WO2010010781A1 - 落下検知装置、磁気ディスク装置および携帯電子機器 - Google Patents

落下検知装置、磁気ディスク装置および携帯電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2010010781A1
WO2010010781A1 PCT/JP2009/061559 JP2009061559W WO2010010781A1 WO 2010010781 A1 WO2010010781 A1 WO 2010010781A1 JP 2009061559 W JP2009061559 W JP 2009061559W WO 2010010781 A1 WO2010010781 A1 WO 2010010781A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
value
determination
fall
detection
detection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/061559
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
柴田明彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2010521652A priority Critical patent/JP4905592B2/ja
Priority to CN200980128918.1A priority patent/CN102099859B/zh
Publication of WO2010010781A1 publication Critical patent/WO2010010781A1/ja
Priority to US13/011,126 priority patent/US20110149431A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
    • G11B19/04—Arrangements for preventing, inhibiting, or warning against double recording on the same blank or against other recording or reproducing malfunctions
    • G11B19/041—Detection or prevention of read or write errors
    • G11B19/043—Detection or prevention of read or write errors by detecting a free-fall condition
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions

Definitions

  • the present invention relates to a fall detection device that detects whether or not the device is in a fall state based on acceleration, a magnetic disk device including the fall detection device, and a portable electronic device.
  • patent document 1 is disclosed as an apparatus which detects the fall state of an apparatus.
  • FIG. 1 shows how the output (az) of the acceleration sensor in the Z-axis direction of Patent Document 1 changes from 1 to almost 0.
  • an arithmetic circuit that calculates the magnitude of acceleration from an output signal of an acceleration sensor, a comparison circuit that compares whether or not the magnitude of acceleration is a value close to 0, and the acceleration are almost zero. Whether or not a state in which all the accelerations in the (X-axis, Y-axis, Z-axis) are substantially zero continues for the reference duration. For example, it is determined whether or not the magnetic disk device is free-falling.
  • the determination circuit determines that the output of all three axes is almost “0” when the output is almost 0 for the reference time or more.
  • the acceleration sensor has variations in its manufacture, and variations in characteristics due to changes in temperature and changes with time, the following problems arise in the above-described determination method.
  • the fall determination becomes impossible.
  • the threshold value is set to a large value in consideration of variations in the characteristics of the acceleration sensor, malfunctions such as erroneous determination of “falling” even though the vehicle is not falling will increase.
  • the variation in the characteristics of the acceleration sensor can be calibrated (corrected) by several methods. For this reason, a correction circuit is separately required, which is a factor that hinders downsizing and cost reduction.
  • an object of the present invention is to eliminate the problem of variation in the characteristics of the acceleration sensor to prevent the drop detection from becoming impossible, to suppress a malfunction, and to achieve a small and low cost drop detection device, and a magnetic device equipped with the fall detection device.
  • a disk device and a portable electronic device To provide a disk device and a portable electronic device.
  • a fall detection device that detects fall based on an output signal of an acceleration sensor, Acceleration detecting means for obtaining a detection value corresponding to acceleration in three orthogonal directions; A determination value that is a difference with respect to a detection value in the reference axial direction among the detection values in the three axial directions detected by the acceleration detecting means is obtained, and a determination preliminary state in which the determination value is within a predetermined value range is predetermined for a predetermined duration.
  • Drop determination output means for generating a falling state signal when it lasts for more than a time.
  • the detection value of the acceleration detection means is a value determined according to a steady error such as an offset and acceleration. During the fall, even if the detected value of the acceleration sensor does not become substantially zero, the constant value corresponding to the acceleration 0 is continuously output, and the determination value is also kept within a predetermined range.
  • the falling state signal indicates that the vehicle is falling.
  • a falling state canceling unit that cancels the falling state signal when the preliminary determination state exceeds an upper limit time longer than the duration. Even if it is not actually falling but in the 1G state, if the acceleration sensor is stationary, the detected value remains constant. Therefore, even in that case, the judgment value may accidentally keep a value within a predetermined range. At this time, the falling state signal is generated, and the magnetic disk device or portable electronic device on which the fall detection device is mounted is shocked. The prepared process is executed. This operation is not a fatal malfunction in which a falling state signal is not generated even though the vehicle is actually falling, but is a malfunction to the safe side.
  • the preliminary determination state is continued for a longer time than the falling time, and therefore the falling state signal is released by the falling state release means. Therefore, the fall determination can be performed again.
  • Steady state detection value storage means for storing the detected values in the three axial directions when the falling state releasing means performs the release, and the detected values in the three axial directions are stored in the steady state detected value storage means.
  • a prohibiting unit that prohibits the fall detection determination or prohibits the output of the fall determination result when the stored value matches or approximates within a predetermined value range.
  • a magnetic disk device including the fall detection device, wherein a head for recording or reading data on the magnetic disk, and when the fall detection device generates the falling state signal, the head is Head retraction means for retreating to the retreat area.
  • the magnetic disk device can be protected against dropping.
  • a portable electronic device including the fall detection device and a device capable of handling an impact, and when the fall detection device generates the falling state signal, the impact countermeasure processing is performed on the device.
  • Shock countermeasure processing means for applying for applying thereby, the safety of the portable electronic device is enhanced by effectively controlling the device capable of handling the shock.
  • the fall determination can be performed even if the output signal of the acceleration sensor includes a stationary error such as an offset.
  • the falling state release means even if the 1G state is erroneously determined as “falling”, the falling state signal is subsequently released, so that the drop determination can be performed again.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure in which a control unit 74 illustrated in FIG. 2 performs drop detection based on an output value of an A / D converter 72. It is a flowchart showing the process sequence in the control part of the fall detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the fall detection device according to the first embodiment.
  • the fall detection device 100 includes an acceleration sensor 60 that detects acceleration and outputs an analog voltage signal corresponding to the acceleration, an A / D converter 72 that converts the output voltage of the acceleration sensor 60 into digital data, and an A / D converter 72.
