接部件和辅助光学部件/辅助框架物理连接的功能。所述耦接指的是在即将扫描患者时或在扫描患者期间外套被附接至壳体，使得外套相对于壳体处于不可移动的关系。

在一个实施例中，主接合元件或辅助接合元件中的一个包括突起，而主接合元件或辅助接合元件中的另一个包括被配置成与该突起物理地相互作用的表面。术语“突起”可以指的是某个表面上相对于该表面向外延伸的元件，或整个表面是非平面表面，例如凸面。若突起在外套上，则该突起朝向壳体的体积空间延伸。但是，若突起在头部上，则该突起向远离壳体的体积空间的方向延伸。所述突起和所述表面被配置成物理地相互作用，以使辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此偏置。该物理相互作用产生将辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此偏置的力。所述力通常是在外套与壳体耦接期间施加的，但是也可以在外套与壳体耦接时连续地施加。作为一个例子，所述突起被配置成在所述表面上施加力，使得辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此偏置。

在一个实施例中，外套的内表面包括面向头部的外表面的突起，该外表面(即，相互作用表面)被配置成与所述突起物理地相互作用。在另一个实施例中，所述头部的外表面包括面向外套的内表面的突起，该内表面(即，相互作用表面)被配置成与所述突起物理地相互作用。在前述实施例中的任何一个中，所述突起被布置成使得在耦接期间该突起与相互作用表面之间的物理相互作用产生力，所述力朝向辅助光学部件/辅助框架的方向推动(即，偏压)连接部件和/或朝向连接部件的方向推动(即，偏压)辅助光学部件/辅助框架。该力导致在连接部件和辅助光学部件/辅助框架之间建立和/或保持物理连接，该物理连接如接口处的接触表面积所限定。

在另一个实施例中，通过使用诸如弹性胶(例如弹性硅胶)或垫圈等弹性部件将辅助光学部件安装在外套中，该弹性部件可以具有高于A10的肖氏值，例如在A10至A80之间。该弹性部件可以有助于固定辅助光学部件在外套中的位置。在辅助光学元件与连接部件之间耦接期间和/或在外套与壳体耦接时，辅助光学部件被布置成使得连接部件面向辅助光学部件的一个表面，而弹性部件面向辅助光学部件的另一个表面。连接部件配置成在一个方向(例如向下方向)上在辅助光学部件上施加力，从而压缩弹性部件。弹性部件被配置成响应于施加在辅助光学部件上的这个力在相反方向(例如向上方向)上施加响应力。在将外套安装在壳体上时，施加的力与响应力之间的相互作用确保实现连接部件与辅助光学部件之间的最佳接触。本领域技术人员应理解，被配置成提供响应弹簧力的弹性部件的性质确保响应力被根据施加的力调节，使得辅助光学部件不会受到过大的力。借助于施加的力和弹性部件的响应力实现的最佳力也可以在连接部件与辅助光学部件之间提供机械密封。此外，此实施例可以与先前公开的使用突起来产生偏置力的实施例结合使用，该偏置力可以代表所述施加的力。

在一个实施例中，主接合元件或辅助接合元件中的一个包括导引件，而主接合元件或辅助接合元件中的另一个包括被配置成接收导引件(即，与导引件物理地相互作用)的导引通道。该导引通道通常包括入口，导引件通过该入口进入导引通道。导引件被配置成沿着导引通道移动，并且沿着导引通道移动导引件被配置成将辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此偏置。对导引件或导引通道的引用也意图包括复数形式，即，具有“至少一个”的含义。应理解，导引件会被接收在相应的导引通道中。

在一个实施例中，所述导引件包括辅助光学部件的至少一个边缘/辅助框架的至少一个边缘，而连接部件包括导引通道。在另一个实施例中，所述导引件包括连接部件的至少一个边缘，而辅助光学部件/辅助框架包括导引通道。在前述实施例中的任何一个中，所述导引通道包括细长凹槽，所述至少一个边缘可以被沿着该凹槽导引，并且沿着凹槽长度从入口一直移动至终止点，从而使辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此就位(即，偏置)。使导引件在导引通道内就位导致建立和/或保持连接部件与辅助光学部件/辅助框架之间的物理连接，该物理连接如接口(例如导引件与导引通道的接口)处的接触表面积所限定。

在一个实施例中，连接部件与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架之间的物理连接由连接部件与辅助光学部件/辅助框架之间的接口处的接触表面积限定。该接口与接口部件(即，连接部件和辅助光学部件/辅助框架)之间的物理接触对应。相应地，接触表面积与彼此物理接触的接口部件部分的面积对应。

很明显，从连接部件到辅助光学部件/辅助框架的热传导的效率会随着接触表面积的增大而提高。接触表面积最多可以增大到接触表面积开始干扰辅助光学部件的信号接收段的程度。换句话说，与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架接口的连接部件部分的尺寸被设计成使得在外套与壳体耦接时能够防止连接部件干扰辅助光学部件的信号接收段。

因此，该连接部件部分的尺寸可以在下阈值与上阈值之间。下阈值可以由满足预定准则的尺寸限定，例如最小接触表面积或除雾时间等。上阈值可以由导致该部分开始干扰辅助光学部件的信号接收段的尺寸限定。所述信号接收段可以被理解为扫描信号所穿过的或为了扫描患者而穿过的光学部件部分。

除了接触表面积之外，还可以通过其它因素来提高热传导的效率。第一个示例性因素包括在连接部件与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架之间为了保持部件之间的令人满意的接触从而实现有效的热传导而施加的接触压力。这可以通过使接合元件(例如基于弹簧的接合元件)被配置成在连接部件和/或辅助光学部件/辅助框架上施加力以保持接口部件之间的物理连接来实现。第二个示例性因素包括通过改变连接部件、辅助光学部件或包括辅助光学部件的辅助框架中的一个或更多个的接口部分的表面粗糙度、波动度和平坦度来提高热传导的效率，例如通过使用沉积材料进行。例如，连接部件在传导热量的接口处的平均表面粗糙度通常被保持得较低，并且可以在0.100-3.00微米的范围内，例如是2.00微米左右。或者或另外，连接部件在传导热量的接口处的最大表面粗糙度(Rm)通常被保持得较低，并且可以低于12微米，例如优选低于10微米，更优选低于8微米，甚至更优选低于6微米，最优选低于4微米。虽然保持较低的最大表面粗糙度和平均表面粗糙度可能是优选的，但是通常优选使用最大表面粗糙度作为更相关的准则。例如，具有较低的最大表面粗糙度的连接部件通常优于具有相同或较低的平均表面粗糙度但较高的最大表面粗糙度的连接部件。还可以考虑影响从连接部件到辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架的热传导的效率的其它因素。

在一个实施例中，辅助光学部件包括位于辅助光学部件的至少一个表面上的Ta₂O₅和SiO₂涂层。辅助光学部件包括该涂层上的全氟癸基三氯硅烷(FDTS)疏水涂层。在疏水涂层与被涂覆的层之间通常设有Al₂O₃中间粘结层。

