CN100433167C - 光盘记录设备及方法、光盘、光盘再现设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光盘记录设备及方法、光盘、光盘再现设备及方法，在光盘记录设备中，根据主信息而产生第一调制信号，第一调制信号的信号电平在为基本周期整数倍的周期上切换，接着，基于第一调制信号而控制照射到光盘上的光束，接着在光盘上连续地形成凹坑和平面或标记和空白，所述凹坑和平面或标记和空白的长度是与基本周期相应的基本长度的整数倍。基于子信息的数据序列通过使用使伪随机数序列和预定周期信号相乘而得到的信号来调制，并且，根据此调制的结果而改变凹坑或标记的记录轨迹，由此在光盘上记录子信息。以此方式，即使在使用伪随机数序列记录子信息的情况下，也不容易确定结构，从而，对于试图进行非法拷贝的人而言，难以制作非法拷贝的盘。

Description

光盘记录设备及方法、光盘、光盘再现设备及方法
技术领域
本发明涉及用于制造光盘如CD(紧凑盘)的设备。
背景技术
紧凑盘具有以凹坑序列形式记录的主信息如音乐信息，其中，所述凹坑具有范围从3T到11T的长度，T代表主信息的数据序列的基本周期，通过把主信息转换为数字信号，根据纠错编码过程处理该信号，根据EFM(8-14调制)过程调制该信号，并用经过EFM调制的信号控制光束而烧制所述凹坑。
紧凑盘在它们的内圆周区域具有用于记录称作TOC(目录)的管理数据的导入区。基于TOC数据，用户可选择和播放记录在紧凑盘上的所希望的一个音乐片段。
紧凑盘还具有从导入区向内镌刻的代码，所述代码表示制造商、制造厂、盘号等，供用户在视觉上确认紧凑盘的记录。
由于用户可在视觉上从紧凑盘上的镌刻代码确认紧凑盘的记录，因此，用户可基于紧凑盘是否具有镌刻代码而识别紧凑盘是否为非法拷贝。然而，由于镌刻代码主要是用于向用户提供视觉确认，因此，一些紧凑盘播放器的光学拾波器难以再现镌刻代码。从而，为了基于镌刻代码而识别非法拷贝，必需使用专用的再现机构来再现镌刻代码。
如果可在紧凑盘上记录可由用于再现音频数据的光学拾波器再现的辅助信息，并且不影响从紧凑盘上的凹坑序列再现音频数据，那么，不需用于再现镌刻代码的专用再现功能就可使用辅助信息来拒绝非法拷贝。
如日本专利No.3292295所公开的，本申请人先前已经提出一种在紧凑盘上记录辅助信息的设备，所述设备基于辅助信息的数据序列，通过在光盘上所形成的全部凹坑或标记中改变具有预定长度或更长的一部分凹坑或标记的宽度，而在紧凑盘上记录辅助信息。
根据日本专利No.3292295公开的设备记录用于识别光盘的标识数据或用于对记录在光盘上的加密主信息进行解密的密钥信息，作为辅助信息。公开的设备利用以M-序列随机数为代表的伪随机数序列来记录辅助信息，以防止记录的辅助信息易于阅读，从而防止非法拷贝。
发明内容
然而，由于通常使用线性反馈移位寄存器(LFSR)来产生伪随机数序列，如M-序列随机数，因此，通过观察线性反馈移位寄存器的几十个输出信号或几十个重复的输出信号周期，容易估计伪随机数序列的结构。
结果，未授权人可分析此伪随机数序列，并容易利用分析结果来制造其上记录辅助信息的光盘。
本发明已经考虑到以上问题，并且，本发明的目的是提供一种光盘记录设备，其中，所述设备即使使用伪随机数序列来记录辅助信息，但通过使得难以估计伪随机数序列的结构，而使任何试图制作光盘非法拷贝的人难以制造非法拷贝的光盘。本发明还提供一种由所述设备制造的光盘、以及一种用于再现所述光盘的光盘再现设备。
根据本发明，提供一种光盘记录设备，所述设备基于主信息而产生调制信号，其中，所述调制信号的信号电平在为基本周期整数倍的周期上切换，并且，所述设备基于调制信号而控制作用到光盘上的光束，以在光盘上连续地形成凹坑和平面或标记和空白，其中，所述凹坑和平面或标记和空白的长度用与基本周期相应的基本长度的整数倍来表示。基于辅助信息的数据序列通过由伪随机数序列和预定周期信号的组合代表的信号来调制，并且，根据调制的数据序列而改变凹坑或标记的记录轨迹，由此在光盘上记录辅助信息。
利用以上布置，基于辅助信息的数据序列通过由伪随机数序列和预定周期信号的组合代表的信号来调制，并且，根据调制的数据序列而改变凹坑或标记的记录轨迹，由此在光盘上记录辅助信息。
从以下结合附图的描述中，本发明以上的和其它的目的、特征和优点将变得显而易见，其中，附图借助实例示出本发明的优选实施例。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的光盘记录设备的框图；
图2为示出图1所示光盘记录设备的操作的时间图；
图3为图1所示光盘记录设备中第二调制电路的框图；
图4为示出图3所示第二调制电路的操作的时间图；
图5为图3所示第二调制电路中7T或更多T检测电路的框图；
图6为示出由根据本发明第一实施例的光盘记录设备制造的光盘的凹坑形状的平面图；
图7为用于再现根据本发明第一实施例的光盘记录设备所制造的光盘的光盘再现设备的框图；
图8为图7所示光盘再现设备中的盘ID码再现电路的框图；
图9为示出图8所示盘ID码再现电路的操作的时间图；
图10为示出根据本发明另一实施例的光盘的凹坑形状的平面图；
图11为根据本发明第二实施例的光盘记录设备的框图；
图12为图11所示光盘记录设备中密钥调制电路的框图；
图13为示出图12所示密钥调制电路的操作的时间图；
图14为用于再现根据本发明第二实施例的光盘记录设备所制造的光盘的光盘再现设备的框图；以及
图15为图14所示光盘再现设备中的加密密钥检测电路的框图。
具体实施方式
第一实施例
<光盘记录设备的布置>
图1以框图形式示出根据本发明第一实施例的光盘记录设备。图1所示光盘记录设备是用于制造紧凑盘的光盘记录设备1A。光盘记录设备在紧凑盘上记录作为主信息的数字音频信号和作为辅助信息的盘标识(ID)码。
以与常规紧凑盘相同的方式制造作为本发明光盘的紧凑盘，不同的是从图1所示光盘记录设备1A制造的原版盘2生产本发明紧凑盘。
具体地，从光盘记录设备1A制造的原版盘2生产压模，并且，在用压模制造的圆盘形基片上连续形成反射膜、保护膜等，由此生产紧凑盘。按如下所示地从光盘记录设备1A制造的原版盘2生产压模：对光盘记录设备1A制造的原版盘2显影，并接着电铸成母盘。随后使用母盘生产压模。
原版盘2例如包括涂敷光敏剂的扁平玻璃基片。借助主轴电机3，原版盘2绕着自己的轴旋转，其中，主轴电机3的旋转由主轴伺服电路4控制。
主轴电机3的旋转轴共轴耦合到未示出的频率信号发生器(频率发生器)，其中，频率信号发生器向主轴伺服电路4提供频率信号FG，其中，频率信号FG的频率取决于主轴电机3的转速。主轴伺服电路4控制主轴电机3，使得频率信号FG的频率等于预定频率，由此控制原版盘2以恒定线速度旋转。
记录激光器5包括用于发射具有预定光量的激光束L的气体激光器等。包括电声光学装置等的光学调制器6根据从第二调制电路7提供的调制信号S3而对从记录激光器5发射的激光束L进行调制，即开启和关断，其中，第二调制电路7在后面描述。
经过光学调制器6调制的激光束L应用于镜子8，镜子8反射激光束L，以使激光束L穿过物镜9到达原版盘2的表面。
物镜9把反射的激光束L聚焦到原版盘2的记录表面上。镜子8和物镜9被支撑在滑橇机构上，其中，滑橇机构与原版盘2的旋转同步地在原版盘2的径向上运动。从而，激光束L在原版盘2上的聚焦光点例如可在原版盘2上沿着径向向外逐渐移动，以螺旋图案扫描原版盘2的记录表面，以根据调制信号S3在所述记录表面上形成螺旋轨道，其中，所述螺旋轨道包括凹坑序列。
数字音频带记录器10输出数字音频信号D1，其中，数字音频信号D1包括将要记录在原版盘2上的数据的时间序列。从数字音频带记录器10输出的数字音频信号D1提供给第一调制电路11。
第一调制电路11对数字音频信号D1和从子码发生器(未示出)提供的子码数据执行用于紧凑盘的预定数据处理操作，产生EFM(8-14调制)信号S2。具体地，第一调制电路11利用CIRC(交叉交插里德-索罗蒙码)对数字音频信号D1和子码数据执行纠错编码处理，并接着根据EFM过程而调制数字音频信号D1和子码数据，由此产生EFM信号S2。
