对一组半成品眼科镜片中的半成品眼科镜片的几何结构进行优化的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于对具有指定镜片材料的一组半成品眼科镜片中的至少一个半成品眼科镜片的几何结构进行优化的方法、系统和计算机程序代码，在该组中的半成品眼科镜片各自具有初始确定的几何结构，该初始确定的几何结构包括被确定用于允许针对眼科镜片处方制造成品眼科镜片的多个基弧之一。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于对一组具有指定镜片材料的半成品眼科镜片中的至少一个半成品眼科镜片的几何结构进行优化的方法和系统。
技术介绍
总体上，眼科镜片具有两个相反的折射表面并且在眼睛附近佩戴在眼镜架中以辅助眼睛的功能。在一种制造用于镜片佩戴者的眼科镜片的现有方法中，首先由眼镜制造商将半成品眼科镜片制造成仅在一侧上具有成品表面。随后例如通过进一步的研磨和抛光来完成在半成品眼科镜片的另一侧上的表面以配合镜片佩戴者在处方（Rx）实验室的处方并且形成成品眼科镜片。本领域结束人员应理解的是，镜片佩戴者的眼科处方（Rx脚本）是由检查者确定的公式（配方）以修正镜片佩戴者视力方面的异常，通常包括球镜焦度、柱镜焦度、下加光焦度和棱镜焦度以及偏心量。关于上述现存的半成品眼科镜片，在示例中，Rx实验室从检查者处接收镜片佩戴者的处方数据（例如球镜焦度数据、柱镜焦度数据、下加光焦度数据和棱镜焦度数据）并且选择一组半成品眼科镜片之一以用于进一步的研磨和抛光，从而制造配适于镜片佩戴者的处方的镜片。这组半成品眼科镜片是由具有指定折射率（例如1.67）的指定镜片材料制成的，并且这些镜片各自具有确定的几何结构，该确定的几何结构包括被确定用于允许针对基本上所有的眼科镜片处方制造成品眼科镜片的多个基弧之一。在本成品眼科镜片上的这些基弧对于第一侧曲面（例如前面）提供表面焦度，该第一侧曲面在其被研磨和抛光后在与第二侧曲面（例如朝向佩戴者眼睛的后面）结合时产生所希望的镜片焦度。本领域技术人员应理解的是，该第一侧曲面和/或该第二侧曲面可以是球面、非球面和/或渐进表面。还应理解的是，在该组中的这些镜片的确定几何结构随着不同的指定折射率而不同；例如，具有1.67的折射率的镜片比具有1.6的折射率的那些镜片更薄。还应理解的是，基弧是半成品镜片的成品表面的表面焦度，该半成品镜片在与镜片的最终成品的其他表面结合时形成所希望的镜片焦度。因此，例如，镜片制造商为Rx实验室生产一组比如十三个半成品眼科镜片（这些镜片中的每个镜片具有不同的基弧）以形成用于基本上所有可能的处方的成品镜片。因此，在该组中的这些半成品镜片中的每个镜片——有时在本领域被称为坯件或盘件，尤其用于“自由成形”的用途——必须能够满足佩戴者数据和/或镜架数据的子集以产生适当的成品镜片。“自由成形”指的是一种镜片制造工艺，其可以通过以指定方式切割半成品眼科镜片从半成品眼科镜片中产生大多数曲面构型。本领域技术人员应理解的是，“自由成形”比传统的镜片制造工艺更复杂，并且例如采用了由CNC机器控制的切割点来切割镜片而不是传统地研磨镜片。作为结果，“自由成形”工艺能够制造更加复杂的表面，这些复杂表面可以包括但不局限于结合在一起的球面、圆柱面和下加光焦度。应理解的是，镜片表面的复杂度与其制造难度相关。如所描述的，在一组现存示例性的半成品眼科镜片中的这些镜片各自的几何结构被确定用于允许将广泛范围的眼科镜片处方分配给制造的各个基弧（例如，通常不超过6柱面屈光度）。应理解的是，镜片的几何结构包括其直径和厚度。因此，在该组中的每个镜片被设计成具有的几何结构在厚度和直径方面足够大以允许制造被分配给各个基弧的基本上所有处方。因此，较厚且较大直径的半成品镜片被制造成适合所有处方和镜架尺寸，这些处方和镜架尺寸包括处于远在对常见处方的规范之外的一些稀少处方。因此，对于不需要这种较厚且较大的半成品镜片的常见处方而言，存在显著的镜片材料浪费。应理解的是，极端离群值Rx脚本（临床罕见者）作为特殊情况是使用非常大的定制盘件部件来制造的并且不认为是“标准范围群体”的一部分；也就是说，基本上所有的眼科镜片处方。因此，本专利技术的目的是提供一种对一组半成品眼科镜片中的至少一个半成品眼科镜片的几何结构进行优化的方法，例如从而使镜片材料浪费最小化。在转到本专利技术的概述之前，应理解的是对本专利技术的背景的讨论被包括在内以解释本专利技术的内容。这将不被认为是承认所引用的任何材料在澳大利亚或任何其他国家被公开、已知或者是公共常识的一部分。
