Anonymous
Anonymous asked in 電腦與網際網路硬體附加元件 · 2 decades ago

請問藍光技術的原理

目前預計在年底普及的藍光技術到底是運用什麼原理ㄋ

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  • 2 decades ago
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    隨著數位多媒體應用的高度發展,DVD播放機進入家庭成為家庭劇院的重要成員,新興寬頻網路技術及高解析度家庭影音產品的出現,逐漸讓單面4.7GB的DVD容量顯得不足,儲存兩小時MPEG2壓縮的高畫質電影或電視節目記錄容量超過單面20GB以上,因此,下一代提供更高儲存容量的DVD技術應運而生,選擇使用藍紫色雷射光源的新一代DVD光碟稱為High Definition DVD(HD-DVD),因為使用藍光雷射故亦稱為藍光光碟。現行DVD錄影機在播放/記錄時使用的是紅光雷射波長為650nm。使用藍光雷射後,波長縮短到405nm,可對光碟進行高密度記錄與讀取。目前採用藍光技術的DVD主要有兩種,一為Blu-ray Disc;另外一個為通過DVD Forum認證的AOD(Advanced Optical Disc),也是目前稱為HD-DVD的規格。藍光雷射技術發展從記錄點的大小來看,目前的DVD為0.4μm(1μm=1/100萬m),而藍色雷射為0.14至0.2μm。藍光雷射波長較短,可以對於光碟做較高密度的資料記錄,因此很早就引起業界興趣,不過藍光雷射由於是放射光,開發相當困難。相關廠商從九○年代前期就著手開發藍光雷射,始終未能成功放射出穩定而集中的雷射光束。後來,因藍光LED而聞名的日亞化學(Nichia)最先在長時間藍光雷射技術上獲得突破,各大廠商紛紛從日亞化學購買樣品進行研究,各公司的藍光雷射實用化進程總算有了進展。在藍光雷射技術有了實際的進展之後,許多具備光儲存技術的廠商便開始積極的投入新世代藍光DVD技術的開發,在2002年由9家國際主流電子大廠(9C;Sony、Matsushita、Hitachi、Pioneer、Sharp、Philips、Thomson、Samsung、LG)共同發表的Blu-ray Disc規格,可讀寫23GB、25GB及27GB,起初目的是以Rewritable Disc為切入點以配合即將普及的HDTV,所以沒有考慮相容性的問題,因此並未提交DVD Forum進行討論。另外2002年由日本Toshiba及NEC共同發表的AOD(Advanced Optical Disc)讀寫容量為20GB,所提出的規格可以與現有的DVD產品相容,也於DVD Forum提出並與各會員公司進行規格之細步討論與制定。HD DVD與Blu-ray Disc技術要點AOD(也就是目前的HD DVD規格)與Blu-ray Disc彼此並不相容,但是皆各自相容於現有的DVD,支持的廠商也在高科技產業領域中具有相當實力,所以在主流規格的爭奪上,逐漸演變成互不相讓甚至競爭的地步。事實上,新力與東芝在1995年就曾因使用紅光雷射的DVD規格發生過嚴重對立,直到最後才相互妥協制定了統一標準。HD DVD技術HD DVD規格與現行的DVD規格非常相似,光碟厚1.2mm,雷射照射在正中間的0.6mm覆蓋層讀取記錄內容,HD DVD規格完全繼承這些特點,只是使用的雷射從紅光雷射改成藍光雷射。HD DVD碟片初步定為唯讀型及可複寫型兩種,唯讀型單面單層為15GB、單面雙層為30GB;單面雙層可複寫則為20GB、單面雙層則為40GB。其透鏡數值孔鏡值(NA)為0.65的物鏡來記錄和播放由兩張厚度為0.6mm的盤片底板粘貼而成的光碟規格,軌距由DVD的0.74μm縮小至0.34μm或0.4μm,更進一步將pit長度縮短至0.2μm左右,如【附圖】所示。物理上,藉由縮小軌距及pit長度與縮短雷射波長達到提高記錄密度的目的。因為NA值與現行DVD碟片接近且碟片結構與DVD相同,更容易與現行DVD光碟保持相容性,且可繼續使用現有DVD光碟的生產設備,便於擴大光碟和物鏡的距離,不需要光碟卡匣等,大幅降低從現有DVD過渡至HD-DVD所需的成本,也獲得多數國內光碟與光碟機製造廠商的支持。Blu-ray Disc技術而與現行的DVD相比,由新力主導的Blu-ray Disc在雷射照射方式與光碟構造上都大不相同。與紅光雷射不同,Blu-ray Disc更改了光碟表面的記錄層位置,如此一來,即使正在旋轉的光碟發生傾斜,因為記錄點距表面更短,所以雷射偏離的情況可以很輕易的避免,能夠準確地對準讀取點,還可以提高記錄容量。Blu-ray Disc除了上述單面單層3種不同容量的格式之外,另外單面雙層有46GB、50GB及54GB三種碟片,為可複寫型;之後也發展播放用的唯讀型碟片Blu-ray Disc ROM(BD-ROM)。為了提高記錄容量,Blu-ray Disc規格採用物鏡NA為0.85來縮小光點的尺寸,讓光點能在高密度光碟中準確讀寫資料,但缺點是容易造成光差增加。Blu-ray Disc光碟片是由厚度為1.1mm的基盤與0.1mm厚度乾淨、無缺陷的覆蓋層為保護層組合形成的,所以當碟片有指紋、刮痕或灰塵時,對光碟的讀寫品質是有相當的影響,且縮短雷射波長及提高NA值,若以紅光DVD雷射光點面積為100%,Blu-ray Disc的光點的面積比為DVD的19%,以致缺陷(defect)可能比光點大很多導致抵抗能力有限,因此,需有較強的ECC修正功能、hard coating或卡匣等等的保護。