用于扫描人体腔内的电源可适应设备的制作方法

本发明总体上涉及扫描设备的可适应性供电，更具体地涉及用于扫描人体腔内，例如口腔内或耳内腔的设备的可适应性供电。

背景技术：

在扫描人体腔内的领域中，例如在扫描牙齿的领域中，已经在很长时间内惯常使用电缆供电的扫描仪。直到最近，人体腔内扫描仪才成为无线的。

因此，已知扫描设备是通过电缆或电池供电的。如今，这种扫描设备已被制造和出售。

当今，最终用户可以决定是否要购买和操作电缆供电的扫描设备或电池供电的扫描设备。

在大多数情况下，最终用户更喜欢购买和操作电池供电的扫描设备，因为它无需使用电缆即可提供灵活的处理方式，并且有机会在多个房间或椅子之间共享扫描设备。

但是，在某些情况下，电池供电的扫描设备可能会用尽电量，因为扫描是一项耗电的任务。在非优选情况下，电池供电的扫描设备在扫描过程中甚至可能会耗尽电力。

一种针对这种非优选情况的解决方案可能是为电池供电的扫描设备充电，但这需要花费时间，并且扫描无法立即进行。因此，该解决方案可能导致最不希望的情况，即，没有可用的电源来操作扫描设备。代替给电池供电的扫描设备充，还可以给电池供电的扫描设备的一个或多个电池充电，然后用一块充满电的电池替换用尽电量的电池。这需要花费时间，并且另一种解决方案是将整个电池供电的扫描设备替换为充满电的电池供电的扫描设备。当然，该解决方案在成本方面不是最佳的。

针对非优选情况的另一种解决方案可以是通过将电力电缆插入扫描设备来为扫描设备供电，例如，通过插入到扫描设备的电源插座中的电力电缆为扫描设备供电。

为扫描设备供电的另一种方式可以是例如通过usb连接供电。在这种情况下，用户可以将带有usb插头的usb电缆插入扫描设备上的usb插槽。usb插槽通常用于带有集成电池(即设备内置电池)的设备上。因此，众所周知，具有usb插槽的设备可以通过连接到例如与计算机连接的usb电缆的usb插头来供电。可替代地，这种具有usb插槽的设备可以通过连接到例如与移动电源连接的usb电缆的usb插头来供电。

带有集成电池和usb插槽的智能手机就是带有集成电池的设备的示例。

在带有集成电池的设备中，来自给定电源的电力会通过集成电池进行传输，从而为设备充电。

用集成电池给设备供电有几个问题。

例如，集成电池占据了扫描设备中的空间，从而使扫描设备变得笨重。此外，当扫描设备以电缆供电的方式进行操作时，集成电池给扫描设备增加了不必要的重量。集成电池的充电时间很繁琐，因为无法轻松简单地更换已耗尽的电池。更进一步地，用作集成电池的广泛使用的锂离子电池技术会带来安全隐患，例如温度失控的风险，例如在运输过程中，温度失控会引起爆炸或火灾。最后但并非最不重要的一点是，集成电池会增加扫描设备的附加成本。

此外，具有集成电池和标准usb插槽的设备(例如扫描设备)也存在另一个问题。由于usb电缆可以连接到消费级设备，因此无法提供医疗安全标准所要求的高压隔离，因此使用通过标准usb插槽的usb连接为扫描设备供电会带来有害的危险。us2013/0203010中描述了用于获取口腔内2d图像的usb有线设备。

而且，扫描设备上的usb插槽可能是例如电源插座的附加插槽，这可能会增加扫描设备的材料、重量和成本。此外，usb插槽可能会在扫描仪外壳中造成不必要的空腔，可能难以清洁，并可能导致卫生问题。

总而言之，已知的能够以电池供电的方式或以有线方式进行扫描的扫描设备具有一些缺点。

因此，需要改进的扫描设备。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述缺点。

本发明的第一方面

在本发明的第一方面，本公开提供了一种用于扫描人体腔内的设备，该设备包括：外壳，该外壳包括连接至该外壳的部件，该部件的尺寸设计成用于插入所述人体腔内；在外壳上的单个安装接口上，该单个安装接口被配置为能拆卸地安装：(i)内部电源单元，用于从内部电源单元内的内部电源为设备供电，或(ii)外部电源单元，用于从外部电源单元外部的外部电源为设备供电，该设备配置为在以下两种电源操作模式之间改变：(i)内部电源操作模式，其中该设备由内部电源通过单个安装接口供电；以及(ii)外部电源操作模式，其中设备由外部电源通过单个安装接口供电。

如这里描述的本发明提供了一种克服了前述缺点的扫描设备。

本发明通过提供至少具有以下特征的设备克服了上述缺点：

(i)具有用于外部电源单元或内部电源单元的单个接口；

(ii)可拆卸地安装外部电源单元或内部电源；以及

(iii)使用外部电源单元或内部电源单元直接为设备供电。

此外，关于第一方面，本发明提供了该设备还被配置为在以下两种数据操作模式之间进行改变：无线数据操作模式，其中该设备将数据以无线数据信号的形式传输到无线模块，以及有线数据操作模式，其中设备将数据以有线数据信号的形式传输到单个安装接口。

