CN1299260C - 记录设备、记录介质、播放设备、记录方法和播放方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种记录方法和记录设备，借以使数字数据作为用于调制所述盘上的记号或空间的运行长度限制码被记录在盘上，与此同时，被记录的数据通过使用借助于利用对记号或空间的边缘没有影响的定时来改变记号或空间的形状从而也被记录在同一盘上的密钥数据被加密。本发明还提供一种播放方法和播放设备，用于利用用于解密被再现的数字数据的密钥数据从盘上再现由所述记录方法与/或所述记录设备记录在盘上的数字数据和密钥数据。

Description

记录设备、记录介质、播放设备、 记录方法和播放方法
技术领域
本发明涉及一种记录方法和记录设备，用于使数字数据作为运行长度限制码被记录在盘上，其中利用用于调制盘上的标记或空间的调制数字数据进行所述记录，并且与此同时，记录的数字数据利用密钥数据被加密，所述密钥数据也被记录在同一盘上，其中通过随对标记的边缘或空间没有影响的定时改变标记的形状或空间进行所述记录。此外，本发明还涉及一种播放方法和播放设备，用于利用解密加密的数字数据的密钥数据从盘上再现利用所述记录方法与/或记录设备记录在盘上的数字数据和密钥数据。
背景技术
在公知的小型盘的相关技术中，在完成数据处理之后，对音频数据进行EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)，以便形成一系列的坑，其间的间隔从3T到11T，其中符号T是预定的基本间隔。用这种方式，音频数据或其它信息被记录在小型盘上。
用于从小型盘上播放信号的小型盘播放机向盘发射激光束，并接收由小型盘反射的光。这时小型盘播放机则获得一个具有随接收的光的数量而改变的值的播放信号，并比较播放信号和预定的限幅值，以便利用二进制转换处理把播放信号转换成二进制信号。PLL电路被驱动，以便从二进制信号中提取播放时钟信号。然后使用提取的播放时钟信号按顺序锁存二进制信号，从而产生相应于在小型盘上形成的一系列坑的播放数据，其具有3T到11T的间隔。
然后小型盘播放机通过进行和在记录操作中相反的数据处理对按上述方式产生的播放数据译码。结果，记录在小型盘上的音频数据或其它信息被播放。
为了有效地避免利用通过这种光信息记录介质转录音频数据的转录系统进行非法复制，已经提出了如图1或图2所示的防复制系统。
在图1所示的防复制系统1中的盘生产设备2使用的编码器3使用主密钥KM对要在光盘5上记录的数据D1进行加密处理，然后在光盘5上记录完成加密处理的数据。在另一方面，在播放设备6中使用的译码器7一般使用和盘生产设备2共用的密钥对从光盘5再现的播放数据进行解密处理。然后，遵守MPEG(MovingPicture Expert Group)标准的译码器8处理由解密处理获得的数据。这样，在防复制系统1中，编码器3通过利用和播放设备6共用的预定主密钥对数据D1加密，以便阻止非法复制。
在另一方面，在图2所示的防复制系统10中，数据D1通过利用主密钥KM、对于光盘11是唯一的盘密钥DK、以及对于在光盘11上记录的作品是唯一的标题密钥KT进行加密。详细地说，在盘生产设备12中使用的编码器13通过利用主密钥KM对盘密钥DK进行加密处理，并把完成加密处理的盘密钥DK记录在光盘11上。然后，在盘生产设备12中使用的编码器14通过利用完成加密处理的盘密钥DK对标题密钥TK进行加密处理，并把完成加密处理的标题密钥KT记录在光盘11上。
接着，在盘生产设备12中使用的编码器15通过利用完成加密处理的标题密钥KT对要被记录的数据D1进行加密处理，并把完成加密处理的数据D1记录在光盘11上。盘生产设备12利用主密钥KM作为基准对数据D1进行多重加密处理，并把完成多重加密处理的数据D1记录在光盘11上。
在播放设备16中使用的译码器17通过利用主密钥KM对完成加密处理的盘密钥DK进行解密处理，从而对盘密钥DK译码。在播放设备16中使用的译码器18然后通过利用盘密钥DK对完成加密处理的标题密钥KT进行解密处理，从而对标题密钥KT译码。接着，在播放设备16中使用的译码器19通过利用盘密钥DK对完成加密处理的数据D1进行解密处理。
防复制系统10对于加密和解密处理增加了盘生产者和作品作者的功能位置，以便避免非法复制。
顺便说明，有两种类型的非法复制。第一种类型是对主密钥译码。结果，不法用户便能够通过使用播放设备由非法复制品再现信号，即使是非法复制品是作为盗版而生产的。第二种类型是实际复制在合法光盘上形成的坑的形状。
在基于主密钥的防复制系统中，第一类的非法复制的问题可以通过使得难于对主密钥译码来解决。然而，这种解决办法的缺点是，一旦主密钥被译码，便不再可能避免盘的盗版。此外，这种解决办法对于盗版盘是不适用的，从而产生第二类的非法复制。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，从而提供一种能够有效地阻止非法复制的记录设备、记录方法和播放方法。
按照本发明的一个方面，提供一种记录设备，用于在盘上以交替的坑和岸的形式记录数字主数据，其中通过沿所述坑或所述岸的从第一长度3T到第二长度11T限制的伸展长度方向按照所述数字主数据调制所述坑或所述岸进行所述记录，其中T是时钟信号的基本周期；所述记录设备包括：
用于产生密钥数据的密钥数据产生电路；
加密电路，用于根据由所述密钥数据产生电路产生的所述密钥数据加密所述数字主数据；
坑或岸长度检测电路，用于检测等于或长于所述第一长度3T和第二长度11T之间的第三长度的坑或岸长度；
密钥数据调制电路，用于按照由所述密钥数据产生电路产生的所述密钥数据沿所述坑或所述岸的径向宽度方向调制由所述坑或岸长度检测电路检测到的等于或长于所述第三长度的所述坑或所述岸；以及
记录电路，用于记录在由所述密钥数据调制电路沿所述坑或所述岸的径向宽度方向进行的所述坑或所述岸的调制中使用的所述密钥数据和由所述加密电路加密的数字数据。
按照本发明的另一个方面，提供一种盘形的记录介质，用于在记录轨迹上存储利用预定的密钥数据加密的数字信息，其中通过调制所述每个记录轨迹上的一系列交替的坑或岸进行所述存储，所述盘形的记录介质包括：
节目区，其具有多个通过沿所述坑或所述岸的伸展长度方向对所述坑或所述岸进行调制而记录有所述加密数字信息的所述的记录轨迹；以及
引入区，用于记录埋设在预定长度在第一长度3T和第二长度11T之间的坑或岸中的所述预定密钥数据，其中预定长度在第一长度3T和第二长度11T之间的坑或岸向着宽度方向进行变换，向着该方向扩展或压缩，其中T是时钟信号的基本周期。
按照本发明的另一个方面，提供一种播放设备，用于从盘形记录介质再现密钥数据(DK)和利用所述密钥数据加密的数字主数据，其中，所述数字主数据通过沿坑或岸的从第一长度3T到第二长度11T限制的伸展长度方向对所述坑或所述岸进行调制被记录在所述盘形记录介质的节目区中，并且，所述密钥数据通过沿径向宽度方向对具有所述第一长度3T和第二长度11T之间的第三长度的所述坑或所述岸进行调制被记录在所述盘形记录介质的引入区中，其中T是时钟信号的基本周期；所述播放设备包括：
播放装置，用于再现包括分别来自所述引入区的密钥数据和记录在所述节目区上的数字主数据的信息；
解调装置，用于解调包括分别来自节目区和所述引入区的所述数字主数据和所述密钥数据的信息；以及
检测装置，用于检测具有第一长度3T和第二长度11T之间的第三长度的坑或岸，并用于生成所述密钥数据；
解密装置，用于利用由所述检测装置供给的所述密钥数据解密由所述解调装置供给的所述数字主数据。
按照本发明的另一个方面，提供一种用于在盘上以交替的坑或岸通过按从第一长度3T到第二长度11T限制的伸展长度方向按照所述数字主数据调制所述坑或所述岸记录数字主数据的方法，其中T是时钟信号的基本周期；所述记录方法包括以下步骤：
产生密钥数据；
根据所述密钥数据加密所述数字主数据；
坑或岸长度检测电路检测等于或长于所述第一长度3T和第二长度11T之间第三长度的坑或岸长度；以及
