特表 2022-522963 無線走査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-21

(54)【発明の名称】無線走査装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20220414BHJP

   A61B 1/227 20060101ALI20220414BHJP

   A61B 1/24 20060101ALI20220414BHJP

   A61B 1/045 20060101ALI20220414BHJP

【ＦＩ】

A61B1/00 551

A61B1/227

A61B1/24

A61B1/00 682

A61B1/045 610

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021540585

(86)(22)【出願日】2019-12-13

(85)【翻訳文提出日】2021-09-13

(86)【国際出願番号】 EP2019085179

(87)【国際公開番号】W WO2020148041

(87)【国際公開日】2020-07-23

(31)【優先権主張番号】19151924.8

(32)【優先日】2019-01-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508158023

【氏名又は名称】３シェイプ アー／エス

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100196601

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 祐市

(72)【発明者】

【氏名】アナス ゴーオ

(72)【発明者】

【氏名】カスパ クローウ ハンスン

【テーマコード（参考）】

4C161

【Ｆターム（参考）】

4C161AA08

4C161AA11

4C161CC06

4C161HH51

4C161JJ19

4C161LL03

4C161NN03

4C161SS21

4C161UU06

(57)【要約】

本発明は、第１の２Ｄフレームレートで２Ｄ画像を取得するように構成された画像検出器と、１つ又は複数のプロセッサであって、２Ｄ画像をプロセッサによって処理して処理されたデータを形成することができるように画像検出器に結合されたプロセッサと、プロセッサに結合され、プロセッサから処理されたデータを受信し、処理されたデータを無線で送信する無線モジュールとを有する走査筐体を有する無線走査装置を提供する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体の３Ｄモデルのデータを提供するための無線走査装置は、
第１の２Ｄフレームレートで２Ｄ画像を取得するように構成された画像検出器と、
前記画像検出器に結合された１つ又は複数のプロセッサであって、前記２Ｄ画像が前記プロセッサによって処理されて、処理されたデータを形成することができるプロセッサと、
前記プロセッサから前記物体の３Ｄモデルの前記データである前記処理されたデータを受信し、前記処理されたデータを無線送信するように、前記プロセッサに結合されている無線モジュールと、を有する走査筐体を有し、
前記走査装置は、
前記無線モジュールが前記プロセッサによって定義された第１のデータレートで前記処理されたデータを受信する標準モードと、
前記無線モジュールが前記プロセッサによって定義された第２のデータレートで前記処理されたデータを受信する非標準モードであって、前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを維持し、前記画像検出器を特定の時間シャットオフすることによって提供され、第２のデータレートが前記第１のデータレートより低くなることにより無線スロットリングモードとして定義される非標準モードと、の２つの事前定義された走査動作モード間で切り替えられるように構成される無線走査装置。

【請求項2】

前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを第２の２Ｄフレームレートに切り替えることによって提供され、前記第２の２Ｄフレームレートは前記第１の２Ｄフレームレートよりも低くなることにより、前記第２のデータレートが前記第１のデータレートよりも低くなり、無線スロットリングモードとして前記非標準モードを定義する請求項１に記載の無線走査装置。

【請求項3】

前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを維持し、特定の時間の前記画像検出器の空間分解能を低減することによって提供され、第２の２Ｄフレームレートは前記第１の２Ｄよりも低くなることにより、無線スロットリングモードとして前記非標準モードを定義する請求項１に記載の無線走査装置。

【請求項4】

前記第１のデータレート及び／又は前記第２のデータレートは、１０００～５０００フレーム／秒、好ましくは１５００～２５００フレーム／秒、好ましくは１７００～１９００フレーム／秒、最も好ましくは約１８００フレーム／秒の実効２Ｄフレームレートで前記プロセッサに提供される２Ｄ画像の処理に対応する、請求項１～３のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【請求項5】

前記第２のデータレートは、前記第１のデータレートの９０％未満であり、好ましくは前記第１のデータレートの８０％未満であり、より好ましくは前記第１のデータレートの約７５％である、請求項１～４のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【請求項6】

前記処理されたデータは３Ｄデータの形式であり、前記標準モードのとき、前記プロセッサは前記第１のデータレートで３Ｄデータを生成し、前記非標準モードのとき、前記プロセッサは前記第２のデータレートで３Ｄデータを生成する請求項１～４のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【請求項7】

前記少なくとも２つの事前定義された動作モード間で切り替えられることは、前記プロセッサ及び／又は前記プロセッサに結合された部品の条件に基づく請求項１～６のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【請求項8】

前記条件は、事前定義された温度に関連する温度を測定値とする、請求項７に記載の無線走査装置。

【請求項9】

前記条件は、前記プロセッサによって受信された前記２Ｄ画像に基づく、請求項７に記載の無線走査装置。

【請求項10】

前記走査装置は、標準モードにあるとき、前記無線モジュールが前記処理されたデータを前記第１のデータレートで送信し、非標準モードにあるとき、前記無線モジュールが前記処理されたデータを前記第２のデータレートで送信するように更に構成される請求項１～９のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【請求項11】

前記プロセッサ及び前記無線モジュールは、チップ上で、前記チップの第１の部分はハードウェアのプログラム可能性に適合し、前記チップの第２の部分はソフトウェアのプログラム可能性に適合するようにプログラム可能なシステムに統合され、前記第１の部分は、前記処理されたデータを形成するように構成され、前記第２の部分は、前記処理されたデータを前記無線モジュールに送信するように構成される請求項１～１０のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【請求項12】

前記第１の部分は、圧縮データの形態で処理データを形成するように更に構成される、請求項に記載の無線走査装置。

【請求項13】

前記走査装置は、口腔内走査装置及び／又は耳内走査装置である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は一般に、無線走査装置に関する。より具体的には、本発明が電力消費及び／又は発熱を管理する無線走査装置に関する。最も具体的には、本発明が口腔内走査及び／又は耳内走査のための無線走査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電力消費及び／又は発熱の管理は、コンピュータ及び／又は３Ｄ走査装置等の計算装置の技術分野で周知である。例えば、ラップトップで知られているように、バッテリ電力は、ＣＰＵのクロック速度が自動的に調整される、中央処理ユニット（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）スロットリングまたは動的周波数スケーリングと呼ばれる技術によって節約される。つまり、バッテリを節約するためにラップトップが減速される。また、ＣＰＵのクロック速度の調整は、ＣＰＵが発生している熱量に基づいて行うことができることも知られている。たとえば、ＣＰＵが熱すぎる、つまり過熱している場合、クロック速度が低下し、その結果ＣＰＵが冷却される。このような技術は、熱スロットリングと呼ばれ、ＣＰＵスロットリングの分野における特定の技術である。

【0003】

ＣＰＵスロットリング内及び熱スロットリング内でさえ、様々な他の技術が知られている。例えば、熱スロットリングでは、ＣＰＵやグラフィック処理ユニット（ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が実行するプロセスをＣＰＵの温度に基づいて構成できることが知られている。電力消費を低減するためにプロセッサをスロットルする以外の技術も知られている。例は、光プロジェクタの電力又は処理を低減することによるもの、及び／又は光プロジェクタ又は画像検出器のデューティサイクルを低減することによるものである。したがって、バッテリ駆動装置の電力管理は、非常に詳細に知られている。

