JP2003016738A

JP2003016738A - 記録情報信号のスクランブル方法及びスクランブル回路

Info

Publication number: JP2003016738A
Application number: JP2001375348A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Iwata; 和己岩田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】従来は使用する生成多項式の最大次数を小さ
くすることができず、また、スクランブルデータの“ば
らつき”が低く、更にスクランブル回路で使用するレジ
スタの数が比較的多く、回路規模が大きい。【解決手段】セクタアドレスｂ６〜ｂ４が２ｈである
ときには、値が３２ｈ（つまり、１１００１０）の生成
多項式切替信号Ｇ５〜Ｇ０をＡＮＤゲート２１０〜２１
５に供給し、ＡＮＤゲート２１５、２１４、２１１を導
通状態としてそれぞれ帰還ループをオンとし、ＡＮＤゲ
ート２１３、２１２、２１０を非導通状態としてそれぞ
れ帰還ループをオフとする。これにより、生成多項式Ｘ
^８＋Ｘ^６＋Ｘ^５＋Ｘ^２＋１によるＭ系列Ｂ７〜Ｂ０が発
生され、スクランブルデータＳｋとして出力される。切
替信号Ｇ５〜Ｇ０により、８種類の生成多項式が切り替
えられて使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録情報信号のスク
ランブル方法及びスクランブル回路に係り、特に周回状
の情報トラックを有する光ディスク等の円盤状記録媒体
に記録する情報信号のスクランブル方法及びスクランブ
ル回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＤＶＤ（Digital Versatile Di
sk）等の光ディスクは、光ディスクの周回状の情報トラ
ック上にピット、ランドと呼ばれる凹凸形状の形成によ
りディジタル信号形態の情報信号が記録されており、前
記ピット、ランドからの反射光が光学ヘッド内の４分割
光検出器で受光されて電気信号に変換され、情報信号が
読み出される。この光ディスクの再生時には、光学ヘッ
ドを用いたフォーカシング及びトラッキングの制御が行
われる。

【０００３】ここで、フォーカシングは光ディスクの面
振れに対して、光学ヘッド内の光学系の対物レンズの焦
点を光ディスク記録面に追従させるためのものであり、
トラッキングは光ディスクの偏心に対して、光学ヘッド
から出射したレーザ光により光ディスク上に形成する光
スポットを情報トラック上に追従させるためのものであ
る。これらのフォーカシング、トラッキングは、２分
割、または４分割された光検出器のそれぞれの分割セン
サの出力信号を演算してフォーカシング制御信号、トラ
ッキング制御信号を得て、これによりサーボ制御するこ
とにより行われる。

【０００４】光学ヘッドから出射したレーザ光は、光デ
ィスク上のピット部からの反射光とランド部からの反射
光とで位相差が生じ、これによる干渉効果によりピット
部とランド部で光検出器に入射する反射光量に差が生じ
ることにより再生信号が得られる。光ディスクには、画
像や音声などのユーザデータが、例えばＤＶＤにおいて
はＥＦＭＰｌｕｓ（８−１６変調）と呼ばれる変調が施
されＮＲＺＩ変換された信号の１と０により、それぞれ
ピット、ランドのパターンを形成して記録されている。
このようにして記録されている情報信号は、ピット、ラ
ンドでの光量変化による再生信号を２値化し、復調され
ることでデータが再生される。ＤＶＤにおいては、ＮＲ
Ｚ変換されＥＦＭＰｌｕｓ復調される。

【０００５】ところで、信号の記録方式には、ディスク
の角速度が一定な定角速度（ＣＡＶ：Constant Angler
Velocity）方式と、ディスクと光スポットの相対線速度
が一定な定線速度（ＣＬＶ：Constant Linear Velocit
y）方式とが広く知られている。ＣＡＶ方式は各トラッ
クに含まれるセクタ数が等しく、全トラックに関してデ
ィスクの中心からの放射線上にセクタの先頭が完全に一
致する構造になっている。また、ＣＬＶ方式は線速度が
一定のため、全トラックのセクタの先頭が一致すること
はないが、一部の隣接トラックに関してディスクの中心
からの放射線上にセクタの先頭が一致する場合がある。

【０００６】このような状況においては、同一内容の情
報、例えば画像情報や音楽情報が記録される場合では、
曲間、チャプタ間の無音部、無画像区間などを大量に記
録する時に、隣接トラックに同一の形状や配置の記録信
号が出現しないようにするために、一般的にはスクラン
ブル操作が講じられている。

【０００７】このスクランブルは元来、ＣＤ−ＲＯＭの
ＥＦＭ変調のＤＳＶ（Digital SumValue）制御性を向上
させる目的で行うものであり、一般には情報信号とＭ系
列（Maximum Length Code:最長符号系列）との排他的論
理和（Ｅｘ−ＯＲ）によってスクランブル信号が発生さ
れる。そして、スクランブルに用いられるＭ系列は、ｎ
段のシフトレジスタと加算器（排他的論理和器）とから
構成されたスクランブル回路により生成される、２^ｎ−
１個の０または１で表現される巡回符号である。

【０００８】しかしながら、近年の変調方式の改善によ
りＤＳＶ制御性にスクランブルを施す必要は少なくなっ
てきている。ＤＶＤでもスクランブルを採用している
が、その目的はＣＤ−ＲＯＭの場合と異なり、ディスク
上の記録再生トラックに光ピックアップを追従するよう
施されるトラッキング制御の安定化のために行われる。
ＤＶＤのようにトラックピッチが狭い場合、隣接トラッ
ク間に同一なデータパターン、つまり、隣接トラック間
でのピットとランドの形状が一致すると、相関性が高ま
りトラッキング誤差信号の振幅が低下して信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）が低下し、トラッキング制御が安定に行われ
ないという問題があるからである。

【０００９】この問題を解決するため、ＤＶＤではスク
ランブル信号が一巡する周期を、最も大きい記録容量の
情報トラックに含まれる情報量以上の長さに設定するよ
うに構成している。また、セクタアドレスを使用して巡
回符号の初期値を与えることで、セクタ単位でのスクラ
ンブルを可能にしている。初期値の与え方はそれぞれの
初期値から発生するスクランブルデータが重ならないよ
うに選ばれている。

【００１０】図９はこの方式を使用したＤＶＤのスクラ
ンブル回路（レジスタ帰還型Ｍ系列発生器）の一例の回
路図を示す。同図において、スクランブル回路は、各１
ビットを保持する１５個のレジスタが縦続接続された１
５段シフトレジスタと、排他的論理和演算する加算器Ａ
Ｄとから構成されており、まず、初期値がアドレスによ
って８個のレジスタに保持される。

【００１１】８個のレジスタの各値Ｂ０〜Ｂ７はそのま
ま出力され（Ｓ０）、１セクタの最初のユーザデータと
排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）される。次に、８ビット左
にシフトし、上記８個のレジスタからの１バイト出力
（Ｂ０〜Ｂ７）Ｓ１と２番目のユーザデータがＥｘ−Ｏ
Ｒされる。これを順次２０４８バイト（１セクタ中に含
まれるユーザデータ）に対して行われる。次に、最初に
戻り、アドレスにより初期値を選択しレジスタにロード
され、前述の行程が繰り返される。

【００１２】ＤＶＤの方式を詳しく説明する前に、まず
巡回符号（巡回コード）の基本を説明する。巡回符号で
は、”０”以外の２元符号をある２元符号列で割った場
合、その商及び余りはある周期で巡回する性質を持つ。
その周期が最大になるものをＭ系列と呼ぶ。その例を図
１０に示す。

【００１３】同図において、商は１０１１１００の繰り
返しとなり、その周期は７である。一般に巡回符号を扱
うのに多項式表現が用いられる。例えば、図１０の２元
符号列（１０１１）は、１・Ｘ^３＋０・Ｘ^２＋１・Ｘ^１
＋１・Ｘ^０＝Ｘ^３＋Ｘ^１＋１というように符号長ｋの符
号語はｋ−１次以下の多項式で表現できる。割る側の多
項式を生成多項式と呼び、前述のＭ系列の周期は生成多
項式の最大次数をｎ（＝ｋ−１）とすれば２^ｎ−１であ
る。この例ではｎ＝３であるので周期は７となり、図１
０と一致する。

【００１４】また、ある２元符号を最大次数ｎの生成多
項式で割った商のｎビットの値を１ビット刻みでみると
その値は全て異なり、その数は２^ｎ−１である。余りも
同様にｎビットの余りを順次見るとその余りの値は全て
異なり、その数は２^ｎ−１である。多項式表現で説明す
るならば、生成多項式の最大次数ｎであるので余りはｎ
−１次であり、ｎ−１次の多項式をビット符号列にする
とｎビットの余りが生じ、そのｎビットの余りはそれぞ
れ異なる。これは、ｎビットで表わせる数値の数は２^ｎ
であり、これから０を除いた数と等しい。図１０ではｎ
＝３であるので、余りはそれぞれ（００１），（０１
０），（０１１），（１００），（１０１），（１１
０），（１１１）の７種類で、（０００）を除く３ビッ
トで表せるすべての値である。

