DVD 플레이어

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디지털 비디오 디스크 또는 DVD(디지털 다목적 디스크)는 최대 17GB의 정보를 저장할 수 있는 일종의 광 데이터 저장 매체입니다. 1990년대 중반에 처음 도입된 이 제품은 CD(컴팩트 디스크) 기술의 개선된 형태로 개발되었습니다. DVD는 이러한 고품질 영상과 사운드를 생성할 수 있으며 결국 VCR과 CD 플레이어를 모두 대체할 것으로 예상됩니다. DVD 플레이어 시장은 2000년까지 천만 대에 이를 것으로 예상됩니다.

배경

DVD는 기존 CD와 거의 동일한 방식으로 작동합니다. CD와 마찬가지로 정보는 디스크에 일련의 작은 구덩이로 코딩됩니다. 구덩이는 비닐 레코드와 유사한 구조의 나선형 트랙으로 구성됩니다. 레이저를 사용하여 이러한 피트를 이진 코드로 해석할 수 있습니다. 매끄러운 표면을 읽을 때 기계는 데이터 포인트를 0으로 해석합니다. 구덩이를 만나면 데이터 포인트를 1로 읽습니다. 그러나 DVD를 CD보다 우수하게 만드는 핵심 혁신은 읽기 및 읽기에 사용되는 레이저입니다. 구덩이를 만듭니다. DVD는 디스크 표면에 피트를 더 조밀하게 배치할 수 있는 더 짧은 파장의 빨간색 레이저를 사용합니다. 이것은 더 많은 데이터를 허용할 뿐만 아니라 디스크 두께가 기존 CD의 절반에 불과해야 합니다. 결과적으로 두 개의 레이어를 결합하여 CD(1.2mm)와 동일한 두께의 양면 디스크를 만들 수 있습니다.

DVD 시스템은 높은 저장 용량, 상호 운용성 및 이전 버전과의 호환성을 포함하여 매우 바람직한 세 가지 기능을 가지고 있습니다. DVD 도입의 초기 단계에서는 단일 디스크에 4.7GB의 정보를 저장할 수 있습니다. 이것은 대략 7개의 CD-ROM에 해당합니다. 이 기술의 향후 릴리스에서는 디스크에 최대 17GB를 저장할 수 있습니다. 이 저장 공간은 말 그대로 컴퓨터 프로그램이 개발되는 방식을 바꾸고 더 많은 비디오 클립을 포함할 수 있게 합니다. DVD에 사용되는 데이터 형식과 레이저는 컴퓨터 플레이어와 텔레비전 플레이어에서 동일합니다. 이를 통해 소비자는 TV에서 재생하는 것과 동일한 디스크를 컴퓨터에서 재생할 수 있습니다. DVD 플레이어는 최신 기술 CD를 재생할 수도 있습니다. 이러한 방식으로 소비자는 현재 CD 컬렉션에 대한 교체 제품을 구입할 필요가 없습니다.

DVD는 영화, 오디오 시스템, 컴퓨터 및 비디오 게임을 포함한 다양한 응용 프로그램에 사용할 수 있습니다. 이 디스크에 저장된 정보는 전자적이기 때문에 화질은 기존 VHS 영상보다 3배 더 좋은 것으로 추정된다. 또한, 사진은 나이나 사용에 따라 변질되지 않습니다. 컴퓨터 프로그램도 DVD의 이점을 누릴 수 있습니다. 예를 들어, 여러 장의 CD를 차지했던 프로그램을 이제 하나의 DVD로 압축할 수 있습니다. 비디오 게임도 DVD 기술의 혜택을 받을 것입니다. DVD는 높은 메모리와 상호 작용 가능성을 제공하므로 비디오 클립을 포함하여 재생 경험을 향상시킬 수 있습니다.

연혁

나중에 검색할 수 있도록 데이터를 저장하는 기능을 개발하는 것은 항상 중요했습니다. 최초의 진정한 데이터 저장 및 검색 시스템은 저널과 원장이었습니다. 오늘날에도 여전히 사용되고 있지만 느리고 비효율적이며 부피가 큽니다. 1950년대와 1960년대에 컴퓨터가 개발될 때 주요 이점 중 하나는 데이터를 빠르게 저장하고 검색할 수 있다는 것이었습니다. 이것은 이제 정보 저장 및 검색의 초석 중 하나가 되었습니다. 초기의 컴퓨터화된 저장 매체에는 펀치 카드, 비닐 LP, 자기 테이프, 카트리지 및 자기 디스크와 같은 것들이 포함되었습니다. 컴퓨터가 향상됨에 따라 데이터 저장 기능도 향상되었습니다. 1970년대 후반에 내장형 하드 드라이브가 도입되었습니다. 이러한 각각의 데이터 저장 시스템은 사용 가능한 최상의 저장 방법의 편의성과 효율성을 개선하기 위해 개발되었습니다. 이러한 시스템 중 상당수는 오늘날에도 계속 개선되고 있습니다.