在一个实施例中，所述壳体的头部可以包括温度传感器。该温度传感器可以被封装在壳体内。该温度传感器布置在主孔口附近，例如与主孔口相邻。该温度传感器被配置成测量头部中的温度，并将传感器测量结果作为信号提供给控制单元。所述控制单元被配置成基于接收的传感器测量信号提供反馈控制信号。所述控制单元至少在传感器测量信号超过温度阈值时提供反馈控制信号。可以基于口腔中的允许温度预先限定所述温度阈值，即，预先限定的温度阈值可以代表确保口腔中的温度在扫描期间不超过允许温度的值。在一个实施例中，所述反馈控制信号被配置成将扫描仪置于限制模式。该限制模式包括数据采集或数据传输的速度受到限制甚至被停止的扫描仪操作模式。所述数据采集可以指响应于牙科对象的照射而采集数据，所述数据传输可以指将采集的数据或包括被处理的采集数据的处理过的数据从扫描仪传输至远程处理器。将扫描仪置于限制模式可以使扫描仪冷却下来。这使头部中的温度降低到温度阈值或低于温度阈值，从而将口腔中的温度降低到预定的允许温度或低于预定的允许温度。或者或另外，所述反馈控制信号被配置成控制嵌入式加热单元的温度设置，使得温度传感器处的传感器测量值处于温度阈值或在温度阈值之内。

在另一个实施例中，所述系统包括安装传感器，以检测外套是否处于安装到壳体上的状态。所述安装传感器可以包括光学传感器，例如RGB传感器、基于电连接的传感器、包括锁定机构的机械耦接传感器。所述口内扫描仪可以只有在确定外套处于安装状态后才能用于扫描。

在一个实施例中，在外套与壳体耦接时，与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架接口的连接部件部分被相对于辅助光学部件/辅助框架布置成避免连接部件干扰辅助光学部件的信号接收段。如前文所述，这可以通过使该连接部件部分具有最佳尺寸来实现。

附图说明

通过阅读在下文中结合附图给出的示例性且非限制性的详细说明，能够最佳地理解本公开的实施例及其优点，在附图中：

图1示出了根据一个实施例的光学扫描系统，例如三维口内扫描仪系统；

图2a从第一视角示出了根据一个实施例的除雾系统；

图2b从第二视角示出了根据一个实施例的除雾系统；

图3a从第一视角(例如前视图)示出了根据一个实施例的完全安装在壳体上的外套和头部的横截面图；

图3b从第一视角(例如前视图)示出了根据一个实施例的完全安装在壳体上的外套和头部的横截面图；

图4a从第一视角(例如侧视图)示出了根据一个实施例的将外套安装到壳体上的第一阶段；

图4b从第一视角(例如侧视图)示出了根据一个实施例的将外套安装到壳体上的第二阶段；

图4c从第一视角(例如侧视图)示出了根据一个实施例的将外套安装到壳体上的第三阶段；

图5从第二视角(例如仰视图)示出了根据一个实施例的将外套安装到壳体上的第一阶段；

图6示出了根据一个实施例的完全安装在壳体上的头部和外套的放大横截面图；

图7a示出了根据一个实施例的主光学部件；

图7b示出了根据一个实施例的主光学部件；

图7c示出了根据一个实施例的辅助光学部件；

图7d示出了根据一个实施例的辅助光学部件；

图8示出了根据一个实施例的辅助部件；以及

图9示出了根据一个实施例的多层辅助部件。

具体实施方式

在下面的说明中，将参照附图进行说明，这些附图以非限制性的示例方式示出了如何实施所公开的方法或系统。

图1示出了根据一个实施例的光学扫描系统，例如三维口内扫描仪系统。三维口内扫描仪系统101包括口内扫描仪，该口内扫描仪包括至少封闭光学部件的主体103，该光学部件被配置成在对牙科对象(例如口腔)进行三维扫描期间进行操作。所述三维扫描指获取牙科对象的多个二维图像的过程，基于这些二维图像生成牙科对象的三维数字表示。所述主体还可以包括一个或多个电子部件，这些电子部件也被配置成在牙科对象的三维扫描期间进行操作。主体的外表面由易于清洁的塑料壳体形成，由此提供了一种卫生的方案。所述口内扫描仪被设计成像笔一样被握持，即，在三维扫描期间以握笔的方式操作，或者可以包括在三维扫描期间被握持的手柄。不论是否有手柄，口内扫描仪都被配置成在三维扫描期间在牙科对象上移动，例如在口腔内活动。所述扫描仪可以是聚焦扫描仪、OCT扫描仪、三角测量扫描仪、共焦扫描仪、或者能够采集二维图像的任何种类的成像装置，所述二维图像可以被处理成三维信息，例如三维数字表示。所示的图1示出了手持式口内扫描仪系统101，该口内扫描仪系统101是被配置成在移动聚焦光学器件并向待扫描的对象上照射图案的同时获取二维图像序列的聚焦扫描仪。通常，聚焦光学器件的移动和向对象上照射图案的移动是同时发生的。所述二维图像序列被处理成三维信息。所述三维信息可以被传输至扫描应用软件。口内扫描仪系统101可以使用照射探测光和成像探测光(即，反射光)利用穿过主体内部的光学系统的主要部分的相同路径的光学系统。所述口内扫描仪包括形状类似于细长探头105的远端，该远端被配置成插入到口腔中，并将探测光导引至待扫描的牙科对象，并且导引来自待扫描的牙科对象的反射光。壳体107包括头部105和主体103。所述头部被配置成与壳体的其它部分连接，例如在壳体的安装部分处连接。安装部分127可以包括锁定单元，该锁定单元被配置成与头部的互补锁定单元129接合，以允许将头部与安装部分锁定。

头部105可以包括布置在其远端的反射镜或棱镜，该反射镜或棱镜用于将探测光导引至待扫描的牙科对象，并导引从该牙科对象反射回来的反射光。所述探测光(即，照射信号)穿过头部105的框架111传播，被反射镜反射，穿过主孔口109朝向牙科对象行进。类似地，来自牙科对象的反射光通过穿过主孔口109进入头部，并在从反射镜反射后穿过框架111传播。由于卫生原因，可以将主孔口109与外部环境密封隔离。这通常是通过在主孔口处布置主光学部件113实现的。所公开的布置允许扫描信号透过主孔口109，同时保持对头部壳体的外部的微生物屏障。框架111可以通过高性能热塑性塑料(例如聚砜(PSU))的注射成型来制造。

扫描仪头部105还可以被配置成接收外套115或护套，该外套115或护套可以可拆卸地安装至扫描仪壳体105。所述外套被配置成至少部分地遮盖头部105。外套115可以具有与头部105相似的形状，并且可以包含第二孔口117，该第二孔口117被配置成在外套115被牢固地置于(例如安装在)壳体105上时与主孔口109对准。辅助孔口117被配置成包含辅助光学部件119，该辅助光学部件119被配置成允许探测光透过，而不会实质性地改变探测光的特性，例如偏振。

为了在潮湿环境(例如人的口腔)中扫描时限制辅助光学部件119起雾，所述头部单元包括除雾单元121。起雾可能导致在辅助光学部件119处发生冷凝，并且这可能恶化扫描信号(例如照射光和/或反射光)的传输质量，导致数据采集质量的损失。除雾单元121被构造成通过将辅助光学部件119的温度升高到高于预期扫描环境的露点的温度来避免辅助光学部件119起雾。在扫描人类的口腔的情况下，目标温度通常大约在30℃至40℃的范围内。