本发明允许最终用户选择如何传输数据。例如，在某些情况下，在无法访问无线网络和/或设备连接受限和/或无线网络速度受限的情况下，最终用户可能无法使用无线网络进行扫描。此外，在其他情况下，可能会禁止使用无线网络。本发明向最终用户提供了从无线数据操作模式改变到有线数据操作模式，并因此允许最终用户使用本文公开的设备来扫描人体腔内。

通过将有线数据信号传输到单个安装接口，必须存在一些进一步将有线数据信号发送到例如基站的手段。因此，为了以有线方式向基站提供数据，内部电源单元或外部电源单元需要被配置为经由电线将有线数据信号传输到基站。将在内部和外部电源单元的细节下进行讨论。然而，由于有线数据信号被传输到单个安装接口，例如不被传输到附加接口，所以该实施例具有提供用于传输电力和数据的紧凑且低成本的扫描设备的优点。

甚至进一步，本发明关于第一方面提供了该设备包括主机控制器。主机控制器被配置为以无线数据操作模式和有线数据操作模式两者来传输数据。换句话说，主机控制器负责在无线数据操作模式和有线数据操作模式两者中传输数据。通常，主机控制器仅在便携式设备中用于以无线模式而非有线模式传输数据。当便携式设备以有线模式传输数据时，便携式设备通常会绕过主机控制器，而是使用未设置为主机的设备控制器。而是，连接到便携式设备的计算机具有主机控制器，由此计算机始终将充当便携式设备的主机。

图7显示了计算机(pc)与嵌入式设备之间的典型设置示例。图7中的设置使用pc与嵌入式设备之间的usb电缆。在与pc进行有线连接的这种典型设置中，嵌入式设备不包含主机控制器-它仅位于pc中。

如果嵌入式设备通过wifi通信(usb到wifi)，则嵌入式设备可以包括主机控制器，这种设置如图8所示。

图7-8显示了使用usb连接在嵌入式设备与pc之间进行典型现有技术设置的示例。

如上所述，本发明与现有技术的不同之处在于，主机控制器被配置为以无线数据操作模式和有线数据操作模式两者来传输数据。

图9示出了设置的示例，该设置示出了使用主机控制器在有线数据操作模式下本发明的工作方式。

通过将扫描设备与控制器一起配置为在无线数据操作模式和有线数据操作模式下都可以传输数据，可以获得一个紧凑的单一接口，并提供根据医疗安全标准需要高压隔离的有线连接。因此，本发明克服了现有技术中使用usb连接的医疗设备中存在的问题。

将在下面讨论其他优点和实施例。

单个接口

根据本发明的第一方面，单个安装接口被配置为安装内部电源单元或外部电源单元。

因此，最终用户可以在不立即决定是否要使用内部电源单元或外部电源单元的扫描设备的情况下购买该设备。最终用户原则上可以在没有两个电源单元中的任何一个的情况下获取设备，然后再确定需要哪个电源。但是，最终用户可能希望通过获取两个电源单元之一来操作扫描设备。例如，最终用户可能开始时希望获取具有外部电源单元的扫描设备。稍后，最终用户可能希望使用由内部电源单元供电的扫描设备，然后在此稍后时候，获取内部电源单元。

本发明的一个优点是最终用户可以自由选择他或她想要使用的电源类型。

因此，通过具有单个安装接口，本发明的第一方面提供了一种非常灵活的扫描设备。

因为仅存在单个安装接口，并且根据本发明因此仅是用于可拆卸地安装内部或外部电源单元的装置，所以本发明不涉及包括用于两个电源单元的两个安装接口的设备，从而内部电源单元和外部电源单元都可以同时安装在设备上的两个安装接口上。

