本發(fā)明涉及一種用于對(duì)一組具有指定鏡片材料的半成品眼科鏡片中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

總體上，眼科鏡片具有兩個(gè)相反的折射表面并且在眼睛附近佩戴在眼鏡架中以輔助眼睛的功能。在一種制造用于鏡片佩戴者的眼科鏡片的現(xiàn)有方法中，首先由眼鏡制造商將半成品眼科鏡片制造成僅在一側(cè)上具有成品表面。隨后例如通過(guò)進(jìn)一步的研磨和拋光來(lái)完成在半成品眼科鏡片的另一側(cè)上的表面以配合鏡片佩戴者在處方（Rx）實(shí)驗(yàn)室的處方并且形成成品眼科鏡片。本領(lǐng)域結(jié)束人員應(yīng)理解的是，鏡片佩戴者的眼科處方（Rx腳本）是由檢查者確定的公式（配方）以修正鏡片佩戴者視力方面的異常，通常包括球鏡焦度、柱鏡焦度、下加光焦度和棱鏡焦度以及偏心量。

關(guān)于上述現(xiàn)存的半成品眼科鏡片，在示例中，Rx實(shí)驗(yàn)室從檢查者處接收鏡片佩戴者的處方數(shù)據(jù)（例如球鏡焦度數(shù)據(jù)、柱鏡焦度數(shù)據(jù)、下加光焦度數(shù)據(jù)和棱鏡焦度數(shù)據(jù)）并且選擇一組半成品眼科鏡片之一以用于進(jìn)一步的研磨和拋光，從而制造配適于鏡片佩戴者的處方的鏡片。這組半成品眼科鏡片是由具有指定折射率（例如1.67）的指定鏡片材料制成的，并且這些鏡片各自具有確定的幾何結(jié)構(gòu)，該確定的幾何結(jié)構(gòu)包括被確定用于允許針對(duì)基本上所有的眼科鏡片處方制造成品眼科鏡片的多個(gè)基弧之一。在本成品眼科鏡片上的這些基弧對(duì)于第一側(cè)曲面（例如前面）提供表面焦度，該第一側(cè)曲面在其被研磨和拋光后在與第二側(cè)曲面（例如朝向佩戴者眼睛的后面）結(jié)合時(shí)產(chǎn)生所希望的鏡片焦度。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，該第一側(cè)曲面和/或該第二側(cè)曲面可以是球面、非球面和/或漸進(jìn)表面。還應(yīng)理解的是，在該組中的這些鏡片的確定幾何結(jié)構(gòu)隨著不同的指定折射率而不同；例如，具有1.67的折射率的鏡片比具有1.6的折射率的那些鏡片更薄。還應(yīng)理解的是，基弧是半成品鏡片的成品表面的表面焦度，該半成品鏡片在與鏡片的最終成品的其他表面結(jié)合時(shí)形成所希望的鏡片焦度。因此，例如，鏡片制造商為Rx實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)一組比如十三個(gè)半成品眼科鏡片（這些鏡片中的每個(gè)鏡片具有不同的基?。┮孕纬捎糜诨旧纤锌赡艿奶幏降某善风R片。因此，在該組中的這些半成品鏡片中的每個(gè)鏡片——有時(shí)在本領(lǐng)域被稱(chēng)為坯件或盤(pán)件，尤其用于“自由成形”的用途——必須能夠滿足佩戴者數(shù)據(jù)和/或鏡架數(shù)據(jù)的子集以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)某善风R片?！白杂沙尚巍敝傅氖且环N鏡片制造工藝，其可以通過(guò)以指定方式切割半成品眼科鏡片從半成品眼科鏡片中產(chǎn)生大多數(shù)曲面構(gòu)型。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，“自由成形”比傳統(tǒng)的鏡片制造工藝更復(fù)雜，并且例如采用了由CNC機(jī)器控制的切割點(diǎn)來(lái)切割鏡片而不是傳統(tǒng)地研磨鏡片。作為結(jié)果，“自由成形”工藝能夠制造更加復(fù)雜的表面，這些復(fù)雜表面可以包括但不局限于結(jié)合在一起的球面、圓柱面和下加光焦度。應(yīng)理解的是，鏡片表面的復(fù)雜度與其制造難度相關(guān)。

如所描述的，在一組現(xiàn)存示例性的半成品眼科鏡片中的這些鏡片各自的幾何結(jié)構(gòu)被確定用于允許將廣泛范圍的眼科鏡片處方分配給制造的各個(gè)基?。ɡ?，通常不超過(guò)6柱面屈光度）。應(yīng)理解的是，鏡片的幾何結(jié)構(gòu)包括其直徑和厚度。因此，在該組中的每個(gè)鏡片被設(shè)計(jì)成具有的幾何結(jié)構(gòu)在厚度和直徑方面足夠大以允許制造被分配給各個(gè)基弧的基本上所有處方。因此，較厚且較大直徑的半成品鏡片被制造成適合所有處方和鏡架尺寸，這些處方和鏡架尺寸包括處于遠(yuǎn)在對(duì)常見(jiàn)處方的規(guī)范之外的一些稀少處方。因此，對(duì)于不需要這種較厚且較大的半成品鏡片的常見(jiàn)處方而言，存在顯著的鏡片材料浪費(fèi)。應(yīng)理解的是，極端離群值Rx腳本（臨床罕見(jiàn)者）作為特殊情況是使用非常大的定制盤(pán)件部件來(lái)制造的并且不認(rèn)為是“標(biāo)準(zhǔn)范圍群體”的一部分；也就是說(shuō)，基本上所有的眼科鏡片處方。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)一組半成品眼科鏡片中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的方法，例如從而使鏡片材料浪費(fèi)最小化。

在轉(zhuǎn)到本發(fā)明的概述之前，應(yīng)理解的是對(duì)本發(fā)明的背景的討論被包括在內(nèi)以解釋本發(fā)明的內(nèi)容。這將不被認(rèn)為是承認(rèn)所引用的任何材料在澳大利亞或任何其他國(guó)家被公開(kāi)、已知或者是公共常識(shí)的一部分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種對(duì)具有指定鏡片材料的一組半成品眼科鏡片中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的方法，在該組中的半成品眼科鏡片各自具有初始確定的幾何結(jié)構(gòu)，該初始確定的幾何結(jié)構(gòu)包括被確定用于允許針對(duì)眼科鏡片處方制造成品眼科鏡片的多個(gè)基弧之一，該方法包括：

以電子方式提供表明多個(gè)眼科鏡片佩戴者的眼科鏡片處方的處方數(shù)據(jù)；

以電子方式確定這些眼科鏡片處方中與在該組半成品眼科鏡片中的這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的那些眼科鏡片處方的比例；

以電子方式提供表明影響該組半成品眼科鏡片的制造的約束條件的制造數(shù)據(jù)；

通過(guò)使用這些眼科鏡片處方中與在該組中的這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的所述那些眼科鏡片處方的所述比例以及這些約束條件來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)，以電子方式確定在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)；并且

