Способ расположения сегментов кольца на пластине для функционализированных слоев офтальмологической линзы

Способ расположения сегментов кольца на пластине для функционализированных слоев офтальмологической линзы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Вставка функционализированного слоя для офтальмологического устройства, сформированного из нескольких функциональных слоев, которые укладываются друг на друга, а также, в некоторых примерах, различные конструкции для сегментов кольца, которые содержат описанные функциональные слои. Изобретение относится к способам расположения сегментов кольца на пластине для оптимизации использования пластины.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза, интраокулярная линза или пробка слезного канальца включает биосовместимое устройство, обладающее коррективным, косметическим или терапевтическим свойством. Контактная линза, например, может обеспечить одну или несколько из следующих возможностей: коррекция зрения; косметическая коррекция; и терапевтические эффекты. Каждая из перечисленных функций обусловлена определенной физической характеристикой линзы. Конструкция линзы с учетом светопреломляющего свойства позволяет осуществлять функцию коррекции зрения. Введение в материал линзы пигмента позволяет получить косметический эффект. Введение в материал линзы активного препарата позволяет использовать линзу в терапевтических целях. Такие физические характеристики достигаются без перехода линзы в состояние с подачей энергии. Традиционно пробка для слезного канальца является пассивным устройством.

В последнее время было теоретически обосновано, что в контактную линзу могут встраиваться активные компоненты. Некоторые компоненты могут включать, например, полупроводниковые устройства. В ряде примеров были продемонстрированы полупроводниковые элементы, встроенные в контактные линзы, помещаемые на глаза животных. Также описано множество возможных способов запитки энергией и активации встроенных в структуру линзы активных компонентов. Топология и размер пространства, доступного в пределах структуры линзы, создает новые сложные условия для реализации различных функциональных возможностей линзы. Как правило, такие возможности включают в себя дискретные устройства. Тем не менее, размер и потребляемая мощность для доступных дискретных устройств не обязательно являются благоприятными для включения в устройство для ношения на человеческом глазу.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым аспектом изобретения, предложен способ формирования структуры для оптимизации использования пластины из полупроводникового материала для компонента матрицы офтальмологической линзы. Способ включает в себя: деление цельного кольца из компонентов матрицы на два или более дугообразных сегмента, причем по меньшей мере часть каждого дугообразного сегмента содержит внутренний дугообразный край и внешний дугообразный край; формирование структуры для пластины из полупроводникового материала путем расположения дугообразных сегментов в непосредственной близости друг к другу и обеспечения ширины разделительной дорожки между дугообразными сегментами.

Внутренний дугообразный край и внешний дугообразный край каждого дугообразного сегмента могут совмещаться.

Радиус внутреннего дугообразного края может отличаться от радиуса внешнего дугообразного края.

Два или более дугообразных сегмента могут иметь по существу одну форму.

Несколько из двух или более дугообразных сегментов конструкции кольца по существу могут быть расположены концентрическими рядами.

Дугообразные сегменты конструкции кольца по существу могут быть расположены в гребенчатых столбцах.

По крайней мере, часть дугообразного сегмента может быть расположена рядом с внутренним дугообразным краем другого дугообразного сегмента.

Цельное кольцо может быть разделено на две конструкции сегментов кольца.

Вершина внешних выпуклых краев двух сегментов кольца, размещенных рядом с центром пластины, может быть обращена к внешней стороне пластины.

Цельное кольцо может быть разделено на три сегмента кольца.

Три сегмента нескольких разделенных цельных колец могут быть расположены рядом с центром пластины с концентрическими кругами дугообразных сегментов вокруг трех сегментов нескольких разделенных цельных колец.

Цельное кольцо может быть разделено на четыре сегмента кольца.

Дугообразные сегменты конструкции кольца по существу могут быть расположены в столбцах.

Столбцы могут смыкаться с одним из краев каждого дугообразного сегмента.

Один или несколько сегментов кольца могут содержать кривизну для совмещения внешней дуги полностью совмещенного сегмента кольца с совмещенными с дугой концами.

