專利名稱：下落檢測裝置及磁盤驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種下落檢測裝置，用以根據(jù)加速度檢測裝置是否正在下落，還涉及一種包含該裝置的磁盤驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻1到3中公開了用于檢測裝置是否正在下落的有關(guān)裝置。
專利文獻1中描述的下落檢測裝置根據(jù)加速度傳感器的檢測信號的微分輸出信號是否基本上為0，檢測裝置是否正在自由下落。
專利文獻2中描述的裝置通過對加速度傳感器的輸出信號進行一次積分，獲得速度信號，并在該速度大于或等于基準(zhǔn)值的情況下，確定裝置正在下落。
專利文獻3中描述的裝置根據(jù)加速度傳感器的輸出，通過對該輸出進行一次積分而產(chǎn)生的速度信號，以及通過對該輸出進行兩次積分而產(chǎn)生的距離信號，確定裝置是否正在下落。
專利文獻1日本待審專利申請公開No.2000-241442專利文獻2日本待審專利申請公開No.08-221886專利文獻3日本待審專利申請公開No.2000-298136發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題專利文獻1所示的結(jié)構(gòu)要求檢測到的加速度基本上為0。因此，能夠檢測直流加速度(DC加速度)的加速度傳感器是必不可少的。在加給0G的情況下(即下落時)，必須將DC加速度輸出調(diào)整為基本上為0或更小。同時，無論溫度和濕度等外界因素或者老化程度如何，也必須將DC加速度輸出調(diào)整成基本為0或更小。因此，加速度傳感器以及使用該傳感器的電路比較復(fù)雜，而且價格昂貴。
專利文獻2所述的裝置通過對加速度進行一次積分(線性積分)獲得下落速度，并根據(jù)該速度是否大于或等于基準(zhǔn)值來確定裝置是否正在下落。專利文獻3所述的裝置根據(jù)DC加速度，通過對該DC加速度輸出進行一次積分而產(chǎn)生的速度信號，以及通過對該DC加速度輸出進行兩次積分而產(chǎn)生的距離信號，檢測下落。有如稍后所述者，在上述任何一種情況下，都會有許多檢測錯誤，例如，會把包含下落檢測裝置之移動設(shè)備的傾斜變化錯誤地檢測為下落。
具體而言，在加速度檢測軸的方向相對于重力加速度方向的傾斜改變了θ時，輸出改變(1-cosθ)。例如，即使在沿重力加速度方向而定向的加速度檢測軸相對于重力加速度方向傾斜90°的情況下，也會檢測到“下落”。
在專利文獻3中，在裝置下落情況下，無論溫度和濕度等外界因素或者老化程度如何，加速度傳感器的輸出必須至少調(diào)整為等于或小于閾值，傳感器輸出也必須設(shè)置為0.2G或更小。
這些都限制并妨礙了所述裝置成本的降低。
專利文獻1所述的裝置在加速度檢測信號與加速度檢測輸出的微分輸出基本上為0的狀態(tài)持續(xù)一段預(yù)定的時間段時，確定裝置正在下落。但是，該微分輸出是在下落開始時加給加速度傳感器上的重力加速度的瞬時輸出，之后，該微分輸出根據(jù)微分器的時間常數(shù)而收斂至0，從而將下落確定延遲了時間常數(shù)那樣的時間長度。
在如專利文獻1和專利文獻3中，在必須檢測DC加速度的情況下，必須檢測加給加速度傳感器的加速度方向，以確定加速度是否是DC加速度。在不可能對待檢測裝置的下落方向進行檢測的情況下，必須檢測彼此正交的三根軸方向上的加速度。比如硬盤驅(qū)動器類的磁盤驅(qū)動裝置，容易受到與磁盤記錄表面垂直方向的加速度的損壞，所以只需要檢測該方向上的下落。但是，上述檢測DC加速度的方法理論上需要三個加速度傳感器和用于處理傳感器輸出的電路，從而導(dǎo)致整體系統(tǒng)比較昂貴。
本發(fā)明的目的在于提供一種無需檢測DC加速度，而改進下落檢測并解決上述各種問題的下落檢測裝置，還提供一種一種包括該裝置的磁盤驅(qū)動裝置。
解決問題用的手段(1)本發(fā)明的下落檢測裝置包括加速度傳感器，用于輸出與加速度有關(guān)的信號；微分裝置，用于對加速度傳感器的輸出信號進行微分；積分裝置，用于對加速度傳感器的輸出信號進行積分；以及狀態(tài)確定裝置，用于確定加速度傳感器的輸出信號是否處于特定狀態(tài)，在所述特定狀態(tài)下，微分信號超過預(yù)定的閾值，而且由積分裝置得到的積分信號也超過預(yù)定閾值。