通过按照所述密钥数据沿所述坑或所述岸的径向宽度方向调制由所述坑或岸检测电路检测到的等于或长于所述第三长度的所述坑或所述岸记录所述密钥数据，并通过按照所述数字主数据沿所述坑或所述岸的伸展长度方向调制所述坑或所述岸记录根据所述密钥数据加密的数字数据。
按照本发明的另一个方面，提供一种播放方法，用于从盘形记录介质再现密钥数据和利用所述密钥数据加密的数字主数据，其中：
所述数字主数据通过沿坑或岸的从第一长度3T到第二长度11T限制的伸展长度方向调制所述坑或所述岸被记录在所述盘形记录介质的节目区中，其中T是时钟信号的基本周期；以及
所述密钥数据通过沿径向宽度方向调制具有所述第一长度3T和第二长度11T之间第三长度的坑或岸被记录在所述盘形记录介质的引入区中，
所述播放方法包括以下步骤：
用播放装置再现包括分别来自所述引入区的密钥数据和记录在所述节目区上的数字主数据的信息；
用解调装置解调包括分别来自节目区和所述引入区的所述数字主数据和所述密钥数据的信息；
用检测装置检测具有第一长度3T和第二长度11T之间的第三长度的坑或岸，并生成所述密钥数据；以及
用解密装置使用由解调所述信息得到检测装置供给的所述密钥数据解密由解调装置供给的所述数字主数据。
附图说明
图1是相关技术的防复制系统的一个例子的整体方框图；
图2是相关技术的防复制系统的另一个例子的整体方框图；
图3是本发明提供的防复制系统的第一个的整体方框图；
图4是本发明提供的防复制系统的第二个的整体方框图；
图5是本发明提供的盘记录设备的整体方框图；
图6是图5的盘记录设备中使用的保密器的具体结构的方框图；
图7是在图6所示的多个保密器中设置的初始值表；
图8A是解调的数据D3的定时图；
图83是在时间轴上进一步扩展的解调的数据D3的定时图；
图8C是通道时钟信号CK的定时图；
图8D是帧时钟信号FCK的定时图；
图8E是控制数据SC1的定时图；
图9是由本发明提供的控制数据SC1的结构；
图10是在图5所示的盘记录设备中使用的第二调制电路47的方框图；
图11A是调制的数据D3的定时图；
图11B是从调制的数据D3中提取的通道时钟信号CK的定时图；
图11C是借助于显示电路7作为显示调制数据D3的结果而获得的被显示的信号D3D的定时图；
图11D是专用的逻辑和信号MS1的定时图；
图11E是作为在调制的数据D3的上升定时锁存专用逻辑和信号MS1的结果而获得的信号MSH的定时图；
图11F是作为使信号MSH延迟一个预定延迟时间而获得的延迟信号MSHD的定时图；
图11G是通过大于7T的检测电路67检测的检测脉冲SP的定时图；
图11H是调制脉冲MMP的定时图；
图11I是利用控制数据SC1作为调制被调制数据D3的结果而获得的调制数据S3的定时图；
图12是在图10所示的第二调制电路中使用的大于7T的检测电路的方框图；
图13是由图5所示的盘记录设备产生的双层光盘26的拆开的透视图；
图14是图13所示的双层光盘的截面图；
图15A是图13所示的光盘上的低密度层上产生的坑的形状的模型图；
图15B是图13所示的光盘上的高密度层上产生的坑的形状的模型图；
图16是用于从图13所示的光盘上再现信息的播放设备的方框图；
图17是在图16的播放设备中使用的检测单元91的方框图；
图18A是解调数据BD的定时表；
图18B是沿时间轴方向扩展的解调数据BD的定时表；
图18C是通道时钟信号的定时图；
图18D是清除脉冲FSET的定时表；
图18E是设置脉冲FSET的定时表；
图19A表示在第一实施例提供的盘上产生的坑的形状；
图19B表示在第二实施例提供的盘上产生的坑的形状；
图19C表示在第三实施例提供的盘上产生的坑的形状；
图19D表示在第四实施例提供的盘上产生的坑的形状；
本发明从下面结合附图对一些优选实施例进行的详细说明将更加清楚。
具体实施方式
图3是利用本发明的第一实施例实现的防复制系统111的信息传递通道的总体方框图。如图所示，防复制系统111包括盘生产设备112，光盘119，和播放设备124。在盘生产设备112中，要被记录的数字音频数据D1由数据发生器114产生，数据发生器114产生一般被记录在介质例如主带上的原始数据。由数据发生器114产生的数字音频数据D1利用由主密钥发生器115产生的主密钥KM被加密器(加密装置)113加密，并被记录在光盘119的节目区中。在另一方面，由主密钥发生器115产生的主密钥KM被调制器116调制，并被记录在光盘119的引入区中。为了更加具体地说明，调制器116选择一个具有至少一个预定值的长度的坑，或在光盘119上产生的一系列坑当中选择一个较大的坑，并在光盘119上记录主密钥KM，其中使选择的坑的宽度以这种方式改变，使得在播放操作时难于对主密钥译码。
沿坑宽度方向(坑横向)调制的一种技术在申请日为1997，12，18的日本专利公开No.Hei.9-348387描述了。这一文件被本发明人包括在本说明中作为参考。沿坑宽度方向调制的技术将在后面详细说明。
在播放设备124中，记录在光盘119中的引入区中的被调制过的主密钥被再现。从光盘119的引入区再现的调制过的主密钥KM被解调器120解调，并使其恢复为原始主数据KM。从光盘119的节目区再现的加密数据根据由解调器120进行的解调而获得的主密钥KM被解密器122解密。解密的结果得到原始数据D1，然后，由译码器123对其进行预定的译码处理。
图4是由本发明第二实施例实现的防复制系统的信息传递通路20的方框图。第二实施例与第一实施例的区别在于，在第二实施例的情况下，提供多个具有互不相同的加密技术的加密器(加密装置)；使用加密器识别数据(加密装置识别数据)在多个加密器当中规定特定的加密器；利用加密器识别数据选择的特定的加密器利用盘密钥DK加密要被记录在光盘26的节目区中的数据；并且盘密钥DK和加密器识别数据在被记录进光盘26的引入区之前被进行预定的调制。
在信息传递通路20中，盘生产设备21对选择电路23提供数字音频信号D1，以便使其通过由加密器识别数据SID选择的加密器25A到25X中的一个。加密器25A到25X被设置以不同的方式根据共用盘密钥DK进行加密处理，从而产生加密的数字音频信号D1。
加密器识别数据SID是用于选择以互不相同的方式进行加密处理的加密器25A到25X中的一个的识别数据。这就是说，加密器识别数据SID是用于识别进行加密处理的方式的数据。盘密钥DK由用于进行加密的数据构成。加密器识别数据SID，盘密钥DK和后面要说明的初始指针PIV对于每个光盘26一般由盘生产者和盘制造者按照预定的选择基准被随机地产生。盘生产设备21利用在上述的加密器25A-25X当中选择的加密器对数字音频信号D1进行加密处理(加密)，并在光盘26上记录由选择的加密器输出的数据。
盘生产设备21也以后面要说明的这种方式在光盘26上记录加密器识别数据SID和盘密钥DK，使得其难于被译码。在在光盘26上记录数字音频数据D1的操作中，盘生产设备21按顺序形成一系列的坑，其中按照由加密器25A到25X输出的数据改变坑的长度和坑的间隙。坑的长度和坑的间隙中的每个包括等于预定的基准间隔的多个单位。因而，坑长度或坑间隙通过分别改变构成长度和间隙的单位的数量而改变，并把数字音频信号D1记录在光盘26上。盘生产设备21从用这种方式形成的一系列坑中选择大于预定长度的坑，并利用对在播放操作期间检测的坑的边缘位置上的信息没有影响的定时改变选择的坑的宽度。结果，就难于译码记录在光盘26上的加密器识别数据SID和盘密钥DK。
在另一方面，在播放设备27中，检测单元28检测用于解调加密器识别数据SID和盘密钥DK的播放信号的电平。然后，盘密钥DK通过分别相应于在盘生产设备21中使用的加密器25A到25X的多个解密器29A到29X被用于解密播放数据。加密器识别数据SID被用于驱动选择电路30，以便选择由加密器识别数据SID规定的解密器29A到29X当中的一个输出的解密的结果，作为从操作中得到的再现的数据，从而播放在光盘26上记录的数字音频信号D1。
图5是在光盘26的制造中使用的光盘记录设备40的方块图。在由本实施例提供的光盘26的制造过程中，在完成由光盘记录设备40进行的曝光处理的盘原始板42被显影之后，通过电铸造工艺制造母盘。然后，利用这个母盘形成信息记录表面。
