JP2010514083A - 光学的可読媒体上のデータの保護記憶 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学的可読媒体上のデータの保護記憶法を提供する。
【解決手段】 光学的可読媒体の保護法が提供される。データにスクランブルをかけ、暗号化し、又は別の方法で、データをディスクの複数層にわたって秘密パターンで配分することによってデータを不明瞭にすることができる。パターン情報は鍵の形態で承認された装置又はユーザに供給することができる。データはこの鍵にアクセスできる適切なハードウェアを有する光ドライブによってのみ読み取ることができる。切り替え可能な鏡面領域を光媒体上に設けて、データを読み取ることから光学的読取りヘッドを選択的にブロック及びブロック解除する。再びデータを読み取るために、承認／認可された装置はその鍵を用いて、選択的にエレクトロクロミック領域を切り替えることができ、その結果読取りヘッドは、必要に応じて異なるデータ層上に交互に集光しながらデータにアクセスして適切な順序でデータを取得することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光学的可読媒体上のデータの保護記憶に関する。

デジタル・データをストアし選択的に取り出すための様々な光学的可読媒体が当技術分野で知られている。光学的可読媒体は、典型的には、円形又はディスク類似のフォーム・ファクタを有し、また同じ意味で「光媒体」、「光ディスク」、又は「光学的記憶ディスク」と呼ぶことができる。その中でもＣＤは最も早く開発され、最も一般的に入手できる光媒体である。データは、通常、緊密に詰まったらせん内の、高台「ランド」と交互になる一連の小さな陥凹（「ピット」）としてデジタル的に符号化された形式で、光ディスク上にストアされる。デジタル的に符号化されたデータは、通常、また暗号化される。これらの媒体は、家庭用娯楽システム、ビデオゲーム操作卓、及び自動車ナビゲーション・システム内の様々なＣＤ及びＤＶＤドライブ、ＣＤ及びＤＶＤデコーダを含む、種々様々な光学装置又は「ドライブ」によって可読である。光ドライブは、レーザ又は他の光ビームを光学的記憶ディスクに集光してデジタル的に符号化されたデータを読み取ることができる読取りヘッドを含む。ピットとランドの間の高さの相違は、ピットから反射された光とその周囲のランドから反射された光との間の位相差をもたらす。この光学的挙動は、光ドライブが電子的に処理して、ストアされたデータを正しく読み取る。

光ディスク技術は、音楽及びビデオ・ファイルの固定記憶だけでなく、他の型の電子データ又はコンピュータ「ファイル」をストアすることもできる編集可能な又は「書込み可能な」形式を含むように拡張されている。書込み可能及び書換え可能な光ディスクの型には、現在、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ及びＤＶＤ−ＲＷが含まれる。光媒体における新たな技術は、名称がその型のディスクを読み取り及び書き込むのに使用される青紫色レーザに由来するブルーレイ・ディスク、並びに、高密度／高解像度ＤＶＤ（ＨＤ ＤＶＤ）を含む。二重層ＤＶＤのような幾つかの光ディスクは、少なくとも２つの層上に光学的可読データをストアする。１つ又は複数の層を半透明にして、読取りヘッドが読み取ろうとする層上に光ビームを集光することを可能にすることができる。現在入手可能な又は将来開発される光媒体が２つを超える層を含む可能性を予想することは妥当なことである。

光媒体技術における急速且つ大幅な進歩にも関わらず、今日の光媒体ディスクは制約がないわけではない。現在、入手可能な光ディスクは、光学的読取りヘッドの単純な視野内に読取り／書込み表面を有する。従って、光ディスク上の全ての実際の生データ（暗号化された又はされていない）は、従来の光ドライブを入手できる誰もが閲覧／読取りすることができる可能性がある。暗号化されたデータでさえも、例えば、「ビット単位の」又は他の力ずくの技術を用いて、コピーできる可能性がある。例えば、未承認のディスク複製者が、ＤＶＤプレーヤ上で可読の形式で暗号化された映画ＤＶＤを、デジタル的に符号化されたデータを解読するのに用いられる暗号化アルゴリズムを知らなくても、複製することができる。多層ディスクでさえも、それらのデータは各々の層の上に連続的に書き込まれているので、誰かがデータを異なる層から取得及び／又はコピーするのを容易にしている。

現在利用可能な光媒体技術の制約及び不利点を考慮すると、光媒体上のデータのより優れた且つより安全な記憶及び読出し方法並びに装置が必要である。改善された方法及び装置は、データを読み取るのに集光した光ビームを用いるような既存の光媒体技術の少なくとも幾つかの特徴を組み込みながら、未承認のデータ読取り及び／又はコピーに対する高度な保護をもたらすことが望ましい。

第１の態様において本発明は、複数のデータ層を有する光学的可読媒体と、光ドライブの読取りヘッドと少なくとも１つのデータ層との間の光透過を制御するための円周方向に配列された複数のエレクトロクロミック領域を有する少なくとも１つのブロッキング層と、を備えた装置を提供する。