(2)例如，可以將三個加速度傳感器放置成它們的加速度檢測方向是沿彼此正交的三根軸而定向的。所述狀態(tài)確定裝置可以確定三個加速度傳感器的輸出信號當(dāng)中的每一個是否均處于特定狀態(tài)。所述下落檢測裝置還可以包括檢測結(jié)果輸出裝置，它在所述狀態(tài)確定裝置確定三個加速度傳感器的輸出信號當(dāng)中任一信號處于特定狀態(tài)的情況下，用來輸出指示下落的信號。
(3)例如，所述積分裝置可以執(zhí)行一次或兩次積分。
(4)例如，所述加速度傳感器可以是響應(yīng)于根據(jù)加速度的應(yīng)力而產(chǎn)生壓電效應(yīng)的壓電加速度傳感器。
(5)所述積分裝置在所述微分信號超過預(yù)定閾值時開始積分。
(6)本發(fā)明的磁盤驅(qū)動裝置包括具有上述結(jié)構(gòu)之一的下落檢測裝置；磁頭，用于相對于磁盤讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)；以及磁頭撤離裝置，用于在所述下落檢測裝置檢測到下落的情況下將所述磁頭撤離到撤離區(qū)。
有益效果(1)由于是通過確定加速度傳感器的輸出信號的微分信號和積分信號是否超過相關(guān)預(yù)定閾值而檢測下落，所以，不需要使用能夠檢測DC加速度的加速度傳感器，從而降低了成本。
與在微分輸出和加速度輸出都基本為0的狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時間段的情況下檢測到下落的情況相比，由于不必等待微分輸出收斂，所以，減少了下落檢測所需的時間。
由于不需要檢測加速度0，所以，不需要檢測彼此正交的三根軸的方向上的加速度。將加速度傳感器放置為可以檢測所需檢測軸方向上的加速度，并根據(jù)該加速度傳感器的輸出信號檢測下落。因此，不需要在三根軸的方向上分別檢測加速度。在這種情況下，只將與加速度檢測方向完全正交的方向用作不靈敏軸。假如所加給的加速度的方向與該不靈敏軸不同，仍然可以檢測下落。由此，可以降低成本。
(2)通過將三個加速度傳感器放置成它們的加速度檢測方向是沿彼此正交的三根軸而定向的，并且通過確定三個加速度傳感器的輸出信號中每一個是否處于特定狀態(tài)(微分信號和積分信號均超過相關(guān)預(yù)定閾值)，就沒有不靈敏軸，從而可以檢測所有方向上的下落。
(3)在積分裝置執(zhí)行一次積分的情況下，將速度是否超過預(yù)定閾值用作一個條件。在積分裝置執(zhí)行兩次積分的情況下，將位移是否超過預(yù)定閾值用作一個條件。在前者“速度”用作一個條件的情況下，積分輸出的改變相對較快，從而可以改善下落檢測的響應(yīng)度。在后者“位移”用作一個條件的情況下，可以進一步減小錯誤檢測幾率，在錯誤檢測中，將裝置在相對較短距離內(nèi)的移動錯誤地檢測為下落。
(4)由于加速度傳感器是壓電加速度傳感器，所以，可以構(gòu)成小型且低成本的下落檢測裝置。
(5)與以預(yù)定時間常數(shù)在所有時間上執(zhí)行積分的情況相比，通過允許所述積分裝置在微分信號超過預(yù)定閾值時開始積分，使裝置受到裝置的低頻振蕩或轉(zhuǎn)動的可能性更小。相應(yīng)地，可以執(zhí)行正確的下落檢測。
(6)由于所述磁盤驅(qū)動裝置包含這種下落檢測裝置，而且在檢測到下落的情況下，將磁頭從磁盤撤離，所以，可以在包含所述磁盤驅(qū)動裝置的移動設(shè)備下落時保護磁盤驅(qū)動裝置。由于只出現(xiàn)少量檢測錯誤，所以，可以解決操作中磁盤驅(qū)動裝置訪問響應(yīng)速度降低的問題。


圖1是第一實施例下落檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2包括裝置下落時在圖1所示元件處得到的多個波形圖；圖3包括裝置下落時在圖1所示元件處得到的多個波形圖；圖4包括向裝置加給震動時在圖1所示元件處得到的多個波形圖；圖5是表示由用戶加給的運動的示例圖；圖6包括響應(yīng)于所述運動在圖1所示元件處得到的多個波形圖；
圖7包括第二實施例下落檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖，以及三個下落檢測裝置之間的位置關(guān)系圖；圖8是第三實施例下落檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖9是第四實施例的磁盤驅(qū)動的結(jié)構(gòu)框圖。
附圖標(biāo)記1加速度傳感器10狀態(tài)確定裝置100下落檢測裝置具體實施方式