盘原始板42一般利用光敏材料涂敷平面玻璃底片制成。主轴电机43在由主轴伺服电路执行的控制下驱动盘原始板42转动。此时，安装在主轴电机43的底部的FG信号发生器输出由符号FG表示的FG信号，其对于每个预定的转角具有一个上升的电平。主轴伺服电路44以这样的方式驱动主轴电机43，使得FG信号FG的频率等于预定频率。用这种方式，盘原始板42在恒定的线速度下被驱动旋转。
一般由气体激光器实现的记录激光器45发射具有预定光量的激光束L。一般由电声光学器件实现的光调制器46按照由第二调制电路47对其提供的调制信号S3接通和断开激光束L。
反射镜48使激光束L的光路弯曲，向盘原始板42发射激光束L。物镜49在盘原始板42的记录表面上聚焦通过反射镜48发射的光。反射镜48和物镜49由图中没有示出的螺纹机构沿径向方向和盘原始板42的旋转同步地按顺序移动。结果，在光盘记录设备40中，激光束L的焦点位置向着盘原始板42的最外圆周按顺序移动，从而在盘原始板42上形成呈螺旋形状的轨迹。与此同时，代表调制的信号S3的一系列坑沿着轨迹产生。
加密电路51包括加密器(SC)25A-25X，和以前参照图4所述的选择电路23。加密电路51加密数字音频信号D1，输出加密的信号D2。数字音频信号D1作为串行数据，即，作为在以2.8224MHz的采样频率采用之后的1位量化的结果而获得的1位数字音频信号，这个值是对于普通数字音频信号的采样频率44.1KHz的64倍之多，被提供给加密电路51。图6是加密器25A的结构的方框图。如图所示，加密器25A包括位移寄存器55和异或电路56，57。位移寄存器55包括预定数量的锁存电路，其彼此相连而形成包括和锁存电路那样多的级的串联电路。锁存电路按照用作定时基准的通道时钟信号CK工作。异或电路56输入由位移寄存器55输出的数据和数字音频数据D1，从而输出异或逻辑和数据D2。异或电路57在位移寄存器55的预定的级向位移寄存器55的第一级回馈关于锁存电路输出的数据的异或逻辑和数据。对于在盘原始板42上的用于记录数字音频信号D1的每个扇区，加密器25A的位移寄存器55含有来自第一到第k级的盘密钥DK，和从后面的第(k+1)级到最后级的初始值IV。盘密钥DK的长度为k位，而初始值IV的长度是r位，在本实施例的情况下，r是16。
其它的加密器25B到25X的结构和加密器25A相同，除去位移寄存器55这级输出到异或电路57的数据和初始值IV之外。事实上，输出到异或电路57数据和初始值IV的位移寄存器55的该级随加密器而改变。借助于使输出到异或电路57数据和初始值IV的位移寄存器55的该级随加密器而改变，使得进行加密处理的的方式也随加密器而不同。这样，加密器25A到25X以互不相同的方式利用盘密钥DK和取作基准的初始值IV加密数字音频信号D1，从而能够输出具有互不相同的逻辑值的信号D2。
每个和1位的初始值指针PIV相关的初始值IV是如图7所示的16位的数值数据。每个初始值IV被分配给加密器25A到25X中的一个。这样，加密器25A到25X能够在它们当中保持随机性。此外，在输入的数字音频数据D1包括0的连续的逻辑值的情况下，可以输出根据随机逻辑电平进行的加密处理的结果D2。
如上所述，在加密电路51中，数字音频信号D1在由加密器识别数据SID从被指定输出互不相同的加密处理结果的加密器25A到25X当中选择的加密器中进行加密处理。
在对由加密电路51输出的数据D2和由图中没有示出的子码发生器提供的子码数据附加错误校正码之后，调制电路52进行交错处理。对数据D2还进行根据预定的调制技术而进行的调制，从而产生调制数据D3，其具有范围在3T到11T的重复的信号电平上升和下降沿，其中T是时钟信号CK的基本周期。应当注意，3T是在播放设备的光学系统中在足以实用的范围内沿坑串行方向能够抑制内码干扰的最小间隔。TOC(内容表)数据，即，用于控制由图中未示出的系统控制电路提供的数字音频信号D1的数据也以要被记录在光盘26的引入区中的相同的方式被调制。
如图8A到8E所示，调制电路52和如图8C所示的预定信道时钟信号同步地产生如图8A和8B所示的调制数据D3。此时，调制电路52以利用把通道时钟信号CK取为基准而选取的预定间隔在产生的调制数据D3中插入帧同步信号。这样，调制数据D3利用把同步帧取作一个单位以帧的结构构成。调制电路52还产生如图8D所示的以帧同步开始的定时经过一个时钟周期增加信号电平的帧时钟信号FCK。后面要被说明的光盘记录设备40的第二调制电路47根据例如盘密钥DK的信息利用这一帧时钟信号FCK作为定时基准处理图8E的控制数据SC1。
图5所示的第二调制电路47使用控制数据SC1调制由调制电路52输出的调制数据D3，从而根据所谓的双调制信号产生调制信号S3。
图9是表示控制数据SC1的格式的图。如图所示，控制数据SC1包括盘密钥DK、加密器识别数据SID、初始指针PIV和具有16位长度的错误校正码CRC(Cyclic Redundancy Check)。这些数据段按照预定的规则被随机地布局，使得难于对其译码。
控制数据SC1在随后的周期内利用在相应于光盘26的引入区的间隔期间取作基准的帧时钟信号FCK以每帧1位的低的传递速度被提供给第二调制电路47。与此相反，在相应于光盘26的节目以及引出区的间隔期间，停止对第二调制电路47提供控制数据SC1的操作。
图10是详细表示第二调制电路47的方块图。在第二调制电路47中使用的同步检测电路61从调制数据D3中检测帧同步，输出帧时钟信号FCK。
图11A和11B表示第二调制电路47的操作的定时图。如图所示，PLL电路62从图11A所示的调制数据D3中再现图11B所示的通道时钟信号CK，作为图11B所示的输出信号。
M序列产生电路63包括多个相互串联的触发器电路和异或电路。在这些触发电路中利用帧时钟信号FCK作为定时基准设置初始值之后，设置的初始值被和通道时钟信号CK同步地按顺序传递并以串联触发电路的预定间隔回馈，从而产生随机数据MS，这就是说，等于逻辑值0和1的M序列数据以相等的几率随机地出现。结果，在每一帧的时间内M序列数据MS由M序列数据产生电路63作为重复相同图形的伪随机数序列被输出。
异或电路64输入M序列信号MS和控制数据SC1，用于输出图11D所示的异或逻辑和信号MS1。当控制数据SC1具有逻辑值0时，异或电路64产生具有和M序列信号MS相同逻辑电平的异或逻辑和信号MS1。在另一方面，当控制数据SC1具有逻辑值1时，异或电路64产生具有和M序列信号MS相反逻辑电平的异或逻辑和信号MS1。用这种方式，异或电路64在1帧的时间间隔期间利用M序列随机数调制被分配给1位数据的控制数据SC1。
触发电路65利用图11E所示的调制数据D3的上升沿的定时锁存异或逻辑和信号MS1。在本实施例中，调制信号S3响应调制信号D3的上升沿产生一个上升的信号电平。在调制信号S3的信号电平上升的期间，在盘原始板42上产生坑。用这种方式，触发电路65利用每个坑的前沿的定时采样异或逻辑和信号MS1的逻辑电平，并把采样结果保持到相应于相继坑的前沿。
延迟电路66延迟被锁存在触发电路65中锁存的数据MSH一个预定的时间间隔，以便输出图11F所示的延迟的信号MSHD。延迟间隔是由大于7T的检测电路67为进行处理所需的时间间隔，即大约通道时钟信号CK的5个时钟的时间间隔。
大于7T的检测电路67检测调制数据D3的脉冲宽度。当相当于或大于至少7T的时间间隔的调制数据D3的脉宽被检测到时，大于7T的检测电路67输出具有脉宽等于1个通道时钟宽度的检测脉冲SP，如图11G所示。
如图12所示，大于7T的检测电路67包括以8级提供的用于和通道时钟信号CK同步地从一级到一级按顺序锁存并传递调制数据D3的8个锁存电路68A-68H。
AND电路69输入由锁存电路68A到68H如其结构那样并行地输出的锁存信号，除去由最后一级锁存电路68H输出的信号在输出之前被反向之外。AND电路69产生代表由锁存电路68A-68H输出的信号的逻辑积的信号。用这种方式，AND电路69仅当AND电路69收到作为一个逻辑0和7个逻辑1的序列的调制数据D3时，即，仅当产生具有等于或大于7T的间隔的坑时，其中T是调制数据D3的基本周期，才和通道时钟信号CK同步地输出上升到逻辑值1的逻辑积信号。