DVD의 개발은 1980년대 초 Sony의 CD 출시와 함께 시작되었습니다. 이 새로운 저장 매체는 디스크에 새겨진 작은 구덩이를 읽기 위해 레이저를 사용했습니다. 최초의 CD 오디오 플레이어는 1983년에 출시되었습니다. 하나의 디스크에 75분 이상의 음악을 저장할 수 있어 유용했습니다. 비닐 LP가 담을 수 있는 양의 거의 두 배였습니다. 그들의 수용은 느렸지만 CD는 결국 오디오 릴리스를 위한 선호 매체로 비닐 레코드를 대체했습니다.

비디오 CD 플레이어는 10년 후반에 도입되었습니다. 여러 가지 이유로 VCR을 대체할 만큼 인기를 얻지 못했습니다. 컴퓨터에서 CD의 사용은 1987년에 시작되었습니다. 이러한 장치는 단일 디스크에 최대 650MB를 저장할 수 있기 때문에 유용했습니다. 그때까지 자기 디스크의 최대 저장 용량은 1.3MB였습니다. 초기 컴퓨터 CD는 일반적인 디스크 드라이브보다 느리고 읽기 전용이었습니다. 데이터 전송 속도는 데이터 쓰기 용량과 함께 꾸준히 증가했습니다. 1994년에는 4배속 CD-ROM(읽기 전용 메모리)이 도입되었습니다. 다음 2년 동안 이것은 두 배가 되었습니다. 1996년에는 24배속 CD ROM을 사용할 수 있었습니다. 녹음 가능한 CD 플레이어는 1996년에 처음 생산되었습니다.

1996년에 소개된 다중 쓰기 CD는 상변화 이중 프로세스를 사용하여 Matsushita에 의해 개발되었습니다. 이것은 레이저를 사용하여 디스크의 반사 속성을 변경합니다. 현재 CD-RW 레코더는 이 기술을 사용할 수 있습니다.

CD 기술의 이러한 모든 발전이 진행됨에 따라 연구원들은 이러한 기계의 저장 용량을 향상시키는 방법을 계속해서 찾았습니다. 그런 다음 과학자들은 더 짧은 파장의 레이저를 사용하여 단일 디스크에 훨씬 더 많은 데이터를 저장할 수 있음을 발견했습니다. 이것은 DVD의 제작으로 이어졌습니다. 1997년에 최초의 DVD 플레이어가 출시되었습니다. 이 기계는 가장 빠른 CD 플레이어보다 느리고 아직 녹음할 수 없습니다. 그러나 1999년에 출시될 예정인 차세대 DVD는 더 빠르고 녹음 기술을 사용할 것입니다. 결국 DVD는 VCR과 CD 플레이어를 대체할 것으로 예상됩니다.

디자인

DVD 플레이어는 CD 플레이어와 매우 유사하게 설계되었습니다. 예를 들어, 컴퓨터 DVD 드라이브는 CD-ROM 드라이브와 같은 크기와 모양으로 만들어집니다. 또한 외부 플라스틱 하우징이 있으며 전면 패널에 플라스틱 버튼이 있습니다. 일부 DVD 드라이브에는 디스크를 수용할 수 있도록 시스템에서 확장되는 플라스틱 트레이가 있습니다. 다른 것들은 디스크가 삽입되는 자동 공급 시스템이 있습니다. DVD 드라이브 내부의 전자 장치도 CD-ROM 드라이브와 거의 동일합니다. 둘 다 정교한 전자 장치를 가지고 있으며 디스크 드라이브 메커니즘, 인쇄 회로 기판 및 광학 시스템 어셈블리를 포함합니다. DVD 드라이브 메커니즘은 다양한 디자인으로 제공되지만 각각은 기본적으로 디스크를 고정하는 스핀들과 이를 회전시키는 모터로 구성됩니다. 회로 기판에는 읽고 있는 데이터를 사용 가능한 형식으로 변환하는 데 도움이 되는 모든 전자 부품이 포함되어 있습니다.

광학 시스템 어셈블리는 디스크에서 데이터를 읽고 전송하여 바이너리 코드로 변환하는 DVD의 일부입니다. DVD 기계에서 이것은 단파장 펄스를 생성할 수 있는 레드레이저 다이오드로 구성됩니다. 이것은 600-650 나노미터(nm) 범위의 빛을 생성하는 저잡음 적색 레이저입니다. 기존 CD에 사용되는 780nm 레이저보다 훨씬 짧습니다. 광학 시스템 어셈블리의 다른 주요 구성 요소는 레이저에서 광학 신호를 수신하여 전자 신호로 변환하는 포토다이오드입니다. 고광택 렌즈와 거울은 나머지 광학 시스템 어셈블리를 구성합니다.