  • the control unit 74 is configured to detect a drop based on the output data and output the detection result to the outside (host device).
  • the acceleration sensor 60 corresponds to “acceleration detecting means” according to the present invention.
  • the acceleration sensor 60 includes three acceleration sensors that detect accelerations in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction that are orthogonal to each other, and the A / D converter 72 converts the output voltage of each acceleration sensor into digital data. These are output as detected values ax, ay, az of accelerations in the respective axial directions.
  • the control unit 74 performs the fall determination by a process described later.
  • acceleration sensor 60 various types of acceleration sensors such as a piezoelectric type, a piezoresistive type, and a capacitive type can be used.
  • FIG. 3 shows an example of the passage of time of the output voltages Vx, Vy, Vz and detected values az, ay, az of the respective axes of the acceleration sensor 60 before and after dropping.
  • the vertical axis represents the detected value of each axis of the acceleration sensor 60 in voltage
  • the horizontal axis represents the elapsed time t [ms].
  • the detected value (voltage) of each axis of the acceleration sensor 60 maintains a predetermined value. If it is in a falling state (0G) at a certain time, the detected value (voltage) of each axis of the acceleration sensor 60 maintains a value corresponding to 0G. Thereafter, the output of each axis of the acceleration sensor 60 greatly fluctuates by colliding with the floor or the ground.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure in which the control unit 74 shown in FIG. 2 performs drop detection based on the output value of the A / D converter 72.
  • ax is a detection value of an acceleration sensor that detects acceleration in the x-axis direction (A / D converted value of the output voltage of the acceleration sensor)
  • ay is a detection value of an acceleration sensor that detects acceleration in the y-axis direction
  • az is a detection value of an acceleration sensor that detects acceleration in the z-axis direction.
  • a timer is started (S11), and detection values ax, ay, and az of the acceleration sensor 60 are read (S12).
  • an absolute value dxy of an ax difference with respect to ay is obtained, and an absolute value dzy of an az difference with respect to ay is obtained (S13). Subsequently, it is determined whether or not the absolute values dxy and dzy of the two difference values are within a range of ⁇ xy ⁇ ⁇ and a range of ⁇ zy ⁇ ⁇ described later (S14, S15).
  • steps S14 and S15 are both “Yes”, and steps S12 to S15 are repeated until the “preliminary determination state” reaches a predetermined duration T.
  • the process of S16 is repeated (S16 ⁇ S12 ⁇ ).
  • a falling state signal is output (S17). Steps S13 to S17 correspond to “drop determination output means” described in claim 2.
  • drop detection is performed.
  • the determination is made on the basis of the absolute value of the difference between the detected values between the two axes in the acceleration of the three orthogonal axes.
  • the detected value (ax, ay, az) by the acceleration sensor has a relationship of (gx + ⁇ x, gy + ⁇ y, gz + ⁇ z) with respect to the actual acceleration (gx, gy, gz).
  • the sensor output is ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z). Therefore, if these are larger than the threshold value, they are not regarded as falling even in the weightless state. Or, a correction circuit for making them zero is required.
  • the output value ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) of each axis at 0G of the acceleration sensor can be obtained in advance with the acceleration detection axis kept horizontal for each acceleration sensor of each axis, and based on that value
  • may be determined in advance.
  • the relative voltage of the x and z axes with respect to the y axis is used as the determination value.
  • the reference axis may be the x and z axes.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure in the control unit 74 shown in FIG. First, a timer is started (S21), and detection values ax, ay, and az of the acceleration sensor 60 are read (S22).
  • an absolute value dxy of an ax difference with respect to ay is obtained, and an absolute value dzy of an az difference with respect to ay is obtained (S23). Subsequently, it is determined whether or not the absolute values dxy and dzy of the two difference values are within the range of ⁇ xy ⁇ ⁇ and the range of ⁇ zy ⁇ ⁇ (S24, S25).
  • the ranges ⁇ xy ⁇ ⁇ and ⁇ zy ⁇ ⁇ are the same as those shown in the first embodiment.
  • the falling state signal is output (S26 ⁇ S27).
  • step S29 corresponds to the “falling state canceling means” described in claim 2.
  • step S27 if the absolute value dxy or dzy of the difference value between the detected values of the two axes fluctuates so as to exceed the above ⁇ xy ⁇ ⁇ range or ⁇ zy ⁇ ⁇ range, the fall will occur. It is considered that the vehicle is not in the middle (it is a collision state during normal movement or after dropping), and the falling state signal is canceled (S24, S25 ⁇ S29).
  • the fall detection device According to the fall detection device according to the second embodiment, even if the falling state signal is once output even though it is not in the 1G state, that is, the falling (0G) state, Since the falling state signal is canceled, there is no inconvenience that the falling state signal continues to be output.
  • sx, sy, and sz are data serving as a basis for prohibiting the fall detection determination based on ax, ay, and az or prohibiting the output of the fall determination result. If the detected values ax, ay, and az of the three axes read in step S33 coincide with sx, sy, and sz within a predetermined error range, the subsequent drop determination process is not performed (S34). ⁇ S35 ⁇ S36 ⁇ S31).
  • Step S43 corresponds to “steady state detection value storage means” described in claim 3. Further, the above steps S33, S34 to S36 correspond to “prohibiting means”.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a magnetic disk device such as a hard disk drive device.
  • the read / write circuit 202 uses the head 201 to read or write data written on a track on the magnetic disk.
  • the control circuit 200 performs data read / write control via the read / write circuit 202 and communicates this read / write data with the host device via the interface 205.
  • the control circuit 200 controls the spindle motor 204 and controls the voice coil motor 203.
  • the configuration of the fall detection device 100 is as shown in the first to fourth embodiments.
  • the control circuit 200 reads the fall detection signal from the fall detection device 100, and when in the fall state, controls the voice coil motor 203 to retract the head 201 to the retract area.
  • the control circuit 200 reads the fall detection signal from the fall detection device 100, and when in the fall state, controls the voice coil motor 203 to retract the head 201 to the retract area.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a portable electronic device such as a notebook computer or a music / video playback device with a built-in hard disk drive device.
  • the configuration of the drop detection device 100 is as shown in the first to fourth embodiments.
  • the device 301 is a device that needs to be protected from an impact caused by a collision at the time of falling, and is a device capable of taking countermeasures therefor. For example, a hard disk drive device.
  • the control circuit 300 controls the device 301 based on the output signal of the fall detection device 100. For example, when a falling state signal is received from the fall detection device 100, the device 301 is controlled in preparation for an impact when dropped.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Time Recorders, Dirve Recorders, Access Control (AREA)
  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

