Blu-ray Disc

概要

波長405nmの青紫色半導体レーザーと、0.1mmのカバー層の光ディスクを使うことでレンズのNA値を（0.65から0.85に）上げ、DVDの5倍以上の記録容量（1層25GB、2層式ディスクの場合は50GB）を実現している。1層のディスク (25GB) でも日本の地上デジタル放送 (ISDB-T、1440×1080i、約16.8Mbps) なら3時間強、日本のBSデジタル放送 (ISDB-S、1920×1080i、約24Mbps) で2時間強のハイビジョン映像を収録可能。現在23.3GB/25GB/50GB/100GB/128GBのディスクが規格化(BDXL規格の128GBまでは完了済み)されているほか、研究レベルではTDKが2009年、10層320GB、2010年には16層512GBの試作に成功するなど、記録容量の拡張が進められつつある。(ただしあくまで研究レベルとしての試作品ディスクのみしか存在しておらず、BDレコーダーによるテレビ番組の録画用等として製品化(記録型のBDディスク)しされたのはどのメーカーでも販売されておらず、128GBの片面4層(録画用)容量のBlu-rayディスクまでとなる。※一回録画用のBD-Rのみ)
ディスクの大きさ（直径12cm、厚さ1.2mm）はCD/DVDと共通。 BD規格はCD規格やDVD規格と独立であり、CD/DVDの記録・再生機能は必須ではないが、商品企画の段階では現行のCDやDVDも使用できる製品として商品化が進められたため、ほとんどのBlu-ray Disc対応機器やBDドライブでは光ピックアップが3波長化され、CDやDVDも利用可能となっている。現在の民生用BDプレーヤー / レコーダー製品では、CD-DA・DVD-Video・BDMVの再生が基本機能としてサポートされている。
BDは後述のように1枚のディスクの多層化による容量の大幅な拡張が可能で、ソニーは「家庭用光ディスクの最終形」とホームページ上でうたっている。なお、名称が「Blue-ray」ではなく「Blu-ray」になっているのは、「Blue-ray Disc」とすると英語圏の国々では「青色光（で読み取る）ディスク」を意味する一般名詞と解釈され、商標登録が認められない可能性があるためである。
なお、DVDなどと同様、全てのメディアに「データ用 (for DATA)」と「ビデオ録画用 (for VIDEO)」の2種類があったが、違いは無いため、データ用ディスクで録画することも可能である。日本の地上デジタルテレビ放送移行前は、私的録音録画補償金制度によりデジタルコピーに対する補償金が上乗せされていたが、デジタルテレビ完全移行後は、コピー・ワンスやダビング10の『デジタルコピーガードがある』という理由で、補償金が上乗せずに販売されている（私的録音録画補償金制度#デジタル放送専用レコーダーの私的録画補償金に対する訴訟を参照）。

フォーマット策定の順序

DVDでは読出し専用規格（ROM型）を先に策定し、書込み型フォーマットの策定では規格が乱立してしまった。その反省からBDでは書き換えメディアフォーマットを先に策定して、共通の仕組みで読出し専用メディアにも対応する方向で開発を進めた。CDやDVDでは書き換えメディアの反射率が低いため初期の再生専用ドライブで読み込めないという問題があったが、これによりBDでは反射率の問題が発生しない。また現行メディアとの併用も考慮し、波長や基板厚が異なるCD/DVD/BDを1つの光ヘッドで対応するための技術開発も当初の段階から行われた。

ファイルフォーマット

ファイルフォーマットはUDF 2.50以降を採用。BD-Rでも擬似的に（DVD-RAMのように）リライタブルメディアとしての手軽さで扱えてPCとの親和性が高まることや書込み時のファイナライズ処理を必要としないメリットがある。
なお、BD-RE Ver. 1.0のみBDFSを採用。それ以降はすべてのメディアでUDF 2.5以降を採用（DVDはUDF 2.0を採用）。

