광디스크 미디어 저장기기에 있어서 음악과 영상을 재생하는 광디스크 플레이어의 기구부품 중 턴테이블은 디스크를 장착, 고정하여 디스크에 기록된 신호를 재생케 하는 광디스크 메커니즘의 중요기능 부품이다. 특히 별도의 클램퍼 없이 턴테이블에 부설된 탄지력만으로 디스크를 장착, 고정하는 슬림형 플레이어에서 스핀들 모터의 회전 시 턴테이블에 장학된 광디스크의 슬립은 재생에러를 야기한다. 스피닝 회전속도가 증가할수록 디스크의 슬립을 방지하기 위해서는 디스크와 턴테이블의 증가된 마찰력이 요구된다.(중략)
기존의 저배속, 저밀도의 광디스크 드라이브에서 데이터를 재생할 때 진동과 소음의 제어는 상대적으로 용이하였으나, 고배속.고밀도의 광디스크 드라이브에서의 진동과 소음문제는 광디스크 드라이브 개발의 심각한 장애로 대두되고 있다. 고배속.고밀도 광디스크 드라이브에서 트랙과 초점의 벗어남(off-track과 off-focusing)에 의한 작동오류를 서보제어 기술로만 극복하는 것은 거의 불가능하다. 따라서 진동제어에 의한 광디스크 드라이브의 동적 안정성 확보는 신뢰성 있는 광디스크 드라이브의 개발에 필수적이다. 이와 동시에 정숙한 컴퓨터 개발 추세에 따라 저소음 광디스크 드라이브의 개발이 요구되고 있다. 왜냐하면, 배속수가 증가함에 따라 소음의 크기도 증가하기 때문이다. 과거의 광디스크 드라이브의 진동.소음 문제가 크게 부각되지 않았으나 고배속.저밀도의 광디스크 드라이브의 개발에 따라 진동. 소음에 대한 연구의 필요성이 증대할 것이다. 따라서 본 글에서 광디스크 드라이브의 구조 및 작동원리, 그리고 소음 진동 문제를 소개하고자 한다.
광 디스크 장치에서 고배속 모우드로 언밸런스 디스크가 동작될 경우, 진동으로 인한 포커스 및 트래킹 서보가 불안정해져 데이터 검색 시간 지연 및 불안정 동작을 야기한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법을 제안한다. 일반적으로 광 디스크 장치에서 사용되고 있는 3 빔 방식의 광 픽업(Piek-up)의 경우, 면진동이나 편심이 있는 디스크 동작시 메인 빔에 따른 포토 다이오드 상의 광 스폿의 위치도 변화된다. 이러한 특성을 이용하여 언밸런스 디스크 동작시 광픽업의 포토 다이오드 A와 C에 수신되는 광량은 디스크의 언밸런스량에 따라 결정되어진다. 따라서 포토다이오드에 수신되는 A와 C의 광량의 변화를 차동 증폭함으로써 디스크의 언밸런스량 검출이 가능하다. 본 연구에서는 고배속 모우드에서 포커스 및 트래킹 서보의 최소 특성을 분석하고, 디스크의 언밸런스량을 전기적인 신호로 검출하는 방법과 검출된 언밸런스량에 따라 광 픽업의 스핀들 모터(Swindle Motor)의 회전수를 조절함으로써 안정적이고 정확한 데이터 검색이 가능한 하드웨어 및 펌웨어 구조를 제안하였다.
본 논문은 차세대 멀티미디어의 핵심기기 중의 하나로 주목받고 있는 고밀도 광디스크 시스템의 근간 기술인 광학계 구성 기술에 대한 설명으로서, 특히 차세대 광학계에 필수적인 적색 반도체 레이저 기술과 홀로그램 광학소자에 의한 집적화 기술의 개발 현황과, 업계에서는 처음으로 LG전자가 고밀도 광디스크 시스템에 실장한 홀로그램 적색반도체 레이저에 대하여 기술하고자 한다.
DVD, HD(High Density)-DVD등의 고밀도 광 디스크의 광 기록재생장치는 고 개구율(Numerical Aperature)의 대물렌즈로 집광 빔의 크기를 소형화하여 기록용량을 증대시키고 있다. 이 경우 광축과 광 디스크의 기록면에 대한 경사는 광학적인 수차가 발생되어 신호 레벨의 저하나 기록시의 피트(pit) 형성의 오류, Crosstalk등의 문제가 발생한다. 이를 극복하기 위해 직접 디스크의 경사에 따라 제어할 수 있는 픽업 구동기가 제안되어 왔지만 주로 Half Height(12.7mm)에 사용되는 틸트 구동기였으며 Slim(6.3mm)형 틸트 구동기는 제안되지 못하였다. (중략)
현재 광디스크 드라이브는 오랜 기간 지속된 산업계의 데이터 전송률 경쟁을 통하여 10,000 rpm 이상의 고속으로 구동되고 있다. 고속 구동은 필연적으로 시스템의 진동을 유발하여 픽업의 데이터 읽기/쓰기 서보 제어에 외란을 야기하는데, 통상 진동외란은 방진고무를 통한 진동의 절연 및 서보 제어의 강인성 개선을 통해 해결되고 있다. 본 연구에서는 산업계에서 일상으로 이루어지는 광디스크 드라이브 시스템의 동특성 개선에서 한걸음 더 나아가 광디스크의 동특성을 개선하는데 주목하였다. 이를 위하여 사출성형 공정해석을 수행하여 공정 조건(유량, 사출온도)이 잔류응력에 미치는 영향을 조사하였고, 이 잔류응력의 변화가 광디스크의 진동 모드 및 임계속도 즉, 동특성에 미치는 영향을 모달해석을 통해 살펴보았다. 이러한 일련의 과정을 통해 사출성형 시 발생하는 광디스크의 잔류응력을 제어하여 광디스크의 임계속도를 잔류응력이 없는 경우 대비 약 14.4% 높일 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 광디스크 메모리의 재생성능에 주요한 영향을 미치는 jitter를 향상시키는 방법이 검토되었다. 광디스크 제조공정에 있어서 타공정의 변수를 고정한 상태에서 단일의 조작을 통해 jitter value를 저감화시키기 위해 펄스 폭 조정기를 제작하였다. 펄스 폭 조정기폭 적용하여 입력신호의 level을 조정한 결과 6.9%의 최소 jitter value를 확보하였다.
기억저장매체로서 광디스크의 개발이 활발히 진행되고 있으며 최근의 레이저 기술의 발전, 제조기술의 발전에 따른 기억밀도의 증가로서 기존의 자기기록매체와 경쟁을 하고 있다. 기록밀도의 증대와 신뢰성의 향상을 위하여 다층박막 구조를 가지는 광디스크의 미세구조는 더욱 복잡하며 소형화되고 있다. 이종의 물질로 구성된 다층박막형 광디스크의 미세구조 관찰 및 분석을 위해서는 투과전자현미경과 같은 미소영역 분석법이 필수적이며 비교적 간단하고 신뢰성 높은 시편준비법의 확립이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 투과전자현미경 분석을 위한 광디스크의 평면 및 단면시료 제작법을 제시하고 제조된 시편으로부터 얻어진 광디스크의 미세구조 분석결과를 보고한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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