以電子方式輸出表明該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

典型地，進(jìn)行優(yōu)化將有利地包括使經(jīng)受制造約束條件的成本最小化。因此，例如，優(yōu)化包括：通過(guò)對(duì)該組半成品眼科鏡片中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化使對(duì)鏡片材料的使用最小化來(lái)使成本最小化。盡管如此，應(yīng)理解的是，進(jìn)行優(yōu)化例如還可以包括：使運(yùn)輸最小化以及使浪費(fèi)和其在環(huán)境方面的影響最小化。

優(yōu)選地，所述優(yōu)化包括：使用進(jìn)化算法（例如遺傳算法）對(duì)該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，進(jìn)化算法是基于遺傳群體的優(yōu)化算法，其基于生物進(jìn)化方面（例如繁殖、突變、重組和/或選擇）來(lái)找到針對(duì)問(wèn)題的優(yōu)化解決方案。還應(yīng)理解的是，進(jìn)化算法由于這些進(jìn)化方面而與其他算法（比如傳統(tǒng)優(yōu)化算法）在很多方式上不同。首先，進(jìn)化算法是非確定性算法，其由于對(duì)變量的隨機(jī)采樣，通過(guò)相同的變量在不同的算法運(yùn)行時(shí)可能獲得不同的解。第二，進(jìn)化算法產(chǎn)生眾多候選解，而不是僅僅維持目前為止發(fā)現(xiàn)的單個(gè)最優(yōu)解。第三，進(jìn)化算法周期性地在當(dāng)前眾多的候選解的成員中進(jìn)行隨機(jī)的改變或突變（例如基于進(jìn)化中的DNA突變）以獲得新的候選解。第四，進(jìn)化算法嘗試結(jié)合現(xiàn)存候選解的元素來(lái)產(chǎn)生新的候選解（例如，基于進(jìn)化中的有性繁殖）。最后，進(jìn)化算法進(jìn)行選擇處理，其中候選解群體中的“最適合”成員存活并且去除“最不適合”成員（例如基于進(jìn)化中的自然選擇）；在這種情況下，可以比如基于比如應(yīng)用于算法的約束條件的滿足水平來(lái)指定對(duì)于存活的“適合”程度。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：確定這些眼科鏡片處方中與在該組的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的那些眼科鏡片處方的比例。也就是說(shuō)，對(duì)于在該組中的每個(gè)基弧鏡片，該方法確定具有那個(gè)基弧的鏡片的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)，并且然后確定與這些最終幾何結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的處方的比例。在實(shí)施例中，該方法于是進(jìn)一步使用與在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的這些最終幾何結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的處方的比例來(lái)迭代地優(yōu)化這些最終幾何結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，對(duì)于每個(gè)基弧，該方法確定具有那個(gè)基弧的鏡片的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)，并且然后迭代地優(yōu)化這些最終幾何結(jié)構(gòu)以得到對(duì)應(yīng)于每個(gè)基弧的經(jīng)優(yōu)化的最終幾何結(jié)構(gòu)。因此，使用該方法，優(yōu)化了在該初始組半成品眼科鏡片——其各自具有不同的基弧和初始幾何結(jié)構(gòu)——中的這些鏡片的一者或多者以得到這些初始鏡片各自的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)。半成品眼科鏡片的所得到的最終幾何結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)時(shí)將因此對(duì)于基本上所有的眼科鏡片處方共同地減少與制造成品眼科鏡片相關(guān)的制造成本。

如所描述的，遺傳算法模擬了自然中發(fā)現(xiàn)的基因增殖的多個(gè)方面并且尤其適用于解決經(jīng)受外部約束條件（例如制造約束條件）的優(yōu)化問(wèn)題。這種制造約束條件包括在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的指定鏡片材料的體積以及以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的這些基弧的每種不同幾何結(jié)構(gòu)的成本；指定鏡片材料的成本；以及這些半成品眼科鏡片的最小厚度。此外，每種不同材料都存在成本；鏡片材料包括塑料（例如已知為CR-39^?的烯丙基雙甘油碳酸鹽）、硫胺甲酸乙酯（例如MR-7?和MR-8?）以及聚碳酸酯。其他約束條件包括：鏡片中心厚度、鏡片邊緣厚度、鏡片直徑、鏡片后/前半徑、鏡片前/后矢高值、鏡片密度、和球面間隙體積。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，球面間隙體積對(duì)應(yīng)于半成品眼科鏡片的體積，其具有封閉共軸柱面容器的前和后球面表面。還應(yīng)理解的是，半成品眼科鏡片應(yīng)該具有非球面表面和/或相對(duì)于柱面容器的非共軸球面中心。在半成品鏡片具有球面表面的情況下，這些鏡片的體積是由前表面的球冠（即，由平面切下的球鏡）加上從冠的平表面延伸的柱鏡體積減去后表面的球冠的體積來(lái)構(gòu)造的。對(duì)于前表面和后表面的球鏡的中心位于柱鏡軸線上。

此外，表明約束條件的數(shù)據(jù)除了上述最小值（即，下限）之外還包括表明上限的數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，例如，約束條件數(shù)據(jù)包括比如半成品眼科鏡片的最小中心厚度和這些鏡片的最大中心厚度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解的是，這些基弧的每種不同幾何結(jié)構(gòu)的成本例如包括生產(chǎn)不同模具以澆鑄具有不同幾何結(jié)構(gòu)的鏡片的成本。除了與制造不同幾何結(jié)構(gòu)相關(guān)的成本之外，還存在增加的入庫(kù)復(fù)雜性的成本（例如，SKU增殖）。同樣，如所討論的，半成品鏡片是通過(guò)進(jìn)一步的研磨和拋光來(lái)完成的并且因此需要最小中心厚度。在使用中，例如，如果鏡片厚度太薄，則在制造眼鏡片的“自由成形”工藝過(guò)程中（即，完成鏡片）可能出現(xiàn)變形，其中“自由成形”工藝是，具體地但非排他地，當(dāng)鏡片是漸進(jìn)表面時(shí)，由眼科鏡片產(chǎn)業(yè)為切割鏡片而使用的CNC技術(shù)。實(shí)際上，例如，通過(guò)對(duì)不同鏡片材料進(jìn)行的經(jīng)驗(yàn)測(cè)試，為優(yōu)化方法確定了作為約束條件的最小厚度。同樣，在實(shí)施例中，這些基弧的每種不同幾何結(jié)構(gòu)的上述成本包括：在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的這些基弧的每種不同直徑的成本和/或在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的每種不同后曲面的成本。

優(yōu)選地，處方數(shù)據(jù)包括鏡片的球鏡焦度和柱鏡焦度。此外，處方數(shù)據(jù)還可以包括例如下加光焦度、棱鏡焦度、鏡架形狀和偏心量數(shù)據(jù)（例如Rx腳本數(shù)據(jù)）等數(shù)據(jù)以及軸線數(shù)據(jù)。軸線數(shù)據(jù)涉及表明對(duì)于鏡片的處方柱鏡焦度的取向角度的數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，使用鏡架形狀和偏心量數(shù)據(jù)來(lái)確定半成品眼科鏡片的最小直徑和最小厚度的制造約束條件。此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，初始幾何結(jié)構(gòu)和該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)包括直徑，并且該方法進(jìn)一步包括使用鏡架形狀和偏心量數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定直徑。因此，該方法有利地優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)，其比如適合于某些更普遍的球鏡焦度和柱鏡角度鏡片處方。

