专利名称：可防止摔落损坏的磁性储存装置及具有该装置的电子产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种储存装置，特别是涉及一种可预防从高处摔落造成损坏的磁性储存装置及具有该装置的移动式电子产品。
背景技术：
目前如MP3播放机及智慧型行动电话等移动式电子产品十分风行，为了储存例如音乐、影像档案或视讯等大量的数位资料，其所安装的硬碟由于须配合朝向小型化的设计，因而有了微型硬碟的产生，已知有例如苹果电脑的iPod数位随身听、JVC公司生产的摄影机均内建有这种微型硬碟，这是因为微型硬碟的体积小，容量大，可提供携带式产品莫大的储存空间，以苹果电脑的iPod Mini为例，小小的体积内便藏有一颗4GB容量的微型硬碟，所能够储存的乐曲数量因此可高达1000首以上。
如图1所示，一般的硬碟装置9通常包含有一基座91、一或多组位在基座91上的磁碟片92、一位于磁碟片92中央的轴心马达93(Spindlemotor)、一驱动线圈单元94及一读写臂组95，其中，该读写臂组95具有一悬臂951(Arm)及固定在该悬臂951前端的多片读写头952(Magnetichead)，若磁碟片92数目为多数，则每一磁碟片92便分配有一组分别配置于磁碟片92上、下方的读写头952，并由该悬臂951带动读写头952来读取磁碟片92各磁面的资料；此外，一般硬碟装置9也设置有一停靠面(图未示)于磁碟片92旁侧，该停靠面可提供读写头952静止地置放于其上，使磁碟片92免于被读写头952刮伤的危害。
磁碟片92在磁面上的资料是将档案分成多段储存，悬臂951是透过驱动线圈单元94的驱动而可不断地移动来回读取磁碟片92在磁面上的各段资料，由于读写头952采用电磁感应原理及以气流漂浮在磁碟片92上，因此读写头952无须与磁碟片92表面相接触即可快速地进行大量资料的读取，所以磁碟片92必须光滑平整，且其表面必须与读写头952保持适当距离以避免资料的误判及损毁。
由于硬碟装置9乃是机械构造，无论是高速运转或闲置不用时，任何不当的外力或摔落均有可能造成物理伤害，尤其是对于安装在移动式电子产品中的微型硬碟的耐冲击性的要求更为严格，为了提高移动式电子产品中的微型硬碟的耐冲击性所使用的技术大致有两种一种是选用可吸收冲击力的缓冲材质，另一种则是当硬碟装置9在动作时，以侦测速度的方式在适当的时刻中断供电，尽可能降低冲击的可能性。
然而，目前硬碟装置9的防护方式具有下述问题1.对于第一种技术而言，目前常用的技术是在微型硬碟的外围贴上缓冲材料，用以吸收冲击力，若是想要防护因摔落造成损害的高度愈高，则需使用的缓冲材料厚度则必须增厚，如此一来势必使硬碟装置9的体积增加，例如以橡胶材质制成的防护层包覆在该硬碟装置9的外周缘，厚度5mm仅可抵抗约240G左右的冲击力。
2.对于第二种技术，目前是采用加速度感应元件(G-sensor)，也就是当机器掉落的时候，可利用加速度感应元件来加以检测，使得机器到达地面前能够停止硬碟读写头的读写动作，以硬碟装置9为例，在侦测到掉落的情况后，是借由例如IDE介面内ATAPT的8位元位址汇流排(8-bit Address Bus)(图未示)以下达指令使得读写臂组95及磁碟片92暂停运转以免于损毁磁碟片92，而以此种方式从侦测到下达指令所需要的时间较长。
3.一般人使用行动电话或MP3播放机等移动式电子产品时，常是将行动电话贴近耳朵，或者将MP3播放机置放于口袋中以耳机聆听乐曲，也就是距离地面约1-1.5公尺的地方，因此，若要保护以硬碟装置9为储存装置的移动式电子产品不至于在上述高度落下而造成损坏，便必需能够克服此高度的冲击性，方能满足消费者的实际需求。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明
图1是一立体图，说明一般的硬碟装置具有的各部件；图2是一电路方块图，说明本发明可防止摔落损坏的磁性储存装置的一较佳实施例；图3是一示意图，说明该较佳实施例中，磁性储存装置沿着Z轴产生Θ的旋转角度；图4是一示意图，说明该较佳实施例中，具有该磁性储存装置的移动式电子产品落下一段距离H2，且距离H2小于磁性储存装置原本距离地面的高度H1，落下的途中磁性储存装置便可完全供电及停止运作。
