JP2009151936A - 光ディスク、その記録装置、記録方法及び再生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主デジタル情報に対応するチャネル信号を生成するフォーマッタ1と、副デジタル情報(秘密鍵)を記憶する秘密鍵記憶部1cと、擬似乱数系列を発生する擬似乱数発生器2と、秘密鍵の各ビットに基づいて擬似乱数系列を論理反転するXOR4と、論理反転された擬似乱数系列に基づいてPE変調信号を生成するPE変調器5と、PE変調信号が“1”のときにおける前記チャネル信号のエッジの位相を一定の微少時間だけ進め、PE変調信号が“0”のときにおける前記チャネル信号のエッジの位相を一定の微少時間だけ遅らせる位相変調器6と、位相変調器6によって生成された被変調チャネル信号に基づいてDVD9に記録マークを形成するための記録チャネル7を備える。
【選択図】図1
Description
また、本発明は、上記光ディスク記録装置及び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。
ここで、前記副デジタル情報記録手段はさらに、前記副デジタル情報を秘密に保持する副デジタル情報記録部を有し、前記論理変換部は、前記副デジタル情報記録部に保持された副デジタル情報を構成する各ビット値と前記乱数発生部から発生された一定長の乱数系列との排他的論理和を算出することを前記副デジタル情報の全ビットについて繰り返していってもよい。これによって、一つの乱数系列がそのまま埋め込まれるのでなく、秘密情報と排他的論理和をとって得られる複数の乱数系列が埋め込まれていくので、副デジタル情報の解読がより困難となる。
このように、本発明に係るジッタ変調及びラジアル変調により、デジタル著作物が格納された光ディスクのダビング等による不正行為が防止され、デジタル著作物の健全な流通が確保されることとなり、その実用的価値は極めて高い。
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を用いて説明する。
[光ディスク記録装置]図1は、本発明に係る光ディスク記録装置100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。なお、本図に示された主な信号B、D、E、Fの波形は、図2のタイミングチャートに示される通りである。また、二重線で囲まれたブロックは、その構成要素が秘密状態で実装されている、例えば、それらが1個のLSIに閉じ込められた回路により実現されているように、外部から容易に解読できない態様で実装されていることを示す。
秘密鍵は、記録マークのエッジ(トラック方向の2つのエッジそれぞれ)の位置をトラックの進行方向(ビームスポットの走査方向)に微少量だけずらすというジッタ変調によって記録されているので、ジッタに埋もれた情報を読み出す機能を持たない通常の再生装置によっては、その秘密鍵を読み出すことはできない。
さらに、本装置100は、乱数系列によって直接にチャネル信号Bをジッタ変調するのではなく、乱数系列を一旦PE変換して得られるPE変調信号Eによってチャネル信号Bをジッタ変調しているので、1バイトの記録データ(1個のチャネルコード)ごとに、位相を進める変調と位相を遅らせる変調とが等しい確立(180度ずつ)で行われることとなり、再生時においては安定したクロックの抽出再生が行われる。
[光ディスク再生装置]次に、以上にようにして秘密鍵が記録されたDVDに対応する再生装置について説明する。
位相比較器14aは、カウンタ、排他的論理和ゲート及びフリップフロップ等からなり、VCO14cからフィードバックされて入力されるチャネルビットクロックと再生チャネル12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差を算出し、位相誤差信号としてループフィルタ14b及び位相誤差信号分離器14fに出力する。
図12は、図11に示された位相誤差信号分離器14fの動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。位相比較器14aから出力される位相誤差信号には進相誤差成分と遅相誤差成分とが含まれるが、これら位相誤差信号H、Iがチャネルビットクロックに同期して分離されるので、論理積ゲート30cから出力される信号(進相誤差信号H)は進相誤差成分だけを示し、論理積ゲート30dから出力される信号(遅相誤差信号I)は遅相誤差成分だけを示す波形となる。
8ビットカウンタ15eは、クロック抽出器14からのバイトクロックを1/256に分周するカウンタであり、その結果をリセット信号として積分器15c、しきい値判定部15d及び検証部16に出力する。従って、このリセット信号は、擬似乱数発生器17が256ビットの乱数系列を出力するごとに1回のリセットパルスを出力する波形となる。