除雾单元121可包括用于将电能转换成热能的加热单元123。在图1中公开的实施例中，所述加热单元被嵌入到印刷电路板(PCB)中，该印刷电路板可以在主体103与加热单元123之间建立电连接，从而控制加热。在一个实例中，所述除雾单元位于连接部件125处。连接部件125可以是多功能的，因为它被成形为插入框架部分，该插入框架部分被设计成保持在框架111处，并且同时被配置成与加热单元123和布置在连接部件处的主光学部件113接口。

连接部件125的一个功能是通过热传导将所述产生的热量从加热单元123尽可能有效地传递至辅助光学元件119。连接部件125可以由具有固有的高热导率的材料制成，例如金属(例如铝材(Al)，例如Alu 6082T6)、合金、或任何其它复合材料。或者，连接部件125可以包括有助于向辅助光学部件119有效地传热的结构。例如，连接部件125可以包括塑料框架，该塑料框架包括一个或多个超导材料片或层，例如扶手椅型石墨烯纳米带片，该超导材料片或层提供用于将所述产生的热量从加热单元传导至辅助光学部件119的热路径(例如热导引路径)。所述热路径可以涂有环氧树脂，从而该路径被夹在框架与涂层之间。连接部件125通常朝向辅助光学部件119延伸，从而可以通过连接部件125在加热单元123与辅助光学元件119之间形成物理接触。这允许将所述产生的热量传导至辅助光学部件，并提高辅助光学部件的温度。

图2a从第一视角示出了根据一个实施例的除雾系统。图2b从第二视角示出了根据一个实施例的除雾系统。除雾系统227包括除雾单元221和连接部件225。除雾单元221被成形为对称的叉状柔性印刷电路板(PCB)，其中该PCB的两个侧翼中的每一个都包含加热单元223。加热单元223包括由细长铜丝制成的电阻加热伴热线。为了确保加热单元223与连接部件225之间的最佳热耦合，在应被加热的接口段，可以移除PCB的任何覆层。加热单元223可以通过压敏粘合剂(PSA)附接至连接部件225的铝制壁，该压敏粘合剂还可以在部件之间提供可接受的热耦合。

除雾单元221可以包括最小弯曲半径为2.5米的柔性PCB。该PCB可以被涂为黑色，并且通过将部件保持在光路之外来设计，以避免在扫描期间在框架内部出现任何杂散光。该PCB可以包含内置集成电路(I²C)和/或脉宽调制(PWM)通信接口229、安全切断电路231、以及用于存储信息的EEPROM存储器233，例如具有8×256存储器结构的2kbAT24C02CEEPROM。靠近或接近嵌入式加热单元的区域可以包含温度传感器235，该温度传感器235被配置成向控制单元提供代表传感器测量值的信号，该控制单元被配置成基于所述信号提供温度的反馈控制。所述基于信号的温度的反馈控制允许控制单元确保嵌入式加热器上的温度设置被控制成使得在辅助光学部件处保持热量，以产生必要的除雾，但不会过热。所述加热单元还可以附加地或单独地包含光学传感器237，例如位于连接器接口239附近的RGB颜色传感器，该连接器接口239被配置成提供加热单元与壳体103的电连接。所述光学传感器被配置成响应于外套在壳体上的定位而监测颜色变化。所述光学传感器可以通过经由头部105中的光学透明的小窗口检测颜色(例如颜色变化)来进行监测。所述光学传感器被配置成向控制单元提供代表颜色变化的信号。所述控制单元被配置成基于该信号确定外套115是否被正确地安装到壳体107上。例如，颜色传感器237的白色LED可以以脉冲模式操作，以检查是否存在某种颜色，或者是否有什么东西单纯地将产生的光反射回传感器237。在这种情况下，可以推断存在外套115。只有在确定外套被正确安装之后，所述口内扫描仪才可以用于扫描。本领域技术人员应理解，还有确定外套在壳体上的正确安装的其它方式。例如，所述信号可以基于在壳体和外套的互补接触点之间建立电连接。电连接的建立会向控制单元提供信号，控制单元基于该信号确定安装是否适当。另一个例子包括所述信号可以基于在壳体和外套的互补锁定点(例如棘爪锁定机构)之间建立物理连接。物理连接的建立可以作为向控制单元发送信号的触发事件，控制单元基于该信号确定安装是否适当。其它变化形式也在本公开的范围之内。

附图标记209代表主孔口，附图标记213代表布置在主孔口209处的主光学部件。

图3a从第一视角(例如前视图)示出了根据一个实施例的完全安装在壳体上的头部和外套的横截面图。该前视图是在外套315完全安装在壳体107上(即，就位)并且主孔口309与辅助孔口317彼此对准时沿着X方向(参见图1)穿过口内扫描仪系统101的头部305的远侧段的视图。优选实现从加热单元323到辅助光学部件319的良好热传递。这是通过在外套315完全安装到壳体107上时在辅助光学部件319与连接部件325之间形成可靠的物理接触来实现的。连接部件325的围绕主光学部件313的部分例如可以被成形为窄矩形条，以远离主光学部件313向下延伸。术语“向下”表示与Z方向相反的方向(参见图1)。所述突出部分可以被设计为接触接口341，用于在外套被置于(例如滑动到)头部305上时形成与辅助光学部件319的接触。外套315的顶部材料表面处的凹穴343可以在表面的内侧产生突起形式的主接合元件345。术语“顶部”表示沿着Z方向的方向(参见图1)。在外套315被完全安装在壳体上时，外套315的顶部处的突起345产生施加在头部305的框架311处的辅助接合元件347上的接触力，例如弹簧力。辅助接合元件347可以通过向相反方向施加相等的弹簧力来响应。该反作用力推动位于外套315中的辅助光学部件319与接触接口341物理地接触。接触接口341的首先接收辅助光学部件319的部分的形状类似于纵向滑道或滑雪板，与雪橇上的结构类似。因主接合元件345与辅助接合元件347之间的相互作用而施加在连接部件325和辅助光学部件315上的力在连接部件325与辅助光学部件315之间提供足够的接触力，以确保用于连接部件325与辅助光学部件315之间的热传导的良好物理连接。该接触力通常沿着Z方向(参见图1)，并且可以在1至24N的范围内。连接部件的重量被保持得较低，例如低于1.75克，优选低于1.5克，更优选低于1.25克，例如是1.2克。连接部件325的表面粗糙度，例如在用于传导热量的(多个)接口处的轮廓粗糙度参数(Ra)，通常被保持得尽可能低。可能存在影响如何实现低轮廓粗糙度参数(Ra)值的制造限制。轮廓粗糙度参数(Ra)可以在0.100-3.00微米的范围内，例如是大约2.00微米。或者或另外，连接部件在传导热量的(多个)接口处的最大表面粗糙度(Rm)通常被保持得较低，并且可以低于12微米，例如优选低于10微米，更优选低于8微米，甚至更优选低于6微米，最优选低于4微米。虽然保持较低的最大表面粗糙度和平均表面粗糙度可能是优选的，但是通常优选使用最大表面粗糙度作为更相关的准则。