对于常规光盘记录设备，因此产生的EFM信号S2直接提供给光学调制器6，光学调制器6根据EFM信号S2而开启和关断激光束L，即调制激光束L，并且把经过调制的激光束L作用到原版盘2上。
对于根据本发明的光盘记录设备1A，在与原版盘2的导入区相应的周期中，盘标识(ID)码产生电路12产生作为辅助信息的盘ID码SC1，并且，第二调制电路7利用盘ID码SC1对第一调制电路11的EFM信号S2进行调制，以产生调制信号S3，并且，把调制信号S3提供给光学调制器6。
盘ID码SC1包括原版盘2固有的信息、与制造厂有关的信息、与生产日期有关的信息、用于控制盘是否可拷贝的信息等。除盘ID码SC1以外，盘ID码产生电路12还依次输出代表盘ID码SC1开始的同步信号以及用于盘ID码SC1的纠错码。
盘ID码产生电路12包括模N计数器121和盘ID码表格电路122。模N计数器121包括环形计数器，其中，环形计数器对从第二调制电路7输出的EFM信号S2计算帧时钟脉冲FCK，并输出计数值CT1。
如图2(A)-2(E)所示，EFM信号S2(参见图2(A)和2(B))具有每个都包括588个通道时钟脉冲CK(参见图2(C))和帧同步信号(参见图2(A)和2(B))的帧，其中，帧同步信号由第一调制电路11插入，并且，具有与22个通道时钟脉冲CK相应的周期。
帧时钟脉冲FCK(参见图2(D))在时间上与帧同步信号的开始相关地产生，并且，在一个通道时钟脉冲周期内具有高信号电平。模N计数器121计算帧时钟脉冲FCK，以计算连续的帧，并输出计数值CT1。
盘ID码表格电路122包括例如用于保存盘ID码SC1的位信息的ROM(只读存储器)。盘ID码表格电路122从模N计数器121接收计数值CT1，作为ROM的地址信号，并且输出ROM储存的数据。从而，盘ID码表格电路122输出盘ID码SC1(参见图2(E))，作为每帧一位数据。
第二调制电路7用盘ID码SC1对来自第一调制电路11的EFM信号S2进行调制，由此产生作为双重调制信号的调制信号S3。
图3以框图形式示出第二调制电路7的细节。图4为示出图3所示第二调制电路7中输出信号波形的时间图。以下结合图3和4详细描述第二调制电路7。
第二调制电路7具有同步检测电路21，其中，同步检测电路21用于从第一调制电路11提供的EFM信号S2(参见图4(A))中检测帧同步信号，并且输出帧时钟脉冲FCK。
时钟再现电路22具有PLL电路，并且从EFM信号S2再现通道时钟脉冲CK(参见图4(B))。时钟再现电路22向伪随机数产生电路23、计数器24、和7T或更多T检测电路28提供再现的通道时钟脉冲CK。
在本实施例中，伪随机数产生电路23包括线性反馈移位寄存器(LFSR)，其中，LFSR用于产生作为M序列的伪随机数序列。具体地，伪随机数产生电路23包括多个串联的触发器和“异或”电路(XOR)。伪随机数产生电路23基于帧时钟脉冲FCK而在触发器中设定初始值，随后，与时钟再现电路22的通道时钟脉冲CK同步地连续发送设定值。进一步地，伪随机数产生电路23通过给定级之间的反馈而产生M-序列随机数数据MS(参见图4(D))，在这，逻辑电平1和逻辑电平0以相同的概率出现。
M-序列随机数数据MS描述代表在588个通道时钟脉冲的周期(一个帧的周期)内重复相同图案的随机数序列。M-序列随机数数据MS提供给“异或”电路25。
在本实施例中，计数器24包括用于计算从PLL电路22输出的通道时钟脉冲CK的4位计数器。计数器24由同步检测电路21输出的帧时钟脉冲FCK清零。计数器24向“异或”电路25提供计数器值的最高有效位，作为触发信号TGL(参见图4(E))。
为响应盘ID码产生电路12的盘ID码SC1、伪随机数产生电路23的M-序列伪随机数数据MS以及计数器24的触发信号TGL，“异或”电路25输出“异或”信号MS1(参见图4(F))。
具体地，当触发信号TGL为电平“0”时，如果盘ID码SC1为逻辑电平“0”，那么，“异或”电路25就输出“异或”信号MS1，其中，“异或”信号MS1用M-序列随机数数据MS的逻辑电平表示。相反，如果盘ID码SC1为逻辑电平“1”，那么，“异或”电路25就输出“异或”信号MS1，其中，“异或”信号MS1用M-序列随机数数据MS的逻辑电平的反相表示。从而，“异或”电路25用M-序列随机数数据MS和触发信号TGL对盘ID码SC1进行调制。“异或”电路25的“异或”信号MS1提供给D触发器26的D端子。
D触发器26具有被提供EFM信号S2(参见图4(A))的时钟端子。从而，D触发器26产生闩锁输出信号MSH(参见图4(G))，信号MSH表示“异或”信号MS1的电平在EFM信号S2的各个正向边被闩锁。
在本实施例中，从第二调制电路7输出的调制信号S3具有与EFM信号S2的各个正向边相应的正向边。在调制信号S3具有高电平的周期中，在原版盘2上形成凹坑。D触发器26在与每个凹坑的前缘同步的时间对“异或”信号MS1的逻辑电平进行采样，并且，保存采样的逻辑电平，直到与下一凹坑的前缘同步的时间为止。
D触发器26的闩锁输出信号MSH通过延迟电路27提供给AND(“与”)电路29。延迟电路27使闩锁输出信号MSH延迟预定时间，并且，输出延迟信号MSHD(参见图4(H))。延迟电路27使闩锁输出信号MSH延迟的周期是7T或更多T检测电路28执行其处理所要求的时间周期，并且，代表大约5个通道时钟脉冲CK的时间周期。
7T或更多T检测电路28检测EFM信号S2的脉冲持续时间，并且，如果检测的EFM信号S2的脉冲持续时间为7T或更多T，就输出其持续时间等于一个通道时钟脉冲的检测脉冲SP(参见图4(I))。
图5以框图形式示出7T或更多T检测电路28。如图5中所示，7T或更多T检测电路28包括8个闩锁电路281A、281B、281C、281D、281E、281F、281G、281H、AND电路282、以及D触发器283。8个闩锁电路281A-281H中每一个都闩锁EFM信号S2，并且，与通道时钟脉冲CK同步地把闩锁信号传递到下一闩锁。
8个闩锁电路281A-281H中各个的闩锁输出信号提供给AND电路282。最后一个闩锁电路281H的闩锁输出信号的逻辑电平被反相，并接着提供给AND电路282。AND电路282输出通过对并行提供的闩锁信号求“与”而产生的“与”信号。当按照具有连续七个逻辑电平“1”的通道时钟脉冲CK的周期观察EFM信号S2时，即，当将要形成其长度与7T或更多T相应的凹坑时，AND电路282输出具有逻辑电平“1”的AND信号，其中，T代表EFM信号S2的基本周期。
D触发器283用通道时钟脉冲CK对AND电路282的输出信号进行闩锁，并且输出检测脉冲SP(参见图4(I))。如图3所示，检测脉冲SP提供给AND电路29。
AND电路29对检测脉冲SP和延迟电路27的延迟信号MSHD求“与”，并且，向单稳多谐振荡器30输出“与”信号。
单稳多谐振荡器30由AND电路29的输出信号触发，以输出其持续时间比一个通道时钟脉冲CK周期更短的调制脉冲MMP(参见图4(J))。
调制脉冲MMP的持续时间按如下设定：当作用到原版盘2上的激光束L由调制脉冲MMP暂时中止时，在从原版盘2生产的紧凑盘上，因激光束L作用暂时中止而导致的凹坑宽度缩小大约是平均凹坑宽度的10％。
调制脉冲MMP提供给“异或”电路32。EFM信号S2被延迟电路31延迟预定时间，并接着提供给“异或”电路32。
延迟电路31使EFM信号S2延迟大约五个时钟脉冲的时间。“异或”电路32对延迟电路31输出的延迟EFM信号S2D(参见图4(C))和调制脉冲MMP进行“异或”运算，并且输出通过用盘ID码SC1调制EFM信号S2而产生的调制信号S3(参见图4(K))。
对于其长度与7T或更多T相应的凹坑，延迟电路31使EFM信号S2延迟的时间按如下选择：在再现时，调制信号S3的逻辑电平因调制脉冲MMP的切换不影响EFM信号S2的边缘计时。