【0004】

しかし、画像が無線で転送される、例えば無線カメラのような無線装置の場合、無線送信は有線送信よりも多くの電力を必要とすることが知られている。無線装置により多くの電力を提供する典型的な解決策は例えば、バッテリから有線電源に切り替えることによって、電力源を切り替えることである。したがって、無線装置、特に無線走査装置のより良好な電力管理が必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

本願の１つの目的は、電線を設ける必要がないように電力及び／又は熱をより良く管理する無線走査装置を提供することである。

【0006】

本発明の一態様では、第１の２Ｄフレームレートで２Ｄ画像を取得するように構成された画像検出器と、前記画像検出器に結合された１つ又は複数のプロセッサであって、２Ｄ画像がプロセッサによって処理されて、処理されたデータを形成することができるプロセッサと、プロセッサから物体の３Ｄモデルのデータである前記処理されたデータを受信して無線送信するように前記プロセッサに結合されている無線モジュールと、を有する走査筐体を有する、物体の３Ｄモデルのためのデータを提供する無線走査装置が提供される。

【0007】

走査装置は、好ましくは２つの事前定義された走査動作モード、すなわち、無線モジュールがプロセッサによって定義された第１のデータレートで処理されたデータを受信する標準モードと、無線モジュールがプロセッサによって定義された第２のデータレートで処理されたデータを受信する非標準モードとの間で切り替えられるように構成される。

【0008】

好ましい実施形態では、無線モジュールは、上述のように２つの異なったデータレートで処理されたデータを受信することが有利である、なぜなら、非標準モードに一旦入ると、更に好ましい実施形態の無線モジュールは標準モードよりも少ない処理されたデータを受信することによって、無線モジュール自身が標準モードよりもはるかに少ない熱を生成するからである。

【0009】

本走査装置の発明者は、無線モジュールが無線走査装置内で多くの熱を発生させる役割を果たすことを認識し、したがって、処理されたデータを無線モジュールに限定することによって、本発明者らは、温度の劇的な低下を確認した。本発明を用いて、すなわち標準モードから非標準モードに切り替えることにより、温度が１０％程度低下することが観察された。

【0010】

したがって、本願に開示される走査装置の一実施形態では発生する熱量が少なく、使用電力が少ないため、電力が節約される。

【0011】

本発明の別の目的は走査された物体のより多くの細部が提供されるように、電力及び／又は熱をより良く管理する無線走査装置を提供することである。

【0012】

更に、これは、本願に開示される走査装置を使用して達成することができる。別の実施形態では、無線モジュールが標準モードよりも多くの処理されたデータを受信することができ、それによって、無線モジュールは標準モードよりも多くの処理されたデータを送信し、その結果、より正確な３Ｄモデルを生成することができる。

【0013】

したがって、本発明者らは、本無線モジュールが所与の走査動作状況に適応可能であることを認識した。言い換えれば、いくつかの実施形態では、スキャナーがデータを生成する条件に応じて、走査装置を標準モードから非標準モードに切り替えることができる。

【0014】

本発明に対応する他の実施形態のための走査装置は、より多くの走査の詳細を提供する。

【0015】

概して、本発明は、電力及び／又は熱管理を大幅に改善した無線走査装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

本開示の上記及び／又は追加の目的、特徴及び利点は、添付の図面に関連して、本開示の実施形態の以下の例示的かつ非限定的な詳細な説明によってさらに説明される。

【0017】

【図1】本実施形態に係る無線走査装置を例示する図である。

【図2】２つの事前定義された走査動作モードを有する走査装置１における発熱の実例を示す図である。

【図3】２つの事前定義された走査動作モードを有する走査装置１における電力消費の実例を示す図である。

【図4】２つの事前定義された走査動作モードを有する走査装置１におけるデータ送信の実例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

走査装置は単純なカメラとは異なる。走査装置は、本発明によっても開示されるように、物体の３Ｄモデルのためのデータを提供するためのものである。カメラは、物体の３Ｄモデルに関連しない、典型的には非処理データである２Ｄ画像を提供する。走査は能動的又は受動的のいずれでもよい、すなわち、能動的走査では光源が典型的には物体上に光を投影するために使用されており、それによって、走査装置は光から表面データを得ることができる。能動的走査のための幾つかの技術は、走査の分野で知られている。例として以下がある。
‐三角測量走査：投影されたパターンが物体に投影され、三角測量の原理に基づいて深度情報が導出されるように画像検出器に画像化される。
‐共焦点走査：１つ又は複数の点光源が物体に焦点を合わせ、画像化された焦点の強度に基づいて深度情報が導出されるように画像検出器に画像化される。
‐構造化光照明走査：投影されたパターンが物体に投影され、パターンの情報に基づいて深度情報が導出されるように画像検出器に画像化される。
‐干渉走査：２つのパターン間の干渉に基づいて深度情報が導出されるように、１つのパターンが物体に投影され、別のパターンを介して画像検出器に画像化される。

【0019】

光源を使用しない受動的も知られている。このような走査技術は、画像自体から導出可能な情報に依存する。ある受動走査装置では画像検出器は、標準的な画像検出器ではないが、例えば、マイクロレンズの配列を含んでもよい。

【0020】

それにもかかわらず、スチルカメラとしても知られているカメラは空間内の１つの位置から一瞬に撮影された物体の２Ｄ情報を表示するための２Ｄ画像を提供し、一方、走査装置は、時間内のいくつかの瞬間及び／又は空間内のいくつかの位置にわたって撮影された物体の３Ｄ情報を表示するためのデータを提供する。

【0021】

したがって、走査装置はカメラよりもはるかに電力を必要とし、したがって、走査装置は、カメラよりもはるかに熱を発生する。

【0022】

更に、上述したように、走査装置は、又、カメラよりもはるかに多くのデータを提供し、例えば外部コンピュータ上に３Ｄモデルを構築するために、走査装置からデータを転送する必要がある。

【0023】

通常、スキャナーの場合、このようなデータ転送は有線データ転送、例えば、ＵＳＢケーブル又はイーサネット（登録商標）ケーブルを介して提供される。

【0024】

しかし、本実施形態による走査装置は、無線モジュールが前記プロセッサから処理されたデータを受信し、処理されたデータを無線で送信するように、前記プロセッサに結合された無線モジュールを有し、処理されたデータは、物体の３Ｄモデルのためのデータである。

【0025】

これにより、走査装置を無線にすることができ、一部の実施形態では、本発明による走査装置もバッテリ駆動である。これは、ケーブルなしで走査装置を動作させることができることを意味する。これは、例えば、患者の歯又は耳の走査において有利である。本走査装置は、一実施形態では歯科走査の分野及び／又は聴覚のための走査の分野で使用される手持ち式走査装置である。歯科分野における手持ち式走査装置は、典型的には口腔内スキャナーとして知られている。聴覚のための走査の分野における手持ち式走査装置は、典型的には耳内スキャナーとして知られている。

【0026】

本発明の好ましい実施形態によれば、走査装置は、２つの事前定義された動作モード、すなわち、無線モジュールが処理されたデータをプロセッサによって定義された第１のデータレートで受信する標準モードと、無線モジュールが処理されたデータをプロセッサによって事前定義された第２のデータレートで受信する非標準モードとの間で切り替えられるように構成される。

