本申请涉及于2015年10月9日提交的美国临时申请no.62/239,811并根据美国法典第35章第365节要求其优先权，该美国临时申请的内容通过引用整体并入本文。
本文描述的主题涉及制作为个人的耳朵定制的耳塞和耳塞适配器。
背景技术：
耳塞必须舒适，并且提供贴身的贴合以提供最佳音质并降低环境噪声。为了提供舒适和贴身的贴合，可基于耳朵的实际形状来制作定制耳塞。确定耳腔的实际形状的传统方法包括创建耳道的印模。创建或取得印模包括向耳腔或耳道注入材料。允许材料硬化并使其符合腔的形状，并且然后从腔中取出材料。以这种方式创建的印模可能会在向腔中注入印模材料时，在材料硬化时或在印模被取出时致使并发症或疼痛。
技术实现要素：
在一个方面中，第一扫描仪包括可充气膜，所述可充气膜被配置成用介质使其充气以使所述可充气膜的外部表面符合腔的内部形状，所述介质以每单位长度的第一速率衰减具有第一光学波长的光，并且以每单位长度的第二速率衰减具有第二光学波长的光。所述扫描仪还包括被配置成生成光以照射所述可充气膜的内部表面的发射器，和被配置成接收来自所述可充气膜的内部表面的光的检测器。所接收的光包括处于第一光学波长和第二光学波长的光。所述扫描仪还包括处理器，所述处理器被配置成基于所述所接收的光来生成所述内部形状的第一电子表示。所述系统包括被配置成将所述第一电子表示修改成对应于所述内部形状的至少一部分的三维形状的设计计算机，和被配置成至少基于所修改的第一电子表示来制造耳塞的制造器。
在一些变型中，以下特征中的一个或多个可以被可选地包括在任何可行的组合中。
所述第一扫描仪可以包括扫描尖端。所述扫描尖端可以包括所述发射器和所述检测器。所述扫描尖端可以被配置成在伸出位置和缩回位置之间致动。
所述第二扫描仪可以包括结构化光源和相机。所述第二扫描仪可以被配置成生成第二形状的第二电子表示。所述第二形状可以是以下中的至少一个：所述腔的一部分的第二内部形状；和靠近所述腔的第二表面的第二部分。所述第二扫描仪可以被耦合到所述第一扫描仪。
所述设计计算机还可以被配置成将所述第一电子表示和所述第二电子表示合并成所述内部形状和所述第二形状的组合电子表示。所述设计计算机可以执行计算机辅助设计应用。
制造器可以包括以下中的至少一个：用于所述耳塞的模具，所述模具至少基于所述内部形状；三维打印机或数字光处理系统；和第二装置，所述第二装置被配置成将一个或多个附加部件添加到所述耳塞。所述一个或多个附加部件可以包括用于将声音递送到靠近所述耳塞的区域的至少一个部件。
所述三维打印机可以被配置成制造包括具有预定厚度的外壳的物体，并且其中，所述外壳对应于所述内部形状。
硅树脂注入器可以被配置成将硅树脂注入所述外壳内部。所述硅树脂可以在固化后具有在15和75之间的肖氏硬度。
在相关方面中，一种方法包括用至少第一扫描仪来执行腔的内部形状的第一扫描。所述内部形状的所述第一扫描包括用介质使可充气膜充气。所述可充气膜的充气使所述可充气膜的外部表面符合所述腔的内部形状。所述第一扫描还包括从发射器生成光以至少照射所述可充气膜的所述内部表面。所述第一扫描还包括在检测器处检测来自所述可充气膜的所述内部表面的光。所述光具有第一光学波长和第二光学波长。所述第一扫描还包括在处理器处生成所述内部形状的第一电子表示。所述生成至少基于所检测的光。
执行靠近所述腔的第二形状的第二扫描。所述第二形状的所述第二扫描生成所述第二形状的第二电子表示。
设计计算机将所述第一电子表示修改成与所述内部形状的至少一部分对应的三维形状。所述设计计算机生成包括所述第一电子表示和所述第二电子表示的组合电子表示。所述制造器制造耳塞。所述制造至少基于所述组合电子表示。
在又另一个相关方面中，一种方法包括用至少第一扫描仪来执行腔的内部形状的第一扫描。所述内部形状的第一扫描包括在检测器处检测包括第一光学波长和第二光学波长的光。通过以下方式中的至少一个来生成所检测的光：检测从被压印在可充气膜的内部表面上的图案生成的结构化光；和由发射器发射结构化光以在所述可充气膜的所述内部表面上形成符合耳朵的内部形状的图案，并且所检测的光通过所述结构化光从所述内部表面的反射而生成。处理器生成内部形状的第一电子表示。所述生成至少基于所检测的结构化光。
执行靠近所述腔的第二形状的第二扫描。所述第二形状的第二扫描生成所述第二形状的第二电子表示。设计计算机将所述第一电子表示修改成与所述表面的至少一部分对应的三维形状。所述设计计算机生成包括第一电子表示和第二电子表示的组合电子表示。制造器制造耳塞。所述制造至少基于所述组合电子表示。
在一些变型中，以下特征中的一个或多个可以被可选地包括在任何可行的组合中。
所述第二扫描可以由第二扫描仪执行。所述第二扫描仪可以包括所述第一扫描仪、结构化光源和相机、以及激光测距仪中的至少一个。
所述扫描尖端可以在伸出位置和缩回位置之间致动。所述致动可以包括所述发射器和所述检测器，并且所述扫描尖端在所述光的生成和检测期间被致动。
可以用结构化光源来照射表面，所述结构化光源发射具有强度或波长的空间变化的光。可以用相机对被照射的表面成像，所述成像生成由所述空间变化的光而产生的一个或多个图像。可以至少基于所述一个或多个图像来生成所述表面的所述第二电子表示。
可以至少基于处于所述第一光学波长的光的吸收测量和处于所述第二光学波长的光的吸收测量来生成所述第一电子表示。
所述组合电子表示可以对应于耳朵的外耳区域和耳道的至少一部分。
可以至少基于所述第二电子表示来识别在所述第一形状和所述第二形状内的一个或多个本地参考。
可以至少基于所述一个或多个本地参考来组合多个电子表示。
所述制造可以包括以下中的至少一个：至少基于所述内部形状来形成用于所述耳塞的模具；用三维打印机或数字光处理系统来制造所述耳塞；和用第二装置将一个或多个附加部件添加到所述耳塞。所述一个或多个附加部件可以包括用于将声音递送到靠近所述耳塞的区域的至少一个部件。