Один или оба конца одного или более сегментов могут включать в себя концы для правильного смыкания столбцов дугообразных сегментов пластины.

В соответствии со вторым аспектом изобретения, предлагается способ изготовления компонента матрицы офтальмологической линзы. Способ включает в себя: установление дугообразных сегментов в непосредственной близости друг к другу на пластине из полупроводникового материала с шириной разделительной дорожки между дугообразными сегментами, из которых два или более дугообразных сегмента образуют компонент матрицы и из которых по меньшей мере часть каждого дугообразного сегмента содержит внутренний дугообразный край и внешний дугообразный край.

В соответствии с третьим аспектом изобретения, предлагается полупроводниковая пластина, содержащая: структуру дугообразных сегментов в непосредственной близости друг к другу на полупроводниковой пластине, в которой по меньшей мере часть каждого дугообразного сегмента содержит внутренний дугообразный край и внешний дугообразный край, и в которой два или более дугообразных сегмента образуют компонент матрицы кольца; и в которой структура содержит ширину разделительной дорожки между дугообразными сегментами.

Соответственно, описывается вставка функционализированного слоя, которая может быть подключена к источнику питания и встроена в офтальмологическое устройство. Вставка может состоять из нескольких слоев, каждый из которых может иметь специфичные функции; или альтернативно смешанные функции, но в нескольких слоях. Слои могут содержать слои, предназначенные для подключения продукта к источнику питания или активации продукта, или для контроля функциональных компонентов внутри корпуса линзы.

Вставка функционализированного слоя может содержать слой, подключенный к источнику питания, который способен питать компонент, потребляющий ток. Компоненты могут включать в себя, например, один или более из нижеследующих: переменную оптическую линзу и полупроводниковое устройство, которое может быть расположено либо во вставке сложенного слоя или может быть связано с ним как-либо иначе. Некоторые примеры могут также включать формованную контактную линзу из силиконового гидрогеля с жесткой или формируемой вставкой сложенных функционализированных слоев, содержащихся в офтальмологической линзе в биологически совместимой форме.

Соответственно, описывается офтальмологическая линза с частью сложенного функционализированного слоя, а также различные конструкции для сегментов кольца, которые содержат функциональные слои. Также описано расположение сегментов кольца на пластине для оптимизации использования пластины. Вставка может быть выполнена из нескольких слоев различными способами и размещена в непосредственной близости от одной или обеих первой части формы для литья и второй части формы для литья. Реакционная смесь мономера помещается между первой частью формы для литья и второй частью формы для литья. Первая часть формы для литья расположена в непосредственной близости от второй части формы для литья, таким образом, формируя полость линзы со вставкой, подключенной к источнику питания подложки и по меньшей мере какой-либо реактивной смеси мономера в полости линзы; реактивная смесь мономера подвергается актиничному излучению для образования офтальмологических линз. Линзы могут быть сформированы с помощью контроля актиничного излучения, которому подвергается реакционная смесь мономера.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

На фиг. 1 изображено трехмерное сечение вставки, сформированной из сложенных функциональных слоев, включенной в часть формы для литья офтальмологической линзы.

На фиг. 2 изображены два поперечных сечения вставок, сформированных из сложенных функциональных слоев, включенных в две офтальмологические линзы различной формы.

На фиг. 3 изображены два поперечных сечения вставок, сформированных из сложенных функциональных слоев, включенных в офтальмологические линзы с различными параметрами инкапсуляции.

На фиг. 4 изображены два поперечных сечения вставок, сформированных из сложенных функциональных слоев с различной толщиной слоя, расположенного между офтальмологическими линзами.

На фиг. 5 изображен вид сверху вниз дугообразного сегмента в виде четверти кольца, сформированного с различными внутренними и внешними радиусами, а также вкладывание сегментов кольца и целое кольцо, состоящее из сегментов кольца.

На фиг. 6 изображен вид сверху вниз дугообразного сегмента в виде четверти кольца, сформированного с совпадающими внутренним и внешним радиусами, а также вкладывание сегментов кольца и целое кольцо, состоящее из сегментов кольца.