DVD 디스크도 CD-ROM처럼 보이지만 데이터가 더 밀접하게 결합되어 있습니다. 디스크 표면은 얇고 단단한 래커 코팅으로 보호되는 반사 은층으로 코팅되어 있습니다. 반투명 금층을 위에 올려놓으면 컴팩트 디스크와 DVD 디스크에 포함할 수 있는 데이터 양 비교. DVD 피트 밀도가 훨씬 높아 디스크가 CD보다 최소 7배 많은 데이터를 저장할 수 있습니다. 반사 실버 레이어, 디스크는 한쪽에 2개의 데이터 레이어를 저장하도록 만들 수 있습니다. 더 적은 전력을 사용함으로써 레이저는 먼저 금층에서 데이터를 읽은 다음 전력을 증가시키면 은층을 읽을 수 있습니다. 이렇게 하면 한 쪽 용량이 8.5GB로 거의 두 배가 됩니다. 결국 단일 양면 디스크는 최대 17GB의 데이터를 저장할 수 있습니다.

DVD는 주로 영화용으로 개발되었기 때문에 압축 시스템이 필요합니다. 이를 위해 제조업체는 MPEG-2(Motion Picture Experts Group) 압축 시스템을 사용하는 데 동의했습니다. 프레임에서 프레임으로 변경되는 그림의 요소만 저장되는 시스템입니다. 오디오의 경우 Dolby 디지털 압축이 사용됩니다. 이러한 압축 시스템이 모두 사용되기 때문에 압축 해제기 또는 디코더도 DVD 플레이어에 포함되어야 합니다. 현재 이것은 컴퓨터에 연결하는 별도의 카드입니다. 디코더 보드는 디스크의 데이터를 처리하고 컴퓨터의 그래픽 및 오디오 시스템으로 바로 보냅니다.

원자재

DVD 플레이어 및 디스크의 구성에는 다양한 원자재가 사용됩니다. 유리는 시스템에서 레이저 및 기타 다이오드를 만드는 데 사용됩니다. 회로 기판의 주요 구성 요소는 실리콘으로 만들어집니다. 알루미늄 금속은 하우징과 경질 플라스틱에 사용됩니다. 디스크의 기본 재료는 플라스틱입니다. 그들은 추가로 은색 층과 얇은 금 층으로 코팅됩니다. 디스크 표면은 손상을 방지하기 위해 단단한 래커로 코팅되어 있습니다.

제조
프로세스

DVD 기계의 구성 요소는 일반적으로 별도의 회사에서 제조한 다음 DVD 제조업체에서 조립합니다. 구성 부품의 생산은 고도로 전문화된 공정이며 소수의 회사만이 전체 산업에 공급할 수 있습니다. 주요 구성 요소는 광학 시스템 어셈블리, DVD 플레이어는 디스크 드라이브 메커니즘, 인쇄 회로 기판 및 광학 시스템 조립. 디스크를 고정하는 스핀들과 디스크를 회전시키는 모터로 구성됩니다. 회로 기판에는 읽고 있는 데이터를 사용 가능한 형식으로 변환하는 데 도움이 되는 모든 전자 부품이 포함되어 있습니다. 광학 시스템 어셈블리는 디스크에서 데이터를 읽고 전송하여 바이너리 코드로 변환하는 DVD의 일부입니다. 내부 전자 회로 기판 및 디스크 드라이브 메커니즘.

광학 시스템

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1 광학 시스템은 레이저, 광검출기, 프리즘, 거울 및 렌즈로 구성됩니다. 레이저와 광검출기는 플라스틱 하우징에 설치되고 다른 구성 요소는 특정 위치에 배치됩니다. 적절한 정렬이 없으면 시스템이 제대로 작동하지 않기 때문에 이러한 각 부품의 위치 지정에 세심한 주의를 기울입니다. 전기 연결이 연결되고 광학 시스템이 디스크 드라이브 메커니즘에 연결될 준비가 됩니다.

디스크 드라이브 메커니즘

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2 광학 시스템은 이를 구동할 모터에 부착됩니다. 이것은 차례로 로딩 트레이(있는 경우)와 스핀들 모터를 포함한 디스크 드라이브의 다른 주요 부품에 연결됩니다. 다른 기어와 벨트를 장착하고 전체 어셈블리를 본체에 배치합니다.