此外，由于与上述相同的原因，本发明不涉及包括例如用于安装电池的电池室和用于连接至外部电源单元的电源入口的扫描设备。

最后，由于上述相同的原因，本发明不涉及具有集成电池的扫描设备，该集成电池耦合至设备上用于连接外部电源的安装接口。

因此，通过仅具有单个安装接口，本发明提供了一种经济高效的扫描设备，其尺寸小，重量轻并且没有有害的风险。

内部或外部电源单元的可拆卸安装

根据本发明，单个安装接口被配置为可移除地安装内部电源单元或外部电源单元。

由于内部电源单元可拆卸地安装到设备，因此内部电源单元不是集成电源单元，例如集成电池。

由于内部电源不是集成电源设备，因此单独使用扫描设备不会带来爆炸的有害危险。

此外，由于内部电源不是集成电源单元，因此当在外部操作电源模式下使用时，内部电源不一定会增加设备的重量。

因此，通过具有被配置为可移除地安装内部电源单元或外部电源单元的单个安装件，本发明提供了一种经济高效的扫描设备，其具有小尺寸、轻便且没有有害风险的优点。

设备直接供电

根据本发明，本发明使用外部电源单元或内部电源单元直接给设备供电。

因此，本发明不通过外部电源或内部电源，例如通过集成电池供电来间接地为设备供电。

由于内部电源不是集成电源单元，因此单独使用扫描设备不会带来爆炸的有害危险。

此外，由于内部电源不是集成电源单元，因此当在外部操作电源模式下使用时，内部电源不一定会增加设备的重量。

因此，通过直接给设备供电，本发明提供了一种经济高效的扫描设备，其尺寸小，重量轻并且没有有害的风险。

本发明的第二方面

本公开在本发明的第二方面中提供了一种用于根据第一方面的设备的内部电源。

在一个实施例中，内部电源单元是电池组。

在相关的实施例中，内部电源单元被配置用于经由电感性或电容性耦合来充电。

不管内部电源单元的实施例如何，内部电源单元都通过扫描设备上的单个安装接口向扫描设备提供内部电源。

此外，无论内部电源单元的实施例如何，该设备还被配置为被改变为经由单个安装接口从外部电源单元接收电力。

例如，如果扫描设备由安装在单个安装接口中的电池形式的内部电源单元供电，则可以更改该设备以通过单个安装接口从外部电源单元接收电力。

从由内部电源单元供电改变到由外部电源供电的一种方式可以是用外部电源单元代替内部电源单元。

从由内部电源单元供电改变到由外部电源供电的另一种方式可以是在内部电源单元上提供安装接口馈通，然后在内部电源单元上的安装接口馈通中放置外部电源单元。这样，根据本发明的第一方面，单个安装接口仍然被配置为安装用于从外部电源单元外部的外部电源向设备供电的外部电源单元，并且该设备仍然处于外部电源操作模式，其中设备由外部电源单元经由单个安装接口直接供电，因为外部电源不为集成电池供电。此外，在一些实施例中，内部电源单元可以包括旁路电路，使得在实施例中，当与外部电源单元连接时，内部电源单元不被充电。

本发明的第三方面

本公开在本发明的第三方面中提供了一种用于根据第一方面的设备的外部电源。

在一个实施例中，外部电源单元被配置为与外部电源有线连接。

在另一个实施例中，外部电源单元被配置为以无线方式例如使用诸如电感性耦合或电容性耦合的无线电力传输从外部电源接收电力。

不管外部电源单元的实施例如何，外部电源单元都通过扫描设备上的单个安装接口向扫描设备提供外部电源。

此外，不管外部电源单元的实施例如何，该设备还被配置为被改变为经由单个安装接口从外部电源单元接收电力。

例如，如果扫描设备由安装在单个安装接口中的插头形式的外部电源单元供电，其中该插头具有与外部电源的有线连接，则可以将该设备更改为通过单个安装接口从内部电源单元接收电力。

作为另一示例，如果扫描设备由安装在单个安装接口中的无线电力接收器形式的外部电源单元供电，其中该无线电力接收器具有与外部电源的无线连接，则可以将设备更改为通过单个安装接口从内部电源单元接收电力。

从由外部电源单元供电改变到由内部电源供电的一种方式可以是用内部电源单元代替外部电源单元。

从由外部电源单元供电改变到由内部电源供电的另一种方式可以是在外部电源单元上提供安装接口，然后将内部电源单元放在外部电源单元上的安装接口中。

这样，根据本发明的第一方面，单个安装接口仍然被配置为安装用于从外部电源单元内部的内部电源向设备供电的内部电源单元，并且该设备仍然被配置处于外部电源操作模式，其中该设备由内部电源单元经由单个安装接口直接供电，因为内部电源不为集成电池供电。

本发明的第四方面

本公开在本发明的第四方面中提供了一种腔内扫描系统，该系统包括：根据本发明的第一方面的设备；以及根据本发明第二方面的内部电源单元；和/或根据本发明第三方面的外部电源单元。

如前所述，最终用户可以自由选择他或她需要的电源单元。

本发明允许最终用户例如获取根据本发明的第四方面的扫描系统，特别是适合于例如作为有线扫描仪或无线扫描仪的目的的单个扫描设备。用户可以例如选择获取以外部电源模式设置的单个扫描仪设备，即使用外部电源单元，而无需购买内部电源单元。