如所描述的，在該組半成品鏡片中的每個(gè)鏡片具有的足夠大以產(chǎn)生針對(duì)具體基弧確定的框架處方的鏡片范圍的初始幾何結(jié)構(gòu)。鏡片的幾何結(jié)構(gòu)（包括初始幾何結(jié)構(gòu)和最終幾何結(jié)構(gòu)）在實(shí)施例中包括厚度（中心和邊緣）、直徑、前曲面半徑和后曲面半徑。前曲面半徑和后曲面半徑表示鏡片的前表面和后表面的曲率（通常以毫米為單位）。這些鏡片的該一個(gè)或多個(gè)優(yōu)化最終幾何結(jié)構(gòu)因此在每種基弧的這些參數(shù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)中更小，以使鏡片材料的使用最小化，尤其對(duì)于更普遍的處方而言。也就是說(shuō)，優(yōu)選地，該方法優(yōu)化在該組鏡片中的更普遍的鏡片的幾何結(jié)構(gòu)以減小在這些鏡片中使用的鏡片材料的體積，并且因此減小被Rx實(shí)驗(yàn)室浪費(fèi)的材料體積。應(yīng)理解的是，需要足夠大以便在統(tǒng)計(jì)上顯著的Rx腳本數(shù)據(jù)的代表樣本來(lái)獲得有意義的計(jì)算。在示例中，比如處方數(shù)據(jù)取自60,000個(gè)Rx腳本的群體。

也就是說(shuō)，在示例中，優(yōu)化方法確定對(duì)于每個(gè)Rx腳本的最小幾何結(jié)構(gòu)并且然后在將制造約束條件增加至優(yōu)化步驟之前確定對(duì)于每個(gè)Rx腳本的最小鏡片幾何結(jié)構(gòu)。該方法然后確定被量化為所需要的分組中的組中的鏡片的最終幾何結(jié)構(gòu)以使材料使用率最小化。

例如，該方法包括：確定這些眼科鏡片處方的球鏡焦度和柱鏡焦度中與這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的球鏡焦度和柱鏡焦度的一部分。該方法然后使用這些眼科鏡片處方的球鏡焦度和柱鏡焦度中與這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的球鏡焦度和柱鏡焦度的那一部分來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)示例中，該方法包括：附加地（或替代性地）確定這些眼科鏡片處方的下加光焦度和棱鏡焦度中與這些半成品眼科鏡片的這些基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的下加光焦度和棱鏡焦度中一部分，并且使用這些眼科鏡片處方的下加光焦度和棱鏡焦度中與這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的下加光焦度和棱鏡焦度的一部分來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)于在覆蓋許多常見(jiàn)處方的組中具有初始幾何結(jié)構(gòu)的半成品鏡片，該方法確定那個(gè)鏡片的優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)具有比如兩個(gè)較小的幾何結(jié)構(gòu)和一個(gè)較大的幾何結(jié)構(gòu)。最終幾何結(jié)構(gòu)的這種組合允許由Rx實(shí)驗(yàn)室制造所有處方但是需要顯著更少的鏡片材料。這樣的益處例如包括在制造過(guò)程中的材料節(jié)省以減低成本、減低總體重量，從而減低運(yùn)輸成本，并且在Rx實(shí)驗(yàn)室中移除更少的廢棄材料以使環(huán)境浪費(fèi)最小化。因此，經(jīng)優(yōu)化的最終幾何結(jié)構(gòu)充分小以允許顯著的材料節(jié)省并且充分大以允許處理顯著百分比的Rx腳本。

本發(fā)明還提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于對(duì)具有指定鏡片材料的一組半成品眼科鏡片中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在該組中的半成品眼科鏡片各自具有初始確定的幾何結(jié)構(gòu)，該幾何結(jié)構(gòu)包括被確定用于允許針對(duì)眼科鏡片處方制造成品眼科鏡片的多個(gè)基弧之一，該系統(tǒng)包括：

提供模塊，該提供模塊被安排成提供表明多個(gè)眼科鏡片佩戴者的眼科鏡片處方的處方數(shù)據(jù)；

處理模塊，該處理模塊被安排成確定這些眼科鏡片處方中與在該組半成品眼科鏡片中的這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的那些眼科鏡片處方的比例；

該提供模塊進(jìn)一步被安排成提供表明影響該組半成品眼科鏡片的制造的約束條件的制造數(shù)據(jù)；

該處理模塊進(jìn)一步包括優(yōu)化模塊，該優(yōu)化模塊被安排成：通過(guò)使用這些眼科鏡片處方中與在該組中的這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的所述那些眼科鏡片處方的所述比例以及這些約束條件來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)，確定在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)；以及

輸出模塊，該輸出模塊被安排成輸出表明該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了在具有指定鏡片材料的一組半成品眼科鏡片中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片，該至少一個(gè)半成品眼科鏡片具有經(jīng)優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)，該經(jīng)優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)包括通過(guò)實(shí)施以上方法來(lái)確定的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)。

在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了在執(zhí)行時(shí)實(shí)施以上方法的計(jì)算機(jī)程序代碼，并且還提供了一種有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括以上計(jì)算機(jī)程序代碼。根據(jù)又另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)信號(hào)，該數(shù)據(jù)信號(hào)包括以上程序代碼或者包括表明通過(guò)執(zhí)行以上計(jì)算機(jī)程序代碼來(lái)確定的該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

確切地，本發(fā)明提供了計(jì)算機(jī)程序代碼，該計(jì)算機(jī)程序代碼可用于配置服務(wù)器以實(shí)施一種對(duì)具有指定鏡片材料的一組半成品眼科鏡片中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的方法，在該組中的這些半成品眼科鏡片各自具有初始確定的幾何結(jié)構(gòu)，該初始確定的幾何結(jié)構(gòu)包括被確定用于允許針對(duì)眼科鏡片處方制造成品眼科鏡片的多個(gè)基弧之一，該服務(wù)器被配置成用于：

提供表明多個(gè)眼科鏡片佩戴者的眼科鏡片處方的處方數(shù)據(jù)；

確定這些眼科鏡片處方中與在該組半成品眼科鏡片中的這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的那些眼科鏡片處方的比例；

提供表明影響該組半成品眼科鏡片的制造的約束條件的制造數(shù)據(jù)；

通過(guò)使用這些眼科鏡片處方中與在該組中的這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的所述那些眼科鏡片處方的所述比例以及這些約束條件來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)，確定在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)；并且

輸出表明該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

該處理模塊優(yōu)選地進(jìn)一步被安排成：確定這些眼科鏡片處方中與在該組的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的那些眼科鏡片處方的比例。該優(yōu)化模塊優(yōu)選地進(jìn)一步被安排成：然后使用這些眼科鏡片處方中與在該組的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的所述那些眼科鏡片處方的所述比例來(lái)迭代地優(yōu)化在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的這些最終幾何結(jié)構(gòu)。

