JP2002324362A - 光ディスク、光ディスク記録装置及び光ディスク再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスクに記録されたデジタル著作物が他
の光ディスクにコピーされることを防止するために、光
ディスクに記録されるマークに対して、副デジタル情報
をマークのエッジ位置を乱数系列に同期して微少量変化
させて記録する際に、副情報の読み取りの信頼性を向上
させるために副情報の付加量を増加させると、主情報の
記録マークに対してジッタを加えることになり、主情報
の読み取り率が低下するという課題があった。 【解決手段】 複数の副情報の中の２ビットにおいて１
ビットを複数の乱数系列の中から情報付加・検出に用い
る乱数系列の選択に用い、もう１ビットの副情報と、乱
数系列との排他的論理和を取った値をＰＥ変調した信号
が“Ｈ”か“Ｌ”かによってディスクの記録マークエッ
ジの変位方向が進相方向か遅相方向かを決定するという
方法を繰り返すことによって、複数の副情報の付加を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、その
記録装置および再生装置に関し、特に、副情報を主情報
に埋め込みながら記録していく技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＶＤ（Digital Versatile/Video Dis
c）に代表される光ディスクは、ＡＶ（Audio Video）デ
ータやコンピュータデータ等の大容量のデジタルデータ
を記録する媒体として広く普及している。例えば、２時
間以上の高品質な動画が再生専用光ディスクに記録さ
れ、販売されている。このようなデジタル著作物が不正
に他の記録媒体にコピーされることを防止するため、コ
ンテンツ暗号と呼ばれる方式が導入されている（日経エ
レクトロニクス1996.11.18 P13-14参照）。

【０００３】この方式は、映画等の圧縮されたデジタル
コンテンツを３階層の秘密鍵（タイトル鍵、ディスク
鍵、マスター鍵）を用いて暗号化し、ユーザがアクセス
可能なユーザ情報領域に記録しておくものである。そし
て、秘密鍵の中で最も重要なマスター鍵についてはライ
センスを受けた正規のメーカーにだけ通知し、ＤＶＤ毎
及びタイトル毎に必要とされるディスク鍵及びタイトル
鍵については、マスター鍵に基づいて暗号化し、ユーザ
がアクセスできない制御情報領域に格納しておくもので
ある。これにより、ユーザは復号に必要な秘密鍵へのア
クセスが制限されるため、ファイルコピー等による不正
コピーはできない。しかしながら、このような技術で
は、秘密鍵を記録した制御情報領域も含めた全記録領域
の内容がそのまま他の光ディスクに不正にコピーされて
しまった場合には、正規の再生装置によって暗号化コン
テンツが復号され、再生されてしまう。

【０００４】そこで、特願２０００−１８５３７４号公
報及び特願２０００−３２８５５６号公報では、図１６
に示すようにデジタルコンテンツなどの主情報が記録さ
れた光ディスクに対し、主情報を構成する記録マークの
標準的なエッジ位置をトラック方向に微少量変化させる
位相変調によって副情報を記録する方法が提案されてい
る。これによると、主情報を構成する標準的な記録マー
ク（図１６Ｂ）のエッジを乱数系列（図１６Ｄ）と記録
する副情報との排他的論理和を施したものをＰＥ変調し
（図１６Ｅ）、ＰＥ変調信号が“Ｈ”の時は、標準記録
マークのエッジをトラック方向に微少量だけ進ませ、ま
た、ＰＥ変調信号が“Ｌ”の時は、標準記録マークのエ
ッジをトラック方向に微少量だけ遅らせて光ディスク上
に主情報と副情報の記録（図１６Ｆ）を行う。これによ
って、例え制御情報領域を含めた全記録領域の内容をそ
のまま他の光ディスクに不正にビットコピーされたとし
ても、記録マークのエッジに重畳した副情報はコピーで
きないため、副情報として秘密鍵などの情報を記録して
おくことで正規の再生装置などで復号できなくすること
ができる。さらに、マークエッジの変位量△ｔを、（数
１）以下にすることにより副情報を読み出す機能を持た
ない既存の再生装置への影響を抑えることが出来る。

【０００５】

【数１】

【０００６】また、主情報は、同期部とデータ部からな
る複数のフレームに分割して記録されることを利用し、
光ディスク上の傷、埃、指紋などによってデータ部にビ
ットずれが発生した場合も、同期部の検出により乱数系
列の初期化を行うことによって、同期部以降の副情報を
正しく再生することが出来る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術は、主情報の記録マークに意図的なジッタ
を加えるため、副情報の読み取り率を向上させるために
ジッタの変位量を大きくすると、主情報そのものの読み
取り率の低下につながる可能性がある。また、主情報に
対する副情報の重畳率を上げることが出来ないという問
題があった。

【０００８】本発明はかかる問題に鑑みてなされたもの
であり、主情報に対する副情報の重畳率を上げることに
より、主情報の読み取り率を低下させることなく副情報
の読み取り率を向上することが可能な光ディスク、その
記録装置及び再生装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光ディスクは、光学的に読み取り可能
な記録マークによって主情報が記録された光ディスクで
あって、副情報を乱数系列の選択に使用することによっ
て記録する情報である系列選択情報と、前記記録マーク
のエッジをトラック方向に位相を進めた位置もしくは遅
らせた位置のいずれかに変位させることによって記録す
る情報である位相変調情報に分けて副情報の記録が行わ
れることを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る光ディスクは、光学的
に読み取り可能な記録マークによって主情報が記録さ
れ、前記主情報は同期部とデータ部からなる複数のフレ
ームに分割されて記録された光ディスクであって、前記
記録マークのエッジを前記同期部に基づいた乱数系列に
より微少量だけトラック方向に位相を進めた位置もしく
は遅らせた位置のいずれかに変位させることによって位
相変調情報が記録されていることを特徴とする。

【００１１】また、前記主情報のうち再生の際に高い信
頼性が必要となる記録マーク以外の前記記録マークのエ
ッジを、微少量だけトラック方向に位相を進めた位置も
しくは遅らせた位置のいずれかに変位させることによっ
て位相変調情報が記録されていることを特徴とする。

【００１２】また、前記系列選択情報は、１ビット以上
の情報量を持つことによって、複数の乱数系列から前記
位相変調情報の記録に使用する乱数系列の選択を行うこ
とを特徴とする。

【００１３】また、前記複数の乱数系列は、同一の生成
多項式を持った乱数系列の初期値を変更したり、異なる
生成多項式を用いることによって実現することを特徴と
する。

【００１４】さらに、上記目的を達成するために、本発
明に係る光ディスク記録装置は、光ディスクに光学的に
読み取り可能な記録マークを形成することによって主情
報を記録する装置であって、乱数系列を選択することに
よって前記系列選択情報の記録を行い、前記記録マーク
のエッジをトラック方向に位相を進めた位置もしくは遅
らせた位置のいずれかに変位させることによって位相変
調情報の記録を行う副情報記録手段を備えることを特徴
とする。

【００１５】また、本発明に係る光ディスク記録装置
は、光ディスクに光学的に読み取り可能な記録マークを
形成することによって主情報を記録し、前記主情報を同
期部とデータ部からなる複数のフレームに分割して記録
する光ディスク記録装置であって、乱数系列の選択を行
う乱数系列選択手段と、前記同期部を基準として、前記
乱数系列選択手段によって選択された乱数系列を生成す
る乱数発生手段と、前記乱数発生手段によって生成され
た乱数系列に基づき記録する主情報の記録マーク位置を
示すチャネル信号のエッジを微少量だけトラック方向に
位相を進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれかに変
位させる位相変調手段と、前記位相変調手段によって生
成された被変調チャネル信号に基づいて前記光ディスク
に記録マークを形成する記録チャネル手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００１６】また、本発明に係る光ディスク記録装置
は、前記主情報のうち再生の際に高い信頼性が必要とな
る前記記録マークであることを示すタイミング信号をす
るタイミング生成手段と、前記タイミング信号に基づき
高い信頼性が必要でない前記記録マークのエッジを微少
量だけトラック方向に位相を進めた位置もしくは遅らせ
た位置のいずれかに変位させることによって前記位相変
調情報を記録する副情報記録手段を備えることを特徴と
する。