替代地，用户可以例如选择获取以内部电源模式设置的单个扫描仪设备，即使用内部电源单元，而不获取外部电源单元。

通过本发明，如上所述，用户可以选择以一种模式或另一种模式获取单个扫描仪。

无论最终用户如何获取单个扫描仪，最终用户都可以根据自己的意愿选择升级单个扫描仪，以使扫描仪可以从一种模式更改为另一种模式，或者反之亦然。

当然，用户也可以选择同时使用内部电源单元和外部电源单元来获取扫描设备，然后根据需要，例如根据扫描任务和/或扫描环境，在两种模式之间进行改变。

附图说明

图1显示了具有两个不同电源配置的扫描设备的示例。

图2显示了扫描设备中单个安装接口的示例。

图3示出了用于扫描设备的内部电源单元的示例。

图4示出了用于扫描设备的外部电源单元的示例。

图5示出了混合内部或外部电源单元的示例。

图6示出了扫描设备和电源单元的替代配置的示例。

图7示出了在嵌入式设备与pc之间通过usb电缆进行有线通信的现有技术的示例。

图8示出了在嵌入式设备和pc之间通过usb至wifi的无线通信的示例。

图9示出了根据本发明的扫描设备如何使用位于扫描设备上的主机控制器通过电线在扫描设备(嵌入式设备和pc)之间进行通信的示例。

具体实施方式

如前所述，设备被配置为在两种电源操作模式之间改变。这些电源操作模式优选是设备处于操作中，即设备正在扫描的模式。本发明提供了下面将要讨论的其他操作模式。

操作模式

在一个实施例中，该设备还被配置为提供两种电源操作模式和两种数据操作模式的任意组合。

具体地，当处于内部电源操作模式时，最终用户可以在无线数据操作模式与有线数据操作模式之间进行选择。另外，当处于外部电源操作模式时，最终用户可以在无线数据操作模式与有线数据操作模式之间进行选择。为了在两种模式之间进行选择，最终用户可以通过软件或通过设备或电源单元上的开关来选择两种数据操作模式之一。换句话说，在一些实施例中，设备可以包括被配置为在两种数据操作模式之间进行选择的开关。

在一个优选实施例中，该设备还被配置为在两种完全操作模式之间改变：完全无线操作模式，其中该设备处于内部电源操作模式和无线数据操作模式，以及完全有线操作模式，其中设备处于外部电源操作模式和有线数据操作模式。

在该实施例中，设备可以进一步被配置为基于在单个安装接口中安装何种设备而在两个完全操作模式之间自动改变。例如，当内部电源单元被安装在单个安装接口中时，设备被配置为检测到内部电源单元被安装，并自动改变为无线数据操作模式。另外，当外部电源单元被安装在单个安装接口中时，该设备被配置为检测到外部电源单元被安装，并自动改变为有线数据操作模式。当设备以完全无线操作模式运行并且内部电源单元安装在单个安装接口中时，扫描仪可能会等待操作员手动打开扫描仪以节省电池，直到操作员准备扫描为止。当扫描仪以完全有线操作模式操作时，当检测到外部电源单元时，扫描仪可以自动启动，并且例如在空闲状态下待命直到操作员准备扫描。

单个安装接口

在一个实施例中，单个安装接口是插槽或插座。在另一个实施例中，单个安装接口是插头。

在一个优选实施例中，单个安装接口包括：至少一个数据耦合器、至少一个电压耦合器和至少一个检测器耦合器。在最优选的实施例中，单个安装接口包括一数据耦合器对、一电压耦合器对和一个检测器耦合器。在一些实施例中，一个或多个耦合器通常为接触构件的形式，该接触构件被配置为与内部电源单元或外部电源单元上的接触构件匹配。在一些实施例中，一个或多个耦合器是销和/或电线的形式。在一些实施例中，一个或多个耦合器是一个或多个公和/或母接触构件。例如，单个安装接口可以是具有多个销的插座，例如在4到10个销之间，优选在6到8个销之间，最优选约为7或8个销。在一些实施例中，检测器耦合器被配置用于检测内部电源单元或外部电源单元的存在。在一些实施例中，检测器耦合器是热敏电阻器耦合器，例如热敏电阻销，由此可以在设备中检测内部电源单元的温度。在一些实施例中，通过检测温度，设备被配置为用于检测内部或外部电源单元的存在。例如，可以通过耦合到热敏电阻耦合器的热敏电阻分压器测量热敏电阻耦合器的电压和/或电阻来检测温度。

在一个更优选的实施例中，单个安装接口还包括至少一个通用异步接收器-发射器(uart)耦合器对或一个同步串行接口(ssi)耦合器对。这样的对通常可用于生产中，例如用于测试或在现场中，例如用于与电池电量计集成电路通信。可以将耦合器对配置为根据设备的操作模式作为uart或i2c工作。当以uart模式工作时，耦合器对可以配置为rx和tx。当以i2c模式工作时，耦合器对可以配置为sda和scl。

在一个实施例中，单个安装接口被配置为可替换地安装内部电源单元或外部电源单元。在第二实施例中，单个安装接口包括在几何上与内部电源单元的一部分匹配并且在几何上与外部电源单元的一部分匹配的部分。例如，单个安装接口可以是插座的形式，其中该插座包括边缘或隔室，该边缘或隔室在几何上与内部电源单元的一部分的外表面匹配并且还在几何上与外部电源单元的一部分的外表面匹配。上述两个实施例允许内部电源单元和外部电源单元两者都装配并固定到单个安装接口中。因此，在一些实施例中，内部电源单元可以由外部电源单元代替，反之亦然。

在一个实施例中，单个安装接口包括与内部电源单元或外部电源单元磁性耦合的表面。该实施例允许内部电源单元或外部电源单元可以紧密地保持在适当的位置，并且当内部电源单元和/或外部电源单元中的任何一个已正确且牢固地固定在单个安装接口中时，向最终用户提供听觉反馈，例如咔嗒声。

