CN1466146A - 光盘托架和使用该托架的光盘驱动器 - Google Patents

光盘托架和使用该托架的光盘驱动器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光盘驱动器的光盘托架，包括：托架主体，其上具有放置光盘的底座表面，该光盘托架设置在光盘驱动器中、以便能滑入和滑出光盘驱动器；开口，它穿过所述光盘托架、以便用于记录和读取数据的光学头能够访问所述光盘；涡流抑制单元，它在空间上抑制光盘旋转所产生的涡流。涡流抑制单元包括从开口两边缘向开口内形成的至少一个凸起。所述至少一个凸起沿开口的两边缘的一个边缘设置、或沿开口两边缘水平对称地设置、或沿开口两边缘相互水平地交叉。利用本发明的光盘托架，通过在光盘托架的开口内产生许多小的和弱的涡系，避免了振动和噪音，于是改善了光学头的精度，并能够进行高速度和高密度的记录和再现。

Description

光盘托架和 使用该托架的光盘驱动器
技术领域
本发明涉及光盘驱动器的光盘托架，特别涉及用于在光盘转动时减小振动和噪音的光盘托架。
背景技术
一般来说，光盘驱动器在由同心轨道形成的光盘记录表面上记录信息、或从该记录表面上读取信息。具体地，当光盘以恒定的线速度旋转时，光盘驱动器通过沿光盘半径方向滑动的光学头向光盘记录表面发射激光束来记录或读取数据。
通常在光盘驱动器中设置承放光盘的光盘托架。一个开口穿透光盘托架，使记录或读取数据的光学头能够访问旋转的光盘。
为了借助光盘驱动器准确地读取记录在光盘记录表面上的数据、或准确地在光盘上记录数据，应使发自光学头的激光束准确入射在光盘记录表面的轨道上，并使发自激励器的光束的光轴与光盘记录表面始终保持不变的角度。
但是，高速旋转的光盘与空气之间的摩擦、空气阻力和高速空气紊流所产生的噪音和振动会使光盘驱动器的记录再现性能变差。
韩国专利申请(Korean Patent Application)1998-0013873和1998-0030740涉及了上述问题。图1A表示在韩国专利申请1998-0013873中所述的用于减小光盘驱动器中噪音的传统装置，图1B表示如何用图1A的结构消除速度梯度。
如图1A和1B所示，在光盘托架100的底座表面101上设置多个叶片110，以便当光盘190放置在转动台(未示出)上、并以高速度漂浮在底座表面101上进行旋转时从形成在光盘190下面的边界层内侧消除空气的速度梯度。
多个叶片110形成在光盘托架100的底座表面101上，并使多个叶片110在光盘190的旋转方向180上向上倾斜45°，如图1B所示。多个叶片110沿光盘190的径向伸展，如图1A所示。
当光盘190以高速旋转时，从光盘190的下表面191向着光盘托架100的底座表面101逐渐增加的速度梯度150在边界层中形成。在这种状态中，如果每个叶片110均如图1B所示地进行设置，则在气流通过叶片110的斜面时、在光盘190下表面191上产生的边界层的速度梯度被消除，于是从光盘190的下表面191到光盘托架100的底座表面101、气流具有均匀的速度。所以，因速度梯度在边界层中形成的噪音可被减小。
但是，在传统的用于减小光盘驱动器中噪音的装置中，光盘托架被假定为理想的没有开口的平板。即，不存在用于使光学头访问光盘190的记录表面的开口170的影响。
振动和噪音由高速旋转的光盘表面与气流之间的摩擦产生、并在空气的速度梯度和压力梯度增大时加剧。由此可知，气流的速度梯度和压力梯度在开口170处会出现最大的变化。
图2表示在传统光盘托架的开口中产生的涡流。
如图2所示，当光盘190沿标号180的方向旋转时，空气230通过开口210流进底座表面210与光盘190之间，如标号230所示。于是，空气的速度梯度220从光盘190的下表面191向着光盘托架200的底座表面201逐渐增加、并沿光盘190的径向向外侧逐渐增加。其结果，在开口210上形成大涡流240，从而在开口210的右侧250和左侧260上的压力以及开口210中的压力间存在很大的差别。这种差别导致光盘190的振动。