具体地，延迟电路31使EFM信号S2延迟的时间接如下设定：在距EFM信号S2的正向边计时预定周期的时间，发生调制信号S3的逻辑电平因调制脉冲MMP的切换。在此实施例中，延迟电路31使EFM信号S2延迟大约五个时钟脉冲，从而，调制脉冲MMP的正向边比EFM信号S2D的相应正向边落后大约3T或更多T。
图6(A)和6(B)以平面图示出由原版盘2生产的紧凑盘和常规紧凑盘的凹坑形状。如图6(A)所示，常规紧凑盘具有重复形成的凹坑和平面，根据被记录的音频数据，所述凹坑和平面具有由一个通道时钟脉冲CK的周期T(基本周期)的整数倍代表的长度。
如图6(B)所示，由原版盘2生产的紧凑盘具有以与常规紧凑盘相同方式而重复形成的凹坑和平面。然而，如图6(B)中箭头a所示，凹坑包括其长度等于或大于7T周期的凹坑，并且，所述凹坑在从凹坑边缘开始间隔预定距离L的位置上具有根据盘ID码SC1而局部缩小的凹坑宽度。盘ID码SC1被记录为凹坑宽度的变化或缩小。
<光盘再现设备的布置>
图7以框图形式示出用于再现由根据本发明第一实施例的光盘记录设备1A制造的紧凑盘41A的紧凑盘播放器40A。如图7中所示，紧凑盘播放器40A具有主轴电机42，其中，主轴电机42在伺服电路43的控制下以恒定线速度旋转紧凑盘41A。
光学拾波器44对紧凑盘41A作用激光束，并且检测从紧凑盘41A返回的激光束。光学拾波器44输出其信号电平随着返回激光束的光量而改变的再现信号RF。再现信号RF的信号电平根据记录在紧凑盘41A上的凹坑而改变。
由于在紧凑盘41A上一些凹坑的凹坑宽度局部缩小大约平均凹坑宽度的10％，因此，再现信号RF的信号电平根据凹坑宽度而改变。然而，由于凹坑宽度局部缩小的位置距每个凹坑边缘有预定距离以便不影响边缘的计时，因此，在与没有缩小凹坑宽度的其它凹坑的再现信号RF相同的时间，前述凹坑的再现信号RF与用于二进制值识别的基准电平交叉。再现信号RF提供给二进制转换器45和盘ID码再现电路51。
二进制转换器45基于预定的基准电平而把再现信号RF转换为二进制信号BD。因为在紧凑盘41A上一些凹坑的凹坑宽度局部缩小为约10％，所以二进制信号BD不反映凹坑宽度的局部缩小。二进制信号BD提供给时钟再现电路46、EFM解调电路47、以及盘ID码再现电路51。
时钟再现电路46具有PLL电路，并且基于二进制转换器45的二进制信号BD而再现所述再现信号RF的通道时钟脉冲CCK。
EFM解调电路47基于通道时钟脉冲CCK对二进制信号BD连续进行闩锁，由此再现与EFM信号S2相应的数据。EFM解调电路47对再现的数据进行解调，并接着基于帧同步信号而把解调数据划分为8位信号，对8位信号解交织，并向ECC(纠错码)解码电路48输出解交织信号。
ECC解码电路48基于增加到其上的纠错码而对从EFM解调电路47输出的数据进行纠错，由此再现音频数据D1并输出给数字-模拟转换器49。
数字-模拟转换器49把从ECC电路48输出的音频数据D1转换为模拟数据，并且输出模拟数据，作为模拟音频信号S4。如果紧凑盘41A被系统控制电路50判断为非法拷贝，那么，数字-模拟转换器49就受系统控制电路50控制，停止输出模拟音频信号S4。
系统控制电路50包括控制紧凑盘播放器40A操作的计算机。当访问紧凑盘41A的导入区时，系统控制电路50基于盘ID码再现电路51输出的盘ID码SC1而确定紧凑盘41A是否为非法拷贝。当系统控制电路50判断紧凑盘41A为非法拷贝时，系统控制电路50就停止从数字-模拟转换器49输出模拟音频信号S4。
盘ID码再现电路51把再现信号RF解码为盘ID码SC1，并且输出盘ID码SC1。
图8以框图示出盘ID码再现电路51的细节。图9(A)-9(E)为示出盘ID码再现电路51中输出信号波形的时间图。
盘ID码再现电路51具有同步图案检测电路53，其中，同步图案检测电路53用时钟再现电路46的通道时钟脉冲CCK(参见图9(C))对二进制转换器45的二进制信号BD(参见图9(A)和9(B))连续进行闩锁，并且确定二进制信号BD的连续逻辑电平，以检测帧同步信号。
基于检测的帧同步信号，同步图案检测电路53在每个帧开始时输出在一个通道时钟脉冲CCK周期内信号电平为高的设定脉冲FSET(参见图9(E))，并且在设定脉冲FSET之后输出在一个通道时钟脉冲CCK周期内信号电平为高的清零脉冲FCLR(参见图9(D))。
凹坑检测电路54是与光盘记录设备1A的7T或更多T检测电路28相同的结构。凹坑检测电路54基于通道时钟脉冲CCK而连续传送二进制信号BD，以检测与长度等于或大于周期7T的凹坑相应的二进制信号BD的计时。凹坑检测电路54产生并输出其信号电平与被检测凹坑的开始同步变高的高电平信号PT。
凹坑检测电路54还输出其信号电平在高电平信号PT之后预定时间的时刻变高的门信号CT。门信号CT与第二调制电路7中的调制脉冲MMP相对应，但在以下方面不同：在长度等于或大于周期7T的每个凹坑上，门信号CT的电平变高。
在伪随机数产生电路55中具有ROM，该电路55用同步图案检测电路53的清零脉冲FCLR对地址初始化。接着，电路55基于通道时钟脉冲CCK而对地址步进，以访问ROM，由此产生与光盘记录设备1A产生的M-序列随机数数据MS相对应的M-序列随机数数据。
伪随机数产生电路55还用凹坑检测电路54的高电平信号PT对M-序列随机数数据进行闩锁，由此在长度等于或大于周期7T的凹坑的开始计时对M-序列随机数数据进行闩锁，并随后输出M-序列闩锁信号MZ，其中，信号MZ的闩锁逻辑电平一直持续到下一长度等于或大于周期7T的凹坑的开始为止。
模拟-数字转换器57基于通道时钟脉冲CCK而把再现信号RF转换为8位数字再现信号。数字再现信号直接提供给选择器59。数字再现信号的极性也由极性反相电路58反相，并接着提供给选择器59。
计数器60包括对通道时钟脉冲CCK计数的4位计数器。计数器60由从同步图案检测电路53输出的清零脉冲FCLR清零。计数器60输出计数器值的最高有效位，作为触发信号TT。触发信号TT与在光盘记录设备1A中产生的触发信号TGL相对应。触发信号TT提供给“异或”电路61。
“异或”电路61通过对伪随机数产生电路55的M-序列闩锁信号MZ和计数器60的触发信号TT进行“异或”而产生“异或”信号MCZ，并且把产生的“异或”信号MCZ提供给选择器59。
根据“异或”电路61的“异或”信号MCZ的逻辑电平，选择器59从模拟-数字转换器57直接提供的数字再现信号和极性反相电路58的极性反相数字再现信号中选择任一个，并输出其。
具体地，当“异或”信号MCZ为逻辑电平“1”时，选择器59选择并输出从模拟-数字转换器57直接提供的数字再现信号，并且，当“异或”信号MCZ为逻辑电平“0”时，选择器59选择并输出极性反相数字再现信号。从而，选择器59把借助M-序列信号MS调制的盘ID码SC1的逻辑电平以及触发信号TGL再现为多值数据，并向加法器62输出多值数据，作为再现数据RX。
加法器62包括16位数字加法器，加法器62把再现数据RX与累加器63的输出数据AX相加，并输出和数据，其中，累加器63对加法器62的输出数据进行累加。累加器63包括16位存储器，其中，16位存储器用于保存加法器62的输出数据，并向加法器62反馈累加数据。加法器62和累加器63联合用作累加加法器。
具体地，在累加器63用同步图案检测电路53的清零脉冲FCLR清除其累加数据之后，累加器63在凹坑检测电路54输出门信号CT时读取加法器62的输出数据。加法器62在连续帧中把选择器59的再现数据RX的逻辑值进行累加。累加器63向除法器65输出累加值AX。
凹坑计数器64用同步图案检测电路53的清零脉冲FCLR对它的计数清零，接着计算凹坑检测电路54的门信号CT，以计算累加器63累加的凹坑，并且向除法器65输出计数值NX。
除法器65把累加器63的累加值AX除以凹坑计数器64的计数值NX，由此对选择器59的再现数据RX的逻辑值取平均，并把平均输出信号BX提供给二进制转换器66。