图3b从第一视角(例如前视图)示出了根据一个实施例的完全安装在壳体上的外套和头部的横截面图。此图示出了与图1中公开的内容不同的加热元件和照射单元的定位，图1示出了加热单元123和照射单元(未示出)包含在主体103中。但是，出于理解该透视图的目的，应理解，前视图是在外套315完全安装在壳体107上(即，就位)并且主孔口309和辅助孔口317彼此对准时沿着X方向(参见图1)穿过口内扫描器系统101的头部305的远侧段的视图。所述加热单元包括位于壳体中(例如头部305中)的至少一个部件，所述至少一个部件被配置成响应于其在扫描患者期间执行与扫描相关的功能而产生热量。所述至少一个部件可以是照射单元355，例如一个或多个LED，该照射单元355被配置成产生用于照射待扫描的对象的光(即，与扫描相关的功能)。所述至少一个部件可以是图像传感器357，该图像传感器357被配置成基于从被照射的对象接收的入射(反射)光产生多个图像(即，与扫描相关的功能)。将照射单元和/或传感器置于头部中允许将光直接从头部投射到对象上和/或在传感器处直接从反射光获取数据。但是，在扫描期间，所述光源在响应于接收电能而产生光的同时还产生热量，该热量通过连接部件以热传导的方式传递至外套中的辅助光学部件。由所述至少一个部件在扫描期间产生的热量可以被理解为当所述至少一个部件在扫描期间执行与扫描相关的功能时产生的废热或余热。所述至少一个部件可以使用接触部件359连接至连接部件325，该接触部件359在所述至少一个部件与连接部件之间提供直接接口(例如照射单元355)或间接接口(例如图像传感器357)。或者，所述至少一个部件可以使用接触部件359直接附接到连接部件325上。此实施例中的许多部件与图3a的实施例中公开的部件相同，并且基于相同的原理工作，除非另有说明或者与利用来自所述至少一个部件的废热或余热相矛盾。例如，附图标记311代表框架，附图标记343代表凹穴，附图标记345代表主接合元件，附图标记347代表辅助接合元件，附图标记325代表连接部件，但是具有如图所示的不同几何形状，例如至少部分地沿着头部的辅助接合元件347的内表面周边延伸，以在所述至少一个部件与辅助光学部件319之间建立导热接触，附图标记341代表接触接口，附图标记319代表辅助光学部件，附图标记313代表主光学部件。连接部件的重量被保持得较低，但是通常高于1.25克，并且通常低于5克。连接部件325的表面粗糙度(例如在用于传导热量的(多个)接口处的轮廓粗糙度参数(Ra))通常被保持得尽可能低。可能存在影响如何实现低轮廓粗糙度参数(Ra)值的制造限制。轮廓粗糙度参数(Ra)可以在0.100-3.00微米的范围内，例如是大约2.00微米。或者或另外，连接部件在传导热量的(多个)接口处的最大表面粗糙度(Rm)通常被保持得较低，并且可以低于12微米，例如优选低于10微米，更优选低于8微米，甚至更优选低于6微米，最优选低于4微米。虽然保持较低的最大表面粗糙度和平均表面粗糙度可能是优选的，但是通常优选使用最大表面粗糙度作为更相关的准则。

图4a从第一视角(例如侧视图)示出了根据一个实施例的将外套安装到壳体上的第一阶段。图4b从第一视角(例如侧视图)示出了根据一个实施例的将外套安装到壳体上的第二阶段。图4c从第一视角(例如侧视图)示出了根据一个实施例的将外套安装到壳体上的第三阶段。该侧视图是沿着Y方向的视图(参见图1)。第一阶段、第二阶段和第三阶段指的是在将外套415安装到壳体107上的过程中口内扫描仪系统101的不同阶段。图4a示出了在辅助光学部件419即将与除雾系统227的连接部件425接触时的情况。图4b示出了外套415被部分安装在头部405上的阶段。连接部件425的连接器接口441已经部分地接收辅助光学部件419，并且正在将辅助光学部件导引到位。图4c示出了完全安装的阶段，在该阶段中，主接合元件445和辅助接合元件447对准，并且辅助光学元件被正确定位并与连接部件425物理接触，从而辅助光学部件就位，使得能够经由连接部件进行热传导。

图5从第二视角(例如仰视图(沿着Z方向))示出了根据一个实施例的在将外套安装到壳体上期间的第一阶段(参见图4a)。在外套515被完全安装时，连接部件525被配置成在扫描信号通过的传播区域之外产生与辅助光学部件519接触的接触区域549，从而形成用于所述产生的热量的热传导的物理接触。然后，热量沿着辅助光学部件519的外围段分布在整个区域549中，从而热量能够流向辅助光学部件519的中心，以防止在扫描过程中起雾。辅助光学部件519的加热时间取决于接触面积，该接触面积是接触接口541中的滑道551的宽度的函数。很明显，对于相同长度的滑道551，较大的宽度会提供较大的接触面积，从而提供更有效的加热。滑道551的宽度可以在0.2至2.0毫米的范围内，优选在1毫米左右，例如是0.8毫米。由于热传导的效率可能取决于表面粗糙度，因此宽度的选择可能取决于Ra值。另一个考虑是机械完整性，即，宽度和/或流道设计的选择确保防止辅助光学部件在接合或脱开期间碎裂。因此，通过除雾单元121、连接部件525和辅助光学部件519之间的密切连接，能够实现辅助光学元件的表面的快速且高效的加热。

下面相对于图1或其它相关附图论述的多个方面可以被认为是为了优化热传递。这些方面不限于此实施例，也可以与其它实施例结合使用：

首先，连接部件的主要功能是将所述产生的热量从加热单元123热传导至辅助光学部件119。如前文所述，连接部件包括具有高热导率的材料。因此，连接部件可以允许从加热单元123传递所述产生的热量，该热量可以分布在整个连接部件125上。相应地，连接部件125的物理特性也可以决定辅助光学部件的加热效率。所述物理特性可以包括形状、厚度、体积、质量等之中的一个或多个。优选地，连接部件125被设计成防止连接部件在无助于向辅助光学部件119传递热量的区域中延伸。换句话说，连接部件被设计成使得连接部件主要(例如仅仅)朝向辅助光学部件延伸。连接部件的这种延伸可以提供从加热单元123到辅助光学部件119的最短路径。通过改变物理特性，例如减少连接部件在特定区域处的体积，能够控制所述产生的热量的传递，并且能够更快地实现辅助光学元件的加热。例如，与具有也围绕头部的区域131(图1)的形状的连接部件相比，主要(例如仅)朝向如附图标记125所示的辅助光学部件延伸的连接部件(即，将连接部件的质量覆盖率减少大约70％或更多)可以将除雾时间减少至少35％。

此外，连接部件125可以限定主孔口109，因此该连接部件还可以被配置成支撑主光学部件113。考虑到连接部件的多功能作用，连接部件的不同部分可以包括不同的物理特性。连接部件的提供支撑的部分与连接部件的主要用于将热量热传导至辅助光学部件的部分相比可以具有不同的物理特性。例如，支撑主光学部件的部分可以比主要设计成将热量传递至辅助光学部件的部分厚。

第二，还可以考虑所述产生的热量向主光学部件113的传递。如前文所述，连接部件125可以包括安装框架，该安装框架限定主孔口，用于布置主光学部件113。因此，连接部件可以提供机械支撑，以将主光学部件安装在由连接部件限定的主孔口处。这在图6中示出，该图示出了根据一个实施例的从X方向的前方观察时完全安装在头部105上的外套115的放大横截面图。该示图与图3a和3b对应。图6示出了连接部件625、主光学部件613和布置在外套615中的辅助光学部件619之间的接口的详图。为了抑制所述产生的热量不必要地传递至主光学部件613，可以限制连接部件625与主光学部件613之间的热连接。这样做是因为加热主光学部件会增加在辅助光学部件625上达到优选温度和实现除雾所需的时间或功率。主光学部件613可以使用诸如硅树脂、环氧树脂或紫外线固化胶等隔热粘合剂653安装在连接部件625处，所述粘合剂会形成隔热屏障，从而防止所述产生的热量从加热单元223传递至主光学部件613，同时将主光学部件613在连接部件625的框架中牢固地固定就位。

