CN101495297B - 形成眼镜片模具组合件的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供制作眼镜片的方法和系统。本发明的方法和系统可实现在两个或两个以上离散区域处将两个模具部分耦合在一起。所述方法和系统的实施例形成孔，所述孔完全延伸穿过所述模具部分中的一者，且仅部分延伸穿过另一模具部分。在形成所述孔期间，接近于正被形成的所述孔的模具材料变得熔化且从所述孔扩散。将所述熔化模具材料的一部分提供在所述两个模具部分之间的接触点处，且当所述熔化材料冷却时，所述材料在所述模具部分之间形成点焊。通过在模具组合件中形成多个中空点焊，在制造例如聚硅氧水凝胶隐形眼镜等眼镜片期间，所述两个模具部分可紧固地彼此耦合。

Description

形成眼镜片模具组合件的方法和系统

技术领域

本发明大体上涉及用于生产眼镜片(例如聚硅氧水凝胶隐形眼镜(silicone hydrogelcontact lens)，或包括聚硅氧水凝胶材料的隐形眼镜)的装置、系统和方法。更明确地说，本发明涉及用于将模具部分耦合在一起以形成隐形眼镜模具组合件的方法和系统，以及使用所述方法和系统所生产的隐形眼镜模具组合件。

背景技术

一种制造眼镜片(例如眼内镜片和隐形眼镜)的方法是通过铸造模制(cast molding)。隐形眼镜的铸造模制是众所周知的。参见(例如)阿普顿(Appleton)等人的第5,466,147号美国专利、莫里斯(Morris)的第6,405,993号美国专利以及迪安(Dean)的第6,732,993号美国专利。

在隐形眼镜铸造模制工艺中，用于模制单一隐形眼镜产品的单一模具组合件包含：阴模部分(female mold section)，其具有界定待制作的镜片的前表面的凹光学表面(concave optical surface)；以及阳模部分(male mold section)，其具有界定待制作的镜片的后表面的凸光学表面。因此，当将阳模部分和阴模部分组合在一起时，隐形眼镜形模穴形成于阴模部分的凹表面与阳模部分的凸表面之间。

用于铸造模制镜片的工艺如下。将可聚合的镜片材料(例如，单体材料或其它镜片前驱体材料)放置在隐形眼镜模具部分的凹表面上。这通常通过将大量镜片前驱体材料分配到半模(mold half)或模具部分上来完成。

一旦被填充，就将第二模具部分放置成与第一模具部分接触，以形成含有镜片前驱体材料的镜片形模穴。

第一模具部分与第二模具部分的一种类型的耦合利用第一模具部分与第二模具部分之间的干涉配合。举例来说，可通过第一模具部分的一部分所提供的作用于第二模具部分的一部分上的压力配合，来相对于第一模具部分将第二模具部分固持在适当位置中。

另一类型之耦合被称作点接触耦合。使用点接触模具部分，将第一模具部分和第二模具部分放置成彼此接触，且需要额外耦合机构来将两个模具部分固持在一起。举例来说，通过将模具部分实体地夹持在一起，可将两个点接触模具部分固持在一起。或者，可通过将两个模具部分的一部分熔合在一起，来将两个点接触模具部分固持在一起。举例来说，第5,759,318号美国专利描述使用超声波能量来将两个模具部分紧固在一起。

用于形成隐形眼镜模具组合件的耦合类型通常与用于生产模具部分的材料的类型有关。举例来说，弹性或柔性较大的聚合材料(例如相对来说非极性或疏水性的聚合树脂)可用于形成干涉配合模具部分。比较起来，刚性或非柔性较大的聚合材料(例如相对来说为极性或亲水性的聚合材料)可用于形成点接触模具部分。

在闭合两个模具部分以形成隐形眼镜模具组合件后，(例如)通过对经填充的模具组合件施加热量和/或光或其它合适的聚合方法来固化隐形眼镜前驱体材料，从而在模具部分之间生产经聚合的隐形眼镜产品。接着，将从模具部分移除隐形眼镜产品。所述隐形眼镜产品常为未精加工的隐形眼镜，其经历一个或一个以上精加工步骤(例如，常规的精加工步骤(例如萃取和/或水合))，以生产最终的隐形眼镜。

在形成聚硅氧水凝胶隐形眼镜的过程中，使用相对来说亲水性的聚合树脂或极性树脂(例如Soarlite S(日本的日本合成化学公司(Nippon Gohsei Ltd.))有益于生产聚硅氧水凝胶隐形眼镜，其具有在眼科上合意的表面可湿性，而无需表面处理或隐形眼镜中的聚合内部润湿剂。与铸造模制工艺相关联的一个障碍涉及维持模具部分的适当放置和固定，特别是在镜片前驱体材料已放置在模具部分之间后且在其聚合前。当使用超声波能量将两个模具部分紧固在一起时，在镜片杯(例如，模具部分的含有镜片前驱体材料的区域)中可能会发生浑浊化、凹坑或气泡形成。此外，还可能难以形成镜片前驱体材料具有大体上均一厚度的模具组合件，或换句话说，由于镜片前驱体材料在镜片杯的一个区域处相对于另一不同区域的增厚，镜片不具有不合意的棱镜。

另外，由于经聚合隐形眼镜产品的潜在易碎性质，模具部分应可分离，而不会造成镜片产品的破裂或损坏。

因此，需要用于制造镜片的更有效、更可靠的方法和系统，例如，用于在制造隐形眼镜期间耦合模具部分的方法和系统。

发明内容

本发明的方法和系统大体上针对将填充有隐形眼镜前驱体材料(例如，聚硅氧水凝胶隐形眼镜前驱体材料)的模具组合件的个别隐形眼镜模具部分紧固在一起，使得经紧固、填充的模具部分在一个或一个以上后续的隐形眼镜制造步骤(例如直到前驱体材料的聚合，且包含前驱体材料的聚合)期间，相对于彼此而保持固定。所述系统和方法适合于自动制造隐形眼镜，例如聚硅氧水凝胶隐形眼镜，其包含日戴型镜片和长期或连续配戴型镜片。本发明的方法和系统包含形成多个接触焊或点焊，其径向位于远离模具组合件的隐形眼镜形模穴处。