以下將根據(jù)圖1到7描述第一實施例下落檢測裝置的結(jié)構(gòu)。
圖1是下落檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。加速度傳感器1是響應(yīng)于根據(jù)加速度的應(yīng)力而產(chǎn)生壓電效應(yīng)的壓電加速度傳感器。加速度傳感器1的輸出信號P1是作為與預(yù)定可檢測范圍內(nèi)的加速度成比例的電壓信號而被輸出的。由于加速度傳感器1是壓電加速度傳感器，所以，輸出信號P1不包括DC分量和頻率非常低的分量信號。換言之，加速度傳感器1不檢測DC加速度。
微分器2是對加速度傳感器1的輸出信號P1進行微分并輸出微分信號P2的電路。例如，微分器2包括運算放大器和CR時間常數(shù)電路。因為微分信號P2是加速度信號的微分信號，所以微分信號P2是與加速度相對應(yīng)的信號。
比較器3將上述微分信號P2與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定閾值THd相比較，并在微分信號P2超過閾值THd的情況下，反轉(zhuǎn)輸出信號P3的狀態(tài)。比較器3的輸出信號P3是邏輯電平信號，即高電平(Hi)或低電平(Lo)信號。
單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4輸出信號P4，在比較器3的輸出信號P3的狀態(tài)從正常狀態(tài)反轉(zhuǎn)之后的預(yù)定時間段，所述信號P4保持自身狀態(tài)。
積分器5是對加速度傳感器1的輸出信號P1進行兩次積分并輸出積分信號P5的電路。積分器5具有兩個積分電路，每個電路具有運算放大器和CR時間常數(shù)電路。由于積分信號P5是通過對加速度傳感器的輸出信號P1進行兩次積分而產(chǎn)生的，所以，積分信號P5是與裝置的位置(位移)相對應(yīng)的信號。
比較器6將積分器5的積分信號P5與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定閾值THi相比較，并在積分信號P5超過閾值THi的情況下，反轉(zhuǎn)輸出信號P6的狀態(tài)。比較器6的輸出信號是邏輯電平信號。
下落確定處理器7根據(jù)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4和輸出信號P6，確定裝置是否正在下落，并輸出輸出信號out。下落確定處理器7確定單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4的狀態(tài)是否從正常狀態(tài)反轉(zhuǎn)，以及比較起器6的輸出信號P6是否處于積分信號P5超過閾值THi的狀態(tài)(特定狀態(tài))。在特定狀態(tài)中，下落確定處理器7確定裝置正在下落，并輸出在根據(jù)該確定的邏輯電平上的信號。
接下來，參照圖2描述在圖1所示下落檢測裝置的元件處得到的波形，以及下落確定處理器7的工作情況。
<下落期間的工作情況>
圖2中的部分(A)是表示加給加速度傳感器1的加速度隨時間變化的曲線圖。時間繪制在橫軸上，輸入加速度繪制在縱軸上。在這種情況下，下落已開始時的時間作為0。
圖2中的部分(B)是表示圖1所示加速度傳感器1的輸出信號P1的波形圖。圖2中的部分(C)是表示圖1所示微分器2的輸出信號(微分信號P2)的波形圖。在這種情況下，將下落方向上的加速度用作縱軸的向上方向。在裝置開始下落的瞬間，加速度傳感器1的輸出信號P1升高，然后，按加速度傳感器1的電路結(jié)構(gòu)所定義的時間常數(shù)逐漸降低。因此，在裝置開始下落的瞬間，微分信號P2減小，緊接著按微分器2的時間常數(shù)升高。在這種情況下，下落方向上的加速度方向用作縱軸的向下方向。
在自由下落期間，微分信號P2的絕對值超過閾值THd。換言之，設(shè)定閾值THd，從而在自由下落期間，微分器2的微分信號P2超過閾值THd。
圖2中的部分(D)是圖1所示積分器5的輸出信號(積分信號)P5的波形圖。該信號具有通過對部分(B)所示的加速度傳感器1的輸出信號P1進行兩次積分而產(chǎn)生的波形。圖(D)所示的信號示出了當(dāng)裝置開始下落時根據(jù)拋物線(二次曲線)的變化，并超過預(yù)定閾值THi。這之后，信號幅值再次按積分器的時間常數(shù)減小。