第三，减少(优选最大限度地减少)辅助光学部件619与主光学部件613之间辐射的热量也是有用的。当外套615被完全安装到头部上时，辅助光学部件619在接触接口641处与连接部件625完全接合(即，形成期望的物理接触)。这种接合/布置除了确保用于将所述产生的热量热传导至辅助光学部件的良好物理接触之外，还确保主光学部件613的主第二表面659被间隙655从辅助光学部件619的辅助第一表面661分开。附图标记657代表主光学部件613的主第一表面，附图标记663代表辅助光学部件619的辅助第二表面。主光学部件613与辅助光学部件619之间的距离或间隙宽度655确保避免这些部件之间的直接接触。优选两个光学部件(613、619)之间的距离655尽可能大，以抑制这些部件之间的热传递，例如通过对流或辐射从辅助光学部件619的辅助第一表面661向主光学部件613的主第二表面659的热传递。可以理解的是，外套615的至少一部分和头部单元105的至少一部分(例如远端段)预定插入到口腔中，从而提供有限的空间以获取三维信息。因此，需要使包括远端段的探头的尺寸尽可能小。这种小尺寸提供的优点是，头部(105)在口内空腔内易于操纵，并且从许多不同的位置和角度获得三维信息，而不会给患者带来不适。考虑到相互冲突的要求，确定光学部件(613、619)之间的间隙宽度655应在0.1到1毫米的范围内，优选小于0.5毫米，例如是0.2毫米，这样的间隙宽度能够实现辅助光学部件的有效除雾。

第四，辅助光学部件619处的热传递应很高。换句话说，由辅助光学部件619在接触接口641处接收的所述产生的热量需要尽可能快地穿过辅助光学部件(619)传递。因此，接收的所述产生的热量需要从辅助光学部件619的边缘向内朝着中心传递，以实现高于扫描环境的露点的温度分布。这可以通过选择具有固有的高热导率的光学透明材料来设计辅助光学部件619实现。此外，主光学部件613中的热传递可以尽可能低，以进一步支持抑制热量直接或间接地从加热单元流向主光学部件613。因此，用于主光学部件613的材料可以选自具有固有的低热导率的光学透明材料。

在一个实施例中，主光学部件或辅助光学部件中的至少一个可以被设计成多层构造。如上文所述，这种多层构造可以被设计成提供与导热性和热传递相关的有益特性。这在图7中示出，该图示出了根据不同实施例的光学部件。

请参考图7a，主光学部件713可以包括具有沉积层的基材，该沉积层的导热性很差，或者具有绝热特性。主光学部件713的主第一表面757或主第二表面759中的至少一个可以作为基材，沉积层布置在主第一表面757或主第二表面759中的至少一个上。因此，这种沉积层的使用防止所述产生的热量加热主光学部件713和/或抑制来自辅助光学部件719的辐射热量穿过间隙宽度而加热主光学部件713。在一个实例中，主光学部件可以由BK7光学级玻璃制成，在主光学部件713的主第二表面769上具有纳米透明绝热涂层沉积物，作为沉积层765。沉积层765可以是由掺锑氧化锡(ATO)纳米颗粒构成的透明绝热涂层，或者是任何其它适当的陶瓷或金属涂层。沉积层765也可以由超薄聚酯基薄膜构成。或者，所述基材可以包括具有低热导率的材料，从而与主光学部件713的主体相比，热量在沉积层中分散得较慢。这种材料可以通过紫外线胶结合至主体材料，并且可以是类似于非晶热塑性塑料的光学透明的聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。

请参考图7b，所述基材包括主光学部件713的边缘，而沉积层765沿着主光学部件713的边缘布置。在这种情况下，沉积层可以由具有低热导率的材料构成，从而由加热单元产生的热量被阻止流过由沉积层限定的机械接口到达主光学部件713。

图7c示出了根据该实施例的多层辅助光学部件。辅助光学部件719包括有助于其表面上的传热能力的多个层。辅助光学部件719可以包括具有高导热性沉积层765的基材。辅助光学部件719的辅助第一表面761或辅助第二表面763中的至少一个可以作为基材，沉积层765布置在辅助第一表面761或辅助第二表面763中的至少一个上。因此，这种沉积层765的使用有助于将所述产生的热量在整个辅助光学部件719上传递，从而至少辅助光学部件763可以尽可能快且高效地达到期望的温度，以实现除雾。在一个实例中，辅助光学部件719包括夹在由刚玉(例如蓝宝石玻璃)薄层组成的沉积层765之间的光学级冕牌玻璃766(例如硼硅酸盐玻璃(BK7))的多层结构。所述蓝宝石玻璃薄层可以具有比冕牌玻璃芯层766更高的固有热导率，从而有助于热量沿着辅助光学部件719的表面传递。

请参考图7d，辅助光学部件719可以包括(例如嵌入或覆盖在表面上的)金属丝，作为用于除雾目的的沉积层765。所述金属丝可以设置在辅助光学部件719的辅助第一表面761或辅助第二表面763中的至少一个上。所述金属丝可以粘附到辅助光学部件的至少一个表面上。或者或另外，所述金属丝可以嵌入在辅助光学部件内，即，夹在辅助第一表面与辅助第二表面之间。所述金属丝可以沿着辅助光学部件719的长度和/或宽度分开一定距离，例如彼此等距地布置。这样的金属丝765可以由具有高热导率的材料构成，例如铜、金、镍铬合金等。一根或多根金属丝可以被配置成在外套被安装在头部上时(即，在辅助光学部件与主孔口对准的完全接收位置)与连接部件物理接触。在金属丝与连接部件125接触时，从加热单元123产生的热量被通过导线传导，从而快速且高效地加热辅助光学部件。热能在材料中的传递通常是由材料特性、热通量和温差中的一个或多个决定的。在一个使用尺寸为25×18毫米的辅助光学部件以及沿着25毫米长度以600微米相邻铜丝间距布置的30条20微米宽的铜丝带的实例中，实现了大约3％的填充因子(f)。在另一个使用尺寸为25×18毫米的辅助光学部件以及沿着18毫米长度以800微米相邻金丝间距布置的30条20微米宽的金丝带的实例中，实现了大约2.5％的填充因子(f)。填充因子可以被定义为被金属丝覆盖从而不再暴露于扫描信号的辅助光学部件面积(例如表面积)的百分比。包含金属丝会产生不透明性，如果填充因子超过一定水平，那么这可能会开始干扰扫描信号。本领域技术人员应认识到，较高的填充因子可以使辅助光学部件的加热更高效(即，减少除雾时间)，但代价是增加了被金属丝覆盖的面积。但是，确定低于12％(例如在2到12％之间)的填充因子对扫描信号产生的影响可以忽略不计。因此，在所公开的范围之内的填充因子确保扫描信号不会被实质性地改变，因而不会对在扫描期间获取的数据产生不良影响。此外，金属丝的存在也不会对所获取的二维图像的清晰度产生实质性影响。这种在辅助光学部件处使用金属丝的沉积层配置带来了在整个辅助光学部件上传递热量的能力，而不需要辅助光学部件必须具有高热导率。这允许为辅助光学部件选择更宽范围的材料或配置。例如，辅助光学部件719可以由非双折射聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)制成，在辅助光学部件的表面上设有金属丝沉积层765。