在本发明的广泛方面中，提供用于制作眼镜片(例如，聚硅氧水凝胶隐形眼镜)的方法和系统。本发明的方法和系统在第一模具部分与第二模具部分之间有效地形成多个中空点焊，以将第一模具部分和第二模具部分紧固在一起作为模具组合件。所述方法包含将一个或一个以上孔形成到第一模具部分的离散区域中，以及将一个或一个以上孔形成到第二模具部分的离散区域中。第一模具部分中的孔完全延伸穿过模具部分的所述区域。第二模具部分中的孔仅延伸穿过第二模具部分的一部分。举例来说，所述孔不完全延伸穿过所述模具部分。通过软化或熔化所述区域处的模具材料来形成孔。软化或熔化的模具材料从所述孔经过。软化或熔化的模具材料占用第一模具部分与第二模具部分之间的空间，且当模具材料冷却或变硬时，其充当第一模具部分与第二模具部分之间的焊接件或附接件(attachment)。使用本发明的方法和系统，可将两个点接触模具部分附接在一起，而无需形成完全穿过两个模具部分的孔、无需与熔化的模具材料的粘连丝(stringing)相关联，且/或不会造成从此些模具组合件获得的经聚合镜片的缺陷。

如本文中所述，可通过施加能量(包含热能或超声波能量)以致使模具材料的一部分软化或熔化，来在模具部分中形成孔。可以连续方式或以脉动方式传递能量。本发明的方法和系统的实施例可包含将冷却剂传递到孔或孔附近，以冷却形成孔的元件和熔化的模具材料。本发明的方法和系统的实施例可包含将孔形成于结构大体上相同的两个模具部分中。本发明的方法和系统的实施例可包含使形成孔的元件的尖端穿过模具部分。所述尖端具有有效地形成本文中所述的孔的末端。在某些实施例中，所述尖端具有具平坦末端表面的锥形末端。在其它实施例中，所述尖端具有具平坦末端表面的凿刻末端。在其它实施例中，所述尖端具有圆顶形或凸的末端表面。在某些实施例中，所述尖端具有延伸到所述尖端的末端表面的孔。所述孔有效地将冷却剂(例如空气或气体)传递到所述尖端的末端和模具部分的周围区域。在某些实施例中，在形成孔期间，使用夹持装置来将所需量的压力提供给第一模具部分和第二模具部分。在本发明的系统的一个实施例中，系统包括外壳、筒式加热器、套筒和尖端。所述尖端附接到所述套筒或从套筒延伸。套筒含有筒式加热器，且套筒附接到外壳。在某些实施例中，尖端可释放地附接到套筒。所述尖端可由有效地软化或加热塑料材料的多种材料制成。合适的尖端材料的实例包含铜、铝、不锈钢，及包含铜、镍、青铜的元素的合金，以及其组合。

根据本发明一些实施例，提供将两个模具部分附接在一起的方法。所述方法可包括提供尺寸经设计且适合于生产隐形眼镜的第一模具部分和第二模具部分，以及将第一模具部分和第二模具部分放置在一起，以便在其之间界定模穴，例如，隐形眼镜形模穴。第一模具部分和第二模具部分分别包含向模穴外部延伸的第一外围区域和第二外围区域。

本发明的实施例进一步包括在第一外围区域中形成开端孔且在第二外围区域中形成闭端孔的步骤。形成所述孔的步骤可包括向第一外围区域和第二外围区域施加能量，从而致使来自第一模具部分和第二模具部分的至少一者的材料软化，且/或累积在第一模具部分与第二模具部分之间的空间中。累积的材料与第一外围区域和第二外围区域接触，从而致使模具部分在邻近所述孔的区中变成熔合在一起。向第一外围区域和第二外围区域施加的能量可选自由热能、超声波能量及其组合所组成的群组。

可在第一外围区域和第二外围区域上的不同位置处重复所述形成步骤至少一次。在一些实施例中，所述形成步骤包含分别在第一外围区域和第二外围区域中大体上同时形成多个(例如，至少两个，例如三个)开端孔和多个(例如，至少两个，例如三个)闭端孔。为了增强模具组合件在后续处理期间的稳定性，开端孔和闭端孔可围绕模穴大体上等距隔开。

在本发明的更具体方面中，所述形成步骤包括使狭长元件穿过第一外围区域且进入第二外围区域中，且随后从第一外围区域和第二外围区域移除所述狭长元件。因此，通过形成延伸穿过第一外围区域且部分进入第二外围区域中的单一通道或空隙，来进行开端孔和闭端孔的形成。换句话说，所述通道或空隙不完全延伸穿过第二外围区域或第二模具部分的外围区域。

所述方法还可包括在第一模具部分和第二模具部分的至少一者上提供组合物(例如，隐形眼镜组合物，例如，隐形眼镜前驱体组合物)，使得界定在第一模具部分与第二模具部分之间的模穴含有所述组合物。所述组合物可以是聚硅氧水凝胶隐形眼镜前驱体组合物。

本发明的方法、系统和模具组合件中所使用的隐形眼镜模具部分的每一者包括镜片形部分或表面，以及与镜片形部分或表面外接的凸缘或外围区域。所述凸缘或外围区域可被理解为从镜片形表面径向延伸的径向延伸凸缘或外围区域。举例来说，用于形成隐形眼镜的模具组合件可包括第一模具部分和第二模具部分，其中所述第一模具部分包含界定隐形眼镜的前表面的大体上凹的镜片形表面，且所述第二模具部分包含界定隐形眼镜的后表面的大体上凸的镜片形表面。第一模具部分可被理解为阴模部分，且第二模具部分可被理解为阳模部分。当第一模具部分和第二模具部分耦合在一起作为模具组合件时，第一模具部分和第二模具部分在第一模具部分的镜片形表面与第二模具部分的镜片形表面之间形成镜片形模穴。所述模具组合件包含一个或一个以上区域，在所述一个或一个以上区域处，经组合的模具部分的凸缘的表面彼此接触。第一模具部分和第二模具部分在耦合在一起时，沿所述两个模具部分的外围区域形成至少一个接触区域。在一些实施例中，所述接触区域为圆周区域，且在其它实施例中，所述接触区域包括非圆周接触区域，且一个或一个以上间隙分离所述非圆周接触区域。