　加速度センサの特性バラツキの問題を解消して落下検知不能になるのを防止し、誤動作を抑えて、小型低コスト化を図った落下検知装置、それを備えた磁気ディスク装置、及び携帯電子機器を構成する。 　直交３軸（ｘ、ｙ、ｚ）方向の加速度に応じた検出値ａｘ，ａｙ，ａｚを求め、これらの検出値のうち基準とするｙ軸方向の検出値に対する差分である判定値ｄｘｙ，ｄｚｙを求め、この判定値が所定値範囲内である判定予備状態が所定の持続時間以上持続するとき落下中状態信号を発生する。

Description

落下検知装置、磁気ディスク装置および携帯電子機器
　この発明は、装置が落下状態であるか否かを、加速度を基に検知する落下検知装置、それを備えた磁気ディスク装置および携帯電子機器に関するものである。
　従来、装置の落下状態を検知する装置として特許文献１が開示されている。
　図１は、特許文献１のＺ軸方向の加速度センサの出力（ａｚ）が１からほぼ０に変化する様子を示している。特許文献１には、加速度センサの出力信号から加速度の大きさを算出する演算回路と、加速度の大きさが０付近の値になったか否かを比較する比較回路と、加速度がほぼ０になって所定時間継続したか否かを判定する継続判定回路を備えていて、（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の全ての加速度がほぼ０となる状態が基準継続時間の間継続したか否かによって、例えば磁気ディスク装置が自由落下しているか否かを判別する。
　このように判定回路は、３軸全ての出力が基準時間以上ほぼ０となった場合を「落下」と判定する。
特許第３４４１６６８号公報
　ところが、上述の特許文献１に示されている落下検知の方法では、３軸の加速度センサの出力がほぼ０となる状態が各軸の無重力状態と対応していなければならず、落下中の無重力状態で出力が必ず０となる加速度センサが必要である。
　しかし、加速度センサは、その製造のバラツキや、温度変化・経時変化等による特性のバラツキがあるため、上述の判定方法では次のような問題が生じる。
　（１）加速度センサの特性バラツキが或るしきい値を超えると落下判定が不能になる。
　（２）加速度センサの特性バラツキを考慮して上記しきい値を予め大きめに設定すると、落下していないにも拘わらず「落下中」と誤判定するといった誤動作が増すことになる。
　（３）加速度センサの特性バラツキは幾つかの方法で校正（補正）可能であるが、そのために補正用回路が別途必要となり、小型化・低コスト化を阻む要因となる。
　そこで、この発明の目的は、加速度センサの特性バラツキの問題を解消して落下検知不能になるのを防止し、誤動作を抑えて、小型低コスト化を図った落下検知装置、それを備えた磁気ディスク装置、及び携帯電子機器を提供することにある。
　前記課題を解決するために、この発明は次のように構成する。
（１）加速度センサの出力信号を基に落下検知を行う落下検知装置であって、
　直交３軸方向の加速度に応じた検出値を求める加速度検出手段と、
　前記加速度検出手段により検出された３軸方向の検出値のうち基準とする軸方向の検出値に対する差分である判定値を求め、当該判定値が所定値範囲内である判定予備状態が所定の持続時間以上持続するとき落下中状態信号を発生する落下判定出力手段と、を設ける。
　前記加速度検出手段の検出値は、オフセットなどの定常的な誤差および加速度に応じて定まる値である。落下中は、加速度センサの検出値が略０にならないとしても、加速度０に対応する一定値を出力し続け、前記判定値も所定範囲内の値を保つので、前記落下判定出力手段が出力する落下中状態信号によって落下中であることが分かる。
（２）前記判定予備状態が前記持続時間より長い上限時間を超えたとき、前記落下中状態信号を解除する落下中状態解除手段を備える。
　実際に落下中ではなくて１Ｇ状態であっても、加速度センサが静止していればその検出値は一定値を保つ。したがってその場合にも判定値が偶然に所定範囲内の値を保つことがあり、このとき前記落下中状態信号が発生され、この落下検出装置が搭載された磁気ディスク装置や携帯電子機器は衝撃に備える処理を実行する。この動作は、実際に落下中であるにも拘わらず落下中状態信号が発生されないという致命的な誤動作ではなく、安全な側への誤動作である。
　落下中でなくて１Ｇ状態であれば、落下中の時間より長い時間に亘って前記判定予備状態が継続されるので、前記落下中状態解除手段によって前記落下中状態信号が解除される。そのため、再び落下判定が可能となる。
（３）前記落下中状態解除手段が前記解除を行うときの前記３軸方向の検出値を記憶する定常状態検出値記憶手段と、前記３軸方向の検出値が前記定常状態検出値記憶手段に記憶された値に一致または所定値範囲内で近似するとき落下検知判定を禁止または落下判定結果の出力を禁止する禁止手段と、を備える。
　１Ｇ状態を継続しているとき、前記落下判定出力手段による落下中状態信号の発生と前記落下中状態解除手段による落下中状態信号の解除が繰り返されることになるが、前記定常状態検出値記憶手段が１Ｇ状態での加速センサの検出値が一旦記憶されれば、前記禁止手段によって落下検知判定が禁止または落下判定結果の出力が禁止される。したがって１Ｇ状態を継続していても、最初に前記落下判定出力手段による落下中状態信号が発生され、前記落下中状態解除手段によって落下中状態信号の解除が行われた後は、再び落下中状態信号が発生されることはない。
