JP2004507028A - チップを有する光ディスクのコピー保護 - Google Patents

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Abstract

本発明は、情報を蓄積する第１領域（３）と、集積回路（４’）を有する第２領域（４）を有する記録担体に関連する。この集積回路は、追加の情報を送信する手段と集積回路の電源のための信号を受信する手段を有する。受信手段はフォトダイオードを有する。好ましい実施例では、受信手段は追加の情報を受信するようにも配置される。本発明は、記録担体を製造する方法、記録担体を読み出す装置、その装置を含むシステム及び記録担体及び集積回路にも関連する。

Description

【０００１】
本発明は、情報を蓄積する第１領域と、集積回路を有する第２領域を有する記録担体に関連する。
【０００２】
本発明は、記録担体の製造方法、記録担体上の情報を保護するシステム、記録担体を読み出す装置及び集積回路にも関連する。
【０００３】
最初の段落で示された形式の記録担体は、とりわけ、米国特許番号ＵＳ５，８６２，１１７から、知られている。この文書は、チップを有するコンパクトディスクを開示し、その中で、コンパクトディスクは、チップとコンパクトディスクプレーヤの中に置かれた受信機の間の通信のために、チップと通信するアンテナを有する。更にチップとアンテナに加えて、コンパクトディスクは、チップにコイルの巻線を接続するための接続も有する。これは、コンパクトディスクの製造を複雑に且つ高価にする。
【０００４】
本発明の目的は、例えば、光記録担体のような、記録担体の単純且つ安価なコピー保護を実現することである。
【０００５】
本発明に従って、記録担体は、追加の情報を送信する送信手段と集積回路の電源のための電源信号を受信する受信手段が、集積回路に集積され、受信手段は、例えば、フォトダイオードの、感光センサを有することを特徴とする。送信手段と受信手段が、（チップとも呼ばれる）集積回路内に集積されることにより、集積回路の異なる構成要素の間で別々の接続が確立される必要がないので、比較的安価な方法で記録担体を製造することが可能である。集積回路内にフォトダイオードを集積することにより、外部的に与えられる電源信号により、この回路に電力を供給することが可能である。この手段は、別の電源を供給する必要がないので、比較的安価な集積回路を製造する可能性も提供する。
【０００６】
発明者は、集積回路の動作に影響を及ぼすことなしに、例えば、フォトダイオードの、感光センサを有する集積回路を装備することが可能であることを認識した。実際に、光が集積回路に入射すると、集積回路の動作に影響を及ぼす寄生電流が発生されることが知られている。これは、特に、集積回路がメモリ及び／又はプロセッサを含む場合には、あてはまる。集積回路を形成する適切な材料は、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅ又は、ＳｉＥｒである。当業者は、従って、感光センサを組み込みことはもちろんとして、光が、メモリ及び／又はプロセッサを含む集積回路に入射するのを防止しようとする。
【０００７】
本発明に従った記録担体の他の実施例は、受信手段は、追加の情報も受信するように適合されることを特徴とする。この信号が、集積回路へ電力を供給するためと、例えば、コピー保護手段のための、追加の情報を送信するための両方のために働くように、電源信号を変調することが可能である。
【０００８】
本発明に従った記録担体の他の実施例は、集積回路は、非接触で読み出し可能であることを特徴とする。集積回路は、非接触で読み出し可能であるので、更に柔軟性のある方法で、装置と記録担体を含む、記録担体上の情報を保護するシステムを実現することが可能である。実際には、そのようなシステムは、装置と記録担体上に存在する送信手段と受信手段を配置する更なる自由度を提供する。更に、例えば、記録担体が容量性結合の一部を構成する集積回路と読み出し装置の間の容量性結合の場合のように、記録担体がこの目的のためにコンタクトを有することなしに、集積回路を記録担体へ固定する可能性も提供する。
【０００９】