【００１７】さらに、上記目的を達成するために、本発
明に係る光ディスク再生装置は、前記主情報を同期部と
データ部からなる複数のフレームに分割されて記録され
た光ディスクから光学的に記録マークを読み取ることに
よって主情報を再生する光ディスク再生装置であって、
光ディスクに記録された記録マークを再生し、デジタル
化する再生チャネル手段と、前記再生チャネル手段によ
って生成されたデジタル読み出し信号から、それに同期
するチャネルクロックを抽出するクロック抽出手段と、
前記デジタル読み出し信号と前記チャネルクロックとの
位相差を検出し、進相誤差信号と遅相誤差信号を生成す
る位相比較手段と、前記デジタル読み出し信号から同期
パターンを検出する再生信号処理手段と前記再生信号処
理手段により生成された同期信号を基準として、前記系
列選択情報に対応した乱数系列を生成する複数の乱数発
生手段と、前記乱数発生手段によって生成された乱数系
列に基づき前記位相比較手段によって生成された進相誤
差信号と遅相誤差信号を積算する複数の副情報検出手段
と、前記副情報検出手段のそれぞれの積算値を比較し副
情報を抽出する副情報抽出手段を備えることを特徴とす
る。

【００１８】また、本発明に係る光ディスク再生装置
は、記録された記録マークを再生し、デジタル化する再
生チャネル手段と、前記再生チャネル手段によって生成
されたデジタル読み出し信号から、それに同期するチャ
ネルクロックを抽出するクロック抽出手段と、前記デジ
タル読み出し信号と前記チャネルクロックとの位相差を
検出し、進相誤差信号と遅相誤差信号を生成する位相比
較手段と、再生された主情報のうち高い信頼性が必要と
なる記録マーク以外の記録マークにおいて、前記位相比
較手段によって生成された進相誤差信号と遅相誤差信号
を積算する前記系列選択情報に対応した複数の副情報検
出手段と、前記副情報検出手段のそれぞれの積算値を比
較し副情報を抽出する副情報抽出手段を備えることを特
徴とする。

【００１９】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態について図
面を用いて詳細に説明する。

【００２０】（実施の形態１）図１は本発明にかかる光
ディスクの特徴的な部分についてのデータ構造を示す概
略図である。本発明は、第１の副情報によって乱数系列
の選択を行い、選択された乱数系列と第２の副情報とを
関連付けて主情報の記録マークエッジを微少変位するこ
とによって、複数の副情報を埋め込むことを特徴とす
る。

【００２１】図１に示した光ディスク（１００）は、主
情報を記録するために一定数のデータを有するセクタ構
造を有しており、さらに、読み出された情報の誤りを除
去するために１６セクタをひとまとめとしたＥＣＣブロ
ック（１０１）で構成されている。ＥＣＣブロック内の
１つのセクタ（１０２）は、同期部（１０３）と主情報
を記録したデータ部（１０４）からなる２６個のフレー
ム（１０５）で構成される。同期部（１０３）は後続す
るデータ部（１０４）をバイト単位で再生するためのタ
イミング信号を生成するためのものであり、このタイミ
ングを基準として、データ部（１０４）を１６チャネル
ビットごとに復調し、主情報を得る。先頭フレームのデ
ータ部の先頭には、セクタを識別するためのアドレスＩ
Ｄ（１０６）が付与されており、再生時には、読み出し
たいセクタを探すのためにこのアドレスＩＤが使用され
る。

【００２２】図１において、副情報（１０７）は、セク
タの先頭フレーム（ＩＤを含むフレーム）と最終フレー
ム（ＩＤを含むフレームの直前フレーム）以外のフレー
ム（フレーム［１〜２４］）に含まれるデータ部中の記
録マークのみに重畳されており、複数の副情報（本実施
の形態では第１の副情報（１０８）と第２の副情報（１
０９））が複数のフレーム（図１中では３つのフレー
ム）にわたって重畳される。例えば、フレーム［１０〜
１２］のデータ部を構成する記録マークには、記録マー
クの微少変位の方向を決定するための乱数系列の選択に
使用する第１の副情報ｓｄ１［ｉ］ｂ４と、選択された
乱数系列と関連付けて記録マークを微少変位することに
よって記録される第２の副情報ｓｄ２［ｉ］ｂ４が重畳
されている。この結果、１セクタ当りに１６ビットの副
情報が記録され、また、ＥＣＣブロック当りに３２バイ
トの副情報が記録される。従来は、ＥＣＣブロック当り
に記録した１２８ビット（１６バイト）の副情報を暗号
鍵として用いていたが、本発明ではＥＣＣブロック当り
に２５６ビット（３２バイト）の副情報を記録できるの
で、２５６ビットの内１２８ビットを暗号鍵として、残
り１２８ビットを前記暗号鍵の検査ビットとして用いる
ことによって副情報再生の信頼性向上を図ることが出来
る。

【００２３】図２は本発明に係る光ディスクの特徴的な
部分についての構成を示す信号波形図である。本発明の
光ディスクは、光学的に読み取り可能な記録マークの形
成によって主情報を記録するだけでなく、同期部を除く
データを構成する記録マーク（２０１、２０２）のエッ
ジをΔｔだけ位相を進めたり、遅らせたりする位相変調
を行うことによって、透かし情報を副情報として主情報
に埋め込みながら同時に記録した光ディスクである。

【００２４】図２は、同期クロック（図２Ａ）に同期し
た、主情報を構成する標準記録マーク（図２Ｂ）のエッ
ジに対して、副情報を埋め込むデータ部（２０４）を示
す位相変調許可信号（図２Ｃ）が“Ｈ”の区間のみ、主
情報の記録マークエッジの微少変位により副情報を記録
した光ディスクを示している。まず、複数の乱数系列
（本実施の形態では第１の乱数系列（図２Ｄ）と第２の
乱数系列（図２Ｅ））から、第１の副情報によって乱数
系列の選択を行い（例えば、第１の乱数系列（図２Ｄ）
を選択したとする）、第２の副情報と、選択された乱数
系列（第１の乱数系列（図２Ｄ））との演算（例えば、
排他的論理和）によって、第２の副情報と相関を持った
乱数系列（図２Ｆ）が生成される。さらに、前記系列
を、バイト単位でエッジに施す位相の進みと遅れがほぼ
均等となるようにＰＥ変調することによって得られたＰ
Ｅ変調後乱数系列（図２Ｇ）をもとに、主情報の記録マ
ークのエッジをトラック方向に位相変調することによっ
て被変調記録マーク（図２Ｆ）を記録する。

【００２５】以下では、本実施の形態の光ディスクの１
６セクタに対して２５６ビットの副情報（０１１０…）
を付加する手順を図３を用いて説明する。副情報は、最
初の２ビットでは、第１の副情報が０で第２の副情報が
１である。そして、第１の副情報によって乱数系列を選
択し、選択された乱数系列と第２の副情報の演算（排他
的論理和）結果によって主記録マークのエッジを微少変
位させることによって副情報を記録する。乱数系列は、
第１の副情報の値が０のときに第１の乱数系列を選択
し、第１の副情報の値が１のときに第２の乱数系列を選
択する。第１の乱数系列，第２の乱数系列は、それぞ
れ、乱数系列を発生するシフトレジスタの初期値が１と
４のものとする（図２Ｄ，Ｅ）。

【００２６】始めに、ステップ３０２で、第１の副情報
を用いて乱数系列の選択を行う。ここでは、第１の副情
報の１ビット目が０の時はステップ３０３に進んで第１
の乱数系列を選択し、第１の副情報の１ビット目が１の
時はステップ３０４に進んで第２の乱数系列を選択する
が、本実施の形態では、第１の副情報は０のため、ステ
ップ３０３で第１の乱数系列を選択し、ステップ３０５
で第２の副情報の値１を取得する。次に、３０６から３
０９のループを実行する。ステップ３０７で乱数系列の
データを取得する。次に、ステップ３０８で第２の副情
報との排他的論理和を取る。そして、３０６に戻って、
３フレームの間ステップ３０７と３０８を繰り返し、ス
テップ３１０で、ＰＥ変調信号を得る（図２Ｇ）。次
に、３１１から３１５のループを実行する。ステップ３
１２では、標準記録マーク（図２Ｂ）のエッジに対応す
るＰＥ変調信号（図２Ｇ）が“Ｈ”か“Ｌ”かを判定
し、“Ｈ”ならば記録マークのエッジを進め（ステップ
３１３）、“Ｌ”ならば、記録マークのエッジを遅らせ
る（ステップ３１４）。３フレームの間の記録マークに
関して同様の処理を行った後、被変調記録マークを得る
（図２Ｈ）。