На фиг. 7 изображен вид сверху вниз дугообразного сегмента в виде четверти кольца, сформированного с частично совпадающими внутренним и внешним радиусами, а также вкладывание сегментов кольца и целое кольцо, состоящее из сегментов кольца.

На фиг. 8 изображен вид сверху вниз различных форм сегментов кольца, изображенных на фиг. 5-7 для целей сравнения.

На фиг. 9 изображен вид сверху вниз пластины длиной 20,3 см (восемь дюймов) с дугообразными сегментами в виде половины кольца, расположенными концентрическими группами, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

На фиг.10 изображен вид сверху вниз пластины длиной 20,3 см (восемь дюймов) с дугообразными сегментами в виде половины кольца, размещенными вкладыванием друг в друга, включая девять концентрических групп, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

На фиг.11 изображен вид сверху вниз пластины длиной 20,3 см (восемь дюймов) с дугообразными сегментами в виде половины кольца, размещенными вкладыванием друг в друга, включая десять концентрических групп, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

На фиг.12 изображен вид сверху вниз сегмента пластины длиной 20,3 см (восемь дюймов) с совмещенными сегментами кольца в виде четверти кольца, расположенными линейно, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

На фиг.13А изображен вид сверху вниз сегмента пластины длиной 20,3 см (восемь дюймов) с совмещенными сегментами кольца в виде четверти кольца, включая совпадающие концы дуги, сложенными линейно, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

На фиг. 13B изображен крупный план сверху вниз сегмента пластины длиной 20,3 см (восемь дюймов) с совмещенными сегментами кольца в виде четверти кольца, включая совпадающие концы дуги, сложенными линейно, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает в себя устройство вставки подложки, сформированное посредством нескольких сложенных функционализированных слоев. Изобретение также включает в себя расположение и конструкцию сегментов кольца на пластине для оптимизации использования пластины. Упомянутые сегменты могут использоваться для функционализированных слоев во вставке функционального слоя для включения в офтальмологическую линзу.

В следующих разделах приведено подробное описание вариантов реализации настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления, и специалистам в данной области может быть понятно, что варианты, модификации и изменения могут быть очевидными. Таким образом, следует понимать, что упомянутые примеры осуществлений не ограничивают объем основного изобретения.

СПИСОК ТЕРМИНОВ

В приведенном ниже описании и пунктах формулы настоящего изобретения использован ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.

Вставка активной линзы: в рамках настоящего документа, относится к электронному или электромеханическому устройству с элементами управления на основе логических схем.

Совмещенный с дугой (или совпадающий с дугой): в рамках настоящего документа, относится к конструкции сегмента кольца, включающего идентичные внешний радиус и внутренний радиус так, что кривизна внешней дуги совмещается с кривизной внутренней дуги. Совмещение дуги используется для эффективного вложения сегментов кольца на пластину для увеличения до максимума степени использования пластины.

Ширина разделительной дорожки: в настоящем документе означает ширину тонкого нефункционального пространства между интегральными схемами на пластине, на котором пила или другое устройство или способ может безопасно резать пластину на отдельные матрицы без повреждения схем.

Матрица: в рамках настоящего документа обозначает блок полупроводникового материала, на котором изготовлена функциональная интегральная схема. Матрица сформирована на пластине и вырезана из пластины.

Подключенный к источнику питания: в рамках настоящего документа, относится к состоянию, в котором может поставлять электрический ток или аккумулировать электрическую энергию.

Энергия: в рамках настоящего документа, относится к способности физической системы работать. Многие использования могут быть связаны с указанной способностью осуществлять электрические воздействия при работе.

Источник энергии: в рамках настоящего документа, относится к устройству, способному поставлять энергию или помещать биомедицинское устройство в состояние подключения к источнику питания.

Внешняя дуга: в рамках настоящего документа, относится в внешнему или выпуклому краю сегмента кольца, который является частью окружности круга, определенного внешним радиусом.

Внешний радиус: в рамках настоящего документа, относится к радиусу, который определяет внешний край целого кольца или сегмента кольца. Внешний радиус определяет кривизну внешней дуги.