可以使用能够从壳体上拆卸下来的外套作为多次使用型外套或单次使用型外套。辅助光学部件719可以可拆卸地安装在多次使用型外套或单次使用型外套中。对于多次使用型外套，至少外套115需要经受在用于不同患者之间进行的再处理(通常是高压灭菌、用酒精擦拭、用软刷和肥皂清洗等)。辅助光学部件119可以是在使用之间可更换的，或者也可以被配置成经受再处理。

如果包括永久附接的辅助光学元件119的外套115预定是多次使用的，那么辅助光学部件119还应能够承受消毒。消毒或灭菌是被污染的可重复使用的牙科器械的再处理的一个步骤，并且通常是在蒸汽高压灭菌器中进行的，通常在134-137℃、2.1-2.25巴计示压力下进行至少3分钟。通常，外套115可以使用最多170次重复循环。高压灭菌过程可能导致光透射特性衰减，因为辅助光学部件(119)的表面可能随着时间劣化。外套115的多次高压灭菌循环还可能在辅助第一表面661和/或辅助第二表面663上留下残留物，这可能导致不可逆的变化，因为这种残留物可能非常难以清除(例如金属氧化物、碳酸钙或有机物质)。因此，辅助第一表面和/或辅助第二表面可以涂有疏水涂层，例如高疏水涂层，例如全氟癸基三氯硅烷(FDTS)。该涂层导致冷凝蒸汽的液滴被从表面(661、663)被排斥，而不是粘附并变干，由此导致在表面(661、663)上出现沉积物。将外套115在高压灭菌器中布置成使得辅助光学部件119相对于重力处于竖直位置以使液滴在蒸发和留下沉积物之前滚落可能是有益的。即使在表面(661、663)上形成沉积物，FDTS涂层也使得该沉积物更容易去除，从而避免辅助光学元件119的不可逆的劣化。

主光学部件113或辅助光学部件119中的至少一个可以配有抗反射(AR)涂层。在一个实例中，可以在主光学部件或辅助部件中的至少一个的一个或多个需要承受清洁过程、并且在一些情况下甚至需要承受高压灭菌的表面上(例如在表面(659、661、663)上)使用双层涂层，例如Ta₂O₅和SiO₂层。AR涂层可以具有在可见光谱中平均低于1％的反射率。由于外层可以是二氧化硅(SiO₂)，因此附加涂层(例如全氟癸基三氯硅烷(FDTS))容易与表面形成强共价键。还可以在外层与附加涂层之间使用中间结合层，例如氧化铝。该中间结合层可以被配置成促进粘附，并且可以使用层沉积技术(例如原子层沉积)来沉积。框架115的内表面可以附加地配有3层AR涂层，例如Ta₂O₅、SiO₂和MgF₂层，这些涂层具有宽带低反射性，并且对于可见光的平均反射率可以低于0.5％，以避免在扫描仪内部出现杂散光。这通过图9示出，该图示出了根据一个实施例的多层辅助部件。辅助光学部件919包括位于辅助光学部件的两个表面上的两层Ta₂O₅(973、981)和SiO₂(977、983)涂层。在辅助光学部件的两个表面上的涂层上还设有附加的全氟癸基三氯硅烷(FDTS)疏水涂层(979、987)，在疏水涂层(979、987)与涂层(973-975、981-985)之间夹着Al₂O₃(975、985)中间结合层。

在一个实施例中，扫描仪的光学系统被配置成使用偏振光信号操作。因此，主光学部件113和辅助光学部件119可以被配置成基本上保持透过这些部件(113、119)的光的偏振状态。此外，辅助光学部件119被配置成迅速变热，以实现辅助光学部件的有效除雾。为了实现预期的有效除雾，辅助光学部件可以包括晶体结构，与非晶玻璃材料相比，该晶体结构通常提供明显更快的加热。例如，可以选择刚玉(例如蓝宝石)作为用于辅助光学部件的适当晶体结构材料，因为它具有高热导率。虽然像蓝宝石这样的晶体结构能够提供加热方面的优点，但是它可能在本质上是双折射的，并且可能因此恶化透射的偏振光的偏振状态。现在请参考图8，为了减轻这个问题，像蓝宝石这样的辅助光学元件819被配置成使得穿过辅助光学部件的光垂直于晶体结构的晶面(867，c面(0度)-0001取向)。穿过晶体结构的光由光轴869(即，晶体结构内的光路)限定。反射镜877被配置成允许将扫描信号从扫描仪导出和/或导向传感器。或者，玻璃棱镜可以代替反射镜，以便导引扫描信号。

在一个实施例中，对于外套处于安装到头部上的状态并且辅助光学部件相对于光轴(873、875)的定位已知的扫描器部件的预定物理布置，配置晶体结构包括将晶体结构的晶格设计成使得穿过辅助光学部件的光垂直于晶面。例如，如果辅助光学部件819被相对于扫描仪的光轴873以角度θ₁置于辅助第一表面861处(附图标记863代表辅助第二表面)，那么以与c面成一定角度的方式切割晶体结构，使得c面垂直于光轴869。

在另一个实施例中，对于具有预定晶面的给定晶体结构，配置晶体结构包括针对处于安装到头部上的状态下的外套设计扫描仪部件的物理布置，并且相对于光轴(873、875)定位辅助光学部件，使得在外套安装到头部上时穿过辅助光学部件的光垂直于所述预定晶面。例如，辅助光学部件819的辅助第一表面和辅助第二表面被配置成相对于C面处于角度θ₂，从而角度θ₂与晶体内的垂直于晶体的C面867的内部光传播角度对应。角度θ₂是入射光的角度和界面(例如辅助第一表面861)的每一侧的材料的折射率(n₁、n₂)的比值的函数。角度θ₂可应用在两个公开的实施例中，即，设计晶体结构和/或在扫描仪中布置给定的辅助光学部件。在一种情况下，辅助光学部件819在辅助第一表面861处与空气接界，角度θ₁可以在12°到16°的范围内，例如是14°，角度θ₂可以在6°到10°的范围内，例如是大约7.5°。在另一种情况下，辅助光学部件可以在辅助第一表面861处与另一种材料接界，例如玻璃棱镜等。可以调整θ₁和θ₂的值，使得穿过辅助光学部件的光垂直于所述预定晶面。

虽然本公开是相对于离开扫描仪并照射牙科对象的探测光说明的；但是所公开的关于配置晶体结构的原理同样适用于响应于牙科对象的照射而接收的反射光。利用所公开的配置，可以最大限度地减少双折射，从而使用用于辅助光学部件的晶体结构不会实质性地改变透射的光。