制造可以进一步包括用三维打印机制造具有预定厚度的外壳的物体。所述外壳可以对应于所述内部形状。可以用硅树脂注入器将硅树脂注入所述外壳内部。可以固化被注入所述外壳内部的硅树脂。可以移除所述外壳以形成所述耳塞。
取决于所期望的配置，可以在系统、装置、方法和/或物品中实施上述的方面和特征。在附图和下面的描述中阐述了本文描述的主题的一个或多个变型的细节。本文中描述的主题的特征和优点将从说明书和附图以及从权利要求中显而易见。
附图说明
在附图中，
图1是图示了根据一些示例实施例的包括具有可充气膜的三维（3d）扫描仪的系统的示例的图；
图2是图示了根据一些示例实施例的基于由3d扫描仪收集和处理的扫描仪数据形成的腔的示例3d渲染的图；
图3是图示了根据一些示例实施例的在扫描尖端处于伸出位置情况下的3d扫描仪的图；
图4是图示了根据一些示例实施例的在扫描尖端处于缩回位置情况下的3d扫描仪的图；
图5是图示了根据一些示例实施例的由可充气膜中的介质引起的反射光的衰减的图；
图6是图示了根据一些示例实施例的到耳朵的内部表面的近端位置的距离的无膜确定的图；
图7是图示了根据一些示例实施例的到耳朵的内部表面的远端位置的距离的无膜确定的图；
图8是图示了根据一些示例实施例的耳朵的一部分的示例反射光谱的图；
图9是图示了根据一些示例实施例的结构化光源与相机之间的串行联接的图；
图10是图示了根据一些示例实施例的用结构化光源和相机对3d物体成像的图；
图11是图示了根据一些示例实施例的组合来自3d扫描仪的扫描和来自结构化光源和相机的另一扫描的过程流程图；
图12是图示了根据一些示例实施例的在来自3d扫描仪、结构化光源和相机的示例扫描之间的示例过渡区域的图；
图13是图示了根据一些示例实施例的耳塞适配器的示例的图；
图14是图示了根据一些示例实施例的第一过程的过程流程图；
图15是图示了根据一些示例实施例的第二过程的过程流程图；和
图16是图示了根据一些示例实施例的第三过程的过程流程图。
同样的附图标号用于指代附图中的相同项或相似项。
具体实施方式
耳塞是一种为适合特定人的耳朵的内部形状和外部形状而定制的物体。耳塞可以由柔软或柔性的材料制成，以便使人能够舒适地将耳塞戴在他们的耳朵中。耳塞可以包括扬声器或其他声音生成设备。耳塞适配器可以是具有适合特定人的耳朵的内部或外部的定制形状的物体。除了被定制成适合耳朵之外，它还可以被定制为适合商用耳塞或其他声音生成设备。商用耳塞可以通过将商用耳塞固定在耳塞适配器中的耳塞材料的夹子、闩锁或唇缘而被固定在耳塞适配器中，使得耳塞适配器和商用耳塞作为一个物体而操作。例如，耳塞适配器可以被定制成附接到耳塞并符合特定的耳朵。定制的耳塞或耳塞适配器可以提供更舒适的贴合，更安全地留在耳朵中，为人提供更好的音质，和/或减少穿过或通过耳塞的环境噪声。
一些示例实施例可以包括用于生成定制耳塞和/或耳塞适配器的过程。该过程可以包括用光学扫描仪扫描或审视和测量耳道。基于扫描，可通过扫描信息制作诸如耳塞、耳塞适配器或耳塞外壳之类的机械设备。耳塞外壳（也称为外壳）可以包括由刚性材料薄层制成的外壳，所述外壳形成为所扫描的表面的形状，例如耳朵/耳道。耳塞外壳可以充当模具，其中，柔性材料被注入并被允许以模具和对应耳朵的形状固化。在一些示例实施例中，外壳可以包括聚酰胺和/或聚氨酯。也可以使用其他材料。在一些示例实施例中，可以使用三维打印机来制作外壳，以铺设若干层聚酰胺、聚氨酯或其他材料来制作耳塞外壳。尽管以下公开适用于耳塞和耳塞适配器，但以下内容也可适用于睡眠塞和/或噪声塞。
在提供相对于用于制造耳塞或耳塞适配器的示例性过程的附加细节（例如，可以耦合到商用耳塞的硅或橡胶尖或盖）之前，下文描述了可用于扫描耳朵的光学扫描仪的示例。
根据当前主题的一些示例实施例，图1是图示了包括具有可充气膜110的三维（3d）扫描仪的系统100的示例的图。系统100和附随的软件可以生成诸如耳腔之类的腔的三维（3d）扫描。系统100可以包括3d扫描仪120，3d扫描仪120包括可充气膜110和诸如计算机之类的处理器。处理器可以在腔的扫描期间处理由3d扫描仪120生成的扫描仪数据。处理器可以形成诸如被扫描腔的3d印模之类的输出。
图2是图示了根据一些示例实施例的基于由3d扫描仪120收集和处理的扫描仪数据而形成的腔的示例3d渲染的图。在本文中也称之为电子表示200的3d表面可以对诸如耳腔之类的被扫描腔进行建模，并且这个3d表面可以被提供给制造器、3d打印机等以形成物体。在耳朵的情况下，所述物体可以是耳机或耳塞/耳塞适配器。
本文所使用的术语“耳塞”、“耳机”和“耳塞适配器”可以包括可佩戴在耳朵上、耳朵内或其任何组合中的任何种类的器具。例如，这可以包括用于扬声器的耳塞、挂在耳朵上的无线发射器/接收器、耳塞、头戴式耳机、个人听力保护器、助听器等。
更一般地，术语“耳塞”、“耳机”和“耳塞适配器”还可以指可被制造成符合由本文所述的任何扫描技术扫描的任何腔或内部空间的任何器具或物体。本文描述的许多实现涉及将扫描耳朵作为制造耳塞的过程的一部分。然而，这些实现并不排除使用本文描述的任何装置或技术来制造其他物体、装置、工具等。
图3是图示了根据一些示例实施例的在扫描尖端320处于伸出位置情况下的3d扫描仪120的图。图4是图示了根据一些示例实施例的在扫描尖端320处于缩回位置情况下的3d扫描仪120的图。介质310可以被用来充气和扩大可充气膜110的内部，使得可充气膜110使可充气膜110的外部表面符合腔330的内部形状、或腔330的一部分，或被扫描的任何其他的腔330或表面。