另外，噪音产生在底座表面201与开口210之间的边界处。
因此，为了减小光盘驱动器中的噪音和振动，就应当消除或减小开口中产生的涡流和空气的压力梯度。
发明内容
为了解决上述及相关问题，本发明的目的是提供一种光盘驱动器的光盘托架，它能够减小光盘托架的开口中的噪音和振动，以及提供一种使用该光盘托架的光盘驱动器。
相应地，为实现上述目的，根据本发明的一个方面提供了一种光盘驱动器的光盘托架。该光盘托架包括：托架主体，它具有放置光盘的底座表面，该托架主体被安装到光盘驱动器中，能够滑入和滑出光盘驱动器；开口，它穿透光盘托架，使得记录或读取数据的光学头能够访问该光盘；涡流抑制单元，它在空间上抑制光盘旋转所产生的涡流。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面提供了一种具有放置光盘的光盘托架的光盘驱动器。该光盘驱动器包括：托架主体，它具有放置光盘的底座表面，该托架主体被安装到光盘驱动器中，能够滑入和滑出光盘驱动器；开口，它穿透光盘托架，使得记录或读取数据的光学头能够访问该光盘；涡流抑制单元，它在空间上抑制光盘旋转所产生的涡流。
优选地，涡流抑制单元包括从开口两边缘向开口内形成的至少一个凸起。
所述至少一个凸起沿开口的两边缘的一个边缘设置、或沿开口两边缘水平对称地设置、或沿开口两边缘相互水平地交叉。此外，这些凸起可以由柔性材料构成并能沿光盘旋转所产生的气流运动。这些凸起可以具有形成在至少一个区域中的通孔。在凸起的与光盘相对的表面上形成有压纹。
附图说明
结合附图对优选实施例的具体说明、将使本发明的上述目的和优点变得更加清楚。在附图中：
图1A表示用于减小光盘驱动器中噪音的传统装置的透视图；
图1B表示如何用图1A的结构消除速度梯度；
图2表示在传统光盘托架的开口中所产生的涡流的透视图；
图3A表示本发明的光盘驱动器的光盘托架实施例的透视图；
图3B表示在图3A的结构中所形成的涡流的透视图；
图4A表示本发明的光盘驱动器的光盘托架另一实施例的透视图；
图4B表示本发明的光盘驱动器的光盘托架又一实施例的透视图；
图5表示本发明的光盘驱动器的光盘托架再一实施例的透视图；
图6A-6G分别表示本发明各种凸起的实施例的平面图；
图7A-7D分别表示本发明各种凸起的实施例的垂直剖视图。
具体实施方式
图3A表示本发明的光盘驱动器的光盘托架实施例的透视图，图3B表示形成在图3A结构中的涡流的透视图。
如图3A和3B所示，本发明的光盘托架300包括：托架主体301，它安装在光盘驱动器390中、并能滑入和滑出光盘驱动器390；和底座表面302，它形成在托架主体301上、且其上放置光盘190。另外，穿过底座表面302的开口310被设置在托架主体301中，以便用于记录或读取数据的光学头(未示出)能够访问光盘190。
开口310沿着光学头(未示出)的滑动方向自光盘190中心的形成，并且基本上在托架主体301的滑动方向形成。
这里，作为涡流抑制单元，多个凸起320从开口310的两边缘311向开口310内水平对称地形成。在本实施例中，三个凸起320形成在开口310的左右两侧上，但如果需要也可形成一个或多个凸起320。
如果凸起以上述方式形成，则开口310附近产生的涡流被分成许多小涡系。虽然多个小涡系相互连接，但是凸起320导致的空间限制避免了形成一个大涡流，于是，涡流被限制在除凸起320之外的开口中的剩余空间内。
