(57)【要約】【課題】ハードディスクドライブを組み込んだ携帯機器において、回転外乱によるハードディスクドライブ内での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。【解決手段】外乱に起因して発生する、アームの回転中心に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向の角速度を検出する角速度センサー２５を設け、この角速度センサーの検出結果をＣＰＵ２０に送る。ＣＰＵ２０はこの結果を基に、回転外乱に起因して発生するジャイロモーメントによるハードディスクドライブの微小な変形の影響を打ち消すためのサーボの制御量を回転外乱情報として算出し、これをハードディスクドライブに送る。ハードディスクドライブは回転外乱情報をＰＥＳに基づき算出されたサーボの制御量に対する補正値としてサーボループに加え、補正されたサーボの制御量をボイスコイルモータのドライブ回路に供給してヘッドの位置決めを行う。【選択図】  図５
2004206770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯機器の本体と、
前記携帯機器の本体に搭載されたハードディスクドライブであって、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と、このアームを駆動する駆動機構と、前記ヘッドと前記ディスク上のトラック中心との相対変位を検出して前記駆動機構の制御量を算出し、前記ヘッドの位置決めを行うサーボループと、外部からの制御量を取得して前記サーボループの制御量に加える手段とを有するハードディスクドライブと、
外乱に起因して発生する、前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向の角速度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記角速度に基づいて、前記外乱の影響を打ち消すための制御量を生成し、前記ハードディスクドライブに前記外部からの制御量として供給する手段と
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。
【請求項２】
請求項１に記載のハードディスクドライブ搭載型携帯機器であって、
前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸が、携帯機器の所定の使用姿勢での重力方向に対して直交する軸であ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。
【請求項３】
携帯機器の本体と、
前記携帯機器の本体に搭載されたハードディスクドライブであって、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と、このアームを駆動する駆動機構と、前記ヘッドと前記ディスク上のトラック中心との相対変位を検出して前記駆動機構の制御量を算出し、前記ヘッドの位置決めを行うサーボループとを有するハードディスクドライブと、
外乱に起因して発生する、前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向の角速度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記角速度に基づいて、前記外乱の影響を打ち消すための制御量を生成し、前記ハードディスクドライブの前記サーボループの制御量に加える手段と
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。
【請求項４】
携帯機器の本体と、
前記携帯機器の本体に搭載されたハードディスクドライブであって、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と、このアームを駆動する駆動機構と、前記ヘッドと前記ディスク上のトラック中心との相対変位を検出して前記駆動機構の制御量を算出し、前記ヘッドの位置決めを行うサーボループと、外部からの制御量を取得して前記サーボループの制御量に加える手段とを有するハードディスクドライブと、
外乱に起因して発生する、前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向の角速度を検出するセンサーと、
撮像を行う撮像部と、
前記センサーにより検出された角速度に基づいて、前記撮像部により撮像された映像の補正を行う映像補正手段と、
前記センサーにより検出された角速度に基づいて、前記外乱の影響を打ち消すための制御量を生成し、前記ハードディスクドライブに前記外部からの制御量として供給する手段と
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。
【請求項５】
携帯機器の本体と、
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と、このアームを駆動する駆動機構とを有するハードディスクドライブと、
前記本体に前記ハードディスクドライブを前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向に動作自在に支持する支持部材と
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。
【請求項６】
請求項５に記載のハードディスクドライブ搭載型携帯機器であって、
前記本体に前記ハードディスクドライブが弾性部材を介して取り付けられてい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。
【請求項７】
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と、このアームを駆動する駆動機構と、前記ヘッドと前記ディスク上のトラック中心との相対変位を検出して前記駆動機構の制御量を算出し、前記ヘッドの位置決めを行うサーボループとを有するハードディスクドライブをデータ記憶媒体として搭載した携帯機器のサーボ方法において、