具体实施例方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的(注有几个实施例就写几个)较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
如图2所示，本发明可防止摔落损坏的磁性储存装置1可安装在一移动式电子产品(图未示)中，该移动式电子产品可以是一笔记电脑、一MP3音乐播放机及一行动电话等装置其中任一种可供使用者储存各式影音档案或数位资料的电子产品。
本发明可防止摔落损坏的磁性储存装置1是装设在该移动式电子产品的本体(图未示)内，并包含有一磁碟本体100及一电能转换单元101，且在磁碟本体100及电能转换单元101之间设置有一电路防护模组10。此外，为了达到最佳的防护功效，磁性储存装置1更包含了一以缓冲材料(例如橡胶材质)制成的防护层(图未示)，该防护层是包覆在该磁碟本体100的外周缘，厚度约1.5-2mm左右。
其中，电能转换单元101用以将一外部电源所施放的电能转换为磁性储存装置1内的各部件所需电能形式，例如电能转换单元101可将外部供给电能，例如转接装置(Adapter)供应的5伏特或内部电池所供应的3.7伏特降压为稳定的直流电压3.3伏特后，即可用以供应磁碟本体100及电路防护模组10具有的一处理单元102等元件所需的电能形式。
磁碟本体100主要具有一用以纪录资料的磁性纪录单元120，及一用以自磁性纪录单元120读出/写入资料的读写机构140，此种类型的储存媒体包括有硬碟装置、DVD读写装置、CD光碟读写装置，或其他种类借由磁性纪录、对震动或自高处摔落易造成伤害的资料储存装置等，均适用于本发明可防止摔落损坏的设计概念。
本实施例中，该磁碟本体100是一硬碟装置(Hard Disk)，因此尚具有一基座11、一位于磁性纪录单元120中央的轴心马达13，以及读写机构140具有一驱动线圈单元14、一悬臂15、一固定在该悬臂15前端的读写头16、一停靠座17及一设在基座11上的传输介面18等硬碟基本构件。由于上述硬碟基本构件及原理乃是目前已知技术，且并非本发明重点，因此不再予以详述，以下将只就相关于本发明概念的元件作说明。
本发明可防止摔落损坏的磁性储存装置1中，电路防护模组10是桥接在电能转换单元101及磁碟本体100之间，且电路防护模组10具有一处理单元102、一切换开关103及一加速侦测器104。
其中，处理单元102电连接电能转换单元101、磁碟本体100的传输介面18以及加速侦测器104，处理单元102除了可控制电能转换单元101正常开/关机的电源供应，并可对磁碟本体100进行控制，例如以资料传输汇流排(Data Transmission Bus)为介面进行控制轴心马达13的转速、驱动线圈单元14的控制器(图未示)作动、对于自磁性纪录单元120读出/写入资料等控制动作，以及决定是否继续供电予磁碟本体100的控制切换开关103的启闭(容后再述)等机能。
切换开关103电连接于磁碟本体100、电能转换单元101及处理单元102之间，可以是一PNP及FET其中任一型电晶体，本实施例的切换开关103是使用一PNP型电晶体，用以接受处理单元102驱动以启闭一供电回路105，该供电回路105是桥接于电能转换单元101、磁碟本体100之间的一回路。
其中，该电晶体的基极(B)电连接于处理单元102的一GPIO控制接脚，电晶体的集极(C)则电连接于磁碟本体100，而电能转换单元101产生的电压则加载于电晶体的射极(E)；当处理单元102的GPIO控制接脚未有任何电压输出时，则桥接于电能转换单元101、磁碟本体100之间的供电回路105为导通，电晶体则由集极(C)输出电压供应磁碟本体100电源；假设处理单元102判断需要停止供电，则由处理单元102的GPIO控制接脚输出一控制电压，如此便可致使桥接于电能转换单元101、磁碟本体100之间的供电回路105为不导通，进而使得磁碟本体100被强迫中断其电能来源。
该加速侦测器104是一可感应三轴(X、Y、Z)旋转角度变化而输出感应电压讯号的重力加速侦测器(Gravitational acceleration sensor)，而在本实施例中，加速侦测器104是使用三轴的重力加速侦测器，大致设置于电路防护模组10具有的一基板(图未示)中央部位，基板上并设有该处理单元102及切换开关103等元件；加速侦测器104用以感应磁碟本体100的摔落而输出一加速检知讯号，而本实施例中，该加速检知讯号是感应三轴的旋转角度而产生的电压讯号变化，将该电压讯号变化以类比讯号的形式输入处理单元102具有的一类比数位转换器(A/DConverter)110，由该类比数位转换器110转换为数位讯号，再由处理单元102依系统内部设定的一阈值作为是否由高处摔落的判断依据。