Целое кольцо: в рамках настоящего документа, относится к одному полному кольцеобразному слою во вставке функционализированного слоя. Полное кольцо может состоять из нескольких сегментов кольца или может быть цельным кольцом.

Функционализированный: в рамках настоящего документа, относится к формированию слоя или устройства, способного выполнять функцию, включая, в качестве примера, один или несколько ниже приведенных пунктов; включение напряжения, активацию, управление и логическую обработку цифровых сигналов или данных.

Вставка функционализированного слоя: в рамках настоящего документа, относится к вставке офтальмологического устройства, сформированного из нескольких функциональных слоев, в котором по меньшей мере часть из них сложенная. Некоторые слои могут иметь уникальную функциональность для каждого слоя; или альтернативно смешанную функциональность, но в нескольких слоях. Предпочтительно, слои могут быть кольцами.

Цельное кольцо: в рамках настоящего документа, относится к полному сформированному в виде кольца слою во вставке функционализированного слоя, сделанной из единой цельной матрицы.

Внутренняя дуга: в рамках настоящего документа, относится к внутреннему или вогнутому краю сегмента кольца. Внутренняя дуга может быть единым дугообразным сегментом, кривизна которой определяется внутренним радиусом. Внутренняя дуга может состоять из нескольких дугообразных сегментов различной кривизны, определенной различными внутренними радиусами.

Внутренний радиус: в рамках настоящего документа, относится к радиусу круга, который определяет внутренний край или часть внутреннего края полного кольца или сегмента кольца. Внутренний радиус определяет кривизну внутренней дуги.

Линза: относится к любому офтальмологическому устройству, находящемуся внутри глаза или на его поверхности. Подобные изделия могут использоваться для оптической коррекции или применяться в качестве косметического средства. Например, термин "линза" может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или иному устройству подобного назначения, служащему для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. Предпочтительные линзы являются мягкими контактными линзами, изготовленными из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают, но не ограничиваются, силиконовые гидрогели, и фторогидрогели.

Форма для литья: относится к жесткому или полужесткому объекту, который может быть использован для формования линзы из смеси неполимеризованных компонентов. Некоторые предпочтительные формы состоят из двух частей - передней криволинейной поверхности и задней криволинейной поверхности формы для литья.

Мощность: в рамках настоящего документа выполненная работа или переданная энергия за единицу времени.

Сегмент кольца: в рамках настоящего документа, относится к одной матрице, которая может комбинироваться с другой матрицей для составления полного кольца. В рамках настоящего документа, сегмент кольца по существу плоский и сформирован в дугообразную форму.

Составной: в рамках настоящего документа, означает поместить по меньшей мере два компонентных слоя в непосредственной близости друг к другу так, что по меньшей мере часть одной поверхности одного из слоев соприкасается с первой поверхностью второго слоя. Пленка, для адгезии или иных функций, может находиться между двумя слоями, которые соприкасаются друг с другом через упомянутую пленку.

Вставка подложки: в рамках настоящего документа, относится к деформируемому или жесткому субстрату, способному удерживать источник энергии в офтальмологической линзе. Вставка подложки может также поддерживать один или более компонентов.

Пластина: в рамках настоящего документа, относится к тонкому срезу полупроводникового материала, какого, как матрица, используемому при изготовлении интегральных схем и других микроустройств. Пластина служит в качестве подложки для микроэлектронных устройств, встроенных в или на пластину, и проходит много этапов процесса микротехнологии.

Установка

На фиг. 1 под пунктом 100 продемонстрирована трехмерная схема полностью сформированной офтальмологической линзы и использованием вставки подложки сложенных слоев, сформированной как вставка функционализированного слоя 110. Показана часть, вырезанная из офтальмологической линзы для реализации различных слоев, присутствующих в линзе. Материал корпуса 120 продемонстрирован на поперечном сечении герметизирующих слоев вставки подложки. Материал корпуса 120 полностью содержится внутри и распространяется по всему периметру офтальмологической линзы. Специалисту в данной области будет понятно, что фактическая вставка функционализированного слоя 110 может содержать полное кольцевидное кольцо или другие формы, которые могут постоянно находиться в пределах ограничений размера типичной офтальмологической линзы.