【0027】

２つの事前定義された走査動作モードはそれらの意味によれば、使用前に定義された２つのモードであり、すなわち、走査動作モードは走査装置にプログラムされている。したがって、２つの走査動作モードの間には実質的な差があり、標準モードと非標準モードとの間の差は、プロセッサが熱くなることの結果、及び／又はプロセッサが熱によって減速されることの結果だけではない。好ましい実施例では、走査装置は、例えば自動的な方法で、２つの走査－動作モード間を能動的に切り替える。しかし、走査装置は、例えば、走査装置にあるスイッチを使用して切り替えを手動で行ってもよいし、及び／又は、例えば外部コンピュータ上で走査装置に関連するソフトウェアで行ってもよい。

【0028】

標準モードから非標準モードへの切り替えに関連して、一実施形態は第２データレートが第１のデータレートよりも低くなるように、すなわち事前定義されるように定義される場合に関連する。このようなより低い第２データレートを提供するいくつかの方法があり、これらの実施形態は、無線スロットリングモードと呼ばれ、以下で説明される。その後、本走査装置の他の各種実施形態が続く。

【0029】

無線スロットリングモード

【0030】

一実施形態では、非標準モードは第１の２Ｄフレームレートを第２の２Ｄフレームレートに切り替えることによって提供され、第２の２Ｄフレームレートは第１の２Ｄフレームレートよりも低くなり、それによって第２データレートは第１のデータレートよりも低くなり、それによって非標準モードを無線スロットリングモードとして定義する。この実施形態では第１の２Ｄフレームレートが２つの事前定義された走査動作モードの第１の事前定義されたモードに対応し、第２の２Ｄフレームレートは２つの事前定義された走査動作モードの第２の事前定義された走査動作モードに対応する。非標準モードは実質的にスロットルされる無線モジュールであるため、無線スロットリングモードとして定義される。つまり、無線モジュールは標準モードよりも少なく実行されるように変更される。無線スロットリングモード、すなわち非標準モードは、特に走査装置が所定の２Ｄフレームレートで画像を取得するので、定義通りに走査動作モードである。したがって、標準モードも又、本質的に走査動作モードである。走査装置が事前定義された第２の２Ｄフレームレートで走査する（すなわち、複数の画像を経時的に取得する）ように変更されると、走査装置は、標準モードの中のように多くの２Ｄ－画像を取得しない。言い換えると、走査装置は走査速度が遅くなるため、長期間に亘って取得されるデータが少なくなり、長期間に亘って処理されるデータも少なくなり、その後無線モジュールによって長期間に亘って受信される処理されたデータも少なくなる。これは、無線モジュールが時間に亘ってより少ない電力を使用するように選択され、時間に亘ってより少ない熱を生成するように選択されるという影響を有する。本実施形態では、時間取得されるデータが少ないため、標準モードほど細かい３Ｄモデルが生成されていない。しかし、本発明者らは、３Ｄモデルが非標準モードで操作されたときに、まだ十分な細部を有して生成されていることを認識した。この実施形態の長所は例えば、プロセッサが減速される典型的なＣＰＵスロットリングに比較して、プロセッサが、標準モード内にある２Ｄ画像のいくつかを受信することを妨げられることである。したがって、典型的なＣＰＵスロットリングで行われるように、２Ｄ画像の形成するもので同量のデータをプロセッサに提供する代わりに、本実施形態によるプロセッサは、処理すべきより少ないデータを提供される。これは、無線モジュールの熱冷却又はスロットリングを効果的に提供する。

【0031】

別の実施形態では、非標準モードが第１の２Ｄフレームレートを維持し、所定の時間画像検出器を遮断することによって提供され、それによって、第２データレートは第１のデータレートよりも低くなり、それによって、非標準モードを無線スロットリングモードとして定義する。この実施形態では、走査装置が事前定義された第２の２Ｄフレームレートで走査（すなわち、複数の画像を時間取得する）するように変更されない。しかし、その結果は前の実施形態と同じであり、走査装置は、標準モードほど多くの２Ｄ画像を取得しない。言い換えると、走査装置は走査速度が遅くなるため、長期間に亘って取得されるデータが少なくなり、長期間に亘って処理されるデータも少なくなり、その後無線モジュールによって長期間に亘って受信される処理されたデータも少なくなる。これは、無線モジュールが時間に亘ってより少ない電力を使用するように選択され、時間に亘ってより少ない熱を生成するように選択されるという影響を有する。本実施形態では、時間取得されるデータが少ないため、標準モードほど多くのデータで３Ｄモデルが生成されていない。しかし、本発明者らは、３Ｄモデルが非標準モードで操作されたときに、依然として十分なデータを用いて生成されることを認識した。この実施形態の長所は例えば、プロセッサが減速される典型的なＣＰＵスロットリングに比較して、プロセッサが、標準モード内にある２Ｄ画像のいくつかを受信することを妨げられることである。したがって、典型的なＣＰＵスロットリングで行われるように、２Ｄ画像の形成するもので同量のデータをプロセッサに提供する代わりに、本実施形態によるプロセッサは、処理すべきより少ないデータを提供される。これは、無線モジュールの熱冷却又はスロットリングを効果的に提供する。

【0032】

更に別の実施形態では、非標準モードが第１の２Ｄフレームレートを維持し、画像検出器の空間分解能を所定の時間低減することによって提供され、それによって、第２データレートが第１のデータレートよりも低くなり、それによって、非標準モードを無線スロットリングモードとして定義する。この実施形態では、走査装置が事前定義された第２の２Ｄフレームレートで走査（すなわち、複数の画像を時間取得する）するように変更されない。しかしながら、結果は先の実施形態と同じであり、時間取得されるデータが少なく、時間処理されるデータが少なく、その後、無線モジュールによって時間受信される処理されたデータが少なくなる。これは、無線モジュールが時間に亘ってより少ない電力を使用するように選択され、時間に亘ってより少ない熱を生成するように選択されるという影響を有する。本実施形態では、時間取得されるデータが少ないため、標準モードほど多くのデータで３Ｄモデルが生成されていない。しかしながら、本発明者らは、３Ｄモデルが非標準モードで操作されたときに、依然として十分なデータを用いて生成されることを認識した。この実施形態の長所は例えば、プロセッサが減速される典型的なＣＰＵスロットリングに比較して、プロセッサが、標準モード内にある２Ｄ画像のいくつかを受信することを妨げられることである。したがって、典型的なＣＰＵスロットリングで行われるように、２Ｄ画像の形成するもので同量のデータをプロセッサに提供する代わりに、本実施形態によるプロセッサは、処理すべきより少ないデータを提供される。これは、無線モジュールの熱冷却又はスロットリングを効果的に提供する。

【0033】

更に別の実施形態では、非標準モードが第１の２Ｄフレームレートを維持し、無線モジュールを一定期間遮断することによって提供され、それによって、無線モジュールは前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第２のデータレートで受信し、それによって、無線スロットリングモードとして非標準モードを定義する。この実施形態では、走査装置が事前定義された第２の２Ｄフレームレートで走査（すなわち、複数の画像を時間取得する）するように変更されない。更に、結果は前の実施形態とは異なってもよく、走査装置は標準モードと同じ数の２Ｄ画像を取得してもよいが、無線モジュールは標準モードほど多くの処理されたデータを受信しない。言い換えれば、この実施形態では、走査装置が標準モードとは無関係に走査することができ、したがって、同じデータが時間取得され、同じデータが時間処理される。ただし、無線モジュールが時間受信する処理されたデータは少なくなる。これはまた、無線モジュールが、経時的により少ない電力を使用するように選択され、経時的により少ない熱を生成するように選択されるという影響を有する。この実施形態では、時間受信されるデータがより少ないので、標準モードほど多くのデータで３Ｄモデルが生成されない。しかしながら、本発明者らは、３Ｄモデルが非標準モードで操作されたときに、依然として十分なデータを用いて生成されることを認識した。この実施形態の長所は例えば、プロセッサが減速される典型的なＣＰＵスロットリングに比較して、無線モジュールが、標準モード内にある２Ｄ画像のいくつかを受信することを妨げられることである。これは、無線モジュールの熱冷却又はスロットリングを効果的に提供する。

