JP2004206768A - Hard disk drive mounted type portable device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記憶媒体としてハードディスクドライブを搭載したタイプの、たとえばディジタルビデオカメラレコーダなどの携帯機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディジタルビデオカメラレコーダのような、動画や静止画などの大容量のデータを取り扱う携帯機器には軽量でかつ大容量のデータ記録装置が搭載される。近年、ハードディスク装置は記録密度の向上により大容量で小型のものが普及してきており、ディジタルビデオカメラのような携帯機器への実用に好適な条件を満足するようになってきた。
【0003】
しかし、携帯機器にハードディスク装置を搭載した場合、振動によりハードディスクドライブ内のHSA(Head Stack Assembly) が外乱を受けた際のオフトラックの発生を如何に阻止するかが重要課題となってくる。
【0004】
オフトラックが頻発するとデータ記録再生のエラー発生頻度が高くなり、データ転送レートの低下を招いてしまう。特にディジタルビデオカメラレコーダの場合には、動画データの記録時のデータ転送レートの低下によってキャッシュオーバーフローが発生し、フレーム落ちが発生するなど、高品位な動画記録が行えなくなる。
【0005】
ハードディスク装置のオフトラックが外乱によって発生する原理を以下に示す。図10を参照してハードディスクドライブ内部の機構について説明する。ハードディスクドライブ51は矩形箱状のケース52を備えている。ケース52内には両面に磁気記録層がそれぞれ設けられたディスク状の記憶媒体であるディスク(プラッター)53と、このディスク53を支持および回転させるディスク駆動機構としてのスピンドルモータ(SPM)54と、HSA(Head Stack Assembly) 55とが配置されている。HSA55は、ディスク53に対する信号の読み書きを行う素子であるヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダを先端部にもつHGA(Head Gimble Assembly)と56、このHGA56を先端に支持した複数のアーム57と、これらのアーム57をディスク53の面に沿って移動させるように回動自在に支持するピボット・ベアリング58と、ボイスコイルモータ(VCM)59で構成されている。
【0006】
ボイスコイルモータ59に電流を流すと外部に配置されている磁石との間に発生した磁場の力によってHSA55はピボット・ベアリング58を中心に回転する。このHSA55の回転により、ヘッドをディスク53の半径方向に移動(シーク)させ、ディスク53上の目的のトラックに位置決め(トラッキング)する。
【0007】
ハードディスクドライブ51では、記録密度の向上によりトラックピッチが1umをきる程度にまで狭くなってきており、その狭い範囲に精度良く(例えば、10nm精度で)ヘッドを位置決めする必要がある。
【0008】
通常、HSAの重心は精度良くピボット・ベアリング58の回転中心に配置されており、これによって例えば、図10でX軸あるいはY軸の方向に外乱振動が加わったとしても、その力は主にHSA55の重心すなわちピボット・ベアリング58の回転中心にかかり、HSA55を回転させようとする力はほとんど発生しない。
【0009】
しかし、回転方向の外乱には弱く、特にピボット・ベアリング58の回転中心を軸とするような回転の外乱を受けた場合、その影響を受けてオフトラックを生じやすい(例えば、特許文献1参照。)。
【0010】
【特許文献1】
特開平7−176180号公報(段落番号[0008]、図1)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
かかるオフトラック現象を実験的にまとめた結果を図11ないし図14に示す。
【0012】
図11ないし図13はそれぞれ外乱としてX軸、Y軸、Z軸方向の直動振動を加えた場合の実験結果である。直線振動の加速度は0.3Gとし、周波数を5Hz〜500Hzの範囲で可変してその都度ディスク上のデータゾーンごとの転送レートを測定した結果を縦軸にとって示している。また、図14は上記回転方向の振動を加えた場合の実験結果であり、振動の周波数は15Hz、角度変位は0.2°とし、角加速度αを0〜約80の範囲で可変してその都度ディスク上のデータゾーンごとの転送レートを測定した結果を縦軸にとって示している。
【0013】
これらの表で分かるように、直線振動を受けた場合には周波数の広い範囲にわたって転送レートの低下はほとんど現れず、オフトラックはほとんど発生していないことが分かる。一方、回転振動を受けた場合には転送レートの大幅な低下が見られ、多くのオフトラックが発生していることが考えられる。
【0014】
ディスクトップPCなどの据え置型の機器にハードディスクドライブが組み込まれる場合には回転方向の外乱を受けることは考えにくい。しかし、たとえばディジタルビデオカメラレコーダのような携帯機器にハードディスクドライブを組み込んだ場合、撮影時等の手振れが回転外乱となってオフトラックを発生させるおそれがある。このように回転外乱によるオフトラック問題は携帯機器に特有の課題と言える。
【0015】