検証部16は、同期検波器15から送られてくる符号列及びバイオレンス信号に基づいて、いま読み出されているDVD9が正規の光ディスク記録装置100によって記録された媒体であるか否かを検証し、肯定的に判定できた場合にのみ、その旨を示すイネーブル信号を再生信号処理回路13に出力する。図16は、検証部16の詳細な構成を示すブロック図である。検証部16は、秘密鍵記憶部16a、シフトレジスタ16b、一致比較部16c及び出力ラッチ部16dから構成される。
一致比較部16cは、シフトレジスタ16bに56ビットの符号列が入力された直後において、その符号列と秘密鍵記憶部16aに保持されている56ビットの秘密鍵とが完全に一致するか否か比較し、その結果を出力ラッチ部16dに通知する。出力ラッチ部16dは、同期検波器15からバイオレンス信号が通知されず、かつ、一致比較部16cから完全一致した旨の通知が送られてきた場合にのみ、再生信号処理回路13にイネーブル信号を出力する。つまり、擬似乱数発生器17から同期検波器15に入力される256ビットの擬似乱数系列と読み出し信号に含まれる位相誤差信号との間に正又は負の相関性が存在することが連続して56回(256×56ビットの擬似乱数系列について)確認され、かつ、そのときの相関性の極性の変化が秘密鍵記憶部16aに格納されている56ビットの秘密鍵と一致する場合においてのみ、検証部16から再生信号処理回路13にイネーブル信号が出力される。
(第2の実施の形態)
以下、本発明の第2の実施の形態について図面を用いて説明する。
[光ディスク記録装置]図17は、本発明に係る光ディスク記録装置200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。なお、本図に示された主な信号B、D、Eの波形は、図18のタイミングチャートに示される通りである。また、二重線で囲まれたブロックは、その構成要素が秘密状態で実装されていることを示す。
秘密鍵は、記録マークの位置をトラックの進行方向と直交する方向(ラジアル方向)に微少量だけずらすというラジアル変調によって記録されているので、単にプッシュプル検出しただけでは、ノイズに埋もれた情報を読み出す機能を持たない通常の再生装置によっては、その秘密鍵を読み出すことはできない。従って、通常の再生装置を用いて、このような秘密鍵が記録されたDVDの全ての内容をそっくりそのまま読み出した後に他のDVDに記録したとしても、元の主デジタル情報だけがコピーされ、ノイズに埋もれて記録されていた副デジタル情報(秘密鍵)はコピーされることがない。これによって、オリジナルのDVDと不正にコピーされたDVDとを区別することが可能となるので、例えば、再生装置において、秘密鍵が含まれたDVDの再生だけを許可する機構を設けることで、海賊版のDVDが出回ることによる著作権の侵害を回避することが可能となる。
さらに、本装置200は、乱数系列によって直接に、チャネル信号Bに対応する記録マークをラジアル変調するのではなく、乱数系列を一旦PE変換して得られるPE変調信号Eによって、チャネル信号Bに対応する記録マークをラジアル変調しているので、1バイトの記録データ(1個のチャネルコード)ごとに、記録マークを内周側に変位させる変調(1)と外周側に変位させる変調(0)とが等しい確率で行われることとなり、再生時においては安定したプッシュプル検出が行われる。
[光ディスク再生装置]次に、以上にようにして秘密鍵が記録されたDVDに対応する再生装置について説明する。
(第3の実施の形態)
以下、図面を参照しながら第3の実施の形態について説明する。
2 擬似乱数発生器
3 タイミング生成器
4 排他的論理和ゲート
5 PE変調器
6 位相変調器
7 記録チャネル
8 記録ヘッド
9 DVD
11 再生ヘッド
12 再生チャネル
13 再生信号処理回路
14 クロック抽出器
15 同期検波器
16 検証部
17 擬似乱数発生器
18 ラジアル変調器
19 トラッキングアクチュエータ
20 ラジアルエラー検出器
100、200 光ディスク記録装置
110、210 光ディスク再生装置
311 光ディスク
312 コピーガード情報
321 ピット
331 コンパレータ
332 PLL回路
332a 位相比較器
332b LPF
332c VCO
333 振幅検出器
334 フリップフロップ
361 光ディスク
362 光ディスク
363 再生ヘッド
364 再生アンプ
365 コンパレータ
366 PLL回路
367 フリップフロッ
368 光変調器
369 記録ヘッド
Claims (7)
- 主デジタル情報と副デジタル情報が記録された光ディスクであって、
前記主デジタル情報は、前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に形成されるピットの有無によって表現され、