如所描述的，處方數(shù)據(jù)可以包括球鏡焦度和柱鏡焦度，并且該處理模塊可以進(jìn)一步被安排成：確定這些眼科鏡片處方的球鏡焦度和柱鏡焦度中與這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的球鏡焦度和柱鏡焦度的一部分。

進(jìn)一步的，該優(yōu)化模塊可以被安排成：使用這些眼科鏡片處方的球鏡焦度和柱鏡焦度中與這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的球鏡焦度和柱鏡焦度的一部分來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)。仍進(jìn)一步的，處方數(shù)據(jù)可以包括下加光焦度和棱鏡焦度，并且該處理模塊被進(jìn)一步安排成：確定這些眼科鏡片處方的下加光焦度和棱鏡焦度中與這些半成品眼科鏡片的這些基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的下加光焦度和棱鏡焦度的一部分；并且該優(yōu)化模塊被進(jìn)一步安排成：使用這些眼科鏡片處方的下加光焦度和棱鏡焦度中與這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的下加光焦度和棱鏡焦度的一部分來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)。

該初始幾何結(jié)構(gòu)和該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)可以包括直徑，并且該優(yōu)化模塊可以進(jìn)一步被安排成：使用在處方數(shù)據(jù)中的鏡架形狀和偏心量數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的直徑。

這些約束條件可以包括在該組中的這些半成品眼科鏡片的指定鏡片材料的體積，并且該優(yōu)化模塊可以進(jìn)一步被安排成：對(duì)該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而使在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的指定鏡片材料的體積最小化。

附圖說(shuō)明

參考以下附圖，現(xiàn)將僅以示例方式并且對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，在附圖中：

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)示意圖；

圖3借助于示例示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在一組中的每半成品眼科鏡片基弧的處方數(shù)據(jù)分布；

圖4借助于另一個(gè)示例示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在一組中的每半成品眼科鏡片基弧的處方數(shù)據(jù)分布以及來(lái)自經(jīng)優(yōu)化的最終幾何結(jié)構(gòu)的鏡片材料節(jié)?。?/p>

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于半成品眼科鏡片的不同幾何結(jié)構(gòu)；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)的計(jì)算的示例；并且

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)實(shí)施例，提供了一種系統(tǒng)10，該系統(tǒng)用于在一組具有指定鏡片材料的半成品眼科鏡片中優(yōu)化至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)，如圖1中示出的。如所描述的，在該組中的這些半成品眼科鏡片各自具有初始確定的幾何結(jié)構(gòu)，該初始確定的幾何結(jié)構(gòu)包括被確定用于允許制造對(duì)應(yīng)基本上所有眼科鏡片處方的成品眼科鏡片的多個(gè)基弧之一。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在本文中關(guān)于眼科鏡片處方使用時(shí)的術(shù)語(yǔ)“基本上所有”指的是適用于具有眼科鏡片處方的整個(gè)群體的眼科鏡片處方的指定百分比。例如，“基本上所有”眼科鏡片處方指的是適用于眼科鏡片佩戴者的整個(gè)群體的眼科鏡片處方的約99.99%。因此，沒(méi)有從上述組半成品眼科鏡片中制造用于在基本上所有的眼科鏡片處方的范圍之外的非常稀少的眼科鏡片處方的成品眼科鏡片（例如，用于存在于小于鏡片佩戴者群體的約0.01%的一些處方的“特種”鏡片）。

系統(tǒng)10包括用于實(shí)施多個(gè)模塊的處理器12，該多個(gè)模塊實(shí)施所述優(yōu)化。這些模塊包括提供模塊14和處理模塊16，該提供模塊被安排成提供表明多個(gè)眼科鏡片佩戴者的眼科鏡片處方的處方數(shù)據(jù)，該處理模塊被安排成確定在這些眼科鏡片處方中與在該組半成品眼科鏡片中的這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的那些眼科鏡片處方的比例。提供模塊14進(jìn)一步被安排成提供表明影響該組半成品眼科鏡片的制造的約束條件的制造數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，提供模塊14從與處理器12進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的多個(gè)服務(wù)器接收處方數(shù)據(jù)和制造數(shù)據(jù)。無(wú)論如何，處理模塊16進(jìn)一步包括優(yōu)化模塊18，該優(yōu)化模塊被安排成：通過(guò)優(yōu)化在給定組可能半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)確定在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)，從而使得所需要材料的總體體積最小化并且這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的所有輸入初始確定的幾何結(jié)構(gòu)適配在這些可能半成品眼科鏡片的優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)，經(jīng)受在本文中被描述為制造約束條件的所有輸入約束條件。此外，處理器12包括輸出模塊20，該輸出模塊被安排成輸出表明該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

此外，處理模塊16進(jìn)一步被安排成：確定這些眼科鏡片處方中與在該組的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的那些眼科鏡片處方的比例。優(yōu)化模塊18于是進(jìn)一步被安排成：然后使用與在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的這些最終幾何結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)眼科鏡片處方的比例來(lái)迭代地優(yōu)化在該組中的該至少一個(gè)半成品眼科鏡片的這些最終幾何結(jié)構(gòu)。優(yōu)化模塊18因此得到經(jīng)優(yōu)化的最終幾何結(jié)構(gòu)，并且輸出模塊20被安排成輸出表明這些最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

在用于對(duì)圖2中示出的組中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的系統(tǒng)22的另一個(gè)實(shí)施例中，處理器12存在于服務(wù)器24上，在網(wǎng)絡(luò)28（例如因特網(wǎng)）上通過(guò)合適的數(shù)據(jù)鏈路26可訪問(wèn)該服務(wù)器。因此，服務(wù)器24在網(wǎng)絡(luò)28上通過(guò)很多連接計(jì)算裝置（未示出）來(lái)接收和傳輸數(shù)據(jù)。服務(wù)器24在處理器12之外還包括存儲(chǔ)器30，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)多個(gè)指令，這些指令用于實(shí)施這些模塊以進(jìn)行優(yōu)化，從而產(chǎn)生表明該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。因此，在實(shí)施例中，在服務(wù)器24上的提供模塊14接收（或甚至可能已經(jīng)存儲(chǔ)了）：來(lái)自比如連接至網(wǎng)絡(luò)28的另一個(gè)服務(wù)器的表明多個(gè)眼科鏡片佩戴者的眼科鏡片處方的處方數(shù)據(jù)，以及來(lái)自比如連接至網(wǎng)絡(luò)28的鏡片設(shè)計(jì)者的計(jì)算裝置的表明影響制造該組半成品眼科鏡片的約束條件的制造數(shù)據(jù)。此外，在服務(wù)器24上的這些模塊進(jìn)行優(yōu)化以產(chǎn)生表明該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并且這個(gè)數(shù)據(jù)被輸出至比如與網(wǎng)絡(luò)28連接的鏡片設(shè)計(jì)者的計(jì)算裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)22對(duì)一組半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化來(lái)產(chǎn)生一組新的半成品眼科鏡片，該組新的半成品眼科鏡片具有的幾何結(jié)構(gòu)仍然允許制造基本上所有的眼科鏡片處方但是其中上述Rx實(shí)驗(yàn)室浪費(fèi)較少的鏡片材料。