【0034】

更に別の実施形態では、非標準モードが第１の２Ｄフレームレートを維持し、処理されたデータを所定の時間、別のモジュールにガイドすることによって提供され、それによって、無線モジュールは前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第２のデータレートで受信し、それによって、無線スロットリングモードとして非標準モードを定義する。関連する実施形態では他のモジュールは、例えば、バッファとして動作するように構成されたメモリモジュールであってもよく又は記憶モジュールであってもよく、ここで、処理されたデータは特定の期間バッファされる。この実施形態では、走査装置が事前定義された第２の２Ｄフレームレートで走査（すなわち、複数の画像を時間取得する）するように変更されない。しかし、その結果は前の実施形態と同じであり、走査装置は標準モードと同じ数の２Ｄ画像を取得することができるが、無線は標準モードほど多くの処理されたデータを受信しない。言い換えれば、この実施形態では、走査装置が標準モードとは無関係に走査することができ、したがって、同じデータが時間取得され、同じデータが時間処理される。ただし、無線モジュールが時間受信する処理されたデータは少なくなる。これはまた、無線モジュールが、経時的により少ない電力を使用するように選択され、経時的により少ない熱を生成するように選択されるという影響を有する。この実施形態では、時間受信されるデータがより少ないので、標準モードほど多くのデータで３Ｄモデルが生成されない。しかしながら、本発明者らは、３Ｄモデルが非標準モードで操作されたときに、依然として十分なデータを用いて生成されることを認識した。この実施形態の長所は例えば、プロセッサが減速される典型的なＣＰＵスロットリングに比較して、無線モジュールが、標準モード内にある２Ｄ画像のいくつかを受信することを妨げられることである。これは、無線モジュールの熱冷却又はスロットリングを効果的に提供する。

【0035】

ハイパーモード

【0036】

いくつかの実施形態では、非標準モードが第１の２Ｄフレームレートを第２の２Ｄフレームレートに切り替えることによって提供され、第２の２Ｄフレームレートは第１の２Ｄフレームレートよりも高くなり、それによって、第２データレートは第１のデータレートよりも高くなり、それによって、非標準モードを無線ハイパーモードとして定義する。このような方式の技術的な効果は、走査される物体のより詳細を提供することである。

【0037】

２つの事前定義された走査動作モード間の条件／自動切り替え

【0038】

前述したように、２つの所定の走査動作モード間の切り替えは、自動的に行われることが好ましい。ほとんどの実施形態では、切り替えは、例えば、条件に基づく。そのような条件のいくつかを以下に説明する。

【0039】

温度ベースの条件

【0040】

一実施形態では、少なくとも２つの所定の走査動作モード間で切り替えられることは、例えば、前記プロセッサ及び／又は前記プロセッサに結合された部品の条件に基づく。条件は、前記プロセッサ温度に関連してもよい。温度は、例えば、プロセッサへの命令による温度のリクエストに応じて、プロセッサによって提供されてもよい。したがって、プロセッサは、プロセッサの条件を提供するように構成することができる。加えて、及び／又は代替として、条件は、プロセッサの部分、例えば無線モジュールに関連してもよい。したがって、いくつかの実施形態では、条件が無線モジュールの温度に関連してもよい。

【0041】

別の実施形態では、走査装置は、前記プロセッサに結合された電源ユニットを更に有する。電源ユニットは、バッテリであることが好ましい。バッテリから電力を供給することによって、無線走査装置は完全にワイヤレスになる。すなわち、データ伝送のためのワイヤがなく、電力伝送のためのワイヤもなくなる。これにより、走査装置の動きがワイヤによって物理的に制限されない走査が可能になる。したがって、これによって完全な無線走査装置が提供され、これによって、いくつかの実施形態では、より良好な口腔内及び／又は耳内走査が可能になる。電源ユニットが前記プロセッサに結合されるとき、条件は、電源ユニットの温度に関連付けられてもよい。

【0042】

更に別の実施形態では、走査装置が光源、例えば、走査される物体上に光を投影するように構成された光源を更に有する。前述のように、光源を有する走査装置は、能動走査技術に依存するものとして知られている。関連する実施形態では、光源が少なくともある長期間に切り替えられる。これは、電力を節約し、より少ない熱を生成する両方の効果を有する。

【0043】

上述したように、温度は、プロセッサに、及び／又は無線モジュールに、及び／又は走査筐体に、及び／又は電源ユニットに、及び／又は光源に関連してもよい。

【0044】

好ましい実施形態では、条件は、事前定義された温度に関連する温度の測定値である。例えば、条件は、事前定義された温度に対する温度の測定値が事前定義された温度を超えることを定義する条件として定義されてもよく、ここで、事前定義された温度は閾値である。関連する実施形態では、閾値が６０度を超え、好ましくは７０度を超え、より好ましくは約７８度である。

【0045】

関連する実施形態では、閾値が６０度を超え、好ましくは７０度を超え、より好ましくは約７８度である。

【0046】

電力レベルに基づく条件

【0047】

一実施形態では、条件が事前定義された電力レベルに関連する電源ユニットの電力レベルの測定値である。

【0048】

別の実施形態では、電力レベルは、時間に関する電力レベルの絶対測定値、及び／又は、時間に関する電力レベルの１次導関数値、及び／又は、時間に関する電力レベルの２次導関数値である。

【0049】

画像ベースの条件

【0050】

一実施形態では、条件がプロセッサによって受信された２Ｄ画像に基づく。例えば、品質パラメータを２Ｄ画像に適用することができ、ある画質の場合、走査動作モードを変更することができる。例えば、画質が所望の画質を超えている場合、走査動作モードは標準モードである必要はない。その後、走査装置は標準モードを非標準モードに変更することができ、これにより、非標準モードに切り替わったときに、第１の２Ｄフレームレートが第２の２Ｄフレームレートに切り替わり、第２の２Ｄフレームレートが第１の２Ｄフレームレートよりも低くなる。

【0051】

一例では、３Ｄモデルの生成において、走査装置の見かけの視野におけるモデルのデータ密度についてのフィードバックを走査装置に提供することができる。データ密度が、データ密度及び／又はデータの質に関連する所定の閾値よりも高い場合、走査装置は例えば、低２Ｄフレーム速度を提供する非標準モードに切り替わることができる。あるいは、データ密度がデータ密度及び／又はデータの質に関連する所定の閾値よりも低い場合、走査装置は例えば、高２Ｄフレーム速度を提供する非標準モードに切り替わることができる。