【００２７】２５６ビットの副情報の記録は、３フレー
ムに対する２ビットの副情報（第１の副情報と第２の副
情報）の記録（ステップ３０２から３１５）を１２８回
繰り返す（ループ３０１から３１６）ことによって行う
ので、以降の副情報の記録の説明は省略する。

【００２８】次に、本実施の形態の光ディスクから副情
報を再生する手順を図４と図５を用いて説明する。ここ
では、予め図３の手順によって上記の副情報（０１１０
…）を記録した光ディスクの最初の３フレーム（第１の
副情報は０、第２の副情報は１を記録）の再生を行うも
のとする。図４は、本実施の形態の光ディスクに記録さ
れた副情報を再生する手順を示していて、図５は、本実
施の形態の副情報の再生における特徴的な信号波形を示
している。

【００２９】まず、ステップ４０１により、記録された
マーク（図５Ｊ）を読み取った信号から位相誤差を取得
する。次に第１の乱数系列（図５Ｄ）をＰＥ変調し、第
１のＰＥ変調信号（図５Ｅ）を得る。そして、第１のＰ
Ｅ変調信号のＨ／Ｌと、ステップ４０１で得られた位相
誤差の進相、遅相を比較し、第１のＰＥ変調信号がＨで
かつ位相誤差が進相又は、第１のＰＥ変調信号がＬでか
つ位相誤差が遅相ならば、ステップ４０５で第１の積分
値に＋１を加算し、そうでなければステップ４０６で第
１の積分値に−１を加算する。その手順を３フレームの
間繰り返して（ループ４０４から４０７）第１の積分値
（図５Ｆ）を得る。次に、ステップ４０８で第２の乱数
系列（図５Ｇ）をＰＥ変調し、第２のＰＥ変調信号（図
５Ｈ）を得る。そして、ループ４０９から４１３を３フ
レームの間繰り返し、第２の積分値（図５Ｉ）を得る。
それから、ステップ４１４で第１の積分値と第２の積分
値の絶対値の比較を行う。ここでは、図３において第１
の乱数系列に関連付けて記録マークを微少変位させたた
め、読み出された位相誤差は第１の乱数系列との相関が
強くなるため、第１の積分値の絶対値の方が第２の積分
値の絶対値よりも大きいという結果が得られ、ステップ
４１５に進んで、第１の副情報が０であることが分か
る。

【００３０】次に、ステップ４１７で、ステップ４１４
の比較の結果、大きいと判定された方の積分値の正負に
よって、第２の副情報の判定を行う。一般に、積分値が
正ということは、ＰＥ変調信号がＨでかつ位相誤差が進
相又は、ＰＥ変調信号がＬでかつ位相誤差が遅相の相関
が強く、積分値が０ということは、相関が弱く、積分値
が負ということは、ＰＥ変調信号がＨでかつ位相誤差が
遅相又は、ＰＥ変調信号がＬでかつ位相誤差が進相の相
関が強いといえる。従って、積分値が正であるならば、
ＰＥ変調信号がＨでかつ位相誤差が進相又は、ＰＥ変調
信号がＬでかつ位相誤差が遅相の場合がそうでない場合
よりも多かったと考えられるので、乱数系列と第２の副
情報の演算（排他的論理和）の結果が、乱数系列そのも
のであることを示している。そのため、第２の副情報の
値は０であると考えられる。積分値が負の場合も同様に
考えると、乱数系列と第２の副情報の演算（排他的論理
和）の結果が、乱数系列の０，１を反転した値であるこ
とを示しているため、第２の副情報の値は１であると考
えられる。本実施の形態では、第１の積分値は負である
ため、ステップ４１９により第２の副情報は１であるこ
とが分かり、図３の手順によって埋め込んだ副情報の最
初の２ビット０１を得る。以降、同様に１６セクタの処
理を行い、２５６ビットの副情報を得る。

【００３１】次に、本実施の形態で用いた２つの乱数系
列の選び方に関して説明する。本発明では、乱数系列と
して、擬似乱数系列であるＭ系列の部分系列を使用す
る。Ｍ系列とは、シフトレジスタとフィードバックによ
って生成される符号系列のうち、その周期が最長になる
系列のことである。シフトレジスタに入力する初期値を
変更することによって、異なる系列を発生することが出
来る。なお、複数の生成多項式を使用して乱数系列をそ
れぞれ発生させることで、異なる系列を発生することも
可能である。以下では、同じ生成多項式を使用して、初
期値を変更することによって複数の乱数系列を発生させ
る場合において、初期値の組み合わせの選び方と、初期
値をランダムに選ぶことができる生成多項式の選び方に
ついて説明する。

【００３２】始めに、前者の場合について説明する。Ｍ
系列の生成多項式としては、１４次の多項式（数２）を
用いて、同じ生成多項式を使用した場合の初期値の選び
方を説明する。

【００３３】

【数２】

【００３４】図６は、異なる乱数系列に第２の副情報を
０として埋め込んだ時の積分値の出現分布を示す図であ
る。積分値の分布は、それぞれの初期値に対して３フレ
ーム間に記録された第２の副情報を１０００回ずつ再生
した時の出現分布で、横軸は積分値、縦軸は出現頻度を
表している。６０１は、正しい乱数系列である初期値１
の乱数系列によって副情報を埋め込んだ場合の分布を表
していて、６０２は初期値９の乱数系列によって副情報
を埋め込んだ場合、６０３は初期値１１の乱数系列によ
って副情報を埋め込んだ場合の分布である。このグラフ
より、積分値が６０４の範囲の場合には、第２の副情報
の記録に用いた乱数系列が、初期値１の乱数系列か初期
値９の乱数系列かの識別を誤る可能性があり、積分値が
６０５の範囲の場合には、第２の副情報の記録に用いた
乱数系列が、初期値１の乱数系列か初期値１１の乱数系
列かの識別を誤る可能性がある。そして、前者の識別の
方が、後者の識別よりも誤検出を行う可能性が高いた
め、第１の副情報の再生に用いる、積分値による乱数系
列の識別が誤る確率を減らすためには、初期値を変更し
ても、６０２のように積分値による正しい乱数系列との
識別が誤る範囲（以下では誤検出範囲と呼ぶ）の広い分
布が発生しない初期値の組み合せを選ぶ必要がある。

【００３５】図７は、（数２）の生成多項式の一定長
（２６フレーム（同期部除く））における自己相関を表
している。自己相関として、正しい初期値の乱数系列
と、初期値として取りうる2¹⁵−2個の値による乱数系列
との相関性を調べている。本実施の形態の光ディスクで
は、同期部を除いた２６フレーム間の主情報は２３６０
バイトであることから、部分乱数系列の要素数は２３６
０となるため、お互いの部分乱数系列間に相関がなけれ
ば、要素の一致数は２３６０の半分の１１８０となる。
図７の横軸は、前記一致数を表していて、縦軸は一致数
の出現頻度である。一致数の出現頻度とは、すべての初
期値で発生させた乱数系列に対しての、一致数の出現す
る割合を示している。７０１の自己相関の分布におい
て、初期値１で発生させた正しい乱数系列との誤検出範
囲が広い乱数系列を発生させる初期値９に対応する一致
数は、要素数の半分の値から離れた領域、つまり、お互
いの乱数系列の相関が大きい領域に存在している。そし
て、初期値１で発生させた正しい乱数系列との誤検出範
囲が狭い乱数系列を発生させる初期値１１に対応する一
致数は、要素数の半分の値付近の領域、つまり、お互い
の乱数系列の相関が小さい領域に存在している。これよ
り、同じ生成多項式を使用する場合には、相関の小さい
初期値の組み合わせを選択すれば良い。具体的には、
（数２）の生成多項式の場合には、１と１１、１と２な
どを選べば良い。以下では、後者の場合、つまり、初期
値の組み合わせをランダムに選択しても、お互いの相関
が大きくならない生成多項式の選び方を説明する。

【００３６】始めに、図７における、正しい乱数系列と
の一致数の最小値と要素数の半分の値との幅（７０２）
と、正しい乱数系列との一致数の最大値と要素数の半分
の値との幅（７０３）を比較して、大きい方の値を相関
範囲と呼ぶと、相関範囲の小さい生成多項式を選べば、
条件を満たす生成多項式を得ることが出来る。