因此，在使用中，例如，鏡片設(shè)計(jì)者的計(jì)算裝置整理或獲得來(lái)自多個(gè)眼科鏡片佩戴者的表明眼科鏡片處方的處方數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，鏡片設(shè)計(jì)者的計(jì)算裝置隨時(shí)間的推移整理來(lái)自多個(gè)不同Rx實(shí)驗(yàn)室的大量Rx腳本，這些Rx實(shí)驗(yàn)室進(jìn)而接收來(lái)自不同驗(yàn)光師和眼科醫(yī)師的處方數(shù)據(jù)用于進(jìn)行分布分析。如所描述的，這些處方是由驗(yàn)光師和眼科醫(yī)師確定的，從而矯正在鏡片佩戴者的視力方面的異常并且包括球鏡焦度和柱鏡焦度信息。因此將理解的是，用于分析的Rx腳本數(shù)據(jù)的群體可以是全球的或局部化的（例如群體數(shù)據(jù)可以局限于白種人鏡片佩戴者）以對(duì)于所希望的群體產(chǎn)生優(yōu)化組的半成品眼科鏡片。

圖3示出了對(duì)于給定群體的處方數(shù)據(jù)的整理的示例，具有在x軸上的球鏡焦度和在y軸上的柱鏡焦度。在此，通過(guò)較深陰影區(qū)域示出了具有低球鏡焦度和柱鏡焦度的群體比具有高球鏡焦度和柱鏡焦度的群體存在較高的集中度。的確，在具有比如球鏡0.00和柱鏡1.00的處方周?chē)妮^深陰影區(qū)域比在具有比如球鏡8.00和柱鏡-4.00的處方更受歡迎大約1000 : 1。在圖3中還已知的是，對(duì)于（例如具有1.6或1.67的折射率的）指定鏡片材料具有不同基弧的一組半成品眼科鏡片實(shí)際上覆蓋鏡片處方的全部范圍。也就是說(shuō)，該組半成品鏡片對(duì)于具有多個(gè)不同基弧的每個(gè)鏡片具有一個(gè)初始確定的幾何結(jié)構(gòu)以覆蓋該范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，從A到M的基弧界定（包括從C1到I1以及從E2到G2）純粹用于解釋性的目的，并且不必代表實(shí)際界定。界定例如可以基于額外參數(shù)，例如下加光焦度、棱鏡焦度、偏心量和直徑要求。

如所描述的，在“自由成形”生產(chǎn)中使用的半成品眼科鏡片在本領(lǐng)域中通常被稱(chēng)為“盤(pán)件”。因此，在下文中，術(shù)語(yǔ)“半成品眼科鏡片”在說(shuō)明書(shū)中將簡(jiǎn)單地被稱(chēng)為盤(pán)件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，術(shù)語(yǔ)“盤(pán)件”包含與術(shù)語(yǔ)“半成品眼科鏡片”相同的前表面設(shè)計(jì)范圍（例如球面、非球面和漸進(jìn)）。

在圖3中示出的示例中，在該組盤(pán)件中存在盤(pán)件A-M的13個(gè)不同確定的基弧，其被確定成基本上覆蓋所有處方。可以使用現(xiàn)存的基弧選擇圖表來(lái)確定這些基弧，并且在示例中，這些基弧是以球鏡焦度中的1屈光度間隔來(lái)確定的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，可能存在需要更高焦度（比如球鏡8.00和柱鏡-4.00）的處方，但是這些處方是非常稀少的并且不旨在由該組盤(pán)件覆蓋。應(yīng)該使用非常大的、專(zhuān)用的盤(pán)件非常少量地制造這些稀少的處方，這對(duì)優(yōu)化盤(pán)件方法是不顯著的。

在使用中，希望優(yōu)化在該組盤(pán)件A-M的鏡片的幾何結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者使用其計(jì)算裝置來(lái)使經(jīng)整理的處方數(shù)據(jù)可用于服務(wù)器24。服務(wù)器24的提供模塊14接收數(shù)據(jù)，并且服務(wù)器24的處理模塊12確定與該組中的這些盤(pán)件A-M中的每一個(gè)盤(pán)件相對(duì)應(yīng)的鏡片處方的比例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，還可以比如在主持經(jīng)整理的處方數(shù)據(jù)的服務(wù)器處進(jìn)行這個(gè)步驟。無(wú)論如何，由圖3中的陰影示出了鏡片處方的比例，其中例如盤(pán)件E、F和G比具有其他基弧的盤(pán)件具有顯著更多的Rx腳本。

設(shè)計(jì)者使用其計(jì)算裝置還提供表明影響該組盤(pán)件的制造的選擇約束條件的制造數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)者使用其計(jì)算裝置識(shí)別和確定所希望的實(shí)際制造約束條件，包括每種基弧的盤(pán)件數(shù)量。也就是說(shuō)，這個(gè)約束條件涉及制造每種基弧的盤(pán)件的不同幾何結(jié)構(gòu)的成本和方便性。應(yīng)理解的是，沒(méi)有這種約束條件，優(yōu)化步驟將對(duì)每個(gè)基弧確定大量最終盤(pán)件幾何結(jié)構(gòu)，從而使鏡片材料節(jié)省最大化。因此，每種基弧的盤(pán)件的數(shù)量被約束條件成在不同最終盤(pán)件幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)量（例如待制造的不同SKU的數(shù)量）和所實(shí)現(xiàn)的材料節(jié)省之間強(qiáng)制實(shí)際平衡。如圖3中示出的，一些基弧具有的Rx腳本群體非常低（例如非常高的Rx腳本）；因此，多個(gè)盤(pán)件（同時(shí)示出一些可能的節(jié)?。┯捎谠黾拥闹圃斐杀竞蛷?fù)雜度是非常不實(shí)際的。對(duì)于具有顯著Rx腳本百分比的基弧確定每種基弧的盤(pán)件多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)；因此允許實(shí)現(xiàn)材料節(jié)省。在使用中，設(shè)計(jì)者將待制造的每種基弧的盤(pán)件的不同幾何結(jié)構(gòu)的最大數(shù)量選擇為三個(gè)。此外，設(shè)計(jì)者對(duì)于待制造的具有非常低的Rx腳本（例如基弧A）群體的基弧的盤(pán)件選擇單個(gè)幾何結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛捎谥圃斐杀竞蛷?fù)雜度，多個(gè)盤(pán)件是不實(shí)際的；因此，材料節(jié)省不是成本有效的，然而是不禁止的。

設(shè)計(jì)者還使用其計(jì)算裝置確定每種基弧的盤(pán)件的最小厚度，從而允許通過(guò)Rx實(shí)驗(yàn)室由盤(pán)件制造成品眼科鏡片而沒(méi)有變形。實(shí)際上，設(shè)計(jì)者還使用其計(jì)算裝置確定所需要的盤(pán)件的每種基弧的最小中心厚度，從而在隨后的Rx處理步驟過(guò)程中避免彎曲。應(yīng)理解的是，沒(méi)有這種約束條件，優(yōu)化步驟可能導(dǎo)致解決方案具有過(guò)低的中心厚度值，這可能在隨后的完成步驟中引入變形。也就是說(shuō)，雖然表明了顯著的材料節(jié)省，在這種薄盤(pán)件的Rx實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)際Rx處理例如由于薄盤(pán)件的彎曲特性將導(dǎo)致變形或超差鏡片。