目前已知的防护方式，是判断三轴的重力加速变化若有高于该阈值的情况，便输出一震动(Shock)检知讯号(图未示)以驱动处理单元102进行紧急处理，例如使得读写机构140暂停对磁性纪录单元120读出/写入资料的运转动作，然而，此种防护措施在小幅的震动情况固然可暂时保护，但是在例如距离地面约1-1.5公尺的高处，由于机器仍是在继续供电的情况下，将不免对机器本身造成重创。
本实施例中，当磁碟本体100因摔落而产生旋转角度，处理单元102借由接收加速侦测器104所输出的加速检知讯号，判断该加速检知讯号是否大于一阈值，若大于该阈值，处理单元102便驱动切换开关103使电能转换单元101及磁碟本体100之间的供电回路105不导通；接着，由于无法自该传输介面18继续供应电源给驱动线圈单元14的控制器(图未示)，驱动线圈单元14的磁浮力消失，使得悬臂15及其前端的读写头16自动回归至停靠座17上而免于损毁磁性纪录单元120及读写头16，达成防护磁性储存装置1自高处摔落对磁性纪录单元120可能造成的损伤。
经实验得知，当磁性储存装置1因掉落而产生旋转角度，磁碟本体100上的加速侦测器104会输出加速检知讯号，其中所感应到X、Y或Z轴三轴中的任一轴将具有较大的角度变化，而处理单元102便是依据该加速侦测器104感应任何角度变化所产生的电压讯号是否大于该阈值而作出是否中断供电的决定。
以图3为例，并配合图2来说明上述原理，假设当磁性储存装置1沿着Z轴产生Θ的旋转角度，由于依各旋转角度的不同会使对应产生不同的电压变化，因此旋转角度Θ便使加速侦测器104对应输出较大的电压讯号，且三轴的电压变化均会以数位化讯号的方式被测得，如此一来，在Z轴的部分连续取样到的数位讯号重复多次(例如5次以上)均有高于阈值的情况，则处理单元102便可据此作出中断供电的决定。
配合图2、4所示，假设本发明可防止摔落损坏的磁性储存装置1装设在一移动式电子产品3具有的本体31内，移动式电子产品3距离一地面4的高度为H1时，所需时间为S1，则在落下的中途，假设为落下一段距离H2，且距离H2小于距离地面的高度H1，则只需时间小于时间S1的时间S2磁性储存装置1便可完全供电及停止运作。
由实验可知，假设具有磁性储存装置1的移动式电子产品3距离地面4的高度H1为1m时，则落下的途中，也就是该距离H2约在30公分左右时，整个反应所花费的时间S2在200ms左右，此时磁性储存装置1的处理单元102可立即作出中断供电的决定，不但使磁碟本体100即刻关闭了电源并停止存取动作，且磁碟本体100中的悬臂15及其前端的读写头16也已回归至停靠座17上使得磁性纪录单元120免于损毁，而中断供电后磁性储存装置1的整体耐受力也可达到2000G左右。
归纳上述，由于本发明可防止摔落损坏的磁性储存装置1具有下述优点1.本发明借着判断加速侦测器104所感应任一旋转角度所产生电压讯号是否大于系统阈值，来强制关闭磁碟本体100及驱动线圈单元14的控制器的电源，由于磁性储存装置1处在中断供电后的非运转(Nor-Operating)状态，使得其整体耐受力可达到2000G左右，相较以往无设置感应器而维持供电(Operating)状态的耐受力约200G提升了数倍；或是相较于其他有设置感应器的方式，由于是以IDE面内ATAPT位址汇流排下指令的方式拉回悬臂15及读写头16，其所花费的时间约300-400ms，本发明判断落下的紧急状态，只需20-50ms便可完成所有保护动作(断电、拉回悬臂15及读写头16)，反应速度也加快了数倍。
2.本发明借由处理单元102控制切换开关103启闭以中断供电予硬碟本体100时，由于中断供电给驱动线圈单元14的控制器的缘故，使得驱动线圈单元14的磁场作用消失而无法维持供电时所进行的动作，进而强制读写机构140的悬臂15及其前端的读写头16移位至磁性纪录单元120的旁侧以免于损毁该磁性纪录单元120及读写头16，因而大大避免从高处摔落地面可能造成的危害。