技术实现思路
本专利技术提供了一种对具有指定镜片材料的一组半成品眼科镜片中的至少一个半成品眼科镜片的几何结构进行优化的方法，在该组中的半成品眼科镜片各自具有初始确定的几何结构，该初始确定的几何结构包括被确定用于允许针对眼科镜片处方制造成品眼科镜片的多个基弧之一，该方法包括：以电子方式提供表明多个眼科镜片佩戴者的眼科镜片处方的处方数据；以电子方式确定这些眼科镜片处方中与在该组半成品眼科镜片中的这些半成品眼科镜片的基弧中的每一个基弧相对应的那些眼科镜片处方的比例；以电子方式提供表明影响该组半成品眼科镜片的制造的约束条件的制造数据；通过使用这些眼科镜片处方中与在该组中的这些半成品眼科镜片的基弧中的每一个基弧相对应的所述那些眼科镜片处方的所述比例以及这些约束条件来优化在该组中的这些半成品眼科镜片中的每一个半成品眼科镜片的初始确定的几何结构，以电子方式确定在该组中的该至少一个半成品眼科镜片的一个或多个最终几何结构；并且以电子方式输出表明该一个或多个最终几何结构的数据。典型地，进行优化将有利地包括使经受制造约束条件的成本最小化。因此，例如，优化包括：通过对该组半成品眼科镜片中的至少一个半成品眼科镜片的几何结构进行优化使对镜片材料的使用最小化来使成本最小化。尽管如此，应理解的是，进行优化例如还可以包括：使运输最小化以及使浪费和其在环境方面的影响最小化。优选地，所述优化包括：使用进化算法（例如遗传算法）对该组中的这些半成品眼科镜片中的每一个半成品眼科镜片的初始确定的几何结构进行优化。本领域技术人员应理解的是，进化算法是基于遗传群体的优化算法，其基于生物进化方面（例如繁殖、突变、重组和/或选择）来找到针对问题的优化解决方案。还应理解的是，进化算法由于这些进化方面而与其他算法（比如传统优化算法）在很多方式上不同。首先，进化算法是非确定性算法，其由于对变量的随机采样，通过相同的变量在不同的算法运行时可能获得不同的解。第二，进化算法产生众多候选解，而不是仅仅维持目前为止发现的单个最优解。第三，进化算法周期性地在当前众多的候选解的成员中进行随机的改变或突变（例如基于进化中的DNA突变）以获得新的候选解。第四，进化算法尝试结合现存候选解的元素来产生新的候选解（例如，基于进化中的有性繁殖）。最后，进化算法进行选择处理，其中候选解群体中的“最适合”成员存活并且去除“最不适合”成员（例如基于进化中的自然选择）；在这种情况下，可以比如基于比如应用于算法的约束条件的满足水平来指定对于存活的“适合”程度。优选地，该方法进一步包括：确定这些眼科镜片处方中与在该组的该至少一个半成品眼科镜片的该一个或多个最终几何结构中的每一个最终几何结构相对应的那些眼科镜片处方的比例。也就是说，对于在该组中的每个基弧镜片，该方法确定具有那个基弧的镜片的一个或多个最终几何结构，并且然后确定与这些最终几何结构中的每一个最终几何结构相对应的处方的比例。在实施例中，该方法于是进一步使用与在该组中的该至少一个半成品眼科镜片的这些最终几何结构中的每一个最终几何结构相对应的处方的比例来迭代地优化这些最终几何结构。也就是说，对于每个基弧，该方法确定具有那个基弧的镜片的一个或多个最终几何结构，并且然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对具有指定镜片材料的一组半成品眼科镜片中的至少一个半成品眼科镜片的几何结构进行优化的方法（44），在该组中的这些半成品眼科镜片各自具有初始确定的几何结构，该初始确定的几何结构包括被确定用于允许针对眼科镜片处方制造成品眼科镜片的多个基弧之一，该方法（44）包括：以电子方式提供（46）表明多个眼科镜片佩戴者的眼科镜片处方的处方数据；以电子方式确定（48）这些眼科镜片处方中与在该组半成品眼科镜片中的这些半成品眼科镜片的基弧中的每一个基弧相对应的那些眼科镜片处方的比例；