例如，可将介质310插入到可充气膜110中，使得可充气膜110符合被扫描的腔330。此时，扫描尖端320可以扫描可充气膜110的内部表面，可充气膜110在通过介质310被充气时使可充气膜110的外部表面符合腔330的内部形状。例如，内部形状可以是耳朵或其他物体的内部形状。在用于扫描的光的生成和检测期间，可以包括光发射器和检测器的扫描尖端320可以在伸出位置和缩回位置之间致动。以这种方式，扫描尖端320可以扫描可充气膜110的内部表面并因此扫描腔330。扫描尖端320可以生成近似腔330的快照的可充气膜的2d图像。然后，可以将2d图像的每个像素与在扫描期间获得的距离信息相关联，例如，从扫描尖端320到膜的扫描部分的距离。2d图像和针对2d图像的每个像素的距离信息的组合可以对应于3d数据（例如，表示被扫描腔330的3d表面）。在一些实现中，通过扫描数据确定的距离信息可以与2d图像上的像素组而不是单个像素相互关联。
例如，介质310可以是液体、溶解气体、凝胶、水凝胶和/或这四者的任何组合。介质310可以包括溶入或悬浮在介质310中以提供特性的添加剂。例如，这些特性可以包括诸如选择性吸收，其中，光的一个或多个波长被吸收超过一个或多个其他的波长。为了说明，介质310可以包括有色染料、悬浮液、发光物质和/或荧光物质（和/或具有选择性衰减特性的任何其他材料）。介质310还可以包含改善介质310的保质期的生物中和剂、抗微生物剂或抗氧化剂，以及改善介质310的稳定性的缓冲剂。此外，如下面进一步描述的，选择性衰减特性可以允许3d扫描仪120和/或处理器确定可充气膜110的被扫描内部表面的形状、到可充气膜110的被扫描内部表面的距离和/或可充气膜110的被扫描内部表面的其他特性。
当可充气膜110被插入腔310中并用介质310使其充气时，可充气膜110可以被实施为可使其充气以符合耳腔330的任何粘弹性、弹性、塑料和/或任何其他材料。当腔330对应于耳道时，可充气膜110可具有充分适合耳腔330的充气的3d形状和尺寸。可充气膜110可以与其他腔和形式一起使用，例如胃、食道、膀胱等。如下面进一步描述的，可充气膜110还可包括或涂覆有材料，以使膜发出特定的波长或波长范围的荧光。在一些实现中，可充气膜可以具有带有开口、内部表面和外部表面的气球状形状。在一些实现中，扫描可充气膜110而不是直接扫描耳腔330可以减少（如果没有消除）由诸如耳毛、耳垢等之类的人为物品引起的干扰，并且因此可以提高腔测量扫描的精度。
图5是图示了根据一些示例实施例的由可充气膜110中的介质310反射的光的衰减的图。3d扫描仪120和/或扫描尖端320可以包括用于将光发射到可充气膜110中的至少一个光源，诸如发光二极管，可充气膜110可以包括或不包括介质310。在图5中，发射的光510由从扫描尖端320出来的箭头表示。扫描尖端320还可收集和/或检测从可充气膜110中或其上的荧光材料发射的光520和530。从扫描尖端320发出的光510可以包括用于激发可充气膜110中或可充气膜110上的荧光材料的光。此外，来自可充气膜110中或可充气膜110上的荧光材料的光可被称为“发荧光的”光，即，通过荧光材料与来自扫描尖端320的光510的相互作用而产生的光。
可充气膜110可以包括荧光材料，诸如一种或多种荧光染料、颜料或其他着色剂。可以将荧光材料均匀地分散在可充气膜110内，但是也可以以其他方式施加荧光材料（例如，可以将荧光材料垫印到可充气膜的表面上）。可以选择荧光材料，以使得通过由扫描尖端320发射的一个或多个波长的光510来激发荧光材料。一旦荧光材料被光510激发，荧光材料就可以以两个或多个波长λ1、λ2或波长范围来发射光。例如，波长λ1可以表示通常与红色相关联的波长的范围，但是波长λ1也可以与光谱的其他部分相关联。
在一些实现中，例如基于波长或其它特性，介质310可以差别地衰减穿过介质310的光。例如，当两个或多个波长的光520沿着路径
类似于参考图3所描述的过程，当将3d扫描仪120的扫描尖端320插入耳腔330时，3d扫描仪120可以将介质310泵送（或以其他方式插入）到可充气膜110中，直到可充气膜110符合腔330的内部表面为止。一旦可充气膜110完全充气，3d扫描仪120和/或扫描尖端320就可以用例如发光二极管的发射器来发射光510。光510可以从扫描尖端320行进，通过介质310，并且激发可充气膜110的一部分上或一部分中的荧光材料。从可充气膜110上或中的荧光材料发射的光520、530可以包括至少两种波长λ1和λ2的光。由荧光材料发射的其中一个波长的光或者一些波长范围的光可以通过介质310差别地衰减。差别衰减可以是由于介质310以每单位长度的第一速率μ1来衰减第一光学波长λ1的光，并且以每单位长度的第二速率μ2来衰减第二光学波长λ2的光。例如，衰减可以被描述为：
对于波长λ1的光的强度衰减，和
在此，例如在从荧光材料发射的点处的初始强度是i1(0)或i2(0)。当光沿着发射点和扫描尖端320之间的路径传播通过介质310距离x时，光可以被介质310降低强度或者被衰减。例如，该衰减可能是由于吸收、反射、散射、衍射等等。
然后，具有波长λ1、λ2的光或波长范围的光可以被检测器接收。检测器可以与扫描尖端320集成并且可以被配置成接收来自可充气膜110的内部表面的光。光λ1、λ2的强度比或在具体范围下发现的光的积分面积比可以由3d扫描仪120和/或处理器来测量并记录，以确定从扫描尖端320到膜110的对应表面的距离。例如，距离x可以通过反转等式（1）和（2）来确定。扫描尖端320可以在可充气膜110的内部到处移动，以扫描可充气膜110的内部表面的各个部分。扫描尖端320可以接收光520、130的荧光波长以便收集数据，该数据可以被3d扫描仪120和/或处理器用来生成耳朵内部形状的电子表示200以形成腔330的3d表面表示。替代地或附加地，扫描尖端320可以包括用于聚焦和引导用于激发荧光材料的光的光学、电子或机械部件。尽管扫描尖端320可以包括一个或多个部件，诸如一个或多个发光二极管、光学器件、透镜、检测器/ccd/cmos传感器等，但是这些部件中的一个或多个可以位于3d扫描仪120的其他部分中（例如，光纤可以将光510载送到扫描尖端320）。