【0052】

プロセッサベース、画像検出器ベース、及びセンサベースの条件

【0053】

一実施形態では、１つ又は複数の外部プロセッサがプロセッサの条件を提供するように構成される。例えば、外部プロセッサは走査装置のフレームレートを管理するためのコンピュータ実装方法を実行することができ、この方法は、第１の２Ｄフレームレートで２Ｄ画像を取得するように画像検出器に通知する命令を送信するステップであって、それにより走査装置が標準モードで動作するステップと、走査装置の１つ又は複数のプロセッサの条件を受信する及び／又は走査装置のプロセッサに結合された部品の条件を受信するステップと、条件が完全に満たされているか否かをチェックする条件を監視するステップでたって、条件が完全には満たされない場合に、走査装置内の無線モジュールが第１の２Ｄフレームレートで２Ｄ画像を受信できないように動作するように画像検出器に通知する命令を送信し、それによって走査装置が非標準モードで動作するように切り替えられ、条件が完全に満たされる場合に、画像検出器に第１の２Ｄフレームレートで２Ｄ画像を取得するように画像検出器に通知する命令を送信し続け、それによって走査装置は標準モードで動作し続けるステップと、を有するステップを有する。

【0054】

別の実施形態では、走査装置が条件を提供するように構成されたセンサを更に備える。このようなセンサは、温度センサであってもよい。

【0055】

データ伝送

【0056】

一実施形態では、走査装置が標準モードのとき第１のデータレートで処理されたデータを無線モジュール送信し、非標準モードのとき第２データレートで処理されたデータを無線モジュール送信するように更に構成される。

【0057】

処理されたデータ及び処理レート

【0058】

好ましい実施形態では、第１のデータレートと第１の２Ｄフレームレートとの間の比率が１：５０～１：１５０、好ましくは１：８０～１：１２０、最も好ましくは約１：９０である。例えば、第１のデータレートは３フレームレート、すなわち、一緒になって時間３フレームの集合を形成する経時的な２フレームの集合に類似してもよい。例えば、本画像検出器は、一実施形態では２０００フレーム／秒を取得することができる。したがって、１秒当たりでは、画像検出器は２０００個の画像を取得する。これらの２０００個の画像のうち、２０個の画像のブロックがあってもよく、そのようなブロックの各々は３Ｄ画像を形成する。これは、第１の２Ｄフレームレートが１秒当たり２０００フレーム／画像であり、対応する３Ｄフレームレート（ここでは第１のデータレートに等しい）が１秒当たり２０フレーム／画像である場合に対応する。

【0059】

より好ましい実施形態では、第１のデータレートが１０フレーム／秒を超える、より好ましくは１０～３０フレーム／秒の間、好ましくは１６フレーム／秒を超える、最も好ましくは約２０フレーム／秒の３Ｄフレームレートと同一である。

【0060】

一実施形態では、プロセッサが画像プロセッサによって提供されるのと同じ速度でデータを処理するように構成される。例えば、別の又は関連する実施形態では、第１のデータレート及び／又は第２のデータレートが１０００～５０００フレーム／秒、好ましくは１５００～２５００年フレーム／秒、好ましくは１７００～１９００年フレーム／秒、最も好ましくは約１８００フレーム／秒の実効２Ｄフレームレートでプロセッサに提供される２Ｄ画像を処理することに対応する。これは、例えば、画像検出器によって提供されるのと同じデータレートでデータを処理するようにプロセッサを構成することによって提供されてもよい。又、画像検出器は、それに応じて、プロセッサのデータレートに一致するフレームレートで２Ｄ画像を取得するように設定されてもよい。

【0061】

好ましい実施形態では、第２のデータレートが第１のデータレートの９０％未満であり、好ましくは第１のデータレートの８０％未満であり、より好ましくは第１のデータレートの約７５％である。データ速度をこのような速度に切り替える効果は、電力及び／又は発熱の劇的な減少である。それは、プロセッサの電力消費及び／又は発熱を低減するだけでなく、無線モジュールの電力消費及び／又は発熱も低減する。無線モジュールがプロセッサに結合されているため、効果は結合された効果になる。

【0062】

先に説明したように、処理されたデータは、ほとんどの実施形態では３Ｄデータの形式、例えば３Ｄ画像であってもよい。幾つかの実施形態では、３Ｄデータが例えばテクスチャ情報を伴う又は伴わない点群データであってもよい。したがって、標準モードにあるとき、前記プロセッサは第１のデータレートで３Ｄデータを生成し、非標準モードにあるとき、前記プロセッサは、第２のデータレートで３Ｄデータを生成する。

【0063】

処理されたデータに処理するには、プロセッサを設定する必要がある。ほとんどの走査装置では、データ処理がリモートコンピュータ等の外部プロセッサで実行される。その後、走査装置は処理するデータのみを送信する。したがって、ほとんどの走査装置には、処理されたデータに処理するプロセッサがない。詳細な説明の冒頭で説明したように、奥行き情報は、いくつかの技法によって導出することができる。したがって、これらの技術のそれぞれは、データを処理することによって奥行き情報を導出する。いくつかの技法は、他の技法よりも処理要求が高い。例えば、共焦点走査データから奥行き情報を導出することは、構造化光照明走査データに比較してかなり簡単である。共焦点走査からの深度情報は追加処理を必要としないか、又はほとんど追加処理を必要としない強度の比較のみを必要とするのに対して、構造化光照明からの深度情報は検出された画像及び投影されたパターンの処理を必要とする。しかし、例えば奥行き情報を導出するため及び／又は３Ｄデータを生成するためのデータの処理が走査装置上で実行され得る場合、走査装置自身によって送信される必要があるデータはより少なくなる。このように、無線モジュールの負担を軽減するためには、走査装置上でできるだけ多くの情報を処理することが有効である。データを処理するための様々なプロセッサが知られているが、強度を比較するため、又はより一般的には乗算及び／又は加算等の演算を実行するため等の、むしろ簡単な処理のために、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）プロセッサが望まれている。したがって、好ましい実施形態では、プロセッサはＦＰＧＡプロセッサを含む。より好ましい実施形態では、プロセッサが奥行きを導出するため、及び／又は３Ｄデータを生成するために構成される。３Ｄデータは、空間ドメインで分散されている必要はない場合がある。例えば、３Ｄデータは部分的に空間領域にあり、部分的に時間領域にあってもよい。次いで、３Ｄデータを純粋に空間領域データに変換するために、３Ｄデータに更に処理を適用することができる。本実施形態によれば、処理されたデータは物体の３Ｄモデルのためのデータであり、本明細書で説明するように、これは、空間領域又は時間領域の３Ｄデータ、又はそれらの混合であってもよい。奥行き情報は、典型的には３Ｄデータが空間領域のみにある場合に関連すると理解される。

【0064】

電力を節約することができる無線走査装置を提供するために、走査装置は、好ましくは無線モジュール送信するができるだけ少量のデータを有するように構成される。先ほど説明したように、深度情報を導き出したり、３Ｄデータを生成したりするためにプロセッサが設定されているＦＰＧＡプロセッサ等のプロセッサのインプリメンテーションは、無線モジュールが少量のデータを送信する手段になる。

【0065】

最も好ましい実施形態では、プロセッサが処理されたデータを圧縮するように更に構成され、無線モジュールは処理されたデータを圧縮データの形態でプロセッサから受信し、無線で送信する。したがって、いくつかの実施形態では、ＦＰＧＡプロセッサがデータを処理し、圧縮する。