（４）前記落下検知装置を備えた磁気ディスク装置であって、磁気ディスクに対してデータの記録または読み出しを行うヘッドと、前記落下検知装置が前記落下中状態信号を発生したとき、前記ヘッドを退避領域に退避させるヘッド退避手段とを備える。
　これにより落下に対してその磁気ディスク装置を保護することができる。
（５）前記落下検知装置と、衝撃対策処理可能なデバイスとを備えた携帯電子機器であって、前記落下検知装置が前記落下中状態信号を発生したとき、前記デバイスに対して前記衝撃対策処理を施す衝撃対策処理手段とを備える。
　これにより、衝撃対策処理可能なデバイスを有効に制御して携帯電子機器の安全性が高められる。
　この発明によれば、加速度センサの出力信号にオフセットなどの定常的な誤差が含まれていても、落下判定が可能となる。また前記落下中状態解除手段を設けることによって、１Ｇ状態を「落下中」と誤判定しても、その後、前記落下中状態信号が解除されるため、再び落下判定が可能となる。
特許文献１のＺ軸方向の加速度センサの出力（ａｚ）が１からほぼ０に変化する様子を示す図である。 第１の実施形態に係る落下検知装置の構成を示すブロック図である。 落下前後において前記加速度センサ６０の各軸の検出値の時間経過の例を示す図である。 図２に示した制御部７４がＡ／Ｄコンバータ７２の出力値を基にして落下検知を行う処理手順を表すフローチャートである。 第２の実施形態に係る落下検知装置の制御部における処理手順を表すフローチャートである。 第３の実施形態に係る落下検知装置の制御部における処理手順を表すフローチャートである。 第４の実施形態に係る、ハードディスクドライブ装置等の磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。 第５の実施形態に係る、ハードディスクドライブ装置を内蔵したノートパソコンや音楽・映像再生装置等の携帯電子機器の構成を示すブロック図である。
《第１の実施形態》
　図２は第１の実施形態に係る落下検知装置の構成を示すブロック図である。落下検知装置１００は、加速度を検出して加速度に対応したアナログ電圧信号を出力する加速度センサ６０、加速度センサ６０の出力電圧をディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ７２、およびＡ／Ｄコンバータ７２の出力データを基にして落下検知を行い、検知結果を外部（ホスト装置）へ出力する制御部７４から構成している。ここで加速度センサ６０はこの発明に係る「加速度検出手段」に相当する。
　落下方向がどの向きであるか不定である場合にも、その落下を検知するために、３次元方向の加速度を検出して、それらを基にして落下検知を行う。加速度センサ６０は互いに直交するＸ軸方向，Ｙ軸方向およびＺ軸方向の加速度をそれぞれ検出する３つの加速度センサで構成し、Ａ／Ｄコンバータ７２は各加速度センサの出力電圧をそれぞれディジタルデータに変換し、それらを各軸方向の加速度の検出値ａｘ，ａｙ，ａｚとして出力する。制御部７４は、後述する処理によって落下判定を行う。
　加速度センサ６０としては、圧電型、ピエゾ抵抗型、容量型など各種形式の加速度センサを用いることができる。
　図３は、落下前後において前記加速度センサ６０の各軸の出力電圧Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚおよび検出値ａｚ，ａｙ，ａｚの時間経過の例を示している。ここで縦軸は加速度センサ６０の各軸の検出値を電圧で表したもの、横軸は経過時間ｔ［ｍｓ］である。
　１Ｇ状態、すなわちまだ落下を開始していない定常状態では、加速度センサ６０の各軸の検出値（電圧）は所定値を保つ。ある時点で落下中状態（０Ｇ）となれば、加速度センサ６０の各軸の検出値（電圧）は０Ｇに応じた値を維持する。その後、床や地面に衝突することによって加速度センサ６０の各軸の出力は大きく変動することになる。
　図４は図２に示した制御部７４がＡ／Ｄコンバータ７２の出力値を基にして落下検知を行う処理手順をフローチャートとして表したものである。
　図中ａｘはｘ軸方向の加速度を検出する加速度センサの検出値（加速度センサの出力電圧をＡ／Ｄ変換した値）、ａｙはｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサの検出値、同様にａｚはｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサの検出値である。
　まずタイマをスタートし（Ｓ１１）、加速度センサ６０の検出値ａｘ，ａｙ，ａｚを読み込む（Ｓ１２）。
　次にａｙを基準として、ａｙに対するａｘの差分の絶対値ｄｘｙを求め、またａｙに対するａｚの差分の絶対値ｄｚｙを求める（Ｓ１３）。続いて、この２つの差分値の絶対値ｄｘｙ，ｄｚｙが、後述するδｘｙ±αの範囲内およびδｚｙ±αの範囲内に収まっているか否かの判定を行う（Ｓ１４，Ｓ１５）。