実際に回転外乱がオフトラックに対してどの程度の影響を与えるかをシミュレーションにより推定を行ってみた。その結果を図15に示す。このグラフにおいて、縦軸はヘッドのギャップ中心とトラック中心とのずれ量のトラックピッチに対する割合(%)、横軸は経過時間に相当する、読み込んだサーボフレームの総数である。ヘッドのギャップ中心とトラック中心とのずれ量がトラックピッチの20%以内にある状態をオントラックとし、この範囲を逸脱した場合にオフトラックと定義する。Aの線は回転振動の波形、Bの線はこの回転振動に起因するヘッドのギャップ中心とトラック中心とのずれ量の変化を示している。このように、回転外乱がハードディスクドライブに対して加わった場合は、オントラックの範囲からの逸脱する状況が頻繁に発生し、転送レートが低下することが確認できた。
【0016】
このようなハードディスクドライブの回転振動を抑制するために、ハードディスクドライブを携帯機機内でバネなど緩衝部材によりディスク面に対して水平な方向から弾性的に懸架する方法が考えられる。しかしながら、このような弾性懸架構造を採用した場合、外部から振動が内部のハードディスクドライブに伝達しにくくなるが、その反面ハードディスクドライブ自身に発生した振動が外部に逃げ難くなる。これは、シーク時にHSAが角速度の急激な変化をおこし、この角速度の急変に起因した角運動量の変化が自励振動を誘発させ、かつ自励振動が起きた場合にその振動が長時間続くことを意味する。この振動によりシーク後のHSAの静定が速やかに完了しなくなり、シーク命令完了までに長い時間を要することとなる。
【0017】
図16のグラフに、実験によって緩衝部材を用いた場合と用いない場合のシーク命令完了時間を測定した結果を比較して示す。緩衝部材を用いた場合には先述したように自励振動が起きるためにシーク命令完了時間が長くなり、転送レートが低下してしまう。
【0018】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、回転外乱によるオフトラックの発生および転送レートの低下を防止できるとともに、組み込まれたハードディスクドライブの自励振動を抑制することのできるハードディスクドライブ搭載型携帯機器を提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のハードディスクドライブ搭載型携帯機器は、携帯機器の本体と、前記携帯機器の本体に対して回転自在に連結された軸部を回転中心に有する可動部と、ヘッドを支持するとともに当該ヘッドをディスクの面に沿って移動させる回転自在なアームを備え、前記可動部の回転中心と前記アームの回転中心とが一致するように前記可動部に位置決めして搭載されたハードディスクドライブとを具備するものである。
【0020】
この発明によれば、ディジタルビデオカメラレコーダの本体が回転振動を起しても、ハードディスクドライブは慣性により回転振動に追従して動くことはない。したがって、ハードディスクドライブの回転外乱によるオフトラックの発生、データ転送レートの低下を効果的に抑止することが可能になる。
【0021】
この発明のハードディスクドライブ搭載型携帯機器において、ハードディスクドライブを搭載した前記可動部の重心を前記軸部の中心と一致させるためのダミーウエイトを設ける。これにより、例えばアームの回転中心がハードディスクドライブの重心位置にない場合でも、ハードディスクドライブを搭載した可動部の重心とその可動部の回転中心を一致させることができる。
【0022】
また、この発明のハードディスクドライブ搭載型携帯機器において、シーク中に可動部の回転を規制するブレーキ機構を設けることで、ハードディスクドライブのシーク動作に起因する自励振動を抑制することができる。
【0023】
さらに、シーク量を予測し、この予測シーク量が予め設定された値より大きい場合にのみブレーキ機構を作動するように制御することによって、ブレーキ機構の摩耗劣化に起因する寿命の引き延ばしと省電力化を図ることができるとともに、可動部の回動フリーの時間をトータル的に長くできることで、回転外乱に対する耐性有効期間を十分確保することができる。
【0024】
さらに、可動部に回転イナーシャを発生させるように可動部の軸部と同軸に回転自在に配置されたダミー回転体と、ダミー回転体を駆動する駆動機構と、ハードディスクドライブのシーク時に起きる角運動量の変化を相殺する角運動量の変化をダミー回転体の回転により発生させるように駆動機構によるダミー回転体の駆動を制御する制御手段とを付加することによって、可動部を含む自由回転体での角運動量の変化が実質ゼロになり、急速な角運動量の変化に起因するハードディスクドライブの自励振動を抑制することが可能になる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【0026】
図1に、本発明を適用した実施の一形態である携帯電子機器としてのディジタルビデオカメラレコーダの外観と発明要部の構成を示す斜視図である。
【0027】
このディジタルビデオカメラレコーダ1は、利用者が片手で持って操作可能な形状とサイズの本体2を有する。本体2にはレンズ部3、LCD(Liquid Crystal Display)パネル4、さらには図示しない種々の操作ボタンやスイッチが設けられている。LCDパネル4は、撮影されている被写体、内蔵されている記憶媒体であるハードディスクドライブ19から再生した画像を表示したり、さらにはディジタルビデオカメラレコーダ1の操作に必要な情報が表示される。
【0028】
図2に、このディジタルビデオカメラレコーダ1の電気的な構成を示す。
レンズ部3とCCD(Charge Coupled Device)11とによって撮像部が構成される。レンズ部3はCPU20からの制御信号によって自動絞り制御動作、自動焦点制御動作がなされる。CCD11の出力信号はA/D変換器12にてデジタル映像信号に変換された後、映像信号処理部13に送られる。