外乱に起因して発生する、前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向の角速度を測定し、
この測定された前記角速度に基づいて、前記外乱の影響を打ち消すための制御量を生成し、
前記ハードディスクドライブの前記サーボループの制御量に加え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のサーボ方法。
【請求項８】
請求項７に記載のハードディスクドライブ搭載型携帯機器のサーボ方法であって、
前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸が、携帯機器の所定の使用姿勢での重力方向に対して直交する軸であ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のサーボ方法。
【発明の詳細な説明】
【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とそのサーボ方法に関する。
【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】
かかる課題の他、ピボット・ベアリング５８の回転中心と直交する軸を中心とした回転に関しても、ジャイロモーメントの影響を受け、ディスクの回転中心軸が倒れようとするためオフトラックが起きてしまう。ジャイロの原理、および、ジャイロモーメントとオフトラックとの相関については後述する。
【００１２】
この現象を実験的にまとめた結果を図１１ないし図１４に示す。
【００１３】
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はジャイロモーメントの発生要因となる回転振動を加えた場合の実験結果であり、振動の回転範囲は±９０度とし、周波数を０．５〜１５Ｈｚの範囲で、角速度を１〜約５（ｒａｄ／ｓｅｃ）の範囲でそれぞれ可変してその都度転送レートの劣化比率を測定した結果を横軸にとって示している。
【００１４】
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、ジャイロモーメントの要因となる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。
【００１５】
デスクトップ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、ＰＡＮ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。
【００１６】
ここで、ジャイロモーメントがオフトラックを引き起こす原理を説明する。図１５に示すように、回転イナーシャ（Ｉ）をもった回転体６１がＺ軸を回転中心に角速度（ωrad/sec）で回転しているときに、Ｙ軸を回転中心とする回転軸６２を角速度（Ωrad/sec）で回転させる角速度が加わったときに、回転体６１はＸ軸を回転中心とする回転方向にモーメントＭ＝ＩΩωか発生する。このモーメントを受けることにより、ハードディスクドライブが変形し、ヘッド位置でのずれが発生してオフトラックが起きる。
【００１７】
具体的にどの程度のオフトラックが発生するかを有限要素法により計算してみた。ディスク径が２．５インチのハードディスクドライブを５４００ｒｐｍの回転数で駆動し、振動の周波数を１Ｈｚ、振動の回転範囲を±９０度として、カメラを定位置に固定した状態で回転させるＰＡＮ撮影を行った場合を想定した。この結果、オフトラック方向に約８μｍ変位を発生させることが分かった。
【００１８】
次に、ハードディスクドライブ内のサーボで変位８μｍをどこまで抑圧することが可能なのかを、シミュレーションにより推定してみた。その結果を図１６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。
【００１９】
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とそのサーボ方法を提供することを目的としている。
【００２０】
【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、第１の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搭載されたハードディスクドライブであって、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と、このアームを駆動する駆動機構と、前記ヘッドと前記ディスク上のトラック中心との相対変位を検出して前記駆動機構の制御量を算出し、前記ヘッドの位置決めを行うサーボループと、外部からの制御量を取得して前記サーボループの制御量に加える手段とを有するハードディスクドライブと、外乱に起因して発生する、前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向の角速度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記角速度に基づいて、前記外乱の影響を打ち消すための制御量を生成し、前記ハードディスクドライブに前記外部からの制御量として供給する手段とを具備する。
【００２１】
この発明によれば、回転外乱に起因して発生する、アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向のジャイロモーメントによってハードディスクドライブが微小な変形を起こしても、この変形の影響をキャンセルするようにサーボが働くことで、ハードディスクドライブ内でのオフトラックの発生を防止でき、転送レートの低下を抑制することができる。
【００２２】
第２の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搭載されたハードディスクドライブであって、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と、このアームを駆動する駆動機構と、前記ヘッドと前記ディスク上のトラック中心との相対変位を検出して前記駆動機構の制御量を算出し、前記ヘッドの位置決めを行うサーボループとを有するハードディスクドライブと、外乱に起因して発生する、前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向の角速度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記角速度に基づいて、前記外乱の影響を打ち消すための制御量を生成し、前記ハードディスクドライブの前記サーボループの制御量に加える手段とを具備する。