【００３７】

【表１】

【００３８】（表１）は、乱数系列の生成多項式の次数
と項の数を変化させた時の相関範囲の最小値を表してい
る。相関範囲の最小値として、例えば、１４次の生成多
項式の中で、項の数が３つの多項式は５個存在するが、
５個の生成多項式に対するそれぞれの相関範囲を求め
て、その中の最小値を示している。この表から、どの次
数の生成多項式を用いる場合においても、相関範囲の最
も小さくなる項の数を持った多項式の中から、最も小さ
い相関範囲を持つ多項式を選択すれば、乱数系列の初期
値の組み合わせをランダムに選んでも、それぞれの乱数
系列の相関が小さい乱数系列を得ることが出来る。具体
的には、生成多項式が１６次の時は（数３）、１４次の
時には（数４）などを選択すれば良い。

【００３９】

【数３】

【００４０】

【数４】

【００４１】以上のような光ディスクによれば、副情報
の記録を、乱数系列の選択と、主記録マークエッジの微
少変位で行い、再生を、積分値の絶対値の比較と正負の
判定によって行うことが可能となり、副情報の重畳率を
向上させることが可能となるので、検査情報などを付け
加えることにより、一定長の主情報に付加した副情報の
再生における信頼性を向上することが出来る。

【００４２】（実施の形態２）次に、主情報と副情報を
光ディスクに記録する記録装置について説明する。図８
は、本発明に係る光ディスク記録装置の特徴的な部分に
ついての構成を示すブロック図である。

【００４３】本装置は、実施の形態１で示した光ディス
クに主情報と副情報を同時に記録する機能を有する光デ
ィスク記録装置であり、タイミング生成器、変調器、乱
数発生器、乱数系列変換器、ＰＥ（Phase Encoding）変
調器、位相変調器、記録チャネル、記録ヘッド及び初期
値選択器を備える。

【００４４】タイミング生成器（８０１）は、主情報な
らびに第２の副情報副情報の記録を開始する旨の通知を
図示されていないコントローラ等から受けた場合に、記
録データに同期パターン（同期部）を挿入するタイミン
グを示す同期信号を変調器（８０２）ならびに乱数発生
器（８０３）に出力する。さらに、この同期信号とクロ
ック発振器からのクロック信号とに基づいて、記録デー
タの各バイトに同期したバイトクロック（クロック信号
の１６分周）を出力すると共に、各バイトごとでＨ区間
とＬ区間が半分ずつになるようなＰＥ信号をＰＥ変調器
（８０５）に出力する。さらに、第２の副情報の記録を
行うため、副情報を記録する部分を示す位相変調許可信
号を位相変調器（８０６）に出力する。

【００４５】変調器（８０２）は、タイミング生成器
（８０１）からの同期信号に基づいて、入力された記録
データ（主情報）に同期パターン（同期部）を挿入する
とともに、記録する主情報を８ビット長の符号（バイ
ト）ごとに、対応する１６ビット長のコードに変換した
後に、ＮＲＺＩ変換することによりチャネル信号を生成
し、位相変調器（８０６）に入力する。

【００４６】初期値選択器（８１０）は、入力された第
１の副情報に対応した乱数系列の初期値を乱数発生器
（８０３）に出力する。

【００４７】乱数発生器（８０３）は、タイミング生成
器（８０１）からの同期信号のタイミングで初期値選択
器（８１０）によって得られた乱数の初期値をプリセッ
トし、バイトクロックのタイミングで乱数系列（Ｍ系
列）１ビットを生成する。ここで、乱数系列の生成多項
式は、実施の形態１で述べた方法によって選択し、１６
次の生成多項式の中で、実施の形態１の相関範囲の最も
小さい多項式である、（数３）を選択する。

【００４８】図９は乱数発生器の詳細な構成を示すブロ
ック図である。この乱数発生器は、（２の１７乗−１）
個のビット系列を１サイクルとする擬似乱数発生器であ
り、１７ビット長のシフトレジスタ（９０１）により構
成される。シフトレジスタは、バイトクロックのタイミ
ングで１ビット左にシフトされ、ビット［０］（ＬＳ
Ｂ）にはビット［１６］（ＭＳＢ）、ビット［１５］、
ビット［１４］、ビット［１３］、ビット［９］、ビッ
ト［７］、ビット［６］、ビット［５］、ビット
［４］、ビット［２］の出力値の排他的論理和がフィー
ドバックされる。このようにして生成されたビット
［０］（ＬＳＢ）が擬似乱数系列として、乱数系列変換
器（８０４）に出力される。なお、複数の乱数系列は、
１つの生成多項式の初期値選択器による初期値の変更に
よってではなく、複数の生成多項式を用いて（複数の乱
数発生器によって）実現することも可能である。

【００４９】乱数系列変換器（８０４）は、乱数発生器
からの乱数系列と、第２の副情報の各ビットに相関性を
持たせるための演算を行う。本実施の形態では、乱数系
列変換器は排他的論理和によって構成され、記録する第
２の副情報の各ビットに応じて、乱数系列の反転／非反
転を行う。このようにして変換された乱数系列（副情報
相関系列）はＰＥ変調器（８０５）に出力される。記録
する第２の副情報は、各セクタの先頭と最終の２フレー
ムを除いた２４個のフレームに対して３フレーム毎に第
２の副情報の各ビットが埋め込まれる。

【００５０】ＰＥ変調器（８０５）は、タイミング生成
器（８０１）からのＰＥ信号に基づいて、乱数系列変換
器（８０４）から出力される副情報相関系列をＰＥ変調
（排他的論理和の後、反転）し、第２の副情報を重畳し
た系列のＰＥ変調信号を位相変調器に出力する。その結
果、ＰＥ変調信号は、第２の副情報を重畳した系列が０
の場合にはチャネル信号の中央において立ち下がり、第
２の副情報を重畳した系列が１の場合にはチャネル信号
の中央において立ち上がり、同じ乱数系列が続く場合で
あっても、０と１の区間がほぼ同一となるような信号を
得ることができる。

【００５１】位相変調器（８０６）は、ＰＥ変調器（８
０５）からのＰＥ変調系列に基づいて、変調器（８０
２）からのチャネル信号のうち図２に示した第２の副情
報を記録するフレームのデータ部のみ（位相変調許可信
号が“Ｈ”の時）のエッジを一定の微少時間だけ遅らせ
るか進ませるかの位相変調を行い、それ以外（位相変調
許可信号が“Ｌ”の時）のエッジは位相変調しないで、
チャネル信号を記録チャネルに出力する。

【００５２】図１０は位相変調器の詳細な構成を示すブ
ロック図である。位相変調器は、上記微少時間だけ信号
を遅延させる遅延器と３入力１出力のセレクタとから構
成される。セレクタ（１００１）は、制御信号として入
力される位相変調許可信号が０のときには、変調部から
入力されるチャネル信号を１段の遅延器（１００２）で
遅延した信号（２）を出力し、位相変調許可信号が１で
かつＰＥ変調信号が１のときには、変調部から入力され
るチャネル信号（１）をそのまま出力し、位相変調許可
信号が１でかつＰＥ変調信号０のときには、変調部から
入力されるチャネル信号を２段の遅延器（１００３，１
００４）で遅延した信号（３）を出力する。

【００５３】この結果、第２の副情報を重畳しないフレ
ームや同期部の記録マークのエッジは、位相が変化され
ることがなく、第２の副情報を重畳するデータ部は、Ｐ
Ｅ変調信号が１の時は、上記微少時間だけ位相が進めら
れ、ＰＥ変調信号が０の時は、上記微少時間だけ位相が
遅らされる。

【００５４】記録チャネル（８０７）は、位相変調器
（８０６）からの被変調チャネル信号の１／０に同期し
て光ディスク（８０９）に出力するレーザビームの記録
パワーを変化させる制御信号を生成して、記録ヘッド
（８０８）に出力する。

【００５５】記録ヘッド（８０８）は、記録チャネル
（８０７）からの制御信号に基づいて、レーザービーム
のパワーを上下させながら、光学的に読み取り可能な被
変調記録マークを光ディスク（８０９）に形成する。