転送速度

等速は36Mbps=4.5MB/s。これはDVDの転送速度を1倍速 (1.4MB/s) として、約3倍速に相当する。BD-ROMは1.5倍速の54Mbps=6.75MB/sが標準転送速度である。追記型ディスクであるBD-Rは現在6倍速の216Mbps=27MB/s、書換え型のBD-REは2倍速の72Mbps=9MB/sまで規格化され、BD-R/REディスク、BDドライブが商品化されている。なお6倍速記録に対応したBD-Rに、12倍速で書き込み可能なBDドライブも発表されている。

保護層

BDの最大の特徴として、保護層（カバー層）が0.1mmであることが挙げられる。DVD、HD DVDは0.6mmでCDは1.2mmである。#ディスクの耐久性問題も参照。

拡張性

Blu-ray Discは、1枚のディスクの多層化による容量の大幅な拡張が可能でBD-ROMに関しては8層構造まで学会発表済みであり、実用可能と考えられる。これが実現すると1枚のディスク（25GB×8層）で容量が200GBを超える光ディスクメディアの誕生となる。BD-RE/BD-Rの記録型光ディスクに関しては片面4層 (128GB) 構造まで開発済みである。
TDKは2006年4月26日、「33.3GB×6層」の200GBの追記型Blu-ray Discを光ディスク関連技術の国際会議「ODS 2006」で試作品として発表した。1枚のディスクにHD映像を約18時間分格納できる。信号処理技術の進歩で1層当たりの記憶容量が拡大し、各層33.3GBのデータを格納できるようになったとのこと。
2008年1月24日のソニー発表によると、BD用などの記録・再生光ディスクドライブの薄型化・低コスト化できる光集積デバイス（レーザカプラ）を日亜化学工業と共同開発。高効率の1ビーム光学系を採用し、さらに独自の小型パッケージング技術を活用したことで厚み3mm未満、面積14mm×7.4mmと小型・薄型化を実現。BDなどの2層メディアでの信号読み出しを最適化し、安定的な記録・再生を可能にするドライブや光学ピックアップが設計できるようになるという。BDドライブの薄型化とコスト低減に向け、2008年内に量産化を目指すとした。
2008年7月7日、パイオニアはBDと互換性を有する400GB光ディスク技術を開発したと発表。BDと同じ25GBの記録層を16層に積層した再生専用光ディスクだが、記録型ディスクにも応用可能という。また対物レンズの光学的仕様がBD規格と同一で、互換性維持が可能とのこと。
またパイオニアのロードマップによると2008年から2010年にかけ再生専用ディスクを開発、2010年から2012年にかけ書き込み・書き換え可能ディスクの開発を行われるとし、2013年には記録層を40層とした記録容量が1TBとなる再生専用ディスクが登場する予定となっていたが、未だ商品化はされていない。
2010年、TDK（イメーション）は片面16層で512GBの容量の光ディスクを開発したと発表。両面記録では1024GB (1TB) の容量となり、世界初の1TB級光ディスクを実現した。記録と読み出しには、Blu-ray Discと同じ405nmの青紫色レーザーを使用するため、Blu-ray Disc規格との親和性が高い。

小型メディア

12cmディスクの他にビデオカメラ向けの用途での使用等を目的とした8cm光ディスク (BD-R/BD-RE) は規格策定済み。容量は1層で7.5GB、2層で15GBとなる。現在1層7.5GBのみが商品化されている

環境への配慮

凸版印刷とソニーは材質の51%以上が紙のディスクを共同開発したと2004年4月15日に発表。近い内に紙の割合を70%以上まで引き上げると発表している。多くの自治体において、燃えるゴミとして捨てることが可能となる。また、日本ビクター（現・JVCケンウッド）やパイオニアはトウモロコシの澱粉（デンプン）から合成されたバイオプラスチックによるディスクを開発した。両社の技術や原料は同じだが、製法が若干異なる。