Слои 130, 131 и 132 демонстрируют три из многочисленных слоев, которые могут находиться во вставке функционализированного слоя 110. Один слой может включать в себя один или несколько: активных и пассивных компонентов и частей со структурными, электрическими и физическими свойствами, способствующими определенной цели.

Слой 130 может включать в себя источник подключения энергии, такой как, например, один или более из нижеследующих: аккумулятор, конденсатор и ресивер в пределах слоя 130. Пункт 131, в качестве неограничивающего примера, может содержать микросхемы в слое, который определяет воздействующие сигналы для вставки активной линзы 140. Может быть включен слой регулирования мощности 132, способный получать питание из внешних источников, заряжать слой аккумулятора 130 и управлять использованием мощности аккумулятора из слоя 130, когда линза не находится в заряжающейся среде. Слой регулирования мощности 132 может также управлять сигналами, передающимися на вставку активной линзы 140 в центральном кольцевом контуре вставки функционализированного слоя 110.

По существу, вставка функционализированного слоя 110 сформирована внутри офтальмологической линзы с помощью автоматизации, которая размещает источник питания в выбранное место по отношению к части формы для литья, используемой для формования линзы.

На размер, форму и составную структуру матрицы, которая может использоваться для формирования таких слоев как 130, 131 и 132 во вставке функционализированного слоя 110 влияют несколько факторов, как показано на фиг. 2, 3 и 4.

Фиг. 2 демонстрирует эффект формы линзы на конструкцию вставки функционализированного слоя. Базовая кривая, диаметр и толщина офтальмологической линзы определяют максимальный размер и форму вставки функционализированного слоя. Фиг. 2 демонстрирует, в качестве примера, влияние различных базовых кривых. Пункт 200A изображает поперечное сечение части офтальмологической линзы 205A с большей кривизной, чем у офтальмологической линзы 205B, изображенной в пункте 200B, которая является более плоской. Более плоская линза 205B может размещать вставку функционализированного слоя 201B большей ширины 202B, по сравнению с более узкой шириной 202A во вставке функционализированного слоя 201A, которая установлена внутри линзы 205A с большей базовой кривизной. Очевидно, что линза меньшего диаметра (203A указывает диаметр линзы) будет ограничивать ширину вставки функционализированного слоя, а линза большего диаметра разместит более широкую вставку функционализированного слоя. Кроме того, линза меньшей толщины (204A указывает толщину линзы) позволит ограничить число слоев во вставке функционализированного слоя, а также ширину вставки функционализированного слоя, в то время как более толстая линза может поддерживать больше слоев включая слои большей ширины.

Фиг. 3 иллюстрирует влияние параметров герметизации на конструкцию вставки функционализированного слоя. Параметры герметизации, такие как, в качестве неограничивающего примера, поддержание минимальной толщины 100 мкм между краем матрицы и внешним краем линзы, влияют на размер и форму вставки функционализированного слоя, и, таким образом, на размер и форму отдельных слоев. Пункт 300A изображает поперечное сечение части офтальмологической линзы 305A со вставкой функционализированного слоя 301A и границей герметизации 303A. Офтальмологическая линза 305B, изображенная в пункте 300B, включает в себя вставку функционализированного слоя 301B и относительно более широкую границу герметизации 303B по сравнению с более узкой границей 303A. Как очевидно, более широкая граница герметизации 303B требует более узкой по ширине вставки функционализированного слоя 301B, чем ширина 302B, по сравнению со вставкой функционализированного слоя 301A с шириной 302A.