在一些示例实施例中，根据图1到图5的3d扫描仪120可以扫描深耳道。通过使可充气膜110充气到预定压力或直到达到预定的外耳变形，可充气膜还可使外耳变形。
图6是图示了根据一些示例实施例的到耳朵的内部表面620的近端地点610的距离的无膜确定的图。图7是图示了根据一些示例实施例的到耳朵的内部表面620的远端地点710的距离的无膜确定的图。光源可以包括提供红色波长光630的红色led和提供绿色波长光640的绿色led。可以使用任何不同的波长的光。光源可以发射从耳朵内部表面的实际组织反射的光（即，没有可充气膜110）。类似于上面所描述的，因为吸收介质可以不同地吸收例如红光和绿光，所以来自部分c610的反射的红光和绿光可以被接收、检测并表示为强度比，诸如检测到的红色波长强度比检测到的绿色波长强度。同时，如图7中所示，来自部分d710的反射的红光和绿光也可以被接收、检测并表示为强度比。假设从部分d710到扫描尖端320的远端部分（光接收器所在之处）的距离大于部分c610与接收器之间的对应距离，则如插图所示，则介质310对来自部分d710的反射光具有更大的衰减影响。然而，二次反射可以是用于测量的噪声源。在一些实施例中，所使用的波长的选择可以减少这种噪声。
图8是图示了根据一些示例实施例的耳朵的一部分的示例性反射光谱810的图。在一些实施例中，可以选取两种不同波长的光的选择，使得它们从耳朵内部表面的反射率低。例如，当组织的反射率低时，随后的每次反射都将强度降低1/r倍，其中，r是反射率。结合介质310的吸收特性，这优先衰减在检测器处接收的光，所述光不是由于与检测器的距离被确定的点的主反射而引起的。例如，图8示出了可以选择例如对应于波段820内的绿光的第一波长，并且可以选择例如对应于波段830内的红色的第二波长，使得在这些波段810和820所在之处，由腔330表面上的组织引起的反射率处于第一最小值830或者处于相对于光谱的另一部分处于减小的反射率840。在图8的示例中，来自腔330表面上的组织的反射率也包含最大值850，因此在该波长处来自组织的反射率可能导致在检测器处的噪声或干扰。在一些示例实施例中，扫描尖端320可以包括在475-505纳米范围内的绿色光源和在655-700纳米范围内的红色光源。
尽管本文所描述的一些示例涉及使用红色和绿色的两个波长，但也可以使用其他波长。例如，可以在扫描尖端320处检测其他波长的光的强度，并且然后测量和比较可以包括以下组合：紫光（大约380至450nm）、蓝光（大约450至495nm）、绿光（约495至570nm）、黄光（约570至590nm）、橙光（约590至620nm）和/或红光（620-750nm）。
图9是图示了根据一些示例实施例的结构化光源910与相机920之间的串行链接的图。当用相同的扫描仪或不同类型的扫描仪进行多次扫描时，扫描仪可以被刚性地耦合，整体化或以其他方式被机械地结合，以使得在组合最终的扫描图像时知晓每个扫描仪的相对位置。
诸如图1到图5中公开的扫描仪之类的3d扫描仪120可以被用来扫描深耳道。集成了结构化光源910和相机920的结构化光源/相机组件940也在图9中被描绘。结构化光源/相机组件940与3d扫描仪120之间的机械链接可以为扫描数据提供更精确的位置信息。例如，可以在结构化光源/相机组件940和3d扫描仪120之间使用串行链接。串行链接可以包括将3d扫描仪120机械地耦合到结构化光源/相机组件940，其中，两者还可以被机械地耦合到机械臂950或其他机架。机械臂950可以被配置成监视被耦合的3d扫描仪120和结构化光源/相机组件161的位置和取向。例如，3d扫描仪120可以被用来扫描耳朵的一部分。然后，结构化光源/相机组件940可以通过臂平移到扫描耳朵的相同（或不同）部分的位置。在作出扫描时合并关于每种类型的扫描仪的位置的数据可以允许针对两次扫描的空间数据或所生成的3d表面被同步，以用于组合形成复合扫描。
在一些示例实施例中，可以使用结构化光源920和相机910来扫描外耳区域而不使外耳变形。本文描述的不依赖于扫描工具和被扫描表面之间的物理接触的方法可以避免在被扫描表面的测量中产生伪影或其他失真。在一些示例实施例中，包括深耳道和外耳的耳道扫描可以包括两次扫描；一次扫描用3d扫描仪120，而另一次扫描使用结构化光来执行和/或通过相机直接成像。两次扫描可以使用位于或靠近耳道孔径的共同地点来对齐和合并，并且可以内插/平滑在扫描中的两个表面之间的过渡。例如，这两次扫描可以由设计计算机来合并，以制作两个或多个被扫描表面或形状的组合扫描或模型。在一些实现中，相机920、检测器或其他成像接收器可以包括立体相机或光学系统。立体相机可以使得3d图像能够被获取，而无需使用结构化光或可充气膜110。然而，一些实现可以将立体相机与本文所述的任何其他成像技术相结合。
图10是图示了根据一些示例实施例的用结构化光源910和相机920对3d物体1010进行成像的图。相机920可以对由结构化光源910照射的物体成像。被照射物体的几何细节可以通过如半球1020的示例所示的图像来确定。结构化光源可以包括照射，所述照射被图案化或者包括光的强度、波长、频率、相位或其他特性的某种形式的空间变化。通过在待扫描表面上生成可预测和预定义的光的图案，图案的图像可以被分析以确定距离或其他表面特征。例如，结构化光源可以包括一系列的交替的亮条纹和暗条纹，然而也可以使用其他图案。在一些示例实施例中，三维物体的特征可以通过结构化光向物体上的投影来确定。在一个示例中，当从侧面观看时，由于半球的形状，交替的亮条纹和暗条纹在半球1020上的投影致使条纹看起来更宽。图1030还图示了在人的表面上示出了结构化光图案的图像的示例。在耳朵内部生成的结构化光图案可以与人上面的结构光图案的外观相似。