本発明に従った記録担体の更なる実施例は、集積回路は、第１の周波数で動作する第１の通信チャネルを発生する手段と、第２の周波数で動作する第２の通信チャネルを発生する手段とを有し、第１の周波数は実質的に第２の周波数と等しくないことを特徴とする。通信チャネルは、例えば、第１の周波数は光周波数範囲（例えば、ＬＥＤと、例えば、フォトダイオードの、感光センサにより実現され；例えば、波長８００ｎｍの３７５ＴＨｚの周波数）であり、そして、第２の周波数は無線周波数範囲（例えば、無線受信機と無線送信機により実現され；例えば、０．５−２ＧＨｚの周波数範囲）であるので、実質的に周波数が分離されているので、通信信号は減結合され、それにより、妨害が減少され又は防止されることが可能である。通信信号が減結合されるので、単純な方法で送信機と受信機が実現できる。
【００１０】
本発明に従った記録担体の更なる実施例は、追加の情報は、情報をスクランブルし及び／又はデスクランブルする鍵を含むことを特徴とする。その鍵は、記録担体の第１領域に蓄積された情報をスクランブルし且つ、第１領域に蓄積された情報をデスクランブルすることを可能とする。記録担体上の第１領域に蓄積された情報を保護するためのコピー保護を実現するために、第１の通信チャネルでは、例えば、（例えば、ＬＥＤと感光センサにより実現される）光周波数範囲内の信号上の追加の情報内に存在する鍵情報を変調することが可能である。集積回路へのエネルギーの伝送がＬＥＤ／感光センサの組合せにより実現されるので、記録担体上に又は集積回路上に、（例えば、電池のような）追加の電源手段を組み込むことが、もはや必要ない。
【００１１】
本発明は、更に、とりわけ、記録担体上の情報を保護するシステムに関連し、そのシステムは、記録担体上から情報を読み出し及び／又は記録担体上へ情報を書き込む装置と、記録担体を有し、その装置及び記録担体は、追加の情報を送信し及び受信する送信手段と受信手段を有し、そして、記録担体の送信手段と受信手段は、集積回路内に集積されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従ったシステムの実施例は、集積回路は、第１の周波数で動作する第１の通信チャネルを発生する手段と、第２の周波数で動作する第２の通信チャネルを発生する手段とを有し、第１の周波数は実質的に第２の周波数と等しくないことを特徴とする。これは、集積回路電源のためと、装置と記録担体の間のデータ伝送のための両方のための、（例えば、装置内に存在する高出力ＬＥＤと、例えば、集積回路内に存在するフォトダイオードのような感光センサにより実現される）光周波数範囲で動作する第１の通信チャネルを使用する可能性を提供する。
【００１３】
集積回路又はチップを有する光ディスクは、従来技術により知られている。ドイツ国特許公開番号ＤＥ１９５０６３１３Ａ１は、チップを有するコンパクトディスクを開示しており、その中では、チップに必要なエネルギーは、コンパクトディスクプレーヤのドライブ機構内の装置により供給される。コンパクトディスクは、一連の配置のフォトダイオードとＬＥＤが設けられており、その両方がチップと通信を行う。装置にも一連の配置のフォトダイオードとＬＥＤが設けられている。エネルギー供給と、チップと装置の間の通信の両方は、フォトダイオードとＬＥＤにより保証されることができる。コンパクトディスクは、チップに加えて、一連の配置のフォトダイオードとＬＥＤも有するので、コンパクトディスクの製造は更に複雑で且つ更に高価である。
【００１４】
ＵＳ特許番号ＵＳ５，６５２，８３８は、チップを有するＣＤ−ＲＯＭを開示しており、その中では、ＣＤ−ＲＯＭは感光センサを有する。ＣＤ−ＲＯＭはチップの電源のための電池も有する。ＣＤ−ＲＯＭは、チップと電池に加えて、複数の感光センサとこれらのセンサをチップに接続するための接続も有するので、コンパクトディスクの製造は更に複雑で且つ更に高価である。
【００１５】
本発明のこれらの及び他の特徴は、以下に説明する実施例から明らかとなり、そして、以下に説明する実施例を参照して説明される。
【００１６】
異なる図面の対応する構成要素は、同一の参照番号を有する。
【００１７】
