[정보통신] 차세대 DVD 블루레이와 HDDVD

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2008.10.17 / 2019.12.24
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목차: 1. 개요
2. 기록매체 기술
3. 픽업(Pick-up) 기술
4. 맺음말

1. HD-DVD
2. Blu-ray 기술과 HD-DVD 기술의 차이점
3. 앞으로의 전망

본문내용: 1. 개요
고도 정보화 사회의 요구에 부응하여 12-cm 광디스크는 CDs, DVDs 및 최근에 개발이 진행된 블루레이 디스크(Blu-ray Disc: 이후, BD라 칭함) 표준화는 각각 1982, 1996, 2002년에 시작되어 고밀도, 고성능의 기술개발로 전개가 되고 있다. 각 매체의 기록용량은 그림 1에 나타낸 것처럼 0.8GB, 4.7GB 그리고 BD의 경우 27GB(통상은 25GB까지 기록함) 까지 대응이 되도록 되어있다. 레이저 광과 대물렌즈에 의한 집광 스폿을 이용하여 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 광디스크 장치에서, 기록용량은 집광되는 스폿 에 의해 결정된다. 레이저광의 파장 λ와 대물렌즈 개구수 NA(Numerical Aperture)라 할 때, 집광 스폿 크기는 다음과 같이 결정된다. 그림 2에 각 기록 매체 별 집광 스폿 직경을 나타내었다. 따라서 광디스크의 고밀도화를 위해 광디스크 정보기록 면 에 맺히는 스폿의 크기를 줄이려면, 단파장의 광원과 개구수가 높은 대물렌즈의 채용이 필수적이다. 650nm 적색 광원과 개구수 0.6 대물렌즈를 사용한 DVD의 용량이 4.7GB인데 비해 BD의 경우, 405nm의 청색 광원과 NA 0.85의 대물렌즈를 사용하여 DVDs의 약 5배인 25GB의 용량을 달성하였다. 이러한 용량은 가령 24Mbps의 전송속도로 HDTV 디지털 방송을 2시간 이상 녹화하기 위한 용량에 해당한다. 이러한 고 용량의 기록매체 및 시스템 기술을 달성하기 위해 상기의 단파장 및 고 NA 대물렌즈기술 채용 이외에도 레이저 빔이 투과하는 기판(커버층)의 두께를 0.1mm로 얇게 하여 수차(aberration)를 줄여 주고 있다. 커버층의 두께가 얇게 될수록 대물 렌즈의 레이저 빔 집광 성능은 좀더 쉽게 달성이 된다. 이를 조금 더 자세히 설명을
하면, 고 NA 에서 대물 렌즈의 광축이 디스크 표면의 수직으로부터 벗어 나면 광집속 성능의 열화(aberration)가 발생하는데, 이 수차량은 NA의 3승에 비례하고 커버층의 두께에 비례하여 증가한다. 그림 3에 기판 이상적인 광축에서 벗어날 때 굴절각에 이상이 발생하여 초점위치에서 수차가 발생함을 나타내었다. 이러한 설계에 의해 수십 마이크로 미터 이상의 요구 사양과 디스크 표면 오염에 대한 신호열화 방지 및 커버층 양산성 등을 고려하
여 0.1mm 두께로 설정이 되었다.

그림 1. Consumer용 광디스크 기술의 전개

그림 2. 집광 스폿 직경 비교
BD의 특징의 하나로 기록층이 2개인 2층형(Dual Layer) 디스크가 있는데 이 경우 1층형(Single Layer)의 2배인 54GB(통상은 50GB까지 기록함)의 용량까지 대응이 된다. 그림 3에 나타낸 바와 같이 2층형 디스크의 경우 기준 기록층인 L0와 25 μm 정도의 간극을 두고 L1 층이 있고 이 L1층과 디스크 표면의 거리는 75μm으로 되어 있다. 이와 같이 BD 커버층의 기준 두께는 100μm 인바, 2층형의 경우에도 L0층이 기준면으로 100μm의 광투과
층 두께를 형성 하고 있다. 이와 같이 하여 고 개구수 대물 렌즈에 대해서도 기존의 DVD 수준의 오차 허용치(Tolerance)를 달성 하고 있다. 이 외에도 BD의 특징으로 트랙 포맷은 기록 매체에 형성되어있는 한쪽 그루브에 기록 하고 있는데, 이는 반복 기록형(Rewritable), 1회 기록형(Recordable) 그리고 재생 전용형(ROM) 포맷 간의 확장 전개의 용이성 및 광 픽업의 설계의 용이성 등의 이유로 채용이 되었다. 그림 5에는 반복 기록형 BD에서 채용되고 있는 그루브 기록을 나타내었다. 이 그루브 기록은 또한 디스크 상의 어디에 정보를 기록하면 좋을지 드라이브에 알려 주기 위한 어드레스(address)방식으로 워블(wobble) 을 반

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