【００５６】記録動作は、実施の形態１の光ディスクと
同様の処理を行うので説明を省略する。

【００５７】以上のような光ディスク記録装置によれ
ば、副情報の記録を、乱数系列の選択と、主記録マーク
エッジの微少変位で行うことによって、副情報の重畳率
を向上させることが可能となるので、検査情報などを付
け加えることにより、一定長の主情報に付加した副情報
の再生における信頼性を向上することが出来る。

【００５８】（実施の形態３）次に、以上のようにして
主情報と副情報を記録した光ディスクから再生する再生
装置について説明する。図１１は、本発明に係る光ディ
スク再生装置の特徴的な部分についての構成を示すブロ
ック図である。

【００５９】本装置は、実施の形態１で示した光ディス
クとして主情報と副情報を同時に再生する機能を有する
光ディスク再生装置であり、光ディスク上の記録マーク
に基づいて主情報を再生するだけでなく、そのときに観
測される記録マークのジッタに埋もれた副情報を検出す
る機能を有し、再生ヘッド、再生チャネル、クロック抽
出器、再生信号処理回路、ＰＥ変調器、乱数発生器、副
情報検出器及び比較器を備える。

【００６０】１１０２は、再生ヘッドであり、回転する
光ディスク（１１０１）上の記録マークに光ビームを集
光して照射し、その反射光をフォトダイオードで受光し
た後、増幅することにより、アナログ読み出し信号を生
成して再生チャネル（１１０３）に出力する。

【００６１】再生チャネル（１１０３）は、再生ヘッド
からのアナログ読み出し信号を波形等化したり整形した
りすることによってデジタルの読み出し信号に変換し、
クロック抽出器（１１０４）と再生信号処理回路（１１
０５）に出力する。

【００６２】クロック抽出器（１１０４）は、再生チャ
ネルからの読み出し信号に基づいて、チャネルビットに
同期したチャネルクロック、読み出し信号における各記
録データ（バイト単位）に同期したバイトクロックを生
成し、再生信号処理回路（１１０５）、第１の乱数発生
器（１１０６），第２の乱数発生器（１１０９）および
第１の副情報検出器（１１０８），第２の副情報検出器
（１１１１）に出力される。また同時に、チャネルビッ
トクロックを基準として、読み出し信号の位相誤差を検
出し、位相の進みが検出された場合には進相誤差信号を
生成し、位相の遅れが検出された場合には遅相誤差信号
を生成し、第１の副情報検出器（１１０８），第１の副
情報検出器（１１１１）に出力する。

【００６３】図１２は、クロック抽出器の詳細な構成を
示すブロック図である。クロック抽出器は、位相比較
器、チャージポンプ及びＶＣＯ（Voltage Controlled O
scillator）からなるＰＬＬ回路と４分周器とから構成
される。

【００６４】位相比較器（１２０１）は、ＶＣＯ（１２
０３）からフィードバックされて入力されるチャネルク
ロックと再生チャネルからの読み出し信号とから、その
読み出し信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジとその
エッジに最も近いチャネルビットクロックの立ち上がり
エッジとの位相誤差を算出し、進相誤差信号ならびに遅
相誤差信号としてチャージポンプ（１２０２）に出力す
る。

【００６５】チャージポンプ（１２０２）は、入力され
た進相誤差信号と遅相誤差信号により出力電圧を制御す
る。進相誤差信号が入力された場合には、チャネルビッ
トクロックの周波数を下げるために出力電圧を下げ、遅
相誤差信号が入力された場合には、チャネルビットクロ
ックの周波数を上げるために出力電圧を上げる。ＶＣＯ
（１２０３）は、チャージポンプ（１２０２）からの出
力電圧に対応する周波数のチャネルクロックを生成する
電圧制御発振器である。

【００６６】４分周器（１２０４）は、ＶＣＯからのチ
ャネルビットクロックを１６に分周するカウンタであ
り、再生信号処理回路（１１０５）からの同期信号によ
ってリセットされる。これにより、同期部を基準とし
て、読み出し信号における各記録データ（バイト単位）
に同期したＰＥ信号とバイトクロックを出力する。

【００６７】再生信号処理回路（１１０５）は、再生チ
ャネルからの読み出し信号から同期部を検出したり、同
期部を基準として読み出し信号を復調したりする回路で
ある。

【００６８】図１３は、再生信号処理回路の詳細な構成
を示すブロック図である。再生信号処理回路は、同期信
号検出器、復調器とゲート信号生成器とから構成され
る。

【００６９】同期信号検出器（１３０２）は、読み出し
た信号に含まれる同期部（同期パターン）を検出し、同
期信号を生成し、クロック抽出器（１１０４）および第
１の乱数発生器（１１０６），第１の乱数発生器（１１
０９）に出力する。

【００７０】復調器（１３０１）は、光ディスク記録装
置の変調器に対する復調回路であり、クロック抽出器
（１１０４）からのチャネルクロックに同期して再生チ
ャネルからの読み出し信号をサンプリングし、クロック
抽出器（１１０４）からのバイトクロックに同期して１
６ビットのチャネルコードに対応する８ビットの記録デ
ータに変換し、主情報として出力する。

【００７１】また、ゲート信号生成器（１３０３）は、
同期信号を基準として、副情報を記録したフレーム（各
セクタの先頭と最終のフレームを除くフレーム）のデー
タ部を示す信号（副情報検出許可信号）を副情報検出器
１（１１０８），副情報検出器２（１１１１）に出力す
る。

【００７２】乱数発生器１（１１０６），乱数発生器２
（１１０９）は、光ディスク記録装置の乱数発生器（８
０３）と同一の機能を有し、再生信号処理回路（１１０
５）からの同期信号のタイミングでそれぞれの初期値
（第１の初期値，第２の初期値）をプリセットし、クロ
ック抽出回路（１１０４）からのバイトクロックのタイ
ミングで乱数系列（Ｍ系列）を生成し、乱数発生器１
（１１０６）はＰＥ変調器１（１１０７）に、乱数発生
器２（１１０９）はＰＥ変調器２（１１１０）にそれぞ
れ出力する。

【００７３】ＰＥ変調器１（１１０７），ＰＥ変調器２
（１１１０）は、光ディスク記録装置のＰＥ変調器（８
０５）と同一の機能を有し、クロック抽出器（１１０
４）からのＰＥ信号に基づいて、それぞれの乱数発生器
（乱数発生器１（１１０６），乱数発生器２（１１０
９））から出力される擬似乱数系列をＰＥ変調し、ＰＥ
変調器（１１０７）は副情報検出器１（１１０８）に、
ＰＥ変調器２（１１１０）は副情報検出器２（１１１
１）にそれぞれ出力する。

【００７４】副情報検出器１（１１０８），副情報検出
器２（１１１１）は、クロック抽出器（１１０４）から
出力された進相誤差信号および遅相誤差信号とそれぞれ
のＰＥ変調器（ＰＥ変調器１（１１０７），ＰＥ変調器
２（１１１０））からのＰＥ変調信号との相関性を検出
する回路である。

【００７５】図１４は、副情報検出器１（１１０８）の
詳細な構成を示す回路図である。なお、副情報検出器１
（１１０８）と副情報検出器２（１１１１）は、同一の
構成を持っているため、副情報検出器２（１１１１）の
説明は省略する。副情報検出器１（１１０８）は、セレ
クタ（１４０１）、積分器（１４０２）、副情報更新タ
イミング生成器（１４０３）から構成される。

【００７６】セレクタ（１４０１）は、２個の２入力１
出力切替回路からなり、クロック抽出器（１１０４）か
らの進相誤差信号および遅相誤差信号それぞれを、ＰＥ
変調器１（１１０７）からのＰＥ変調信号が１の時に
は、積分器（１４０２）の正入力端子及び負入力端子に
通過させ、０の時には、クロスさせて積分器（１４０
２）の負入力端子及び正入力端子に通過させる。

【００７７】積分器（１４０２）は、差動入力のアナロ
グ積分器であり、再生信号処理回路（１１０５）からの
副情報検出許可信号がＨの時、正入力端子に入力された
パルスの面積を加算して蓄積するのと並行して、負入力
端子に入力されたパルスの面積を減算して蓄積し、蓄積
された面積に相当するアナログ信号を比較器（１１１
２）に出力する。また、副情報検出許可信号がＬの時に
は、積分器の値を保持する。副情報更新タイミング生成
器（１４０３）から副情報更新信号が出力されると、積
分器で保持している値をクリアする（値を０にする）。