儘管在技術規格上有許多不同之處,【附表】為Blu-ray Disc與HD DVD規格比較,整體來說並無絕對的優劣之分,只是支持的廠商因為各自的利益考量而出現的選擇,對於消費者來說,重點祇在於價格與品質而已,因此目前兩大陣營的競爭,都已經進入市場考驗的階段,最後決定主流規格的該是市場機制,所以未來的發展就以市場的角力為重點。市場發展現況與標準制定進度在Blu-ray Disc與HD DVD激烈爭奪新一代光碟規格主導權的關頭,能否得到好萊塢的青睞自然具有指標性的意義。好萊塢也提出9項要點:1.包括消費性規格和個人電腦規格必須統一;2.必須具備完善的著作權保護技術;3.必須擁有足夠的容量、製造成本必須控制在與現有DVD相同的水準;4.能實現高畫質、畫面像素應達到1920×1080、具備多幅形比(Multi Aspect)功能;5.可實現多聲道音效;6.可播放DVD影碟及以前的標準音效格式;7.具有與互聯網的協作功能。可實現對話型操作;8.可與現行DVD共用創作工具;9.確保可靠性,如確保同一規格光碟的播放相容性。這幾個原則也成為後來Blu-ray Disc與HD DVD是否能通過市場考驗的重要指標,Blu-ray Disc在發表初期並未積極尋求DVD Forum的認證,反而使得由東芝與NEC主導的HD DVD規格,在2003年部分獲得DVD Forum的認證。目前已完成HD DVD ROM(Ver. 1.0)的訂定,也完成HD DVD-R/RW可讀寫規格Ver. 0.9版的訂定。相關廠商也在籌組HD DVD推廣組織,於2004年12月成立並開始運作,預計在2005年中將光碟片與光碟機等產品上市。另外,在HD DVD視訊編解碼方面,H.264/MPEG-4 AVC與VC-9(微軟Windows Media Video9)和MPEG-2三種方式已經獲得臨時批准。至於Blu-ray Disc部分,藍光碟片創始人組織(Blu-ray Disc Founders group)在2004年12月初發布消息指出,唯讀版Blu-ray Disc的實體規格已經確定,因此,廠商可以開始生產該款光碟片。播放機和光碟片預計到2005年底可以推出。此版規格還有一些方面需要確定,比如說支援何種編解碼(codes)。主導的廠商Panasonic和Sony已推出可複寫的藍光光碟片和光碟機。Blu-ray Disc規格的制定進度並未明顯落後HD DVD,不過HD DVD陣營取得DVD Forum Steering Committee主席時代華納(Time-Warner)的支持,可能是相當重要的因素。值得注意的是,目前DVD Forum Steering Com-mittee共有20個成員,包括Toshiba、NEC、Time-Warner、ITRI(台灣工研院)、IBM、Intel、Microsoft、Sanyo、Disney、Hitachi、Thomson、Samsung、Sony、Pioneer、Matsushita(Panasonic)、Philips、Sharp、JVC、LG、Mitsubishi。其中Toshiba、NEC、Time-Warner、ITRI、IBM、Intel、Microsoft、Sanyo、Disney大力支持HD DVD;而Sony、Pioneer、Matsu-shita、Philips、Sharp、JVC、LG、Mitsubishi則全力推動Blu-ray Disc;另外,Hitachi、Thomson、Sam-sung則採取兩邊壓寶的策略。HD-DVD規格相較於Blu-ray Disc規格最大的優勢就在於能夠相容現行的DVD,使得碟片生產廠商由DVD轉換至HD-DVD時所需的成本能夠降到最低,就生產技術上而言HD-DVD也較Blu-ray Disc的困難度低。Blu-ray Disc碟片的覆蓋層只有0.1mm,防刮防污能力差,需要卡匣且生產製程較困難;而HD-DVD碟片雖然記錄容量較小,但防刮、防污能力好,不需卡匣,因此生產製程較容易且成本較低。高儲存容量是未來趨勢以上係從技術與市場發展的面向切入,認識並分析下一代DVD領域的發展趨勢,高儲存容量是共同的發展目標,除了目前市場上最受矚目的採用藍光雷射的HD-DVD與Blu-ray Disc之外;台灣與大陸也分別發表了下一代的DVD規格FVD與EVD,可見其市場發展的潛力。在規格制定接近完成之際,技術的市場推廣隨即展開,相信在未來幾年,我們會得到更多有關於HD-DVD與Blu-ray Disc的消息,在市場機制的考驗之下,哪一個技術最能符合市場需要,就有脫穎而出的機會。每一種新技術在發展的初期,若技術目標可以獲得市場認同,通常都會引起高度關注,如Bluetooth、3G、10Gb Ethernet等,但就算是瞬息萬變的高科技產業,技術的提出與商業化應用,依然需要一段時間的發展,短則數年、長則數十年,HD-DVD與Blu-ray Disc從技術規格提出至今都不到3年,想要馬上取代現有的DVD規格,也屬緣木求魚,所以採用藍光雷射的DVD技術相信在最近2、3年,都還不會成為光儲存市場的主流。

  • 1 decade ago

    原來以前就有了現在還是沒普及啊?

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