在一些实施例中，相机920或其他检测器可以检测从压印在可充气膜110的内部表面上的图案生成的结构化光。例如，在扫描之前，点、线、网格或其他视觉图案可以存在于可充气膜110上。该图案可以被照射，以从内部表面生成结构化光。在其他实施例中，发射器可以发射结构化光以在可充气膜110的内部表面上形成图案，其符合耳朵的内部形状并且检测从内部表面由反射生成的结构光。这些可以在不使用介质320的情况下完成，例如通过用空气或其他均匀衰减的材料使可充气膜110充气。一旦检测到光，就可以如本文所述的那样对光进行分析来识别被扫描表面的形状。
图11是图示了根据一些示例实施例的组合来自3d扫描仪120的扫描和来自结构化光源和相机的另一扫描的过程流程图。在1110处，可以使用诸如图1到图5中描述的扫描仪之类的3d扫描仪120来进行耳朵的第一扫描。在1120处，可以调整和/或处理该扫描以确定耳道的形状。在1130处，可以使用不同类型的扫描仪来进行耳朵的另一次扫描。例如，可以使用结构化照射/相机组件940来生成第二扫描。在1140处，可以调整和/或处理第二扫描以确定外耳的形状。在一些示例实施例中，可以同时一起执行第一扫描和第二扫描。在一些示例实施例中，一个扫描仪可以执行这两个扫描。例如，3d扫描仪120和结构化光源/相机组件940可以组合成单个扫描仪。在1150处，来自3d扫描仪120的扫描和来自结构化光源/相机组件940的扫描可以被彼此对齐。例如，可以调整第一扫描相对于第二扫描的位置，使得通过两个扫描捕获的耳朵的区域可以被用来对齐两个扫描。在对齐之后，在1160处，两个扫描可以被合并。
在一些示例实施例中，扫描可以被合并，其中，扫描的重叠部分对应于从一个扫描到另一个扫描的过渡区域。在一些示例实施例中，过渡区域中的扫描可以被平均化，其中，扫描被赋予相同的权重或者不同的权重以优先将复合扫描偏向一种扫描技术。例如，本文描述的一些方法涉及被扫描的耳朵的表面与诸如可充气膜110之类的任何异物之间的接触。由于涉及接触的方法可能导致表面的机械变形，这可能会在测量中引入误差。当组合扫描时，不涉及接触的方法（诸如使用结构化光源的无膜扫描）可能被偏向于较之涉及接触的扫描具有更大的权重。权重可以基于逐像素，诸如基于对耳朵表面的变形量的测量或估计，或者可以对于给定的扫描类型在所有像素上恒定。权重可以被应用到任何内插/平滑算法，或者以图形方式指示给用建模软件来手动合并扫描的用户。
在其他实施例中，当扫描不重叠时，可以使用扫描之间的内插来组合扫描。在另一个实施例中，可以外插一个或多个扫描来扩展有效扫描表面。在其他实施例中，可以将扫描与来自视觉上对在计算设备上呈现的单独扫描对齐的操作员的输入相结合。
在其他示例实施例中，基于电子表示200或者来自3d扫描仪120和结构化光源/相机组件940中的任意一个或两个的扫描，可以识别耳朵中的本地参考。本地参考可以是耳解剖结构的具体部分，例如外耳、耳膜等。本地参考也可以是耳解剖结构的任何部分的具体轮廓。处理器可以参考本地参考以通过提供公共参考点来促进组合扫描。在一些实施例中，这可以与生成耳朵的电子表示的结构化光源/相机组件940一起使用，其中，由于不需要可充气膜110的方法，不执行耳朵的内部表面的变形。
图12图示了根据一些示例实施例的来自3d扫描仪120和结构化光源930和相机920的示例扫描之间的示例过渡区域的图。在1210处描绘的是来自诸如与图1到图5一致的扫描仪之类的保形膜扫描仪（本文中也称为3d扫描仪120）的对于右耳道和左耳道的示例扫描。在1220处描绘是来自诸如在图9到图10中公开的结构化光源/相机组件940之类的另一个扫描仪的对于右耳和左耳的示例扫描。在1230处描绘的是对于右耳和左耳的过渡区域。过渡区域可以对应于来自3d扫描仪120的扫描和使用结构化光源930和相机920的扫描重叠的区域。在一些示例实施例中，可以使用内插、或平均、或合并两个扫描的其他分析方法来确定过渡区域1230。在一些示例实施例中，过渡区域1230可以由操作员来调整。在没有扫描可用，并且内插、外插或其他方式的合成数据被用来合并实际扫描表面的区域中，过渡区域1230的指示可以用不同的颜色、图案或其他视觉指示符来指示。
在其它实现中，第二扫描仪或来自3d扫描仪120的第二扫描可以生成第二形状的第二电子表示。第二形状可以包括腔的一部分的第二内部形状、接近腔的第二表面的第二部分等。第二内部形状可以是耳朵的另一部分或腔310的任何其他部分。类似地，第二表面的第二部分可以是腔外部的区域的一部分，诸如耳朵的外耳或者正被扫描物体的其他附近的外部结构特征。例如，第二扫描仪可以是3d扫描仪120、结构化光源910和相机920、或激光测距仪。
图13是图示了根据一些示例实施例的耳塞适配器1300的示例的图。耳塞适配器1300可以具有适配部分1310以适合商用耳塞或其他耳塞。基于扫描，耳塞适配器1300可以具有定制部分1320，定制部分1320被定制产生以基于扫描适合特定的人的耳朵。定制部分1320可以包括柔软和/或柔性材料。适配部分1310可以包括相同的材料或不同的材料。右/左耳塞适配器1330被示出耦合到商用耳塞。左/右耳塞适配器1340被示出耦合到所示的商用耳塞。右和/或左耳塞可以被着色，以区分右和左耳塞/耳塞适配器。
根据一些示例实施例，耳塞适配器1300可以由诸如硅树脂之类的柔性材料制成。耳塞适配器1300可以通过在耳道上执行以测量耳道的尺寸和形状的扫描来制作。在一些示例实施例中，扫描也可以确定外耳的形状和/或其他的外部耳朵形状。耳塞适配器1300可被制成适合所测量的形状。可以调整所测量的形状以减小耳塞在耳道中的长度，调整耳朵外面的表面上的耳塞的形状，和/或改变形状以使耳塞适应标准耳塞，或任何其他商业耳塞。
