|
Основные Blu-ray технологии 
Привет!Меня зовут Шунджи О’хара. Я работаю в Panasonic и занимаюсь разработкой Blu-ray технологий. Я бы хотел предоставить вам главные сведения о них.  Невероятная вместимость диска Blu-rayBlu-ray — формат оптического диска, который был создан для решения задач по хранению больших объемов видеоданных высокого разрешения.
Диск Blu-ray обладает теми же габаритами, что и привычные нам CD и DVD, но…… он способен хранить гораздо больший объем информации Если на односторонний DVD влезает около 4,7 Гбайт данных, то односторонний и однослойный Blu-ray диск способен вместить 25 Гбайт информации, обладая, такими образом, в пять раз большей емкостью, чем DVD. Поскольку каждый записываемый слой одностороннего двухслойного Blu-ray диска вмещает 25 Гбайт данных, то общая емкость такого диска составляет 50 Гбайт. Другими словами, на один Blu-ray диск можно переписать информацию с 10 DVD-дисков.  Каким образом удается достичь такой высокой емкости Blu-ray диска? Ключевые технологии эффективного использования ограниченного информационного пространстваДиаметр диска Blu-ray равен 12 см. Для эффективной записи большого объема информации на диск (габариты которого эквивалентны традиционным СD и DVD), было необходимо разработать другие технологические решения нежели те, что реализованы в CD и DVD.Главными отправными точками данных инновационных технологических решений стали: • Голубой* лазер * Имеется в виду так называемый «сине-фиолетовый» лазер, но мы его будем называть просто «голубой лазер». • Линза объектива с большой числовой апертурой (ЧА) • Прозрачный защитный слой толщины 0,1-мм Для считывания и записи информации с BD-диска мы используем лазерный луч с иной длинной волны, нежели та, что используется в случае CD и DVD. Ниже приведены увеличенные изображения рабочей поверхности дисков. Догадаетесь, какая иллюстрация какому типу дисков соответствует?  Расстояние между дорожками (шаг дорожек): 0,32 мм; емкость: 25 Гбайт Слава направо: диск Blu-ray, DVD, СD. Черные полоски — прожженные лазерным лучом «бороздки» в соответствие с записываемой информацией. Сравнение данных иллюстраций показывает, что сами «бороздки» и расстояние между ними на диске Blu-ray — существенно меньше чем на других оптических носителях. Именно это и позволяет диску Blu-ray вмещать во много раз больше информации. Если шаг дорожек при записи сигнала на DVD-диск составляет 0,74 мкм (микрометров), то в случае Blu-ray диска он уменьшен до 0,32 мкм. Один микрометр эквивалентен 1 / 1000 миллиметра. Известно, что средняя толщина человеческого волоса — около 0,1 мм или 100 микрометров. Соответственно, более чем 300 дорожек с информацией может разместиться на таком кольцевом участке Blu-Ray диска, ширина которого эквивалентна толщине волоса. На приведенных рисунках как раз и показано, что даже небольшой участок диска Blu-ray способен хранить огромный объем информации. Голубой, красный и желтый круги — характеризуют диаметр пятна лазерного луча, формируемого на поверхности диска. Для работы с диском Blu-ray используется голубой лазер, обладающий более короткой длинной волны, нежели так называемый красный лазер. Меньшая длинна волны позволяет лучше сфокусировать лазерный луч и получить лазерное пятно меньшего диаметра, необходимое для работы с «плотно упакованными» на поверхности Blu-ray диска данными. Для фокусировки голубого лазера используется объективная линза с большим показателем числовой апертуры (ЧА), отражающим фокусирующую способность линзы. Это также позволяет безошибочно и быстро работать с большими объемами данных, располагаемыми на рабочей поверхности BD-диска. Преимущества объективной линзы с большим показателем ЧА Числовая апертура определяется как nsin? (где n — показатель преломления, нормируемый на 1 в случае воздушной среды). Чем больше показатель ЧА, тем больше значение угла ? (?1 > ?2) — меньше диаметр лазерного пучка.
Различия в показателях длины волны и ЧА у различных форматов Показатель ЧА в случае технологии Blu-ray составляет 0,85. У DVD показатель ЧА равен 0,6. Хотя размер лазерного пятна может быть уменьшен за счет увеличения показателя ЧА, выпустить объектив с большим значением ЧА было не простой задачей. Для работы с традиционными оптическими дисками требуется однолинзовый объектив с невысоким показателем ЧА — довольно простой в изготовлении (линза изготавливается путем прессования в форме). Существует возможность увеличить ЧА, используя мультилинзовую оптическую систему (аналогичную той, что используется в микроскопах). Однако это делает объектив объемнее и тяжелее — использовать его вместе с оптическими дисками уже не получится. Единственный вариант — изготовить однолинзовый объектив с высоким показателем ЧА. Но для этого требуются инновационные технологически решения принципиально иного уровня. И компания Panasonic их разработала, создав, таким образом, объектив с ЧА = 0,85, подходящий для работы с Blu-ray диском. Почему толщина защитного слоя составляет всего 0,1 мм?Третья ключевое технологическое решение, применяемой для достижения высокой информационной емкости Blu-ray диска — уменьшение толщины защитного слоя оптического носителя. Защитный слой необходим для того, чтобы сберечь рабочую поверхность диска от царапин и пыли. Рассмотрим структуру DVD и Blu-ray дисков в разрезе:Структура DVD и Blu-ray дисков в разрезе У Blu-ray диска расстояние между внешней поверхностью диска и рабочей поверхностью с данными (толщина защитного слоя) составляет 0,1 мм. У DVD — 0,6 ммм. Оптические диски изготавливаются из пластика, для которого характерна некоторая способность к деформации. Однако, данная деформация меняет угол падения лазерного луча на поверхность диска, что приводит к искажению лазерного пятна — это мешает стабильному считыванию / записыванию данных. Специфика формата Blu-ray требует использование объектива с высоким показателем ЧА для лучшей фокусировки лазерного пучка. Однако, чем больше ЧА, тем большие искажения возникают при деформации диска. Для успешного решения данной проблемы было необходимо уменьшить толщину защитного слоя. Создание защитного слоя с минимальной и неизменной толщиной в рамках известных стоимостных ограничениях повлекло за собой разработку принципиально новых технологий производства дисков. Компания Panasonic успешно разработала методику для изготовления дисков, обладающих защитным слоем толщины 0,1 мм, полученным за счет нанесения особой смолы методом центрифугирования. Новый метод изготовления защитного слоя Blu-ray диска нейтрализует влияние эффекта деформации, что позволяет организовать стабильную работу с данными во время их записи/ воспроизведения.  Толщина защитного (функционального) слоя, равная 0,1 мм, необходима для стабильной работы с данными при использовании объектива с показателем ЧА = 0,85 и минимизации искажений, связанными с деформациями диска. Как формат диск Blu-ray обладает тремя главными оптическими характеристиками: длинна волны лазера — 405 нм, числовая апертура объективной линзы — 0,85, толщина прозрачного защитного слоя — 0,1 мм. Сравнение ключевых характеристик
|