BD-Live

インターネットから追加コンテンツやゲームなどを行える機能である。BD-Liveに対応したソフトとBD-Liveに対応したプレーヤー（PlayStation 3等）が必要である。追加データの記録はプレーヤーのハードディスクに記録される。再生専用機などハードディスクを持たないプレーヤーではUSBメモリなどの外部記録媒体を用いる必要がある。

BDMV 採用コーデック

BDMVは読み出し専用型BD (BD-ROM) で採用されている記録フォーマットである。解像度は最大1080i/60、720p/60 である。

BDAV 採用コーデック

BDAVはBDレコーダーで書き込み型BD (BD-R、BD-RE) に録画した時に使われる記録フォーマットである。

インタラクティブ技術

高度なメニューやネットワーク機能などを実現する技術としてBlu-ray Disc Java（略称 : BD-J）が採用された。BD-JはすべてのBDプレーヤに搭載されているため映像を使った対戦ゲーム、シューティングゲーム、インベーダー型ゲーム等を附録に入れたBDタイトルが発売されている。また2007年11月以後に発売されるBDプレーヤーには、追加のJavaインタラクティブ機能（ピクチャインピクチャ機能等）の搭載が義務づけられる。ネットワーク機能としては「BD-Live」(Blu-ray Disc Live)と呼ばれるプロファイルが標準化されている。
HD DVDではマイクロソフトが中心となって開発した「iHD（現：HDi）」が採用され、マイクロソフトがHD DVDを支持する要因の一つとなっていた。BDでもHDiを採用する提案がなされたが採用は見送られた。

「ROM Mark」の特徴

BD-ROMの原盤の偽造を困難にする技術である。
映画や音楽、ゲームなどBD-ROMメディアに収録されるコンテンツの中に検出できない一意の識別子を埋め込む。ライセンスを受けたBD-ROMメーカーに提供される機器でしか扱えず、スタンパーを入手しただけではこの識別子は書き込めない。そのため、ディスク原盤の非正規の作製は極めて困難とされている。

「BD+」の特徴

BD独自の機能であるBD+はBDプレイヤーのコンテンツ保護プログラムが破られた際にも、新たなコンテンツ保護プログラムをBDプレイヤーに導入できる機能である。
破られたコンテンツ保護プログラムをコンテンツ企業が後から自動的に更新できるため、非正規に複製されたディスクの視聴は実質的に不可能になると考えられている。なお、BD+はキーが改変されたプレイヤーのみに影響する。

ネットワーク用途の考慮

ネットワークを利用した用途も考慮されており、ネットからダウンロードした字幕データをディスクに追記するようなことが可能となっている。もちろん再生専用のROMディスクには追記できないため、プレーヤーに記憶装置を内蔵するなどの対応が必要になる。

IT用途

パソコン向けの記録・再生ドライブ、およびBDドライブを内蔵したパソコンが2006年6月に発売された。日本国内では11月までBD-Video対応機器はパソコンのみという状況であった。
H.264/MPEG-4 AVCやVC-1の映像コーデックを採用したBD・HD DVDソフトは再生時のCPU負荷が非常に高く、高スペックのパソコンでも滑らかに再生するのが困難であると言われてきた。GPUの再生支援機能やCPUの高性能化などにより次第に解決されつつある。
またディスプレイへの出力にも問題が大きい。AACSの仕様によりデジタル出力にはHDMIまたはHDCPに対応したDVI-Dが必須となり、通常のDVI-D接続では表示できない（アナログ接続は禁止されていない）。さらにディスプレイ自体の解像度がフルハイビジョン（1920×1080ピクセル）に満たない場合、BD/HD DVDの映像を完全な形で再生することはできない。
記録型BDドライブ内蔵PCでデジタルテレビチューナーを搭載したモデルは、デジタル放送をHD映像のままBD-R/REに保存できる（各機種の機能やソフトウェアに依存する）。
マイクロソフトはWindows Vistaの発売前、同OSでHD DVDのみを標準サポートすると表明していたが主な再生アプリケーションやDVDライティングソフトは既にBDに対応しており実際の使用でBDに不利益が生じることはない（現にマイクロソフトはDVD自体を公式に認めていないが、DVDがメディアの主体となったように今回のHD DVD支持も規格争いには直接的な影響はないと思われる）。
製品版のVistaではHD DVDサポートが当初の予定より縮小された。2008年1月には同社幹部が「OSにおけるサポートは中立である」と言明している。