在另一个实施例中，单个安装接口包括机械锁定机构，以耦合到内部电源单元和/或外部电源单元。该实施例允许内部电源单元或外部电源单元被牢固地保持在适当的位置。例如，机械锁定机构可以是构造成与杆匹配的孔，或者构造成与孔匹配的杆。如果与具有与内部电源单元或外部电源单元磁性耦合的表面的实施例组合，则该组合提供了电源单元的非常牢固的附接。例如，如果意外掉落设备，它使最终用户能够通过电源线抓住设备(在外部电源操作模式下)，而不会损坏或打坏电路、电线或焊料。

获取单元和处理单元

在一个实施例中，该设备还包括获取单元，该获取单元被配置为获取人体腔内的原始数据。例如，获取单元可以是图像传感器。图像传感器可以光学耦合到设备中的成像系统，例如包括多个透镜的成像系统。在一些实施例中，成像系统可以包括移动透镜以提供对人体腔内的扫描。在其他实施例中，成像系统可以包括焦点改变元件，例如取决于波长的单元，其被配置为改变从设备内部的光源和/或在尺寸被设计成被插入人体腔内的部分中的光源发射的光的波长。

在第一相关实施例中，该设备还包括第一处理单元，该第一处理单元链接到获取单元并且被配置为将原始数据处理为处理后的数据。在一些实施例中，第一处理单元是集成电路。例如，这种第一处理单元可以是现场可编程门阵列(fpga)的形式。

在第二相关实施例中，该设备还包括第二处理单元，该第二处理单元耦合到获取单元和/或耦合到第一处理单元，并且链接到无线模块和单个安装接口，从而在无线数据操作模式下将处理后的数据发送到无线模块，而在有线数据操作模式下将处理后的数据发送到单个安装接口。在一些实施例中，第二处理单元是包括精简指令集计算机(risc)架构的中央处理单元(cpu)。例如，第二处理单元可以是诸如基于32位或64位指令的高级risc机器(arm)处理器的形式。

在优选实施例中，第一处理单元和/或第二处理单元被配置为运行允许设备充当无线模块的主机并充当外部电源单元中的附加设备的主机的软件，例如，附加设备可以是usb到以太网转换器。在一些实施例中，软件被定义为主机控制器驱动器。

在大多数实施例中，主机控制器与主机控制器驱动器(将由第一和/或第二处理单元运行)一起充当无线模块的主机，并充当外部电源单位中的附加设备的主机。在最优选的实施例中，主机控制器是usb主机控制器。

无线模块

在一个实施例中，无线模块位于内部电源单元中。

在优选实施例中，无线模块位于连接到第一和/或第二处理单元的扫描设备中。

在第二实施例中，该设备还被配置为在外部电源单元被安装在单个安装接口中和/或内部电源单元从单个安装接口被拆卸时禁用无线模块。这允许自动设置，从而提供了用户友好的设备。

在第三实施例中，该设备还被配置为在内部电源单元被安装在单个安装接口中时和/或在外部电源单元被安装在单个安装接口中时启用无线模块。这允许自动设置，从而提供了用户友好的设备。

在又一个实施例中，无线模块基于802.11a/b/g/n/ac/ad/af(wi-fi)、蓝牙/蓝牙低功耗(ble)或微波访问全球互操作性(wimax)技术。

内部电源单元

在一个实施例中，内部电源单元是包括至少一个电池单元的电池组。

在另一个实施例中，内部电源是用于存储电能、机械能或化学能的小型紧凑介质，例如固体氧化物燃料电池(soec)。

在第三实施例中，内部电源单元包括：至少一个电压耦合器，优选地为电压耦合器对，以及至少一个检测器耦合器。在一个实施例中，检测器耦合器是热敏电阻耦合器，例如热敏电阻销，由此可以在设备中检测内部电源单元的温度。

在又一个实施例中，内部电源单元还包括至少一个通用异步接收器-发射器耦合器对。

在一个实施例中，内部电源包括与单个安装接口磁性耦合的表面。

在另一个实施例中，内部电源单元包括用于安装外部电源单元的接口。

在一些实施例中，内部电源单元包括无线模块。

外部电源单元

在一个实施例中，外部电源单元包括：至少一个数据耦合器、至少一个电压耦合器和至少一个检测器耦合器。

在一优选实施例中，外部电源单元包括一数据耦合器对、一电压耦合器对和一个检测器耦合器。

在相关的实施例中，外部电源单元还包括至少一对通用异步接收器-发射器耦合器对。

外部电源单元通常可以是电线插头的形式。电线可能连接到外部电源。

在一些实施例中，可以将电线配置为用于通过千兆以太网、光纤通道、firewire、pciexpress或任何通用串行总线(usb)类型传输信号。

在优选实施例中，外部电源单元包括附加设备，其中该附加设备是usb到以太网转换器，使得以太网电缆可安装在usb到以太网转换器中。在安装接口中尽可能少的耦合器是有利的，因为然后可以使安装接口尽可能紧凑。用usb代替以太网可以节省6个耦合器。因此，外部电源中的usb到以太网转换器提供了一种用于用于扫描人体腔内的设备中的安装接口的紧凑型设计的解决方案。