На фиг. 4 изображено влияние толщины функционального слоя на конструкцию вставки функционализированного слоя. Пункт 400A изображает поперечное сечение части офтальмологической линзы 405A со вставкой функционализированного слоя 401A, включающее в себя три слоя с материалом, таким как, например, изоляционные слои, между функциональными слоями. Вставка функционализированного слоя может содержать больше или меньше трех слоев. Офтальмологическая линза 405B, изображенная в пункте 400B, включает в себя вставку функционализированного слоя 401B и относительно более толстые слои 402B, по сравнению с более тонкими слоями 402A во вставке функционализированного слоя 401A. Кривизна линзы в этих двух примерах допускает одинаковую ширину нижних слоев 402A и 402B. Тем не менее, может быть очевидно, что увеличение высоты вставки функционализированного слоя 401B, по сравнению с 401A, в сочетании с кривизной линзы, приводит к ограничению ширины верхнего слоя 402A. Толщина каждого функционального слоя влияет на другие размеры, такие как ширина функционального слоя, которая будет установлена в требуемой линзе и параметры герметизации. Более толстые слои во вставке функционализированного слоя будут более ограничены в других размерах, таких как ширина, для того, чтобы оставаться в пределах геометрии линзы.

Конструкция сегмента кольца

В каждом изображенном примере, каждый слой во вставке функционализированного слоя имеет форму кольца, сформированного с помощью нескольких сегментов кольца. Сегменты кольца изготовлены на пластинах, из которых их можно впоследствии вырезать. Сегменты кольца позволяют значительно более эффективное использование материала пластин, чем полные кольца, так как конструкции из некоторых сегментов кольца более эффективны, чем другие, как будет показано на фиг. 5-8. Таким образом, решение производить цельное кольцо по сравнению с кольцом из нескольких сегментов кольца может быть основано, в частности, на расходах, связанных с подложкой матрицы и процессом производства. Другие факторы решения выбора между цельным кольцом и несколькими сегментами кольца включают в себя функции, выполняющиеся на конкретном слое во вставке функционализированного слоя и преимущество структурной стабильности, обеспечиваемой при включении одного или более цельных колец во вставку функционализированного слоя. Примером функции, которая может потребовать полного кольца, является радиочастотная антенна, расположенная вокруг полной окружности матрицы. Другим примером является взаимосвязанный слой, используемый для направления сигналов между сегментами кольца под ним и сегментами кольца над ним, в котором соединения должны охватывать разные места по окружности вставки функционализированного слоя.

Факторы, способствующие повышению цены матрицы, в качестве не ограничивающего примера, могут включать в себя стоимость материала подложки и количество этапов, и, следовательно, затраты времени, связанные с процессом изготовления. Матрица, сформированная на недорогой подложке, такой как, например, керамика или каптон, с относительно минимальными этапами изготовления, может быть произведена в менее эффективном виде, таком как полное кольцо. Полные кольца имеют следствием значительный объем отходов материала пластины, но недорогой материал и изготовление могут сделать производство полных колец подходящим для некоторых слоев во вставке функционализированного слоя. Альтернативно, матрица, созданная на дорогой подложке, такой как, например, силикон, с относительно более сложным процессом изготовления, включающим много этапов и деталей, может быть создана в нескольких сегментах кольца так, что количество колец из одной пластины является оптимальным. Фиг. 5-13В покажут, что конструкция конкретных сегментов кольца и их размещение на пластине значительно оптимизирует количество колец, которые могут быть изготовлены из одной пластины.

При оптимизации расположения матрицы на пластинах учитываются другие факторы. Например, фототравление матрицы, если необходимо как часть метода изготовления, является процессом, типично выполняемым в прямоугольных блоках на пластине. При необходимости фототравления, линейное размещение сегментов кольца более эффективно, чем радиальное. Ширина разделительной дорожки, нефункционального пространства между матрицами на пластине, влияет на оптимизацию и расположение. Ширина разделительной дорожки может зависеть, например, от специфики технологии или инструментов, используемых для вырезания матрицы из пластины в конце производственного процесса. Смещение края является еще одним параметром, влияющим на размещение матрицы. Смещение края является минимальным расстоянием между краем матрицы и внешним краем пластины.

При проектировании размещения сегментов кольца на пластине, форма каждого индивидуального сегмента кольца существенно влияет на оптимизацию использования пластины. Конструкции сегмента кольца могут быть сгруппированы в три основные категории: нет совмещения с дугой (фиг. 5), полное совмещение с дугой (фиг. 6), и частичное совмещение с дугой (фиг. 7). Различные конструкции сегмента кольца могут комбинироваться в одном слое вставки функционализированного слоя, а также в различных слоях вставки функционализированного слоя.