　図３に示したように上記ｄｘｙ，ｄｚｙが安定していれば、ステップＳ１４，Ｓ１５はいずれも“Ｙｅｓ”となって、「判定予備状態」が所定の持続時間Ｔに達するまで上記ステップＳ１２～Ｓ１６の処理を繰り返す（Ｓ１６→Ｓ１２→・・・）。
　そしてタイマの値が上記Ｔに達した時、落下中状態信号を出力する（Ｓ１７）。
　上記ステップＳ１３～Ｓ１７が請求項２に記載の「落下判定出力手段」に相当する。
　このようにして落下検知を行う。この第１の実施形態によれば時間経過に伴う検出値の変化を見るのではなく、直交３軸の加速度のうち２つの軸間の検出値の差の絶対値を基にしてその都度判定を行うので、演算処理周期を短くしなくても応答性の高い落下検知が可能となる。
　上記加速度センサによる検出値（ａｘ，ａｙ，ａｚ）は、実際の加速度（ｇｘ，ｇｙ，ｇｚ）に対して（ｇｘ＋δｘ，ｇｙ＋δｙ，ｇｚ＋δｚ）の関係にある。ここでδはセンサ素子固有の無重力状態での出力バラツキである。すなわち，
　（ａｘ，ａｙ，ａｚ）＝（ｇｘ＋δｘ，ｇｙ＋δｙ，ｇｚ＋δｚ）
で表される。
　無重力状態（ｇｘ＝ｇｙ＝ｇｚ＝０）でも，センサ出力は（δｘ，δｙ，δｚ）となるため，従来技術ではこれらがしきい値より大きくなると，無重力状態でも落下中と見なされない。または、これらをゼロにするための補正回路が必要になる。
　この第１の実施形態では、｜ａｘ－ａｙ｜，｜ａｚ－ａｙ｜を判定値とし、
　｜δｘ－δｙ｜－α　＜　｜ａｘ－ａｙ｜　＜　｜δｘ－δｙ｜＋α　　　（α＞０）
　且つ
　｜δｚ－δｙ｜－α　＜　｜ａｚ－ａｙ｜　＜　｜δｚ－δｙ｜＋α
の状態が所定の持続時間以上持続した場合に落下中と判定するので、無重力状態では、理論上上記判定値はそれぞれ｜δｘ－δｙ｜，｜δｚ－δｙ｜となることを利用している。
　この｜δｘ－δｙ｜が図４中のδｘｙであり、｜δｚ－δｙ｜が図４中のδｚｙである。
　この判定の様子を、図３を参照して説明する。まず加速度センサの出力には特に補正を行っていないため、落下中（０Ｇ）状態の各軸のセンサ出力はバラバラである。従来技術では、このようなセンサで落下判定は行えないか、補正回路を用いて０Ｇ基準電圧（例えば１．２５［Ｖ］）に揃える必要があった。
　ここで、｜δｘ－δｙ｜＝０．１９［Ｖ］，｜δｚ－δｙ｜＝０．３５［Ｖ］，α＝０．０４［Ｖ］とすれば、
　０．１５　＜　｜ａｘ－ａｙ｜　＜　０．２３
　且つ
　０．３１　＜　｜ａｚ－ａｙ｜　＜　０．３９
の基準範囲で判定を行うことになる。
　加速度センサを手で空中に保持している１Ｇ状態で、
　｜ａｘ－ａｙ｜≒　０．３０［Ｖ］
　｜ａｚ－ａｙ｜≒　０．０８［Ｖ］
であるため、基準範囲外となり、落下中とは見なされない。
　一方、手を離してセンサを落下（０Ｇ）状態にすると、
　｜ａｘ－ａｙ｜≒　０．２０［Ｖ］
　｜ａｚ－ａｙ｜≒　０．３６［Ｖ］
となって、基準範囲内となる。この場合、基準時間を１００［ｍｓ］とすれば、センサが床に衝突する前に落下中状態信号を発生させることができる。
　加速度センサの０Ｇにおける各軸の出力値（δｘ，δｙ，δｚ）は、各軸の加速度センサ毎に加速度検出軸を水平に保った状態で事前に求めることができるので、その値を基にして上記｜δｘ－δｙ｜および｜δｚ－δｙ｜を事前に定めればよい。
　なお、この第１の実施形態ではｙ軸を基準にしてｘ，ｚ軸の相対電圧を判定値に用いたが、基準とする軸はｘ，ｚ軸でもよい。
　上記は無重力状態での出力バラツキに対するものであるが，温度変化や経年変化で各軸の出力は一般に一様に変動するので、変動に対しても有効である。すなわち、この変動をΔで表すと、
　｜（ａｘ＋Δ）－（ａｙ＋Δ）｜＝｜ａｘ－ａｙ｜
の関係であるので、その影響を打ち消せる。このように温度変化や経年変化の影響を受けないため，これらに起因する誤動作を防止できる。または対策のための補正回路が不要となる。
《第２の実施形態》
　第２の実施形態に係る落下検知装置について図５を基に説明する。
　第２の実施形態に係る落下検知装置の構成はブロック図で表せば図２に示したものと同様である。図５は図２に示した制御部７４における処理手順を示すフローチャートである。まずタイマをスタートし（Ｓ２１）、加速度センサ６０の検出値ａｘ，ａｙ，ａｚを読み込む（Ｓ２２）。
　次にａｙを基準として、ａｙに対するａｘの差分の絶対値ｄｘｙを求め、またａｙに対するａｚの差分の絶対値ｄｚｙを求める（Ｓ２３）。続いて、この２つの差分値の絶対値ｄｘｙ，ｄｚｙがδｘｙ±αの範囲内およびδｚｙ±αの範囲内に収まっているか否かの判定を行う（Ｓ２４，Ｓ２５）。この範囲δｘｙ±α，δｚｙ±αは第１の実施形態に示したものと同様である。
　そしてタイマ値が上記Ｔ１に達した時、落下中状態信号を出力する（Ｓ２６→Ｓ２７）。
　その後、タイマ値が前記持続時間Ｔ１より長い上限時間Ｔ２に達するか否かを判定する（Ｓ２８）。タイマ値がこの上限時間Ｔ２に達するまでは上記ステップＳ２２～Ｓ２８の処理を繰り返す（Ｓ２８→Ｓ２２→・・・）。