此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)基弧的每種不同幾何結(jié)構(gòu)的成本包括每個(gè)基弧的盤(pán)件的每個(gè)不同直徑的成本。這種制造約束條件是由設(shè)計(jì)者使用其計(jì)算裝置由經(jīng)整理的處方數(shù)據(jù)來(lái)確定的，包括用于在群體中的鏡片佩戴者的鏡架數(shù)據(jù)。同樣，在另一個(gè)實(shí)施例中，處方數(shù)據(jù)包括偏心量數(shù)據(jù)。例如，處方數(shù)據(jù)包括鏡架形狀信息（例如用于環(huán)繞鏡片的鏡架形狀）、用戶指定的鏡片直徑和Rx實(shí)驗(yàn)室指定的用于在實(shí)際Rx處理步驟過(guò)程中“處理”這些鏡片的直徑。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，鏡架形狀信息包括關(guān)于裝配到鏡架上的成品鏡片的形狀的信息，并且對(duì)這些鏡片的“處理”包括例如在Rx處理過(guò)程中對(duì)這些半成品鏡片進(jìn)行研磨和拋光的步驟。同樣，偏心量數(shù)據(jù)包括關(guān)于在Rx處理步驟之后成品鏡片的光學(xué)中心相對(duì)于盤(pán)件的幾何中心的位置的信息。應(yīng)理解的是，沒(méi)有這種約束條件，優(yōu)化步驟可能導(dǎo)致解決方案具有大范圍的不同直徑要求，從而允許顯著的材料節(jié)省但添加了過(guò)量的制造成本。因此，設(shè)計(jì)者使用其計(jì)算裝置將不同直徑選擇的數(shù)量量化至較小數(shù)量的不同直徑；因此提供實(shí)際的制造解決方案而同時(shí)維持大部分的材料節(jié)省。例如，設(shè)計(jì)者使用其計(jì)算裝置將每種基弧的盤(pán)件的不同直徑的最大數(shù)量選擇為兩個(gè)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，雖然可以使用相同的模具（以及模和墊圈）來(lái)澆鑄不同厚度的盤(pán)件，但是對(duì)于不同直徑的盤(pán)件需要不同的模具。因此，生產(chǎn)不同直徑的盤(pán)件比生產(chǎn)具有不同厚度的盤(pán)件制造成本更高。相反，如果使用的制造方法不具有這種約束條件，則直徑參數(shù)每種優(yōu)化計(jì)算更隨意變化。

此外，對(duì)于每個(gè)基弧的每種不同幾何結(jié)構(gòu)的成本包括每種基弧的盤(pán)件的每種不同后曲面的成本。后曲面是由Rx實(shí)驗(yàn)室“完成”以產(chǎn)生成品鏡片的眼側(cè)曲面。應(yīng)理解的是，沒(méi)有這種約束條件，由于最終鏡片形式（在佩戴時(shí)）的復(fù)雜性和變化，優(yōu)化步驟可能導(dǎo)致解決方案具有非常寬范圍的后曲面要求。然而，從實(shí)際盤(pán)件制造角度出發(fā)，應(yīng)該由設(shè)計(jì)者使用其計(jì)算裝置來(lái)選擇限制數(shù)量的后曲面解決方案，以用于優(yōu)化盤(pán)件幾何結(jié)構(gòu)解決方案。在實(shí)施例中，該組盤(pán)件具有球面后曲面，因?yàn)檫@是現(xiàn)在的行業(yè)規(guī)范。然而，設(shè)想了可以使用其他的后曲面，例如具有圓柱形部件的后曲面。

在使用中，設(shè)計(jì)者（希望優(yōu)化在圖3中示出的該組盤(pán)件A-M的幾何結(jié)構(gòu)）使用其計(jì)算裝置將表明以上約束條件的制造數(shù)據(jù)輸入到服務(wù)器24中。例如，鏡片設(shè)計(jì)者從連接至網(wǎng)絡(luò)28的他/她的計(jì)算裝置來(lái)輸入所確定的約束條件。服務(wù)器24的提供模塊14接收數(shù)據(jù)，并且服務(wù)器24的優(yōu)化模塊18通過(guò)進(jìn)行優(yōu)化步驟來(lái)確定對(duì)于該組中的這些盤(pán)件A-M中的每一個(gè)盤(pán)件的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)。確切地，優(yōu)化模塊18通過(guò)使用每種基弧的處方群體數(shù)據(jù)以及在優(yōu)化算法中的制造數(shù)據(jù)對(duì)該組中的盤(pán)件的每種基弧的初始確定幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化來(lái)進(jìn)行該優(yōu)化步驟。在實(shí)施例中，該算法是“Solver”算法，該算法使用群體數(shù)據(jù)和以上列出的約束條件來(lái)迭代地標(biāo)識(shí)每種基弧的優(yōu)化盤(pán)件幾何結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，“Solver”算法是用于解決線性和非線性優(yōu)化問(wèn)題的算法?！癝olver”算法的示例是由Frontline Solvers^TM提供的Microsoft Office Excel^TM Solver工具。這個(gè)Solver工具使用上述類(lèi)型的進(jìn)化算法的進(jìn)化求解方案以獲得最優(yōu)解。

如所描述的，優(yōu)化算法的目的是使所使用的鏡片材料的總體積最小化，從而提供基本上覆蓋所有處方的一組盤(pán)件，從而使得通過(guò)具有在可用盤(pán)件內(nèi)使用的最低總體材料的盤(pán)件來(lái)滿足這些限制幾何結(jié)構(gòu)。對(duì)于不服務(wù)處方的限制幾何結(jié)構(gòu)的算法的解決方案引入了較大的處罰，從而使得最終解決方案將滿足所有輸入幾何結(jié)構(gòu)。引入了較小的處罰以在這些盤(pán)件中產(chǎn)生從最低體積到最高體積的順序，從而使得選擇邏輯將選擇適合這些限制幾何結(jié)構(gòu)的最低體積。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，較小和較大的處罰對(duì)應(yīng)于這些約束條件的較小和較大的違規(guī)措施，以折扣嚴(yán)重違反這些約束條件的那些解決方案。在示例中，在算法中的最小處罰與最大處罰之間的差值呈10000的量級(jí)。因此，例如，具有遠(yuǎn)在比如盤(pán)件直徑約束條件的指定上界與下界之外的盤(pán)件直徑的解決方案被施加10000的處罰以減少其被認(rèn)為是可行解決方案的機(jī)會(huì)。同樣，因?yàn)閮?yōu)化算法的目標(biāo)功能是非線性的、具有不連續(xù)導(dǎo)數(shù)并且涉及整數(shù)和浮點(diǎn)變量的混合，在實(shí)施例中選擇遺傳算法求解器來(lái)找到最優(yōu)解。