在本示例中，自下落開始經(jīng)過0.15s之后，信號超過閾值THi。換言之，設(shè)定閾值THi，從而信號在下落開始之后的所需響應(yīng)時間(如0.2s)內(nèi)超過閾值THi。
圖3中的部分(A)是表示圖1所示比較器3的輸出信號P3的波形圖；圖3中的部分(B)是表示單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4的波形圖。在有如圖2中的部分(C)所示微分信號P2超過閾值THd的時間段上，比較器3的輸出信號P3處于低電平。在比較器3的輸出信號P3已降低之后的預(yù)定時間段T之后的時間tm處，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4升高。
圖3中的部分(C)是圖1所示比較器6的輸出信號P6的波形圖。有如圖2中的部分(D)所示那樣，在時間ti處，積分信號P5超過閾值THi，從而，在該時間ti處，比較器6的輸出信號P6反轉(zhuǎn)為低電平(Lo)。
圖3中的部分(D)是圖1所示下落確定處理器7的輸出信號out的波形圖。下落確定處理器7用作正邏輯或非門。在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4和比較器6的輸出信號P6均處于低電平(Lo)時，下落確定處理器7輸出高電平。因此，如圖3中的部分(D)所示那樣，在裝置在0處已開始下落之后，在時間ti處，下落確定處理器7輸出信號升高，并在tm處降低。所述高電平的產(chǎn)生表示已檢測到下落。因此，采用這種下落檢測裝置的設(shè)備可以在輸出信號out升高時采取適當(dāng)?shù)膶瓜侣涞拇胧?br> 在圖2和3所示的示例中，為了描述目的，認(rèn)為加速度只在一個方向上。但是，由于加速度傳感器1的輸出信號P1是雙極性的，所以，可以檢測兩個下落方向。因此，將比較器3的閾值THd設(shè)置為正閾值和負(fù)閾值。類似地，將比較器6的閾值THi設(shè)置為正閾值和負(fù)閾值。
有如圖2中的部分(B)所示那樣，由于加速度傳感器1的低頻截止特性，在裝置開始下落時，加速度傳感器1的輸出信號P1升高，并緊接著逐漸減小。將低頻截止頻率設(shè)定為盡可能低的頻率，從而在所需檢測時間(當(dāng)轉(zhuǎn)換為下落距離L時，L＝1/2G·t2)內(nèi)，輸出基本上不會有任何改變。在本示例中，低頻截止頻率是0.4Hz。這里，G代表重力加速度，t代表在下落開始后為檢測下落所需要的響應(yīng)時間。
<不在下落期間的工作情況(部分1)>
在下落期間以外的其他時間，加給加速度傳感器1的加速度包括在包含下落檢測裝置的設(shè)備與另一物體相撞時所加給的震動。下面將根據(jù)圖4描述這種情況下所述下落檢測裝置的工作情況。
圖4中的部分(A)表示響應(yīng)于上述震動的輸入加速度。這一加速度是突發(fā)加速度，它關(guān)于0[G]的正和負(fù)方向振蕩，并有約為0.2s的周期重復(fù)。
圖4中的部分(B)是微分器2的微分信號P2的波形圖。由于輸入加速度是超過±2G的較大加速度，所以，每個時刻的微分信號超過負(fù)閾值THdn或正閾值THdp。
圖4中的部分(C)是單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4的波形圖。每次微分信號P2超過閾值THdn或THdp時，比較器3的輸出信號P3具有在高電平和低電平之間反轉(zhuǎn)的波形圖。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4處于低電平的時間段T并不短于單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4輸出的一個波形輸出，而且，所述輸出信號P4具有圖4部分(C)中所示的波形。
相反，如圖4中的部分(D)所示者，積分器5的積分信號P5基本上保持為0，從而沒有超過閾值THin或THip。因此，如圖4中的部分(E)所示，比較器6的輸出信號6保持作為正常狀態(tài)的高電平。
圖4中的部分(F)是下落確定處理器7的輸出信號out的波形圖。因為比較器6的輸出信號P6保持高電平，所以，輸出信號out保持在低電平(Lo)。因此，下落確定處理器7正確地檢測到裝置并沒有下落。
<不在下落期間的工作情況(部分2)>
在下落期間以外的其他時間加給加速度傳感器的加速度包括設(shè)備用戶的運動。以下將根據(jù)圖5和6描述一種示例的情況。