【００１５】ＤＶＤの場合の生成多項式はＸ¹⁵＋Ｘ⁴＋
１であり、その周期は２¹⁵−１＝３２７６７であり、１
５ビットで表わせる２^１５から“０”を除いたすべての
値が存在する。詳しくは説明しないがＤＶＤのスクラン
ブル回路の初期値は同じパターンが発生しないように選
ばれている。また、アドレスのｂ０〜ｂ３は使用してい
ない。

【００１６】これにより、１６セクタ内は同一の初期値
から始まるスクランブルデータパターンが１６回繰り返
される。１６セクタの長さは、ＤＶＤの最内周の１トラ
ックより短いため、同一の初期値によるスクランブルデ
ータパターンは隣接トラックに来ることはない。ＤＶＤ
のアドレスは通常インクリメントしているので、最初の
１６セクタに続く次の１６セクタは別の初期値が与えら
れ、最初のスクランブルデータパターンと異なるスクラ
ンブルデータを発生する。更に次の１６セクタは、別の
初期値により前の３２セクタとは異なるスクランブルデ
ータパターンが与えられ、それが１６回（初期値が１６
個）与えられ、そのスクランブルデータパターンが各々
異なるため、トータル２５６セクタ間は異なるスクラン
ブルデータパターンを持つ。これは、ＤＶＤの最外周に
おけるトラック長の約７０．６セクタより長いため、隣
接トラックで同一のパターンが発生する確率は少ない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
のスクランブル方法では、次のような欠点がある。第１
の欠点は、使用する生成多項式の最大次数を小さくする
ことができないということである。例えば、ＤＶＤと同
じ線密度をもつディスクにこの方式を適用する場合は生
成多項式を１３次以下にできない。生成多項式を１４次
（周期：２¹³−１≒２¹⁴）にし、１６セクタ内は同じ初
期値を使用したとき、初期値を８個（＝２ ¹⁴／２０４
８）持たせることができるので、トータル１２８セクタ
（＝１６セクタ×８）が可能であり、ＤＶＤの最外周に
おけるトラック長の約７０．６セクタより長いため、実
現可能である。

【００１８】これに対し、生成多項式を１３次とした場
合、Ｍ系列の周期は２¹³−１≒２¹³で１６セクタ内は同
じ初期値を使用したとき、初期値は４個（＝２¹³／２０
４８）まで持たせることができるので、トータル６４セ
クタ（＝１６セクタ×４）が可能であるが、この値は、
ＤＶＤの最外周におけるトラック長の約７０．６セクタ
より短い。

【００１９】回転制御方式にＣＬＶ方式が用いられてい
るとすれば、上記のように最外周におけるトラック長よ
りスクランブルデータ（Ｍ系列）の周期が短いと、図１
１に点線で示すようにスクランブルデータパターンの周
期がある半径位置のトラック長と同じとなり、その隣接
トラックのスクランブルデータパターンが同じになり、
トラッキングに影響を与えてしまう。生成多項式の次数
が１２次より小さい場合は、スクランブルデータパター
ンの周期のＮ倍（Ｎ：正の整数）とトラック長が一致す
る点が増えるため、隣接トラックのスクランブルデータ
パターンが同じになる点が多くなる。

【００２０】第２の欠点は、従来はスクランブルデータ
として使用可能なビット数の一部しか使用していないた
め、スクランブルデータの“ばらつき”が低く、使用す
る変調方式によってはＤＳＶ制御に問題が発生する可能
性があるということである。前述したように、１５次の
Ｍ系列で出力される１５ビットの余りは全て異なるが、
ＤＶＤでは、その内８ビットしか使用していないため、
スクランブルデータの“ばらつき”は低く、更に高次の
生成多項式を用いると、スクランブル後のデータのばら
つきは更に低くなる。

【００２１】Ｍ系列の最大次数をｙとすれば余りはｙビ
ット（余り多項式はｙ−１ビット）であり、スクランブ
ルはＭ系列の余りの内、固定ビット（多くは８ビット）
を使用してデータビット（多くは８ビット）とＥＸ−Ｏ
Ｒをとることから、（ｙ−８）ビットは使用しないこと
になる。前述した通り、Ｍ系列のｙビットの余りは全て
異なるが、その内一部だけを使用した場合、２^（y-8）
回同一スクランブルデータが含まれることになる。この
ことは、連続するスクランブルデータのパターンも同一
パターンが発生する可能性が高くなることを意味する。
そのため、隣接トラック間で同一パターンが発生する確
率も高い。ＤＶＤの場合、１５次のＭ系列中の８ビット
しか使用していないため、７（＝１５−８）ビットは使
用しないため、同一スクランブルパターンが発生する可
能性がある。

【００２２】第３の欠点は、スクランブル回路で使用す
るレジスタの数が比較的多く、回路規模が大きいという
ことである。スクランブル回路で使用するレジスタの数
は静電気などによるレジスタ値の変化などが起こらない
ように、少ない方が望ましいが、従来のスクランブル回
路では比較的多くのレジスタが必要となる。加えて、Ｄ
ＶＤで実際に使用されるスクランブル回路の多くは、高
速化の点から図１２に示すように、８ビット先を予測し
バイト単位で処理することが一般的であることから回路
規模も大きくなる。

【００２３】ＤＶＤのチャンネルエンコード（記録側）
は、ユーザデータに対し再生時のＥＣＣエラー訂正の誤
訂正を検出するために、ＥＤＣ（Error Detection Cod
e）コードを付加し、その後でスクランブルを行い、更
にＥＣＣエンコードを行っている。チャンネルデコーダ
（再生側）ではチャンネルエンコードとは逆にＥＣＣエ
ラー訂正を行った後デスクランブルし、ＥＤＣコードに
より誤訂正の有無を確かめる。誤訂正がなければ後段の
ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)デコーダに再
生データを送ることができる。

【００２４】最近のＤＶＤドライブは、以前は、ＥＣＣ
処理用のＳＲＡＭ（Static RandomAccess Memory）と、
転送レート吸収用のトラックバッファＤＲＡＭ(Dynamic
Random Access Memory)を分けて、ＳＲＡＭからＤＲＡ
Ｍへの転送の際にデ・スクランブル回路でデ・スクラン
ブル処理していたものを、コストを削減するためＤＲＡ
Ｍのみで行う試みが行われている。それに伴い、ＤＲＡ
Ｍ内のデータはスクランブルしたまま処理し、ＭＰＥＧ
デコーダへの転送の際にデ・スクランブル回路を通しデ
・スクランブル処理する。

【００２５】この場合、ＤＲＡＭ内の情報をＣＰＵが直
接アクセスするためのデ・スクランブル回路や、ＥＤＣ
誤訂正検出の前段にデ・スクランブル回路が必要である
など、デ・スクランブル回路を複数使用することが行わ
れている。デ・スクランブル回路はスクランブル回路と
同じもので良いため、スクランブル回路はなるべく小規
模な方が望ましい。このことから、使用する生成多項式
の最大次数を小さくできる方式が望まれていた。

【００２６】また、最近のディスク媒体では、著作権保
護の観点からコピープロテクトが情報に施されている。
このコピープロテクトは、前述のトラッキングサーボの
安定のために行われるスクランブル回路とは別の回路で
行われる。そのため、回路規模が大きくなるというデメ
リットが生じる。

【００２７】本発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、使用する生成多項式の最大次数を小さくすることが
できる記録情報信号のスクランブル方法及びスクランブ
ル回路を提供することを目的とする。

【００２８】また、本発明の他の目的は、レジスタ数を
単一生成多項式で用いる場合と同じ数で複数の生成多項
式を切り替えて接続することにより、スクランブル信号
のばらつきを向上させ、スクランブル信号の最大周期を
最外周のトラック長より長くし、隣接トラック間での相
関性を除去することができる記録情報信号のスクランブ
ル方法及びスクランブル回路を提供することにある。

【００２９】更に、本発明の他の目的は、Ｍ系列レジス
タ数を少なくし、回路の信頼性の向上及び回路規模の縮
小を実現し得る記録情報信号のスクランブル方法及びス
クランブル回路を提供することにある。

【００３０】また、本発明の更に他の目的は、コピープ
ロテクト回路とトラッキングサーボの安定化のために行
われるスクランブル回路を同時に満たし、かつ、回路規
模の縮小を実現し得る記録情報信号のスクランブル方法
及びスクランブル回路を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の記録情報信号のスクランブル方法は、周回
状の情報トラックの各々がアドレス値を有する複数のセ
クタに分割された記録媒体の各情報トラックに、巡回コ
ードの一部分又は全てを使用したスクランブル信号によ
りスクランブルされた２値のディジタル信号系列として
記録される情報信号のスクランブル方法において、互い
に異なる複数の生成多項式のうち、アドレス値に同期し
て切り替えた一の生成多項式を使用して巡回コードを生
成することを、複数の生成多項式の各々について繰り返
して、複数の生成多項式をそれぞれ使用した複数の巡回
コードを順次に生成すると共に、複数の巡回コードを接
続したときのスクランブル信号の全体のセクタ数（長さ
ＴＬ）が、記録媒体に形成される各情報トラックのうち
最も記録容量の大きな情報トラックのセクタ数（Ｓｍａ
ｘ）よりも大となるように、複数の巡回コードを接続し
てスクランブル信号を生成する第１のステップと、第１
のステップにより生成されたスクランブル信号と、２値
のディジタル信号形態の情報信号とを排他的論理和演算
して、スクランブルされた２値のディジタル信号系列を
生成する第２のステップとを含むことを特徴とする。