在一个实施例中，外部电源单元包括表面，该表面磁性地耦合到单个安装接口。

在第二实施例中，外部电源单元包括锁定机构以耦合到单个安装接口。这种机械锁定机构的示例可以是卡口连接器、弹簧互锁连接器或摩擦连接器。

在一些实施例中，外部电源包括用于安装内部电源单元的接口。

示例1–设备的第一实施例

图1示出了根据本发明的第一方面的设备的示例。图1示出了用于扫描人体腔内的设备1，该设备包括：外壳2，其包括连接到外壳2的部件3，部件3的尺寸设计成可插入到所述人体腔内中，在外壳2上的单个安装接口4，单个安装接口4被配置为安装：内部电源单元5，用于从内部电源单元5内的内部电源6向设备1供电，或外部电源单元7，用于从外部电源单元7外部的外部电源8向设备供电，该设备配置为在两种电源操作模式之间改变：内部电源操作模式，其中设备2由内部电源单元6经由单个安装接口4直接供电，以及外部电源操作模式，其中设备1由外部电源单元7经由单个安装接口4直接供电。当内部电源单元5插入单个安装接口4中时，设备1检测内部电源5的电压电平，从而识别内部电源5的存在。

示例2–单个安装接口

图2示出了单个安装接口4的示例。在该示例中，单个安装接口4位于外壳2中并且包括两个数据耦合器9和10。两个数据耦合器9和10被配置用于通过利用usb信号的差分信号进行通信。在单个安装接口4的顶部，有两个电压耦合器11，在单个安装接口的底部，有两个附加的电压耦合器12。电压耦合器11电连接以用作单个电压耦合器。此外，附加电压耦合器12电连接以作为单个附加电压耦合器操作。此外，单个安装接口4包括一个热敏电阻检测器耦合器13，因此可以通过由热敏电阻分压器控制的电压来监视电池温度。更进一步地，单个安装接口4包括至少一个通用异步接收器(rx)耦合器14和通用异步发射器(tx)耦合器15的形式的通用异步接收器-发射器耦合器对，或串行时钟(scl)耦合器14和串行数据(sda)耦合器15的形式的一个同步串行接口耦合器对。最后，有一个非操作耦合器16。因此，在此示例中，单个安装接口中总共有10个耦合器。根据以上描述，操作耦合器的有效数量为7。单个安装接口4还包括表面17，该表面17与内部电源单元5或外部电源单元7磁性耦合。

示例3–内部电源单元

图3示出了根据本发明第二方面的内部电源单元5的示例。图3示出了用于为扫描设备1供电的内部电源单元5。在该示例中，内部电源是内部锂离子电池单元。内部电源单元5包括电池外壳18，电池外壳18的尺寸设计成可安装到扫描设备1的单个安装接口4中。

内部电源单元5包括一个输出电压耦合器11和一个返回连接耦合器12，两个耦合器11和12一起形成电源路径。此外，内部电源单元5包括第一i2c信号(scl)耦合器14和第二i2c信号(sda)耦合器15。此外，内部电源单元包括热敏电阻耦合器13、三个非操作耦合器16以及与单个安装接口磁性耦合的表面19(在该示例中为金属板)，特别是单个安装接口中的表面17(如图2所示)。

示例4–外部电源单元

图4(a-b)示出了根据本发明的第三方面的外部电源单元的视图。

图4a示出了用于通过连接到外部电源的以太网电缆20为扫描仪设备1供电的外部电源单元7的侧视图。外部电源单元7包括插头21，该插头21的尺寸设计成可安装到扫描仪设备1的单个安装接口4中。该插头21包括软电缆缓释件22。外部电源单元7包括一个输出电压耦合器11，以及返回连接耦合器12，两个耦合器11和12一起形成电源路径。此外，内部电源单元7包括用于通过差分信令(usb_n)进行扫描仪通信的第一数据耦合器9和用于通过差分信令(usb_p)进行扫描仪通信的第二数据耦合器10。另外，内部电源7单元包括热敏电阻耦合器13，因此扫描仪设备能够通过将ts拉至地(gnd)(信号电压对应于220℃的温度)来识别外部电源。内部电源单元包括表面19(在此示例中为金属板)，该表面19磁性地耦合到单个安装接口，特别是单个安装接口中的表面17(如图2所示)。外部电源单元包括附加设备，其中该附加设备是usb到以太网转换器，使得以太网电缆20可安装在usb到以太网转换器中。

图4b示出了用于将单元7与扫描设备1互锁的外部电源单元7的不同侧视图。单元7包括用于将外部电源单元牢固地与单个安装接口4内的扫描设备的框架互锁的卡扣锁定机构23。此外，外部电源单元7包括释放按钮24，该释放按钮24用于从扫描设备1拆卸外部电源。