圖5的示例表示把箭頭R指示的90°重復(fù)運動加給下落檢測裝置100或者加給包含該裝置100的設(shè)備。下落檢測裝置100的加速度檢測軸z是沿垂直方向v而被定向的，與z軸正交的兩根軸x和y是朝向水平表面的。此外，G代表重力加速度的方向。
在這種情況下，圖6中的部分(A)是加給至速度傳感器1的輸入加速度的波形圖。在圖1所示下落檢測裝置100處于由實線指示的狀態(tài)時，輸入加速度是1.0[G]；在下落檢測裝置100處于由虛線指示的固定狀態(tài)時，重力加速度是0[G]。如圖6的部分(A)所示，加給1Gpp的加速度。
圖6中的部分(B)是微分器2的輸出信號(微分信號)P2的波形圖。與下落期間不同，在所加給的加速度這樣逐漸改變的情況下，微分信號的變化較小，不會超過閾值THdn或THdp。
圖6中的部分(C)是單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4的波形圖。由于比較器3的輸出信號P3保持高電平，所以，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4同樣保持高電平。
圖6中的部分(D)是積分器5的輸出信號(積分信號)P5的波形圖。在輸入加速度以這種方式逐漸變化的情況下，積分信號P5也逐漸地大幅度改變，并超過閾值THin和THip。
圖6中的部分(E)是比較器6的輸出信號P6的波形圖。在有如圖6的部分(D)所示積分信號P5超過閾值THin和THip的時間段上，輸出信號P6處于低電平。但是，如上所述，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4保持在高電平，所以，如圖4的部分(F)所示，下落確定處理器7的輸出信號out保持低電平。換言之，下落確定處理器7確定裝置沒有下落，并輸出正確的檢測結(jié)果。
接下來，將根據(jù)圖7描述第二實施例的下落檢測系統(tǒng)。
圖7中的部分(A)是所述下落檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。x軸下落檢測裝置100x是其中內(nèi)置加速度傳感器的加速度檢測方向沿x軸定向的下落檢測裝置。y軸下落檢測裝置100y是其中內(nèi)置加速度傳感器的加速度檢測方向沿y軸定向的下落檢測裝置。z軸下落檢測裝置100z是其中內(nèi)置加速度傳感器的加速度檢測方向沿z軸定向的下落檢測裝置。三個下落檢測裝置100x、100y和100z當(dāng)中每一個的結(jié)構(gòu)都與圖1所示的結(jié)構(gòu)類似?；螂娐稯R是邏輯電路，它輸出三個下落檢測裝置100x、100y和100z的輸出信號out(x)、out(y)和out(z)的邏輯或信號。
圖7中的部分(B)是上述三個下落檢測裝置100x、100y和100z之間的位置關(guān)系圖。設(shè)φ是沿下落方向在水平面上的位移，θ是相對于z軸(垂直)的傾斜，則加給三個下落檢測裝置的加速度傳感器的加速度表示如下
Gx＝1G×|sinθ·cosφ|Gy＝1G×|sinθ·sinφ|Gz＝1G×|cosφ|其中G是重力加速度。設(shè)Gmax是Gx、Gy和Gz的最大值，則Gmax最小的下落方向是(θ，φ)＝(±54.7°，±45°)、(±54.7°，±135°)、(±125.3°，±45°)和(±125.3°，±135°)，并且，在這些情況下，Gmax是0.577G。這與無論下落方向如何，而將范圍為0.577G到0G的加速度逐步加給x、y和z軸加速度傳感器當(dāng)中任何一個上的情況相對應(yīng)。
因此，將下落檢測裝置100x、100y和100z的每個比較器3的閾值THd設(shè)定為等于或小于響應(yīng)于從0G到0.577G的逐步加給而產(chǎn)生的最大微分信號。此外，每個比較器6的閾值THi也設(shè)定為等于或小于在從0G到0.577G的逐步加給之后已經(jīng)過時間t之后的積分信號。在這種情況下，時間t是用于檢測下落的最大響應(yīng)時間，其中下落瞬間用作0[s]。
通過這樣設(shè)定比較器3和6的閾值THd和THi，可以檢測所有方向上的下落。
在上述示例中，為了描述目的，認(rèn)為僅在一個方向上加給加速度，并設(shè)定比較器3和6的閾值。但是，在實際中，有如圖4和6所示舉例那樣，檢測雙極性加速度或者沿兩個方向加給的加速度，比較器3和6的閾值設(shè)定為針對兩個極性。