【００７８】その結果、積分器（１４０２）は、ＰＥ変
調器から出力されるＰＥ変調信号が１である期間におい
ては、進相誤差信号に現れたパルスの面積を加算して蓄
積し、遅相誤差信号に現れたパルスの面積を減算して蓄
積し、また、ＰＥ変調信号が０である期間においては、
進相誤差信号に現れたパルスの面積を減算して蓄積し、
遅相誤差信号に現れたパルスの面積を加算して蓄積し、
蓄積値に相当する電圧を出力する。

【００７９】従って、ＰＥ変調信号が１である区間にお
いて進相誤差信号にのみパルスが現れ、かつ、ＰＥ変調
信号が０である区間において遅相誤差信号にのみパルス
が現れる正の相関が続く場合には、積分器は正方向に増
加し、逆に、ＰＥ変調信号が１である区間において遅相
誤差信号にのみパルスが現れ、かつ、ＰＥ変調信号が０
である区間において進相誤差信号にのみパルスが現れる
負の相関が続く場合には、積分器は負方向に減少してい
く。また、いずれの相関性も存在しない場合、即ち、Ｐ
Ｅ変調信号に依存しないでランダムに進相誤差信号、及
び遅相誤差信号にパルスが現れる場合には、それらの誤
差信号に現れる両パルスの出現頻度が略等しくなるの
で、積分器の出力電圧はゼロレベルに近い値となる。

【００８０】副情報更新タイミング生成器（１４０３）
は、入力される同期信号をもとに副情報の更新タイミン
グを生成する。副情報更新信号は各セクタの先頭と最終
のフレームを除くフレームに対して、３フレーム毎にパ
ルス出力される信号であり、積分器（１４０２）の値を
比較器（１１１２）に出力した後、クリアする。

【００８１】図１５は、比較器（１１１２）の詳細な構
成を示す回路図である。絶対値比較器（１５０２）は、
第１の副情報検出器（１１０８）と第２の副情報検出器
（１１１１）からのアナログ信号である積分値信号を受
け取ると、電圧の絶対値の大きさを比較し、大きい方の
電圧を持った信号を正負判定器（１５０３）に出力する
と共に、その信号に対応した副情報を、第１の副情報と
して出力する。正負判定器（１５０３）では、受け取っ
た信号の電圧の正負を判定して、正ならば０を、負なら
ば１を第２の副情報として出力する。

【００８２】以上のような光ディスクによれば、副情報
の再生を、積分値の絶対値の比較と正負を判定すること
によって行うことが出来、副情報の重畳率を向上させる
ことが可能となるので、検査情報などを付け加えること
により、一定長の主情報に付加した副情報の再生におけ
る信頼性を向上することが出来る。なお、上記の実施の
形態においては、副情報を２ビット重畳する方法に関し
て説明したが、選択の対象となる乱数系列の数を増やす
ことによって上記の実施の形態における第１の副情報の
情報量を増やすことが可能である。

【００８３】以上、本発明のジッタ変調にかかわる光デ
ィスク、その記録装置および再生装置について、実施の
形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に
限られないことは勿論である。また、上記光ディスク記
録装置及び光ディスク再生装置における特徴的な構成要
素をステップとする記録方法及び再生方法として実現す
ることもできる。

【００８４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る光ディスクは、光学的に読み取り可能な記録マー
クによって主情報が記録された光ディスクであって、副
情報を乱数系列の選択に使用することによって記録する
第１の副情報と、前記記録マークのエッジをトラック方
向に位相を進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれか
に変位させることによって記録する第２の副情報に分け
て副情報の記録が行われることを特徴とする。

【００８５】これによって、副情報の記録を、乱数系列
の選択と、主記録マークエッジの微少変位で行い、再生
を、積分値の絶対値の比較と正負の判定によって行うこ
とが可能となり、副情報の重畳率を向上させることが可
能となるので、検査情報などを付け加えることにより、
一定長の主情報に付加した副情報の再生における信頼性
を向上することが出来る。

【００８６】また、本発明に係る光ディスクは、光学的
に読み取り可能な記録マークによって主情報が記録さ
れ、前記主情報は同期部とデータ部からなる複数のフレ
ームに分割されて記録された光ディスクであって、副情
報を乱数系列の選択に使用することによって記録する情
報である第１の副情報と、前記記録マークのエッジをト
ラック方向に位相を進めた位置もしくは遅らせた位置の
いずれかに変位させることによって記録する情報である
第１の副情報に分けて副情報の記録が行われることを特
徴とする。

【００８７】これによって、光ディスク上の傷、ほこ
り、指紋などによって、データ部でビットずれが発生し
た場合、乱数系列とのずれが発生するが、同期部の検出
により乱数系列の初期化ができ、同期部以降の副情報を
正しく再生することが可能となる。

【００８８】また、本発明に係る光ディスクは、光学的
に読み取り可能な記録マークによって主情報が記録され
た光ディスクであって、前記主情報のうち再生の際に高
い信頼性が必要となる記録マーク以外の前記記録マーク
のエッジを、微少量だけトラック方向に位相を進めた位
置もしくは遅らせた位置のいずれかに変位させることに
よって副情報が記録されていることを特徴とする。

【００８９】これによって、主情報の再生において安定
した再生に必要となる記録マーク（同期部やＩＤ部な
ど）の検出に影響なく副情報の重畳が可能であり、既存
の光ディスク再生装置においても、主情報のみが記録さ
れた光ディスクと同様に安定した再生が可能となる。

【００９０】さらに、本発明に係る光ディスク記録装置
は、光ディスクに光学的に読み取り可能な記録マークを
形成することによって主情報を記録する装置であって、
乱数系列を選択することによって第１の副情報の記録を
行い、前記記録マークのエッジをトラック方向に位相を
進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれかに変位させ
ることによって第２の副情報の記録を行う副情報記録手
段を備えることを特徴とする。

【００９１】これによって、副情報の記録を、乱数系列
の選択と、主記録マークエッジの微少変位で行うことに
よって、副情報の重畳率を向上させることが可能となる
ので、検査情報などを付け加えることにより、一定長の
主情報に付加した副情報の再生における信頼性を向上す
ることが出来る。

【００９２】また、本発明に係る光ディスク記録装置
は、光ディスクに光学的に読み取り可能な記録マークを
形成することによって主情報を記録し、前記主情報を同
期部とデータ部からなる複数のフレームに分割して記録
する光ディスク記録装置であって、乱数系列の選択を行
う乱数系列選択手段と、前記同期部を基準として、前記
乱数系列選択手段によって選択された乱数系列を生成す
る乱数発生手段と、前記乱数発生手段によって生成され
た乱数系列に基づき記録する主情報の記録マーク位置を
示すチャネル信号のエッジを微少量だけトラック方向に
位相を進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれかに変
位させる位相変調手段と、前記位相変調手段によって生
成された被変調チャネル信号に基づいて前記光ディスク
に記録マークを形成する記録チャネル手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００９３】これによって、光ディスク上の傷、ほこ
り、指紋などによって、データ部でビットずれが発生し
た場合、乱数系列とのずれが発生するが、同期部の検出
により乱数系列の初期化ができ、同期部以降の副情報を
正しく再生することが可能な光ディスクを生成すること
ができる。

【００９４】また、本発明に係る光ディスク記録装置
は、光ディスクに光学的に読み取り可能な記録マークを
形成することによって主情報を記録する装置であって、
前記主情報のうち再生の際に高い信頼性が必要となる前
記記録マークであることを示すタイミング信号をするタ
イミング生成手段と、前記タイミング信号に基づき高い
信頼性が必要でない前記記録マークのエッジを微少量だ
けトラック方向に位相を進めた位置もしくは遅らせた位
置のいずれかに変位させることによって副情報を記録す
る副情報記録手段を備えることを特徴とする。

【００９５】これによって、主情報の再生において安定
した再生に必要となる記録マーク（同期部やＩＤ部な
ど）の検出に影響なく副情報の重畳が可能であり、既存
の光ディスク再生装置においても、主情報のみが記録さ
れた光ディスクと同様に安定した再生が可能な光ディス
クを生成することができる。