【００３２】また、上記の目的を達成するため、本発明
のスクランブル回路は、周回状の情報トラックの各々が
アドレス値を有する複数のセクタに分割された記録媒体
の各情報トラックに、２値のディジタル信号系列として
記録される情報信号に対して、巡回コードの一部分又は
全てを使用したスクランブル信号によりスクランブルす
るスクランブル回路において、アドレス値に応じて生成
多項式切替信号を発生する切替信号発生手段と、互いに
異なる複数の生成多項式のうち、切替信号に同期して切
り替えた一の生成多項式を使用して巡回コードを生成す
ることを、複数の生成多項式の各々について繰り返し
て、複数の生成多項式をそれぞれ使用した複数の巡回コ
ードを順次に生成すると共に、複数の巡回コードを接続
したときのスクランブル信号の全体のセクタ数（長さＴ
Ｌ）が、記録媒体に形成される各情報トラックのうち最
も記録容量の大きな情報トラックのセクタ数（Ｓｍａ
ｘ）よりも大となるように、複数の巡回コードを接続し
てスクランブル信号を生成するスクランブル信号生成手
段と、スクランブル信号生成手段により生成されたスク
ランブル信号と、２値のディジタル信号形態の情報信号
とを排他的論理和演算して、スクランブルされた２値の
ディジタル信号系列を生成する演算手段とを有する構成
としたものである。

【００３３】上記の本発明のスクランブル方法及びスク
ランブル回路では、複数の生成多項式をそれぞれ使用し
た複数の巡回コードを接続したときのスクランブル信号
の全体のセクタ数（長さＴＬ）が、記録媒体に形成され
る各情報トラックのうち最も記録容量の大きな情報トラ
ック（例えば、最外周情報トラック）のセクタ数（Ｓｍ
ａｘ）よりも大となるように、複数の巡回コードを接続
してスクランブル信号を生成するようにしたため、一つ
の生成多項式だけを使用して、かつ、繰り返し使用しな
いで生成した巡回コードによるスクランブル信号を用い
る従来回路に比べて、生成多項式の最大次数を低く抑え
ることができる。

【００３４】また、上記の目的を達成するため、本発明
のスクランブル方法は、上記の第１のステップを、互い
に異なる複数の生成多項式のうち、アドレス値に同期し
て切り替えた一の生成多項式を使用して巡回コードを生
成することを、複数の生成多項式の各々について繰り返
して、複数の生成多項式をそれぞれ使用した複数の巡回
コードを順次に生成すると共に、各一つの生成多項式を
使用して生成した各一の巡回コードの長さ（ＭＬ）が、
記録媒体に形成される各情報トラックのうち最も記録容
量の小さな情報トラックのセクタ数（Ｓｍｉｎ）以下
で、かつ、複数の巡回コードを接続したときのスクラン
ブル信号の全体のセクタ数（長さＴＬ）が、記録媒体に
形成される各情報トラックのうち最も記録容量の大きな
情報トラックのセクタ数（Ｓｍａｘ）に、上記各一の巡
回コードの長さ（ＭＬ）を加算した値よりも大となるよ
うに、複数の巡回コードを接続してスクランブル信号を
生成することを特徴とする。

【００３５】また、上記の目的を達成するため、本発明
のスクランブル回路は、上記のスクランブル信号生成手
段を、互いに異なる複数の生成多項式のうち、切替信号
に同期して一の生成多項式を使用して巡回コードを生成
することを、複数の生成多項式の各々について繰り返し
て、複数の生成多項式をそれぞれ使用した複数の巡回コ
ードを順次に生成すると共に、各一つの生成多項式を使
用して生成した各一の巡回コードの長さ（ＭＬ）が、記
録媒体に形成される各情報トラックのうち最も記録容量
の小さな情報トラックのセクタ数（Ｓｍｉｎ）以下で、
かつ、複数の巡回コードを接続したときのスクランブル
信号の全体のセクタ数（長さＴＬ）が、記録媒体に形成
される各情報トラックのうち最も記録容量の大きな情報
トラックのセクタ数（Ｓｍａｘ）に、上記各一の巡回コ
ードの長さ（ＭＬ）を加算した値よりも大となるよう
に、複数の巡回コードを接続してスクランブル信号を生
成する構成としたことを特徴とする。

【００３６】上記の本発明のスクランブル方法及びスク
ランブル回路では、各一つの生成多項式を使用して生成
した各一の巡回コードの長さ（ＭＬ）が、記録媒体に形
成される各情報トラックのうち最も記録容量の小さな情
報トラック（例えば、最内周情報トラック）のセクタ数
（Ｓｍｉｎ）以下で、かつ、複数の巡回コードを接続し
たときのスクランブル信号の全体のセクタ数（長さＴ
Ｌ）が、記録媒体に形成される各情報トラックのうち最
も記録容量の大きな情報トラック（例えば、最外周情報
トラック）のセクタ数（Ｓｍａｘ）に、上記各一の巡回
コードの長さ（ＭＬ）を加算した値よりも大となるよう
に、複数の巡回コードを接続してスクランブル信号を生
成するようにしたため、より一層生成多項式の次数を低
くすることができる。

【００３７】また、上記の目的を達成するため、本発明
のスクランブル方法は、上記の発明の第１のステップに
おけるアドレス値に同期して切り替えた一の生成多項式
を使用して巡回コードを生成させる同期方法は、アドレ
ス値を、任意に設定した鍵コードによりアドレス値を他
の値に変換することを含むことを特徴とする。

【００３８】また、上記の目的を達成するため、本発明
のスクランブル回路は、アドレス値に応じて生成多項式
切替信号を発生する切替信号発生手段は、アドレス値を
任意に設定した鍵コードによりアドレス値を他の値に変
換するアドレス変換手段を含むことを特徴とする。

【００３９】これらの本発明のスクランブル方法及び回
路では、任意に設定した鍵コードによりアドレス値を他
の値に変換するようにしたため、コピープロテクト機能
と隣接トラックにおけるデータの一致を防ぐスクランブ
ルとを共用できる。

【００４０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１は本発明になる記録情報信
号のスクランブル回路の一実施の形態のブロック図及び
その要部の回路図を示す。図１（Ａ）に示すように、本
実施の形態のスクランブル回路は、セクタアドレスを検
出するセクタアドレス検出部１１と、予め記録された初
期値を発生する例えばＲＯＭよりなる初期値記録部１２
と、セクタアドレス検出部１１からのセクタアドレス信
号に基づいて、生成多項式を切り替えるための切替信号
を発生する例えばＲＯＭよりなる選択記録部１３と、初
期値記録部１２からの初期値を各セクタの先頭位置でレ
ジスタの初期値とし、選択記録部１３からの切替信号に
よりＭ系列レジスタの帰還接続が切り替えられ、すなわ
ち生成多項式が切り替えられてＭ系列のスクランブルデ
ータＳｋを発生するＭ系列発生部１４と、ユーザデータ
をスクランブルする排他的論理和部１５とより構成され
ている。

【００４１】排他的論理和部１５は、図１（Ｂ）に示す
ように、８個の排他的論理和回路から構成されており、
Ｍ系列発生部１４からのスクランブルデータＳｋ（B0〜
B7）と、セクタアドレス検出部１１からのユーザデータ
Ｄｋ（B0〜B7）とを、対応するビット同士で排他的論理
和（Ｅｘ−ＯＲ）演算をすることにより、ユーザデータ
をスクランブルしたスクランブルドデータＤ’ｋ（B'0
〜B'7）を出力する。

【００４２】このような構成で複数の生成多項式より得
られるスクランブルパターンの合計の長さをＴＬ、各生
成多項式より得られるスクランブルパターン長をＭＬ、
光ディスクの最外周の情報トラックの長さをＳｍａｘと
したとき、ＴＬ≧Ｓｍａｘ＋ＭＬという不等式を満足す
ることにより、隣接トラック同士のデータが同一データ
パターンにならない。

【００４３】ここで、本実施の形態のスクランブル回路
で用いるＭ系列の最大次数とＭ系列の数およびセクタア
ドレスによるＭ系列の切替方法を記述するに際し、記録
方式はＣＬＶ方式を例にとって説明し、記録されるディ
スクに関する定数は以下のように与えておく。なお、長
さの単位は、特に限定しないが、今回はセクタ数で示す
もとのする。

【００４４】Ｓｍｉｎ：最内周トラックに含まれるセク
タ数：正の実数Ｓｍａｘ：最外周トラックに含まれるセクタ数：正の実
数Ｎ：使用する生成多項式の数：正の整数ｘ，ｙ，ｚ：生成多項式の最大次数：正の整数ＭＬ：一つの生成多項式でスクランブルするセクタ
数：正の整数Ｃｙｃｌｅ：使用する各々の生成多項式によるＭ系列の
巡回周期で表現できる最大バイト数：正の整数Ｃｙｃｌｅ＝２^ｘ−１（１）