示例5–具有内部或外部电源单元的设备

图5示出了根据本发明第二方面的内部电源单元5的示例。

图5示出了用于从内部锂离子电池单元向扫描仪设备1供电的内部电源单元5。

内部电源单元5包括电池外壳17，电池外壳17的尺寸设计成可安装到扫描设备1的单个安装接口4中。内部电源单元5包括一个输出电压耦合器11和返回连接耦合器12，两个耦合器11和12一起形成电源路径。此外，内部电源单元5包括第一i2c信号(scl)耦合器14和第二i2c信号(sda)耦合器15。另外，内部电源单元包括热敏电阻耦合器13，一个非操作耦合器16。此外，内部电源单元5包括用于通过差分信令(usb_n)进行扫描仪通信的第一数据耦合器9和用于通过差分信令(usb_p)进行扫描仪通信的第二数据耦合器10。内部电源单元5在单元5的后部包括usb馈通接口25，该usb馈通接口25被配置为当扫描设备1检测到有线连接时绕过电池单元，从而可以通过usb电缆直接为扫描器设备供电。以这种方式，内部电源单元5包括馈通接口25以安装外部电源单元7。

示例6–设备的第二实施例

图6示出了扫描设备1和单个安装接口4的替代配置的示例。扫描设备1是模块化构造的，并且使得能够进行内部供电和无线数据传输或外部供电和有线数据传输的配置。

图6a示出了用于扫描人体腔内的设备1，该设备包括：外壳2，其包括连接至外壳2的部件3，该部件3的尺寸设计成可插入所述人体腔内；在外壳2上的单个安装接口4，单个安装接口4被配置为可移除地安装：内部电源单元5，用于从内部电源单元内的内部电源6向设备供电，或外部电源单元7，用于从外部电源单元外部的外部电源向设备供电。可以看出，该设备配置为可在以下两种电源操作模式之间进行改变：内部电源操作模式，其中设备1由内部电源单元5经由单个安装接口4直接供电，以及外部电源操作模式，其中设备1由外部电源单元7经由单个安装接口4直接供电。内部电源单元5采用无线附加模块的形式，用于从无线附加模块内的内部电源6向设备1供电，并有助于通过内部无线模块26进行无线数据传输。外部电源单元7呈有线附加模块的形式，用于从有线附加模块的外部的外部电源8向设备供电，并有助于通过有线接口20(即电缆)进行有线数据传输。

图6b示出了具有安装在设备1的单个安装接口4中的无线附加模块5的扫描设备1。单个安装接口4被配置为rgmii或pci-express接口。无线附加模块5的尺寸设计为适合单个安装接口4，并配置有锂离子电池、嵌入式linux和usbwi-fi适配器，因此无线附加模块被认为是可部署的wi-fi桥。无线附加模块5包括内部无线模块26，并使扫描设备1能够在电源和数据传输的完全无线模式下操作。

图6c示出了具有安装在设备1的单个安装接口4中的有线附加模块7的扫描设备1。单个安装接口4被配置为rgmii或pci-express或usb接口。有线附加模块7的尺寸设置为适合单个安装接口4，并配置有以太网馈通和/或phy，以提供有线电源和数据传输。

示例7–现有技术

图7示出了在嵌入式设备与pc之间通过usb电缆进行有线通信的现有技术的示例。出于与本发明比较的原因，示出了图7。

示例8–现有技术

图8示出了在嵌入式设备与pc之间通过usb至wifi的无线通信的示例。出于与本发明比较的原因，示出了图8。

示例9–具有有线连接的主机控制器的示例

图9示出了根据本发明的扫描设备如何使用位于扫描设备上的主机控制器通过电线在扫描设备(嵌入式设备与pc)之间进行通信的示例。usb到以太网类驱动器将usb主机堆栈与扫描设备中的tcp/ip堆栈接口。