此外，使用像蓝宝石这样的晶体结构作为辅助光学部件819对探测光的偏振态的负面影响还可能与晶体结构819的厚度871相关。优选地，所述晶体结构应尽可能薄，同时在使用期间仍然很坚固，例如耐刮擦，并且在与牙齿意外接触时不易碎裂，而且在制造和组装期间易于处理。由于具有期望的偏振的光透过辅助光学部件的百分比是辅助光学部件的厚度的函数，因此辅助光学部件优选尽可能薄。确定辅助光学部件819可以具有在0.1毫米至1毫米范围内的厚度，例如是0.5毫米。具有在这个范围之内的厚度基本上不会实质性地改变偏振从而影响扫描数据质量，同时对于口内扫描的用途仍然是坚固的。还优选采用由晶质玻璃结构(例如蓝宝石)制成的辅助光学部件。在辅助光学部件破解的情况下，另一个优点是蓝宝石通常会形成清晰的断口，因为它是晶体，这使得碎片较少并且较大。非晶玻璃在破裂时会碎成许多小而锋利的碎片。

项目列表

1.一种口内扫描系统，包括：

壳体，其包括：

光学部件，

头部，其包括主孔口，并被配置成插入到患者的口腔中，以及

除雾单元，其包括加热单元；

外套，所述外套被配置成在与壳体耦接时遮盖头部的至少一部分，该外套包括布置在辅助孔口处的辅助光学部件，该辅助孔口被布置成与主孔口对准，其中：

所述加热单元被配置成响应于向加热单元施加电力而产生热量，并且

所述辅助光学部件被布置成使得所产生的热量通过加热单元与辅助光学部件之间的热传导从加热单元传递至辅助光学部件。

2.根据第1项所述的系统，其中，所述壳体包括连接部件，该连接部件被配置成在该加热单元与该辅助光学部件之间建立物理连接，以允许所产生的热量通过热传导从该加热单元传递至该辅助光学部件。

3.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述加热单元被布置在连接部件上。

4.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述加热单元使用导热材料物理地连接至连接部件。

5.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述外套可移除地与壳体附接，从而外套与壳体的耦接使得辅助光学部件通过连接部件与加热单元物理地连接，以允许所产生的热量从加热单元热传导至辅助光学部件。

6.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件是由具有比主光学部件的热导率高的热导率的材料制成的。

7.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件包括基材，该基材包括布置在辅助光学部件的辅助第一表面或辅助第二表面中的至少一个上的高热导率的沉积层。

8.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件包括多层结构，其中，所述多层结构的至少两层具有不同的热导率和/或光学特性。

9.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，还包括布置在主孔口处的主光学部件，该主光学部件被抑制接收从加热单元向主光学部件传递的所产生的热量。

10.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，还包括布置在主光学部件与加热单元之间的绝热材料，以抑制所产生的热量从加热单元向主光学部件传递。

11.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述主光学部件是由具有比辅助光学部件的热导率低的热导率的材料制成的。

12.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述主光学部件包括基材，该基材包括布置在主光学部件的主第一表面或主第二表面中的至少一个上的导热性很差的沉积层。

13.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述主光学部件包括多层结构，其中，所述多层结构的至少两层具有不同的热导率和/或光学特性。

14.根据前述项目中的任何一项所述的系统，其中，所述主光学部件材料的热导率低于i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件的热导率。

15.根据前述项目中的任何一项所述的系统，其中，布置在主光学部件与加热单元之间的绝热材料的热导率低于i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件的热导率。

16.根据前述项目中的任何一项所述的系统，其中，施加在主连接部件上的沉积层的热导率低于i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件的热导率。

17.根据前述项目中的任何一项所述的系统，其中，限定从加热单元到辅助光学部件的热路径的材料的热导率高于限定从加热单元到主光学部件的热路径的材料的热导率。

18.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中：

在外套与壳体耦接时，主光学部件和辅助光学部件的相对位置限定它们之间的间隙，并且

该间隙包括允许主光学部件与辅助光学部件之间绝热的间隙宽度。

19.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述间隙宽度至少部分地填充有绝热材料。

20.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中：

所述头部包括主接合元件，所述外套包括辅助接合元件；并且

所述主接合元件和所述辅助接合元件被配置成在外套与壳体耦接期间物理地相互作用，以使连接部件和辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架彼此物理地连接。

21.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中：

所述头部包括主接合元件，所述外套包括辅助接合元件；并且

所述主接合元件和所述辅助接合元件被配置成在外套与壳体耦接时物理地相互作用，使得连接部件和辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架保持彼此物理地连接。

22.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，连接部件与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架之间的物理连接是由连接部件与辅助光学部件/辅助框架之间的接口处的接触表面积限定的。

23.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架接口的连接部件部分的尺寸被设计成使得在外套与壳体耦接时，限制连接部件干扰辅助光学部件的信号接收段。

24.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，在外套与壳体耦接时，与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架接口的连接部件部分被相对于辅助光学部件/辅助框架布置成避免连接部件干扰辅助光学部件的信号接收段。

25.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中：

主接合元件或辅助接合元件中的一个包括突起，而主接合元件或辅助接合元件中的另一个包括被配置成与该突起物理地相互作用的表面；并且

所述突起和所述表面被配置成物理地相互作用，以使辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此偏置。

26.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中：

主接合元件或辅助接合元件中的一个包括导引件，而主接合元件或辅助接合元件中的另一个包括被配置成接收该导引件的导引通道；并且

导引件沿着导引通道的移动被配置成将辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此偏置。

27.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述加热单元包括嵌入式加热器，该嵌入式加热器被配置成仅在扫描患者的牙齿之前和/或期间产生热量。

28.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述加热单元包括位于壳体中的至少一个部件，所述至少一个部件被配置成响应于其在患者的扫描期间执行与扫描相关的功能而产生热量。

29.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述与扫描相关的功能不同于仅产生热量。

30.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述至少一个部件被配置成产生包括余热或废热的热量。

31.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述连接部件在用于传导热量的(多个)接口处的平均表面粗糙度在0.100-3.00微米的范围内。

32.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述连接部件在用于传导热量的(多个)接口处的最大表面粗糙度低于12微米。

33.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述壳体的头部包括温度传感器。

34.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述温度传感器被布置在主孔口附近。

35.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述温度传感器被配置成测量头部中的温度，并将传感器测量结果作为信号提供给控制单元。

36.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述控制单元被配置成基于接收的传感器测量信号提供反馈控制信号。

37.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述控制单元至少在传感器测量信号超过温度阈值时提供反馈控制信号。

38.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述温度阈值是基于口腔中的允许温度预先限定的。

39.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述反馈控制信号被配置成将扫描仪置于限制模式。

40.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述反馈控制信号被配置成控制嵌入式加热单元的温度设置，使得温度传感器处的传感器测量值处于温度阈值或在温度阈值之内。

41.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件包括位于辅助光学部件的至少一个表面上的Ta₂O₅和SiO₂涂层。

42.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件包括所述涂层上的全氟癸基三氯硅烷(FDTS)疏水涂层。

43.根据前述项目中的任何一项或多项所述的系统，还包括夹在疏水涂层与被覆盖层之间的Al₂O₃中间粘结层。

虽然详细说明并示出了一些实施例，但是本公开不限于这些细节，在所附权利要求中限定的主题的范围内，也可以按其它方式实施本发明。尤其是，应理解，可以利用其它实施例，并且可以进行结构和功能修改，而不会脱离本发明的范围。可以理解的是，提及更高/更低(包括其变化形式)或公开的对比参数或特性(例如热导率和/或热容量)的范围/数值的对比性陈述是相对于基本上相同的环境条件(例如室温或口腔内环境)做出的。