總體上，在遺傳算法中，在優(yōu)化步驟中標(biāo)識(shí)的每個(gè)解決方案中的變量值被數(shù)字化為位的序列，其方式使得位序列代表在輸入約束條件中指定的值的范圍。這些解決方案被稱(chēng)為個(gè)體。使用多個(gè)個(gè)體的集合以代表對(duì)問(wèn)題的各種可能的解決方案。通過(guò)當(dāng)前最佳的輸入解和隨機(jī)產(chǎn)生的具有在指定的極限內(nèi)的變量值的一組個(gè)體來(lái)將群體初始化。每個(gè)解決方案經(jīng)受目標(biāo)函數(shù)的測(cè)試。然后對(duì)群體進(jìn)行兩次修改。選擇隨機(jī)的個(gè)體對(duì)，并且選擇在位序列中的隨機(jī)點(diǎn)。將選擇位位置之后的位換入被稱(chēng)為交叉的運(yùn)算中。這得到新的個(gè)體。隨后，選擇隨機(jī)數(shù)字，并且如果它滿足指定的閾值參數(shù)，則在被稱(chēng)為變異的運(yùn)算中改變個(gè)體中的隨機(jī)位。然后再次對(duì)所得到的新的群體進(jìn)行經(jīng)受目標(biāo)函數(shù)的檢查，消除最低進(jìn)行個(gè)體，例如在指定尺寸處的群體。重復(fù)該處理，直到發(fā)生時(shí)間極限，或者所有個(gè)體都具有足夠類(lèi)似的目標(biāo)值。在這種情況下，對(duì)于多個(gè)盤(pán)件的不同目的的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)重復(fù)該處理，直到對(duì)于在該組盤(pán)件中的每個(gè)盤(pán)件達(dá)到一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D3，優(yōu)化算法確定具有基弧E、F和G的盤(pán)件應(yīng)該分別具有最終幾何結(jié)構(gòu)E、E1& E2、F、F1& F2、G、G1 & G2，從而使經(jīng)受上述制造約束條件的材料的使用最小化。也就是說(shuō)，對(duì)于該組盤(pán)件中的三個(gè)最普遍的基弧中的每一個(gè)基弧，待在優(yōu)化組盤(pán)件中產(chǎn)生三個(gè)不同的幾何結(jié)構(gòu)，從而使得通過(guò)Rx實(shí)驗(yàn)室由這些盤(pán)件生產(chǎn)成品鏡片時(shí)浪費(fèi)更少的材料。同樣，優(yōu)化算法確定具有基弧C、D、H和I的盤(pán)件應(yīng)該具有最終幾何結(jié)構(gòu)C & C1、D & D1、H & H1和I & I1。也就是說(shuō)，對(duì)于該組中的接下來(lái)的四個(gè)最普遍的基弧中的每一個(gè)基弧，待在該組盤(pán)件中產(chǎn)生兩個(gè)不同的幾何結(jié)構(gòu)。因此，在這個(gè)示例中，輸出模塊20向設(shè)計(jì)者輸出表明確定最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，以用于由鏡片供應(yīng)商的后續(xù)制造。也就是說(shuō)，輸出模塊20向設(shè)計(jì)者輸出表明盤(pán)件A、B、C & C1、D & D1、E、E1& E2、F、F1& F2、G、G1 & G2、H & H1、I & I1、J、K、L和M的數(shù)據(jù)以形成具有優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)的該組盤(pán)件。應(yīng)理解的是，在該組中的最終幾何結(jié)構(gòu)維持對(duì)于C-I的初始幾何結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)，從而使得可以仍然從這些盤(pán)件制造較稀少的處方。因此，在這個(gè)示例中，優(yōu)化步驟確定在該組中存在盤(pán)件的最優(yōu)23個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)。

圖4示出了一組盤(pán)件的另一個(gè)示例，該組盤(pán)件的最終幾何結(jié)構(gòu)是通過(guò)優(yōu)化算法確定的。在示例中，根據(jù)所節(jié)省的材料的體積示出了該組盤(pán)件的最終幾何結(jié)構(gòu)的圖表34。該組盤(pán)件具有13種基?。ㄈ缭趫D4的最左列中示出的050、130、190、240、340、460、560、690、790、850、950和1080），并且示出了對(duì)于這些基弧中的每一個(gè)基弧的使用率百分比。對(duì)于最普遍的基弧，Rx實(shí)驗(yàn)室可以選自由每種基弧的三個(gè)優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)。對(duì)于不是很普遍的基弧，每種基弧存在兩個(gè)優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)，并且對(duì)于最不普遍的基弧，每種基弧僅存在單個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生所希望的“成品”鏡片。例如，對(duì)于最普遍的基弧340（具有22%的群體），優(yōu)化算法在所使用的材料和因此的浪費(fèi)中實(shí)現(xiàn)了35%的降低。的確，在這個(gè)示例中通過(guò)優(yōu)化在該組中的所有盤(pán)件的幾何結(jié)構(gòu)的總體材料節(jié)省為35.1%。

在圖4中還可以看出，盤(pán)件的經(jīng)優(yōu)化的最終幾何結(jié)構(gòu)對(duì)于每個(gè)基弧可以具有不同的厚度、直徑、前曲面半徑和/或后曲面半徑。例如，具有基弧130的盤(pán)件的經(jīng)優(yōu)化的最終幾何結(jié)構(gòu)是兩個(gè)幾何結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)幾何結(jié)構(gòu)具有相同的73 mm的直徑，但是具有不同的厚度和不同的后曲面半徑（和后曲面焦度）。在這種情況下，優(yōu)化模塊18確定需要具有10.1 mm中心厚度的較厚的盤(pán)件僅是生產(chǎn)“成品”鏡片所需要的這種盤(pán)件的3.3%倍。因此，可以由Rx實(shí)驗(yàn)室調(diào)配具有5.4 mm中心厚度的較薄的盤(pán)件來(lái)用于使用，從而有28.5%的鏡片材料節(jié)省。在另一個(gè)示例中，具有基弧950的盤(pán)件的經(jīng)優(yōu)化的最終幾何結(jié)構(gòu)是兩個(gè)幾何結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)幾何結(jié)構(gòu)具有不同的69 mm和73 mm的直徑，以及不同的厚度和不同的后曲面半徑（和后曲面焦度）。對(duì)于這種盤(pán)件，優(yōu)化模塊18確定僅需要23.5%倍的較大直徑的盤(pán)件，并且因此可以實(shí)施30.1%的材料節(jié)省。還可以看出，對(duì)于由基弧生產(chǎn)的稀少Rx腳本（例如全球使用率的1%和2%），優(yōu)化模塊18確定通過(guò)引入較小盤(pán)件產(chǎn)生的任何材料節(jié)省與制造成本相比不是經(jīng)濟(jì)有益的。因此，在圖4中示出的示例中，使用050和1080的基弧僅確定了一個(gè)大盤(pán)件。

此外，從圖4中示出的示例中可以看出，在該組盤(pán)件中確定了盤(pán)件的32個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)，并且如此實(shí)現(xiàn)了35.1%材料節(jié)省。在使用具有1.6折射率的指定鏡片材料的一組盤(pán)件的示例中，在將優(yōu)化算法應(yīng)用于這組盤(pán)件之后存在45.7%材料節(jié)省。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，改變?cè)摲椒ǖ妮斎雲(yún)?shù)中的任何項(xiàng)（例如這些制造約束條件）將導(dǎo)致優(yōu)化盤(pán)件的不同的優(yōu)化盤(pán)件輸出組，具有不同的百分比使用率和節(jié)省。