在某些实施例中，第一模具部分和第二模具部分相对于彼此而结构大体上相同。换句话说，阴模部分和阳模部分大体上相同，且每一者包含形成凹镜片的表面和形成凸镜片的表面。举例来说，所述模具部分的每一者包含界定隐形眼镜的前表面的第一镜片形表面与界定隐形眼镜的后表面的实质上相反的第二镜片形表面。

用于形成隐形眼镜的方法可进一步包括将镜片前驱体组合物放置在模具部分的镜片形表面上的步骤。所述组合物可包括具有至少一种可聚合组份(例如，含硅的可聚合组份)的可聚合隐形眼镜前驱体材料。

一旦阴模部分已接收到可聚合组合物，就将阳模部分放置成与阴模部分接触，以形成隐形眼镜模具组合件，其中可聚合隐形眼镜前驱体组合物占用模具部分之间的镜片形模穴。接着，使用如本文在别处描述的方法来将经填充、耦合的模具部分紧固或接合在一起。

在本发明的方法的某些实施例中，通过在第一模具部分的外围区域与第二模具部分的外围区域之间的接触点处形成多个隔开的孔，来将模具部分紧固在一起。使用热能或超声波能量或其组合来形成所述孔。举例来说，经由在围绕镜片形模穴的离散区域处施加热能或超声波能量，可通过形成于第一模具部分的外围区域与第二模具部分的外围区域之间的两个或两个以上中空点焊，将两个模具部分紧固在一起。

在一个实施例中，所述形成步骤包括使具有经加热尖端的受激励的狭长元件穿过第一外围区域且进入第二外围区域中，优选不完全穿透第二外围区域的厚度。所述经加热尖端致使模具部分的一部分(例如外围区域的一部分)变成熔化或软化。熔化的模具材料占用第一模具部分与第二模具部分之间的空间，且在冷却时形成第一模具部分与第二模具部分之间的焊接件或附接件。在狭长元件穿透第一模具部分和第二模具部分后，从外围区域抽出所述狭长元件。可通过脉冲式热量或连续热量来加热狭长元件的尖端或末端。还可向狭长元件施加超声波能量。举例来说，可从狭长元件的末尖端(distal tip)辐射超声波能量，以致使模具材料熔化或软化。

在某些实施例中，狭长元件的末尖端是锥形或尖锐的。

模具部分优选包括可使用此热能或超声波能量来有效接合的材料。举例来说，在一些实施例中，所述模具部分包括乙烯乙烯醇(ethylene vinyl alcohol，EVOH)，其为适于焊接的材料。应了解，可使用其它材料来制作镜片模具部分，例如本发明的方法、系统和组合件的接触点模具部分。

本发明的其它方法可使用将不同类型的能量引导到模具组合件中以完成所述孔形成步骤。举例来说，可向外围区域施加聚焦的红外线辐射、射频能量和/或其它摩擦形式的加热以形成孔，此进而通过模具部分接触区中与孔直接外接的材料的熔化和随后冷却，来导致第一外围区域与第二外围区域之间的熔合。

另外，在某些实施例中，(例如)使用夹具(例如，经构造以在孔形成步骤期间使模具部分啮合并固持在适当位置中的气动可操作夹具)在孔形成步骤期间将经组合的模具部分固持在适当位置中。还可在阳模部分与阴模部分之间使用替代装置或方法，例如，使用板或其它合适结构的机械夹具。

优选的是，通过形成孔而产生的熔合或焊接区域不界定围绕模具组合件的镜片模穴的连续环形物。实情是，存在离散的焊接或附接区域，例如位于围绕模穴外围的离散、隔开的“点”处的约三个熔合或焊接区域。因此，实际上，第一模具部分和第二模具部分被点焊。如本文中所述，模具组合件之间的焊接可被描述成中空点焊。

有利的是，所述熔合区域将模具部分充分紧固地固持在一起，以使模具组合件能够经受一个或一个以上后熔合程序，而不会使模具组合件无意中变成未对准或分离。此些后熔合程序可包含：(例如)使模具组合件经受聚合辐射，以使镜片形模穴中的镜片前驱体材料聚合；以及模具组合件在各种后熔合处理台之间的机械提升和其它传送。

举例来说，一旦已填充、组合并接合所述模具部分，就使模具组合件的镜片形模穴中的可聚合组合物固化并聚合，以形成经聚合的隐形眼镜产品。在一些实施例中，通过使模具组合件暴露于聚合光(例如，紫外光)来使前驱体组合物聚合。接着，可(例如)通过传递或引导分离器、切割装置(例如，刀片)或其它仪器穿过所述熔合区域，且从隐形眼镜产品移除模具部分中的一者，使模具部分脱模或分离，以暴露隐形眼镜产品。

在本发明的另一方面中，提供可用于制作眼镜片的系统。所述系统通常包括经配置以在大体上固定的位置中承载或支撑模具组合件的表面。所述模具组合件可以是本文中在别处描述的眼镜片模具组合件，例如，包含第一模具部分和第二模具部分的隐形眼镜模具组合件，第一模具部分和第二模具部分组合在一起以在其之间界定镜片形模穴，第一模具部分和第二模具部分分别具有向镜片形模穴外部延伸的第一外围区域和第二外围区域。

所述系统进一步包括狭长元件，所述狭长元件具有末尖端，且相对于所述表面而定位且可移动，使得所述末尖端(例如)在远端方向上穿过第一模具部分的第一外围区域且进入第二模具部分的第二外围区域中，且接着(例如)在近端方向上从第二外围区域和第一外围区域穿出。

在某些实施例中，所述系统包括多个狭长元件，所述狭长元件的每一者经定位以使得在与其它狭长元件所穿过的位置隔开(例如，等距隔开)的位置处，穿过第一外围区域且进入第二外围区域中。

所述系统进一步包括能量源，其操作地耦合到所述狭长元件，以将能量提供给所述狭长元件，所述狭长元件有效地允许其末端穿过第一外围区域且进入第二外围区域中。所述能量源将热能或超声波能量中的至少一者提供给所述狭长元件。

在一些实施例中，能量源在末尖端穿入且穿出第一外围区域和第二外围区域时，将能量连续提供给狭长元件。在其它实施例中，能量源在末尖端穿入且穿出第一外围区域和第二外围区域时，将能量间断地提供给狭长元件。

在特别有利的实施例中，能量源将热能提供给狭长元件。另外，所述系统可进一步包括冷却组合件，其操作地耦合到所述狭长元件，且在从第一外围区域和第二外围区域中移出狭长元件时或之后，有效地冷却所得的闭端孔和开端孔。