锁存电路70锁存由AND电路69产生的逻辑积信号，用于输出检测脉冲SP。
图10所示的AND电路输入检测脉冲SP和由延迟电路66产生的延迟信号MSHD，输出代表检测脉冲SP和延迟信号MSHD的逻辑积的信号。
借助于由AND电路72输出的信号的触发，单稳态多谐振荡器(MM)73输出具有小于通道时钟信号CK的一个周期的预定脉冲宽度的图11H所示的调制脉冲MMP。应当注意，脉冲宽度被设置为一个这样的值，使得当激光束L的照射暂时被调制脉冲MMP停止时，在盘原始板42上产生的光盘上的坑的宽度由于照射的暂时停止而减少大约平均坑宽度的10％。
延迟电路76延迟调制数据D3一个大约等于5个时钟的时间间隔，输出如图11C所示的延迟的解调数据D3D。图11所示的延迟的调制数据D3D被提供给异或电路77，以便输出延迟的调制数据D3D和调制脉冲MMP的异或逻辑和信号。异或电路77通过利用控制数据SC1产生异或逻辑和信号作为由调制调制数据D3而获得的调制信号S3，如图11I所示。
延迟单元76的延迟时间被设置在这样的一个值，使得对于宽度等于或大于7T间隔的坑，在播放操作中检测的该坑的边缘的位置上的信息不被由调制脉冲MMP引起的坑的宽度的变化所影响。具体地说，上述的延迟单元76的延迟时间被设置在这样一个值，使得利用与上升沿定时分开一个预定时间间隔的定时使相应于调制脉冲MMP的调制的信号S3的逻辑电平发生转换。在本实施例中，这一定时被这样设置，使得调制脉冲MMP的上升沿与相关的调制数据D3D的上升沿延迟一个大约等于3T的时间间隔。此外，通过对于具有7T或更大的间隔的宽度的坑产生调制脉冲MMP，调制脉冲MMP的下降沿超前相关的调制数据D3D的下降沿至少大约3T或更大的时间间隔。
图13是由盘原始板42生产的光盘26的拆开的透视图，其是通过如上所述在其上记录数字音频信号D1而形成的。光盘26通过在盘板26A、26B上分别形成预定的反射膜78A、78B，然后使盘板26A、26B互相叠在一起，并最后粘结上保护膜而形成，如图14所示。
假定保护膜79面向上侧，从而使保护膜71和盘板26A分别用作光盘26的上下层。在这种情况下，粘结在盘板26A上的保护膜78A由具有波形选择特性的反射膜制成。具体地说，反射膜78A对于具有650nm波长的激光束L1呈现高的反射率，作为反射膜78A的信息记录表面。在另一方面，相对于作为反射膜78B的信息记录表面具有780nm波长的激光束L2，反射膜78A呈现光透射特性。这样，通过从光盘26的下层盘板26A发射分别具有650nm和780nm波长的激光束L1和L2，可以收到由反射膜78A和78B反射的光。
盘板26A、26B由透明树脂例如聚碳酸酯利用压模通过注入模制而成。每个盘板26A和26B的厚度被设置为等于小型盘的厚度的1/2。
用于制造下层盘板26A的压模由母盘产生，母盘通过在完成由光盘生产设备40进行的曝光处理的盘原始板42被显影之后采用电铸技术制成。
在另一方面，用于制造上层盘板26B的压模通过处理和分配给下层盘板26A的数字音频信号D1相同的源以和常规小型盘相同的格式形成。即，由在采样噪作之后以44.1kHz的采样频率多位量化的数字音频信号在被记录在压模上之前被进行EFM调制，以便制造上层盘板26B。
结果，光盘26可被安装在常规的小型盘播放机上，用于接收由上层反射膜78B发射的光，并允许播放机处理发射的光，以便再现具有和数字音频信号D1内容相同的音频信号。此外，在下层反射模78A上以比上层反射模较高的密度形成一系列的坑。一种专用的播放设备能够处理从下层反射模78A获得的播放信号，从而再现和从上层反射模78B再现的音频信号相比具有高的音质的数字音频信号D1。
图15A和15B是分别表示彼此面对的上层反射模78B的放大的部分和下层反射模78A的放大的部分的图。图15A所示的上层反射模78B仅仅作为代表音频数据的坑和岸的重复而形成，每个坑的长度等于通道时钟信号CK的时钟周期的整数倍，即基本周期的整数倍。在另一方面，在下层反射模78A上，形成其长度至少相应于或大于7T的间隔的每个坑，从而具有在与坑的前沿分开等于3T的预定距离L的位置，按照图9所示的控制数据SC1而局部减少的坑的宽度，如箭头a所示。即，控制数据SC1作为这一减少的坑的宽度而被记录。
图16是用于从按上述制造的光盘26再现播放信号的专用播放设备27的方框图。在这种播放设备27中，主轴电机M驱动光盘26在由伺服单元81控制的恒定线速度下旋转。
光学拾取器P向光盘26发射波长为650nm的激光束，从而获得由光盘26的下层反射模78A反射的光。然后，光学拾取器P产生具有随反射光的数量而改变的电平的播放信号RF。播放信号RF的电平按照在上述的光盘26的反射模78A上形成的坑的宽度而改变。即，因为坑的宽度被局部减少大约为光盘26上的平均坑宽度的10％，播放信号的电平由于这一减少的坑的宽度而改变。因为坑的宽度在和坑的前沿隔开的位置被减少，被减少的坑的宽度对前沿定时没有影响。结果，播放信号RF经过二进制识别的基准电平的定时被维持，从而给出和具有未被减少的宽度的坑相同的播放信号的定时。放大器电路82在以预定的增益放大之前对播放信号RF进行整形，从而产生放大的播放信号RF。二进制转换单元83对放大的播放信号RF根据预定的基准电平进行二进制转换，将播放信号RF转换成二进制数据信号BD。即使在光盘26上的坑宽度被局部减少大约10％，坑宽度的减少不会使二进制信号BD减少。
PLL电路84利用被取作定时基准的二进制数据信号BD进行操作，从而再现播放信号RF的通道时钟信号CCK。
EFM解调单元85利用这通道时钟信号CCK作为定时基准按顺序锁存二进制数据信号BD，从而对于由光盘记录设备产生的调制数据D3再现播放数据。在把播放数据解调成为EFM信号之后，EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)解调单元85进一步按照单位确定解调数据，每个单位包括以帧同步作为基准的的预定数量的坑。然后，按照包括预定数量的坑的单位确定的数据在被提供给ECC(错误校正码)检测器86之前被进行解交错处理。
在收到由EFM解调单元输出的数据并将其存储在RAM(随机存储器)单元87之后，ECC译码器86通过从RAM单元87中按预定顺序读出数据对数据进行解交错处理。ECC译码器86通过利用附加于播放数据的错误校正码对这一输出数据进一步进行错误校正处理。结果，ECC译码器86再现相应于由光盘记录设备40产生的调制数据D2的播放数据。
解密单元88包括解密器(DSC)29A-29X和以前参照图4所述的选择电路30。解密单元88解密由ECC译码器86产生的播放数据，产生解调的数字音频信号D1。解密器29A-29X和加密器25A-25X成对地构成如上面参照图6所述。解密器29A-29X通过利用由系统控制单元89为每个扇区设置的初始值IV和盘密钥DK进行操作，以便解密播放数据。选择电路30选择由相应于由系统控制单元89输出的加密器识别数据SID规定的加密器25A-25X中的一个的解密器29A-29X输出的解密结果中的一个，输出解密处理的结果。
转换器90输出由解密单元88以预定格式产生的数字音频信号D1。
系统控制单元89由计算机实现，用于控制播放设备27的操作。当光盘26被安装在播放设备27上时，系统控制单元89控制其整个操作，使得访问光盘26上的引入区，从而获得例如记录在引入区内的TOC(Table of Contents)数据。
与此同时，系统控制单元89获得加密器识别数据SID，初始指针PIV和由检测电路91检测的盘密钥DK，并使用加密器识别数据SID和盘密钥用于在操作中控制解密单元88的操作，以便在引入区后面的光盘26上的节目区播放信号。
系统控制单元89转换选择电路30的接点，使得选择由获得的加密器识别数据SID识别的解密器的特定的输出。用这种方式，使由ECC译码器86输出的数据处于解密状态下。获得的盘密钥DK被提供给解密器29A-29X中的每一个。