【００４５】まず、セクタ長ＬＳの長さを持つ信号列を
記録する場合、信号列内のデータが全て異なり、その信
号列が繰り返し記録される場合、隣接トラック同士でデ
ータが同じにならない条件は以下の通りである。隣接ト
ラックのデータが同じデータになるのは、トラック長が
ＬＳのｎ倍（ｎは正の整数）と等しい場合である。つま
り、信号列が同位相になったときである。すなわち、ト
ラック長をＳｔとすれば、ｎ×ＬＳ＝Ｓｔ（２）のときである。トラック長Ｓｔは、Ｓｍａｘ≧Ｓｔ≧Ｓｍｉｎ（３）を満足するため、この（３）式は、（２）式より次式に
書き改めることができる。

【００４６】Ｓｍａｘ≧ｎ×ＬＳ≧Ｓｍｉｎ（４）それ以外は、隣接トラック同士でデータが同じにならな
いので、次式が成立する。

【００４７】Ｓｍａｘ＜ｎ×ＬＳ（５）またはｎ×ＬＳ＜Ｓｍｉｎ（６）すべてのｎに対して上記（５）式及び（６）式のうちい
ずれかを満たさなければならない。

【００４８】ここで、（５）式からＳｍａｘ／ｎ＜ＬＳ（７）なる不等式が得られる。この不等式がｎ＝１で成立する
と、ｎ≧２以上で必ず成立するから、左辺が最大値にな
るｎ＝１を満たせばよい。このとき、（７）式はＳｍａｘ＜ＬＳ（８）となる。

【００４９】また、（６）式はｎが無限大であるとき、
すなわち左辺が最大値になるとき満足すればよいが、Ｌ
Ｓは有限値であるから左辺は無限大となり、右辺Ｓｍｉ
ｎはＳｍａｘを超えることがないためこの条件を満たす
ＬＳは存在しない。このことから（８）式を満たすこと
が必要となる。

【００５０】まず、従来型の一つの生成多項式を使用す
る場合、信号列の長さＬＳを一つの生成多項式によって
発生するスクランブルデータが繰り返さないようなＭＬ
に置き換えると、（８）式から次式が得られる。

【００５１】Ｓｍａｘ＜ＭＬ（９）Ｍ系列データは繰り返さないため、ＭＬ内のデータパタ
ーンは互いに異なる。

【００５２】次に、今回の複数の生成多項式による場合
を考える。ＭＬの長さを持つ互いに異なるＮ個の生成多
項式で得られる信号列を、直列に接続した場合の合計の
長さＴＬは、ＴＬ＝ＭＬ×Ｎ（１０）である。ＭＬは全て等しいものとする。

【００５３】ＭＬ内のデータパターンが異なる場合、互
いに異なる生成多項式で得られるＭＬのデータパターン
は互いに異なることから、これを直列に接続したデータ
列は異なるデータパターンを持つことになる。これは、
一つの生成多項式を使用し、かつ、繰り返し使用しない
場合の（９）式の場合と同じことになるため、（９）式
は次式に置き換えられる。

【００５４】Ｓｍａｘ＜ＴＬ（１１）１種類の生成多項式を使用し、かつ、繰り返し使用しな
い方式（以下、単に１種類の生成多項式を使用する方式
という）と、Ｎ種類の生成多項式を切り替えて使用する
方式で同じ長さＬＳの信号列を得るには、１種類の生成
多項式を使用する方式の生成多項式の最大次数をｘ、Ｎ
種類の生成多項式を使用する方式の生成多項式の最大次
数を全てｙとし、１セクタのデータ数を２０４８バイト
とすれば、（１）式よりＬＳ＝（２^ｘ−１）／2048＝（（２^ｙ−１）／2048）×Ｎ（１２）ここで、２^ｘ＞＞１、２^ｙ＞＞１とすると、（１２）式
は次式に書き改めることができる。

【００５５】２^ｘ＝２^ｙ×Ｎ（１３）（１３）式の両辺について２を底とする対数をとれば、ｌｏｇ_２２^ｘ＝ｌｏｇ_２（２^ｙ×Ｎ）ｘ＝ｙ＋ｌｏｇ_２Ｎここで、Ｎ＝２^ｋとおけば、上式はｘ＝ｙ＋ｋと表わせるから、この式を整理して次式が得られる。

【００５６】ｙ＝ｘ−ｋ（１４）例えば、Ｎ＝８の場合、ｋ＝３であるため（１４）式か
らｙ＝ｘ−３であり、生成多項式を８個使用した方が１つの生成多項
式を使用するより、最大次数を３次低く抑えることがで
きる。このことは、生成多項式を８個使用した方が１つ
の生成多項式を使用するより、Ｍ系列発生器のレジスタ
の数を３個減らすことができることを意味する。

【００５７】ところで、ＤＶＤ密度の場合、Ｓｍｉｎ≒２９.２（セクタ）Ｓｍａｘ≒７０.６（セクタ）１セクタ＝２０４８バイトである。

【００５８】１種類の生成多項式を使用する方式では、
（９）式及び（１２）式より、Ｓｍａｘ＜ＭＬ≒２^ｘ／２０４８７０．６＜２^ｘ−１１ｘ＞ｌｏｇ_２７０.６＋１１≒１７.１４より、最大次数は１８次必要である。

【００５９】それに対し、８種類の生成多項式を切り替
えて使用する方式では、（１４）式よりｙ＝ｘ−３＝１４.１４であり、最大次数は１５次で済む。このように生成多項
式を複数種類使用することにより回路規模を小さくする
効果があることが分かる。

【００６０】さらに、条件を付加することにより回路規
模を縮小することができる。このことにつき説明する
に、まず、任意の長さを持つ信号列を記録する場合、そ
の信号列自身が隣接トラックで重ならない条件は、信号
列の長さをＬＳ２（但し、セクタ長とする。）とする
と、Ｓｍｉｎ≧ＬＳ２（１５）である。Ｓｍｉｎ＜ＬＳ２の場合、図２に示すように重
なるところが存在する。

【００６１】これに対し、（１５）式を満足する場合
は、長さＬＳ２の信号列内のデータが全て同じでも、自
分自身（信号列）のデータが隣接トラックで重ならない
ため、隣接トラックで信号パターンが同じになることは
ない。当然、トラック長は最内周が一番短いため、外周
までのトラックでは問題とならない。

【００６２】ここで、ＬＳ２＝ＭＬとすると、（１５）
式からＳｍｉｎ≧ＭＬ（１６）である。この場合、ＭＬ内のデータは全てが同じでもよ
いため、上記条件下においては使用するＭ系列はＭ系列
周期を越えて繰り返し使用しても、自分自身（Ｍ系列）
のデータによって隣接トラックで信号パターンが同じに
なることはない。

【００６３】このようなＭＬ内のデータが巡回するスク
ランブルデータを複数個直列につなげた場合の、隣接ト
ラックで同じデータが隣接しない条件は、前述のＭＬ内
のデータが巡回しないスクランブルデータを複数個直列
につなげた場合に対し、次式に示すように、複数個直列
につなげたスクランブルデータの合計の長さＴＬを最外
周トラックの長さＳｍａｘに、一つの生成多項式で生成
される一つのスクランブルデータの長さＭＬ分だけ加え
た長さより長くする必要がある。すなわち、次式の不等
式を満足する必要がある。

【００６４】ＴＬ＞Ｓｍａｘ＋ＭＬ（１７）その様子を図３（Ａ）、（Ｃ）に示す。（１７）式の条
件下では、図中８つのＭＬ（ＭＬ１〜ＭＬ８）の各々
は、同じスクランブルデータを持つＭＬと図３（Ｃ）に
示すように重ならない。一方、（１１）式と（１７）式
の間の条件下では、図３（Ｂ）、（Ｄ）に示すように、
同じスクランブルデータＭＬ８の一部が隣接トラックで
重なり合うことが分かる。よって、最外周トラックにお
いて（１７）式の条件を満たす必要がある。

【００６５】各々ＭＬの長さを持つ互いに異なるＮ個の
生成多項式で得られる信号列を直列に接続した場合の合
計の長さＴＬは（１０）式と同様であり、これより（１
７）式は、ＴＬ＝Ｎ×ＭＬ＞Ｓｍａｘ＋ＭＬ（１８）Ｓｍａｘ＜（Ｎ−１）×ＭＬ（１９）となる。以上の（１６）式と（１９）式を満たすことに
より前述の方式より更に小規模な回路構成が可能とな
る。

【００６６】次に、１種類の生成多項式を使用する従来
の方式と、本実施の形態のＮ種類の生成多項式を切り替
えて使用する方式の相違について説明する。ここで、Ｎ
種類の生成多項式を切り替えて使用する方式の生成多項
式の最大次数をｚとし、Ｍ系列の巡回回数をＨとし、１
セクタのデータ数を２０４８バイトとし、また、Ｎ種類
の生成多項式の最大次数ｚは全て等しいものとする。前
述のように、一つの生成多項式の巡回周期Ｃｙｃｌｅ
と、１種類の生成多項式を使用する方式の生成多項式の
最大次数ｘとの関係は、（１）式で表わされるから（１
８）式のＭＬはＭＬ＝（２^ｚ−１）×Ｈ／２０４８（２０）となる。