二进制转换器66在同步图案检测电路53的设定脉冲FSET的正向边的计时，利用预定基准值把除法器65的平均输出信号BX转换为二进制信号，并且，输出二进制信号作为再现盘ID码SC1。也就是说，由选择器59再现的盘ID码SC1的再现数据RX转换为二进制盘ID码SC1，并输出给ECC解码电路67。
ECC解码电路67基于增加到其上的纠错码而对盘ID码SC1纠错，并且，输出经过纠错的盘ID码SC1。
<第一实施例的操作>
在制造根据第一实施例的紧凑盘41A的过程中，原版盘2暴露在记录激光束下，产生母盘，其中，记录激光束基于从图1所示光盘记录设备1A中的数字录音带记录器10输出的数字音频信号D1。从因此形成的母盘生产根据第一实施例的紧凑盘41A。
在使原版盘2暴露在记录激光束下时，数字音频信号D1由第一调制电路11转换为EFM信号S2，其中，EFM信号S2的信号电平在为基本周期T整数倍的周期上切换，其中，基本周期T由一个通道时钟脉冲CK的周期T表示。在导入区中，TOC数据，而不是数字音频信号D1，相似地转换为EFM信号S2。
EFM信号S2接着由第二调制电路7转换为调制信号S3，调制信号S3通过光学调制器6记录在原版盘2上。从而，数字音频信号D1和TOC数据记录在原版盘2上，作为凹坑和平面的重复序列，其中，所述凹坑和平面的长度是与一个通道时钟脉冲CK的周期相应的基本长度的整数倍。
为了在原版盘2的除导入区之外的区域中记录调制信号S3，根据EFM信号S2的信号电平产生调制信号S3。为了在原版盘2的导入区中记录调制信号S3，通过局部切换EFM信号S2的信号电平，在原版盘2上的凹坑序列中产生宽度局部缩小的凹坑，而产生调制信号S3。也就是说，调整一些凹坑的凹坑宽度，以便在原版盘2上记录盘ID码SC1。
在盘ID码产生电路12中，模N计数器121对帧时钟脉冲FCK计数，并输出计数值CT1。基于计数值CT1而访问盘ID码表格电路122，以产生向一帧分配一位的低频二进制数，由此产生盘ID码SC1及其纠错码。
在第二调制电路7中，伪随机数产生电路23与通道时钟脉冲CK同步地产生逐帧重复的M-序列随机数数据MS。“异或”电路25对M-序列随机数数据MS、计数器24的触发信号TGL、以及盘ID码SC1进行“异或”运算。因而，用随机数数据MS和触发信号TGL对盘ID码SC1调制。
具体地，由于在M-序列随机数数据MS中逻辑电平“1”和逻辑电平“0”以相同的概率出现，并且在触发信号TGL中逻辑电平“1”和逻辑电平“0”以相同的概率出现，因此，盘ID码SC1被调制为逻辑电平“1”和逻辑电平“0”以相同概率出现的“异或”信号MS1。
D触发器26用EFM信号S2的正向边对“异或”信号MS1闩锁，其中，所述正向边与每个凹坑的边缘相对应。7T或更多T检测电路28检测EFM信号S2的信号电平的正向边，所述正向边对应于其长度与7T或更多T相应的凹坑，其中，T代表基本周期T。AND电路29与7T或更多T检测电路28检测的信号电平的正向边同步地选择D触发器26的闩锁信号。AND电路29的输出信号触发单稳多谐振荡器30，单稳多谐振荡器30把其输出信号或调制脉冲MMP作用到“异或”电路32上，其中，“异或”电路32局部切换EFM信号S2的信号电平。
由于长度等于或大于周期7T的凹坑的凹坑宽度局部缩小，因此在原版盘2上记录盘ID码SC1。具体地，在原版盘2上连续产生凹坑的同时，当通过对M-序列随机数数据MS、触发信号TGL、以及盘ID码SC1求“异或”而产生的“异或”信号MS1为逻辑电平“1”并且凹坑长度为7T或更长时，凹坑宽度局部缩小。
在切换EFM信号S2的逻辑电平以产生调制信号S3，从而产生具有局部缩小宽度的凹坑时，延迟电路31使EFM信号S2相对于从单稳多谐振荡器30输出的调制脉冲MMP延迟，并且向“异或”电路32提供延迟EFM信号S2D。从而，调制信号S3的逻辑电平的切换不影响EFM信号S2的边缘计时。
具体地，如果对于长度等于或大于周期7T的凹坑缩小凹坑宽度，那么，调制脉冲MMP的正向边就比EFM信号S2D的相应正向边落后大约3T或更多T，从而，在距EFM信号S2D的正向边计时间隔预定时间(如图6(B)所示，与距凹坑边缘的距离L相对应)时，发生与调制脉冲MMP相应的调制信号S2的逻辑电平的切换。
以此方式，盘ID码SC1被记录为辅助信息的实例，并且不影响每个凹坑的边缘信息，其中，所述边缘信息作为用于再现数字音频信号和TOC数据的基准。
从单稳多谐振荡器30输出的调制脉冲MMP的脉冲持续时间被设定为比一个通道时钟脉冲CK周期更短的值，由此产生具有局部缩小宽度的凹坑，其中，所述局部缩小宽度比平均凹坑宽度小10％。此凹坑宽度缩小对于防止再现信号RF因记录的盘ID码SC1而被错误识别为二进制电平是有效的。
通过局部缩小凹坑宽度10％来记录盘ID码SC1，而且通过用逻辑电平“1”和逻辑电平“0”以相同概率出现的M-序列随机数数据MS调制盘ID码SC1，再现信号RF中因凹坑宽度改变而引起的变化被观察为增加到再现信号RF上的噪声，这使得难以观察和发现盘ID码SC1，并且难以拷贝盘ID码SC1。
另外，由于向一个帧分配一位盘ID码SC1，因此，即使再现信号因噪音等而改变，也能可靠地再现盘ID码SC1。
从因此产生的原版盘2制造的紧凑盘41A接着由图7所示紧凑盘播放器40A再现。在紧凑盘播放器40A中，光学拾波器44对紧凑盘41A作用激光束，并且检测从紧凑盘41A返回的激光束。光学拾波器44输出其信号电平随着返回激光束的光量而改变的再现信号RF。再现信号RF的信号电平根据记录在紧凑盘41A上的凹坑宽度而改变。光学拾波器44的再现信号RF由二进制转换器45转换为二进制信号BD，并由EFM解调电路47解调和解交织，其中，二进制信号BD被识别为二进制电平。EFM解调电路47的输出信号由ECC解码电路48纠错，由此再现数字音频信号D1。
在紧凑盘41A上，长度等于或大于7T周期的凹坑包括在距凹坑边缘(前缘和后缘两者中的每一个)至少与3T周期相应距离的位置上局部缩小宽度的凹坑。激光束的光束点在不同的时间扫描这些凹坑的边缘以及凹坑宽度局部缩小的位置。相应地，再现信号RF没有因这些凹坑的凹坑宽度局部缩小而导致的不利效果。
由于防止在凹坑边缘附近从凹坑检测的信号电平因凹坑宽度局部缩小而改变，因此，可在普通紧凑盘播放器上正常地再现具有盘ID码SC1的紧凑盘41A，其中，盘ID码SC1在紧凑盘41A上被记录为辅助信息。
为了从紧凑盘41A再现数字音频信号D1，事先再现在紧凑盘41A的导入区中被记录为缩小凹坑宽度的盘ID码SC1。如果不能正确地再现盘ID码SC1，那么，系统控制电路50就判断紧凑盘41A是非法拷贝，并且，系统控制电路50控制数字-模拟转换器49停止数字-模拟转换处理。
具体地，当从紧凑盘41A的导入区再现盘ID码SC1时，图8所示同步图案检测电路53检测帧同步信号，并且，伪随机数序列产生电路55基于检测的帧同步信号而产生与所记录M-序列随机数数据MS相对应的M-序列随机数数据MZ。
模拟-数字转换器57把再现信号RF转换为数字再现信号(EFM信号)。选择器59基于“异或”信号MCZ而选择数字再现信号(EFM信号)或极性反相数字再现信号，由此产生再现数据RX，其中，“异或”信号MCZ通过对M-序列随机数数据MZ和触发信号TT进行“异或”运算而产生，再现数据RX包括代表盘ID码SC1的逻辑电平的多值数据。
在一个实例中，由于凹坑宽度只缩小10％，因此，再现数据RX具有非常差的SN比。累加器63和加法器62逐帧地累加再现数据RX，并且，除法器65除累加值，以产生平均值，因而提高SN比。
除法器65的输出数据BX由二进制转换器66转换为代表盘ID码SC1的二进制数据。随后，盘ID码SC1由ECC解码电路67纠错，并接着输出给系统控制电路50。