本装置は、複数のデータ層の間に配分され、円周方向に配列されたデータ部分を含む少なくとも１つのデータ・ファイルをさらに含むことができる。

本装置は、各々のエレクトロクロミック領域を光透過状態と光ブロック状態の間で選択的に切り替えるための電圧源と、円周方向に配列されたデータ部分が読取りヘッドによって実質的に連続的に可読となるように、エレクトロクロミック領域を選択的に切り替えるための電圧源と通信するコントローラとをさらに備えることができる。

エレクトロクロミック領域を選択的に切り替えるパターンは、コントローラに供給される鍵の内部に符号化されることが好ましい。
鍵は光学的可読媒体上で符号化されることが好ましい。

本装置は、複数のエレクトロクロミック領域と接触する、光学的可読媒体上の複数の電気接点と、光学的可読媒体を収容するように構成される回転部材と、光学的可読媒体上の電気接点と電気通信するための回転部材上に配置された複数の電気接点と、回転部材上の電気接点と電気通信して選択されたエレクトロクロミック領域に選択的に電圧を印加するための電圧源とをさらに備えることができる。

回転部材はスピンドルをさらに備え、また光学的可読媒体はスピンドルを受けるための貫通孔をさらに備えることが好ましい。

光学的可読媒体上の電気接点は貫通孔の内側部分上に配置され、またスピンドル上の電気接点は、光学的可読媒体がスピンドルの上に配置されるときにスピンドルの電気接点が光学的可読媒体上の電気接点と係合するように、スピンドルの周縁部上に配置されることが好ましい。

本装置は、スピンドル及び光学的可読媒体のうちの１つの上に配置された、スピンドルに対する所定の回転的調整位置に光学的可読媒体を配置するための、１つの鍵又はスプライン部分をさらに備えることができる。

第２の態様において、本発明は、データ・ファイルを複数のデータ部分に分割するステップと、データ部分を複層の光学的可読媒体の異なるデータ層の間に書き込むステップと、データ部分をデータ層上に選択されたパターンで円周方向に配列するステップと、１つ又は複数のデータ層への光を選択的にブロックしてデータ部分が選択されたパターンに従って光学的読取りヘッドにより可読となるようにするステップとを含む方法を提供する。

１つ又は複数のデータ層への光を選択的にブロックするステップは、データ部分の配列に従って光学的可読媒体上に配置された複数のエレクトロクロミック領域を切り替えるステップを含むことが好ましい。

本方法は、光学的読取りヘッドの下で光学可読媒体を回転させるステップと、光学的読取りヘッドを異なる層上に選択的に集光させて円周方向に配列されたデータ部分を読み取るステップとをさらに含むことが好ましい。

本方法は、データ部分の配分及び配列を鍵の内部に符号化するステップと、この鍵を用いてどのデータ部分を読み取るか、及びどのエレクトロクロミック領域を切り替えるかのうちの１つ又は両方を制御するステップとをさらに含むことが好ましい。
鍵は光学的可読媒体上で符号化されることが好ましい。

第３の態様において、コンピュータ・システムにロードされ且つそこで実行されるとき、コンピュータ・システムに第２の態様の方法の全てのステップを実行させるためのコンピュータ・プログラム・コードを含むコンピュータ・プログラムを提供する。

第２の態様のコンピュータ・プログラムは、光学的可読媒体上のデータの保護のためのコンピュータ使用可能プログラム・コードを含むコンピュータ使用可能媒体を備えたコンピュータ・プログラム内で具体化することができ、そのコンピュータ・プログラムは、データ・ファイルを複数のデータ部分に分割するためのコンピュータ使用可能プログラム・コードと、データ部分を多層の光学的可読媒体の異なるデータ層の間に配分するためのコンピュータ使用可能プログラム・コードと、データ部分を実質的に連続的にデータ層に配分されるように円周方向に配列するためのコンピュータ使用可能プログラム・コードと、１つ又は複数のデータ層への光を選択的にブロックして、実質的に連続的に配列されたデータ部分が光学的読取りヘッドによって連続的に可読となるようにするためのコンピュータ使用可能プログラム・コードとを含む。

１つ又は複数のデータ層への光を選択的にブロックするステップは、光学的可読媒体上に配置された複数のエレクトロクロミック領域を、データ部分の配列に従って切り替えるステップを含むことが好ましい。

コンピュータ・プログラムは、光学的読取りヘッドの下の光学的可読媒体の回転を制御するためのコンピュータ使用可能プログラム・コードと、光学的読取りヘッドを異なる層上に選択的に集光させて円周方向に配列されたデータ部分を読み取るためのコンピュータ使用可能プログラム・コードとをさらに含むことができる。

コンピュータ・プログラムは、データ部分の配分及び配列を鍵の内部に符号化し、その鍵を用いて、どのデータ部分を読み取るか、及びどのエレクトロクロミック領域を切り替えるかのうちの１つ又は両方を制御するためのコンピュータ使用可能プログラム・コードをさらに含むことができる。