【００２３】
この構成によっても第１の発明と同様の効果が得られる。すなわち、ハードディスクドライブは、必ずしも自身が外部からの制御量を取得して前記サーボループの制御量に加える手段を有している必要はない。
【００２４】
第３の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搭載されたハードディスクドライブであって、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と、このアームを駆動する駆動機構と、前記ヘッドと前記ディスク上のトラック中心との相対変位を検出して前記駆動機構の制御量を算出し、前記ヘッドの位置決めを行うサーボループと、外部からの制御量を取得して前記サーボループの制御量に加える手段とを有するハードディスクドライブと、外乱に起因して発生する、前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向の角速度を検出するセンサーと、撮像を行う撮像部と、前記センサーにより検出された角速度に基づいて、前記撮像部により撮像された映像の補正を行う映像補正手段と、前記センサーにより検出された角速度に基づいて、前記外乱の影響を打ち消すための制御量を生成し、前記ハードディスクドライブに前記外部からの制御量として供給する手段とを具備するものである。
【００２５】
この構成によっても第１の発明と同様の効果が得られるとともに、撮影時の手ぶれによる画像の乱れを補正するために角速度を検出するセンサーの出力を、サーボの制御量の補正値算出にも利用するように構成したことで、サーボ制御量の補正値算出専用の角速度センサーが不要になり、コスト低減を図ることができる。
【００２６】
第４の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、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と、このアームを駆動する駆動機構とを有するハードディスクドライブと、前記本体に前記ハードディスクドライブを前記アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向に動作自在に支持する支持部材とを具備するものである。
【００２７】
この発明によれば、アームの回転中心の軸に対して直交する一本の軸を中心とする回転方向のジャイロモーメントをハードディスクドライブが受けても、そのジャイロモーメントを受ける回転方向にハードディスクドライブはフリーに動くことができるから、ハードディスクドライブが変形することがなく、オフトラックの発生を抑制できる。また、本体にハードディスクドライブを弾性部材を介して取り付けることで、ハードディスクドライブが回転フリーの方向へ過度に動いてしまうことを防止できる。
【００２８】
【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。図１は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を示す斜視図である。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、ハードディスクドライブ１９用のインターフェイスであるＡＴＡ（AT Attachment）インターフェイス１８が接続されている。
【００３３】
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。ＡＴＡインターフェイス１８は、ＣＰＵ２０からの制御命令をハードディスクドライブ１９内のコントローラが解釈可能な命令に変換する。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、ハードディスクドライブ１９などに対して実行する。
【００３４】
角速度センサー２５は回転外乱によってハードディスクドライブ１９に発生した角速度を検出する。角速度センサー２５の出力はＡ／Ｄ変換器２６にてデジタル信号に変換された後、移動平均などのローパスフィルタ（ＬＰＦ）２８にてノイズ成分が除去されてＣＰＵ２０に出力される。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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ＡＴＡインターフェイス１８を介してハードディスクドライブ１９に対してライト命令を送る。ハードディスクドライブ１９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、ディスク２３への記録を行う。
【００３８】
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ＡＴＡインターフェイス１８を介してハードディスクドライブ１９に、再生対象のファイル名を含むリード命令が与えられる。ハードディスクドライブ１９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ディスク２３から該当するファイルを読み出し、読み出し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。
【００３９】
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。
【００４０】
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におけるハードディスクドライブ１９の組み込み状態を示す。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。
【００４１】