前記副デジタル情報は、ピットの位置が前記基準位置に対して微少量だけ変位しているか否かによって表現されており、
前記副デジタル情報は、ピットのトラック方向における長さを決定づけるエッジを、副デジタル情報を含まないで主デジタル情報だけを記録する場合におけるピットのエッジ位置に対して一定の前記微少量だけ位相を進めた位置及び遅らせた位置のいずれかに形成する位相変調によって記録され、
前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのジッタの範囲内であり、
前記副デジタル情報は、
記録される主デジタル情報の各チャネルコードの中央において論理反転されるPE変調信号に基づいて、
前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては前記主デジタル情報のピット位置を示すチャネル信号のエッジの位相を前記微少量だけ進められ、
前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては前記エッジの位相を前記微少量だけ遅らせられるようにすることで前記主デジタル情報に埋め込まれ、
前記副デジタル情報を構成する各ビット値は一定長の乱数系列に論理変換され、
前記PE変調信号は、前記論理変換された乱数系列を構成する各ビット値に基づいて生成される
ことを特徴とする光ディスク。 - 主デジタル情報と副デジタル情報が記録された光ディスクであって、
前記主デジタル情報は、前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に形成されるピットの有無によって表現され、
前記副デジタル情報は、ピットの位置が前記基準位置に対して微少量だけ変位しているか否かによって表現されており、
前記副デジタル情報は、ピットを、トラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させた位置及び外周側に変位させた位置のいずれかに形成するラジアル変調によって記録され、
前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのラジアルエラーの範囲内であり、
前記副デジタル情報は、
記録される主デジタル情報の各チャネルコードの中央において論理反転されるPE変調信号に基づいて、
前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては、ピットをトラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させられ、前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては、ピットをトラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ外周側に変位させられ、前記副デジタル情報を構成する各ビット値は一定長の乱数系列に論理変換され、
前記PE変調信号は、前記論理変換された乱数系列を構成する各ビット値に基づいて生成される
ことを特徴とする光ディスク。 - 前記論理変換は、前記副デジタル情報を構成する各ビット値と前記一定長の乱数系列との排他的論理和を前記副デジタル情報の全ビットについて繰り返される
ことを特徴とする請求項1または2記載の光ディスク。 - 主デジタル情報と副デジタル情報が記録された光ディスクの再生装置であって、
前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に形成されたピットを検出することによって主デジタル情報を再生する主デジタル情報再生手段と、
検出したピットの列に対応するチャネル信号から、前記基準位置に同期するチャネルビットクロックを抽出するクロック抽出手段と、
前記チャネル信号と前記チャネルビットクロックとの位相差に基づいて副デジタル情報を抽出する副デジタル情報抽出手段とを備え、
前記副デジタル情報抽出手段は、
データ系列を予め記憶するデータ系列記憶部と、
前記データ系列記憶部に記憶されたデータ系列と前記位相差との間の相関性を検出し、その結果に基づいて前記副デジタル情報を抽出する相関性検出部とを有し、
前記副デジタル情報抽出手段はさらに、
前記位相差に基づいて、前記チャネルビットクロックに対する前記チャネル信号の位相の進み分だけを示す進相誤差信号と前記チャネル信号の位相の遅れ分だけを示す遅相誤差信号とを生成する位相分離部を有し、
前記相関性検出部は、前記データ系列に基づいて、前記進相誤差信号及び遅相誤差信号を同期検波することによって前記相関性を検出し、
前記相関性検出部は、