【００６７】（１）式、（１０）式及び（２０）式よりＴＬ＝（２^ｘ−１）／2048＝（（２^ｙ−１）／2048）×Ｎ＝｛（２^ｚ−１）×Ｈ／２０４８｝×Ｎ（２１）ここで、２^ｘ＞＞１、２^ｙ＞＞１、２^ｚ＞＞１とする
と、（２１）式は次式で表すことができる。

【００６８】２^ｘ＝２^ｙ×Ｎ＝２^ｚ×Ｎ×Ｈ上式の３辺を２を底とする対数をとれば、ｌｏｇ_２２^ｘ＝ｌｏｇ_２（２^ｙ×Ｎ）＝ｌｏｇ_２（２^ｚ
×Ｎ×Ｈ）ｘ＝ｙ＋ｌｏｇ_２Ｎ＝ｚ＋ｌｏｇ_２Ｎ＋ｌｏｇ_２Ｈここで、Ｎ＝２^ｋ、Ｈ＝２^ｉとおけば、上式はｘ＝ｙ＋ｋ＝ｚ＋ｋ＋ｉとなり、これを整理するとｚ＝ｘ−ｋ−ｉ＝ｙ−ｉ（２２）となる。

【００６９】これにより、例えばＮ＝８、Ｈ＝１６の場
合、ｋ＝３、ｉ＝４であるため（２２）式からｚ＝ｘ−７＝ｙ−４（２３）である。

【００７０】従って、（２３）式から分かるように、
（１８）式及び（１９）式の条件で８種類の生成多項式
を切り替えて使用する方式では、前述の１種類の生成多
項式を使用した方式に比べて最大次数を７次低く抑える
ことができる。これは、Ｍ系列発生器のレジスタの数を
前述の１種類の生成多項式を使用した方式に比べて７個
減らすことができることを意味する。

【００７１】また、（２３）式から分かるように、（１
８）式及び（１９）式の条件で８種類の生成多項式を切
り替えて使用する方式では、（１１）式の条件のみで８
種類の生成多項式を切り替えて使用する方式に比べて、
最大次数を４次低く抑えることができ、よってＭ系列発
生器のレジスタの数を４個減らすことができる。これに
よって、（１８）式及び（１９）式の条件でＮ種類の生
成多項式を切り替えて使用する方式では、（１１）式の
条件のみでＮ種類の生成多項式を切り替えて使用する方
式に比べてより一層回路の信頼性の向上，回路規模の縮
小が可能となり、スクランブル値のばらつきを大きくす
ることができる。

【００７２】ところで、前述したように、ＤＶＤ密度の
場合、Ｎ＝８、Ｈ＝１６とすると、（２０）式より次式ＭＬ＝（２^ｚ−１）×１６／２０４８≒２^{ｚ＋４−１１}
＝２^ｚ−７が得られ、また、（１９）式より次式が得られる。Ｓｍａｘ＜（Ｎ−１）×ＭＬ＝７×２^ｚ−７

【００７３】また、ＤＶＤ密度では、Ｓｍａｘ≒７０.
６（セクタ）であることから、上式は７０.６＜７×２^ｚ−７ｚ＞ｌｏｇ_２（７０.６／７）＋７≒１０．３３（２４）となる。

【００７４】また、（１６）式に上記のＭＬの値を代入
すると次式が得られる。Ｓｍｉｎ≧ＭＬ＝２^ｚ−７

【００７５】ＤＶＤ密度では、Ｓｍｉｎ≒２９.２（セ
クタ）であることから、上式は２９.２＞２^ｚ−７ｚ＜ｌｏｇ_２（２９.２）＋７≒１１.８７（２５）となる。従って、（２４）式及び（２５）式よりｚ＝１
１となる。

【００７６】逆に、ｚ＝１１のときこの生成多項式から
作られる巡回周期は、ほぼ１セクタ（２０４８＝２¹¹）
と等しくなり、これがＨ＝１６回（１６セクタ）繰り返
されることになる。

【００７７】現状のＤＶＤのスクランブルデータの生成
多項式の最大次数として１５次を使用しているので、こ
の実施の形態では、最大次数を４次も少なくできる。す
なわち、本実施の形態では、従来のスクランブル回路に
比べて回路規模を小さくできることが可能となる。

【００７８】（１６）式、（１９）式及び（２０）式よ
り、生成多項式の種類の数ＮやＭ系列の巡回回数Ｈを大
きくすればするほど、最大次数ｚを小さくすることがで
きるが、最大次数はデータのビット数より小さくするこ
とは望ましくない。なぜなら、ｎ次の生成多項式は、ｎ
ビットの余りしか持たないため、ｎ＋１ビットのデータ
ビットとＥｘ−ＯＲするには余りビットの内一つを２ビ
ットに供給するか、“０”か“１”の固定値を足りない
１ビット分に与えるなどする必要があり、スクランブル
データのばらつきが小さくなるからである。

【００７９】生成多項式の最大次数が８次のときの８ビ
ットの余りは全て異なる（０を除く１〜２５５）ため、
８ビットのデータとスクランブルするには、データのば
らつきが最も良くなり、その発生頻度はほぼ同じであ
る。

【００８０】なお、Ｎ種類の生成多項式の最大次数は全
て等しいものとしたが、Ｎ種類の生成多項式の最大次数
を異なるものとしてもよい。一つの生成多項式によるス
クランブルデータは何度巡回してもいいことから、それ
ぞれの巡回回数を変えて、各々のＭＬの大きさを同じに
すれば、（１６）式及び（１７）式の条件は同じであ
る。

【００８１】これまでに説明した方式は、何らかの形で
ＭＬの切替（接続）をしなくてはならない。そのため、
セクタアドレスにより生成多項式を選択する。図１に示
した本実施の形態では、セクタアドレスにより生成多項
式を選択するための選択記録部１３にＲＯＭを用い、そ
のＲＯＭのアドレス端子にセクタアドレス検出部１１か
らセクタアドレスを入力し、これにより得られるＲＯＭ
出力（選択記録部１３の出力）によって、Ｍ系列発生部
１４における生成多項式の帰還接続をオン／オフする。

【００８２】Ｍ系列発生部１４の構成の詳細は後述する
が、ここでは、１セクタに含まれるスクランブルされる
データを２０４８バイトとし、セクタアドレスの最下位
ビットをビット０とするとき、ビットｎからｍビット長
を使用するとし、Ｎ＝２^ｍ個の生成多項式を使用するこ
ととする。また、使用するＮ個の生成多項式によるスク
ランブルデータは、Ｓｍｉｎ≧ＭＬの条件下で巡回して
もよいことから、セクタ内のデータのスクランブルデー
タは一つのＭ系列をＲ回巡回させることとする。さら
に、Ｍ系列レジスタの初期値は、セクタの先頭でセクタ
アドレスが得られる毎に一度ロードするものとする。

【００８３】ここで、使用する各々の生成多項式による
Ｍ系列の巡回周期で表現できる最大バイト数Ｃｙｃｌｅ
は、使用するＮ個の生成多項式の最大次数をｘとする
と、（１）式からＣｙｃｌｅ＝２^ｘ−１≒２^ｘであるから、上記のＭ系列の巡回回数ＲはＲ＝２０４８／Ｃｙｃｌｅ≒２^１１／２^ｘ＝２^１１−ｘである。但し、使用するＮ個の生成多項式の最大次数ｘ
は、スクランブルされるデータ長以上が望ましいため、
データ長は通常８ビットであることからｘ≧８とする。
例えば、ｘ＝８としたときは、巡回回数Ｒは８（＝
２^３）となり、８回はセクタ内でデータが循環する。

【００８４】生成多項式から発生する信号ＭＬは、ｍが
変化する毎に切り替えられ、それぞれ２^ｎセクタ内は同
じスクランブル値が用いられるため、ＭＬ＝２^ｎ（セクタ）（２６）であり、条件式の（１６）式よりＳｍｉｎ≧２^ｎｎ≦ｌｏｇ_２Ｓｍｉｎ（２７）となる。なお、１つのセクタ内での巡回回数Ｒが８回
で、それが２^ｎ個のセクタで繰り返されるので、トータ
ルの循環回数Ｈは、Ｈ≒Ｒ×２^ｎ＝２^ｎ＋３となる。

【００８５】ＤＶＤ密度の場合、前述したように、最内
周トラックに含まれるセクタ数Ｓｍｉｎは約２９.２セ
クタであるから、（２７）式はｎ≦ｌｏｇ_２２９.２≒４.８７（２８）である。

【００８６】また、条件式である（１９）式と（２６）
式およびＮ＝２^ｍより、Ｓｍａｘ＜（２^ｍ−１）×２^ｎｍ＞ｌｏｇ_２{(Ｓｍａｘ／２^ｎ)＋１｝（２９）となる。