以电子方式提供（50）表明影响该组半成品眼科镜片的制造的约束条件的制造数据；通过使用这些眼科镜片处方中与在该组中的这些半成品眼科镜片的基弧中的每一个基弧相对应的所述那些眼科镜片处方的比例以及这些约束条件来优化在该组中的这些半成品眼科镜片中的每一个半成品眼科镜片的初始确定的几何结构，以电子方式确定（52）在该组中的该至少一个半成品眼科镜片的一个或多个最终几何结构；并且以电子方式输出（54）表明该一个或多个最终几何结构的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对具有指定镜片材料的一组半成品眼科镜片中的至少一个半成品眼科镜片的几何结构进行优化的方法（44），在该组中的这些半成品眼科镜片各自具有初始确定的几何结构，该初始确定的几何结构包括被确定用于允许针对眼科镜片处方制造成品眼科镜片的多个基弧之一，该方法（44）包括：以电子方式提供（46）表明多个眼科镜片佩戴者的眼科镜片处方的处方数据；以电子方式确定（48）这些眼科镜片处方中与在该组半成品眼科镜片中的这些半成品眼科镜片的基弧中的每一个基弧相对应的那些眼科镜片处方的比例；以电子方式提供（50）表明影响该组半成品眼科镜片的制造的约束条件的制造数据；通过使用这些眼科镜片处方中与在该组中的这些半成品眼科镜片的基弧中的每一个基弧相对应的所述那些眼科镜片处方的比例以及这些约束条件来优化在该组中的这些半成品眼科镜片中的每一个半成品眼科镜片的初始确定的几何结构，以电子方式确定（52）在该组中的该至少一个半成品眼科镜片的一个或多个最终几何结构；并且以电子方式输出（54）表明该一个或多个最终几何结构的数据。2.如权利要求1所述的方法（44），进一步包括：确定这些眼科镜片处方中与在该组中的该至少一个半成品眼科镜片的该一个或多个最终几何结构中的每一个最终几何结构相对应的那些眼科镜片处方的比例。3.如权利要求2所述的方法（44），进一步包括：使用这些眼科镜片处方中与在该组中的该至少一个半成品眼科镜片的该一个或多个最终几何结构中的每一个最终几何结构相对应的所述那些眼科镜片处方的所述比例来迭代地优化在该组中的该至少一个半成品眼科镜片的该一个或多个最终几何结构。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法（44），其中，该处方数据包括以下各项中的一项或多项：镜架形状、偏心量、球镜焦度、柱镜焦度、下加光焦度、棱镜焦度数据以及轴线数据。5.如权利要求4所述的方法（44），进一步包括：确定这些眼科镜片处方中的所述球镜焦度和所述柱镜焦度中与这些半成品眼科镜片的基弧中的每一个基弧相对应的那些球镜焦度和柱镜焦度中的一部分。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法（44），其中，该初始几何结构和该一个或多个最终几何结构包括厚度、直径、前曲面半径、和后曲面半径中的至少一项。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法（44），进一步包括：优化在该组中的这些半成品眼科镜片中的每一个半成品眼科镜片的初始确定的几何结构，从而使在该组中的该至少一个半成品眼科镜片的所述指定镜片材料的体积最小化。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法（44），其中，这些约束条件包括以下各项中的一项或多项：在该组中的这些半成品眼科镜片中的每一个半成品眼科镜片的这些基弧中的多个基弧的每种不同几何结构的成本；该指定镜片材料的成本；以及这些半成品眼科镜片的最小厚度。9.如权利要求8所述的方法（44），其中，这些基弧中的多个基弧的每种不同几何结构的成本包括：在该组中的这些半成品眼科镜片中的每一个半成品眼科镜片的这些基弧中的多个基弧的每个不同直径的成本和/或在该组中的这些半成品眼...

【专利技术属性】
技术研发人员：A伍德兰，J迪兹，
申请(专利权)人：卡尔蔡斯光学公司，卡尔蔡司光学国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US