所述系统可进一步包括驱动组合件，其操作地耦合到狭长元件，且经构造以使狭长元件的末尖端移入和移出第一外围区域和第二外围区域。所述驱动组合件可包含损耗运动弹簧(loss motion spring)。

所述系统可经构造以自动地和/或以自动机方式操作。

本文中所描述的每个和每一特征，以及两个或两个以上此些特征的每个和每一组合均包含在本发明的范围内，只要包含在此组合中的所述特征不会相互矛盾。另外，可将任何特征或特征的组合从本发明的任何实施例逐一排除在外。

本发明的这些和其它方面在以下具体实施方式和权利要求书(特别是在结合附图考虑时)中是明显的，在附图中，相同部分具有相同参考标号。

附图说明

图1A、图1B和图1C分别是根据本发明实施例的模具组合件的俯视平面图、横截面图和放大横截面图，所述模具组合件包含第一模具部分和第二模具部分，第一模具部分和第二模具部分组合以便在其之间界定隐形眼镜形模穴，且使用本文中所揭示的方法和系统而紧固在一起。

图2是使用热能来生产本发明的模具组合件的系统。

图3是使用超声波能量来生产本发明的模具组合件的另一系统。

图4是本发明的方法和系统中所使用的冷却系统的涡管的图解。

具体实施方式

在本文中通常将相对于可用于制造隐形眼镜的方法和系统来描述本发明，尽管应了解，通过对其作适当的修改，本发明的方法和系统一般可用于制造其它类型的眼镜片和其它可模制物品。

在所说明的实施例中，本发明的系统、方法、组合件和其组件经设计且/或构造以可用于制造聚硅氧水凝胶隐形眼镜，或包括聚硅氧水凝胶材料的隐形眼镜。举例来说，本发明的系统、方法和其组件特别可用于生产长期配戴型聚硅氧水凝胶隐形眼镜，和/或日戴型聚硅氧水凝胶隐形眼镜。然而，如本文中所述，本发明的方法和系统还可用来生产包含可模制或可聚合材料的其它生物医学装置。

在本发明的一个广泛方面中，提供制作隐形眼镜的方法。所述方法一般包括以下步骤中的至少一者：提供第一模具部分和第二模具部分，每一模具部分包含镜片形表面，所述第一模具部分和所述第二模具部分经构造以耦合或放置在一起，以在其之间形成镜片形模穴；在一个模具部分的镜片形模穴中提供镜片前驱体材料(例如，可聚合镜片前驱体组合物)；致使第一模具部分和第二模具部分耦合或放置在一起；将经耦合的第一模具部分和第二模具部分熔合在一起；以及致使镜片形模穴中的可聚合组合物聚合以形成镜片形产品。

现参看图1A、图1B和图1C，提供可用于制作眼镜片(例如聚硅氧水凝胶隐形眼镜)的模具组合件20。如图1B和图1C中所示，模具组合件20一般包括第一模具部分22和第二模具部分24。当第一模具部分22和第二模具部分24如图所示组合时，第一模具部分22和第二模具部分24在其之间界定隐形眼镜形模穴26。

第一模具部分22包含第一模穴表面36。第一模穴表面36为形成隐形眼镜的后表面的凸表面。第二模具部分24包含第二模穴表面38。第二模穴表面38为形成隐形眼镜的前表面的凹表面。

在这些图中所示的模具组合件20中，第一模具部分22和第二模具部分24的结构大体上相同，且在被紧固在一起之前形成。换句话说，模具部分22和24可被称作“通用”模具部分，因为第一模具部分22和第二模具部分24的每一者具有界定后镜片表面的第一镜片形表面和界定前镜片表面的大体上相反的第二镜片形表面两者。通常，此些通用模具部分的重量、半径或其它特性将相对于彼此具有小于约5％的差异。

应了解，在其它实施例中，本发明的模具组合件可包括并非通用模具部分的第一模具部分和第二模具部分。举例来说，第一模具部分和第二模具部分的结构可能并非大体上相同，且所述部分可能适合于与针对其不同结构而设计的机器或装备一起使用。

第一模具部分22进一步包含向第一模穴表面36外部延伸的第一外围区域42，且第二模具部分24包含向第二模穴表面38外部延伸的第二外围区域44。第一模具部分22和第二模具部分24在第一外围区域和第二外围区域处彼此接触。在将两个模具部分紧固在一起之前，将第一模具部分和第二模具部分松散地布置在环绕镜片形模穴的圆周接触点处。

现参看图1C，当根据本发明的方法的方面已将模具部分22和24熔合或附接在一起时，第一外围区域42具有开端孔52，且第二外围区域44具有闭端孔54。

出于本发明的目的，开端孔52可大致由延伸穿过模具部分的外围区域的整个厚度的孔或通道来界定。因此，第一模具部分22中的开端孔52在模具部分的暴露表面处包含开口，且如果与第二模具部分分开考虑，那么在模具部分的相对表面处包含开口。

比较地来说，出于本发明的目的，闭端孔54可大致由在模具部分的一个表面上具有开口端且在所述开口端下面某一深度处具有封闭端的孔或通道来界定。所述闭端孔不延伸穿过模具部分的整个厚度。举例来说，可将所述闭端孔描述为模具部分中的凹穴或凹陷。

在经组合的第一模具部分22和第二模具部分24中形成开端孔52和闭端孔54在模具部分22与模具部分24之间导致离散的熔合区域。开端孔52和闭端孔54共同界定具有开口57a和闭端或末端57b的单一通道57。

如本文中将更详细地阐释，在形成通道57期间，分别来自第一模具部分22和第二模具部分24中的至少一者的模具材料变成有效以将模具部分22和24附接在一起。第一模具部分22和第二模具部分24的附接区A大体上位于邻近孔52、54处，孔52、54分别形成于第一外围区域42和第二外围区域44中。

现参看图1A，在经组合的模具组合件20中，多个此些孔(例如，通道57)界定在第一外围区域42和第二外围区域44中。举例来说，模具组合件20的俯视平面图说明第一模具部分22的外表面62。如图所示，在此特定实例中，组合件20包含三个隔开(例如，等距隔开)的通道，所述通道在图式中由其各自的通道开口57a识别。通道57包括第一外围区域42中的开端孔，所述开端孔与第二外围区域(在图1A中不可见)中的闭端孔对准。