コンテンツ制作用途

既にDVDについてはデッキのみならずカムコーダも開発されており一般家庭の他企業や学校、結婚式場など業務用途でも広く活用されている。
同様に、BDについてもHD映像の普及に伴いカムコーダや編集などの用途での機器の需要は見込まれる。それらの開発によって、小規模な放送局や制作プロダクション等のユーザーがコンテンツ制作用機器として採用する可能性は考えられる。しかし既に放送用、業務用には同じ青紫色半導体レーザーを用いてProfessional Discに記録するSONYのXDCAMが存在し、フラッシュメモリに記録するメモリーカード記録タイプのカムコーダも追加された。パナソニックからもメモリーカード記録タイプのカムコーダの発売が予定されており、この用途とは違う市場である。
現在、日立製作所からBDを記録メディアに採用したカムコーダ2機種が発売されており地方のケーブルテレビ局など企業によっては採用を検討しているところもあるといわれている。

アーカイブ用途

動画圧縮/伸張用にMPEG-4 AVC/H.264エンコーダを搭載したBD/HDDレコーダーが発売されており片面2層ディスク (50GB) を用意することでXPモード（S-VHS標準モード並みの画質）で約10時間30分、SPモード（S-VHS3倍モード並みの画質）で約21時間、録画可能とされている（Panasonic DIGAのサイトに関連情報あり）。自宅などにS-VHSやED Beta、Hi8などの大量のエアチェックコレクションなどがある場合、その高解像度・高画質を保ったままで大幅な省スペース化が可能。またBDレコーダにi.LINK端子が搭載されていれば、D-VHSデッキの「LS3モード」で24時間記録した映像をテープ1本分丸ごと移し変えることもできる。DVDの場合、最もよく使われるSPモードでも2時間しか記録できない（片面1層ディスクの場合）のでアーカイブ用途には不向きである。

セキュリティー用途

BDでは、SDTV映像であればS-VHS方式3倍モード並の画質で長時間記録をすることが可能である。そのメリットを活かして、フルモーションのカラー映像で監視カメラの映像記録に活用することも可能となる。
防災・防犯を目的とした監視カメラの映像の収録には、連日膨大な量のストレージメディアを必要とする。BDならこれまでのCDやDVDと同一のサイズなので、メディアの収納性には優れていると言える。

ディスクの耐久性問題

BD規格の機器や、対応ディスクが発表された当時の技術では、対応メディアの表面に些細な汚れや傷が付いただけで、そのメディアが使用不能状態に陥るほどの脆弱性に悩まされ、対策として、カートリッジ内にディスクを密閉する方式を採用した。
カートリッジ入りのため、メディア全体の容積が増え、取扱い性の悪さや、ノートパソコン等向けドライブの小型化が難しいという点で、BD普及を図るための大きな障害となっていた。
またDVDはハードコート製品を除き傷のついた部分を均一に研磨すれば使用できるが、BDは保護層が0.1mmと非常に薄いため、初期のメディアでは表面研磨をすると再生できなくなる。また、不織布ケースに入れることも禁忌である。