ハードディスクドライブ１９は、ディジタルビデオカメラレコーダ１の本体２に図示しない取り付け金具などを用いて固定的に取り付けられている。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。
【００４２】
さらに、ハードディスクドライブ１９には、Ｘ軸を中心とした回転方向の外乱によってハードディスクドライブ１９に発生した角速度を検出する角速度センサー２５が、ピボット・ベアリング３６の回転中心上に位置するように取りつけられている。この角速度センサー２５は地球に対して自身の軸芯を回転中心とした回転時の角速度を検出して電気信号を発生するセンサーである。Ｘ軸はジャイロモーメントを受ける回転方向の軸であり、さらに具体的に言えば、ピボット・ベアリング３６の回転中心の軸（Ｚ軸）とディジタルビデオカメラレコーダ１の本体２の撮影時の姿勢での重力方向（Ｙ軸）に対してそれぞれ直交する軸である。
【００４３】
このハードディスクドライブ１９では、回転しているディスク２３に予め書き込まれている位置信号を用いてヘッドと目標トラック中心との相対変位を検出してその位置誤差信号であるＰＥＳ（Position Error Signal）を生成する。そしてこのＰＥＳからサーボ制御量を算出してボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３７のドライブ回路（図示せず）に供給し、ヘッドを位置決めするサーボが行われる。このディジタルビデオカメラレコーダ１では、上記のサーボに回転外乱の影響を加味する仕組みが採用されている。
【００４４】
図５に、かかる回転外乱の影響を加味したサーボの処理手順を示す。角速度センサー２５の出力は、Ａ／Ｄ変換器２６にてＡ／Ｄ変換された後（ステップ５０１）、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２８にてノイズ成分が除去された後（ステップ５０２）にＣＰＵ２０に出力される。ＣＰＵ２０は角加速度の値から、回転外乱の影響を打ち消すためのサーボの制御量を回転外乱情報として算出し（ステップ５０３）、これをハードディスクドライブ１９のインターフェイス規格（たとえばＡＴＡ：AT Attachment）のコマンドに変換して（ステップ５０４）ＡＴＡインターフェイス１８に送る。
【００４５】
ＡＴＡインターフェイス１８ではＣＰＵ２０からのＡＴＡコマンドを解釈し（ステップ５０５）、割り込みによってハードディスクドライブ１９のコントローラにその回転外乱情報を供給する。ハードディスクドライブ１９のコントローラは、与えられた回転外乱情報を保持し（ステップ５０６）、たとえばこの保持した回転外乱情報をそのまま、ＰＥＳに基づいて算出されたサーボの制御量に対する補正値としてサーボループに連続的に加える（ステップ５０７）。この補正されたサーボの制御量をボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３７の図示しないドライブ回路に供給し（ステップ５０８）、ヘッドの位置決めを行う。
【００４６】
この処理を行うことによって、回転外乱に起因して発生するＸ軸を中心とする回転方向のジャイロモーメントによってハードディスクドライブ１９が微小な変形を起こしても、この変形の影響をキャンセルするようにサーボが働き、ハードディスクドライブ１９内でのオフトラックの発生を防止し、転送レートの低下を抑制することができる。
【００４７】
ところで、一般的なハードディスクドライブの場合、ディスクの回転周波数は６０Ｈｚから１５０Ｈｚ程度で、サーボのサンプリング周波数は５ｋＨｚから２０ｋＨｚ程度である。一方、ＰＡＮ撮影などによる回転振動の最高周波数は高々５Ｈｚ程度である。また、回転振動がオフセットに響くのは角速度が大きい場合であるが、ＰＡＮ撮影で角速度が大きくなる状況は低い周波数域においてしかあり得ない。サーボのパフォーマンスを考えた場合、外乱に対して１０倍のサンプリングで制御を行うと外乱の影響を抑制できることが知られているため、外乱振動の周波数が５Ｈｚであった場合、その１０倍の５０Ｈｚ程度の周波数で外乱伝達を行えば十分である。したがって、インターフェイス経由の外乱伝達は速度的な条件を十分満足していると言える。すなわち、６０Ｈｚの回転周波数で駆動するハードディスクドライブならば１回転に１回、１５０Ｈｚの回転周波数で駆動するハードディスクドライブならば２回転に１回の外乱伝達で済むことになる。
【００４８】
図６にＰＥＳの値すなわちトラックピッチを１としたときのずれ量の値と角加速度との関係の実測結果と計算によるシミュレーション結果を示す。条件として、ディスクの回転周波数は６０Ｈｚ、ハードディスクドライブ１９のサーボのサンプリング周波数は５．４ｋＨｚ、回転外乱の周波数は１Ｈｚとした。
【００４９】
ここで、実測の値は補正量の加算なしの場合の結果であり、シミュレーションの値は同じく補正量の加算なしの場合の結果である。実測値とシミュレーションの結果はほぼ近似しており、シミュレーションの信憑性の高さを示している。このシミュレーションにより、常に最新の補正値を次の補正値が与えられるまではサーボ制御量に加算する場合（０次）と、次の補正値が与えられるまでは前回の補正値と今回の補正値とを用いて直外挿によって推定された補正値をサーボ制御量に加算する場合（１次）についてＰＥＳと角加速度との関係を求めたところ、いずれの場合も回転外乱によるオフトラックを大幅に低減できることを確認できた。また、０次と１次との比較では１次の方が優れたオフトラック抑制効果を得られることが分かった。
【００５０】
なお、この実施形態では、補正値をＣＰＵ２０からハードディスクドライブ１９に伝達する方法として、ハードディスクドライブ１９のＡＴＡインターフェイスのコマンドを利用したが、本発明はこの方式を採用することに限定されない。たとえば、ＡＴＡコネクタで使用されていないラインピンや、複数本使用されているＧＮＤの内の１ピンを用いて、シリアル通信や、アナログ値として伝達するなど、様々な方法を利用できる。
【００５１】