本发明的方法可包括以下步骤：将第一模具部分和第二模具部分(例如，模具部分22和24)放置在一起，以在其之间界定镜片形模穴；以及在第一模具部分和第二模具部分中的至少一者上提供眼镜片组合物，以使得镜片形模穴包含所述组合物。眼镜片组合物是选自由眼镜片组合物和眼镜片前驱体组合物组成的群组的组合物。

在所说明的实施例中，将隐形眼镜前驱体组合物提供在模穴中。所述组合物可包括可用于生产聚硅氧水凝胶的一种和一种以上含硅组份。举例来说，位于模具组合件的隐形眼镜形模穴中的本发明的可聚合组合物可包含聚二甲基丙烯酸硅氧烷酯(polysiloxanyl dimethacrylate)聚硅氧单体，或聚二甲基丙烯酸硅氧烷酯聚硅氧单体与聚甲基丙烯酸二甲基硅氧烷酯(polydimethylsiloxane methacrylate)衍生物的组合。合适的组合物的实例包含WO2006026474中所描述的那些组合物。可使用辐射(例如紫外线辐射)来使可聚合镜片前驱体组合物在模具组合件中聚合，以形成经聚合的聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品。

所属领域的技术人员将了解，根据本发明的方法和系统(可能对其作适当修改)可用于使由其它可聚合组合物配方形成的其它类型的模制镜片脱模，且应将所有此些经修改的方法和系统视为在本发明的范围内。

本发明的方法包括在第一模具部分的外围区域中形成开端孔，且在第二模具部分的外围区域中形成闭端孔，以便致使来自第一模具部分和第二模具部分中的至少一者的材料(例如，材料或经熔化聚合材料的软化或熔化的气泡)软化且变为附接到另一模具部分或与其熔合。举例来说，在所述形成步骤期间，致使经软化的材料累积在第一模具部分的外围区与第二模具部分的外围区之间的空间中。所述方法可进一步包括使模具组合件中的组合物经受由组合物有效地形成眼镜片产品的条件的步骤。举例来说，方法可包括使镜片前驱体组合物聚合或固化的步骤。

在所说明的实施例中，模具组合件包括图1B和图1C中所示的第一模具部分22和第二模具部分24，且在形成步骤中形成的孔包括本文中所述的通道57，每一通道由开端孔52和闭端孔54界定。

孔形成步骤优选包括向第一外围区域42和第二外围区域44施加能量。所述能量可选自由热能、超声波能量、无线电能、光能(例如激光能)以及其各种组合组成的群组。

现参看图1C和图2，在本发明的相关方面中，提供可用于制作眼镜片的系统70。如在本文中别处所述，系统70通常包括经配置以在大体上固定的位置中承载或支撑模具组合件(例如模具组合件20)的表面72，以及可用于在第一模具部分22的外围区域42中形成开端孔52且在第二模具部分24的外围区域44中形成闭端孔54的机构74。如图所示，表面72可具有大体上符合第二模具部分的轮廓表面的轮廓，以使得模具组合件20嵌套在表面72中。

用于形成孔的机构74包含至少一个狭长元件76，其具有末尖端77，且可相对于表面72而定位和移动，以使得末尖端77(在远端方向78上)穿过第一外围区域42，且进入第二外围区域44中。末尖端77仅部分穿入第二外围区域44中以形成闭端孔54。换句话说，闭端孔54不完全延伸穿过外围区域44的整个厚度。

在末尖端77已穿透到第二外围区域44中后，狭长元件76接着颠倒方向，且(在近端方向82上)从第二外围区域44移出且从第一外围区域42移出。这形成由开端孔52和闭端孔54以及第一外围区域42与第二外围区域44之间的熔合区域A组成的通道57。

以本文中所述的方式形成孔52和54(例如，通道57)的过程致使第一模具部分22和第二模具部分24变得在模具部分22与模具部分24之间的离散“点”或离散区域处熔合或紧固在一起。

举例来说，可(例如)通过热量、超声波或其组合来激励狭长元件76。在优选实施例中，加热狭长元件76的末尖端77(图1C)，且在尖端77穿入模具部分22、24中时，经加热的尖端77致使模具材料的一部分熔化或软化。当从外围区域抽出狭长元件76时，经熔化或软化的模具材料的气泡由尖端77承载，且分别在第一外围区域42与第二外围区域44之间形成接触区域，从而产生邻近由抽出的狭长元件76形成的孔的焊接或熔合区域。

可通过脉冲式热量或连续的热量来加热狭长元件76或其尖端77。优选的是，狭长元件76包括铜或可被迅速加热和冷却以减少循环时间的其它合适材料。还可向狭长元件76施加超声波能量。举例来说，可从狭长元件的末尖端辐射超声波能量，以致使模具材料熔化或软化。

优选的是，系统70经构造以使得当从新形成的孔抽出狭长元件76时，不存在熔化的模具部分材料的“粘连丝”。举例来说，可在狭长元件中提供端口(未图示)，其将一股冷却剂(例如，空气或其它气体)传递到所述狭长元件的尖端77，以便减少粘连丝。

在所说明的实施例中，狭长元件76和由此形成的通道57具有在约0.5mm到约2.0mm之间(例如，约1.5mm)的直径。在详细实施例中，狭长元件76的末尖端77具有具平整末端的锥形形状。其它的可能配置包含凿刻端和圆顶锥形端。

在所示的实施例中，系统70包含多个狭长元件76，更具体地说，三个狭长元件76，其用于形成三个优选等距间隔的熔合区域(例如，参见图1A)。狭长元件76的每一者经定位以使得所述狭长元件76的末尖端77在与其它狭长元件76所经过的位置隔开的位置处穿过第一外围区域42且进入第二外围区域44中。

优选的是，系统70进一步包括能量源86，其操作地耦合到狭长元件76以将能量(例如，热能)提供给狭长元件76。所述能量有效地允许狭长元件76的末尖端77穿过第一外围区域42且进入第二外围区域44中。在系统70中，能量源86包括连接到狭长元件76的个别筒式加热器88。示范性筒式加热器商业上可从英国的库柏工具(Cooper Tools)(http://www.cooperhandtools.com/europe/contact_us/index.htm)购得。在一个特定实施例中，可使用经修改的WSD15l电子控制的数字焊台来加热狭长元件。可从50℃到550℃调节温度控制。