【００９６】さらに、本発明に係る光ディスク再生装置
は、前記主情報を同期部とデータ部からなる複数のフレ
ームに分割されて記録された光ディスクから光学的に記
録マークを読み取ることによって主情報を再生する光デ
ィスク再生装置であって、光ディスクに記録された記録
マークを再生し、デジタル化する再生チャネル手段と、
前記再生チャネル手段によって生成されたデジタル読み
出し信号から、それに同期するチャネルクロックを抽出
するクロック抽出手段と、前記デジタル読み出し信号と
前記チャネルクロックとの位相差を検出し、進相誤差信
号と遅相誤差信号を生成する位相比較手段と、前記デジ
タル読み出し信号から同期パターンを検出する再生信号
処理手段と前記再生信号処理手段により生成された同期
信号を基準とした乱数系列を生成する乱数発生手段と、
前記乱数発生手段によって生成された乱数系列に基づき
前記位相比較手段によって生成された進相誤差信号と遅
相誤差信号を積算することによって副情報を抽出する副
情報抽出手段とを備えることを特徴とする。

【００９７】これによって、副情報の再生を、積分値の
絶対値の比較と正負を判定することによって行うことが
でき、副情報の重畳率を向上させることが可能となるの
で、検査情報などを付け加えることにより、一定長の主
情報に付加した副情報の再生における信頼性を向上する
ことが出来る。さらに、光ディスク上の傷、ほこり、指
紋などによって、データ部でビットずれが発生した場
合、乱数系列とのずれが発生するが、同期部の検出によ
り乱数系列の初期化を行い、同期部以降の副情報を正し
く再生することが可能である。

【００９８】また、本発明に係る光ディスク再生装置
は、光ディスクから光学的に記録マークを読み取ること
によって主情報を再生する光ディスク再生装置であっ
て、記録された記録マークを再生し、デジタル化する再
生チャネル手段と、前記再生チャネル手段によって生成
されたデジタル読み出し信号から、それに同期するチャ
ネルクロックを抽出するクロック抽出手段と、前記デジ
タル読み出し信号と前記チャネルクロックとの位相差を
検出し、進相誤差信号と遅相誤差信号を生成する位相比
較手段と、再生された主情報のうち高い信頼性が必要と
なる記録マーク以外の記録マークにおいて、前記位相比
較手段によって生成された進相誤差信号と遅相誤差信号
を積算する積算する前記系列選択情報に対応した複数の
副情報検出手段と、前記副情報検出手段のそれぞれの積
算値を比較し副情報を抽出する副情報抽出手段を備える
ことを特徴とする。

【００９９】これによって、主情報の再生において安定
した再生に必要となる記録マーク（同期部やＩＤ部な
ど）には副情報の重畳せずに作成した光ディスクから安
定した副情報の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る光ディスクのデー
タ構造図

【図２】本発明の実施の形態１に係る光ディスクの構成
を示す波形図

【図３】本発明の実施の形態１に係る副情報の付加の手
順を示すフローチャート

【図４】本発明の実施の形態１に係る副情報の再生の手
順を示すフローチャート

【図５】本発明の実施の形態１に係る光ディスクの副情
報の再生における主な信号のタイミングチャート

【図６】本発明の実施の形態１に係る光ディスクの積分
値の頻度分布図

【図７】本発明の実施の形態１に係る光ディスクの部分
乱数系列の自己相関の頻度分布図

【図８】本発明の実施の形態２に係る光ディスク記録装
置の構成を示すブロック図

【図９】同記録装置における乱数発生器の構成を示すブ
ロック図

【図１０】同記録装置における位相変調器の構成を示す
ブロック図

【図１１】本発明の実施の形態３に係る光ディスク再生
装置の構成を示すブロック図

【図１２】同再生装置におけるクロック抽出器の構成を
示すブロック図

【図１３】同再生装置における再生信号処理器の構成を
示すブロック図

【図１４】同再生装置における副情報検出器の構成を示
すブロック図

【図１５】同再生装置における比較器の構成を示すブロ
ック図

【図１６】従来の光ディスクの構成を示す波形図

【符号の説明】

１００，８０９，１１０１ 光ディスク １０１ ＥＣＣブロック １０２ セクタ １０３ 同期部 １０４ データ部 １０５ フレーム １０６ ＩＤ部 １０７ 副情報 １０８ 第１の副情報 １０９ 第２の副情報 ２０１，２０２ 記録マーク ２０３ 同期部 ２０４ データ部 ６０１ 初期値１で発生させた乱数系列の積分値の頻度
分布 ６０２ 初期値９で発生させた乱数系列の積分値の頻度
分布 ６０３ 初期値１１で発生させた乱数系列の積分値の頻
度分布 ６０４，６０５ 積分値の区間 ７０１ 部分乱数系列の自己相関の頻度分布 ７０２ 分布の最大値と分布の平均との幅 ７０３ 分布の最小値と分布の平均との幅 ８０１ タイミング生成器 ８０２ 変調器 ８０３，１１０６，１１０９ 乱数発生器 ８０４ 乱数系列変換器 ８０５，１１０７，１１１０ ＰＥ変調器 ８０６，１２０１ 位相変調器 ８０７ 記録チャネル ８０８ 記録ヘッド ８１０ 初期値選択器 ９０１ シフトレジスタ １００１，１４０１ セレクタ １００２，１００３，１００４ 遅延器 １１０２ 再生ヘッド １１０３ 再生チャネル １１０４ クロック抽出器 １１０５ 再生信号処理回路 １１０８，１１１１ 副情報検出器 １１１２，１５０１ 比較器 １２０２ チャージポンプ １２０３ ＶＣＯ １２０４ ４分周器 １３０１ 復調器 １３０２ 同期信号検出器 １３０３ ゲート信号生成器 １４０２ 積分器 １４０３ 副情報更新タイミング生成器 １５０２ 絶対値比較器 １５０３ 正負判定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 20/10 ３０１ Ｇ１１Ｂ 20/10 ３０１Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/85 Ｈ０４Ｎ 5/85 Ｚ 5/91 5/91 Ｐ (72)発明者 薮野 寛之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石原 秀志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 福島 能久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C052 AA02 DD10 5C053 FA13 FA24 JA21 KA08 KA09 LA06 5D029 PA01 PA03 5D044 DE47 DE49 DE50 DE52 DE57 DE58 GK17 5D090 CC14 DD03 FF09 FF13 FF17 GG12 GG16 GG34