【0029】
映像信号処理部13はデジタル映像信号から輝度信号および色差信号からなるディジタルコンポーネント信号を生成し、メモリコントローラ14に供給する。メモリコントローラ14には表示信号処理部15と、CPU20のバス10とが接続されている。表示信号処理部15はコンポーネント信号を処理することによって、RGB信号を生成し、RGB信号をLCDパネル4に出力する。
【0030】
バス10にはDRAM(Dynamic Random Access Memory)などからなるバッファメモリ16、CPU20、映像圧縮符号・復号化部17、ハードディスクコントローラ18が接続されている。
【0031】
映像圧縮符号・復号化部17は、たとえばJPEG(Joint Photographic Experts Group)を使用して静止画を圧縮または伸張したり、MPEG(Moving Picture Experts Group)を使用して動画を圧縮または伸張する。ハードディスクコントローラ18は、CPU20からの制御命令を解釈してハードディスクドライブ19に対するデータの記録、再生の制御を行う。CPU20は、本体2に設けられた操作ボタンやスイッチからの操作信号を受け、その操作を実行するための命令を撮像部、メモリコントローラ14、映像圧縮符号・復号化部17、ハードディスクコントローラ18などに対して実行する。
【0032】
次に、このディジタルビデオカメラレコーダ1により画像を撮影して内蔵記憶媒体であるハードディスクドライブ19に記録する動作を説明する。
【0033】
撮像部にて撮像され、映像信号処理部13にて処理された静止画あるいは動画などの映像データはメモリコントローラ14の制御によってバッファメモリ16に格納される。一定量の映像データがバッファメモリ16に格納されると、CPU20の制御によって映像データが映像圧縮符号・復号化部17によって圧縮符号化され、バッファメモリ16に格納される。
【0034】
この後、CPU20の制御によってバッファメモリ16から圧縮符号化された映像データが読み出され、所定のファイルシステムで操作可能な形式のファイルに変換される。そしてCPU20はハードディスクコントローラ18に対してライト命令を送る。ハードディスクコントローラ18はライト命令を受けて、バッファメモリ16から映像ファイルをバス10を通じて取り込み、ハードディスクドライブ19に記録するよう制御を行う。
【0035】
ハードディスクドライブ19に記録されている映像データを再生する時は、CPU20からハードディスクコントローラ18に対して、再生対象のファイル名を含むリード命令が与えられる。ハードディスクコントローラ18は、このリード命令を受けると、ファイルシステムに従ってハードディスクドライブ19から該当するファイルを読み出すように制御し、ハードディスクドライブ19から読み出されたファイルのデータをバス10を通じてバッファメモリ16に転送する。
【0036】
この後、CPU20の制御により、バッファメモリ16から映像データが読み出され、読み出された映像データは映像圧縮符号・復号化部17にて伸長復号化されてバッファメモリ16に戻される。さらに、CPU20の制御によってメモリコントローラ14はバッファメモリ16から復号化された映像データを読み出し、表示信号処理部15に転送し、LCDパネル4によって表示する。
【0037】
このディジタルビデオカメラレコーダ1では内蔵記憶媒体としてハードディスクドライブ19を採用している。この場合、先述したようにディジタルビデオカメラレコーダ1の本体2に加わる回転振動に対してオフトラックが発生しやすいという課題があり、この課題を解決するために、次のような構造を採り入れている。図3および図4に本実施形態のディジタルビデオカメラレコーダ1でのハードディスクドライブ19の懸架構造を示す。図3はディスク面に対して垂直方向から見た側面図、図4はディスク面に沿った方向から見た側面図である。
【0038】
ディジタルビデオカメラレコーダ1の本体2にはベアリング21を介して円板状の可動部22が回動自在に支持されている。可動部22のセンターにはベアリング21によって回転自在に支持されるシャフト24が固定で設けられている。したがって、可動部22はその中心のシャフト24を回転中心として回動フリーな状態にある。
【0039】
可動部22にはハードディスクドライブ19がビスなどの固定具により固定的に搭載されている。ハードディスクドライブ19は矩形箱状のケース31を備えている。ケース31内には両面に磁気記録層がそれぞれ設けられたディスク状の記憶媒体であるディスク(プラッター)23と、このディスク23を支持および回転させるディスク駆動機構としてのスピンドルモータ(SPM)32と、HSA(Head Stack Assembly) 33とが配置されている。HSA33は、ディスク23に対する信号の読み書きを行う素子であるヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダを先端部にもつHGA(Head Gimble Assembly)と34、このHGA34を先端に支持した複数のアーム35と、これらのアーム35をディスク23の面に沿って移動させるように回動自在に支持するピボット・ベアリング36と、ボイスコイルモータ(VCM)37とで構成されている。また、ケース31には、スピンドルモータ(SPM)32、ボイスコイルモータ(VCM)37およびヘッドの制御を行うためのコントローラ、メモリ、ハードディスクコントローラ、その他の回路を搭載したプリント回路基板(図示せず)が装着されている。
【0040】