　もしタイマ値が上限時間Ｔ２を超えれば上記の落下中状態信号を解除する（Ｓ２９）。そして再びタイマをリスタートして同様の処理を行う（Ｓ２８→Ｓ２９→Ｓ２１→・・・）。ここで、ステップＳ２９が請求項２に記載の「落下中状態解除手段」に相当する。
　また、一旦ステップＳ２７で落下中状態信号が出力された後、２軸の検出値の差分値の絶対値ｄｘｙまたはｄｚｙが上記δｘｙ±αの範囲またはδｚｙ±αの範囲を超えるほど変動すれば落下中ではない（通常の移動中または落下後の衝突状態である）ものと見なし、落下中状態信号を解除する（Ｓ２４，Ｓ２５→Ｓ２９）。
　このようにして第２の実施形態に係る落下検知装置によれば、１Ｇ状態すなわち落下（０Ｇ）状態でないにも拘わらず落下中状態信号が一旦出力されても実際に落下中でなければ、その落下中状態信号が解除されるので、落下中状態信号が出力され続けるという不都合はない。
《第３の実施形態》
　図６においてｓｘ，ｓｙ，ｓｚはａｘ，ａｙ，ａｚを基にした落下検知判定を禁止または落下判定結果の出力を禁止するための基になるデータである。ステップＳ３３で読み込んだ３軸の検出値ａｘ，ａｙ，ａｚのそれぞれがｓｘ，ｓｙ，ｓｚに対して所定の誤差範囲内で一致すれば、それ以降の落下判定のための処理は行わない（Ｓ３４→Ｓ３５→Ｓ３６→Ｓ３１）。
　次にａｙを基準として、ａｙに対するａｘの差分の絶対値ｄｘｙを求め、またａｙに対するａｚの差分の絶対値ｄｚｙを求める（Ｓ３７）。続いて、この２つの差分値の絶対値ｄｘｙ，ｄｚｙがδｘｙ±αの範囲内およびδｚｙ±αの範囲内に収まっているか否かの判定を行う（Ｓ３８，Ｓ３９）。この範囲δｘｙ±α，δｚｙ±αは第１・第２の実施形態に示したものと同様である。
　そしてタイマ値が上記Ｔ１に達した時、落下中状態信号を出力する（Ｓ４０→Ｓ４１）。
　その後、タイマ値が前記持続時間Ｔ１より長い上限時間Ｔ２に達するか否かを判定する（Ｓ４２）。タイマ値がこの上限時間Ｔ２に達するまでは上記ステップＳ３３～Ｓ４２の処理を繰り返す（Ｓ４２→Ｓ３３→・・・）。
　もしタイマ値が上限時間Ｔ２を超えれば、この時の（実際には落下中ではなかったと見なした時の）ａｘ，ａｙ，ａｚの値をそれぞれｓｘ，ｓｙ，ｓｚとして記憶する（Ｓ４３）。その後、上記の落下中状態信号を解除する（Ｓ４４）。そして再びタイマをリスタートして同様の処理を行う（Ｓ４３→Ｓ４４→Ｓ３１→・・・）。
　これらの値ｓｘ，ｓｙ，ｓｚはステップＳ３２～Ｓ３６で示したように、次回のａｘ，ａｙ，ａｚを基にした落下検知判定を禁止または落下判定結果の出力を禁止するための基になるデータである。
　上記ステップＳ４３が請求項３に記載の「定常状態検出値記憶手段」に相当する。また、上記ステップＳ３３，Ｓ３４～Ｓ３６が請求項３に記載の「禁止手段」に相当する。
　このようにして１Ｇ状態での安定した静止状態が誤って「落下中状態」として判定されることを初回以降は防止できる。
　なお、以上に示した第１～第３の実施形態によれば、掛け算が不要であるので演算負荷が軽く、極めて単純なアーキテクチャーのハードウェアで実現できる。
《第４の実施形態》
　図７はハードディスクドライブ装置等の磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。ここで、読み書き回路２０２はヘッド２０１を用いて磁気ディスク上のトラックに、書き込まれているデータの読み取りまたは書き込みを行う。制御回路２００は読み書き回路２０２を介してデータの読み書き制御を行い、この読み書きデータを、インタフェース２０５を介してホスト装置との間で通信する。また制御回路２００はスピンドルモータ２０４を制御し、ボイスコイルモータ２０３を制御する。落下検知装置１００の構成は第１～第４の実施形態で示したとおりである。また制御回路２００は落下検知装置１００による落下検知信号を読み取って、落下状態の時、ボイスコイルモータ２０３を制御してヘッド２０１を退避領域に退避させる。これにより、たとえば、ハードディスク装置が搭載された携帯機器を落下させた際に、携帯機器が床や地面に衝突するまでにヘッドを磁気ディスクの領域から退避領域へ退避させるので、ヘッド２０１の磁気ディスクの記録面に対する接触による損傷が防止できる。
《第５の実施形態》
　図８は、ハードディスクドライブ装置を内蔵したノートパソコンや音楽・映像再生装置等の携帯電子機器の構成を示すブロック図である。ここで落下検知装置１００の構成は第１～第４の実施形態で示したとおりである。デバイス３０１は落下時の衝突による衝撃から保護する必要のあるデバイスであり、且つそのための対策処理可能なデバイスである。例えばハードディスクドライブ装置である。制御回路３００は落下検知装置１００の出力信号を基にしてデバイス３０１を制御する。例えば落下検知装置１００から落下中状態信号を受け取ったなら、デバイス３０１に対して落下時の衝撃に備えた制御を行う。
６０…加速度センサ
７２…Ａ／Ｄコンバータ
７４…制御部
１００…落下検知装置
２０５…インタフェース
ａｘ…ｘ軸の加速度の検出値
ａｙ…ｙ軸の加速度の検出値
ａｚ…ｚ軸の加速度の検出値
ａｘ０，ａｙ０，ａｚ０…前回値
Ｔ…持続時間
Ｔ１…持続時間
Ｔ２…上限時間