在圖5中示出了在一組盤(pán)件中的盤(pán)件36的初始幾何結(jié)構(gòu)。在此，可以看出，可以通過(guò)減少優(yōu)化盤(pán)件38的厚度或減少另一個(gè)優(yōu)化盤(pán)件40的直徑從盤(pán)件36的初始幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行材料節(jié)省。也就是說(shuō)，通過(guò)實(shí)施以上優(yōu)化步驟，優(yōu)化盤(pán)件38和40具有更少的材料，如在附圖中由陰影區(qū)域42示出的。此外，可以同時(shí)調(diào)整厚度和直徑的參數(shù)。

在上述示例中，優(yōu)化步驟是通過(guò)“Solver”算法來(lái)進(jìn)行的，該算法是由Frontline Solvers^TM提供的Microsoft Office Excel^TM Solver工具。圖6示出了使用這個(gè)“Solver”算法獲得的優(yōu)化盤(pán)件幾何結(jié)構(gòu)計(jì)算的示例的截屏圖43。確切地，使用“Solver”算法來(lái)確定在一組盤(pán)件內(nèi)具有6.4基?。ɡ缭趫D4中的640）的盤(pán)件的最終幾何結(jié)構(gòu)。在此，可以看出，該算法的目的是使由對(duì)于6.4基弧盤(pán)件的確定最終幾何結(jié)構(gòu)使用的重量最小化。在這種情況下，在該組盤(pán)件中現(xiàn)存的盤(pán)件具有50 g。同樣，由Rx實(shí)驗(yàn)室在給定時(shí)間周期上調(diào)配用于使用的所有現(xiàn)存的6.4基弧盤(pán)件的重量總和為2,042,439 g。通過(guò)應(yīng)用該算法，由Rx實(shí)驗(yàn)室相同時(shí)間周期上調(diào)配用于使用的最終經(jīng)優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)6.4基弧盤(pán)件的重量將是1,052,778 g，重量節(jié)省48.5%。因此，該算法基于使用6.4基弧盤(pán)件的處方的比例的量確定值得優(yōu)化這個(gè)盤(pán)件的幾何結(jié)構(gòu)。

更確切地，圖6示出了初始存在的6.4基弧盤(pán)件的幾何結(jié)構(gòu)（Existing（1））和對(duì)于這個(gè)6.4基弧盤(pán)件的三個(gè)提出的最終幾何結(jié)構(gòu)（Prop（2）；Prop（3）；Prop（4））?，F(xiàn)存盤(pán)件具有多個(gè)幾何結(jié)構(gòu)特征，例如前半徑、后半徑等，這些幾何結(jié)構(gòu)特征被初始確定并且被列出在列AO中。應(yīng)用用于優(yōu)化盤(pán)件的幾何結(jié)構(gòu)的“solver”算法，并且所提出的最終盤(pán)件的幾何結(jié)構(gòu)特征被確定并且被列出在附圖的列AP至AR。同樣列出在列AT和AU中的是形成用于確定這些最終幾何結(jié)構(gòu)的約束條件的上界和下界。在此，這些約束條件是對(duì)于以下各項(xiàng)的上界和下界：盤(pán)件中心厚度（“PuckCT”）、盤(pán)件直徑（“PuckDia”）、后半徑、盤(pán)件邊緣厚度（“PuckET”）、矢高前/后值（“sag front”/“sag back”）、“DeltaGascet”、密度和“球面間隙體積1”。因此，例如，用于優(yōu)化6.4基弧盤(pán)件的最終幾何結(jié)構(gòu)的最終盤(pán)件直徑被示出為約束條件在55與78之間；因此具有10盤(pán)件直徑的所提出的盤(pán)件Prop（4）未能落入這個(gè)約束條件內(nèi)并且對(duì)于6.4基弧盤(pán)件最后將不會(huì)形成多個(gè)盤(pán)件的最終幾何結(jié)構(gòu)的一部分。也就是說(shuō)，對(duì)于6.4基弧盤(pán)件，除了Existing（1）幾何結(jié)構(gòu)，該算法使用所列出的約束條件來(lái)確定最終幾何結(jié)構(gòu)將包括Prop（2）和Prop（3）幾何結(jié)構(gòu)。該算法還確定4.5%的處方將需要Existing（1）盤(pán)件，59.1%將能夠使用Prop（2）盤(pán)件，并且36.3%將能夠使用Prop（3）盤(pán)件。因此，在優(yōu)化之后，對(duì)于6.4基弧盤(pán)件的所有處方的95.4%現(xiàn)在將能夠使用減少重量的盤(pán)件。

現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖7，示出了方法44的概述，該方法在一組具有指定鏡片材料的半成品眼科鏡片中優(yōu)化至少一個(gè)半成品眼科鏡片的幾何結(jié)構(gòu)。方法44包括以電子方式提供46表明多個(gè)眼科鏡片佩戴者的眼科鏡片處方的處方數(shù)據(jù)；以電子方式確定48這些眼科鏡片處方中與在具有初始確定幾何結(jié)構(gòu)的一組半成品眼科鏡片中的這些半成品眼科鏡片的多個(gè)基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的那些眼科鏡片處方的比例，由此該多個(gè)基弧被確定用于允許制造對(duì)于基本上所有眼科鏡片處方的成品眼科鏡片，以電子方式提供50表明影響該組半成品眼科鏡片的制造的約束條件的制造數(shù)據(jù)，通過(guò)使用這些眼科鏡片處方中與在該組中的這些半成品眼科鏡片的基弧中的每一個(gè)基弧相對(duì)應(yīng)的所述那些眼科鏡片處方的比例以及這些約束條件來(lái)優(yōu)化在該組中的這些半成品眼科鏡片中的每一個(gè)半成品眼科鏡片的初始確定的幾何結(jié)構(gòu)，以電子方式確定52在該組中的至少一個(gè)半成品眼科鏡片的一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)，并且以電子方式輸出54表明該一個(gè)或多個(gè)最終幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

從系統(tǒng)10的以上說(shuō)明中本方法的進(jìn)一步的方面將變得明顯。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，該方法可以被實(shí)施成由處理器執(zhí)行的程序代碼，其可以通過(guò)多種方式來(lái)提供例如在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上（例如磁盤(pán)或存儲(chǔ)器）或被提供為數(shù)據(jù)信號(hào)（例如通過(guò)從服務(wù)器來(lái)傳遞其）。

同樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在該組半成品眼科鏡片中的每個(gè)半成品眼科鏡片是使用眼科鏡片制造技術(shù)由（例如具有1.6的折射率的）指定鏡片材料制造的，其中通過(guò)實(shí)施上述方法來(lái)確定其最終優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)。

最后，將理解的是，對(duì)于在此描述的配置可能存在其他變體和修改，這些變體和修改同樣在本發(fā)明的范圍內(nèi)。