对于以上布置，由于周期性地对从线性反馈移位寄存器产生的伪随机数数据序列(M-序列随机数数据MS)进行反相，因此，由此产生的伪随机数数据不能由任何线性反馈移位寄存器产生。使用伪随机数数据序列，有可能使得难以分析从紧凑盘41A再现的盘ID码SC1，因而，基于盘ID码SC1而拒绝非法拷贝。
通过用EFM信号S2的正向边对线性反馈移位寄存器产生的伪随机数数据序列MS和周期性变化的触发信号TGL的组合进行闩锁，而产生盘ID码SC1。任何试图制造非法拷贝的人都必须准确地再现伪随机数数据、触发信号周期和闩锁位置，并且发现难以记录盘ID码SC1。与伪随机数数据序列MS组合的触发信号TGL代表逻辑电平“1”和“0”的重复图案。由于用于调制盘ID码SC1的信号具有以相同概率发生的逻辑电平“1”和“0”，因此，盘ID码SC1能以与噪音不容易区分的方式记录。结果，难以发现和分析盘ID码SC1。进而，当再现紧凑盘41A时，可不受噪音不利影响地再现盘ID码SC1。
由于通过组合伪随机数数据序列MS和周期性变化的触发信号TGL产生的信号具有以相同概率发生的逻辑电平“1”和“0”，因此，即使盘ID码SC1应用于长度等于或大于7T周期并且在一个帧中随机出现的凹坑，也能可靠地再现盘ID码SC1。
为了再现盘ID码SC1，选择器59基于“异或”信号MCZ而选择数字再现信号，其中，“异或”信号MCZ是基于M-序列随机数数据MZ和触发信号TT而产生的。从而，能可靠地再现以不容易发现和分析的方式记录的盘ID码SC1。
第一实施例的修改
在上述第一实施例中，改变长度等于或大于7T周期的凹坑的凹坑宽度，以记录盘ID码。然而，根据本发明，如果再现系统具有用于再现信号抖动的足够裕量，就可改变长度等于或大于6T周期的凹坑的凹坑宽度，以记录盘ID码。
在上述第一实施例中，在距凹坑边缘预定距离的位置上缩小凹坑宽度。然而，如图10(A)所示，具有一定长度或更长的凹坑的凹坑宽度可在凹坑的中央缩小，或者如图10(B)所示，可在凹坑的中央增加具有一定长度或更长的凹坑的凹坑宽度，或者如图10(C)所示，通过局部增加和缩小凹坑宽度而以三个值记录盘ID码。
可替换地，如图10(D)所示，可在比与一个通道时钟脉冲周期相应的长度更大的长度上改变凹坑的凹坑宽度。
在上述第一实施例中，记录由每个帧一位表示的盘ID码。然而，可向预定数量的凹坑分配由一位表示的盘ID码，其中，所述每一个凹坑都具有预定的或更大的长度；或者，向凹坑周期性地连续分配由多位表示的盘ID码，其中，所述每一个凹坑都具有用于预定周期的预定的或更大的长度。
如果向预定数量的凹坑分配由一位表示的盘ID码，就可省去再现系统中的凹坑计数器64和除法器65。
第二实施例
根据上述第一实施例，用辅助信息局部调制凹坑宽度。根据以下描述的本发明第二实施例，用辅助信息调制凹坑的记录位置，即，所述位置在与激光束扫描凹坑方向正交的方向上摆动，其中，所述扫描方向即为与轨道横交的方向。
在第一实施例中，盘ID码被记录为变化的凹坑宽度。在第二实施例中，用凹坑和平面记录加密的数字音频信号，并且，对加密数字音频信号进行解密所需的密钥信息被记录为辅助信息。
图11以框图形式示出根据第二实施例的光盘记录设备1B。光盘记录设备1B中与图1所示根据第一实施例的光盘记录设备1A相同的那些部件用相同的参考符号表示，并且在以下不详细描述。
在第二实施例中，数字音频带记录器10的数字音频信号D1提供给加密电路61，其中，加密电路61基于加密密钥信息KY而对数字音频信号D1加密。加密数字音频信号S1提供给第一调制电路11。
第一调制电路11基于加密数字音频信号S1和子码发生器62提供的子码数据而对紧凑盘执行预定的数据处理操作，并产生EFM信号S2。
第一调制电路11的EFM信号S2提供给光学调制器6，其中，光学调制器6用EFM信号S2对记录激光器5的激光束L1进行调制。调制激光束L1通过光学偏转器64作用到原版盘2上，原版盘2暴露在调制激光束L1下。
密钥调制电路63从加密密钥信息KY产生密钥调制信号KS。光学偏转器64基于密钥调制电路63的密钥调制信号KS而使激光束L2偏转，使激光束L2在原版盘2上的扫描位置在原版盘2的径向方向上位移，由此使原版盘2上的凹坑位置在径向方向上位移，即，在与激光束L2扫描原版盘2的方向正交的方向上位移。
图12以框图形式示出密钥调制电路63的细节。如图12所示，密钥调制电路63包括同步检测电路21、时钟再现电路22、伪随机数序列产生电路23、计数器24、“异或”电路25、以及D触发器26，其中，这些部件与根据第一实施例的第二调制电路7中的部件相同。
根据第二实施例，子码检测电路71从EFM信号S2检测子码，并对子码进行解码。子码检测电路71监视在被解码的子码中包含的时间信息，并且，输出一秒钟检测脉冲SECP，其中，每次时间信息改变一秒钟时，脉冲SECP的信号电平变高。根据紧凑盘格式，由于对一秒钟分配98帧，因此，子码检测电路71输出信号电平在98个帧时钟脉冲FCK周期中变高的一秒钟检测脉冲SECP。
一秒钟检测脉冲SECP提供给计数器72的重置端。计数器72从同步检测电路21计算时钟脉冲FCK。当一秒钟检测脉冲SECP变高时，计数器72重置其计数输出CT。从而，计数器72作为计数值CT在一秒钟周期内循环的环形计数器，并且，计数值CT与帧时钟脉冲FCK同步地改变。
从计数器72输出的计数值CT提供给数据选择器73。数据选择器73输出保存的数据，其中，所述数据由计数器72的计数值CT寻址。
由于从计数器72输出的计数值CT与同步图案同步地、以与一秒钟内的帧数(98帧)一样多的次数周期性地连续改变，因此，通过计数值CT寻址数据选择器73，与同步图案同步地连续输出98种数据段。
由于从计数器72输出的计数值CT借助一秒钟检测脉冲SECP而在每一秒钟内循环，因此，数据选择器73在连续的秒钟周期内重复输出98种数据段。
数据选择器73与同步图案同步地在连续的秒钟周期内重复输出98种数据段，其中，所述每个数据段都包括1位数据。向98位数据的一些数据分配54位的加密密钥信息KY，并且，向98位数据的剩余44位分配无意义数据位。在本实施例中，固有值数据KZ被分配为无意义数据。
数据选择器73向“异或”电路25提供输出数据KD。
“异或”电路25对M-序列随机数数据MS(参见图13(C))、计数器24的触发信号TGL(参见图13(D))和数据选择器73的输出数据KD求“异或”，并且，输出“异或”信号MS1b(参见图13(E))。
具体地，当触发信号TGL为电平“0”时，如果数据选择器73的输出数据KD为逻辑电平“0”，“异或”电路25就输出“异或”信号MS1b，其中，“异或”信号MS1b由M-序列随机数数据MS的逻辑电平表示。相反，如果数据选择器73的输出数据KD为逻辑电平“1”，“异或”电路25就输出“异或”信号MS1b，其中，“异或”信号MS1b由M-序列随机数数据MS的逻辑电平的反相表示。从而，“异或”电路25用M-序列随机数数据MS和触发信号TGL对加密密钥信息KY进行调制，其中，加密密钥信息KY用数据选择器73的输出数据KD代表。“异或”电路25的“异或”信号MS1b提供给D触发器26的D端子。
D触发器26具有被提供EFM信号S2(参见图13(A))的时钟端子。从而，D触发器26产生闩锁输出信号MSHb(参见图13(F))，信号MSHb表示“异或”信号MS1b的电平在EFM信号S2的各个正向边被闩锁。
在本实施例中，从原版盘2制造的光盘包含其扫描开始边与EFM信号S2的正向边相应的凹坑，其中，原版盘2暴露在通过EFM信号S2的信号电平调制的激光束下。
在“异或”电路25以通道时钟脉冲CK(参见图13(B))的周期连续输出的输出数据MS1b中，D触发器26对在开始形成每个凹坑时产生的输出数据MS1b进行闩锁，并且保存闩锁输出数据MS1b的逻辑电平，直到完全形成至少一个凹坑为止，其中，所述周期作为用于形成凹坑的基准周期。
D触发器26通过放大器74输出输出信号MSHb，作为密钥调制电路63的输出信号KS。放大器74是用于激励光学偏转器64的激励放大器。对于整个凹坑，放大器74的输出信号KS改变激光束点在原版盘2的径向方向上的位置。