Claims (5)

  1. 　加速度センサの出力信号を基に落下検知を行う落下検知装置であって、
    　直交３軸方向の加速度に応じた検出値を求める加速度検出手段と、
    　前記加速度検出手段により検出された３軸方向の検出値のうち基準とする軸方向の検出値に対する差分である判定値を求め、当該判定値が所定値範囲内である判定予備状態が所定の持続時間以上持続するとき落下中状態信号を発生する落下判定出力手段と、を設けた落下検知装置。
  2. 　前記判定予備状態が前記持続時間より長い上限時間を超えたとき、前記落下中状態信号を解除する落下中状態解除手段を備えた請求項１に記載の落下検知装置。
  3. 　前記落下中状態解除手段が前記解除を行うときの前記３軸方向の検出値を記憶する定常状態検出値記憶手段と、前記３軸方向の検出値が前記定常状態検出値記憶手段に記憶された値に一致または所定値範囲内で近似するとき落下検知判定を禁止または落下判定結果の出力を禁止する禁止手段と、を備えた請求項２に記載の落下検知装置。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の落下検知装置と、磁気ディスクに対してデータの記録または読み出しを行うヘッドと、前記落下検知装置が前記落下中状態信号を発生したとき、前記ヘッドを退避領域に退避させるヘッド退避手段とを備えた磁気ディスク装置。
  5. 　請求項１～３のいずれかに記載の落下検知装置と、衝撃対策処理可能なデバイスとを備えた携帯電子機器であって、前記落下検知装置が前記落下中状態信号を発生したとき、前記デバイスに対して衝撃対策処理を施す衝撃対策処理手段とを備えた携帯電子機器。
PCT/JP2009/061559 2008-07-23 2009-06-25 落下検知装置、磁気ディスク装置および携帯電子機器 Ceased WO2010010781A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010521652A JP4905592B2 (ja) 2008-07-23 2009-06-25 落下検知装置、磁気ディスク装置および携帯電子機器
CN200980128918.1A CN102099859B (zh) 2008-07-23 2009-06-25 下落检测装置、磁盘装置、以及便携式电子设备
US13/011,126 US20110149431A1 (en) 2008-07-23 2011-01-21 Fall Detection Apparatus, Magnetic Disk Apparatus, and Portable Electronic Apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-189786 2008-07-23
JP2008189786 2008-07-23

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/011,126 Continuation US20110149431A1 (en) 2008-07-23 2011-01-21 Fall Detection Apparatus, Magnetic Disk Apparatus, and Portable Electronic Apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010010781A1 true WO2010010781A1 (ja) 2010-01-28

Family

ID=41570247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/061559 Ceased WO2010010781A1 (ja) 2008-07-23 2009-06-25 落下検知装置、磁気ディスク装置および携帯電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110149431A1 (ja)
JP (1) JP4905592B2 (ja)
CN (1) CN102099859B (ja)
WO (1) WO2010010781A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11585828B2 (en) 2019-02-01 2023-02-21 Seiko Epson Corporation Sensor system and sensor drop determination method