在一些实施例中，能量源86在形成孔期间将能量连续提供给狭长元件76。在其它实施例中，能量源86在末尖端72分别穿入和穿出第一外围区域42和第二外围区域44时将能量间断地提供给狭长元件76。

在孔形成步骤期间提供给狭长元件76的能量是某一量的能量，所述量小于足以对位于镜片形模穴26中的隐形眼镜组合物造成任何显著或有害影响的量。举例来说，在狭长元件76由所示的筒式加热器88加热的本发明的实施例中，从元件76辐射的热量不对位于模穴26的外围边缘89(参见图1C)处的镜片组合物造成实质加热。类似地，在使用超声波能量来形成孔的本发明的实施例中，超声波能量不会辐射到镜片组合物中且不会造成其空蚀。

在一些实施例中，提供冷却组合件90。冷却组合件90操作地耦合到狭长元件76，且在狭长元件76分别从第一外围区域42和第二外围区域44中移出时或之后，有效地冷却所得的闭端孔54和开端孔52。

作为另一实例，冷却组合件可包含涡管设备200(图4)，例如可从密其气体技术(Meech Air Technology)(英国)公开购得的涡管。涡管200经由入口210接收压缩空气。将压缩空气引入包含产生器的腔室204中。将空气引向所述产生器，且所述空气围绕所述设备的中心纵向轴(例如，热交换管202)旋转。旋转的空气柱的温度在所述柱外部比在所述柱中心处高。朝涡管设备的一端208(经加热空气出口)排出较暖空气，且将较冷空气引向相对端206(冷空气出口)。导管(例如柔性管)从涡管的冷空气出口朝加热元件延伸，以有效地朝形成于隐形眼镜模具组合件中的点焊传递经冷却的空气。涡管可使空气冷却到-60℃，且可将空气加热到110℃。通过降低点焊附近的空气温度(例如降低约40℃)，有可能减少与点焊程序相关联的粘连丝，或减少循环时间，或两者兼有，从而导致生产效率增强。对于包括三个加热元件的焊接设备，可在加热元件附近提供三个冷却喷嘴。还可提供加热元件与冷却喷嘴的数目的其它组合。

系统70优选进一步包括操作地耦合到伺服电动机95a和滑动件95b以及狭长元件76的驱动组合件94，提供用于使狭长元件76的末尖端77分别移入和移出第一外围区域42和第二外围区域44的机构。狭长元件76可经弹簧加载的(例如，使用损耗运动弹簧机构)，以便抑制元件76相对于模具组合件20的向内和向外运动。

另外，系统70还可包括气动夹具95c或在孔形成步骤期间有效地固持模具组合件20使其抵靠表面72的其它元件。将夹具95c说明为具有接触第一外围区域42的表面(例如，上表面)的平坦或平整末端表面。另外，夹具95c的所说明的实施例包含多个切口或小孔以容纳狭长元件76。夹具95c可有效地传递约0牛顿到约2000牛顿之间的压力/力。在优选实施例中，夹具95C在孔形成步骤期间将约150牛顿的力传递到模具组合件20。

夹具95c还包括自行校正机构。包含自行校正机构的夹具可有效地将模具部件固持在一起，使模具部件的介接表面彼此平行。通过提供这种类型的耦合，可减少经聚合镜片材料的闪光环(flash ring)和镜片棱镜化。可理解，夹具95c经构造以在模具闭合期间减少闪光环和不恰当的镜片棱镜(例如，经聚合镜片产品的部分增厚)的形成。

通过对本发明的系统作适当修改，本发明的系统可经构造以自动地(例如，以自动机方式)操作，且因此在并入隐形眼镜的大量生产线中时尤其有用。

在本发明的其它方面中，模具部分中的一者可包含突出物，所述突出物形成向经组合模具部分的经填充镜片形模穴外部定位的离散接触区域或接触点。孔通常形成于这些接触点处。

在本发明的一些实施例中，模具部分的外围区域包含位于所述突出物之间的一个或一个以上凹入区域，例如，底切区域(未图标)(例如，鸽尾形底切区域)。所述底切区域可以是用于模制个别模具部分的过程的副产品。

系统70非常适合大规模生产/高速镜片制造系统。通过所属领域的技术人员将已知且理解的适当修改，本发明的系统可经构造以自动地和/或以自动机方式操作，例如，作为聚硅氧水凝胶隐形眼镜制造系统的一部分。

现参看图3，根据本发明的另一系统大致展示于170处。除本文中所明确描述的外，系统170类似于系统70，且由增加了100的对应参考标号来表示对应于系统70的特征的系统170的特征。

系统170大致上与系统70相同，主要差异是热能由超声波能量代替或与超声波能量结合使用。

举例来说，系统170通常包括：能量组合件96，其经构造且有效地提供振动能(具体地说，超声波能量)；以及角状物(horn)98，其操作地耦合到具有换能器96a的能量组合件96，且有效地将来自能量组合件96的超声波能量转移到移入且移出模具部分外围区域(如本文中在别处所描述和展示)的狭长元件176，以在其中形成开端孔和闭端孔。

更明确地说，在图3中所示的示范性系统170中，通过伺服电动机195a/滑动件195b组合件使具有狭长元件176的角状物98与模具组合件120形成接触，直到一系列损耗运动弹簧102被压缩为止。在激活来自换能器96a的超声波脉冲后，狭长元件176产生热，狭长元件176由于损耗运动压缩力而熔穿模具部分，从而如本文中在别处所述将模具熔合或焊接在一起。接着，(例如)在经熔化区域已冷却之后，电动机195a使角状物98和狭长部件176缩回，从而使模具部分密封在一起。接着，从表面172移除经耦合的模具组合件120。

施加到狭长部件176的超声波能量可通常为约20kHz到约40kHz或更高。

尽管示范性系统70和179通常被描述为仅包含三个狭长部件76和176，但应了解，本发明的其它实施例可包含三个以下狭长部件，或三个以上狭长元件。

在本发明的所说明的实施例中，模具组合件包括聚乙烯乙烯醇(polyethylene vinylalcohol，EVOH)，其为用于超声波焊接的合适材料。应了解，其它材料(例如，其它极性树脂或接触点模具材料)可用于制作本文中所述的镜片模具部分。