用于耳塞或入耳式耳机的制造过程可以包括添加扬声器，所述扬声器可以是有线设备或者可以是无线设备。例如扬声器或导线的附加部件可以由诸如自动化制造设备之类的第二装置来添加。无线耳塞可以接收从蜂窝电话、音乐播放器或其他电子设备发送的信号。声音生成设备可以生成诸如音乐或语音之类的声音，或者可以提供被动噪声降低和/或主动噪声消除。由于定制尺寸和定制耳塞/耳塞适配器的配合和/或通过选择耳塞材料，可能会出现被动噪声降低。例如，一些耳塞材料可以比其他材料提供更大的通过耳塞的声音衰减。主动噪声消除可以包括致使耳塞中的声音生成设备在耳塞的耳道侧处消除通过或围绕耳塞的噪声。这样，可以减少在耳道处的噪声。在一些示例实施例中，除了用户已经选择的音乐或语音的声音生成之外，还可以执行主动噪声消除。例如，可以使用主动噪声消除和声音生成来消除飞机噪声并且在飞行期间向用户提供音乐或语音。
可以被包括作为耳塞的一部分的其他附加部件例如可以包括麦克风、发射器、接收器、衬垫、增加舒适度或适合于腔330的附加适形适配器等。此外，这些附加部件可以包括生物测定扫描仪、传感器、计算机处理器、用于被连接的设备的电子部件等。
图14是图示了根据一些示例实施例的第一过程的过程流程图。
在1410处，耳道可以通过与图1到图5一致的扫描仪来扫描。在一些示例实施例中，与图9到图10一致的第二扫描仪可以被用来扫描外耳或耳朵的其他外部区域。在扫描第一只耳朵之后，可以扫描第二只耳朵。在一些示例实施例中，耳道和/或外耳的形状可以被电子地提供为耳朵的3d模型或2d模型的阵列。在一些示例实施例中，耳道和/或外耳的形状可以通过诸如磁共振成像或其他成像之类的另一源来确定。在一些示例实施例中，耳朵的形状和/或模型可以被包括在电子医疗记录中。
在1420处，可基于扫描来制作耳塞设计。在一些示例实施例中，耳塞设计可以包括在一次或多次调整之后的扫描。例如，耳塞在耳道中的长度可被调整为比被扫描的耳道更长或更短。在一些示例实施例中，可以调整在耳朵外部的长度或外部形状。例如，可以调整耳塞的长度以从耳道突出多一点或少一点。在一些示例实施例中，所述调整可以包括致使对耳朵的附着得到改善的调整，以使得耳塞在使用期间不太可能掉出去。在一些示例实施例中，调整可以包括在耳塞外部的开口以适应标准耳塞和/或其他耳塞并将标准耳塞和/或其他耳塞固定到位。
在1430处，耳塞设计可以在制造机器上制作。例如，耳机设计可以在三维（3d）打印机上制作。在一些示例实施例中，3d打印机可以使用一种或多种可选材料来制造3d机械结构。例如，3d打印机可以制作具有不同材料的可选区域的材料层。3d打印机可能会沉积包括聚酰胺、聚氨酯、塑料、陶瓷、金属、纸张、蜡或其他材料的材料区域。在一些示例实施例中，耳塞设计可以在3d打印机上制作，其中，耳塞的外部区域使用诸如聚酰胺、聚氨酯或其他材料之类的刚性材料外壳制成，而内部体积则由诸如蜡之类的另一材料制成。聚酰胺或聚氨酯外壳可以被形成为预定的厚度，例如在0.05mm和2mm之间。在一些示例实施例中，可移除材料可以具有比刚性材料更低的熔点，或者可以溶解于刚性材料不可溶于其中的溶剂中。刚性外部区域可以被称为耳塞外壳。在一些示例实施例中，可以通过加热耳塞外壳并允许将蜡排出来移除来自耳塞外壳内部的蜡。例如，当加热外壳时蜡可以由于重力而排出，或者可以通过施加空气压力或将外壳置于离心机中来辅助排出。在一些示例实施例中，在诸如蜡之类的内部材料已经被移除之后，可以用诸如可固化硅树脂或其他材料之类的柔性材料来填充耳塞外壳。在硅树脂已经被固化在耳塞外壳的内部形状中之后，可以移除外壳而留下柔性耳塞。硅树脂或其他柔性材料可以具有大约15-75的肖氏硬度或其他硬度。在一些示例实施例中，不用分型线制作耳塞外壳以用于使用一次。用分型线制作的耳塞外壳可以多次使用以做出多个耳塞。在一些示例实施例中，可以使用数字光处理（dlp）来代替3d打印，或者在3d打印之外还使用数字光处理（dlp）。在一些示例实施例中，dlp可以包括将光线暴露到液体树脂以制作期望的形状。在一些示例实施例中，dlp可以导致没有外壳且没有内部蜡要移除的固体物体。
在1440处，可以在柔性耳塞上执行精加工步骤。在一些示例实施例中，耳塞可以被标记或颜色编码，使得可以容易地识别耳塞，并且识别哪个耳塞用于右耳，而哪个耳塞用于左耳。在一些示例实施例中，耳塞可以被光滑、标记、冲洗、清洁和/或准备使用。
图15是图示了根据一些示例实施例的第二过程的过程流程图。
在1505处，可以扫描耳朵以确定被扫描的耳朵的内部和/或外部形状。在一些示例实施例中，扫描可以使用光学扫描仪来执行，诸如关于图1到图5所描述的扫描仪。在一些示例实施例中，扫描可以使用不同类型的扫描仪来执行，诸如摄影扫描仪、磁共振成像、染料增强或其他扫描仪。在一些示例实施例中，耳朵的形状可以被电子地提供为3d模型或2d模型或图像的阵列。形状/模型可以是电子医疗记录的一部分。
在1510处，可以调整扫描以改变长度和/或调节耳塞。在一些示例实施例中，耳塞设计可以包括一次或多次调整之后的扫描。在一些示例实施例中，可以使用设计计算机来调整扫描或扫描的数学或电子模型，设计计算机可以运行3d设计/建模软件、计算机辅助制图/绘图（cad）软件等。设计计算机可以被配置成将一个或多个电子表示修改成对应于耳朵的内部形状的至少一部分的三维形状。例如，耳道中的耳塞的长度可以被调整为比被扫描的耳道更短。在一些示例实施例中，可以调整在耳朵外部的耳塞的长度或外部形状。例如，可以调整耳塞的长度以从耳道突出多一点或少一点。在一些示例实施例中，所述调整可以包括致使对耳朵的附着得到改善的调整，以使得耳塞在使用期间不太可能掉出去。在一些示例实施例中，调整可以包括在耳塞外部的开口以适应标准耳塞和/或其他耳塞并将标准耳塞和/或其他耳塞固定到位。