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103581852B (zh) * 2013-09-30 2018-03-06 吴家宝 人体摔倒检测的方法、装置及移动终端系统
US11200656B2 (en) * 2019-01-11 2021-12-14 Universal City Studios Llc Drop detection systems and methods
CN113374464B (zh) * 2021-06-15 2023-06-23 中国矿业大学(北京) 一种顶煤流动时间测量装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005346840A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Sony Corp 落下検出装置、ハードディスク装置、落下検出方法
JP2007042244A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Hitachi Metals Ltd 落下検知装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982573A (en) * 1993-12-15 1999-11-09 Hewlett-Packard Company Disk drive and method for minimizing shock-induced damage
JP3441668B2 (ja) * 1999-02-22 2003-09-02 シャープ株式会社 落下検出機構、磁気ディスク装置の保護機構および携帯型機器
WO2001004897A1 (en) * 1999-07-09 2001-01-18 Fujitsu Limited Portable information processor
JP2002296294A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Mitsumi Electric Co Ltd 加速度検出装置
US7830630B2 (en) * 2001-06-28 2010-11-09 Stmicroelectronics, Inc. Circuit and method for detecting the phase of a servo signal
US7059182B1 (en) * 2004-03-03 2006-06-13 Gary Dean Ragner Active impact protection system
US7324298B2 (en) * 2004-04-28 2008-01-29 Sony Corporation Electronic appliance and fall detection method
CN1806177A (zh) * 2004-04-28 2006-07-19 索尼株式会社 电子设备和下落检测方法
US7190540B2 (en) * 2004-06-03 2007-03-13 Sony Corporation Portable apparatus having head retracting function and head retracting method
ITTO20040436A1 (it) * 2004-06-28 2004-09-28 St Microelectronics Srl Dispositivo di rilevamento di caduta libera per la protezione di apparecchi portatili.
JP4569290B2 (ja) * 2004-12-22 2010-10-27 ソニー株式会社 ディスク駆動装置
EP1850138A4 (en) * 2005-01-31 2011-05-18 Hitachi Metals Ltd METHOD AND DEVICE FOR DETECTING A FALL
JP4364157B2 (ja) * 2005-04-22 2009-11-11 トレックス・セミコンダクター株式会社 落下検出装置
JP2007095182A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Tdk Corp 落下検出方法、落下検出装置及びコンピュータプログラム
DE602006009611D1 (de) * 2006-01-20 2009-11-19 St Microelectronics Srl Freifalldetektor und Freifalldetektionsverfahren
JP4749907B2 (ja) * 2006-03-27 2011-08-17 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 落下検出装置
TW200918898A (en) * 2007-06-05 2009-05-01 Murata Manufacturing Co Drop detector, magnetic disc drive and portable electronic apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005346840A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Sony Corp 落下検出装置、ハードディスク装置、落下検出方法
JP2007042244A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Hitachi Metals Ltd 落下検知装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11585828B2 (en) 2019-02-01 2023-02-21 Seiko Epson Corporation Sensor system and sensor drop determination method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4905592B2 (ja) 2012-03-28
US20110149431A1 (en) 2011-06-23
CN102099859A (zh) 2011-06-15
JPWO2010010781A1 (ja) 2012-01-05
CN102099859B (zh) 2015-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4471389B2 (ja) デュアル加速度センサシステム
US8164847B2 (en) Fall detection device, magnetic disk device, and portable electronic apparatus
US7979235B2 (en) Method and device for detecting anomalous events for an electronic apparatus, in particular a portable apparatus
US7706097B2 (en) Magnetic disk drive with head retraction control
JP4905592B2 (ja) 落下検知装置、磁気ディスク装置および携帯電子機器
US7551388B2 (en) Fall detection device and magnetic disk drive
US9514780B2 (en) Free fall detection system for protecting hard drives in mobile devices
JP2009192417A (ja) 落下検出装置およびこれを備えた携帯型装置
US8804271B2 (en) Information processing apparatus and head evacuation processing method therefor
CN100383875C (zh) 下落检测方法和系统
KR20090007685A (ko) 자유 낙하를 인지하기 위한 방법 및 장치
US7350394B1 (en) Zero-g offset identification of an accelerometer employed in a hard disk drive
US20090027798A1 (en) Impact protection for a retractable control object
JP4589859B2 (ja) 記憶装置、制御方法及びプログラム
JP2007178295A (ja) 落下検出装置及び落下検出方法
JP2005037300A (ja) 加速度履歴記録機能付き携帯型機器及びそれに用いられる加速度センサ装置
JP5024250B2 (ja) 落下検知装置、磁気ディスク装置および携帯電子機器
JP2009036782A (ja) 携帯型機器の落下衝突を判定する方法
US9076471B1 (en) Fall detection scheme using FFS
US20070297086A1 (en) Hdd write control method and apparatus
KR100693433B1 (ko) 정전기에 의한 통신오류를 방지하는 구조가 구비된광디스크 드라이브
US20090245057A1 (en) Sensor detachment detection circuit, sensor detachment detection method, and information storage device
WO2012127520A1 (ja) 処理装置、処理装置の制御方法及び制御プログラム
JP2008022060A (ja) 撮影装置及び撮影装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980128918.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09800296

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010521652

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09800296

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1