問題点の解決

BD-ROMやBD-Rは、規格制定当初からHD DVDと同様、カートリッジを必要としないベアディスクであり、BD-REも後にバージョン2.0で「ベアディスク」に対応させることになった。それぞれの物理フォーマットには、メディアの表面硬度に関する規定が追加された。このベアディスク化を実現するため、ハードコート技術の開発が急務となった。
これに対応する技術として、TDKがディスクの耐久性向上技術「DURABIS（デュラビス）」を開発。DURABIS等のハードコート技術により、傷や汚れなどによる問題や、小型ドライブの問題も解決の目処が立ち、HD DVDに対して対等、もしくはそれ以上の条件が揃った。
初期のBDドライブは、ピックアップレンズとディスク表面までの距離（作動距離）が0.3mm程度と、HD DVDの1mm程度の3分の1しかなく、表面カバー層も0.1mmと非常に薄いため、振動でピックアップレンズとディスクが衝突しやすかった。そこで車載等の用途への仕様を満たすため、接近検知時間がDVDの3分の1以下のより高精度な接近検知システムを搭載することとなった（接近検知時間 BD : 0.8ms、DVD : 3ms）。

TDK DURABIS技術

DURABIS（デュラビス）は、英: DURABILITY（耐久性）と英: SHIELD（盾/保護物）からの造語で、優れた耐久性が表現されている。傷に強く、スチールウールで100回や200回擦ったぐらいでは影響がほとんどないほどの耐久性を持つ。また、指紋汚れやチリ・埃が付きにくいとされる（「ネットランナー」で実験が行われた）。
DVDに最適化したものを「DURABIS1」、BD用を「DURABIS2」、放送用を「DURABIS PRO」としている。DURABIS技術は、第3世代光ディスク規格（青紫色半導体レーザー方式）向けに開発された技術であり、後にDVD・BD用途へと採用された。TDKは既にDVD-Rで「超硬」「UV超硬」ブランドを掲げた製品を発売しており、2006年（平成18年）4月18日に、「DURABIS2」を採用したBD-R/REディスクを発売した。なお、同社はすでに記録メディアからは8年後の2015年（平成27年）12月末から今後の光ディスク（グループ企業のイメーション製品のBlu-ray DiscメディアとDVDメディアを含む）の新製品の開発と製造終了と共に全面撤退を発表している。

北米（レンタル店）

2007年6月18日、全米に7000以上の店舗を展開している米ビデオレンタルチェーン最大手のブロックバスターはBD規格のビデオタイトル取り扱い店舗を7月半ばまでに1700店まで増やすと発表した。同社では2006年末から250店舗で実験的にBDとHD DVDでビデオタイトルをレンタルしてきたが、割以上の顧客がBDタイトルを選択していたため、BDタイトルの拡充を決定した。実験時の250店舗およびオンラインではHD DVDも取り扱いを続けた。
また、同様に北米レンタル店舗大手のNET-FLIXもBlu-rayのみ取り扱うことを2月12日に発表している。

Blu-ray Disc Association (BDA) 参入企業

太字はBDAの幹事企業 (Board of Directors)。 (H) はかつてHD DVDにも参入を表明していた企業。

BD-R (Blu-ray Disc Recordable)

ライトワンスディスク。BD-Rでは、記録層に「無機系記録材料」または「有機系記録材料」を使用する。無機系は経年劣化に強いが高価である一方、有機系は従来のDVD-Rなどと同じものであり、製造コストが安いが経年劣化しやすい。当初は無機系ディスクの価格が高かったが、現在では価格に殆ど差は無くなったため、有機系記録ディスクの販売がなくなっている。

BD-RE (Blu-ray Disc Rewritable)

書換え型ディスク。相変化記録技術方式を採用し、上書き可能回数は理論上、1万回以上とされている。（CD-RWとDVD-RWは1000回以上、DVD-RAMは10万回以上、光磁気ディスク方式は100万回以上）

BD-ROM

読み出し専用。

BD・DVDコンビネーションROMディスク

日本ビクターが開発した、BD1層+DVD2層の計3層構造のディスク。BDドライブ、DVDドライブどちらでも読み込みが可能。現在、BDAに技術の規格を提案中。
日本ビクターの技術を基に、共同テレビジョンとインフィニティ・ストレージ・メディアが開発した、BD1層・DVD2層ディスクが、2009年2月に製品化される。光の波長によって透過率が異なる半透明の金属膜を使用し、BDドライブで再生するとDVD層は認識されない。このため、既存のBD機器で特別な対処をすることなく再生できるとしている。