在1515处，可以通过修改的电子表示或扫描在制造机器上制作外壳或耳塞。在一些示例实施例中，可以使用3d打印机或数字光处理系统来制作耳塞外壳。例如，3d打印机可以“打印”或沉积连续的材料层以制作3d物体。例如，3d打印机可以将两种材料沉积在连续的层中，诸如在外部表面上用以制作外壳的硬或刚性材料，而另一种材料是在内部可移除的，诸如在层被沉积时有助于支撑外壳的蜡。在一些示例实施例中，可移除材料可以具有比刚性材料更低的熔点，或者可以溶解于刚性材料不可溶于其中的溶剂中。3d打印机可以由计算机控制，以根据被扫描的耳朵或调整后的耳朵扫描来制作耳塞外壳。在一些示例实施例中，可以使用基于挤压和烧结的工艺。3d打印的外壳可以由3d打印机在板上制作。然后可以清洁或冲洗外壳。
在1520处，外壳可以被固化。例如，通过或不通过在烤箱中加热，外壳可以被固化一段时间。
在1525处，外壳可以被释放。例如，耳塞可以从与3d打印机相关联的板上被释放。
在1530处，外壳可被清洁，并且内部的蜡材料可被熔化并排出外壳。例如，外壳中的蜡可以在诸如70摄氏度或另一温度之类的温度的烤箱中熔融45分钟或另一时间量。内部的蜡被移除的耳塞外壳可以使用诸如矿物油之类的溶液以特定温度被清洁特定的时间量。例如，耳塞外壳可以以70摄氏度用矿物油清洁15分钟。外壳可以用诸如水之类的第二液体进一步清洁和/或冲洗。外壳可以使用压缩空气和/或通过将外壳放置在例如70摄氏度的烤箱中来干燥。
在1535处，外壳可以填充有柔性材料。例如，可以通过将硅树脂或另一种柔性材料注入外壳中来填充耳塞外壳。注入的化合物在固化前可以是液体，并且在固化后可以是固体。
在1540处，外壳中的材料可以被固化以形成耳塞。在一些示例实施例中，外壳中的材料可以包括硅树脂。例如，可以通过压力罐向填充好的耳塞外壳施加压力。例如，压力罐可以以85摄氏度的温度在6巴的压力下保持10分钟。在诸如外壳中的硅树脂之类的材料已经固化之后，外壳可以被移除。在一些示例实施例中，不用分型线制成的外壳可以通过用手板冲床使它们破裂来移除。在一些示例实施例中，用分型线制成的外壳可以不需要破裂。在一些示例实施例中，可以在耳塞的中心部分中移除外壳柱。在一些示例实施例中，研磨机可以被用来精加工耳塞以确保光滑并且移除硅树脂注入过程中剩余的任何过量材料。在一些示例实施例中，左耳塞和右耳塞可以被标记以便将它们区分开来。例如，右耳塞和左耳塞可以用染色的硅树脂来标记。例如，可以在每个耳塞中做出一个小孔并添加有色硅树脂。可以执行额外的固化、清洁、冲洗和干燥。在一些示例实施例中，耳塞可以被涂漆。可以使用离心机来确保涂漆涂层很薄。例如，涂漆的耳塞可以被放入500rpm的离心机中数秒。在一些示例实施例中，涂漆的耳塞可以以85摄氏度在压力下干燥5分钟。
在1545处，耳塞可以标记有标识符。例如，每个耳塞可以标记有标识符以确保将正确的耳塞发放给用户。右耳塞和左耳塞可以使用不同的颜色来标记，使得用户可以从视觉上区分右耳塞和左耳塞。
在1550处，耳塞可以被发货给用户。
尽管本文关于耳机和扫描耳道描述了方法、装置和系统，但是这些方法、装置和系统可以被应用到用于扫描任何合适的解剖腔330的任何腔330或孔口组件。例如，所述方法、装置和系统可以被用于扫描口腔、鼻腔、肾脏、肠道或其他解剖腔，并且可以涉及为这些解剖腔设计的组件。此外，这些方法、装置和系统可以与本质上不是解剖学的敏感或脆弱的腔一起使用，诸如由易碎、易弯或以其他方式的精细材料制成的腔。
在不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下，本文公开的一个或多个示例实施例的技术效果是某些部件的可重用性。此外，在不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下，本文公开的一个或多个示例实施例的技术效果在于介质提供组件可以被用于多次扫描，包括用于多个患者。在一些实现中，吸收介质和介质提供组件可以被用于10-15次扫描或更多次扫描。此外，在不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下，本文所公开的一个或多个示例实施例的技术效果在于吸收介质和系统作为整体也许更可能是货架稳定的，因为它可以不接触充气膜就发货，直到恰恰扫描之前。
图16是图示了根据一些示例实施例的第三过程的过程流程图。
在1610处，3d扫描仪120可以扫描腔330的内部形状。扫描可以包括用介质310使可充气膜充气，以使可充气膜110的外部表面符合腔330的内部形状。例如，如图1中所示，3d扫描仪120可以被耦合到可充气膜110。
在1620处，光可以从发射器生成以照射可充气膜110的内部表面。例如，所述光可以照射可充气膜110的荧光部分，照射压印在可充气膜110上的图案，在可充气膜110的内部上创建结构化的光图案等。
在1630处，检测器可以检测从可充气膜110的内部表面发射的光。例如，所述光可以包括第一光学波长和第二光学波长。通过来自可充气膜的荧光的差别衰减，来自其中所述光首先由多波长发射器生成的可充气膜的光反射，来自可充气膜上的图案的光反射等，第一光学波长和第二光学波长可以被生成。
在1640处，至少基于检测到的光，处理器可以生成内部形状的第一电子表示200。例如，第一电子表示200可以是由计算机软件和处理器生成的3d呈现，其组合了由3d扫描仪120成像的一个或多个表面。通过将通过3d扫描仪120或其他扫描技术获取的图像部分内插或以其他方式数字地扩展/合并到耳朵的复合图像中，可以组合第一电子表示200。