若干因素可能影响由热能和/或超声波能量对材料的可焊性。一个因素是模具部分材料的熔化或软化温度，材料的熔化或软化温度越高，需要越多能量来导致焊接。另一个因素是待焊接材料的硬度，其通常影响材料将能量传输到接合界面的能力。通常，较硬的材料具有较好的超声波传输能力。

鉴于本文中的揭示内容，可将本发明的方法的实施例描述如下。制作聚硅氧水凝胶隐形眼镜的方法包括以下步骤：提供隐形眼镜模具组合件，其包括含有可聚合聚硅氧水凝胶隐形眼镜前驱体组合物的隐形眼镜形模穴。所述模具组合件包括具有形成凹镜片的表面的第一模具部分，以及具有朝所述形成凹镜片的表面定向的形成凸镜片的表面的第二模具部分。每一模具部分包括与各自形成镜片的表面的每一者径向隔开的外围区域，使得所述隐形眼镜模具组合件包括从隐形眼镜形模穴径向向外间隔的外围区域。所述方法还包括通过引导一个或一个以上经加热元件穿过第一模具部分和第二模具部分的每一者的外围区域，来在第一模具部分的外围区域与第二模具部分的外围区域之间的隐形眼镜组合件的外围区域中形成多个分离的点焊。所述点焊有效地使第一模具部分与第二模具部分实体地耦合在一起。在一些实施例中，引导经加热元件完全穿过第一模具部分和第二模具部分两者的外围区域，以在隐形眼镜组合件外围区域中形成连续的开端孔。在其它实施例中，如本文中所述，使加热元件不完全穿过所述模具部分中的一者，以在模具部分的外围区域的一者中形成闭端孔。所述方法还可包括冷却形成于第一模具部分与第二模具部分之间的点焊的步骤。举例来说，方法可包括将冷却气体(例如空气)从涡管设备引向点焊中的一者和一者以上。可从隐形眼镜模具组合件移除加热元件，且可使所述组合件暴露于会引起聚合的量的辐射，以致使可聚合聚硅氧水凝胶组合物聚合，且形成经聚合的聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品。接着，(例如)通过机械分离第一模具部分与第二模具部分，来使含有经聚合的聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品的模具组合件脱模，接着，(例如)通过使经聚合的聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品和模具部分与液体接触，来使经聚合的聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品从模具部分中的一者脱透镜(delense)。接着，将经脱透镜的产品放置成与例如溶剂(例如，乙醇)的萃取组合物接触，以从产品移除可萃取材料，且随后将所述产品放置成与含水组合物接触以生产水合隐形眼镜。接着，可将水合隐形眼镜转移到封装，随后对其进行密封和灭菌。

尽管在本文中已描述某些优选实施例，但应理解，本发明不限于这些实施例，且修改和变化对一般所属领域的技术人员来说将是显而易见的。

举例来说，本发明的模具闭合系统的额外实施例可包括使用热量在多个离散区域处将两个模具部件焊接在一起，在一个实施例中，可在离散区域处在经组合模具的外外围边缘处施加热量，以形成围绕经组合模具的外周长而定位的多个接触焊接件。在此实施例中，不需要钻孔(bore hole)来使两个模具部件彼此附接。

另一实施例可包括使用加热或经加热元件来在模具部件的仅一者中形成钻孔。举例来说，可使可加热元件穿过顶部模具部件且将其抽出，而不在底部模具部件中形成钻孔。举例来说，由可加热元件提供的热量可能足以使模具材料融合，使得从第一模具部件产生的经熔化的模具材料可熔化并接触第二模具部件，且在经熔化材料冷却时，在第一模具部件与第二模具部件之间形成点焊。因此，可通过在第一模具部件中形成孔且不在第二模具部件中形成孔来获得焊接。

Claims (39)

1.一种制作聚硅氧水凝胶隐形眼镜的方法，其包括：

提供隐形眼镜模具组合件，其包括含有可聚合聚硅氧水凝胶隐形眼镜前驱体组合物的隐形眼镜形模穴，其中所述隐形眼镜形模穴位于第一模具部分的一部分与第二模具部分的一部分之间，且所述模具组合件包括从所述隐形眼镜形模穴径向向外间隔开的外围区域；

形成穿过所述第一模具部分的所述外围区域且不完全穿过所述第二模具部分的所述外围区域的通道，以在所述隐形眼镜模具组合件的所述外围区域中形成多个分离的点焊，以使所述第一模具部分和所述第二模具部分耦合在一起，以形成经焊接的隐形眼镜模具组合件，其中通过引导至少一个经加热元件穿过所述第一模具部分和所述第二模具部分的每一者的所述外围区域来形成所述点焊；

使所述经焊接的隐形眼镜模具组合件暴露于辐射，以使存在于所述隐形眼镜形模穴中的所述聚硅氧水凝胶隐形眼镜前驱体组合物聚合；

使所述经焊接的隐形眼镜模具组合件脱模，以分离所述第一模具部分与所述第二模具部分，其中所述经聚合的聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品与所述模具部分中的一者接触；

使所述经聚合的聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品从所述模具部分脱透镜，以形成经脱透镜的经聚合聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品；

从所述经脱透镜的经聚合聚硅氧水凝胶产品萃取可萃取材料，以形成经萃取的经聚合聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品；以及

对所述经萃取的经聚合聚硅氧水凝胶隐形眼镜产品进行水合，以形成聚硅氧水凝胶隐形眼镜。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括冷却形成于所述第一模具部分与所述第二模具部分之间的所述点焊。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述冷却包括将经冷却气体从涡管设备引向所述点焊。

4.一种将两个模具部分附接在一起的方法，所述方法包括：

将第一模具部分和第二模具部分放置在一起，以在其之间界定模穴，所述第一模具部分和所述第二模具部分分别具有向所述模穴外部延伸的第一外围区域和第二外围区域；以及

在所述第一外围区域中形成开端孔，且在所述第二外围区域中形成闭端孔，从而致使来自所述第一模具部分和所述第二模具部分中的至少一者的材料累积在所述第一外围区域与所述第二外围区域之间的空间中，且与所述第一外围区域和所述第二外围区域接触。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述形成步骤包括向所述第一外围区域和所述第二外围区域施加能量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述能量选自由热能、声能及其组合组成的群组。