前記データ系列に基づいて、読み出された主デジタル情報の各チャネルコードの中央で論理反転するPE変調信号を生成するPE変調部と、
前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては前記進相誤差信号が示す位相の進み分を加算すると共に前記遅相誤差信号が示す位相の遅れ分を減算しながら積算し、前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては前記進相誤差信号が示す位相の進み分を減算すると共に前記遅相誤差信号が示す位相の遅れ分を加算しながら積算する積算部と、
前記積算部による積算値に基づいて前記副デジタル情報を生成する副デジタル情報生成部とを有し、
前記データ系列は乱数系列であり、
前記積算部は、一定長の前記乱数系列について前記進み分と遅れ分とを積算し、
前記副デジタル情報生成部は、前記一定長の乱数系列についての前記積算部による積算値の大きさが予め定められたしきい値より大きいか判定し、大きい場合には、その結果に基づいて前記副デジタル情報を構成する各ビット値を出力する
ことを特徴とする光ディスク再生装置。 - 主デジタル情報と副デジタル情報が記録された光ディスクの再生装置であって、
前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に形成されたピットを検出することによって主デジタル情報を再生する主デジタル情報再生手段と、
検出された前記ピットの位置についてのトラック中心からラジアル方向への変位を検出するラジアルエラー検出手段と、
検出された変位に基づいて副デジタル情報を抽出する副デジタル情報抽出手段とを備え、
前記副デジタル情報抽出手段は、
データ系列を予め記憶するデータ系列記憶部と、
前記データ系列記憶部に記憶されたデータ系列と前記変位の方向との間の相関性を検出し、その結果に基づいて前記副デジタル情報を抽出する相関性検出部とを有し、
前記副デジタル情報抽出手段はさらに、
検出された前記変位に基づいて、前記ピットがトラック中心よりもラジアル方向の内周側に形成されていることを示す内周側変位信号と外周側に形成されていることを示す外周側変位信号とを生成するラジアルエラー分離部を有し、
前記相関性検出部は、前記データ系列に基づいて、前記内周側変位信号及び外周側変位信号を同期検波することによって前記相関性を検出し、前記相関性検出部は、
前記データ系列に基づいて、読み出された主デジタル情報の各チャネルコードの中央で論理反転するPE変調信号を生成するPE変調部と、
前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては前記内周側変位信号が示す内周側への変位分を加算すると共に前記外周側変位信号が示す外周側への変位分を減算しながら積算し、
前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては前記内周側変位信号が示す内周側への変位分を減算すると共に前記外周側変位信号が示す外周側への変位分を加算しながら積算する積算部と、
前記積算部による積算値に基づいて前記副デジタル情報を生成する副デジタル情報生成部とを有し、前記データ系列は乱数系列であり、
前記積算部は、一定長の前記乱数系列について前記内周側への変位分と前記外周側への変位分とを積算し、前記副デジタル情報生成部は、前記一定長の乱数系列についての前記積算部による積算値の大きさが予め定められたしきい値より大きいか判定し、大きい場合には、その結果に基づいて前記副デジタル情報を構成する各ビット値を出力する
ことを特徴とする光ディスク再生装置。 - 前記光ディスク再生装置はさらに、前記副デジタル情報生成部において前記積算値の大きさが前記しきい値より大きくないと判定された場合に、前記主デジタル情報の前記再生動作を制限する再生制限手段を備える
ことを特徴とする4または5光ディスク再生装置。 - 前記副デジタル情報生成部は、前記積算部による積算値が予め定められた正のしきい値より大きい第1の相関性が存在する場合であるか、予め定められた負のしきい値より小さい第2の相関性が存在する場合であるか、いずれでもない相関性が存在しない場合であるか判定し、相関性が存在する場合に、その結果を副デジタル情報として出力し、
前記光ディスク再生装置はさらに、
秘密情報を記憶する秘密情報記憶手段と、
前記秘密情報記憶手段に記憶された秘密情報と前記副デジタル情報生成部が生成した副デジタル情報とを比較する検証手段とを備え、
再生制限手段は、前記場合に加えて、前記検証手段での比較において一致しないと判定された場合にも、前記主デジタル情報の前記再生動作を制限する
ことを特徴とする請求項6記載の光ディスク再生装置。
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