BD9

ワーナー・ブラザースが提案したDVDメディアにBDのアプリケーションフォーマットで圧縮映像を入れる規格。「3x DVD」という名称でも呼ばれるこの規格は、DVD-Videoの3倍の帯域幅を持ち、MPEG-2の代わりにVC-1やH.264といったより高圧縮のコーデックを用いることで、ハイビジョン規格の映像をDVDメディアに保存することを可能とする。DVDメディアであるため、記録容量がBDに比べ少なく、記録時間や画質の面ではBDに劣る。また、一般的なDVD-Video規格とは全く異なるため、DVDプレイヤーで再生することはできず、再生にはBDプレイヤーが必要である。
当初、ワーナー・ブラザースが想定していた物は、片面2層8.5GBのDVDに平均ビットレート8Mbpsで120分のハイビジョン映像を収録し、青紫色半導体レーザーを用いないBD9対応のDVDプレーヤーで再生可能にすることである。
BD9の製品化はなされていない。

AVCREC

BDAVを応用してDVDにハイビジョン規格映像を記録する技術規格。直接にはBD9とは全く無関係だが、技術的なコンセプトやアプローチは、前述のBD9と同軸上にある。

Total Hi Def

ワーナー・ブラザースが独自に開発していた両面ディスクで片面にBD、もう片面にHD DVDを記録する。2規格が店頭に並び混乱を生じることへの解決策として製品化が進められたが2007年秋に開発中止され、2008年1月のワーナーのBD一本化発表により必要性がなくなったため、結局製品化はなされなかった。

Blu-ray 3D

2009年12月に発表された、3D映像をBDに収録するための、ハードウェアとソフトウェアの双方の規格である。Blu-ray Disc Associationにより策定された。
規格としてH.264/MVC（マルチビュー符号化）を採用する。従来のサイド・バイ・サイド方式等との互換性がないため、Blu-ray 3D 方式に対応したプレーヤー/レコーダーが必要である。テレビ間とはフレームパッキング方式により伝送するのでその方式に対応した3D対応テレビ、さらに伝送帯域が従来より広がるため、HDMI1.4a以降対応（いわゆるHDMI 3D対応）のケーブルが必要になる。
2010年4月23日にはパナソニックから対応BDレコーダー (DMR-BWT1000・2000・3000)、BDプレーヤー (DMP-BDT900)が発売された。
他社もこれに追従し、シャープは2010年7月30日にBD-HDW70/700を発売し、ソニーは2010年9月25日（BDZ-AX2000のみで、他のモデルは10月22日）にBDZ-AX1000/2000、BDZ-AT300S/500/700/900を発売した（ソニーは全モデル3D対応）。東芝は2010年8月下旬にBDプレーヤーのSD-BDT1、2010年11月下旬にレコーダーのRD-X10（RD-BR600・BZ700・BZ800はバージョンアップで対応）が発売された。
ブルーレイ録画、再生、Blu-ray 3D対応テレビでは、2010年8月27日にパナソニックがTH-P42/46RT2Bを発売した。三菱電機はLCD-40/46/55MDR1を2010年10月21日に発売した。ソニーはKDL-40/46/55HX80Rを2010年12月5日に発売した。
ソニー・コンピュータエンタテインメントは2010年9月21日にPlayStation 3をシステムソフトウェアの更新にてBlu-ray 3Dに対応させた。
2017年、販売の低迷から3Dモニター及び3Dテレビの新規製造を各社中止。2018年現在販売されている3D対応機種は在庫品のみ。また、そのほとんどが4K対応テレビであり20万円から100万円と言う実売価格である。そのため、新規にBlu-ray 3D視聴環境を整える事が困難となっている。なお、Oculus Rift、HTC Vive、Windows Mixed Realityに代表されるバーチャルリアリティ用ヘッドマウントディスプレイではBlu-ray 3Dの映像を直接視聴することが出来ない。