図１は、中央開口２とトラック３を有する、情報を有する同心の記録担体１を示す。トラック３は、らせん又は同心のパターンに配置され、そして、情報を蓄積する第１領域を有する。第２の領域４も、記録担体１上に存在し、この第２の領域は、追加の情報を送信し且つ受信するための送信手段と受信手段を有する集積回路を有する。好ましい送信手段と受信手段のために、図３とその説明を参照する。
【００１８】
図２は、記録担体１を読むように適合された装置６を示す。装置６は、記録担体１を回転させる駆動手段２６、及び、記録担体上のトラック３を読み出すための読み出しヘッド２７が装備されている。読み出しヘッド２７は、光線を平行光線にするコリメータレンズ３９及び光線を集束させる対物レンズ４０のような、光学部品により案内される光線２９により、記録担体のトラック上に集束される光スポット２８を発生するような、既知の形式の光学系を有する。この光線２９は、例えば、波長７８０ｎｍで且つ光出力３ｍＷを有する赤外線レーザダイオードのような、放射源４１に発生される。読み出しヘッド２７は、更に、記録担体上に光線２９を集束させるアクチュエータと、トラックの中心に、半径方向に、光スポット２８の精密な位置決めを行うためのトラッキングアクチュエータ３０を有する。レーザビームによるトラックの追従は、対物レンズ４０の位置を変えることによっても行われうる。記録担体により反射された後に、光線２９は、例えば、４分割検出器のような、既知の形式の検出器４２により検出され、そして、例えば、読み出し信号、トラッキングエラー信号、フォーカシングエラー信号のような、検出器信号３１を発生する。例えば、ビーム分割立方体４３、偏光ビーム分割立方体、ペリクル又は遅延要素の使用がなされうる。装置６は、読み出しヘッド２７からのトラッキングエラー信号を受信し且つトラッキングアクチュエータ３０を制御する、読み出しヘッド２７に結合されたトラッキング手段３２を有する。読み出し中に、読み出し信号は、読み出し手段３４内で出力情報に変換され、これは矢印３３に示されている。読み出し手段３４は、例えば、検出されたチャネルワードをソースワードに変換するチャネル復号器、及び、読み出し信号内に存在するエラーを訂正するエラー訂正器を有する。装置６は、更に、トラックの半径方向に読み出しヘッド２７の粗い位置決めを行う位置決め手段３６、及び、制御するコンピュータシステム又はユーザからコマンドを受信し且つ、例えば、駆動手段２６、位置決め手段３６、トラッキング手段３２及び読み出し手段３４に接続されたシステムバスのような制御線３８により装置を制御するシステム制御ユニット３７を有する。このために、システム制御ユニット３７は、以下に説明する手順を実行するための、例えば、マイクロプロセッサ、プログラムメモリ及び制御ゲートのような制御回路を有する。システム制御ユニット３７は、論理回路内の状態マシンで実行されてもよい。
【００１９】
装置６は更に、記録担体１の第２領域４内に存在する集積回路内に蓄積されている追加の情報を受信し及び送信するための、受信及び送信手段５を有する。好ましい実施例では、この追加の情報は、情報をスクランブルし及び／又はデスクランブルする鍵を有する。このデスクランブル鍵は、デスクランブリング手段３５に加えられる。スクランブルされた出力情報３３は、続いてこれらのデスクランブル手段内でデスクランブルされ、そして、続いて、矢印４４により示されるように、出力される。このデスクランブルされた情報は、例えば、適切な装置で表示されうる、オーディオ又はビデオ情報を含みうる。用語、情報のスクランブリングとデスクランブリングは、暗号化と復号を意味するとも理解されることに、注意する。実際には、情報のスクランブリングと暗号化の間の基本的な差はないことは、当業者には明らかである。この実施例では、情報は、最初にソースワードに変換され、そして、読み出し手段３４内でエラー訂正され、そして、続いて、デスクランブリング手段３５内でデスクランブルされる。しかしながら、本発明は、このシーケンスには限定されない。当業者は、このシーケンスは逆にされうることは理解されよう。好ましい送信手段と受信手段については、図３とその説明を参照する。本発明に従った装置の好ましい実施例では、装置は、記録担体１上に光学的に読み出し可能な記号を供給する書き込み手段も有する。この場合には、記録担体は、もちろん、例えば、ＣＤ−Ｒディスク又は、ＤＶＤ＋ＲＷディスクのような、書き込み可能な記録担体でなければならない。