本发明的益处、其它优点和问题的解决方案在本文中是参照具体实施例说明的。但是，这些益处、优点、问题的解决方案、以及可能带来任何益处、优点或解决方案或使其变得更加明显的任何部件/单元不应被理解为是任何或所有权利要求或本发明的关键、必要或本质特征或者部件/元件。因此，本发明的范围仅受所附权利要求的限制，在所附权利要求中，除非另行明确声明，否则对单数形式的部件/单元/元件的引用并不旨在表示“一个且仅有一个”，而是表示“一个或更多个”。一项权利要求可以引用任何前述权利要求，并且“任何”应理解为意指“任何一项或多项”前述权利要求。

如本文中所用的单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式(即，具有“至少一个”的含义)，除非另外明确声明限于“只有”一个/单个。应强调的是，当在本说明书中使用时，术语“包括/包含”及其语法变化形式指存在所声明的特征、整数、操作、步骤或部件，但不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、部件、或者它们的组。如本文中所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任何和所有组合。任何公开的方法的步骤不限于本文中所述的确切顺序，除非另有明确声明。

在列举多个装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以由同一个硬件来实现。在彼此不同的从属权利要求中所述的或在不同的实施例中说明的特定措施并非表明不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (43)

1.一种口内扫描系统，包括：

壳体，所述壳体包括：

光学部件，

头部，其包括主孔口，所述头部被配置成插入到患者的口腔中，以及

除雾单元，其包括加热单元；

外套，所述外套被配置成在与壳体耦接时遮盖所述头部的至少一部分，所述外套包括布置在辅助孔口处的辅助光学部件，所述辅助孔口被布置成与主孔口对准，其中，

所述加热单元被配置成响应于向所述加热单元施加电力而产生热量，以及

所述辅助光学部件被布置成使得所产生的热量通过加热单元与辅助光学部件之间的热传导从所述加热单元传递至所述辅助光学部件。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述壳体包括连接部件，该连接部件被配置成在所述加热单元与所述辅助光学部件之间建立物理连接，以允许所产生的热量通过热传导从所述加热单元传递至所述辅助光学部件。

3.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述加热单元被布置在连接部件上。

4.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述加热单元使用导热材料物理地连接至连接部件。

5.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述外套可移除地与壳体附接，从而外套与壳体的耦接使得所述辅助光学部件通过连接部件与所述加热单元物理地连接，以允许所产生的热量从所述加热单元热传导至所述辅助光学部件。

6.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件是由具有比主光学部件的热导率高的热导率的材料制成的。

7.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件包括基材，该基材包括布置在所述辅助光学部件的辅助第一表面或辅助第二表面中的至少一个上的高热导率的沉积层。

8.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件包括多层结构，其中，所述多层结构的至少两层具有不同的热导率和/或光学特性。

9.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，还包括布置在主孔口处的主光学部件，该主光学部件被抑制接收从所述加热单元向所述主光学部件传递的所产生的热量。

10.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，还包括布置在主光学部件与加热单元之间的绝热材料，以抑制所产生的热量从加热单元向主光学部件传递。

11.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，主光学部件是由具有比辅助光学部件的热导率低的热导率的材料制成的。

12.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，主光学部件包括基材，该基材包括布置在所述主光学部件的主第一表面或主第二表面中的至少一个上的导热性差的沉积层。

13.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述主光学部件包括多层结构，其中，所述多层结构的至少两层具有不同的热导率和/或光学特性。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，主光学部件材料的热导率低于i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件的热导率。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，布置在主光学部件与加热单元之间的绝热材料的热导率低于i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件的热导率。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，施加在主连接部件上的沉积层的热导率低于i)连接部件或ii)连接部件和辅助光学部件的热导率。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，限定从加热单元到辅助光学部件的热路径的材料的热导率高于限定从加热单元到主光学部件的热路径的材料的热导率。

18.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中：

在外套与壳体耦接时，主光学部件和辅助光学部件的相对位置限定它们之间的间隙，以及

该间隙包括允许主光学部件与辅助光学部件之间绝热的间隙宽度。

19.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述间隙宽度至少部分地填充有绝热材料。

20.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中：

所述头部包括主接合元件，所述外套包括辅助接合元件；以及

所述主接合元件和所述辅助接合元件被配置成在外套与壳体耦接期间物理地相互作用，以使连接部件和辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架彼此物理地连接。

21.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中：

所述头部包括主接合元件，所述外套包括辅助接合元件；以及

所述主接合元件和所述辅助接合元件被配置成在外套与壳体耦接时物理地相互作用，使得连接部件和辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架保持彼此物理地连接。

22.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，连接部件与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架之间的物理连接是由连接部件与辅助光学部件/辅助框架之间的接口处的接触表面积限定的。

23.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架接口的连接部件部分的尺寸被设计成使得在外套与壳体耦接时，限制连接部件干扰辅助光学部件的信号接收段。

24.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，在外套与壳体耦接时，与辅助光学部件/包括辅助光学部件的辅助框架接口的连接部件部分被相对于辅助光学部件/辅助框架布置成避免连接部件干扰辅助光学部件的信号接收段。

25.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中：

主接合元件或辅助接合元件中的一个包括突起，而主接合元件或辅助接合元件中的另一个包括被配置成与该突起物理地相互作用的表面；以及

所述突起和所述表面被配置成物理地相互作用，以使辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此偏置。

26.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中：

主接合元件或辅助接合元件中的一个包括导引件，而主接合元件或辅助接合元件中的另一个包括被配置成接收该导引件的导引通道；以及

导引件沿着导引通道的移动被配置成将辅助光学元件/包括辅助光学元件的辅助框架和连接部件朝向彼此偏置。

27.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述加热单元包括嵌入式加热器，该嵌入式加热器被配置成仅在扫描患者的牙齿之前和/或期间产生热量。

28.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述加热单元包括位于壳体中的至少一个部件，所述至少一个部件被配置成响应于其在患者的扫描期间执行与扫描相关的功能而产生热量。

29.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述与扫描相关的功能不同于仅产生热量。

30.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述至少一个部件被配置成产生包括余热或废热的热量。

31.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述连接部件在用于传导热量的接口处的平均表面粗糙度在0.100-3.00微米的范围内。

32.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述连接部件在用于传导热量的接口处的最大表面粗糙度低于12微米。

33.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述壳体的头部包括温度传感器。

34.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述温度传感器被布置在主孔口附近。

35.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述温度传感器被配置成测量头部中的温度，并将传感器测量结果作为信号提供给控制单元。

36.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述控制单元被配置成基于接收的传感器测量信号提供反馈控制信号。

37.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述控制单元至少在传感器测量信号超过温度阈值时提供反馈控制信号。

38.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述温度阈值是基于口腔中的允许温度预先限定的。

39.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述反馈控制信号被配置成将扫描仪置于限制模式。

40.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述反馈控制信号被配置成控制嵌入式加热单元的温度设置，使得温度传感器处的传感器测量值处于温度阈值或在温度阈值之内。

41.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件包括位于辅助光学部件的至少一个表面上的Ta₂O₅和SiO₂涂层。

42.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，其中，所述辅助光学部件包括涂层上的全氟癸基三氯硅烷(FDTS)疏水涂层。

43.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的系统，还包括夹在疏水涂层与被覆盖层之间的Al₂O₃中间粘结层。

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