即，在已有技术中，与开口210对应的大涡流240由气流的速度梯度形成，如图2所示，但由于凸起320导致的空间限制，一个涡流被分成许多小涡系或被限制的涡流，如图3A所示。因此，由于多个小涡系350具有小能量、或涡流被凸起320在空间进行了限制，所以开口310中的压力变得小于在没有凸起320时由大涡流240所产生的压力。
这样，由标号303和304所表示的压力值与开口310中的压力值之间的差别被减小，因此由压力的快速变化和压力冲击产生的噪音所引起的光盘振动被减小。
图4A表示本发明的光盘驱动器的光盘托架另一实施例的透视图。
如图4A所示，凸起320沿光盘托架400的开口310的两边相互交叉地水平设置。在这种情况下，涡流基于凸起320的位置被分成如标号450所示的多个小涡系、或基于凸起320的位置而在空间上被限制。
于是，由于多个小涡系450具有小能量、或涡流被凸起320在空间进行了限制，所以开口310中的压力变得小于在没有凸起320时由大涡流240所产生的压力。这样，由标号403和404所表示的压力值与开口310中的压力值之间的差别被减小，因此由压力的快速变化和压力冲击产生的噪音所引起的光盘振动被减小。
图4B表示本发明的光盘驱动器的光盘托架又一实施例的透视图。
如图4B所示，只有一侧的凸起320可沿开口310的左边缘311设置。
如上所述，由于上述结构，涡流基于凸起320的位置被分成如标号460所示的多个小涡系、或基于凸起320的位置而在空间上被限制。虽然未示出，但凸起320可沿开口310的右边缘设置。
图5表示本发明的光盘驱动器的光盘托架再一实施例的透视图。
如图5所示，通孔510形成在每个凸起320上，以便空气可从通孔510流入或流出并流向光盘托架500的上下表面。在这个实施例中，在每个凸起320上可形成一个通孔510，但在每个凸起320上也可形成两个或多个通孔510。通孔510的尺寸可以由实验确定，以便恰当地减小振动和噪音。
根据上述结构，利用通孔510可减小存在于光盘托架500上下表面的压力梯度。即，空气经通孔510向着光盘托架500的上下表面流入或流出，于是减小了底座表面302与光盘托架500下表面之间的压力差。
具体地，通孔510形成在开口310中所设置的每个凸起320上，于是减小了从侧面503流入开口310的气流、从开口310流出侧面504的气流、与流过通孔310的气流的压力差，从而可避免强涡流的形成、并能减小光盘振动。
另外，  约几十μm到几百μm的粗糙度或压纹可形成在凸起320的表面上。
从光盘190的下表面191向着光盘托架300、400或500的底座表面302逐渐增加的气流的速度梯度被该粗糙度减小，于是防止边界层下面的气流在流入开口310之前被分离、或延迟这种分离，并通过减小涡流能量而形成弱的涡流。
再有，压纹可用作空气减振器，它吸收光盘190的振动、即吸收气流的速度梯度和压力梯度所产生的振动，减小光盘托架300、400、或500的底座表面302与边界层中的气流之间的摩擦，从而减小噪音。
因此，光盘190的振动和噪音可通过在凸起320的表面上形成粗糙度或压纹而被减小
根据本发明的另一个实施例，凸起320可由柔性材料构成，并且它可沿着光盘190的旋转所产生的气流而运动。
在使用柔性材料的情况下，由凸起320的上表面上产生的气流分离所导致的阻力，即拖曳阻力(drag)，可被柔顺壁效应(compliant wall effect)减小。即，当光盘190的高速旋转所产生的气流摩擦光盘托架300、400、或500的底座表面302时该分离发生，在使用上述柔性材料的情况下，柔性材料的表面与气流形成的边界层相互作用。边界层被保持、同时该分离被延迟，于是由分离产生的拖曳阻力被减小。减小了该拖曳阻力，则用于驱动光盘的电机能耗也可减小。
图6A-6G分别表示本发明各种凸起的实施例的平面图。如标号320a-320g所示，凸起可形成为诸如长方形、梯形、三角形或圆形等各种形状。