【００８７】ＤＶＤ密度の場合、前述したように、最外
周トラックに含まれるセクタ数Ｓｍａｘは約７０.６セ
クタであるから、（２８）式を満たすｎの値を４とする
と、（２９）式はｍ＞ｌｏｇ_２｛（７０.６／１６）＋１｝≒２.４４（３０）である。従って、（３０）式からｍ＝３とすれば条件を
満たす。

【００８８】逆に、ｎ＝４，ｍ＝３のときは、Ｓｍｉｎ
は１６（＝２^４）セクタ以上、Ｓｍａｘは１１２（＝
（２^３−１）×２^４）セクタ未満であるから、この条件
を満たせば、ＤＶＤより高密度なディスクにもこの定数
で適用可能である。

【００８９】また、前述の例で示したｚ＝１１の場合
は、（２７）式及び（２９）式でセクタ内の巡回回数Ｒ
に影響を受けないため、同様なｎとｍの条件となる。な
お、この場合はＲ＝１となり、ほぼ循環周期１周期分を
使用することになる。

【００９０】また、使用するＮ種類の生成多項式の最大
次数をすべて等しいものとして説明したが、それが異な
る場合は、それぞれのセクタ内での繰り返し回数Ｒが異
なるのみで、トータルの循環回数Ｈは同一となる。いず
れにしても、（２６）式〜（３０）式に示したように、
ｎ及びｍの値は巡回回数Ｒ及びＨに依存しないため、使
用する生成多項式の最大次数を変えてもよい。

【００９１】以上のように、セクタアドレスを使用する
ことにより、セクタアドレスに同期したスクランブルを
行うことができる。

【００９２】次に、図１に示した本発明の一実施の形態
のスクランブル回路中のＭ系列発生部１４の各例につい
て説明する。図４は本発明の要部のＭ系列発生部の第１
の実施の形態の回路図を示す。同図において、Ｍ系列発
生部１４は、６つのＡＮＤゲート２１０〜２１５と、８
個のレジスタ２２０〜２２７と、２入力ＡＮＤゲート２
１０〜２１５の各出力信号とレジスタ２２０〜２２５の
各出力ビットＢ０〜Ｂ５とを排他的論理和演算する加算
器２３０〜２３５とから構成されている。

【００９３】加算器２３５の出力信号はレジスタ２２６
及び２２７を直列に経て初段のレジスタ２２０へ帰還入
力される。２入力ＡＮＤゲート２１０〜２１５の各一方
の入力端子は選択記録部１３からの生成多項式切替信号
の各１ビットが入力され、他方の入力端子はレジスタ２
２７の出力端子とレジスタ２２０の入力端子に共通接続
されている。すなわち、ＡＮＤゲート２１０〜２１５の
各他方の入力端子は、レジスタ２２７からレジスタ２２
０への帰還ループの途中に接続されている。

【００９４】この実施の形態では、光ディスクの周回状
（螺旋状又は同心円状）の情報トラック上の線記録密度
は、ＤＶＤフォーマットと同じもので上記の説明と同じ
条件とする。すなわち、最内周の情報トラックの長さＳ
ｍｉｎは約２９.２セクタ、最外周の情報トラックの長
さＳｍａｘは約７０.６セクタ、１セクタに含まれるス
クランブルされるデータ（ユーザデータ）は２０４８バ
イト、生成多項式の最大次数は８、セクタアドレスの最
下位ビットをビット０とするときのビットｎを４ビッ
ト、ビットｎからの使用するビット長ｍを３ビット、切
り替えて使用する生成多項式の数（種類）Ｎ（＝２^ｍ）
を８、１つのセクタ内のＭ系列の巡回回数Ｒを８とし、
また、記録フォーマットとして先頭にセクタアドレス、
それにユーザデータ２０４８バイトが続くものとする。

【００９５】次に、この実施の形態の動作について図１
及び図４と共に説明する。まず、図１（Ａ）のセクタア
ドレス検出部１１において、セクタアドレスのビット４
（＝ｎ）からビット６が検出されて、そのビット４（ｂ
４）からビット６（ｂ６）までの３ビットが、ＲＯＭに
より構成されている選択記録部１３にＲＯＭアドレスと
して供給される。

【００９６】選択記録部１３は、入力された３ビットｂ
６〜ｂ４のアドレス値に応じて、図４に示す値の６ビッ
トＧ０〜Ｇ５の生成多項式切替信号を発生して、図４の
Ｍ系列発生部１４内の２入力ＡＮＤゲート２１０〜２１
５の各一方の入力端子に入力する。ここで、図４に示す
ように、ＡＮＤゲート２１０〜２１５の各他方の入力端
子は、レジスタ２２０〜２２７からなる８段シフトレジ
スタの帰還ループ中に設けられており、生成多項式切替
信号の対応する１ビット入力が論理１（ハイレベル）の
ときには帰還ループをオンとし、論理０（ローレベル）
のとき帰還ループをオフとする。これにより、生成多項
式が切り替えられる。

【００９７】例えば、セクタアドレス検出部１１の出力
セクタアドレスｂ６〜ｂ４が２ｈ（ｈはヘキサ表示：以
下同じ）であるときには、選択記録部１３は、図４に示
すように、値が３２ｈ（つまり、１１００１０）の生成
多項式切替信号Ｇ５〜Ｇ０をＭ系列発生部１４へ供給す
る。この生成多項式切替信号Ｇ５〜Ｇ０は、図４に示す
ＡＮＤゲート２１５、２１４、２１１を導通状態として
それぞれ帰還ループをオンとし、ＡＮＤゲート２１３、
２１２、２１０を非導通状態としてそれぞれ帰還ループ
をオフとする。

【００９８】すなわち、レジスタ２２７の出力信号Ｂ７
は、レジスタ２２０に帰還入力されると共に、ＡＮＤゲ
ート２１５、２１４、２１１をそれぞれ通して加算器２
３５、２３４、２３１に供給される。これにより、生成
多項式Ｘ⁸＋Ｘ⁶＋Ｘ⁵＋Ｘ²＋１によるＭ系列Ｂ７〜Ｂ０
が発生され、スクランブルデータＳｋとして排他的論理
和部１５へ出力される。

【００９９】同様に、例えば、セクタアドレス検出部１
１の出力セクタアドレスｂ６〜ｂ４が７ｈであるときに
は、選択記録部１３は、図４に示すように、値が２Ｆｈ
（つまり、１０１１１１）の生成多項式切替信号Ｇ５〜
Ｇ０をＭ系列発生部１４へ供給する。これにより、図４
のＡＮＤゲート２１５、２１３、２１２、２１１及び２
１０がそれぞれ導通状態とされ、ＡＮＤゲート２１４が
非導通状態とされ、図４に示すように、生成多項式Ｘ⁸
＋Ｘ⁶＋Ｘ⁴＋Ｘ³＋Ｘ²＋Ｘ＋１によるＭ系列Ｂ７〜Ｂ０
が発生され、スクランブルデータＳｋとして排他的論理
和部１５へ出力される。このようにして、８種類の生成
多項式が切り替えられる。

【０１００】なお、図４中には図示しないが、図４の各
レジスタ２２０〜２２７はセクタの先頭部分で初期値が
ロードされる。また、レジスタのクロックは、ユーザデ
ータ１バイトに対しレジスタが１シフト動作するように
バイトクロックを使用する。最初のスクランブルデータ
Ｓ０はそのまま出力される。そのスクランブルデータＳ
０とユーザデータの先頭データ１バイトの各ビットが排
他的論理和部１５でＥｘ−ＯＲされる。

【０１０１】次に、各レジスタ２２０〜２２７に保持さ
れた各１ビットの値を、１回左にシフト動作させる。そ
して、これにより得られるスクランブルデータＳ１とユ
ーザデータの２バイト目が排他的論理和部１５でＥｘ−
ＯＲされる。これがユーザデータ２０４８バイト分繰り
返される。その後、次のセクタアドレスのビット４から
ビット６を検出し、同様な操作をすることにより、ユー
ザデータを連続的にスクランブル処理することができ
る。

【０１０２】なお、初期値の値はすべてのレジスタ２２
０〜２２７の出力Ｂ０〜Ｂ７を０にしてはいけない。Ｍ
系列発生部１４は割り算回路であり、レジスタ値は割り
算の過程における余りに相当するため、レジスタ２２０
〜２２７の出力Ｂ０〜Ｂ７を０にすることは余りが０に
なることであり割り切られることになり、巡回しなくな
るからである。

【０１０３】次に、Ｍ系列発生部１４の第２の実施の形
態について説明する。図５は本発明の要部のＭ系列発生
部の第２の実施の形態の回路図を示す。同図において、
Ｍ系列発生部１４は、５つのＡＮＤゲート２１０〜２１
４と、１１個のレジスタ２２０〜２２ａと、２入力ＡＮ
Ｄゲート２１０〜２１４の各出力信号とレジスタ２２
１、２２２、２２４、２２５、２２７の各出力ビットＢ
１、Ｂ２、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ７とを排他的論理和演算する
加算器２４０〜２４４とから構成されている。