【0066】

本実施形態によれば、無線モジュールはプロセッサから処理されたデータを受信し、処理されたデータを無線送信する。無線モジュールが処理されたデータをプロセッサから受信するには、無線モジュールに処理されたデータを送信するようにプロセッサを設定する必要がある。一実施形態では無線モジュールへのデータ伝送がプロセッサによって実行され、好ましくは縮小命令集合コンピュータアーキテクチャを含む中央処理装置によって実行される。例えば、無線モジュールにデータを送信するために、前記プロセッサは、３２ビット又は６４ビット命令に基づくようなアドバンスドＲＩＳＣ（ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｅｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）マシン（ＡＲＭ）プロセッサの形成するのであってもよい。言い換えると、プロセッサはＡＲＭプロセッサを含むことができる。ＡＲＭプロセッサはＦＰＧＡプロセッサとは異なり、２種類のプロセッサはさまざまな作業用に設計されている。したがって、最も好ましい実施形態では、前記プロセッサがＦＰＧＡプロセッサとＡＲＭプロセッサの両方を含む。

【0067】

しかし、本発明者らは、ＦＰＧＡプロセッサとＡＲＭプロセッサの両方を無線モジュールと併用した無線走査装置では電力が急速に消費され、大量の発熱が生じることに気付いた。

【0068】

したがって、一実施形態では、生成される熱量を更に制限し、プロセッサ及び無線モジュールの両方によって消費される電力を制限することが望ましい。一実施形態では、プロセッサ及び無線モジュールがチップの第１部分がハードウエアプログラム可能性に適合し、チップの第２部分がソフトウェアプログラム可能性に適合し、第１部分が処理されたデータを形成するように構成され、第２部分が無線モジュールに処理されたデータを送信するように構成されるように、プログラマブルシステムオンチップ（ＰＳｏＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－Ｃｈｉｐ）に集積される。

【0069】

言い換えれば、本発明者らは生成される熱量を制限し、前記プロセッサ及び無線モジュールによって消費される電力を制限するために、ＰＳｏＣを走査装置内に実装することができ、ＰＳｏＣは、ＦＰＧＡプロセッサ及びＡＲＭプロセッサの両方によって定義されるタスクを実行することができることを理解した。ＰＳｏＣは、ＡＲＭベースのプロセッサのソフトウェアプログラム可能性をＦＰＧＡのハードウエアプログラム可能性と統合する。

【0070】

関連する実施形態では、第１部分が、圧縮データの形態で処理されたデータを形成するように更に構成される。

【0071】

例１－無線走査装置

【0072】

図１は、無線走査装置１を例示している。

【0073】

物体の３Ｄモデルのためのデータを提供する無線走査装置１は、走査筐体２を備え、これは、第１の２Ｄフレームレートで２Ｄ画像を取得する構成された画像検出器３と、画像検出器３に、ここでは主プリント基板（ＰＣＢ）５を介して結合された１つ又は複数のプロセッサ４を有し、２Ｄ画像は前記プロセッサ４によって処理されて、処理されたデータを形成することができる。走査装置は無線モジュール６が前記プロセッサ４から処理されたデータを受信し、処理されたデータを無線で送信するように、ここでも主プリント回路基板５を介して前記プロセッサに結合された無線モジュール６を更に含み、処理されたデータは物体の３Ｄモデルのためのデータである。更に、走査装置１は２つの事前定義された走査動作モード、すなわち、無線モジュール６が前記プロセッサ４によって定義された処理されたデータを第１のデータレートで受信する標準モードと、無線モジュール６が前記プロセッサ４によって定義された処理されたデータを第２のデータレートで受信する非標準モードとの間で切り替えられるように構成される。走査装置１は更に、ここでも主プリント回路基板５を介して前記プロセッサ４に結合された電源ユニット７を備える。電源ユニット７は、この例ではバッテリである。したがって、無線走査装置は完全にワイヤレスであり、外部電源からの電力を必要としない。この実施形態にも示されるように、これは、ハンドヘルド走査装置を提供する。ここに示される走査装置は、スキャニングチップ９を介して物体上に（様々な分野で）光を投射するためにここに示される光源８も含む。走査装置は、この例では口腔内走査装置として構成されており、スキャニングチップ９は例えば歯を走査することができるように、被験者の口腔内に挿入することができる。走査中に、走査筐体２の内側のレンズ１０が前後に移動される。

【0074】

例２－事前定義された２つの走査動作モードを持つ走査装置での発熱

【0075】

図２は、２つの事前定義された走査動作モードを有する走査装置１における発熱の実例を示す。走査装置１は図１に示す装置と同様に、完全に無線走査装置１として、すなわちバッテリ７と共に設定される。走査装置は２つの事前定義された走査動作モード、すなわち、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第１のデータレートで受信する標準モードと、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第２のデータレートで受信する非標準モードとの間で切り替えられるように構成される。

【0076】

図２のスキャナー＃１と呼ばれる標準モードでは、無線モジュール６が前記プロセッサ４によって定義される処理されたデータを第１のデータレートで受信する。より具体的には、第１のデータレートが約１８００フレーム／秒の実効２Ｄフレームレートでプロセッサ４に提供される２Ｄ画像を処理することに対応する。言い換えると、プロセッサは画像プロセッサによって提供されるのと同じ速度でデータを処理するように構成され、ここでは約１８００フレーム／秒で動作するように設定される。図１に示すレンズ１０は、１０Ｈｚ（毎秒回の２０掃引）で前後に移動する。１回の掃引は、１つの３Ｄ画像に等しい。プロセッサ４が（いくつかの２Ｄ画像から構成される）３Ｄ走査を処理するためには、画像検出器３上に、準備されなければならないトリガが存在する。この準備は、外部コンピュータ上で実行されるデータサービスによって連続的に行われる。言い換えれば、画像検出器３上のトリガの準備は第１のデータレートを定義し、この場合、１８００フレーム／秒に設定される。したがって、この実施形態では前記プロセッサ４によって定義される第１のデータレートが画像検出器３を介して定義され、画像検出器は外部コンピュータ上で実行される外部プロセッサによってトリガされる。

【0077】

図２のスキャナー＃２と呼ばれる非標準モードでは、無線モジュール６が前記プロセッサ４によって定義される処理されたデータを第２のデータレートで受信する。より具体的には第２のデータレートが第１の２Ｄフレームレートよりも低い実効２Ｄフレームレートでプロセッサ４に提供される２Ｄ画像を処理することに対応し、それによって、第２のデータレートは第１のデータレートよりも低くなる。言い換えると、プロセッサは画像プロセッサによって提供されるのと同じ速度でデータを処理するように構成され、ここでは約１３５０フレーム／秒で動作するように設定される。図１に示すレンズ１０は、１０Ｈｚ（毎秒２０回の掃引）で前後に移動する。標準モードに関しては、１回の掃引は１つの３Ｄ画像に等しい。プロセッサ４が３Ｄ走査（いくつかの２Ｄ画像から構成される）を処理するためには、標準モードと同様に、画像検出器３上に、準備されなければならないトリガが存在する。この準備は標準モードと同様に、外部コンピュータ上で実行されるデータサービスによって連続的に行われる。言い換えれば、画像検出器３上のトリガの準備は第２のデータレートを定義し、この例では１３５０フレーム／秒に設定される。したがって、この実施形態では前記プロセッサ４によって定義される第２のデータレートが画像検出器３を介して定義され、画像検出器は外部コンピュータ上で実行される外部プロセッサによってトリガされる。