放大器74的增益设定得使激光束点在原版盘2上的位置最大位移轨道间距的1/50，由此防止损坏由光盘记录设备1B记录成凹坑序列的数据。
根据第二实施例，对光盘记录设备1B制造的原版盘2进行显影，并接着电铸成母盘。接着，用母盘制造压模。随后，以与普通紧凑盘制造过程相同的方式，从压模制造光盘41B。
根据第二实施例，光盘41B包含被记录为凹坑序列的加密音频数据D1和被记录为径向位移凹坑的加密密钥信息KY。
在普通的紧凑盘上，根据EFM信号S2，在轨道中央上连续形成凹坑，根据凹坑长度和凹坑间隔而记录音频数据(参见图13(G))。在根据第二实施例的光盘41B上，根据凹坑长度和凹坑间隔而记录加密音频数据，并且，用于对加密音频数据解密的密钥信息KY被记录为径向位移的凹坑(参见图13(H))。
以下描述被因此记录成辅助信息的密钥信息KY的再现过程。图14以框图形式示出用于再现如上所述制造的光盘41B的光盘再现设备40B。光盘再现设备40B中与图7所示光盘播放器40A相同的那些部件用相同的参考符号表示，并且在以下不详细描述。
在图14所示的光盘再现设备40B中，由于对ECC解码电路48的输出信号加密，因此，解密电路81用密钥信息KY对ECC解码电路48的加密输出信号解密，其中，密钥信息KY是由加密密钥检测电路80从光盘41B上的记录信号检测到的。
光学拾波器44对光盘41B作用激光束，并且用光电检测器检测从光盘41B返回的激光束。光学拾波器44输出再现信号RF，其中，再现信号RF的信号电平随着光电检测器检测表面上返回激光束的光量而改变。再现信号RF的信号电平根据记录在光盘41B上的凹坑而改变。
光学拾波器44根据推挽方法对从光盘41B返回的激光束进行处理，产生推挽信号PP，其中，推挽信号PP的信号电平随着凹坑相对于光盘41B上激光束点的位置而改变。光学拾波器44还产生和输出其信号电平随着聚焦误差量而改变的聚焦误差信号。
伺服电路43限制光学拾波器44的推挽信号PP的频带，以产生跟踪误差信号，其中，跟踪误差信号的电平随着激光束点相对于轨道中心的离轨量(脱轨量)而改变。伺服电路43基于跟踪误差信号而对光学拾波器44执行跟踪控制，以调节激光束点在光盘41B上的位置。伺服电路43还基于聚焦误差信号而对光学拾波器44执行聚焦控制，以使激光束点在光盘41B上聚焦。
根据第二实施例，光学拾波器44的推挽信号PP提供给高通滤波器82。高通滤波器82从推挽信号PP除去激光束点相对于轨道中心的离轨量，并且，输出位移检测信号HPP，其中，推挽信号PP的信号电平随着凹坑相对于光盘41B上的激光束点的位置而改变，位移检测信号HPP的信号电平随着凹坑相对于轨道中心的位置而改变。
向加密密钥检测电路80提供来自时钟再现电路46的通道时钟脉冲CCK、来自二进制转换器45的二进制信号BD以及来自高通滤波器82的位移检测信号HPP，并且，加密密钥检测电路80从位移检测信号HPP检测密钥信息KY。
图15以框图形式示出加密密钥检测电路80的细节。
如图15所示，子码检测电路801基于时钟再现电路46的通道时钟脉冲CCK(参见图9(C))而监视二进制信号BD(参见图9(A)和9(B))，并且对二进制信号BD的子码信息进行解码。子码检测电路801监视被解码的子码信息的时间信息，并且输出一秒钟检测脉冲SECP，其中，每次时间信息改变一秒钟时，脉冲SECP的信号电平变高。
同步图案检测电路802基于时钟再现电路46的通道时钟脉冲CCK而对二进制转换器45的二进制信号BD连续闩锁，并且确定二进制信号BD的连续逻辑电平，以检测帧同步信号。基于检测的帧同步信号，同步图案检测电路802在每个帧开始时输出在一个通道时钟脉冲CCK周期内信号电平为高的设定脉冲FSET(参见图9(E))，并且在设定脉冲FSET之后输出在一个通道时钟脉冲CCK周期内信号电平为高的清零脉冲FCLR(参见图9(D))。
二进制信号BD具有在588个通道时钟脉冲的周期内每秒钟重复98次的同步图案。从而，同步图案检测电路802与同步图案同步地输出清零脉冲FCLR和设定脉冲FSET。
凹坑检测电路803基于通道时钟脉冲CCK而对二进制信号BD连续闩锁，并且比较两个连续的闩锁数据，从二进制信号BD检测凹坑前缘的时间。根据检测的时间，凹坑检测电路803在凹坑前缘的计时输出边缘检测信号PT。相似地，凹坑检测电路803检测凹坑后缘的时间，并且，基本上在每个凹坑的凹坑前缘计时与凹坑后缘计时的中间输出中间检测信号CTP。
在伪随机数序列产生电路804中具有ROM，电路804用同步图案检测电路802的清零脉冲FCLR对地址初始化。接着，电路804基于通道时钟脉冲CCK而对地址步进，以访问ROM，由此产生与光盘记录设备1B产生的M-序列随机数数据MS相对应的M-序列随机数数据MX。
闩锁电路805用凹坑检测电路803的边缘检测信号PT对伪随机数序列产生电路804的M-序列随机数数据MX进行闩锁，并且输出经过闩锁的M-序列随机数数据MZb。也就是说，闩锁电路805在与密钥调制电路63中“异或”电路25的处理操作相关的时间，即在开始形成每个凹坑时，对M-序列随机数数据MX进行闩锁，并且，输出M-序列随机数数据MZb，其中，M-序列随机数数据MZb保存经过闩锁的M-序列随机数数据MX，直到一个凹坑结束为止。
计数器806包括对通道时钟脉冲CCK计数的4位计数器。计数器806由从同步图案检测电路802输出的清零脉冲FCLR清零。计数器806提供计数器值的最高有效位，作为触发信号TT。触发信号TT与在光盘记录设备1B中产生的触发信号TGL相对应。触发信号TT提供给“异或”电路807。
“异或”电路807通过对从闩锁电路805输出的M-序列闩锁信号MZb和从计数器806输出的触发信号TT进行“异或”而产生“异或”信号MCZb，并且把产生的“异或”信号MCZb作为选择控制信号而提供给选择器808。
模拟-数字转换器809基于通道时钟脉冲CCK而把高通滤波器82的位移检测信号HPP转换为8位数字信号。数字信号直接提供给选择器808。数字信号的极性还由极性反相电路810反相，并接着提供给选择器808。
根据“异或”电路807的“异或”信号MCZb的逻辑电平，选择器808从模拟-数字转换器809直接提供的数字信号和极性反相电路810的极性反相数字再现信号中选择任一个，并输出其。
具体地，当“异或”信号MCZb为逻辑电平“1”时，选择器808选择并输出从模拟-数字转换器809直接提供的数字信号，并且，当“异或”信号MCZb为逻辑电平“0”时，选择器808选择并输出极性反相数字再现信号。从而，选择器808把借助M-序列信号MS调制的加密密钥信息KY的逻辑电平与触发信号TGL再现为多值数据，并向加法器811输出多值数据，作为再现数据RX。
加法器811包括16位数字加法器，加法器811把再现数据RXb与累加器812的输出数据AXb相加，并输出和数据，其中，累加器812对加法器811的输出数据进行累加。累加器812包括16位存储器，其中，16位存储器用于保存加法器811的输出数据，并向加法器811反馈累加数据。加法器811和累加器812联合用作累加加法器。
具体地，在累加器812用同步图案检测电路802的清零脉冲FCLR清除其累加数据之后，累加器812与凹坑检测电路803的信号CTP同步地累加加法器811的输出数据。累加器812向二进制转换器813输出累加值AXb。
二进制转换器813基于预定基准值而把累加器812的累加值AXb转换为二进制数据，并且输出二进制数据。具体地，二进制转换器813把选择器808的密钥信息KY(KD)的多值再现数据RXb转换为二进制数据，并且向移位寄存器814输出二进制数据。
移位寄存器814包括98位移位寄存器，移位寄存器814在设定脉冲FSET的正向边的计时连续地读取和输出二进制转换器813的二进制数据。移位寄存器814向闩锁触发器815传递输出数据。