また、角速度センサー２５は必ずしもハードディスクドライブ１９に取り付けられている必要はなく、ディジタルビデオカメラレコーダ１の本体２の角速度を検出できれば、その取り付け場所に制限はない。したがって、ディジタルビデオカメラレコーダ１に別の目的のために取り付けられた角速度センサーも利用できる。この場合、もちろん検出する角速度の方向がＸ軸を中心とした回転の方向である必要がある。今日のディジタルビデオカメラレコーダの多くは、撮影時に起きる手ぶれによる画像の乱れを補正するために角速度センサーを備えているので、この角速度センサーの出力を用いてサーボの制御量の補正値を求めるように構成すれば専用の角速度センサー２５は不要となり、コスト低減を図ることができる。
【００５２】
図７に、この専用の角速度センサーが不要なディジタルビデオカメラレコーダ１の構成を示す。ここで、角速度センサー４１はディジタルビデオカメラレコーダ１の本体２に取り付けられており、その出力はＡ／Ｄ変換器２６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２８を通してＣＰＵ２０に出力され、ＣＰＵ２０はこれを基に映像信号処理部１３に映像の手ぶれ補正のための制御信号を出力する。また、ＣＰＵ２０は取り込んだ角速度の値から回転外乱の影響を打ち消すためのサーボの制御量を回転外乱情報として算出する。
【００５３】
次に、本発明の別の実施形態として、回転外乱によるオフトラックを電気的な処理に依らず機械的な手段によって抑制する仕組みを説明する。
【００５４】
図８および図９に本実施形態のディジタルビデオカメラレコーダ１におけるハードディスクドライブ１９の組み込み状態を示す。図８はディスク面に対して垂直方向から見た側面図、図９はディスク面に沿った方向から見た側面図である。
【００５５】
これらの図に示すように、ハードディスクドライブ１９は、ディジタルビデオカメラレコーダ１の本体２にベアリング６３および弾性部材６４を介して取り付けられている。ベアリング６３は本体２に対してハードディスクドライブ１９をＸ軸まわりに回転フリーとする構造を有するものである。Ｘ軸とは、ジャイロモーメントを受ける回転方向の軸であり、さらに具体的に言えば、ピボット・ベアリング３６の回転中心の軸（Ｚ軸）とディジタルビデオカメラレコーダ１の本体２の撮影時の姿勢での重力方向（Ｙ軸）に対してそれぞれ直交する軸である。
【００５６】
このようなハードディスクドライブ１９の懸架構造を採ることによって、ハードディスクドライブ１９がジャイロモーメントを受けても、そのジャイロモーメントを受ける回転方向にはベアリング６３によってハードディスクドライブ１９がフリーに動くことができるから、ハードディスクドライブ１９が変形することがなく、オフトラックの発生を抑制できる。
【００５７】
弾性部材６４はベアリング６３により回転フリーに支持されたハードディスクドライブ１９がジャイロモーメントを受けた際の加速度を吸収し、ハードディスクドライブ１９が過度に動いてしまうことを防止するものである。弾性部材６４は弾性を有する部品であれば何でもよく、たとえばばね、ゴムなどを利用できる。
【００５８】
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。
【００５９】
【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機器のデータ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。
【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組み込み状態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組み込み状態をディスク面に沿った方向から見た側面図である。
【図５】回転外乱の影響を加味したサーボの処理手順を示す図である。
【図６】ＰＥＳと角加速度との関係の実測結果と計算によるシミュレーション結果を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施形態として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８】図７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組み込み状態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９】図８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組み込み状態をディスク面に沿った方向から見た側面図である。
【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】ジャイロモーメントの原理を示す図である。
【図１６】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。
【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      ＡＴＡインターフェイス
１９      ハードディスクドライブ
２０      ＣＰＵ
２５      角速度センサー
２６      Ａ／Ｄ変換器
３３      ＨＳＡ
３６      ピボット・ベアリング
３７      ボイスコイルモータ
６３      ベアリング
６４      弾性部材
【図１】
2004206770.tif 000003
【図２】
2004206770.tif 000004
【図３】
2004206770.tif 000005
【図４】
2004206770.tif 000006
【図５】
2004206770.tif 000007
【図６】
2004206770.tif 000008
【図７】
2004206770.tif 000009
【図８】
2004206770.tif 000010
【図９】
2004206770.tif 000011
【図１０】
2004206770.tif 000012
【図１１】
2004206770.tif 000013
【図１２】
2004206770.tif 000014
【図１３】
2004206770.tif 000015
【図１４】
2004206770.tif 000016
【図１５】
2004206770.tif 000017
【図１６】
2004206770.tif 000018