在第二實施例中，使用三個下落檢測裝置，以將加速度傳感器的軸沿彼此正交的三個軸定向。但是，在不需要檢測沿特定方向的下落的情況下，可以沿兩個正交軸放置下落檢測裝置，以使不靈敏軸是沿特定方向的。例如，在不需要對圖7的部分(B)所示的y軸方向上的下落采取特定措施的情況下，不使用下落檢測裝置100y，而只使用剩下的兩個下落檢測裝置100x和100z。在這種情況下，雖然無法檢測到具有圍繞y軸方向展開的預(yù)定角度的圓錐形范圍內(nèi)的下落，但是剩余較寬范圍內(nèi)的其他方向上的下落是可檢測的。
接下來將根據(jù)圖8描述第三實施例的下落檢測裝置。
該下落檢測裝置在加速度微分信號已超過預(yù)定閾值之后的預(yù)定時間段上對加速度檢測信號進行積分，并在積分信號超過預(yù)定閾值的情況下確定裝置正在下落。
參照圖8，加速度傳感器1輸出與加速度有關(guān)的電壓信號。微分器2輸出加速度傳感器1的輸出信號P1的微分信號P2。比較器3將微分信號P2與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定閾值THd相比較，并在微分信號P2超過閾值THd的情況下，反轉(zhuǎn)輸出信號P3的狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4輸出信號P4，在比較器3的輸出信號P3的狀態(tài)從正常狀態(tài)反轉(zhuǎn)之后的預(yù)定時間段上，該信號P4保持自身狀態(tài)。積分器5對加速度傳感器1的輸出信號P1進行兩次積分，輸出積分信號P5。比較器6將積分器5的積分信號P5與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定閾值THi相比較，在積分信號P5超過閾值THi的情況下，反轉(zhuǎn)輸出信號P6的狀態(tài)。比較器6的輸出信號out是下落檢測信號。
再參照圖2描述圖8所示的工作情況。下落開始于時間0，并且如圖2的部分(C)所示，微分器2的微分信號P2突然減小，并超過閾值THd。如圖3的部分(A)所示，在裝置開始下落的同時，比較器3的輸出信號P3基本上達到低電平。因此，如圖3的部分(B)所示，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4在預(yù)定時間段T上保持低電平。相反，如圖2的部分(D)所示，積分器5的積分信號P5的波形變化。在積分信號P5在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的時間T期間超過閾值THi的情況下，如圖3的部分(D)所示，輸出out的電平變?yōu)楦唠娖健Ｖ?，?dāng)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出P4在時間Tm返回到高電平時，由此對積分器5進行復(fù)位，并且比較器6的輸出返回到低電平。因此，輸出out的波形與圖3的部分(D)中所示的相同。
第三實施例的下落檢測裝置與第一實施例的下落檢測裝置不同，它具有下述優(yōu)點。
這就是說，對于圖1所示結(jié)構(gòu)，積分器5總是按預(yù)定時間常數(shù)對加速度傳感器1的輸出信號P1進行兩次積分。相反，采用圖8所示結(jié)構(gòu)，在正在輸出單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4的時間段(低電平時間段)上，積分器5對加速度傳感器1的輸出信號P1進行積分，并在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出信號P4返回高電平時，將積分運算復(fù)位。因此，如圖6中的部分(A)所示，在因為包含下落檢測裝置的設(shè)備的用戶的運動所引起的低頻振蕩或轉(zhuǎn)動而改變加速度的情況下，如圖6的部分(D)所示，積分器5的積分信號P5大幅度改變。由此，如圖6的部分(E)所示，對積分信號進行比較的比較器6所得到的比較結(jié)果在大部分時間都處于低電平(有效狀態(tài))。如圖4的部分(A)所示，如果在這種狀態(tài)下加給震動，則單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的輸出在此時變?yōu)榈碗娖?，因此而將這錯誤地檢測為下落。相反，采用圖8所示結(jié)構(gòu)，積分運算是在微分器2的微分信號P2已超過閾值THd之后的預(yù)定時間段(單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4的單穩(wěn)時間)上執(zhí)行的，積分輸出只在該時間內(nèi)增加。因此，可以可靠地必須上述錯誤檢測。