此外，系统控制单元89使用获得的初始指针PIV取出和初始指针PIV相关的初始值IV，并存储在设置在系统控制器89中的存储器中。初始值IV在操作中被提供给解密单元89，以便从节目区播放信号。
检测单元91检测由放大电路82输出的播放信号SF中的控制数据SC1，并把加密器识别数据SID、初始指针PIV和从控制数据SC1中提取的盘密钥DK提供给系统控制单元89。
图17是表示检测单元91的方框图。在检测单元91中使用的同步图形检测电路93利用图18C的通道时钟信号CCK作为定时基准按顺序锁存图18A和B所示的二进制数据信号BD，并通过判断相继的逻辑值检测帧同步。此外，同步图形检测电路93在图18E所示的帧开始使用检测的帧同步作为定时基准用于产生在通道时钟信号CCK的一个周期期间信号电平上升的一组脉冲FSET，并用于产生在跟随所述图18D所示的组脉冲FSETD的周期的通道时钟信号CCK的一个周期期间信号电平上升的清除脉冲FCLR。
坑检测电路94具有和图10所示的光盘记录设备40中使用的大于7T的检测电路67相同的结构。坑检测电路94利用通道时钟信号CCK作为用于检测相应于具有等于或大于至少7T的间隔的长度的坑的二进制数据信号BD的定时基准接收向其传递的二进制信号BD。此外，坑检测电路94产生并输出其信号电平在检测的坑的开始的时刻上升的信号PT。此外，坑检测电路94在信号PT的上升沿后面滞后一个预定的时间间隔的其上升沿输出门控信号CT。应当注意，该门控信号CT和在光盘记录设备40中使用的第二调制电路47中产生的调制脉冲MMP是成对的。不过，门控信号CT和调制脉冲MMP的区别在于，前者的电平在具有等于或大于至少相应于7T的间隔的长度的坑上升。
装在M序列产生电路95中的只读存储器内的位置的地址通过由同步图形检测电路93提供的清除脉冲FCLR初始化。此后，通过通道时钟信号CCK使地址按顺序增加。与此同时，在地址中的数据被按顺序访问，从而产生相应于由光盘记录设备40产生的M序列信号的M序列信号。此外，M序列产生电路95利用由坑检测电路94提供的上升信号PT作为定时基准锁存并输出M序列信号。这样，在利用具有相应于至少等于或大于7T的间隔的长度的坑的起点定时锁存M序列信号之后，M序列产生电路95输出M序列锁存信号MZ，其保持锁存的逻辑电平直到具有相应于至少等于或大于7T的长度的下一个坑的起点。
模拟/数字(A/D)转换电路97利用通道时钟信号CCK作为定时基准把模拟播放信号RF转换成为8位的数字播放信号。极性反向(-1)电路98使数字播放信号的极性方向并将其输出。
选择器99按照由M序列产生电路95输出的M序列锁存信号MZ选择由A/D转换电路97对其直接提供的数字播放信号或由极性反向电路98使极性反向的数字播放信号。具体地说，如果M序列锁存信号MZ具有逻辑值1，则选择器99选择由A/D转换电路97对其直接提供的数字播放信号并将其输出。在另一方面，如果M序列锁存信号MZ具有逻辑值0，则选择器99选择由极性反向电路98使其极性反向的数字播放信号。结果，选择器99便允许产生由M序列信号MS利用多值数据调制的控制数据SC1的逻辑电平。即选择器99根据多值数据输出播放数据RX。
16位的数字加法器100把播放数据RX和由累加器(ACU)101输出的数据AX相加，将和回馈给累加器101。累加器101由16位的存储器实现，用于存储由加法器100输出的数据。因为存储在累加器101中的数据被回馈给加法器100，累加器101便和加法器100一起形成累加的加法器。在累加器101的内容被清除脉冲FCLR清除之后，由加法器100输出的数据利用由门控信号CT确定的定时被存储在累加器101中。结果，加法器100累加由选择器99输出的播放数据RX的逻辑值并且累加器101输出累加的值AX。
在坑计数器102的内容也被清除脉冲FCLR清除之后，坑计数器102对门控信号CT计数。即坑计数器102对坑的数量计数，其播放数据RX在累加器101中累加，并输出计数值NX。
除法电路103由计数值NX除由累加器101输出的值，从而求得由选择器99产生的播放数据RX的逻辑值的平均值。二进制转换单元104通过利用预定的基准值把由除法电路103输出的播放数据BX转换为二进制数据，在设置脉冲FSET上升的定时产生二进制控制数据SC1。用这种方式，由选择器99再现的控制数据SC1的播放数据RX被转换为控制数据SC1。
ECC电路105通过利用附加于控制数据SC1的错误校正码对控制数据SC1进行错误校正处理，向系统控制单元89输出被分配给控制数据SC1的加密器识别数据SID，初始指针PIV和盘密钥DK。
利用上述结构，盘生产设备21在由本实施例提供的光盘26的制造处理期间按照加密器识别数据SID规定加密器25A-25X中的一个，以便确定图4所示的加密处理的类型。然后，作为根据盘密钥DK、设置在加密器25A-25X中的一个信息段进行加密处理的结果而获得的加密的数字音频信号D1被记录在光盘26中。此外，在光盘26的引入区的坑的长度相应于至少等于或大于7T的间隔的情况下，通过利用例如盘密钥DK和加密器识别数据SID调制坑的宽度，以便以这样的方式记录例如盘密钥DK和加密器识别数据SID的信息，使得被记录的盘密钥DK和加密器识别数据SID难于被译码。
然后，播放设备27以这样的方式再现例如已经记录在光盘26上的盘密钥DK和加密器识别数据SID的信息，使得这些信息难于被译码，并使用再现的盘密钥DK和加密器识别数据选择解密器29A-29X中的一个，并因而确定解密处理的类型，以便通过利用盘密钥DK对数字音频数据D1进行解密处理。
即，在光盘26的制造程中，图5所示的光盘记录设备40通过以下步骤来制造光盘26：首先以2.8224MHz的采样频率进行采样，然后通过利用具有高音质的进行1位量化的数字音频信号D1对盘原始板42进行序列曝光处理制造母盘，最后由母盘制造光盘。
在盘原始板42的曝光处理中，加密电路51对数字音频数据D1通过利用具有k位长度的数据盘密钥DK和具有如图9所示的r位长度的初始值IV按照由通过加密器识别数据SID选择的加密器25A-25X中一个确定的加密处理方法进行序列加密处理。对于每个扇区都设置盘密钥数据DK和初始值IV。加密的数据和由一个系统加密器进行加密处理而获得的数据相比难于被译码。此外，加密器25A-25X的初始值IV由图7所示的互不相同的初始指针PIV指示。结果，数据被用这种方式被加密，使得难于识别哪一个加密器已被使用进行过加密处理。此外，初始值IV产生均匀的数字音频信号D1，其中包括在加密处理中根据随机的逻辑值要被处理的连贯的逻辑值0，以便产生加密处理结果D3。
作为按照图5所示的这种方式进行的加密处理的结果而获得的数字音频信号D2被提供给调制电路52，以便在交错处理之前对信号D2附加字码数据和错误校正码。完成交错处理的数据然后被提供给预定的调制系统，以便被转换成调制数据D3。
产生调制数据D3使其具有重复的信号电平上升与下降沿，其范围在3T到11T之间，其中T是数值信号CK的基本周期，范围的低限3T大于可以沿坑串行方向在播放设备的光学系统中足以实用的范围内抑制码间干扰的最小间隔，此外，帧同步信号以图8B所示的预定的间隔被插入调制数据D3中，以便产生具有用作一个单位的同步帧的帧结构中的数据D3。
由根据用这种方式产生的数字音频信号D1调制得到的调制的数据D3通过图10所示的第二调制电路47作为调制信号S3被提供给光调制器46。关于引入区，由根据代替数字音频信号D1的TOC数据串调制得到的调制数据D3通过如图7所示的第二调制电路47作为调制信号S3被提供给光调制器46。
结果，光调制器46被调制信号S3驱动，从而和TOC的数据串一道在盘原始板42上作为每个具有等于相应于通道时钟信号CK的一个周期的基本单位的整数倍的长度的重复分坑和岸记录数字音频信号D1。