【００２０】
本発明に従った装置のこの実施例では、装置は、記録担体１上の情報を表す光学的に読み出し可能な記号を検出するための、（例えば、検出器４２及び読み出し手段３４のような）検出手段を有する。本発明に従った装置の他の実施例では、装置は、記録担体１上の第２領域４に存在する集積回路内に蓄積された追加の情報を読み出しかつ受信する、受信及び送信手段５のみを有する。この場合には、記録担体上の情報は別の装置により検出されねばならない。
【００２１】
図３は、本発明に従ったシステムの実施例を示す。この実施例では、記録担体１上に存在する集積回路４’へ、エネルギー８とデータ９の光学的な送信が、装置６内の受信及び送信手段５内に存在する発行ダイオード（ＬＥＤ）７を介して起こる。ＬＥＤ７から来る光は、集積回路４’上のフォトダイオード１２により集められる。記録担体上の集積回路電源のためのエネルギーは、フォトダイオード１２から来る信号１３から得られる。信号１３は、検出器１０にも与えられる。検出器は、装置から追加の情報を受信するように適合されている。この追加の情報は、コピー保護アルゴリズム１４内で使用される。好ましい実施例では、このコピー保護アルゴリズムは、受信された追加の情報の影響の下で、記録担体上の情報をデスクランブルするためのデスクランブル鍵を発生するのに使用される。デスクランブル鍵は続いて、この鍵をアンテナ１５を通して装置６へ続いて送信できる無線送信機１１に与えられる。装置は、アンテナ１６を通してこの鍵を受信する無線受信機１７を有する。この鍵は、続いて、受信及び送信手段５内に存在するコピー保護アルゴリズム１８に与えられうる。この鍵は、続いて、記録担体からの情報をデスクランブルするための、デスクランブル手段３５へ与えられる。
【００２２】
第２領域４内の受信手段及び送信手段は、集積回路４’内に集積されているので、且つ、装置と記録担体１の間の通信はコンタクトなしで起こるので、装置６上に外部コンタクトが存在する必要がないので、製造コストを減少でき且つ、製造は単純化される。この実施例は、集積回路と装置の間の通信は、ディスクが動いているときに、即ち、回転中に確立されることも可能である、という更なる優位点を有する。この実施例は、（この場合ＬＥＤ７とフォトダイオード１２による）集積回路の電源のためのエネルギーの伝送は、比較的単純であり、無線送信機／受信機の組合せによるエネルギーの伝送よりも単純である、という更なる優位点を有する。チップ上への無線送信機１１の組み込みは、例えば、ＬＥＤのような、光源の組み込みよりもエネルギー消費に関して、更に有理であることも分かる。
【００２３】
前述のように、記録担体上の情報のコピー保護を達成するために、保護される媒体（記録担体１）と固定の世界（読み出し装置６）の間の２方向通信チャネルを介して、情報が交換される。両サイドで利用できるコピー保護アルゴリズム１４と１８によって、この通信チャネルは安全化され、その後は、デスクランブリング鍵は記録担体から装置に、安全に渡される。従って、そのような記録担体との２方向チャネルは、記録担体へ集積回路を組み込むことによりそして、固定の世界からこの集積回路と通信を行うことにより、実現される。例えば、コンパクトディスクプレーヤの再生装置又は書き込み装置のような固定の世界から、要求される電力が、例えば高出力ＬＥＤにより、ディスク内又は上の集積回路へ、光学的なチャネルを介して送られる。追加の情報は、復号器コピー保護アルゴリズムから、この信号上に変調される。この追加の情報は、集積回路上の検出器１０に与えられる。この検出器は、続いてコピー保護アルゴリズム１４内で処理される追加の情報を検出する。デスクランブル鍵が、続いて、装置６の受信及び送信手段５へ、高周波数無線信号を介して、（例えば、秘密鍵のような、装置内に存在する鍵で、例えば、デスクランブル鍵をスクランブルすることにより）安全な方法で送信される。これらの手段は、この信号を検出しそしてそれをコピー保護アルゴリズム１８へ送る、アンテナ１６を有する無線受信機１７を有する。