ここで、ピボット・ベアリング36は、可動部22のセンターのシャフト24と同軸の位置に配置されるようにハードディスクドライブ19の搭載位置が設定されている。したがって、ハードディスクドライブ19の重心の二軸上(図1に示すX−Y軸上)の位置は可動部22のセンター(回転中心)から偏倚した位置に存在することになる。そこで、この可動部22を含む自由回転体全体の二軸上の重心位置が可動部22のセンターとなるように可動部22にはダミーウエイト39が設置されている。ダミーウエイト39は可動部22のどちらの面に取り付けても構わない。
【0041】
さらに可動部22にはその回転を抑制するためのブレーキ機構38が付帯している。このブレーキ機構38としては、たとえば円板状の可動部22の周面あるいは平らな側面に対して一点ないし複数点で接離し、接触摩擦によって可動部22の回転を拘束する機構などが用いられる。可動部22に接触するパッドを進退させる動力源としてソレノイドやモータなどが用いられ、この動力源に対する通電のオンオフはディジタルビデオカメラレコーダ1のCPU20によって制御される。
【0042】
このハードディスクドライブ19の懸架構造によって、ブレーキ機構38で可動部22の回転が拘束されていない状態では、ディジタルビデオカメラレコーダ1の本体2が回転振動を起しても、ハードディスクドライブ19は慣性により回転振動に追従して動くことはない。したがって、ハードディスクドライブ19の回転外乱によるオフトラックの発生、データ転送レートの低下を効果的に抑止することが可能になる。
【0043】
次に、ブレーキ機構38の制御について説明する。
【0044】
図5のタイミング図に示すように、CPU20はハードディスクコントローラ18に対してシークコマンドを出力してからハードディスクコントローラ18よりシーク完了コマンドを受け取るまでの間はブレーキ機構38をオン状態にして可動部22の回動を拘束状態にし、他の期間はブレーキ機構38をオフに制御して可動部22を回動フリーの状態に設定する。このようにハードディスクドライブ19でシーク動作が実行される間は可動部22の回動を拘束状態にすることによって、ハードディスクドライブ19のシーク動作に起因する自励振動を抑制することができる。
【0045】
ところで、隣接トラックを連続的に読み出すときのようにシーク量が小さいシークの場合、角運動量の変化は小さく、自励振動が転送レートに及ぼす実質的な影響は無視できる範疇である。そこで、シーク量をパラメータとするブレーキの作動制御を行うことが望ましい。具体的には、ブレーキ作動を伴うシーク量の値を設定しておき、次のディスクアクセスのためのシーク量を計算し、上記値以上のシーク量ならばブレーキを作動するように制御を行えばよい。このように余計なブレーキの作動を禁止することによって、ブレーキ機構38の摩耗劣化に起因する寿命の引き延ばしと省電力化を図ることができる。また、可動部22の回動フリーの時間をトータル的に長くできることで、回転外乱に対する耐性有効期間を十分確保することができる。
【0046】
次に、本発明の別の実施形態を説明する。
【0047】
この実施形態は、ハードディスクドライブのシーク時に起きる角運動量の変化を相殺するような角運動量の変化を可動部を含む自由回転体に発生させることによって、可動部を含む自由回転体での角運動量の変化をトータルで実質ゼロにするものである。
【0048】
図6および図7に具体的な実現例を示す。可動部22には、ハードディスクドライブ19内のHSA33の回転イナーシャ(慣性モーメント)と同等の回転イナーシャをもつダミーの回転体41が、HSA33のピボット・ベアリング36と同軸の位置に設けられ、この軸を中心として回転することが可能になっている。この回転体41は駆動機構によって駆動され、CPU20から駆動機構に制御信号が送られることで回転方向と速度の制御が行われる。駆動機構の例として、ハードディスクドライブ19内のHSA33と同様にボイスコイルモータ42を用いることができる。
【0049】
図8に、この実施形態のディジタルビデオカメラレコーダ1の電気的な構成を示す。ボイスコイルモータ42を駆動するドライバ回路43にはCPU20からの速度制御信号が供給されるようになっている。
【0050】
回転体41の制御は次のように行われる。CPU20は、ハードディスクコントローラ18にシークコマンドを発行しようとするとき、シーク量に基づいてハードディスクドライブ19の今回のシーク時に起きる角運動量の変化を打ち消すための、各時刻毎の角速度の目標値である角速度プロファイルを求める。この角速度プロファイルに従ってダミーの回転体41を駆動するようにCPU20からドライバ回路43に速度制御信号が出力される。
【0051】
またこの際、速度サーボが行われる。ボイスコイルモータ42のコイルに電流を流すことによって発生する逆起電力を検出する回路を付加し、この検出された逆起電力から実際の角速度を推定し、この速度推定結果に基づいてドライバ回路43に供給する速度制御信号の補正を行う。
【0052】
このようにして図9に示すように、ハードディスクドライブ19のシーク時に起きる角運動量の変化を相殺する角運動量の変化を可動部22を含む自由回転体に発生させることで、可動部22を含む自由回転体での角運動量の変化が実質ゼロになり、急速な角運動量の変化に起因するハードディスクドライブ19の自励振動を抑制することが可能になる。
【0053】