【０１０４】加算器２４４の出力信号は、レジスタ２２
８、２２９及び２２ａを直列に経て初段のレジスタ２２
０へ帰還入力される。２入力ＡＮＤゲート２１０〜２１
４の各一方の入力端子は選択記録部１３からの生成多項
式切替信号の各１ビットが入力され、他方の入力端子は
レジスタ２２ａの出力端子とレジスタ２２０の入力端子
に共通接続されている。すなわち、ＡＮＤゲート２１０
〜２１４の各他方の入力端子は、レジスタ２２ａからレ
ジスタ２２０への帰還ループの途中に接続されている。
この実施の形態は、最大次数１１の８種類の生成多項式
を切り替え使用するＭ系列発生部を示している。

【０１０５】図１の選択記録部１３は、入力された３ビ
ットｂ６〜ｂ４のアドレス値に応じて、図５に示す値の
５ビットＧ０〜Ｇ４の生成多項式切替信号を発生して、
図５のＭ系列発生部１４内の２入力ＡＮＤゲート２１０
〜２１４の各一方の入力端子に入力する。ここで、図５
に示すように、ＡＮＤゲート２１０〜２１４の各他方の
入力端子は、レジスタ２２０〜２２ａからなる１１段シ
フトレジスタの帰還ループ中に設けられており、生成多
項式切替信号の対応する１ビット入力が論理１（ハイレ
ベル）のときには帰還ループをオンとし、論理０（ロー
レベル）のとき帰還ループをオフとする。

【０１０６】このＭ系列発生部の第２の実施の形態の動
作は、図４に示したＭ系列発生部１４の第１の実施の形
態と同様であので、詳細な説明は省略するが、生成多項
式切替信号Ｇ４〜Ｇ０の値に応じて、最大次数１１次の
生成多項式が図５に示すように切り替えられる。

【０１０７】次に、Ｍ系列発生部１４の第３の実施の形
態について説明する。図６は本発明の要部のＭ系列発生
部の第３の実施の形態の回路図を示す。同図において、
Ｍ系列発生部１４は、６つのＡＮＤゲート２５０〜２５
５と、８個のレジスタ２２０〜２２７と、２入力ＡＮＤ
ゲート２５０〜２５５の各出力信号とレジスタ２２７の
出力信号又は加算器２６５〜２６１の出力信号とを排他
的論理和演算する６個の加算器２６５〜２６０とから構
成されている。

【０１０８】レジスタ２２７の出力信号は６個の加算器
２６５〜２６０を直列に経て初段のレジスタ２２０へ帰
還入力される。２入力ＡＮＤゲート２５０〜２５５の各
一方の入力端子は選択記録部１３からの生成多項式切替
信号Ｇ０〜Ｇ５の各１ビットが入力され、他方の入力端
子はレジスタ２２０〜２２５の各出力信号Ｂ０〜Ｂ５に
入力される。

【０１０９】この実施の形態は、図４に示した第１の実
施の形態と同様に、最大次数が８次で８種類の生成多項
式を切り替えて使用するＭ系列発生部１４を構成してお
り、図４に示した第１の実施の形態とは生成多項式を切
り替えるＡＮＤゲートの位置が異なるが、動作は第１の
実施の形態と同じであるので、その説明は省略する。入
力生成多項式切替信号Ｇ０〜Ｇ５の値と生成多項式との
関係は、図６に示すように、図４の第１の実施の形態と
同じである。

【０１１０】なお、図４乃至図６に示したＭ系列符号発
生部１４の各実施の形態は、ＤＶＤの線密度での一例で
あり、本発明はこれに限定されるものではなく、生成多
項式の数や生成多項式を切り替えるための使用セクタア
ドレスによって、様々に変形例が考えられる。例えば、
切り替えて使用する生成多項式の数を８から１６にし、
生成多項式を切り替えるセクタアドレスを、ビット３か
らビット６に変更することによって変形例を得ることが
できる。

【０１１１】また、ＤＶＤの２倍の線密度を持つ場合の
Ｍ系列発生部は、上記図４乃至図６に示したＭ系列符号
発生部１４の各実施の形態で使用した生成多項式を切り
替えるセクタアドレスのビット４〜ビット６を、ビット
５からビット７に変えるのみで実現することができる。
この場合、同一の生成多項式が使用されるセクタ数は前
述の実施の形態が１６セクタであったのに対し３２セク
タとなる。

【０１１２】次に、図１に加えて、鍵コードを使用し、
鍵コードによってアドレス値を他の値に変更して、デー
タのスクランブルを行う方法及びスクランブル回路につ
いて説明する。図７（Ａ）は本発明になる記録情報信号
のスクランブル回路の他の実施の形態のブロック図、同
図（Ｂ）は同図（Ａ）の排他的論理和部１５の回路図を
示す。図７（Ａ）中、図１（Ａ）と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。

【０１１３】図７（Ａ）において、セクタアドレス検出
部１１において検出された、セクタアドレスのビット６
（ｂ６）からビット４（ｂ４）までの３ビットが、例え
ばＲＯＭからなるセクタアドレス変換部１７に供給さ
れ、鍵コードに基づいて、３ビットのアドレスＡ６〜Ａ
４に変換される。上記の鍵コードは、著作権者等により
任意に定められたもので、記録時には情報と共に記録媒
体に記録され、再生時は読み出されてデ・スクランブル
されるものである。

【０１１４】セクタアドレス変換部１７から取り出され
たアドレスＡ６〜Ａ４は、選択記録部１９にＲＯＭアド
レスとして供給される。選択記録部１９は、入力された
アドレスＡ６〜Ａ４のアドレス値に応じた生成多項式切
替信号（Ｇ５＝Ｇ０）を発生してＭ系列発生部１４に供
給し、図８（Ａ）に示すようなＭ系列発生部１４内の２
入力ＡＮＤゲート２１０〜２１５の各一方の入力端子に
供給されて、それらをオン／オフすることにより、生成
多項式の帰還接続をオン／オフする。

【０１１５】ここで、初期値記録部１８からセクタアド
レス変換部１７に供給される１ビットの鍵コードが０ｈ
であるときのセクタアドレスと、変換コードＡ６〜Ａ４
と、生成多項式切替信号Ｇ５〜Ｇ０と、図８（Ａ）のＭ
系列発生部１４から出力されるスクランブルデータＳｋ
の生成多項式との関係は図８（Ｂ）に示され、鍵コード
が１ｈのときは同図（Ｃ）に示される。

【０１１６】図８（Ａ）に示すＭ系列発生部の構成は図
４に示した回路と同じであり、図８（Ｂ）、（Ｃ）から
分かるように、使用される生成多項式は図４と同じとな
るが、鍵コードによって生成多項式の並びが替えられ
る。並び替えられた生成多項式の数も図４のＭ系列発生
部と同じであるので、（１６）式から（１７）式を満た
し、隣接トラックで同じデータが並ぶことはない。図８
（Ａ）のＭ系列発生部の詳細な動作は図４に示したＭ系
列発生部における生成多項式切替信号Ｇ５〜Ｇ０の切替
順序が異なるだけなので省略する。

【０１１７】なお、図７に示した他の実施の形態では鍵
コードは１ビットとしたが、複数ビットとすることも可
能であり、その場合はより安全なコピープロテクトが可
能である。このように、本実施の形態では、コピープロ
テクトと隣接トラックにおけるデータの一致を防ぐスク
ランブルが共用できるため、回路規模を小さくすること
ができる。

【０１１８】なお、本発明は以上の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば、図７に示したＭ系列発生部
１４は、図５又は図６に示した構成でも良いことは勿論
である。また、以上の実施の形態で使用した生成多項式
は、最大周期を持つＭ系列としたが、巡回符号であれば
全て適用可能である。また、スクランブルする側を説明
したが、デ・スクランブル回路はスクランブル回路と全
く同じでよく、再生側では多くのデ・スクランブル回路
を使用するため、本発明のスクランブル方法及び回路は
デ・スクランブル回路の回路規模の縮小等にも有効であ
る。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の生成多項式をそれぞれ切り替えて使用した複数の
巡回コードを接続したときのスクランブル信号の全体の
セクタ数が、記録媒体に形成される各情報トラックのう
ち最も記録容量の大きな情報トラックのセクタ数よりも
大となるように、複数の巡回コードを接続してスクラン
ブル信号を生成することにより、一つの生成多項式だけ
を使用して、かつ、繰り返し使用しないで生成した巡回
コードによるスクランブル信号を用いる従来回路に比べ
て、生成多項式の最大次数を低く抑えるようにしたた
め、従来回路に比べて簡単な回路構成で、記録媒体上の
隣接する情報トラックの記録情報信号が、異なるデータ
パターンとなるようにすることができる。

【０１２０】また、本発明によれば、各一つの生成多項
式を使用して生成した各一の巡回コードの長さが、記録
媒体に形成される各情報トラックのうち最も記録容量の
小さな情報トラックのセクタ数以下で、かつ、複数の巡
回コードを接続したときのスクランブル信号の全体のセ
クタ数が、記録媒体に形成される各情報トラックのうち
最も記録容量の大きな情報トラックのセクタ数に、上記
各一の巡回コードの長さを加算した値よりも大となるよ
うに、複数の巡回コードを接続してスクランブル信号を
生成することにより、上記の発明よりもより一層生成多
項式の次数を低くするようにしたため、回路構成をより
一層簡略化でき、回路の信頼性の向上及び回路規模の縮
小化を実現でき、またスクランブル値のばらつきを大き
くすることができる。