3.本发明具有一防护层包覆在该磁碟本体100的外周缘，配合上述1.、2.的因素，防护层的厚度无须增加厚度外，尚可缩减厚度至1.5mm左右，令产品的外围体积不致再增加，因此可满足消费者的实际需求。
权利要求
1.一种可防止摔落损坏的磁性储存装置，该磁型储存装置包含一电能转换单元及一磁碟本体，该电能转换单元用以将一外部电源所施放的电能转换为该磁性储存装置内各部件所需电能形式，该磁碟本体由该电能转换单元供电，具有一用以纪录资料的磁性纪录单元及一用以自该磁性纪录单元读出/写入资料的读写机构，其特征在于该磁型储存装置还包含一电路防护模组，该电路防护模组桥接该电能转换单元及该磁碟本体之间，且该电路防护模组具有一加速侦测器，用以感应该磁碟本体摔落的情况而输出一加速检知讯号；一处理单元，电连接该加速侦测器、该电能转换单元及该磁碟本体，用以对该磁碟本体进行控制；及一切换开关，电连接于该处理单元、该电能转换单元及该磁碟本体，用以接受该处理单元驱动以启闭该电能转换单元及该磁碟本体之间的一供电回路；当该磁碟本体摔落时，若该处理单元接收该加速侦测器输出的加速检知讯号及判断该加速检知讯号大于一阈值时，则该处理单元驱动该切换开关关闭使该供电回路不导通，用以即刻中断供电予该磁碟本体以预防从高处摔落造成的危害。
2.如权利要求1所述的可防止摔落损坏的磁性储存装置，其特征在于该加速侦测器是三轴的重力加速侦测器。
3.如权利要求1所述的可防止摔落损坏的磁性储存装置，其特征在于该处理单元判断是否自高处摔落，是依据该加速侦测器感应任何角度变化所产生的电压讯号是否大于该阈值。
4.如权利要求1所述的可防止摔落损坏的磁性储存装置，其特征在于该切换开关是一PNP及FET其中任一型电晶体。
5.如权利要求1所述的可防止摔落损坏的磁性储存装置，其特征在于该磁碟本体更具有一传输介面，该处理单元在控制该电能转换单元中断供电予该硬碟本体时，也经由该传输介面以停止供电的方式予该读写机构，令该读写机构因磁浮力消失而自动移至磁性纪录单元的旁侧以免于损毁该磁性纪录单元。
6.如权利要求1所述的可防止摔落损坏的磁性储存装置，其特征在于该磁性储存装置还包含一以缓冲材料制成的防护层，该防护层是包覆在该磁碟本体的外周缘。
7.一种移动式电子产品，该移动式电子产品包含一本体及一磁性储存装置，该磁型储存装置包含一电能转换单元及一磁碟本体，该电能转换单元用以将一外部电源所施放的电能转换为该磁性储存装置内各部件所需电能形式，该磁碟本体由该电能转换单元供电，具有一用以纪录资料的磁性纪录单元及一用以自该磁性纪录单元读出/写入资料的读写机构，其特征在于该磁型储存装置还包含一桥接该电能转换单元及该磁碟本体之间的电路防护模组，且该电路防护模组具有一加速侦测器，用以感应该磁碟本体摔落的情况而输出一加速检知讯号；一处理单元，电连接该加速侦测器、该电能转换单元及该磁碟本体，用以对该磁碟本体进行控制；及一切换开关，电连接于该处理单元、该电能转换单元及该磁碟本体，用以接受该处理单元驱动以启闭该电能转换单元及该磁碟本体之间的一供电回路；当该磁碟本体摔落时，若该处理单元接收该加速侦测器输出的加速检知讯号及判断该加速检知讯号大于一阈值时，则该处理单元驱动该切换开关关闭使该供电回路不导通，用以即刻中断供电予该磁碟本体以预防从高处摔落造成的危害。
8.如权利要求7所述的移动式电子产品，其特征在于该移动式电子产品是一笔记电脑、一音乐播放机及一行动电话其中任一种可供储存数位资料的电子产品。
全文摘要
一种可防止摔落损坏的磁性储存装置，包含一电能转换单元、一磁碟本体及一电路防护模组，磁碟本体由电能转换单元供电；电路防护模组具有一加速侦测器、一处理单元及一切换开关，加速侦测器用以感应磁碟本体摔落的情况而输出一加速检知讯号，处理单元电连接加速侦测器、电能转换单元及磁碟本体，切换开关用以接受处理单元驱动以启闭电能转换单元及磁碟本体之间的一供电回路；若处理单元判断加速检知讯号大于一阈值时，则处理单元驱动切换开关关闭，使供电回路不导通，用以即刻中断供电予磁碟本体以预防从高处摔落造成的危害。
文档编号H02H5/00GK1815619SQ20051000732
公开日2006年8月9日 申请日期2005年2月4日 优先权日2005年2月4日
发明者高如松, 高铭伸, 侯嘉德, 林富雄, 周铭珍, 黄仕光, 吕丽雯, 刘清腾, 李庆文 申请人:台湾松下电器股份有限公司