Фиг. 5 изображает пример сегментов кольца без совмещения с дугой, показывая сегменты четверти кольца, сформированные с разными внутренним и внешним радиусами. Внешний радиус, определенный кругом 501 больше, чем внутренний радиус, определенный кругом 502, и поэтому внешняя дуга 503 имеет меньшую кривизну, чем внутренняя дуга 504. Сегмент кольца 505 поэтому имеет различные внутренний и внешний радиусы. Пункт 506 демонстрирует, что сегменты кольца 505 не вкладываются эффективно, со значительными зазорами между отдельными матрицами, что приводит к отходам при производстве матрицы на пластине. Пункт 507 показывает, что четыре сегмента кольца 505 могут быть скомбинированы для формирования полного кольца с круговым внутренним краем.

Фиг. 6, изображает пример полного совмещения с дугой, включая сегменты четверти кольца, сформированные с идентичными внутренним и внешним радиусами. Внешний радиус, определяемый кругом 601, идентичен внутреннему радиусу, определенному кругом 602, смещенному вместо уменьшения размера для определения формы сегмента кольца 605. Поэтому внешняя дуга 603 и внутренняя дуга 604 имеют одинаковую кривизну. Как показано в пункте 606, сегмент кольца 605 может быть точно вложенными, оставляя лишь небольшое ширину разделительной дорожки, необходимое для резки отдельной матрицы 605 из пластины. Эта конструкция сокращает до минимума отходы при производстве матрицы на пластине. Полное кольцо, состоящее из четырех сегментов кольца 605 изображено в пункте 607. Так как конструкция полного совмещения дуги формирует матрицы 605, слегка конические на концах, внутренний край получившегося кольца в пункте 607 не идеально круглый.

На фиг. 7 изображена конструкция с частичным совмещением дуги с четвертичными сегментами кольца, сформированными с комбинацией трех кривизн. В пункте 708 изображен крупный план элементов, определяющих форму сегмента кольца 705. В пункте 708 из сегмента кольца 705 был удален контур так, что определенные формы можно видеть более четко. Кривизна внешней дуги 703 определяется радиусом круга 701. Внутренняя дуга 704 состоит из двух различных кривизн. Круг 702, обозначенный пунктиром, имеет радиус меньше, чем круг 701 и определяет центральную часть 704A внутренней дуги 704. Круг 709, обозначенный штрих-пунктиром, имеет радиус, идентичный радиусу круга 701. Круг 709 расположен так, что пересекается с кругом 702 по направлению к концам сегмента кольца 705. Круг 709 поэтому определяет кривизну двух концевых частей 704B внутренней дуги 704. Эта гибридная конструкция для внутренней дуги 704 максимизирует активную зону, доступную для матрицы, также включая частичное совмещение дуги рядом с концами сегмента кольца 705 для улучшения вкладывания, а также эффективности размещения матрицы на пластине. В пункте 706 изображено вкладывание сегментов кольца 705, в котором идентичные радиусы кругов 701 и 709 в конструкции сегментов кольца 705 предусматривают плотное выравнивание вкладываемых сегментов на концах матрицы. В пункте 707 изображено полное кольцо, состоящее из четырех сегментов кольца 705. Конструкция матрицы 705 включает в себя конические концы, что дает кольцо с неидеальным внутренним краем, как показано в пункте 707.

На фиг. 8 изображено сравнение сегментов кольца, описанных на фиг. 5-7. В пункте 801 изображено вложение сегментов кольца 505, сформированных без совмещения с дугой. В пункте 802 также изображено вложение полностью совмещенных с дугой сегментов кольца 605, и в пункте 803 частично совмещенных с дугой сегментов кольца 705. В пункте 802 четко изображено вложение полностью совмещенных с дугой сегментов кольца 605. Как очевидно из пункта 803, частично совмещенные с дугой сегменты кольца 705 вкладываются более эффективно, чем сегменты кольца 505 без совмещения с дугой.