7.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一模具部分和所述第二模具部分的尺寸经设计且适合于生产隐形眼镜。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一模具部分和所述第二模具部分包括聚合材料。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一模具部分和所述第二模具部分的结构大体上相同。

10.根据权利要求4所述的方法，其中在所述第一外围区域和所述第二外围区域上的不同位置处重复所述形成步骤至少一次。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述开端孔和闭端孔在所述模穴周围大体上等距隔开。

12.根据权利要求4所述的方法，其中所述形成步骤包括使狭长元件穿过所述第一外围区域且进入所述第二外围区域中。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述形成步骤进一步包括从所述第一外围区域和所述第二外围区域移除所述狭长元件。

14.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括在所述第一模具部分和所述第二模具部分中的至少一者上提供选自由隐形眼镜组合物和隐形眼镜前驱体组合物组成的群组的组合物，使得界定于所述第一模具部分与所述第二模具部分之间的所述模穴包含所述组合物。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述组合物是聚硅氧水凝胶隐形眼镜前驱体组合物。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一模具部分和所述第二模具部分包括聚合材料。

17.一种模具组合件，其包括：

第一模具部分，其具有第一模穴表面和向所述第一模穴表面外部延伸的第一外围区域，所述第一外围区域具有开端孔；以及

第二模具部分，其具有第二模穴表面和向所述第二模穴表面外部延伸的第二外围区域，所述第二外围区域具有闭端孔；

所述第一模具部分和所述第二模具部分附接在一起以在其之间界定模穴。

18.根据权利要求17所述的模具组合件，其中来自所述第一模具部分和所述第二模具部分中的至少一者的材料有效地将所述第一模具与所述第二模具附接在一起。

19.根据权利要求17所述的模具组合件，其中所述第一模具部分与所述第二模具部分的附接区位于邻近所述第一外围区域和所述第二外围区域中的所述孔处。

20.根据权利要求17所述的模具组合件，其尺寸经设计且适合于生产隐形眼镜。

21.根据权利要求20所述的模具组合件，其中所述第一外围区域具有多个开端孔，且所述第二外围区域具有多个闭端孔。

22.根据权利要求21所述的模具组合件，其中所述开端孔和闭端孔在所述模穴周围大体上等距隔开。

23.根据权利要求20所述的模具组合件，其进一步包括位于所述模穴中的组合物，所述组合物选自由隐形眼镜组合物和隐形眼镜前驱体组合物组成的群组。

24.根据权利要求23所述的模具组合件，其中所述组合物是聚硅氧水凝胶隐形眼镜前驱体组合物。

25.一种制作眼镜镜片的方法，所述方法包括：

将第一模具部分和第二模具部分放置在一起，以在其之间界定模穴，所述第一模具部分和所述第二模具部分分别具有向所述模穴的周长的外部延伸的第一外围区域和第二外围区域以及第一外围周长和第二外围周长；

在所述第一模具部分和所述第二模具部分中的至少一者上提供选自由眼镜镜片组合物和眼镜镜片前驱体组合物组成的群组的眼镜镜片组合物，使得界定于所述第一模具部分与所述第二模具部分之间的所述模穴包含所述组合物；

在所述模穴的所述周长与所述第一和第二外围周长之间形成多个隔开的点焊；

使所述模具组合件中的所述组合物经受由所述组合物有效地形成眼镜镜片产品的条件。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述眼镜镜片是隐形眼镜。

27.根据权利要求26所述的方法，其进一步包括在所述第一模具部分和所述第二模具部分中的至少一者上提供选自由隐形眼镜组合物和隐形眼镜前驱体组合物组成的群组的组合物，使得界定于所述第一模具部分与所述第二模具部分之间的所述模穴包含所述组合物。

28.根据权利要求25所述的方法，其中所述形成步骤包括向所述第一外围区域和所述第二外围区域施加能量以形成所述多个隔开的点焊。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述能量选自由热能、声能及其组合组成的群组。

30.根据权利要求25所述的方法，其中所述第一模具部分和所述第二模具部分包括聚合材料。

31.根据权利要求25所述的方法，其中所述形成步骤包括使狭长元件穿过所述第一外围区域且进入所述第二外围区域中。

32.一种可用于制作眼镜镜片的系统，所述系统包括：

表面，其经配置以在固定的位置中承载模具组合件，所述模具组合件包括第一模具部分和第二模具部分，所述第一模具部分和所述第二模具部分放置在一起以在其之间界定模穴，所述第一模具部分和所述第二模具部分分别具有向所述模穴外部延伸的第一外围区域和第二外围区域；

狭长元件，其具有末尖端，且可相对于所述表面而定位和移动，使得所述末尖端穿过所述第一外围区域且进入所述第二外围区域中，且接着从所述第二外围区域和所述第一外围区域穿出；以及

能量源，其操作地耦合到所述狭长元件以将能量提供给所述狭长元件，从而有效地允许所述狭长元件的所述末尖端穿过所述第一外围区域且进入所述第二外围区域中。

33.根据权利要求32所述的系统，其中所述能量源将热能或超声波能量中的至少一者提供给所述狭长元件。

34.根据权利要求32所述的系统，其中所述能量源在所述末尖端穿入且穿出所述第一外围区域和所述第二外围区域时，将能量连续地提供给所述狭长元件。

35.根据权利要求32所述的系统，其中所述能量源在所述末尖端穿入且穿出所述第一外围区域和所述第二外围区域时，将能量间断地提供给所述狭长元件。

36.根据权利要求32所述的系统，其中所述能量源将热能提供给所述狭长元件。

37.根据权利要求32所述的系统，其进一步包括冷却组合件，所述冷却组合件操作地耦合到所述狭长元件，且在从所述第一外围区域和所述第二外围区域中移出所述狭长元件时或之后，有效地冷却所得的闭端孔和开端孔。

38.根据权利要求32所述的系统，其进一步包括驱动组合件，所述驱动组合件操作地耦合到所述狭长元件且经构造以将所述狭长元件的所述末尖端移入且移出所述第一外围区域和所述第二外围区域。

39.根据权利要求32所述的系统，其包含多个狭长元件，所述狭长元件的每一者经定位以使得所述末尖端在与其它一个或一个以上狭长元件所经过的位置隔开的位置处穿过所述第一外围区域且进入所述第二外围区域中。

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