DVDを計測する

AV機器の高性能化、そしてパーソナルコンピュータの目覚ましい普及とともに、市場には外部記憶媒体もFD（フロッピーディスク）、MD（ミニディスク）、CD（コンパクトディスク）と多様に登場してきました。

なかでもその記憶容量の大きさと倍速、４倍速、６倍速からいまや２４倍速にまで及んだドライバの普及、発達によって、CDの使われる舞台が急速に広がり、昨今パソコンのOSやアプリケーションソフトはCD-ROM（コンパクトディスクを利用した読み出し専用メモリ媒体）による供給が主流になっています。

一方、マイクロカセットを利用するウォークマンからスタートした携帯用AV機器の発達も急速で、CD、MDの機器がこれまたおおきな普及を見せました。

さらには携帯電話、PHSの驚くほどの超小型軽量化、さらにはパソコンの世界でもモバイル・コミュニケーションがトレンドとなり、サブノートパソコン、PDAなどがデジタル携帯電話との組合せで移動しながらコンピュータをりようして、データ通信を行うことが常識になってきました。必要最小限のアプリを組み込んだ専用のWindows CEマシンが上陸してきたのも象徴的な減少です。

そうしたシーズが大きなニーズに発展して、光磁気ディスクの最新技術を駆使し、CDを凌ぐ多彩な用途を持つDVDの表m￥舞台への登場を促すところとなりました。DVD発展の裏付けとして、光学系、機械サーボ系、そして電気系、さらにはソフト処理など多岐にわたる難しい問題点をクリアしてきたエンジニアたちの努力があったことは言うまでもありません。

さらには、DVD関連製品の生産を支える計測技術の発展を見逃すわけにはいきません。

CD技術の発展により実現したDVDですが、特に記憶容量を飛躍的に拡大させる大きな要因となったことには

650nm波長レーザーダイオードの開発（CD用は780nm波長）
高速サーボ技術の確率
フォーカスサーボ1.9倍、トラッキングサーボ4.5倍、垂直位置出し分解能５倍・・いずれもCDに対し
MPEG2（カラー動画像符号化方式）の採用と強力なECC（誤り訂正符号）ソフト
ディスク加工成形技術の向上（トラックピッチ：CD1.6μmに対しDVD0.8μm）

などが挙げられます。

これらはちょうどサブミクロンの領域に進んだ半導体の微細加工技術や、最高レベルを行くMPEG、ECCなどシステムLSI化促進の動向にギヤして発展したとも言えるでしょう。

DVDの測定

DVDで測定する内容は「DVD Book」に記載されていますが、関連メーカ各社はそれに補助測定項目を追加して、独自のスタンスから品質の維持を心がけているようです。

測定項目

機械特性

Vertical Deviation
Radial Deviation
Angular Deviation

HF信号系・サーボ系

編者率
反射光角度
面振
HF信号振幅
面振加速度
トラックピッチ偏位
偏芯
トラッククロス
偏芯加速度
ジッタ量
データエラー量

これらの測定項目はCDに近いか、手法を換えているだけですが、個々に要求されている技術レベルはCDのそれよりも遥かに高く厳しいものがあります。

また計測面で重要なポイントは、測定した値の確かさ、根拠、国家標準や世界標準へのトレーサビリティなど測定の値付の問題があります。

そのため、標準ディスクやテストディスク、さらにはHF信号、MPEGエンコーダなど標準信号源の準備が必要です。

名称
DVD統一規格

ディスクの直径
120mm

ディスクの厚さ
1.2mm（0.6mmディスクを２枚張り合わせ）

記憶容量
片面4.7Gバイト

半導体レーザの波長
650nm/635nm

光学レンズの開口率（NA）
0.6

信号変調方式
8・16方式

エラー訂正方式
RS-PC（Reed Solomon Product Code）方式

トラックピッチ
0.74μm

データ転送レート
可変方式 平均4.69M b/s（映像＋音声）

画像圧縮方式
MPEG2 画像圧縮

音声記録方式
Dollby AC-3(5.1ch)、LPCM(NTSC)
MPEG2 AUDIO,LPCM(PAL/SECAM)
最大８カ国語の音声と最大３２ヶ国語の字幕を記録可能

収録時間の例
１３３分
（転送レート平均4.69M b/sの時、Dollby AC-3(5.1ch)
３言語４サブタイトルを含む）

ファイル管理構造
Micro UDFおよびISO-9660
コンピュータ用の場合はMicro UDF および/またはISO9660

CDの計測は「CD Book(Red book)」にある企画に則って実施されています。
一方、DVDは同一の事象を「DVD book」に別方法で測定定義しています。

双方とも書き込まれているデータをいかに正確に読み出し、再生できたかが評価のキーファクターとなっています。

CDはAVメディアからCD-ROMへデータストレージの媒体として発達し、コンピュータに欠かせないものなった経緯から、データを何個読み出し、何個誤りがあったかというデータエラーレート（C1エラー、C2エラー）で評価する方法が取られています。したがって音声や画像以上にデータがシビアに扱われる場面が多くなります。

データフレーム単位の誤り率である＠フレームエラーレート」や、データブロック単位の誤り率である「ブロックエラーレート」を測定し評価する測定器には、「ブロックエラーレートカウンター」などがあります。

一方DVDはこれと異なり、時間間隔の解析装置である＠タイムインターバルアナライザ」を用いてデータエラーレートや光学系に起因する誤りを総合的に測定、評価します。

CD

deha

C1、C2のエラーを測定するためにエラー計を使いますが、この測定には時間がかかりますので、生産ラインでは効率的とは言えません。そこで誕生したのが「ジッタメータ」と呼ばれるRF信号の揺らぎ測定器です。

重要なことは、このジッタメータはC1エラー計やC2エラー計による誤り率の寮費判定値￥との1:1の相関が得られていなければならないということです。CDおよびDVDのエラー発生の要因は、光学系だけでも複数存在します。

デフォーカス
フォーカスボケ
タンジェンシャルスキュー
レーザーダイオードの光軸とディスクの回転接線との直交性
ラジアルスキュー
ディスクのトラックに対するレーザーダイオードの光軸の直交性

などがあります。
これらのどんな要因でエラーが発生しても、その値が同じであればジッタメータでの測定値も同じ値を示さなければいけないということです。一般的にジッタメータは「3T方式」が普及しました。これはCDのコンポジット信号の中に存在する3Tから11Tまでの整数次信号のうち、3Tのみを測定するやり方です。ところがこの方式だと、デフォーカス、タンジェンシャルスキュー、ラジアルスキューについてエラー計との相関が全く取れていないことが判明しました。そのため、DVDの計測については、タイムインターバルアナライザの使用を選択することになったと推測されます。

1997年 菊水電子工業株式会社 SAWS より