触发器815在与一秒钟检测脉冲SECP相关的时间读取和保存移位寄存器814的输出数据，作为并行数据。从而，触发器815保存包括密钥信息KY和固有值数据KZ的数据KD。加密密钥检测电路80从触发器815有选择性地输出位，向解密电路81提供密钥信息KY，以对加密数字音频信号进行解密。
在第二实施例中，尽管从每个凹坑获得的位移检测信号HPP代表小的位移，但是，如上所述，即使SN比极差，也在一个帧上累加位移检测信号HPP，并且，在高SN时，位移检测信号HPP被识别为二进制电平，以再现密钥信息KY。因而可靠地再现难以发现的密钥信息KY。
在加密密钥检测电路80中，当累加器812累加位移检测信号HPP的信号电平时，累加器812在与每个凹坑中心相应的时间读取和累加加法器811的和。从而，加密密钥检测电路80可在信号电平足够稳定时，累加位移检测信号HPP的信号电平，因而进一步提高检测密钥信息的准确度。
第二实施例的修改
在上述第二实施例中，向一个帧分配一位密钥信息。然而，可向一个帧分配多位密钥信息，或者，向多个帧分配一位密钥信息。可替换地，不是向被记录为凹坑序列的一帧或多帧音频数据分配一位或多位密钥信息，而是基于凹坑数量而分配一位密钥信息。
在上述第二实施例中，向一个帧分配一位密钥信息，由此在50或更多的凹坑上分配和记录一位密钥信息。然而，如果需要，被分配一位密钥信息的凹坑数量可设定为各种值。
在上述第二实施例中，在密钥信息上增加无意义数据位，并一起记录。然而，可在密钥信息上增加纠错码，并一起记录。也可在密钥信息上增加版权数据，并一起记录。
在上述第二实施例中，把加密音频数据解密所需的密钥信息被记录为辅助信息。然而，通过改变凹坑的记录位置，可记录对加密音频数据解密所需的各种数据，如对密钥信息进行选择和解码所需的数据，作为辅助信息。
第二实施例也可应用于把根据第一实施例的盘ID码记录为辅助信息。
其它实施例
根据本发明，改变凹坑或标记的记录轨迹的过程不局限于以上描述的第一实施例和第二实施例。
根据替代实施例，可通过用伪随机数数据序列和触发信号对辅助信息调制而产生的信号，调制EFM信号S2的正向边或负向边的时间，由此控制凹坑或标记的长度(凹坑或标记沿着轨道扫描方向的长度)，从而，凹坑或标记的前缘或后缘的位置将在基本周期T的10％内位移，因而，改变记录轨迹(参见日本专利特开平No.11-126426)。
在此实例中，可通过与根据第一实施例的光盘再现设备40的盘ID码再现电路相似的电路，对辅助信息进行解调。
可替换地，基于通过用伪随机数数据序列和触发信号对辅助信息调制而产生的信号，可在距凹坑或标记的边缘预定距离的位置上，局部改变信息记录表面的反射率，由此改变凹坑或标记的记录轨迹，以记录辅助信息(参见日本专利特开平No.11-191218)。
在以上实例中使用的光盘的反射记录表面是与CD-R(可记录紧凑盘：写一次光盘)的信息记录表面相同的膜结构。此光盘构造为：当光量等于或大于预定电平的激光束作用到光盘上时，反射记录表面在被作用激光束的位置上的反射率不可逆转地改变，并且，反射率的变化可被检测为返回光量的变化。
通过精加工设备在主信息被记录为凹坑或标记的光盘上追加记录辅助信息。具体地，根据基于辅助信息的数据序列，在距凹坑或标记的边缘预定距离的位置上，局部改变光盘的信息记录表面的反射率，其中，所述辅助信息由通过组合伪随机数数据序列和给定周期信号而产生信号调制。
由于辅助信息追加记录所导致的反射率变化，来自光盘的再现信号RF具有局部改变的信号电平，其中，在所述光盘上追加记录辅助信息。可基于再现信号RF的信号电平中的变化而再现辅助信息。
进一步地，可替换地，基于用伪随机数数据序列和触发信号调制辅助信息而产生的信号，在激光束跨过凹坑或标记时，通过局部改变光盘的反射率，可在光盘上记录辅助信息(参见日本专利特开平No.11-163750)。
在以上实施例中，计数器24和计数器60中的每一个都包括4位计数器。然而，在它们输出信号中以相同概率出现逻辑电平“1”和逻辑电平“0”的情况下，可以使用其它位长的计数器。
在以上实施例中，计数器24和计数器60或计数器806中的每一个都是用于以相同间隔输出逻辑电平“1”和逻辑电平“0”的简单布置。然而，可组合多个计数器，以产生代表逻辑电平重复序列的周期信号，如，在7个通道时钟脉冲内为逻辑电平“1”、在接下来的9个通道时钟脉冲内为逻辑电平“0”、在接下来的9个通道时钟脉冲内为逻辑电平“1”、以及在接下来的7个通道时钟脉冲内为逻辑电平“0”。如果在信号的每个重复周期中逻辑电平“1”的数量和逻辑电平“0”的数量相同，该信号就可用作周期性触发信号TGL或TT。
在以上实施例中，计数器24和计数器60或计数器806中的每一个都包括寄存器，其中一个寄存器产生输出信号。然而，可设置储存相同数量逻辑电平“1”和逻辑电平“0”的表格，并且，通过计数器的计数值寻址，可查询所述表格，以产生代表从所述表格读取的逻辑电平序列的周期信号。
在第一实施例中，代表伪随机数序列(M-序列随机数)与周期性触发信号(TGL，TT)组合的信号用于记录和再现辅助信息，如盘ID信号SC1或密钥信息KY。然而，可在表格中记录代表伪随机数序列与周期性触发信号组合的信号，并且，可查询该表格来取代随机数产生电路23、55、804以及计数器24、60、806。
在以上实施例中，对导入区中凹坑的凹坑宽度进行调制，以便在以凹坑和平面记录代表主信息的数据序列之外，记录代表辅助信息的数据序列。进而，根据本发明，可改变凹坑或标记的记录轨迹，以在各种区域，如用户区中记录代表辅助信息的数据序列。例如，改变凹坑或标记的记录轨迹，以在没有辅助信息的区域中记录代表辅助信息的数据序列，使得难以发现其中记录代表辅助信息的数据的区域。
在以上实施例中，诸如数字音频信号的主信息和诸如盘ID码的辅助信息转换为二进制信号，并且被再现。本发明还可应用于任何各种识别处理，如维特比解码处理。
在以上实施例中，对数字音频信号进行EFM调制并进行记录。然而，本发明还可应用于通过任何各种调制处理，如1-7调制处理、8-16调制处理和2-7调制处理，调制的数字音频信号。
在以上实施例中，所希望的数据被记录为凹坑和平面。然而，本发明还可应用于把希望的数据记录成标记和空白。
在以上实施例中，本发明应用于记录音频信号的紧凑盘及其外围装置。然而，本发明也可应用于诸如视频盘的各种光盘及其外围装置。
工业应用
根据本发明，由于通过预定的周期信号对伪随机数进行调制，因此，即使(在几十个重复周期中)观察几十个伪随机数，也难以估计伪随机数序列的结构。从而，任何试图制造非法拷贝的人发现难以分析和复制其上记录辅助信息的光盘。

Claims (24)

1.一种光盘记录设备，所述设备根据主信息而产生调制信号，其中，所述调制信号的信号电平在为基本周期整数倍的周期上切换，并且，所述设备基于所述调制信号而控制作用到光盘上的光束，以在所述光盘上连续地形成凹坑和平面或标记和空白，所述凹坑和平面或标记和空白的长度用与所述基本周期相应的基本长度的整数倍来表示，其中，基于辅助信息的数据序列通过由伪随机数序列和预定周期信号的组合代表的信号来调制，所述预定周期信号由包括计数器的周期信号产生单元产生，并且，根据调制的数据序列而改变所述凹坑或所述标记的记录轨迹，由此在所述光盘上记录所述辅助信息。
2.如权利要求1所述的光盘记录设备，包括：
第一调制信号产生单元，所述第一调制信号产生单元根据所述主信息而产生第一调制信号，其中，第一调制信号的信号电平在为基本周期整数倍的周期上切换；
第二调制信号产生单元，所述第二调制信号产生单元用基于所述辅助信息的数据序列的信号来调制所述第一调制信号；
记录光束调制单元，所述记录光束调制单元用从所述第二调制信号产生单元输出的信号对所述光束进行调制；以及
向所述光盘作用所述光束的光学系统；
所述第二调制信号产生单元包括：
用于产生伪随机数的伪随机数产生单元；
用于产生所述预定周期信号的所述周期信号产生单元；
辅助信息调制单元，所述辅助信息调制单元利用由来自所述伪随机数产生单元的随机数与来自所述周期信号产生单元的预定周期信号的组合代表的信号而对基于所述辅助信息的数据序列进行调制；以及