なお、本発明のハードディスクドライブ搭載型携帯機器は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0054】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、ディジタルビデオカメラレコーダのような携帯電子機器の内蔵記憶媒体としてハードディスクドライブを組み込んだ場合の、回転外乱によるオフトラックの発生および転送レートの低下を防止することができるとともに、組み込まれたハードディスクドライブの自励振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した実施の一形態である携帯電子機器としてのディジタルビデオカメラレコーダの外観と発明要部の構成を示す斜視図である。
【図2】図1のディジタルビデオカメラレコーダの電気的な構成を示すブロック図である。
【図3】図1のディジタルビデオカメラレコーダにおけるハードディスクドライブ懸架構造をディスク面に対して垂直方向から見た側面図である。
【図4】図1のディジタルビデオカメラレコーダにおけるハードディスクドライブ懸架構造をディスク面に沿った方向から見た側面図である。
【図5】シークに基づくブレーキ機構の制御を示すタイミング図である。
【図6】本発明の別の実施形態であるディジタルビデオカメラレコーダにおけるハードディスクドライブ懸架構造をディスク面に対して垂直方向から見た側面図である。
【図7】図6のディジタルビデオカメラレコーダにおけるハードディスクドライブ懸架構造をディスク面に沿った方向から見た側面図である。
【図8】図6のディジタルビデオカメラレコーダの電気的な構成を示すブロック図である。
【図9】ハードディスクドライブ内の角運動量の変化と自由回転体の角運動量の変化との関係を示すタイミング図である。
【図10】一般的なハードディスクドライブの内部の機構を示す平面図である。
【図11】X軸の直動振動と転送レート低下との相関を示すグラフである。
【図12】Y軸の直動振動と転送レート低下との相関を示すグラフである。
【図13】Z軸の直動振動と転送レート低下との相関を示すグラフである。
【図14】回転振動と転送レート低下との相関を示すグラフである。
【図15】回転外乱によるオフトラックに対する影響をシミュレーションした結果を示す図である。
【図16】緩衝部材を用いた場合と用いない場合のシーク命令完了時間を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ディジタルビデオカメラレコーダ
2 本体
18 ハードディスクコントローラ
19 ハードディスクドライブ
20 CPU
21 ベアリング
22 可動部
23 ディスク
24 シャフト
33 HSA
35 アーム
36 ピボット・ベアリング
38 ブレーキ機構
39 ダミーウエイト
41 ダミー回転体
42 ボイスコイルモータ
43 ドライバ回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a portable device, such as a digital video camera recorder, of a type equipped with a hard disk drive as an information storage medium.
[0002]
[Prior art]
A portable device such as a digital video camera recorder that handles a large amount of data such as a moving image or a still image is equipped with a lightweight and large-capacity data recording device. 2. Description of the Related Art In recent years, large-capacity and small-sized hard disk drives have become widespread due to improvement in recording density, and have come to satisfy conditions suitable for practical use in portable devices such as digital video cameras.
[0003]
However, when a hard disk device is mounted on a portable device, how to prevent off-track from occurring when an HSA (Head Stack Assembly) in the hard disk drive is disturbed by vibration becomes an important issue.
[0004]
If off-track occurs frequently, the frequency of data recording / reproducing errors will increase, and the data transfer rate will decrease. In particular, in the case of a digital video camera recorder, high-quality moving image recording cannot be performed, for example, a cache overflow occurs due to a decrease in a data transfer rate at the time of recording moving image data and a frame is dropped.