【００２４】
前述の説明から、本発明に従ったシステムは、以下の優位点：
−外部接続がないので低コストで実現できること、
−光記録担体内で容易に、即ち、記録担体の製造を複雑化することなしに、使用できること、
−現在ある読み出し装置内の単純な変更は、上述の方法での通信の可能性を提供すること、を有することは明らかである。
【００２５】
本発明は、更に、記録担体の製造方法にも関連する。この方法は、
−情報を受信するステップ（このステップでは、記録担体上に設けられる情報が受信され；この情報は、例えば、ＣＤ−オーディオで使用されるチャネル符号ＥＦＭ又は、ＤＶＤで使用されるチャネル符号ＥＦＭ＋のような、チャネル符号により予め定められた方法でソースワードを符号化することにより得られるチャネル符号により表現されている）；
−記録担体上に情報を設けるステップ（このステップでは、情報は、例えば、図１を参照して前述した記録担体１のような、記録担体上に設けられる）；
−追加の情報を送信し且つ受信する送信手段と受信手段を有する集積回路を、記録担体上に設けるステップ（このステップでは、記録担体には、集積回路が設けられ；上述のように、これは、比較的安価な方法で記録担体を実現する可能性を提供し、そして、集積回路内の追加の情報を使用することにより、望まないコピーから記録担体上の情報を保護することが可能である）、を有する
本発明を、上述の実施例を参照して説明したが、他の実施例も同じ目的を達成するために代わりに適用されることは明らかである。本発明は、光源としてのＬＥＤに限定されず、しかし、光源としてレーザー又は、太陽光と共にも使用され得る。記録担体は、例えば、ＣＤディスク又はＤＶＤディスクのような光記録担体に限定されない。本発明は、どのような形式の記録担体についても使用され得る。読み出し装置は、光記録担体を読み出すための読み出し装置に限定されない。本発明は、自動車の鍵、クレジットカード、識別タグ及び、装置のユーザの識別が役割を果たし、そして、これらの装置は許可されていないコピーから保護されるべき情報を格納する領域を有する、全ての種類の装置でも、使用され得る。
【００２６】
更に、本発明は、新しい特徴及び／又は特徴の組合せが存在すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に従った記録担体を概略的に示す図である。
【図２】
本発明に従った読み出し装置を概略的に示す図である。
【図３】
本発明に従ったシステムの実施例を示す図である。

Claims (24)

  1. 情報を蓄積する第１領域と、集積回路を有する第２領域を有する記録担体であって、追加の情報を送信する送信手段と前記集積回路の電源のための電源信号を受信する受信手段が、前記集積回路に集積され、前記受信手段は、例えば、フォトダイオードの、感光センサを有することを特徴とする記録担体。
  2. 前記受信手段は、追加の情報も受信するように適合されることを特徴とする、請求項１に記載の記録担体。
  3. 前記集積回路は、非接触で読み出し可能であることを特徴とする、請求項１或は２に記載の記録担体。
  4. 前記集積回路は、第１の周波数で動作する第１の通信チャネルを発生する手段と、第２の周波数で動作する第２の通信チャネルを発生する手段とを有し、第１の周波数は実質的に第２の周波数と等しくないことを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の記録担体。
  5. 前記追加の情報は、情報をスクランブルし及び／又はデスクランブルする鍵を含むことを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の記録担体。
  6. 前記集積回路は、前記追加の情報が格納されるメモリを有することを特徴とする、請求項５に記載の記録担体。
  7. 前記記録担体は、予め記録された記録担体であることを特徴とする、ことを特徴とする、請求項１に記載の記録担体。
  8. 前記第１の周波数は、光周波数範囲内であり、前記第２の周波数は無線周波数範囲内であることを特徴とする、請求項４に記載の記録担体。
  9. 記録担体を製造する方法であって、