내부 전자 장치

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3 DVD 기계의 전자 부품은 정교하고 최신 전자 처리 기술을 사용합니다. 회로 기판은 다른 전자 장비와 매우 유사하게 생산됩니다. 프로세스는 전자 구성이 인쇄된 보드에서 시작됩니다. 그런 다음 이 보드는 적절한 칩, 다이오드, 커패시터 및 기타 전자 부품을 적절한 위치에 배치하는 일련의 기계를 통과합니다. 공기 중 먼지로 인한 손상을 방지하기 위해 클린룸에서 공정을 진행합니다. 완료되면 납땜을 위해 다음 단계로 보내집니다.

4 전자 부품을 기판에 고정하기 위해 웨이브 솔더링 머신이 사용됩니다. 그러나 보드를 기계에 넣기 전에 먼저 오염 물질을 제거하기 위해 세척합니다. 그런 다음 보드는 적외선 열을 사용하여 가열됩니다. 기판의 밑면은 용융 솔더의 물결 위로 통과되고 모세관 현상을 통해 적절한 지점이 채워집니다. 보드가 냉각되면 땜납이 단단해져서 조각을 제자리에 고정합니다.

최종 조립 및 포장

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5 모든 구성 요소가 준비되면 최종 제품을 생산하기 위해 조립됩니다. 전자 보드는 나머지 기계에 연결되고 메인 커버가 부착됩니다. 그런 다음 DVD 기계는 디스크, 설명서 및 전원 코드와 같은 액세서리와 함께 포장된 포장 스테이션으로 보내집니다. 그런 다음 팔레트에 올려 유통업체와 최종 고객에게 보냅니다.

품질 관리

DVD 기계의 품질을 보장하기 위해 전체 생산 공정에서 육안 및 전기 검사가 수행되며 대부분의 결함이 감지됩니다. 또한 완성된 각 DVD 시스템의 기능 성능을 테스트하여 제대로 작동하는지 확인합니다. 이러한 테스트는 과도한 열 및 습도와 같은 다양한 환경 조건에서 수행됩니다. 여기에는 특정 전자 신호를 생성하는 테스트 디스크 재생이 포함됩니다. 대부분의 DVD 제조업체는 자체 부품을 모두 생산하지 않기 때문에 좋은 품질을 공급업체에 크게 의존합니다. 대부분의 제조업체는 공급업체가 충족해야 하는 자체 품질 사양을 설정합니다.

미래

DVD 기술은 비교적 새롭습니다. 앞으로 몇 년 동안 개선될 영역이 많이 있습니다. DVD의 주요 개발에는 더 큰 저장 용량, 향상된 리더 기능, DVD 형식으로 제공되는 영화 수의 증가 등이 있습니다.

현재 DVD 기술에서 가장 집중적으로 연구되는 분야는 데이터 저장 기능을 늘리는 것입니다. 기술은 이미 17GB 디스크를 생산할 수 있도록 개발되었지만 일부 회사에서는 더 많은 디스크를 저장할 수 있는 방법을 찾았습니다. DVD 저장을 3배 향상시킬 수 있는 새로운 인코딩 기술이 개발되고 있습니다. 이 방법에서 디스크에 만들어진 구덩이는 다양한 정도의 깊이를 갖게 됩니다. 이를 통해 피트는 0 또는 1 대신 0에서 8 사이의 숫자를 인코딩할 수 있습니다. 이 기술을 사용하는 DVD 장치는 1999년에 출시될 것으로 예상됩니다. 다른 저장 매체도 어느 정도 가능성을 보여줍니다. 최대 30GB의 데이터를 저장할 수 있는 새로운 기술이 최근에 시연되었습니다. 이 시스템은 적색 레이저와 자기장을 사용하여 데이터를 검색합니다. 청색 레이저를 사용하면 더 큰 저장 용량을 확보할 수 있습니다.

또 다른 개선 영역은 DVD 플레이어가 디스크의 한 면에서 두 계층의 정보를 읽을 수 있다는 점입니다. DVD 플레이어는 이론적으로 두 계층의 정보를 읽을 수 있지만 높은 비용 때문에 두 계층 모두 거의 사용되지 않습니다. 그러나 기술이 발전함에 따라 이러한 장애를 극복해야 하며 DVD의 잠재력이 완전히 실현될 수 있습니다.

현재 DVD 개발의 가장 큰 걸림돌 중 하나는 미디어를 저장하고 선택하는 보편적인 표준이 없다는 것입니다. 이는 1980년대 VHS와 베타 비디오테이프 플레이어 사이에서 발생했던 문제와 유사하다. 가까운 장래에 주요 DVD 제조업체가 형식에 동의하면 이 문제가 해결될 것입니다.