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的に読み取り可能な記録マークによ
   って主情報が記録された光ディスクであって、副情報に
   対応した乱数系列を選択することと、選択された乱数系
   列に対応して記録マークエッジをトラック方向に位相を
   進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれかに微少量だ
   け変位させることによって副情報が記録されていること
   を特徴とする光ディスク。
2. 【請求項２】 前記主情報のうち再生の際に高い信頼性
   が必要となる記録マーク以外の前記記録マークのエッジ
   を、微少量だけトラック方向に位相を進めた位置もしく
   は遅らせた位置のいずれかに変位させることによって前
   記副情報の乱数系列の選択に使用する情報以外の情報が
   記録されていることを特徴とする請求項１記載の光ディ
   スク。
3. 【請求項３】 主情報は同期部とデータ部からなる複数
   のフレームに分割されて記録され、前記乱数系列の発生
   は前記同期部に基づいて行われることを特徴とする請求
   項１記載の光ディスク。
4. 【請求項４】 前記光ディスクは、複数のフレームから
   なるセクタに分割されて、前記主情報が記録されてお
   り、前記セクタを識別するセクタ識別子が記録されたフ
   レームを除いた記録マークのエッジを微少量だけトラッ
   ク方向に位相を進めた位置もしくは遅らせた位置のいず
   れかに変位させることによって前記副情報の乱数系列の
   選択に使用する情報以外の部分が記録されていることを
   特徴とする請求項１記載の光ディスク。
5. 【請求項５】 乱数系列の選択に使用する副情報は、１
   ビット以上の情報量を持つことによって、複数の乱数系
   列からの前記乱数系列の選択を可能とする請求項３記載
   の光ディスク。
6. 【請求項６】 前記複数の乱数系列は、同一の生成多項
   式を持った系列の初期値の変更や、生成多項式の変更に
   よって実現する請求項５記載の光ディスク。
7. 【請求項７】 前記複数の乱数系列は、お互いに相関の
   少ない系列を用いることを特徴とする請求項６記載の光
   ディスク。
8. 【請求項８】 前記乱数系列は、Ｍ系列の全系列又は部
   分系列を用いることを特徴とする請求項６記載の光ディ
   スク。
9. 【請求項９】 前記記録マークのエッジを前記副情報と
   前記乱数系列との演算結果により微少量だけトラック方
   向に位相を進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれか
   に変位させることによって副情報が記録されていること
   を特徴とする請求項５記載の光ディスク。
10. 【請求項１０】 前記副情報の乱数系列の選択に使用す
    る情報以外の各ビットは、一定数の前記フレームを構成
    する前記記録マークのエッジを微少量だけトラック方向
    に位相を進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれかに
    変位させることによって記録されていることを特徴とす
    る請求項３記載の光ディスク。
11. 【請求項１１】 前記一定数は３以上であることを特徴
    とする請求項１０記載の光ディスク。
12. 【請求項１２】 光ディスクに光学的に読み取り可能な
    記録マークを形成することによって主情報を記録する装
    置であって、副情報に対応した乱数系列を選択すること
    と、前記記録マークのエッジをトラック方向に位相を進
    めた位置もしくは遅らせた位置のいずれかに変位させる
    ことによって副情報を記録する副情報記録手段を備える
    ことを特徴とする光ディスク記録装置。
13. 【請求項１３】 光ディスクに光学的に読み取り可能な
    記録マークを形成することによって主情報を記録し、前
    記主情報を同期部とデータ部からなる複数のフレームに
    分割して記録する光ディスク記録装置であって、乱数系
    列の選択を行う乱数系列選択手段と、前記同期部を基準
    として、前記乱数系列選択手段によって選択された乱数
    系列を生成する乱数発生手段と、前記乱数発生手段によ
    って生成された乱数系列に基づき記録する主情報の記録
    マーク位置を示すチャネル信号のエッジを微少量だけト
    ラック方向に位相を進めた位置もしくは遅らせた位置の
    いずれかに変位させる位相変調手段と、前記位相変調手
    段によって生成された被変調チャネル信号に基づいて前
    記光ディスクに記録マークを形成する記録チャネル手段
    とを有することを特徴とする光ディスク記録装置。
14. 【請求項１４】 前記光ディスク記録装置はさらに、前
    記乱数系列から発生された乱数系列を前記副情報に基づ
    いて論理変換する乱数系列変換手段を有し、前記位相変
    調手段は、前記乱数系列変換手段によって生成された副
    情報変換系列に基づき、記録する主情報の記録マーク位
    置を示すチャネル信号のエッジを微少量だけトラック方
    向に位相を進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれか
    に変位させる位相変調を行うことを特徴とする請求項１
    ４記載の光ディスク記録装置。
15. 【請求項１５】 前記主情報のうち再生の際に高い信頼
    性が必要となる前記記録マークであることを示すタイミ
    ング信号を生成するタイミング生成手段と、前記タイミ
    ング信号に基づき高い信頼性が必要でない前記記録マー
    クのエッジを微少量だけトラック方向に位相を進めた位
    置もしくは遅らせた位置のいずれかに変位させることに
    よって副情報を記録する副情報記録手段を備えることを
    特徴とする請求項１５記載の光ディスク記録装置。
16. 【請求項１６】 前記タイミング生成手段は、再生の際
    に高い信頼性が必要となる同期部を示すタイミング信号
    を生成し、少なくとも同期部を除く記録マークのエッジ
    を微少量だけトラック方向に位相を進めた位置もしくは
    遅らせた位置のいずれかに変位させることによって副情
    報を記録することを特徴とする請求項１５記載の光ディ
    スク記録装置。
17. 【請求項１７】 前記タイミング生成手段は、再生の際
    に高い信頼性が必要となる少なくとも各セクタのセクタ
    識別子ＩＤを含むフレームを示すタイミング信号を生成
    し、少なくとも各セクタのセクタ識別子ＩＤを含むフレ
    ームを除く記録マークのエッジを微少量だけトラック方
    向に位相を進めた位置もしくは遅らせた位置のいずれか
    に変位させることによって副情報を記録することを特徴
    とする請求項１５記載の光ディスク記録装置。
18. 【請求項１８】 前記乱数系列変換手段は、一定数の前
    記フレーム毎に前記乱数系列と論理変換を行う副情報を
    更新し、副情報相関系列を生成することを特徴とする請
    求項１４記載の光ディスク記録装置。
19. 【請求項１９】 前記一定数は３以上であることを特徴
    とする請求項１８記載の光ディスク記録装置。
20. 【請求項２０】 前記主情報を同期部とデータ部からな
    る複数のフレームに分割されて記録された光ディスクか
    ら光学的に記録マークを読み取ることによって主情報を
    再生する光ディスク再生装置であって、光ディスクに記
    録された記録マークを再生し、デジタル化する再生チャ
    ネル手段と、前記再生チャネル手段によって生成された
    デジタル読み出し信号から、それに同期するチャネルク
    ロックを抽出するクロック抽出手段と、前記デジタル読
    み出し信号と前記チャネルクロックとの位相差を検出
    し、進相誤差信号と遅相誤差信号を生成する位相比較手
    段と、前記デジタル読み出し信号から同期パターンを検
    出する再生信号処理手段と前記再生信号処理手段により
    生成された同期信号を基準として、乱数系列を生成する
    複数の乱数発生手段と、前記乱数発生手段によって生成
    されたそれぞれの乱数系列に基づき前記位相比較手段に
    よって生成された進相誤差信号と遅相誤差信号を積算す
    る複数の副情報検出手段と、前記副情報検出手段のそれ
    ぞれの積算値を比較し副情報を抽出する副情報抽出手段
    とを備えることを特徴とする光ディスク再生装置。
21. 【請求項２１】 光ディスクから光学的に記録マークを
    読み取ることによって主情報を再生する光ディスク再生
    装置であって、記録された記録マークを再生し、デジタ
    ル化する再生チャネル手段と、前記再生チャネル手段に
    よって生成されたデジタル読み出し信号から、それに同
    期するチャネルクロックを抽出するクロック抽出手段
    と、前記デジタル読み出し信号と前記チャネルクロック
    との位相差を検出し、進相誤差信号と遅相誤差信号を生
    成する位相比較手段と、再生された主情報のうち高い信
    頼性が必要となる記録マーク以外の記録マークにおい
    て、前記位相比較手段によって生成された進相誤差信号
    と遅相誤差信号を積算する複数の副情報検出手段と、前
    記副情報検出手段のそれぞれの積算値を比較することに
    よって副情報を抽出する副情報抽出手段とを備えること
    を特徴とする請求項２０記載の光ディスク再生装置。
22. 【請求項２２】 前記光ディスク再生装置はさらに、前
    記同期部を除くデータ部を示す副情報検出許可信号を生
    成する再生信号処理手段を有し、前記副情報検出手段
    は、少なくとも前記副情報検出許可信号に基づき前記進
    相誤差信号と前記遅相誤差信号を積算するか否かを制御
    することを特徴とする請求項２１記載の光ディスク再生
    装置。
23. 【請求項２３】 前記副情報抽出手段は、複数の前記副
    情報検出手段のそれぞれの積算値を比較することによっ
    て選択された乱数系列を抽出すると共に、前記乱数系列
    に対応した積算値の正負を判定し、前記乱数系列に対応
    した副情報の値と前記積算値の正負に対応した副情報の
    値を抽出することを特徴とする請求項２０記載の光ディ
    スク再生装置。
24. 【請求項２４】 前記副情報検出手段は、一定数の前記
    フレーム毎に複数の前記副情報検出手段のそれぞれの積
    算値を比較することによって選択された乱数系列を抽出
    すると共に、前記乱数系列に対応した積算値の正負を判
    定し、前記乱数系列に対応した副情報の値と前記積算値
    の正負に対応した副情報の値を抽出することを特徴とす
    る請求項２０記載の光ディスク再生装置。
25. 【請求項２５】 前記一定数は３以上であることを特徴
    とする請求項２４記載の光ディスク再生装置。
26. 【請求項２６】 前記副情報抽出手段は、少なくとも各
    セクタのセクタ識別子ＩＤを含む先頭フレームを除いた
    一定数の前記フレーム毎に複数の前記副情報検出手段の
    それぞれの積算値を比較することによって選択された乱
    数系列を抽出すると共に、前記乱数系列に対応した積算
    値の正負を判定し、前記乱数系列に対応した副情報の値
    と前記積算値の正負に対応した副情報の値を抽出するこ
    とを特徴とする請求項２０記載の光ディスク再生装置。