선정
코드 디스크의 선은 얼마나 가는가: 1000라인에서 10000라인까지
코드 디스크의 선이 얼마나 가는지는 라인 수와 반경이 함께 결정합니다. 피치 p = 2πr ÷ N. 반경 20 mm에서 1000라인의 피치는 약 126 μm, 10000라인은 약 12.6 μm에 불과합니다. 이 글에서는 일반적인 피치 표를 제시하고, 선이 가늘어질수록 공정과 조립에 어떤 요구가 생기는지 설명합니다.
디스크를 고를 때 흔히 ‘2500라인’, ‘5000라인’이라고 합니다. 라인 수는 디스크 한 바퀴에 있는 눈금선의 개수인데, 그렇다면 각 선은 얼마나 가늘까요? 답은 라인 수뿐 아니라 눈금선을 어느 반경에 배치하느냐에도 달려 있습니다.
피치 계산
인접한 두 눈금선 중심 사이의 거리를 피치라고 하며, 계산은 간단합니다.
p = 2πr ÷ N
r은 눈금선이 있는 반경, N은 라인 수입니다. 반경 20 mm, 2500라인을 예로 들면 원주는 2π × 20 mm ≈ 125.66 mm, 즉 약 125 660 μm이고, 이를 2500으로 나누면 피치는 약 50.3 μm입니다. 선과 슬릿을 1:1로 만들면 선폭은 피치의 약 절반인 약 25 μm입니다.
피치 표
일반적인 라인 수와 반경에서의 피치(단위 μm):
| 라인 수 N | r = 5 mm | r = 10 mm | r = 20 mm | r = 40 mm |
|---|---|---|---|---|
| 500 | 62.8 | 125.7 | 251.3 | 502.7 |
| 1000 | 31.4 | 62.8 | 125.7 | 251.3 |
| 2048 | 15.3 | 30.7 | 61.4 | 122.7 |
| 2500 | 12.6 | 25.1 | 50.3 | 100.5 |
| 5000 | 6.3 | 12.6 | 25.1 | 50.3 |
| 10000 | 3.1 | 6.3 | 12.6 | 25.1 |
규칙은 두 가지입니다. 라인 수가 두 배가 되면 피치는 절반이 되고, 반경이 두 배가 되면 피치도 두 배가 됩니다. 같은 10000라인이라도 반경 40 mm에서는 피치가 약 25 μm이지만 반경 5 mm로 밀어 넣으면 약 3 μm밖에 남지 않습니다.
머리카락과 비교하면
머리카락의 지름은 일반적으로 약 50~100 μm입니다. 이와 비교하면(그림 1):
- 반경 20 mm, 1000라인: 피치 약 126 μm로 머리카락보다 넓다
- 반경 20 mm, 10000라인: 피치 약 12.6 μm로 머리카락 한 올이 4~8주기를 덮는다
- 반경 10 mm, 10000라인: 피치 약 6.3 μm, 선폭은 약 3 μm에 불과해 머리카락 한 올이 8~16주기를 덮는다
선이 가늘수록 무엇이 어려워지는가
선폭 편차의 비중이 커진다. 같은 1 μm 편차라도 25 μm 선폭에서는 4%에 불과하지만 3 μm 선폭에서는 약 33%가 되어 듀티비와 신호가 크게 달라집니다. 노광, 현상, 에칭 모두 더 정밀하게 관리해야 합니다.
먼지가 더 치명적이다. 수 μm의 입자가 가는 선에 떨어지기만 해도 핀홀이나 단선이 생길 수 있습니다. 미세 피치 디스크는 청정도가 더 높은 환경에서 생산하고, 분해능이 더 높은 비전 측정과 외관 검사로 검사해야 합니다.
판독 갭이 작아진다. 이미징 방식 판독에서는 갭 g가 p² ÷ λ보다 훨씬 작아야 합니다. λ = 0.88 μm로 계산하면 피치 50 μm에서 p² ÷ λ는 약 2.8 mm, 20 μm에서 약 455 μm, 10 μm에서는 약 114 μm에 불과합니다. 피치가 작을수록 리드헤드를 디스크에 더 가까이 두어야 하며 조립, 면 흔들림, 디스크 평면도에 대한 요구도 더 엄격해집니다.
라인 수와 반경의 선택
라인 수를 높이면서 피치가 너무 작아지지 않게 하려면 눈금선을 더 큰 반경에 두는 것이 가장 직접적인 방법이며, 대가는 디스크 외경이 커지는 것입니다. 다른 방법은 라인 수를 너무 높이지 않고 사인/코사인 보간으로 분해능을 보완하는 것입니다. 예를 들어 2048라인에 1024분할 보간을 하면 회전당 2097152카운트(21비트)가 됩니다. 구체적인 선택은 장착 공간, 리드헤드, 비용을 종합해 결정해야 합니다.
정리
디스크 선의 굵기는 피치로 봅니다. p = 2πr ÷ N. 일반적인 디스크의 피치는 백수십 μm에서 수 μm까지이며, 가장 가는 것은 머리카락의 수십분의 일에 불과합니다. 선이 가늘수록 리소그래피 정밀도, 청정도, 검사, 판독 갭에 대한 요구가 높아지므로 라인 수는 반경과 함께 고려해야 합니다.
중국어 원문 기사 번역 (0017). ENC7 코드 디스크 제조사 (문의) · 기술 자료 · https://enc7.com
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