图7A-7D分别表示本发明各种凸起的实施例的垂直剖视图。如标号320h、320j、320k和320m所示，凸起可被形成为与底座表面302一样高、比底座表面302高或比底座表面302低，凸起还可以相对底座表面302向下倾斜。
在如上所述形成凸起320时，凸起320可被设置成与光盘托架300、400或500成为一个单一本体，或者作为附加部分形成然后与光盘托架300、400或500组合起来。另外，凸起320的平面或截面形状不限于图6A-6G和图7A-7D所示的形状。具有各种形状的凸起能按各种形式排列，这可以通过考虑减小振动和噪音并利用实验的方法来确定。
如上所述，本发明用于减小振动和噪音的光盘托架具有以下优点。
第一，在光盘托架的开口内产生许多小的和弱的涡系，开口附近的压力变化被减小，因而避免了振动和噪音。
第二，减小了振动和噪音，于是可改善光学头的精度，因而能够进行高速度和高密度的记录和再现。
尽管已经结合优选实施例展示和描述了本发明，但本领域的技术人员在不脱离由附加的权利要求书和其等同物所限定的本发明的构思和范围的前提下、仍可作出形式上和具体结构上的各种变化。

Claims (18)

1.一种光盘驱动器的光盘托架，该光盘托架包括：
托架主体，其上具有放置光盘的底座表面，该光盘托架设置在光盘驱动器中，能滑入和滑出光盘驱动器；
开口，它穿透所述光盘托架，使得用于记录和读取数据的光学头能够访问所述光盘；和
涡流抑制单元，它在空间上抑制光盘旋转所产生的涡流。
2.如权利要求1所述的光盘托架，其特征在于，所述涡流抑制单元包括从所述开口的两边缘向该开口内形成的至少一个凸起。
3.如权利要求2所述的光盘托架，其特征在于，所述至少一个凸起沿所述开口的两边缘中的一个边缘设置。
4.如权利要求2所述的光盘托架，其特征在于，所述至少一个凸起沿所述开口的两边缘水平对称地设置。
5.如权利要求2所述的光盘托架，其特征在于，所述至少一个凸起沿所述开口的两边缘相互水平地交叉。
6.如权利要求2所述的光盘托架，其特征在于，所述至少一个凸起由柔性材料构成并能沿光盘旋转所产生的气流运动。
7.如权利要求2所述的光盘托架，其特征在于，所述至少一个凸起具有形成在至少一个区域中的通孔。
8.如权利要求2所述的光盘托架，其特征在于，在所述凸起的与所述光盘相对的表面上形成有压纹。
9.如权利要求2所述的光盘托架，其特征在于，在所述凸起的与所述光盘相对的表面上形成有粗糙度。
10.一种具有能放置光盘的光盘托架的光盘驱动器，所述光盘驱动器包括：
托架主体，其上具有放置光盘的底座表面，该光盘托架设置在光盘驱动器中，能滑入和滑出光盘驱动器；
开口，它穿透所述光盘托架，使得用于记录和读取数据的光学头能够访问所述光盘；和
涡流抑制单元，它在空间上抑制光盘旋转所产生的涡流。
11.如权利要求10的光盘驱动器，其特征在于，所述涡流抑制单元包括从所述开口的两边缘向该开口内形成的至少一个凸起。
12.如权利要求11的光盘驱动器，其特征在于，所述至少一个凸起沿所述开口的两边缘的一个边缘设置。
13.如权利要求11的光盘驱动器，其特征在于，所述至少一个凸起沿所述开口的两边缘水平对称地设置。
14.如权利要求11的光盘驱动器，其特征在于，所述至少一个凸起沿所述开口的两边缘相互水平地交叉。
15.如权利要求11的光盘驱动器，其特征在于，所述至少一个凸起由柔性材料构成并能沿光盘旋转所产生的气流运动。
16.如权利要求11的光盘驱动器，其特征在于，所述至少一个凸起具有形成在至少一个区域中的通孔。
17.如权利要求11的光盘驱动器，其特征在于，在所述凸起的与所述光盘相对的表面上形成有压纹。
18.如权利要求11的光盘驱动器，其特征在于，在所述凸起的与所述光盘相对的表面上形成有粗糙度。
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