[0005]
The principle that the off-track of the hard disk drive is generated by disturbance will be described below. The mechanism inside the hard disk drive will be described with reference to FIG. The
[0006]
When an electric current is applied to the
[0007]
In the
[0008]
Normally, the center of gravity of the HSA is accurately positioned at the center of rotation of the pivot bearing 58, so that, for example, even if disturbance vibration is applied in the X-axis or Y-axis direction in FIG. And the force for rotating the HSA 55 is hardly generated.
[0009]
However, it is vulnerable to disturbance in the rotational direction, and in particular, when it is subjected to a rotational disturbance having the rotation center of the pivot bearing 58 as an axis, offtrack is likely to occur due to the influence (for example, see Patent Document 1). ).
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-7-176180 (paragraph number [0008], FIG. 1).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
FIGS. 11 to 14 show the results of experimentally summarizing the off-track phenomenon.
[0012]
FIGS. 11 to 13 show experimental results in the case of applying linear motion in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions as disturbances. The acceleration of the linear vibration is set to 0.3 G, the frequency is changed in the range of 5 Hz to 500 Hz, and the measurement result of the transfer rate for each data zone on the disk is shown on the vertical axis. FIG. 14 shows an experimental result in the case where the vibration in the rotation direction was applied. The vibration frequency was 15 Hz, the angular displacement was 0.2 °, and the angular acceleration α was varied in the range of 0 to about 80. The results of measuring the transfer rate for each data zone on the disk each time are shown on the vertical axis.
[0013]
As can be seen from these tables, when linear vibration is applied, the transfer rate hardly decreases over a wide range of frequencies, and off-track hardly occurs. On the other hand, when receiving rotational vibration, the transfer rate is greatly reduced, and it is considered that many off-tracks are occurring.
[0014]
When a hard disk drive is incorporated in a stationary device such as a desktop PC, it is unlikely that the hard disk drive will be affected by disturbance in the rotation direction. However, when a hard disk drive is incorporated in a portable device such as a digital video camera recorder, for example, camera shake at the time of shooting or the like may cause a rotational disturbance to cause off-track. As described above, the off-track problem due to the rotational disturbance can be said to be a problem unique to the portable device.
[0015]
We estimated the effect of the rotational disturbance on off-track by simulation. The result is shown in FIG. In this graph, the vertical axis represents the ratio (%) of the deviation between the center of the head gap and the track center to the track pitch, and the horizontal axis represents the total number of read servo frames corresponding to the elapsed time. A state in which the amount of deviation between the center of the gap of the head and the center of the track is within 20% of the track pitch is defined as on-track, and a deviation from this range is defined as off-track. The line A indicates the waveform of the rotational vibration, and the line B indicates the change in the amount of displacement between the center of the head gap and the center of the track due to the rotational vibration. As described above, when the rotational disturbance is applied to the hard disk drive, a situation frequently deviating from the on-track range occurs, and it has been confirmed that the transfer rate is reduced.
[0016]
In order to suppress such rotational vibration of the hard disk drive, a method of elastically suspending the hard disk drive from a direction horizontal to the disk surface by a buffer member such as a spring in a portable device can be considered. However, when such an elastic suspension structure is employed, it is difficult for vibrations to be transmitted from the outside to the internal hard disk drive, but it is difficult for vibrations generated in the hard disk drive itself to escape to the outside. This is because the HSA causes a rapid change in angular velocity during a seek, and the change in angular momentum caused by the sudden change in angular velocity induces self-excited vibration, and when self-excited vibration occurs, the vibration lasts for a long time. Means Due to this vibration, the stabilization of the HSA after the seek is not completed quickly, and it takes a long time to complete the seek command.
[0017]
The graph of FIG. 16 shows a comparison between the results of the measurement of the seek command completion time when the buffer member was used and when it was not used by the experiment. When the cushioning member is used, the self-excited vibration occurs as described above, so that the seek command completion time becomes long and the transfer rate decreases.
[0018]
The present invention has been made in view of such circumstances, and can prevent the occurrence of off-track and a decrease in transfer rate due to rotational disturbance, and can suppress self-excited vibration of a built-in hard disk drive. It aims to provide on-board portable devices.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, a portable device equipped with a hard disk drive according to the present invention includes a movable unit having a main body of the portable device and a shaft rotatably connected to the main body of the portable device at a rotation center. A rotatable arm that supports the head and moves the head along the surface of the disk, and is positioned on the movable part such that the center of rotation of the movable part coincides with the center of rotation of the arm. And a mounted hard disk drive.