【0078】

この実例から推論することができるように、第２のデータレートは、第１のデータレートの７５％であるように予め定義される。上述したように、準備は、時間の７５％だけ行われる。このようにして、画像検出器３は一時停止されるか、又はスイッチが切られる。つまり、レンズの動きとの関連では、４回の掃引ごとに画像検出器３のスイッチがオフに切り替えられる。つまり、掃引全体が処理されてコンピュータに送信されるわけではないことを意味する。画像検出器３がオフのときは、プロセッサは画像の計算を行わず、プロセッサからの出力がないときは無線モジュールに転送されない。これは、図２に見られるように、無線モジュール上の経時的な発熱を減少させるものである。正規化された走査時間は、約３０分以上である。走査装置はまず標準モードで走査し、次に非標準モードで走査させ、様々なスキャナー構成要素の温度を測定し、測定結果を時間的に調整した。

【0079】

図２には、無線モジュール６の発熱のみならず、他の種々のスキャナー構成要素の発熱も示されている。図２に示されるような他のスキャナー構成要素はＡＲＭプロセッサ及びＦＰＧＡプロセッサと呼ばれる２つのプロセッサであり、両方ともプリント回路基板上に存在する。

【0080】

全ての構成要素の発熱に関して、２つの所定のモードにおいて、ＷＩ－ＦＩモジュールはＡＲＭプロセッサよりも多くの熱を生成し、ＦＰＧＡプロセッサよりも多くの熱を生成し、ＰＣＢ(プリント基板）よりも多くの熱を生成することがわかる。

【0081】

図２から、「スキャナー＃１」と呼ばれる標準モードと比較して、「スキャナー＃２」と呼ばれる非標準モードについては、すべての構成要素の発熱が実質的に低いことが明らかである。

【0082】

言い換えれば、図２は、本発明による２つのモードでスキャナーを動作させることによる、全ての構成要素の発熱への影響を示している。本発明による標準モードから非標準モードへの定量化された熱的影響は、ＰＣＢ及びＦＰＧＡプロセッサの３．２％低い温度現像及びＡＲＭプロセッサ及びＷＩ－ＦＩモジュールの５．１％低い温度現像である。

【0083】

例３－事前定義された２つの走査動作モードを持つ走査装置での電力消費

【0084】

図３は、２つの事前定義された走査動作モードを有する走査装置１における電力消費の実例を示す。走査装置１は図１に示す装置と同様に、完全に無線走査装置１として、すなわちバッテリ７と共に設定される。走査装置は２つの事前定義された走査動作モード、すなわち、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第１のデータレートで受信する標準モードと、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第２のデータレートで受信する非標準モードとの間で切り替えられるように構成される。

【0085】

図３において、左側のｙ軸は、スキャナーの正規化された電力消費を、走査時間の機能として、ｘ軸に沿って表示する。２走査動作モードがグラフに表示される。赤色点は「スキャナー＃１」と呼ばれる標準モードを表し、青色データ点は「スキャナー＃２」と呼ばれる非標準モードを表す。走査装置は最初に標準モードで走査し、次に非標準モードで走査しながら、電力消費を測定し、そこで測定結果を時間的に調整させた。両方の走査モードの電力プロファイルから、モードは同一の電力消費率で出発するが、短期間の後、スキャナー＃２は電力消費の急激な低下によって電力プロファイルに影響を与え、その結果、スキャナー＃１に対して平行変位が生じる。非標準モード時の電力消費は、標準モードより１６．７％低くなっている。

【0086】

図３において、右側のｙ軸は、バッテリ７から供給される電圧に関して、バッテリの正規化された電力レベルを示している。非標準モードのバッテリ寿命は、標準モードに比較して１５．５％増加する。

【0087】

例４－２つの事前定義された走査動作モードを持つ走査装置でのデータ送信

【0088】

図４は、２つの事前定義された走査動作モードを有する走査装置１におけるデータ送信の実例を示す。走査装置１は図１に示す装置と同様に、完全に無線走査装置１として、すなわちバッテリ７と共に設定される。走査装置は２つの事前定義された走査動作モード、すなわち、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第１のデータレートで受信する標準モードと、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第２のデータレートで受信する非標準モードとの間で切り替えられるように構成される。

【0089】

図４において、左側のｙ軸は、ｘ軸に沿って、スキャナーにおける無線モジュールの正規化されたデータ送信を走査タイムに応じて示す。２走査動作モードがグラフに表示される。赤色点は「スキャナー＃１」と呼ばれる標準モードを表し、青色データ点は「スキャナー＃２」と呼ばれる非標準モードを表す。走査装置は最初に標準モードで走査し、次に非標準モードで走査しながら、データ送信を測定し、そこで測定結果を時間的に調整させた。両方の走査モードのデータ送信プロファイルから、モードは同一のデータ送信速度で開始するが、短期間の後、スキャナー＃２は伝送の急激な低下によってデータ送信プロファイルに影響を与え、スキャナー＃１に対して平行な変位をもたらす。非標準モード時のデータ送信は標準モードより５７．２％低い。

【0090】

例５－２つの事前定義された走査動作モードを持つ走査装置

【0091】

この実施形態では、走査装置が２つの事前定義された走査動作モード、すなわち、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第１のデータレートで受信する標準モードと、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第２のデータレートで受信する非標準モードとの間で切り替えられるように構成される。本実施例で説明した走査装置は、走査中に前後に移動する移動レンズ１０を含む。

【0092】

焦点レンズ掃引中、レンズ１０は、その初期位置からその最高速度まで加速され、終了位置で静止するよう減速される。レンズ１０が全長を移動するたびに、「掃引」と呼ばれるレンズを前後に動かす動きが繰り返される。焦点レンズ掃引中、画像検出器３は、例えば１８００フレーム、つまり毎秒一定のフレームレート（ｆｐｓ）で２Ｄ画像を取得している。これは第１のデータレートを定義する。

【0093】

レンズが速度を変えて進行しているため、画像密度すなわち２Ｄ画像の数を示したｍｍ焦点深度は均一ではない。掃引中の焦点レンズの終端位置近傍の狭い深度間隔内で、相対的に高い数の２Ｄ画像を取得する。

【0094】

このようなとき、焦点レンズ移動幅の終端位置付近の２Ｄ画像を破棄することにより、第２のデータレートを求めることができる。これは全体的な３Ｄ画像フレームレートに影響を及ぼさないが、各副走査に含まれる３Ｄ情報はわずかに少なくなる。

【0095】

レンズ位置システムからのエンコーダフィードバックを画像検出器の制御ソフトウェアに適用することにより、画像検出器は終了位置でオフになり、それによって画像検出器、プロセッサ、およびワイヤレスモジュールのデューティサイクルを下げる。

【0096】

焦点レンズを単純な調和振動子とみなすと、焦点掃引長の６％内で２０％以上の画像が取得される。したがって、焦点掃引長を６％低減することによって、画像検出器によって記録される必要がある画像が２０％少なくなり、プロセッサによって処理される必要がある画像が２０％少なくなり、それによって、無線モジュールが受ける処理されたデータが少なくなる。

【0097】

例６－２つの事前定義された走査動作モードを持つ走査装置

【0098】

この実施形態では、走査装置が２つの事前定義された走査動作モード、すなわち、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第１のデータレートで受信する標準モードと、無線モジュールが前記プロセッサによって定義された処理されたデータを第２のデータレートで受信する非標準モードとの間で切り替えられるように構成される。走査装置は一連の投影パターンを投影し、１つ又は複数の画像検出器によって反射光を捕捉することに基づいて、３Ｄデータ及び／又は色情報を取得する。

【0099】

この例では、第２のデータレートは、３Ｄフレームを生成するためのシーケンス内の、投影パターンの数及び／又は各パターンの照射期間（露光時間）を変化させることによって、達成される。