    ａ．情報を受信するステップと、
    ｂ．前記記録担体上に情報を供給するステップと、
    ｃ．前記記録担体上に集積回路を設けるステップとを有し、前記集積回路は、追加の情報を送信する送信手段と、前記集積回路の電源のための電源信号を受信する受信手段とを有し、前記受信手段は、例えば、フォトダイオードのような、感光センサを有する、方法。
  10. 前記受信手段は、追加の情報も受信するように適合されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
  11. 更に、
    ｄ．前記集積回路に追加の情報を提供するステップを有する、請求項９或は１０に記載の方法。
  12. 記録担体上から情報を読み出し及び／又は記録担体上へ情報を書き込む装置と、記録担体を有し、前記装置は、追加の情報を送信し及び受信する送信手段と受信手段を有し、前記記録担体は、追加の情報を送信する送信手段と、前記集積回路の電源のための電源信号を受信する受信手段を有する、記録担体上の情報を保護するシステムであって、前記記録担体の前記送信手段と受信手段は、集積回路内に集積され且つ、前記記録担体の前記受信手段は、例えば、フォトダイオードの、感光センサを有することを特徴とするシステム。
  13. 前記記録担体の前記受信手段は、追加の情報も受信するように適合されることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
  14. 前記集積回路は、非接触で読み出し可能であることを特徴とする、請求項１２或は１３に記載のシステム。
  15. 前記集積回路は、第１の周波数で動作する第１の通信チャネルを発生する手段と、第２の周波数で動作する第２の通信チャネルを発生する手段とを有し、第１の周波数は実質的に第２の周波数と等しくないことを特徴とする、請求項１２乃至１４のうちいずれか一項に記載のシステム。
  16. 前記装置は、例えば、ＬＥＤの、光送信機と、無線受信機を有し、前記集積回路は、例えば、フォトダイオードの、感光センサと、無線送信機を有することを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
  17. 前記第１の通信チャネルは、前記集積回路の電源とデータ送信に適合される、請求項１５或は１６に記載のシステム。
  18. 前記追加の情報は、通信チャネルの安全性の保護のための暗号化アルゴリズムを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
  19. 情報を表す光学的に読み出し可能な記号を検出する検出手段と、前記集積回路に格納された追加の情報を読み出し且つ受信する受信手段と送信手段を有する、請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の記録担体を読み出す装置。
  20. 前記装置は、第１の周波数で動作する第１の通信チャネルを発生する手段と、第２の周波数で動作する第２の通信チャネルを発生する手段とを有し、第１の周波数は実質的に第２の周波数と等しくないことを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
  21. 前記装置は、光学的に読み出し可能な記号を、記録可能な記録担体に設ける書き込み手段を有する、請求項１９或は２０に記載の装置。
  22. 前記装置は、前記集積回路に格納された追加の情報を読み出しかつ受信する受信手段と送信手段を有する、請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の記録担体上の前記集積回路内に存在する追加の情報を読み出す装置。
  23. 追加の情報を送信する送信手段と、集積回路の電源のための電源信号を受信する受信手段を有し、前記受信手段は、例えば、フォトダイオードの、感光センサを有する、集積回路。
  24. 前記受信手段は、追加の情報も受信するように適合される、請求項２３に記載の集積回路。
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