在把调制数据D3转换为调制信号S3的处理中，产生调制信号S3，其在引入区之外的区域表示调制数据D3的信号电平，如15A所示，在另一方面，通过局部地从高逻辑电平到低逻辑电平或与之相反转换调制数据D3的逻辑电平产生调制信号S3，如图15B所示。这样，在形成在盘原始板42上的一系列坑中产生具有局部窄的宽度的坑。结果，坑的宽度被局部地调制，以便在盘原始板42上记录包括如图9所示的盘密钥DK、加密器识别数据SID、初始指针PIV和16位的错误校正码CRC的控制数据SC1。
这就是说，包括图9所示的盘密钥DK、加密器识别数据SID、用于识别初始值IV的初始指针PIV和随机分布在其中的错误校正码CRC的控制数据SC1作为具有被分配给一帧一位的低频的二进制数被提供给第二调制电路47。
在图10所示的第二调制电路47中使用的M序列产生电路63产生在每帧期间和通道时钟信号CK同步地重复的M序列的随机数数据MS。异或电路64产生M序列随机数数据MS和控制数据SC1的异或逻辑和。这样，控制数据SC1被随机数数据MS调制。因为逻辑值1和逻辑值0在M序列的随机数中以相等的概率出现，控制数据SC1被调制成异或逻辑和信号MS1，其中逻辑值1和逻辑值0也以相等的概率出现。结果，控制数据SC1以这种方式被记录在光盘26上，使得难于对控制数据SC1译码。
此外，触发电路65在相应于每个坑的边缘的调制数据D3的上升沿锁存异或逻辑和MS1。此外，等于或大于7T的检测电路67检测相应于具有相应于至少等于或大于7T的间隔的长度的坑的调制数据D2的逻辑电平的上升沿，其中T是基本周期。AND电路72选择在触发电路65中相应于由大于7T检测电路检测的逻辑电平的上升定时而锁存的结果。单稳多谐振荡器73被AND电路72输出的信号驱动。结果，调制数据D2的逻辑电平由异或电路77中的单稳多谐振荡器73输出的信号被按照逻辑从逻辑值0转换为逻辑值1或与之相反。
这样，控制数据SC1利用在具有相应于至少等于或大于7T的间隔的长度的坑的情况下局部减少的坑的宽度被记录在盘原始板42上。此外，一系列的坑利用对于M序列数据的随机数数据MS和控制数据SC1的逻辑积是逻辑值1并且坑的长度相应于至少等于或大于7T的间隔的情况局部减少的坑的宽度被按照顺序记录在盘原始板42上。
在用于上述的利用局部减少的坑的宽度通过使调制数据D3的逻辑值从0转换为或与之相反来产生调制数据S3的操作中，调制数据D3被延迟单元76延迟，并和由单稳多谐振荡器73输出的调制脉冲MMP一道被提供给异或电路77。结果，调制数据S3的逻辑电平被从逻辑值0转换为逻辑值1或与之相反。不过，调制数据D3被这样设置，使得在播放操作期间检测的在坑的边缘位置上的信息不受对调制数据S3的逻辑值进行转换的影响。
假定具有相应于至少等于或大于7T间隔的长度的坑的宽度被局部地减少，延迟单元76的延迟时间被如此设置，使得由延迟单元76输出的延迟的调制数据D3D的上升沿超前于调制脉冲MMP的上升沿大约至少为3T的间隔。结果，相应于调制脉冲MMP的调制信号S3的逻辑值在与调制数据D3的上升沿的定时与图15B所示的坑的边缘分开一个相应于距离L的预定间隔的定时从逻辑值1转换为逻辑值0或与之相反。
结果，调制脉冲MMP被如此产生，使得坑的宽度在与坑的前后沿分开一段相应于至少等于或大于3T的间隔的距离的位置被减少，其中间隔3T是允许在播放系统中在坑的串行方向上码间干扰被足够减少到实用程度的最小的间隔。通过改变坑的宽度，可以有效地避免产生信号抖动，因而作为一系列坑被记录在光盘26上的例如数字音频信号D1和TOC数据的信息可以被播放。即可以避免在播放信号中相位裕度的减少。
此外，由单稳多谐振荡器73输出的调制脉冲MMP的宽度被设置为小于一个通道时钟信号CK的周期的值。这样，坑的宽度被减少平均坑宽度的10％，从而形成局部变窄的坑。结果，由记录控制信号SC1而引起的幅值裕度的减少也可以被避免，并因而可以防止播放信号RF的错误的二进制识别。
以外，通过利用局部减少10％的坑宽度记录控制数据SC1并使用M序列的随机数数据MS调制控制数据SC1，其中逻辑值1和逻辑值0以相等的几率出现，播放信号RF中的由于坑宽度的变化而引起的变化好象在播放信号RF中引入的噪声被观测到。结果，可以使控制数据SC1难于观察并被译码。此外，难于在物理上复制按照控制数据SC1改变的坑的宽度。
除上述之外，通过把控制数据SC1的每一位分配给1帧，控制数据SC1可以以高的可靠性被播放，即使播放信号由于噪声之类而改变。
即，完成曝光处理的盘原始板42被进行显影和电铸处理，以便制造用于生产压模的母盘。然后，如图13和14所示的光盘26的下层盘板26A通过使用压模利用注入模制工艺制成。
光盘26的上层盘板26B由通过记录在44.1KHz的采样速率下完成多位量化的数字音频信号而生产的压模制造，并通过采用制造常规小型盘的技术由和数字音频信号D1相同的源产生。然后盘板26A和B相互叠置而形成光盘26。
通过使激光束照射到光盘26上，播放信号由播放设备27从用这种方式制成的图16所示的光盘中再现。播放信号RF的信号电平按照由光盘26反射的光量而改变。即检测的播放信号RF具有按照坑的宽度而改变的信号电平。检测的播放信号RF被提供给二进制转换单元83，以便将其转换为二进制数据信号BD。然后，二进制数据信号BD在被在ECC译码器86中进行解交错和错误校正处理之前被解调单元85解调。结果，加密的数字音频信号D1被再现。关于引入区，TOC数据以和播放信号RF相同的处理被再现。
在光盘26上，具有相应于至少等于或大于7T间隔的长度的坑在与坑的前后沿隔开相应于大约3T间隔的距离的位置被局部地减少宽度。这样，激光束的光束斑点以不同的定时扫描坑的边缘和减少宽度的位置。结果，可以避免局部减少的宽度对播放信号RF的影响。即由在光盘26上在坑的边缘附加坑宽度的减少而引起的信号电平的改变可以被避免。这样，即使在具有被记录在光盘引入区的控制数据SC1的光盘26的情况下，播放信号RF可以利用正确的定时被转换为二进制数据，并且TOC数据可以被正确地播放，好象在进行播放操作以便再现光盘26的节目区中的信号一样。
在用于再现数字音频信号D1以及TOC数据的播放操作中，被预先记录在光盘26的引入区的控制数据SC1也被很好地再现。包括在再现的控制数据SC1中的加密器识别数据SID被用于选择由解密器29A-29X进行的解密处理而获得的结果中的一个。此外，控制数据SC1的盘密钥数据DK和由初始指针PIV识别的解密器29A-29X的初始值对于每个扇区和每组分别在解密器29A-29X中进行设置。这样，通过进行相应于由光盘记录设备40进行的加密处理的解密处理，播放设备27便能够解密数字音频信号D1，从而输出解密的信号。
在另一方面，在用于再现被记录在光盘26的引入区的控制数据SC1的播放操作中，同步图形检测电路93检测帧同步信号。检测的帧同步由M序列产生电路95作为基准，以便产生相应于被在记录操作时记录的M序列的随机数数据的随机数数据MZ。
模拟/数字转换电路97把模拟播放信号RF转换为数字播放信号。通过利用M序列的随机数数据MZ作为基准，选择器99选择这数字播放信号或和其极性相反的信号。结果，按照多值数据表示控制数据SC1的逻辑值的播放数据RX可以被再现。
因为坑的宽度只被减少10％，所以如果从一个采样单位来看，播放数据RX具有极小的SN比。为了解决这个问题，从光盘26再现的播放数据RX在被除法电路103除之前由累加器101和加法器100对于每一帧被累加，以便产生平均值BX，用于改进SN比。二进制转换单元104把由触发器103输出的平均BX转换为二进制数据作为译码的控制数据SC1。ECC电路105对控制数据SC1进行错误校正处理，向系统控制单元89输出控制数据SC1。在系统控制单元89中，从随机地设置有例如加密器识别数据SID的信息的控制数据SC1中选择地提取预定的位作为加密器识别数据SID、初始指针PIV和盘密钥DK。