В пункте 804 сравниваются зона полностью совмещенного с дугой сегмента кольца 605 с сегментом кольца 505 без совмещения с дугой. Когда 605 накладывается на 505, можно видеть, что 605 имеет конические концы, уменьшая поверхность зоны, доступной на полностью совмещенном с дугой матрицы 605. Хотя полное совмещение с дугой поддерживает наиболее эффективное размещение сегментов кольца на пластине, это происходит за счет уменьшения поверхности на каждом сегменте кольца.

В пункте 805 подобным образом сравнивается зона частично совмещенного с дугой сегмента кольца 705 с сегментом кольца 505 без совмещения с дугой. Когда 705 накладывается на 505, опять очевидно, что 705 имеет конические концы, но меньше, чем по сравнению с пунктом 804. Поверхность, доступная на частично совмещенном с дугой сегменте кольца 705 немного уменьшена по сравнению с сегментом кольца 505 без совмещения с дугой.

Наконец, в пункте 806 сравнивается полностью совмещенный с дугой сегмент кольца 605 с частично совмещенным с дугой сегментом кольца 705. Хотя оба имеют конические концы, когда 605 накладывается на 705, видно, что частично совмещенный с дугой сегмент кольца 705 имеет немного большую поверхность. Частичное совмещение с дугой является гибридным решением, которое сохраняет площадь поверхности на сегменте кольца, размещая кривизну у концов сегмента кольца для более точного вкладывания сегментов кольца на пластине. Частичное совмещение с дугой может использоваться, в качестве неограничивающего примера, для формирования аккумуляторной матрицы, в которой активная зона для аккумулятора не уменьшена, но концы сегментов кольца слегка заужены, улучшая эффективность производительности без влияния на функциональность.

Оптимизация пластины

На фиг. 9 изображается вид сверху вниз пластины 901 длиной 20,3 см (8 дюймов) с сегментами в виде в виде половины кольца 902, размещенными в концентрических полосах 905. Конструкция этого размещения включает в себя тринадцать концентрических полос 905, пронумерованных от 1 до 13, каждая из которых состоит из двойного ряда сегментов в виде половины кольца 902. Центр пластины предоставляет место для двух дополнительных сегментов в виде в виде половины кольца 902, которые не включены в концентрические полосы 905. Наружный ряд сегментов кольца 902 в каждой полосе 905 имеет сегменты кольца 902, расположенные внешней дугой по направлению к внешнему краю пластины 901 и концами сегментов кольца 902 по направлению к центру пластины 901. Сегмент в виде половины кольца 903 является примером сегмента кольца наружного ряда в полосе номер 13, наиболее удаленной от центра полосе пластины 901. Внутренний ряд сегментов кольца 902 в каждой полосе 905 включает в себя сегменты кольца 902, размещенные внешней дугой по направлению к центру пластины 901, концы сегментов кольца направлены к внешнему краю пластины 901, и каждый конец сегмента кольца 902 размещен рядом с внутренними дугами двух соседних сегментов кольца 902, содержащихся в наружном ряду той же полосы 905. Сегмент в виде половины кольца 904 является примером сегмента кольца внутреннего ряда в полосе номер 13, наиболее удаленной от центра полосе на пластине 901, один конец которого размещен рядом с внутренней дугой сегмента в виде половины кольца 903. Сохраняется расстояние между сегментами кольца 902 в полосе 905 и между полосами 905 для обеспечения ширины разделительной дорожки. Это размещение на пластине 901 длиной 20,3 см (8 дюймов) дает 406 полные кольца из 812 сегментов в виде половины кольца 902, и позволяет использовать 40,7% материала пластины.

На фиг. 10 изображен вид сверху вниз пластины 1001 длиной 20,3 см (8 дюймов) с сегментами в виде половины кольца 1002, размещенными вкладыванием, включающей девять концентрических полос 1005, пронумерованных от 1 до 9. Центр пластины 1001 предоставляет место для двух дополнительных сегментов в виде в виде половины кольца 1002, которые не включены в полосу 1005. Каждая из девяти полос 1005 включает один ряд сегментов в виде половины кольца 1002, один конец кото