接下來將根據(jù)圖9描述第四實施例的磁盤驅(qū)動裝置。
圖9是比如硬盤驅(qū)動器類的磁盤驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)框圖。讀/寫電路202利用磁頭201從/向磁盤上的磁軌讀取/寫入數(shù)據(jù)。控制電路200對通過讀/寫電路202的數(shù)據(jù)讀取/寫入進行控制，并經(jīng)由接口205與主機裝置進行讀取/寫入數(shù)據(jù)的通信?？刂齐娐?00對主軸電機(spindle motor)204和音圈電機203進行控制?？刂齐娐?00讀取由下落檢測裝置100產(chǎn)生的下落檢測信號，并在下落情況下，控制音圈電機203將磁頭201撤離到撤離區(qū)。因此，在包含硬盤驅(qū)動裝置的移動設(shè)備下落的情況下，在移動設(shè)備撞到地(與地相撞)之前將磁頭從磁盤區(qū)撤離到撤離區(qū)。以此，防止了磁盤的記錄表面由于與磁頭201接觸而受損。
權(quán)利要求
1.一種下落檢測裝置，包括加速度傳感器，用于輸出與加速度相關(guān)的信號；微分裝置，用于對加速度傳感器的輸出信號進行微分；積分裝置，用于對加速度傳感器的輸出信號進行積分；以及狀態(tài)確定裝置，用于確定加速度傳感器的輸出信號是否處于特定狀態(tài)，在所述特定狀態(tài)中，微分信號超過預(yù)定閾值，并且由積分裝置得到的積分信號超過預(yù)定閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下落檢測裝置，其中，將三個加速度傳感器放置成它們的加速度檢測方向是沿彼此正交的三根軸而定向的，所述狀態(tài)確定裝置確定三個加速度傳感器的輸出信號當(dāng)中每一個是否均處于特定狀態(tài)，所述下落檢測裝置還包括檢測結(jié)果輸出裝置，用于在所述狀態(tài)確定裝置確定三個加速度傳感器的輸出信號當(dāng)中任一信號處于特定狀態(tài)的情況下，輸出指示下落的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的下落檢測裝置，其中，所述積分裝置執(zhí)行一次或兩次積分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的下落檢測裝置，其中，所述加速度傳感器是響應(yīng)于與加速度相關(guān)的應(yīng)力所產(chǎn)生壓電效應(yīng)的壓電加速度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的下落檢測裝置，其中，在所述微分信號已超過預(yù)定閾值之后的預(yù)定時間段上，所述積分裝置執(zhí)行積分。
6.一種磁盤驅(qū)動裝置，包括權(quán)利要求1至5任一項所述的下落檢測裝置；磁頭，用于相對于磁盤讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)；以及磁頭撤離裝置，用于在所述下落檢測裝置檢測到下落的情況下將所述磁頭撤離到撤離區(qū)。
全文摘要
加速度傳感器(1)輸出與加速度相關(guān)的信號P1。微分器(2)輸出輸出信號P1的微分信號P2。在微分信號P2超過閾值THd的情況下，比較器(3)反轉(zhuǎn)輸出P3的狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(4)在預(yù)定時間段上保持輸出P3反轉(zhuǎn)狀態(tài)信號。積分器(5)對加速度檢測信號P1進行積分。比較器(6)在積分信號P5超過閾值THi的情況下，反轉(zhuǎn)輸出信號P6的狀態(tài)。當(dāng)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(4)的輸出P4有效時，比較器(6)的輸出P6的狀態(tài)反轉(zhuǎn)的情況下，下落確定處理器(7)輸出指示已檢測到下落的信號out。
文檔編號G01P15/18GK101073013SQ20058004232
公開日2007年11月14日 申請日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者堀口睦弘, 多保田純 申請人:株式會社村田制作所