[0020]
According to the present invention, even when the main body of the digital video camera recorder generates rotational vibration, the hard disk drive does not move following the rotational vibration due to inertia. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of off-track due to the rotational disturbance of the hard disk drive and the reduction of the data transfer rate.
[0021]
In the portable device equipped with a hard disk drive according to the present invention, a dummy weight is provided for aligning the center of gravity of the movable portion with the hard disk drive with the center of the shaft portion. Thus, for example, even when the rotation center of the arm is not located at the position of the center of gravity of the hard disk drive, the center of gravity of the movable unit on which the hard disk drive is mounted and the rotation center of the movable unit can be matched.
[0022]
Further, in the portable device equipped with the hard disk drive of the present invention, by providing the brake mechanism for restricting the rotation of the movable portion during the seek, the self-excited vibration caused by the seek operation of the hard disk drive can be suppressed.
[0023]
Further, by predicting the seek amount and controlling the brake mechanism to operate only when the predicted seek amount is larger than a preset value, the life extension and power saving due to the wear deterioration of the brake mechanism are achieved. In addition to the fact that the time during which the movable portion is free to rotate can be lengthened in total, it is possible to sufficiently secure the effective period of resistance to rotational disturbance.
[0024]
Furthermore, a dummy rotator that is rotatably arranged coaxially with the axis of the movable part so as to generate rotational inertia in the movable part, a drive mechanism that drives the dummy rotator, and an angular momentum generated during a seek of the hard disk drive. Control means for controlling the driving of the dummy rotator by the driving mechanism so that the change in the angular momentum that cancels the change is generated by the rotation of the dummy rotator, whereby the angular momentum in the free rotator including the movable part is added. Is substantially zero, and it is possible to suppress self-excited vibration of the hard disk drive caused by a rapid change in angular momentum.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a digital video camera recorder as a portable electronic device according to an embodiment to which the present invention is applied and a configuration of a main part of the invention.
[0027]
This digital
[0028]
FIG. 2 shows an electrical configuration of the digital
The
[0029]
The video
[0030]
The
[0031]
The video compression encoding /
[0032]
Next, an operation of photographing an image by the digital
[0033]
Video data such as a still image or a moving image captured by the imaging unit and processed by the video
[0034]
Thereafter, the compression-encoded video data is read from the
[0035]
When reproducing the video data recorded in the
[0036]
Thereafter, under the control of the
[0037]
The digital
[0038]
A disk-shaped
[0039]
The
[0040]
Here, the mounting position of the
[0041]
Further, the
[0042]
Due to the suspension structure of the
[0043]
Next, control of the
[0044]
As shown in the timing chart of FIG. 5, the
[0045]
By the way, in the case of a seek in which the seek amount is small as in the case where the adjacent track is continuously read, the change in the angular momentum is small, and the substantial effect of the self-excited vibration on the transfer rate is within a negligible range. Therefore, it is desirable to perform brake operation control using the seek amount as a parameter. Specifically, a value of the seek amount accompanying the brake operation is set, a seek amount for the next disk access is calculated, and if the seek amount is equal to or more than the above value, control is performed so as to activate the brake. Good. By prohibiting the unnecessary operation of the brake in this manner, it is possible to extend the life and reduce power consumption due to wear and deterioration of the
[0046]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
[0047]
In this embodiment, a change in angular momentum that cancels a change in angular momentum that occurs during a seek operation of a hard disk drive is generated in a free rotating body including a movable part, so that the angular momentum in the free rotating body including the movable part is reduced. The change is made substantially zero in total.
[0048]
6 and 7 show specific examples. In the
[0049]
FIG. 8 shows an electrical configuration of the digital
[0050]
The control of the
[0051]
At this time, a speed servo is performed. A circuit for detecting a back electromotive force generated by passing a current through the coil of the
[0052]
In this manner, as shown in FIG. 9, the change in angular momentum that cancels the change in angular momentum that occurs at the time of seeking of the
[0053]
It should be noted that the hard disk drive-mounted portable device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a hard disk drive is incorporated as a built-in storage medium of a portable electronic device such as a digital video camera recorder, the occurrence of off-track due to rotational disturbance and a decrease in transfer rate are prevented. And the self-excited vibration of the built-in hard disk drive can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a digital video camera recorder as a portable electronic device according to an embodiment to which the present invention is applied and a configuration of a main part of the invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the digital video camera recorder of FIG.
FIG. 3 is a side view of the suspension structure of the hard disk drive in the digital video camera recorder of FIG. 1 as viewed from a direction perpendicular to the disk surface.
FIG. 4 is a side view of the suspension structure of the hard disk drive in the digital video camera recorder of FIG. 1 as viewed from a direction along a disk surface.
FIG. 5 is a timing chart showing control of a brake mechanism based on a seek.