【0100】

コード化されたパターンのいくつかをスキップして投影されるパターンの数を減少させることによって、３フレーム捕捉シーケンス全体がより短くなり、少なくともプロセッサのデータレートが減少する。

【0101】

更に詳細は以下の項目によって提供される。

【0102】

項目

【0103】

項目１
物体の３Ｄモデルのデータを提供するための無線走査装置は、
第１の２Ｄフレームレートで２Ｄ画像を取得するように構成された画像検出器と、
前記画像検出器に結合された１つ又は複数のプロセッサであって、前記２Ｄ画像が前記プロセッサによって処理されて、処理されたデータを形成することができるプロセッサと、
前記プロセッサから前記物体の３Ｄモデルの前記データである前記処理されたデータを受信し、前記処理されたデータを無線送信するように、前記プロセッサに結合されている無線モジュールと、を有する走査筐体を有し、
前記走査装置は、
前記無線モジュールが前記プロセッサによって定義された第１のデータレートで前記処理されたデータを受信する標準モードと、
前記無線モジュールが前記プロセッサによって定義された第２のデータレートで前記処理されたデータを受信する非標準モードであって、前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを維持し、前記画像検出器を特定の時間シャットオフすることによって提供され、第２のデータレートが前記第１のデータレートより低くなることにより無線スロットリングモードとして定義される非標準モードと、の２つの事前定義された走査動作モード間で切り替えられるように構成される無線走査装置。

【0104】

項目２
前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを第２の２Ｄフレームレートに切り替えることによって提供され、前記第２の２Ｄフレームレートは前記第１の２Ｄフレームレートよりも低くなることにより、前記第２のデータレートが前記第１のデータレートよりも低くなり、無線スロットリングモードとして前記非標準モードを定義する項目１に記載の無線走査装置。

【0105】

項目３
前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを維持し、特定の時間の前記画像検出器の空間分解能を低減することによって提供され、第２の２Ｄフレームレートは前記第１の２Ｄよりも低くなることにより、無線スロットリングモードとして前記非標準モードを定義する項目１に記載の無線走査装置。

【0106】

項目４
前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを維持し、前記画像検出器の空間分解能を特定の期間短縮することにより、前記第２のデータレートが前記第１のデータレートよりも低くなり、前記非標準モードを無線スロットリングモードとして定義する項目１に記載の無線走査装置。

【0107】

項目５
前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを維持し、前記無線モジュールを一定時間遮断することによって提供され、前記無線モジュールは、前記プロセッサによって定義された前記処理されたデータを前記第２のデータレートで受信し、前記非標準モードを無線スロットリングモードとして定義する、項目１に記載の無線走査装置。

【0108】

項目６
前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを維持し、前記処理されたデータを特定の時間、別のモジュールにガイドすることによって提供され、それによって、前記無線モジュールは前記プロセッサによって定義された前記処理されたデータを第２のデータレートで受信し、それによって、前記非標準モードを無線スロットリングモードとして定義する、項目１に記載の無線走査装置。

【0109】

項目７
前記第１のデータレート及び／又は前記第２のデータレートは、１０００～５０００フレーム／秒、好ましくは１５００～２５００フレーム／秒、好ましくは１７００～１９００フレーム／秒、最も好ましくは約１８００フレーム／秒の実効２Ｄフレームレートで前記プロセッサに提供される２Ｄ画像の処理に対応する、項目１～６のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【0110】

項目８
前記第２のデータレートは、前記第１のデータレートの９０％未満であり、好ましくは前記第１のデータレートの８０％未満であり、より好ましくは前記第１のデータレートの約７５％である、項目１～７のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【0111】

項目９
前記処理されたデータは３Ｄデータの形式であり、前記標準モードのとき、前記プロセッサは前記第１のデータレートで３Ｄデータを生成し、前記非標準モードのとき、前記プロセッサは前記第２のデータレートで３Ｄデータを生成する項目１～８のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【0112】

項目１０
前記非標準モードは、前記第１の２Ｄフレームレートを前記第２の２Ｄフレームレートに切り替えることによって提供され、前記第２の２Ｄフレームレートは前記第１の２Ｄフレームレートよりも高くなり、それによって、前記第２のデータレートは前記第１のデータレートよりも高くなり、それによって、前記非標準モードをワイヤレスハイパーモードとして定義する、項目１に記載の無線走査装置。

【0113】

項目１１
前記少なくとも２つの事前定義された動作モード間で切り替えられることは、前記プロセッサ及び／又は前記プロセッサに結合された部品の条件に基づく項目１～１０のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【0114】

項目１２
前記条件は、事前定義された温度に関連する温度を測定値とする、項目１１に記載の無線走査装置。

【0115】

項目１３
前記温度は、前記プロセッサに関連する、及び／又は、前記無線モジュールに関連する、及び／又は、前記走査筐体に関連する、及び／又は、電源ユニットに関連する、及び／又は、光源に関連する、項目１２に記載の無線走査装置。

【0116】

項目１４
前記条件は、前記事前定義された温度との関係における前記温度の測定値が、前記温度の測定値が前記事前定義された温度を超えることを定義する条件として定義され、前記事前定義された温度は閾値である、項目１２に記載の無線走査装置。

【0117】

項目１５
前記閾値は、６０度を超え、好ましくは７０度を超え、より好ましくは約７８度である、項目１２に記載の無線走査装置。

【0118】

項目１６
前記条件は、事前定義された電力レベルに対する電源ユニットの電力レベルの測定値である、項目１１に記載の無線走査装置。

【0119】

項目１７
前記電力レベルは、時間に関する電力レベルの絶対測定値、及び／又は、時間に関する電力レベルの１次導関数値、及び／又は、時間に関する電力レベルの２次導関数値である、項目１６に記載の無線走査装置。

【0120】

項目１８
前記条件は、前記プロセッサによって受信された前記２Ｄ画像に基づく、項目１１に記載の無線走査装置。

【0121】

項目１９
前記プロセッサは、前記プロセッサの前記条件を提供するように構成される、項目１１に記載の無線走査装置。

【0122】

項目２０
１つ又は複数の外部プロセッサは、前記プロセッサの前記条件を提供するように構成される、項目１１に記載の無線走査装置。

【0123】

項目２１
前記走査装置は、前記条件を提供するように構成されたセンサを更に備える、項目１１に記載の無線走査装置。

【0124】

項目２２
前記走査装置は、標準モードにあるとき、前記無線モジュールが前記処理されたデータを前記第１のデータレートで送信し、非標準モードにあるとき、前記無線モジュールが前記処理されたデータを前記第２のデータレートで送信するように更に構成される、項目１～２１のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【0125】

項目２３
前記プロセッサ及び前記無線モジュールは、チップ上で、前記チップの第１の部分はハードウェアのプログラム可能性に適合し、前記チップの第２の部分はソフトウェアのプログラム可能性に適合するようにプログラム可能なシステムに統合され、前記第１の部分は、前記処理されたデータを形成するように構成され、前記第２の部分は、前記処理されたデータを前記無線モジュールに送信するように構成される項目１～２２のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【0126】

項目２４
前記第１の部分は、圧縮データの形態で処理データを形成するように更に構成される、項目２２に記載の無線走査装置。

【0127】

項目２５
前記走査装置は、口腔内走査装置及び／又は耳内走査装置である、項目１～２４のいずれか一項に記載の無線走査装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】