【０１２１】更に、本発明によれば、任意に設定した鍵
コードによりアドレス値を他の値に変換することによ
り、コピープロテクト機能と隣接トラックにおけるデー
タの一致を防ぐスクランブルとを共用できるため、回路
規模を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクランブル回路の一実施の形態のブ
ロック図である。

【図２】本発明の最内周における自分自身の信号列によ
る隣接トラックでの重なりを示す図である。

【図３】本発明の最外周における隣接トラックでのスク
ランブルデータの配置を示す図である。

【図４】図１中の要部のＭ系列発生部の第１の実施の形
態の回路図である。

【図５】図１中の要部のＭ系列発生部の第２の実施の形
態の回路図である。

【図６】図１中の要部のＭ系列発生部の第３の実施の形
態の回路図である。

【図７】本発明のスクランブル回路の他の実施の形態の
ブロック図である。

【図８】図７中の要部のＭ系列発生部の一実施の形態の
回路図と、図７の各部の値と得られる生成多項式の関係
を示す図である。

【図９】従来のスクランブル回路の一例の構成図であ
る。

【図１０】Ｍ系列の一例の説明図である。

【図１１】最外周トラック長より短い長さのスクランブ
ルデータパターンの記録例である。

【図１２】ＤＶＤのバイト単位で処理するスクランブル
回路の一例の構成図である。

【符号の説明】

１１セクタアドレス検出部１２初期値記録部１３、１９選択記録部１４Ｍ系列発生部１５排他的論理和部１７セクタアドレス変換部２１０〜２１５、２５０〜２５５ＡＮＤゲート２２０〜２２７、２２ａレジスタ２３０〜２３５、２４０〜２４４、２６０〜２６５加
算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周回状の情報トラックの各々がアドレス
値を有する複数のセクタに分割された記録媒体の各情報
トラックに、巡回コードの一部分又は全てを使用したス
クランブル信号によりスクランブルされた２値のディジ
タル信号系列として記録される情報信号のスクランブル
方法において、互いに異なる複数の生成多項式のうち、前記アドレス値
に同期して切り替えた一の生成多項式を使用して前記巡
回コードを生成することを、前記複数の生成多項式の各
々について繰り返して、前記複数の生成多項式をそれぞ
れ使用した複数の巡回コードを順次に生成すると共に、
前記複数の巡回コードを接続したときのスクランブル信
号の全体のセクタ数（長さＴＬ）が、前記記録媒体に形
成される各情報トラックのうち最も記録容量の大きな情
報トラックのセクタ数（Ｓｍａｘ）よりも大となるよう
に、前記複数の巡回コードを接続して前記スクランブル
信号を生成する第１のステップと、前記第１のステップにより生成されたスクランブル信号
と、２値のディジタル信号形態の前記情報信号とを排他
的論理和演算して、スクランブルされた前記２値のディ
ジタル信号系列を生成する第２のステップとを含むこと
を特徴とする記録情報信号のスクランブル方法。
【請求項２】周回状の情報トラックの各々がアドレス
値を有する複数のセクタに分割された記録媒体の各情報
トラックに、巡回コードの一部分又は全てを使用したス
クランブル信号によりスクランブルされた２値のディジ
タル信号系列として記録される情報信号のスクランブル
方法において、互いに異なる複数の生成多項式のうち、前記アドレス値
に同期して切り替えた一の生成多項式を使用して前記巡
回コードを生成することを、前記複数の生成多項式の各
々について繰り返して、前記複数の生成多項式をそれぞ
れ使用した複数の巡回コードを順次に生成すると共に、
各一つの生成多項式を使用して生成した各一の前記巡回
コードの長さ（ＭＬ）が、前記記録媒体に形成される各
情報トラックのうち最も記録容量の小さな情報トラック
のセクタ数（Ｓｍｉｎ）以下で、かつ、前記複数の巡回
コードを接続したときのスクランブル信号の全体のセク
タ数（長さＴＬ）が、前記記録媒体に形成される各情報
トラックのうち最も記録容量の大きな情報トラックのセ
クタ数（Ｓｍａｘ）に、上記各一の前記巡回コードの長
さ（ＭＬ）を加算した値よりも大となるように、前記複
数の巡回コードを接続して前記スクランブル信号を生成
する第１のステップと、前記第１のステップにより生成されたスクランブル信号
と、２値のディジタル信号形態の前記情報信号とを排他
的論理和演算して、スクランブルされた前記２値のディ
ジタル信号系列を生成する第２のステップとを含むこと
を特徴とする記録情報信号のスクランブル方法。
【請求項３】前記複数の生成多項式は、生成多項式の
最大次数が全て同じであることを特徴とする請求項１又
は２記載の記録情報信号のスクランブル方法。
【請求項４】前記第１のステップにおける前記アドレ
ス値に同期して切り替えた一の生成多項式を使用して前
記巡回コードを生成させる同期方法は、前記アドレス値
を、任意に設定した鍵コードにより前記アドレス値を他
の値に変換することを含むことを特徴とする請求項１乃
至３のうちいずれか一項記載の記録情報信号のスクラン
ブル方法。
【請求項５】周回状の情報トラックの各々がアドレス
値を有する複数のセクタに分割された記録媒体の各情報
トラックに、２値のディジタル信号系列として記録され
る情報信号に対して、巡回コードの一部分又は全てを使
用したスクランブル信号によりスクランブルするスクラ
ンブル回路において、前記アドレス値に応じて生成多項式切替信号を発生する
切替信号発生手段と、互いに異なる複数の生成多項式のうち、前記切替信号に
同期して切り替えた一の生成多項式を使用して前記巡回
コードを生成することを、前記複数の生成多項式の各々
について繰り返して、前記複数の生成多項式をそれぞれ
使用した複数の巡回コードを順次に生成すると共に、前
記複数の巡回コードを接続したときのスクランブル信号
の全体のセクタ数（長さＴＬ）が、前記記録媒体に形成
される各情報トラックのうち最も記録容量の大きな情報
トラックのセクタ数（Ｓｍａｘ）よりも大となるよう
に、前記複数の巡回コードを接続して前記スクランブル
信号を生成するスクランブル信号生成手段と、前記スクランブル信号生成手段により生成された前記ス
クランブル信号と、２値のディジタル信号形態の前記情
報信号とを排他的論理和演算して、スクランブルされた
前記２値のディジタル信号系列を生成する演算手段とを
有することを特徴とする記録情報信号のスクランブル回
路。
【請求項６】周回状の情報トラックの各々がアドレス
値を有する複数のセクタに分割された記録媒体の各情報
トラックに、２値のディジタル信号系列として記録され
る情報信号に対して、巡回コードの一部分又は全てを使
用したスクランブル信号によりスクランブルするスクラ
ンブル回路において、前記アドレス値に応じて生成多項式切替信号を発生する
切替信号発生手段と、互いに異なる複数の生成多項式のうち、前記切替信号に
同期して一の生成多項式を使用して前記巡回コードを生
成することを、前記複数の生成多項式の各々について繰
り返して、前記複数の生成多項式をそれぞれ使用した複
数の巡回コードを順次に生成すると共に、各一つの生成
多項式を使用して生成した各一の前記巡回コードの長さ
（ＭＬ）が、前記記録媒体に形成される各情報トラック
のうち最も記録容量の小さな情報トラックのセクタ数
（Ｓｍｉｎ）以下で、かつ、前記複数の巡回コードを接
続したときのスクランブル信号の全体のセクタ数（長さ
ＴＬ）が、前記記録媒体に形成される各情報トラックの
うち最も記録容量の大きな情報トラックのセクタ数（Ｓ
ｍａｘ）に、上記各一の前記巡回コードの長さ（ＭＬ）
を加算した値よりも大となるように、前記複数の巡回コ
ードを接続して前記スクランブル信号を生成するスクラ
ンブル信号生成手段と、前記スクランブル信号生成手段により生成された前記ス
クランブル信号と、２値のディジタル信号形態の前記情
報信号とを排他的論理和演算して、スクランブルされた
前記２値のディジタル信号系列を生成する演算手段とを
有することを特徴とする記録情報信号のスクランブル回
路。
【請求項７】前記スクランブル信号生成手段は、複数
の生成多項式の最大次数が全て同じ生成多項式により生
成される巡回コードを複数発生するレジスタ帰還形Ｍ系
列発生器であることを特徴とする請求項５又は６記載の
記録情報信号のスクランブル回路。
【請求項８】前記アドレス値に応じて前記生成多項式
切替信号を発生する切替信号発生手段は、前記アドレス
値を任意に設定した鍵コードにより前記アドレス値を他
の値に変換するアドレス変換手段を含むことを特徴とす
る請求項５乃至７のうちいずれか一項記載の記録情報信
号のスクランブル回路。