FIG. 6 is a side view of a suspension structure of a hard disk drive in a digital video camera recorder according to another embodiment of the present invention viewed from a direction perpendicular to a disk surface.
7 is a side view of the suspension structure of the hard disk drive in the digital video camera recorder of FIG. 6, viewed from a direction along the disk surface.
8 is a block diagram showing an electrical configuration of the digital video camera recorder of FIG.
FIG. 9 is a timing chart showing a relationship between a change in angular momentum in the hard disk drive and a change in angular momentum of the free rotating body.
FIG. 10 is a plan view showing an internal mechanism of a general hard disk drive.
FIG. 11 is a graph showing a correlation between the linear motion of the X-axis and a decrease in the transfer rate.
FIG. 12 is a graph showing a correlation between a Y-axis linear vibration and a decrease in transfer rate.
FIG. 13 is a graph showing a correlation between the linear motion of the Z axis and a decrease in the transfer rate.
FIG. 14 is a graph showing a correlation between rotational vibration and transfer rate reduction.
FIG. 15 is a diagram showing a result of simulating the influence on off-track due to rotational disturbance.
FIG. 16 is a graph showing the results of measuring seek command completion times when a buffer member is used and when it is not used.
[Explanation of symbols]
1 Digital
21
35
Claims (5)
前記携帯機器の本体に対して回転自在に連結された軸部を回転中心に有する可動部と、
ヘッドを支持するとともに当該ヘッドをディスクの面に沿って移動させる回転自在なアームを備え、前記可動部の回転中心と前記アームの回転中心とが一致するように前記可動部に位置決めして搭載されたハードディスクドライブと
を具備することを特徴とするハードディスクドライブ搭載型携帯機器。The body of the mobile device,
A movable portion having, at the center of rotation, a shaft portion rotatably connected to the main body of the portable device;
A rotatable arm for supporting the head and moving the head along the surface of the disk is mounted and positioned on the movable part such that the center of rotation of the movable part coincides with the center of rotation of the arm. And a hard disk drive.
前記ハードディスクドライブを搭載した前記可動部の重心を前記軸部の中心と一致させるためのダミーウエイトをさらに具備することを特徴とするハードディスクドライブ搭載型携帯機器。A portable device equipped with a hard disk drive according to claim 1,
A portable device mounted with a hard disk drive, further comprising a dummy weight for aligning a center of gravity of the movable portion on which the hard disk drive is mounted with a center of the shaft portion.
シーク中に前記可動部の回転を規制するブレーキ機構を具備することを特徴とするハードディスクドライブ搭載型携帯機器。A portable device equipped with a hard disk drive according to claim 1,
A portable device equipped with a hard disk drive, comprising a brake mechanism for restricting rotation of the movable portion during a seek.
シーク量を予測し、この予測シーク量が予め設定された値より大きい場合に前記ブレーキ機構を作動するように制御する手段をさらに有することを特徴とするハードディスクドライブ搭載型携帯機器。A hard disk drive-mounted portable device according to claim 3, wherein
A portable device mounted with a hard disk drive, further comprising means for predicting a seek amount and controlling the brake mechanism to operate when the predicted seek amount is larger than a preset value.
前記可動部に回転イナーシャを発生させるように前記可動部の軸部と同軸に回転自在に配置されたダミー回転体と、
前記ダミー回転体を駆動する駆動機構と、
前記ハードディスクドライブのシーク時に起きる角運動量の変化を相殺する角運動量の変化を前記ダミー回転体の回転により発生させるように前記駆動機構による前記ダミー回転体の駆動を制御する制御手段と
をさらに具備することを特徴とするハードディスクドライブ搭載型携帯機器。A hard disk drive-mounted portable device according to claim 3, wherein
A dummy rotator that is rotatably disposed coaxially with a shaft of the movable unit so as to generate rotational inertia in the movable unit,
A drive mechanism for driving the dummy rotating body,
The hard disk drive further includes control means for controlling the driving of the dummy rotator by the drive mechanism so as to generate a change in angular momentum by the rotation of the dummy rotator, which cancels a change in angular momentum that occurs during a seek of the hard disk drive. A portable device equipped with a hard disk drive.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200445127Y1 (en) * | 2009-01-29 | 2009-07-01 | 주식회사 대하정공 | Apparatus restraint for tilting shaft of dynamic mechanism chair |
KR200446126Y1 (en) * | 2009-01-29 | 2009-09-28 | 주식회사 대하정공 | Apparatus restraint for tilting shaft of dynamic mechanism chair |
US7633720B2 (en) | 2005-09-26 | 2009-12-15 | Fujitsu Limited | Disk driving apparatus with engagement member to deter head from falling to disk |
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-
2002
- 2002-12-24 JP JP2002373074A patent/JP2004206768A/en active Pending
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