调制信号处理单元，所述调制信号处理单元基于来自所述辅助信息调制单元的调制数据序列，对所述第一调制信号进行调制，以改变所述凹坑或所述标记的记录轨迹。
3.如权利要求1所述的光盘记录设备，其中，所述周期信号包括以至少为所述基本周期两倍的周期反相的信号。
4.如权利要求2所述的光盘记录设备，其中，所述周期信号产生单元包括组合多个信号而产生所述周期信号的单元，所述多个信号以至少为所述基本周期两倍的周期反相。
5.如权利要求2所述的光盘记录设备，其中，所述伪随机数产生单元包括线性反馈移位寄存器。
6.如权利要求1所述的光盘记录设备，其中，在与所述凹坑或所述标记的中心相对应的时间上，在与基本相同扩展的周期相对应的位置上改变所述凹坑或所述标记的所述记录轨迹。
7.如权利要求1所述的光盘记录设备，其中，基于所述辅助信息的所述数据序列包括用于识别所述光盘的标识数据序列。
8.如权利要求1所述的光盘记录设备，其中，所述主信息被加密，并记录在所述光盘上，并且，基于所述辅助信息的所述数据序列包括对加密主信息解密所需的数据序列。
9.如权利要求1所述的光盘记录设备，其中，在距与所述凹坑或所述标记的边缘相应的时间预定间隔的时间上，通过改变所述凹坑或所述标记的宽度而改变所述凹坑或所述标记的所述记录轨迹，其中，所述凹坑或所述标记具有等于或大于预定长度的长度。
10.如权利要求1所述的光盘记录设备，其中，根据基于所述辅助信息的数据序列，通过使所述光束作用于所述光盘上的位置在所述光盘的径向方向上位移，而改变所述凹坑或所述标记的所述记录轨迹，其中，通过由伪随机数序列与预定周期信号的组合代表的信号而对所述辅助信息进行调制。
11.如权利要求1所述的光盘记录设备，其中，根据基于所述辅助信息的数据序列，通过改变所述凹坑或所述标记的长度而改变所述凹坑或所述标记的所述记录轨迹，其中，通过由伪随机数序列与预定周期信号的组合代表的信号而对所述辅助信息进行调制。
12.一种光盘记录设备，所述设备根据主信息而产生调制信号，其中，所述调制信号的信号电平在为基本周期整数倍的周期上切换，并且，所述设备基于所述调制信号而控制作用到光盘上的光束，以在所述光盘上连续地形成凹坑和平面或标记和空白，所述凹坑和平面或标记和空白的长度用与所述基本周期相应的基本长度的整数倍来表示，其中，基于辅助信息的数据序列通过由伪随机数序列和预定周期信号的组合代表的信号来调制，所述预定周期信号由包括计数器的周期信号产生单元产生，并且，根据调制的数据序列而局部改变所述光盘的信息记录表面的反射率，由此在所述光盘上记录所述辅助信息。
13.一种在光盘上记录信息的方法，所述方法通过在所述光盘上连续形成凹坑和平面或标记和空白而在所述光盘上记录主信息，其中，所述凹坑和平面或标记和空白的长度用预定基本长度的整数倍来表示，所述方法包括以下步骤：
利用由伪随机数序列和预定周期信号的组合代表的信号来调制基于辅助信息的数据序列，所述预定周期信号由包括计数器的周期信号产生单元产生；以及
根据调制的数据序列而改变所述凹坑或所述标记的记录轨迹，由此在所述光盘上记录所述辅助信息。
14.如权利要求13所述的方法，其中，在距与所述凹坑或所述标记的边缘相应的时间预定间隔的时间上，通过改变所述凹坑或所述标记的宽度而改变所述凹坑或所述标记的所述记录轨迹，其中，所述凹坑或所述标记具有等于或大于预定长度的长度。
15.如权利要求13所述的方法，其中，根据基于所述辅助信息的数据序列，通过使所述光束作用于所述光盘上的位置在所述光盘的径向方向上位移，而改变所述凹坑或所述标记的所述记录轨迹，其中，通过由伪随机数序列与预定周期信号的组合代表的信号而对所述辅助信息进行调制。
16.如权利要求13所述的方法，其中，根据基于所述辅助信息的数据序列，通过改变所述凹坑或所述标记的长度而改变所述凹坑或所述标记的所述记录轨迹，其中，通过由伪随机数序列与预定周期信号的组合代表的信号而对所述辅助信息进行调制。
17.一种在光盘上记录信息的方法，所述方法根据主信息而产生调制信号，其中，所述调制信号的信号电平在为基本周期整数倍的周期上切换，并且，所述方法基于所述调制信号而控制作用到光盘上的光束，以在所述光盘上连续地形成凹坑和平面或标记和空白，所述凹坑和平面或标记和空白的长度用与所述基本周期相应的基本长度的整数倍来表示，所述方法包括以下步骤：
通过由伪随机数序列和预定周期信号的组合代表的信号来调制基于辅助信息的数据序列，所述预定周期信号由包括计数器的周期信号产生单元产生；以及
根据调制的数据序列而局部改变所述光盘的信息记录表面的反射率，由此在所述光盘上记录所述辅助信息。
18.一种光盘再现设备，所述光盘再现设备在向光盘作用光束时检测从光盘产生的返回光束，并且处理其信号电平随着所述返回光束而改变的再现信号，从而再现记录在所述光盘上的数据序列，所述光盘再现设备包括：
时钟再现单元，所述时钟再现单元再现基于所述再现信号的时钟信号；
第一再现单元，所述第一再现单元基于所述时钟信号而识别用于二进制电平的所述再现信号，由此再现记录在所述光盘上的代表主信息的数据序列；以及
第二再现单元，所述第二再现单元基于所述时钟信号而处理所述再现信号中与所述光盘上凹坑或标记的记录轨迹中的变化相应的一部分，由此再现记录在所述光盘上的代表辅助信息的数据序列；
所述第二再现单元包括：
用于输出所述再现信号的检测信号电平的信号电平检测单元；
用于产生伪随机数的伪随机数产生单元；
用于产生预定周期信号的周期信号产生单元；
选择单元，所述选择单元用于改变和选择来自所述伪随机数产生单元的所述伪随机数和来自所述周期信号产生单元的所述预定周期信号的所述信号电平的极性；
平均单元，所述平均单元用于检测和输出所述选择单元的选择结果的平均值；以及
用于识别来自所述信号电平检测单元的检测信号电平的平均值的单元，以便再现代表所述辅助信息的数据序列，
其中，所述周期信号产生单元包括计数器。
19.如权利要求18所述的光盘再现设备，其中，所述伪随机数产生单元包括线性反馈移位寄存器。
20.如权利要求18所述的光盘再现设备，其中，所述选择单元包括根据代表来自所述伪随机数产生单元的所述伪随机数与来自所述周期信号产生单元的所述预定周期信号的组合的信号、选择和输出所述信号电平检测单元的检测信号电平或代表所述检测信号电平的反相的信号的单元。
21.如权利要求18所述的光盘再现设备，其中，所述平均单元包括：
积分单元，所述积分单元对所述选择单元的选择结果进行积分，并输出积分值；
计数单元，所述计数单元计算所述选择单元的选择结果被积分的次数，并且输出计数值；以及
除法单元，所述除法单元用所述计数值除积分值，并输出平均值。
22.如权利要求18所述的光盘再现设备，其中，所述第一再现单元基于表示所述辅助信息的数据序列而停止再现表示所述主信息的数据序列。
23.如权利要求18所述的光盘再现设备，其中，所述第一再现单元基于表示所述辅助信息的数据序列而对表示所述主信息的加密数据序列进行解密。
24.一种光盘再现方法，所述方法在向光盘作用光束时检测从光盘产生的返回光束，并且处理其信号电平随着所述返回光束而改变的再现信号，从而再现记录在所述光盘上的数据序列，所述方法包括以下步骤：
a)再现基于所述再现信号的时钟信号；
b)基于所述时钟信号而识别用于二进制电平的所述再现信号，由此再现记录在所述光盘上的代表主信息的数据序列；以及
c)基于所述时钟信号而处理所述再现信号中与所述光盘上凹坑或标记的记录轨迹中的变化相应的一部分，由此再现记录在所述光盘上的代表辅助信息的数据序列；
所述步骤c)包括以下步骤：
d)输出所述再现信号的检测信号电平；
e)改变和选择伪随机数和预定周期信号的所述信号电平的极性；
f)检测和输出所述步骤e)的选择结果的平均值；以及
g)识别所述步骤d)的检测信号电平的平均值，以便再现代表所述辅助信息的数据序列，
并且其中，对预定周期信号进行计数。
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