在上述的第一实施例中，通过利用密钥数据加密的数字音频信号D1通过调制在长度方向(纵向)坑的形状作为运行长度限制码被记录在节目区中，而密钥数据通过沿宽度方向(横向)调制具有至少一个预定值的长度的坑的形状被记录在引入区中。在对具有至少一个预定值的长度的坑的形状沿宽度方向进行调制的处理中，每个这种坑的宽度利用对在播放操作期间检测的坑的边缘位置上的信息没有影响的定时被局部地改变。利用对坑的形状沿宽度方向进行这种物理调制来进行密钥数据的记录，使得盗版盘非法复制形成在从市场上出售的图14所示的光盘26上剥下的盘板层26A上的引入区的图19A到图19D的花生形状的坑是困难的，例如，即使能够通过剥离盘板层26A并把反射膜78A的形状转移到模型中以便生产用于制造非法光盘的压模。因为通过剥离所述的层复制花生形状的结构是困难的，特别是其弯曲的部分，所以难于解调从光盘26再现的密钥数据。结果，光盘26提供的优点在于，使得解密在节目区中记录的数字音频数据D1是不可能的。
按照上述的第二实施例，产生包括密钥数据和用于识别解密处理的类型的加密器识别数据的控制数据SC1，并且数字音频信号D1通过利用控制数据SC1被加密并被记录在光盘上。与此同时，控制数据SC1在对在播放操作中检测的坑的边缘位置上的信息没有影响的定时利用局部改变的坑的坑的宽度被记录。这样，被记录的控制数据SC1便难于被译码，使得不能进行光盘的物理复制。结果，和常规光盘相比，可以极为有效地避免光盘的非法复制。
此外，对于每类加密处理设置初始值IV。通过在控制数据SC1中包括用于识别初始值IV的初始指针PIV，控制码和数字音频信号可以这样的方式被记录，使得即使选择相同类型的加密处理，从加密处理的结果也难于识别加密处理的类型的等同性。结果可以有效地避免光盘的非法复制。
此外，通过在随机的位置上产生控制数据SC1，使得难于对控制数据SC1译码。结果，可以有效地避免光盘的非法复制。
而且，通过使用随机数调制控制数据SC1来调制坑的宽度，控制数据SC1可以用这样的方式被记录，使得难于识别噪声和控制数据SC1，并且可以使控制数据SC1根据难于被译码的坑的宽度被记录。在播放操作中，控制数据SC1可通过有效地避免噪声的影响而被再现。
此外，通过在引入区记录控制数据，控制数据也可以在播放为从光盘26再现信号所需的TOC数据的操作中被再现。结果，使得难于识别再现控制数据的处理。
而且，对于每个扇区设置例如盘识别数据的信息。这样，在例如随机播放的操作中，数字音频信号可以从所需的位置被再现和解密。
此外，选择具有至少等于或大于预定值的长度的坑，并且在与坑的边缘隔开至少等于或大于3T的距离的位置坑的宽度被改变，以便记录控制数据SC1。即控制数据SC1可以利用对在播放操作中检测的坑的边缘位置上的信息没有影响的定时通过局部改变坑的宽度被记录。具体地说，通过在与坑的边缘隔开至少等于或大于3T的距离的位置改变的坑的宽度，通过使用用于播放记录在节目区中的数字音频信号D1的光拾取器TOC数据可以被再现，同时保持和播放操作相同的相位和幅值裕度，以便从节目区再现数字音频信号D1，此外，控制数据SC1可以被记录。结果，控制数据SC1可用于避免非法复制。
此外，在第二个调制电路中，具有相应于至少等于或大于7T的长度的坑被检测，并使调制数据D3的逻辑值反向，从而按照控制数据SC1利用和检测的坑的边缘的定时隔开预定间隔的定时产生调制信号D3。这样，控制数据SC1可以容易地高度可靠地被记录而不影响播放操作，从而根据坑的序列再现TOC数据。
此外，通过把坑的宽度的改变设置为其平均宽度的10％，控制数据SC1可以用这种方式被记录，使得难于从噪声中识别出控制数据SC1，并且也难于对控制数据SC1译码。
此外，在播放设备中，检测播放信号RF的电平，控制数据SC1被译码，并且求出信号电平的平均值，以便消除引入噪声的影响。结果，可以高度可靠地再现以难于和噪声区别的方式被记录的控制数据SC1。
此外，通过构成平均值计算装置，用于通过用由坑计数器102输出的计数值除由包括累加器101和加法器100的累加器产生的累计的值计算平均值，被记录并被分配给1帧内具有不确定形状的并具有相应于至少等于或大于7T间隔的长度的坑的控制数据SC1可以高度可靠地被再现。
在上述实施例中，控制数据利用利用通道时钟信号CK同步的M序列的随机数数据进行调制。不过，应当理解，本发明的范围不限于这一实施例。例如，通过对M序列产生电路63提供调制数据D2代替通道时钟信号DK，M序列的随机数数据也可以被和调制数据D3同步地产生。
此外，在上述实施例中，控制数据提供调制具有相应于至少等于或大于7T间隔的长度的坑的宽度被记录。不过，应当注意，本发明的范围不限于这一实施例。在对于播放信号的抖动具有足够裕度的播放系统的情况下，例如，通过调制具有相应于至少等于或大于6T的间隔的长度的坑的宽度也能获得相同的效果。
此外，在上述实施例中，坑的宽度在和坑的边缘隔开预定的距离的位置被减少。不过，应当注意，本发明的范围不限于这一实施例。在具有大于预定值的长度的坑的情况下，例如，坑的宽度可以在坑的中心被减少，如图19A所示。
此外，在上述实施例中，坑的宽度利用局部反向调制数据D3的逻辑值被调制。不过，应当注意，本发明的范围不限于这一实施例。例如，坑的宽度也可以通过调制激光束的光量被调制。用这种方式，坑的宽度可以通过局部增加宽度被调制，如图19B所示。另外，控制数据可以通过局部增加与减少坑的宽度作为3个值被记录，如图19C所示。作为另一种方式，控制数据可以通过局部地设置增加与减少坑的宽度到不同的程度而作为大于3个值被记录。另外，通过在大于通道时钟信号的一个周期的时间间隔内改变坑的宽度辅助数据可以被记录，如图19D所示。
此外，在上述实施例中，1位控制数据被分配给1帧。不过，应当注意，本发明的范围不限于这一实施例。可以采用各种分配技术。例如，1位控制数据可以分配给每个具有至少一个预定值的长度的预定数量的坑。作为另一种方案，可以采用各种顺序技术和循环技术，借以使多个控制数据位在预定的时间间隔期间被分配给具有至少等于或大于预定值的长度的坑。应当注意，利用被分配给预定数量的坑的1位控制数据，坑计数器102和除法器电路103可以从播放设备中取消。
此外，在上述实施例中，加密器识别数据被用于选择多个加密器中的一个，以便确定加密处理的类型，并用于选择由多个解密器进行的解密处理的结果中的一个。不过，值得注意的是，本发明的范围不限于这一实施例。例如，处理电路可以被这样构成，使得包括加密单元和解密单元，并且利用加密器识别数据将处理电路中的处理从一种类型转换到另一种类型。
此外，在上述实施例中，控制数据除去用作密钥数据的盘密钥和用于确定加密和解密处理的类型的识别数据之外，还包括用于识别初始值和错误校正码的初始指针。不过，应当注意，本发明的范围不限于这一实施例。例如，用于识别初始值和错误校正码的初始指针可以从控制数据中取消，如果控制数据没有这些也足以实用的话。
此外，在上述实施例中，基于控制数据的辅助数据序列以改变的坑的宽度的形式被记录。不过，值得注意的是，本发明的范围不限于这一实施例。例如，通过借助于沿光盘的径向局部改变相邻坑的宽度来改变岸的宽度，可以记录辅助数据。在这种情况下，播放设备一般在相应于岸的播放信号的下降沿检测播放信号的电平，以便再现辅助数据。
此外，在上述实施例中，辅助数据序列通过调制引入区中的坑的宽度被记录，而主数据序列被记录在坑和岸中。不过，应当注意，本发明的范围不限于这一实施例。例如，辅助数据序列也可以通过调制和改变在包括节目区的不同的区域中坑的宽度被记录。辅助数据序列也可以通过调制和改变在没有记录辅助数据的区域中的坑的宽度被记录，这样，使得该区域难与记录有辅助数据的区域识别，也难于被译码。
此外，在上述实施例中，例如播放信号的信息被转换为二进制数据，以便再现数字音频信号和控制数据。不过，值得注意的是，本发明的范围不限于这一实施例。例如，也可以采用各种广泛使用的其它的信号识别技术例如Bitabi？解调技术。
此外，在上述实施例中，以44.1KHz的采样频率完成多位量化的数字音频信号被记录在图13所示的盘板层26B上，并且以44.1KHz×n的采样频率完成1位量化的数字音频信号被记录在图13所示的盘板层26A上，其中n是等于或大于1的整数。不过，应当注意，本发明的范围不限于这一实施例。例如，本发明也可以用于宽的应用范围，其中包括以48KHz的采样频率完成多位量化的数字音频信号和以44.1KHz×n的采样频率完成1位量化的数字音频信号被记录的情况，其中n是等于或大于1的整数。