在1650处，可以扫描靠近腔330的第二形状以生成第二形状的第二电子表示。例如，第二形状可以对应于被扫描物体的外部部分，或者是与用3d扫描仪或其他扫描设备扫描的内部形状的一部分或全部重叠的另一扫描。
在1660处，设计计算机可将第一电子表示修改成对应于内部形状的至少一部分的三维形状。例如，所述修改可以包括自动或由用户在软件中执行的第一电子表示的数字变形、旋转、平移或其他调整。
在1670处，设计计算机可以从第一电子表示和第二电子表示生成组合电子表示。例如，组合电子表示可以包括对第一电子表示和第二电子表示的特征进行内插、外插或以其他方式进行连接。
在1680处，制造器可以根据组合电子表示来制造耳塞。制造过程可以包括将组合电子表示翻译成用于3d打印机或其他制造机器的操作的指令。所述制造过程还可以包括基于组合电子表示来形成模具。
可以在数字电子电路、集成电路、专门设计的专用集成电路（asic）、现场可编程门阵列（fpga）、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现本文描述的主题的一个或多个方面或特征。这些不同的方面或特征可以包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序中的实施，所述可编程系统包括可以是专用或通用的至少一个可编程处理器，所述至少一个可编程处理器被耦合以从储存器系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令并且将数据和指令发送到储存器系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备。所述可编程系统或计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且典型地通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系是凭借运行在各个计算机上并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序产生的。
也可以被称为程序、软件、软件应用、应用、组件或代码的这些计算机程序包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级过程语言、面向对象的编程语言、功能性编程语言、逻辑编程语言和/或以汇编/机器语言来实施。如本文所使用的，术语“机器可读介质”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、装置和/或设备，例如诸如磁盘、光盘、存储器和可编程逻辑器件（pld），包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。机器可读介质可以非暂时性地存储这样的机器指令，诸如，例如非瞬态固态存储器或磁性硬盘驱动器或任何等同的存储介质一样。机器可读介质可以替代地或附加地以瞬态方式存储这样的机器指令，诸如，例如处理器高速缓存或者与一个或多个物理处理器核相关联的其他随机存取存储器一样。
为了提供与用户的交互，本文所描述的主题的一个或多个方面或特征可以在具有显示设备的计算机上实施，所述显示设备诸如例如是阴极射线管（crt）、或液晶显示器（lcd）、或用于向用户显示信息的发光二极管（led）监视器、以及用户可以通过其向计算机提供输入的键盘和定点设备，诸如，例如鼠标或轨迹球。其他类型的设备也可以被用来提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，诸如，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且来自用户的输入可以以任何形式被接收，包括但不限于声音、语音或触觉输入。其他可能的输入设备包括但不限于触摸屏或其他的触敏设备，诸如单点或多点电阻式或电容式触控板、语音识别硬件和软件、光学扫描仪、光学指针、数字图像捕获设备和相关联的解释软件等。
在以上的描述中并且在权利要求书中，诸如“……中至少一个”或“……中一个或多个”的短语可以出现，后面跟着元素或特征的联合列表。术语“和/或”也可以出现在两个或多个元素或特征的列表中。除非以其他方式含蓄地或明确地与其使用处的上下文相矛盾，否则这样的短语旨在意指单独列出的元素或特征中的任何一个或者任何列举的元素或特征与任何其他列举的元素或特征的组合。例如，短语“a和b中的至少一个”；“a和b中的一个或多个”；和“a和/或b”各自旨在意指“仅a、仅b，或者a和b一起”。类似的解释也旨在包括三项或更多项的列表。例如，短语“a、b和c中的至少一个”；“a、b和c中的一个或多个”；和“a、b和/或c”各自还旨在意指“仅a、仅b、仅c、a和b一起、a和c一起、b和c一起或者a和b和c一起”。在权利要求上面和在权利要求中使用术语“基于”旨在意指“至少部分地基于”，以使得未列举的特征或元素也是允许的。
取决于所期望的配置，本文所描述的主题可体现在系统、装置、方法和/或物品中。在前面的描述中阐述的实现并不代表与本文所描述的主题一致的所有实现。相反，它们仅仅是与所描述的主题相关的方面一致的一些示例。尽管上面已经详细描述了一些变型，但是其他的修改或添加也是可能的。特别地，除了本文所阐述的那些特征和/或变型之外，还可以提供其他的特征和/或变型。例如，在上面描述的实现可以针对所公开特征的各种组合和子组合和/或在上面公开的几个其他特征的组合和子组合。另外，在附图中描绘的和/或在本文中描述的逻辑流程不一定要求所示出的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。其他实现可以在以下权利要求的范围内。