附图标记清单

1.扫描设备

2.扫描外壳

3.扫描部件

4.单个安装接口

5.内部电源单元

6.内部电源单元内的蓄电/发电装置

7.外部电源

8.用于为外部电源单元供电的电源

9.usb_n数据耦合器

10.usb_p数据耦合器

11.输入电压耦合器

12.返回路径电压耦合器

13.热敏电阻检测器耦合器

14.通用异步接收器-发射器(rx)或i2c耦合器

15.通用异步接收器-发射器(tx)或i2c耦合器

16.非操作耦合器

17.与内部电源单元或外部电源单元磁性耦合的表面

18.电池外壳

19.与单个安装接口磁性耦合的表面

20.电缆，以太网电缆

21.插头

22.软电缆缓释件

23.锁定机构

24.释放按钮

25.馈通接口

26.无线模块

以下项目中提供了更多详细信息。

项目：

1.一种用于扫描人体腔内的设备，包括：

·外壳，包括连接到该外壳的部件，该部件的尺寸设计为用于插入到所述人体腔内，

·所述外壳上的单个安装接口，该单个安装接口配置为能拆卸地安装：

i.内部电源单元，用于从所述内部电源单元内的内部电源为所述设备供电，或者

ii.外部电源单元，用于从所述外部电源单元外部的外部电源为所述设备供电；

所述设备配置为在以下两种电源操作模式之间改变：

i.内部电源操作模式，其中所述设备由所述内部电源单元经由所述单个安装接口直接供电，以及

ii.外部电源操作模式，其中所述设备由所述外部电源单元经由所述单个安装接口直接供电。

2.根据项目1所述的设备，其中，该设备还被配置为在以下两种数据操作模式之间改变：

i.无线数据操作模式，其中所述设备将数据以无线数据信号的形式传输到无线模块，以及

ii.有线数据操作模式，其中所述设备将数据以有线数据信号的形式传输到所述单个安装接口。

3.根据项目1-2所述的设备，其中，所述设备还被配置用于提供所述两个电源操作模式和所述两个数据操作模式的任意组合。

4.根据项目1-2所述的设备，其中，所述设备还被配置为在以下两种完全操作模式之间改变：

i.完全无线操作模式，其中所述设备处于所述内部电源操作模式和所述无线数据操作模式，以及

ii.完全有线操作模式，其中所述设备处于所述外部电源操作模式和所述有线数据操作模式。

5.根据前述项目中的任一项所述的设备，其中，所述单个安装接口包括：

·至少一个数据耦合器，

·至少一个电压耦合器，以及

·至少一个检测器耦合器。

6.根据项目5所述的设备，其中，所述单个安装接口还包括至少一个呈通用异步接收器耦合器和通用异步发射器耦合器的形式的通用异步接收器-发射器耦合器对，或者呈串行时钟耦合器和串行数据耦合器的形式一个同步串行接口耦合器对。

7.根据前述项目中的任一项所述的设备，其中，所述单个安装接口包括在几何上与所述内部电源单元的一部分匹配并且在几何上与所述外部电源单元的一部分匹配的部分。

8.根据前述项目中的任一项所述的设备，其中，所述单个安装接口包括与所述内部电源单元和/或所述外部电源单元磁性耦合的表面。

9.根据前述项目中的任一项所述的设备，其中，所述单个安装接口包括机械锁定机构，以耦合到所述内部电源单元和/或所述外部电源单元。

10.根据前述项目中的任一项所述的设备，其中，所述设备还包括：获取单元，被配置为获取所述人体腔内的原始数据。

11.根据项目10所述的设备，其中，所述设备还包括第一处理单元，所述第一处理单元链接到所述获取单元并且被配置为将所述原始数据处理为处理后的数据。

12.根据项目2和11所述的设备，其中，所述设备还包括第二处理单元，该第二处理单元耦合至所述获取单元并链接至所述无线模块和所述单个安装接口，从而在无线数据操作模式下将处理后的数据发送到所述无线模块，并在有线数据操作模式下将处理后的数据发送到所述单个安装接口。

13.根据项目11-12中的任一项所述的设备，其中，所述第一处理单元和/或所述第二处理单元被配置为运行允许所述设备充当所述无线模块的主机并充当用于外部电源单元中的附加设备的主机的软件。

14.根据项目2所述的设备，其中，所述设备还被配置为在将所述外部电源单元安装在所述单个安装接口中时和/或在将所述内部电源单元从所述单个安装接口中拆卸下来时，禁用所述无线模块。

15.根据项目2所述的设备，其中，所述设备还被配置为在将内部电源单元安装在单个安装接口中时或者在将外部电源单元安装在单个安装接口中时启用无线模块。

16.用于根据项目1至15中的任一项所述的设备的内部电源单元，其中，所述内部电源单元是电池。

17.根据项目16所述的内部电源单元，其中，所述内部电源单元包括：

·至少一个电压耦合器，以及

·至少一个检测器耦合器。

18.根据项目17所述的内部电源单元，其中，所述内部电源单元还包括至少一个通用异步接收器耦合器和通用异步发射器耦合器形式的通用异步接收器-发射器耦合器对，或串行时钟耦合器和串行数据耦合器形式的一同步串行接口耦合器对。

19.根据项目16至18中的任一项所述的内部电源单元，其中，所述内部电源包括与所述单个安装接口磁性耦合的表面。

20.根据项目16-19中的任一项所述的内部电源单元，其中，所述内部电源单元包括用于安装所述外部电源单元的接口。

21.根据项目16-20中的任一项所述的内部电源单元，其中，所述内部电源单元包括无线模块。

22.用于根据项目1至15中的任一项所述的设备的外部电源单元，其中，所述外部电源单元被配置为与外部电源有线连接。

23.根据项目22所述的外部电源单元，其中，所述外部电源单元包括：

·至少一个数据耦合器，

·至少一个电压耦合器，以及

·至少一个检测器耦合器。

24.根据项目23所述的外部电源单元，其中，所述外部电源单元还包括至少一通用异步接收器-发射器耦合器对。

25.根据项目22-24中的任一项所述的外部电源单元，其中，所述外部电源单元包括附加设备，其中，所述附加设备是usb到以太网转换器，使得以太网电缆能够安装在所述usb到以太网转换器中。

26.根据项目22-25中的任一项所述的外部电源，其中，所述外部电源单元包括与所述单个安装接口磁性耦合的表面。

27.根据项目22-26中的任一项所述的外部电源单元，其中，所述外部电源单元包括锁定机构，以耦合到所述单个安装接口。

28.根据项目22-27中的任一项所述的外部电源单元，其中，所述外部电源包括用于安装所述内部电源单元的接口。

29.一种腔内扫描系统，包括：

·根据项目1-15中任何一项的设备；以及

·根据项目16-21中任何一项的内部电源单元；和/或

·根据项目22-28中任何一项的外部电源单元。