此外，在上述实施例中，本发明用于具有两个信息记录层的光盘，其中在一个信息记录层上的坑的宽度被调制。不过，值得注意的是，本发明的范围不限于这一实施例。例如，本发明也可以用于宽的应用范围，例如其中在两个信息记录层上的坑的宽度被调制的光盘或者只具有一个信息记录层的光盘，其中在该信息记录层上的坑的宽度被调制。
此外，用于解密被记录在图11所示的盘板层26A的节目区的主数据的密钥可以通过沿宽度方向物理地调制坑的形状被记录在盘板层26B的引入区中。在另一方面，用于解密被记录在图11所示的盘板层26B的节目区的主数据的密钥可以通过沿宽度方向物理地调制坑的形状被记录在盘板层26A的引入区中。结果，使得难于提取用于解密主数据的密钥数据。如上所述，通过沿宽度方向物理地调制坑的形状把用于解密记录在光盘第一层的节目区的主数据的密钥数据记录在第二层的引入区中，并通过沿宽度方向物理地调制坑的形状把用于解密记录在光盘第二层的节目区的主数字数据的密钥数据记录在第一层的引入区中，使得密钥数据难于被提取。
此外，在上述实施例中，所需数据被记录在坑和岸上。不过，值得注意的是，本发明的范围不限于这一实施例。例如，本发明也可以应用于宽的应用范围，例如用于其中所需数据作为记号和空间被记录的盘。
此外，在上述实施例中，本发明应用于记录数字音频信号的情况。不过，值得注意的是，本发明的范围不限于这一实施例。例如，本发明可以应用于宽的应用范围，例如包括视频盘及其外围装置的各种光盘。
如上所述，按照本发明，形成辅助数据序列，以便包括用于解密主数据序列所需的密钥数据和用于确定解密主数据序列处理的类型的数据，并通过利用对在播放操作期间检测的坑或其类似物的边缘位置上的信息没有影响的定时局部改变坑或其类似物的宽度被记录在盘上。结果，可以有效地避免非法复制。

Claims (11)

1.一种记录设备，用于在盘上以交替的坑和岸的形式记录数字主数据，其中通过沿所述坑或所述岸的从第一长度3T到第二长度11T限制的伸展长度方向按照所述数字主数据调制所述坑或所述岸进行所述记录，其中T是时钟信号的基本周期；所述记录设备包括：
用于产生密钥数据的密钥数据产生电路；
加密电路，用于根据由所述密钥数据产生电路产生的所述密钥数据加密所述数字主数据；
坑或岸长度检测电路，用于检测等于或长于所述第一长度3T和第二长度11T之间的第三长度的坑或岸长度；
密钥数据调制电路，用于按照由所述密钥数据产生电路产生的所述密钥数据沿所述坑或所述岸的径向宽度方向调制由所述坑或岸长度检测电路检测到的等于或长于所述第三长度的所述坑或所述岸；以及
记录电路，用于记录在由所述密钥数据调制电路沿所述坑或所述岸的径向宽度方向进行的所述坑或所述岸的调制中使用的所述密钥数据和由所述加密电路加密的数字数据。
2.如权利要求1所述的记录设备，特征在于所述密钥数据由所述密钥数据调制装置通过调制所述坑或所述岸被记录在所述盘的引入区。
3.一种盘形的记录介质，用于在记录轨迹上存储利用预定的密钥数据加密的数字信息，其中通过调制所述每个记录轨迹上的一系列交替的坑或岸进行所述存储，所述盘形的记录介质包括：
节目区，其具有多个通过沿所述坑或所述岸的伸展长度方向对所述坑或所述岸进行调制而记录有所述加密数字信息的所述的记录轨迹；以及
引入区，用于记录埋设在预定长度在第一长度3T和第二长度11T之间的坑或岸中的所述预定密钥数据，其中预定长度在第一长度3T和第二长度11T之间的坑或岸向着宽度方向进行变换，向着该方向扩展或压缩，其中T是时钟信号的基本周期。
4.如权利要求3所述的盘形记录介质，其特征在于，所述引入区也用于记录用于选择通过沿所述坑或所述岸的径向宽度方向调制所述坑或所述岸的多个加密方法中的任意一个的所述加密电路识别数据。
5.如权利要求4所述的盘形记录介质，其特征在于，包括通过沿所述坑或所述岸的径向宽度方向调制所述坑或所述岸记录在所述引入区的所述密钥数据和所述加密电路识别数据的控制数据实行随机数处理。
6.一种如权利要求3所述的包括第一层和第二层的盘形记录介质，其特征在于：
记录在所述第一层上的引入区内的密钥数据被用于解密记录在第二层上的节目区内的数字信息；以及
记录在所述第二层上的引入区内的密钥数据被用于解密记录在第一层上的节目区内的数字信息。
7.如权利要求6所述的盘形记录介质，其特征在于，
所述第一层上的节目区被用于记录以采样频率fs(Hz)量化的数字音频信号；以及
所述第二层上的节目区被用于记录以采样频率fs×n量化的数字音频信号，其中n是等于或大于2的整数。
8.一种播放设备，用于从盘形记录介质(26)再现密钥数据(DK)和利用所述密钥数据加密的数字主数据(D1)，其中，所述数字主数据通过沿坑或岸的从第一长度3T到第二长度11T限制的伸展长度方向对所述坑或所述岸进行调制被记录在所述盘形记录介质的节目区中，并且，所述密钥数据通过沿径向宽度方向对具有所述第一长度3T和第二长度11T之间的第三长度的所述坑或所述岸进行调制被记录在所述盘形记录介质的引入区中，其中T是时钟信号的基本周期；所述播放设备包括：
播放装置(P)，用于再现包括分别来自所述引入区的密钥数据和记录在所述节目区上的数字主数据的信息；
解调装置(85)，用于解调包括分别来自节目区和所述引入区的所述数字主数据和所述密钥数据的信息；以及
检测装置(28)，用于检测具有第一长度3T和第二长度11T之间的第三长度的坑或岸，并用于生成所述密钥数据；
解密装置(29A-29X)，用于利用由所述检测装置(28)供给的所述密钥数据(DK)解密由所述解调装置(85)供给的所述数字主数据。
9.如权利要求8所述的播放设备，其特征在于用于从所述盘形记录介质的所述引入区再现加密电路识别数据，所述播放设备还包括：
除了所述解密装置之外的多个其它解密装置，其具有互不相同的解密方式；
提取装置，用于提取通过沿所述坑或所述岸的盘形记录介质的盘径向宽度方向调制所述坑或所述岸而记录在所述引入区的所述加密电路识别数据，并用于指定所述解密装置中的一个；以及
选择装置，用于按照由所述提取装置提取的所述加密电路识别数据选择所需的解密装置，
其中由所述选择装置选择的所述解密装置中的一个，通过使用由所述解调装置解调所述信息得到的所述密钥数据，被用于解密记录在所述节目区中的所述数字主数据。
10.一种用于在盘上以交替的坑或岸通过按从第一长度3T到第二长度11T限制的伸展长度方向按照所述数字主数据调制所述坑或所述岸记录数字主数据的方法，其中T是时钟信号的基本周期；所述记录方法包括以下步骤：
产生密钥数据；
根据所述密钥数据加密所述数字主数据；
坑或岸长度检测电路检测等于或长于所述第一长度3T和第二长度11T之间第三长度的坑或岸长度；以及
通过按照所述密钥数据沿所述坑或所述岸的径向宽度方向调制由所述坑或岸检测电路检测到的等于或长于所述第三长度的所述坑或所述岸记录所述密钥数据，并通过按照所述数字主数据沿所述坑或所述岸的伸展长度方向调制所述坑或所述岸记录根据所述密钥数据加密的数字数据。
11.一种播放方法，用于从盘形记录介质(26)再现密钥数据(DK)和利用所述密钥数据加密的数字主数据(D1)，其中：
所述数字主数据通过沿坑或岸的从第一长度3T到第二长度11T限制的伸展长度方向调制所述坑或所述岸被记录在所述盘形记录介质的节目区中，其中T是时钟信号的基本周期；以及
所述密钥数据通过沿径向宽度方向调制具有所述第一长度3T和第二长度11T之间第三长度的坑或岸被记录在所述盘形记录介质的引入区中，
所述播放方法包括以下步骤：
用播放装置(P)再现包括分别来自所述引入区的密钥数据和记录在所述节目区上的数字主数据的信息；
用解调装置(85)解调包括分别来自节目区和所述引入区的所述数字主数据和所述密钥数据的信息；
用检测装置(28)检测具有第一长度3T和第二长度11T之间的第三长度的坑或岸，并生成所述密钥数据；以及
用解密装置(29A-29X)使用由解调所述信息得到检测装置(28)供给的所述密钥数据(DK)解密由解调装置(85)供给的所述数字主数据。
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