コンピュータ・プログラムは、光学的可読媒体上の鍵を符号化するためのコンピュータ使用可能プログラム・コードをさらに含むことができる。

一実施形態により、複数のデータ層を有する光学可読媒体を含む装置が提供される。光学的可読媒体は、光ドライブの読取りヘッドと少なくとも１つのデータ層との間の光透過を制御するための円周方向に配列された複数のエレクトロクロミック領域を有する少なくとも１つのブロック層を含む。

別の実施形態によると、データは複数のデータ部分に分割される。データ部分は、複層の光学的可読媒体の異なるデータ層の間に書き込まれる。データ部分はデータ層上に選択されたパターンで円周方向に配列される。１つ又は複数のデータ層への光が選択的にブロックされて、データ部分が光学的読取りヘッドにより選択されたパターンに従って可読となる。この方法は、光学可読媒体上のデータの保護のためのコンピュータ使用可能プログラム・コードを含むコンピュータ使用可能媒体を有するコンピュータ・プログラムの形態で実施することができる。

次に本発明の好ましい実施形態を、例証としてのみ、添付の図面を参照しながら提供する。

本発明の一実施形態による例示的な光学的可読媒体（「ディスク」）の部分平面図である。 幾つかのオプションの構造部を詳細に示す、ディスクの断面の詳細図である。 貫通孔に入るスピンドルを有するディスクの側面図である。 本発明の一実施形態による、データを光学的可読媒体から選択的に読み取ることができるシステムの実施形態の略断面図である。 承認された装置を用いたディスク上のデータの成功した読取りと、層ごとの手法を用いたディスク上のデータの読取り又は複製の不成功の試みとを比較した図である。 本発明の一実施形態による、光学的可読媒体に保護された形式でデータを書き込む１つの方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態による、光学的可読媒体に保護された形式で書き込まれたデータを読み取る１つの方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態による、光学的可読媒体上のコンテンツを保護するように構成することができるコンピュータ・システムの略図である。

本発明の好ましい実施形態は、光学的可読媒体の保護を提供する。データにスクランブルをかけ、暗号化し、又は別様にディスクの複数の層にわたってデータを秘密パターンで配分することによって不明瞭にすることができる。パターン情報は鍵の形態で承認された装置又はユーザに供給することができる。データは、この鍵にアクセスできる適切なハードウェアを有する光ドライブによってのみ読み取ることができる。また「エレクトロクロミック領域」と呼ばれる切り替え可能な鏡面領域を光媒体上に設けて、光学的読取りヘッドをデータ読取りから選択的にブロック及びブロック解除する。これらのエレクトロクロミック領域は、マグネシウムと１つ又は複数の遷移金属（ニッケル又はマンガンのような）との間の合金のような、印加された電位（電圧）に応答して反射率を変える特殊合金から作ることができる。データを再び読み取るために、承認／認可された装置は、鍵を用いてエレクトロクロミック領域を選択的に切り替えて、読取りヘッドがデータにアクセスできるようにする。従って、保護は少なくとも２つのレベルで与えられる。第１に、未承認又は未認可の装置は、エレクトロクロミック領域をオンまたはオフに切り替えてデータの全てにアクセスする機能を有さない。従って、反射領域は少なくともデータの一部分を光学的読取りヘッドからは不明瞭にするので、データをコピーする試みは失敗することになる。第２に、未承認ユーザが何らかの方法でエレクトロクロミック領域の全てを透明状態に切り替えることができたとしても、ディスクを読み取る又はコピーする試みは、ランダムで、理解不能の、又は別様に鍵内部に含まれる秘密パターン情報なしでは不明瞭な、データのレンダリングをもたらす。

図１は、本発明の一実施形態による例示的な光学的可読媒体（「ディスク」）１０の部分平面図である。ディスク１０は、隋意に通常のＤＶＤ、ＣＤ又はその派生物に類似したフォーム・ファクタを有し、また本発明による光ドライブの専用スピンドル１６を収容するための貫通孔１４を含む。複数のエレクトロクロミック領域１２が、ディスク１０上に円周方向に配列されて光学的読取りヘッドからの光ビームを選択的にブロックし又は妨げ、それによって、ディスク１０のコンテンツを読み取る未承認の試みを妨げる。通常の光ドライブは、エレクトロクロミック領域１２によるデータの少なくとも部分的な障害のために、ディスク１０を読み取るか又は複製することができないことになる。図示した実施形態には８つのエレクトロクロミック領域１２が含まれるが、他の実施形態においては任意の数のエレクトロクロミック領域を含めることができる。エレクトロクロミック領域１２はやや「パイ形」であり、実質的に連続する様に配列されるので、エレクトロクロミック領域１２はほとんど接触する。しかしながら、エレクトロクロミック領域１２は、接触も連続もする必要はない。例えば、非連続的なエレクトロクロミック領域１２のランダムなアレイは、データの読取りを少なくとも部分的に不明瞭にするのに十分である。エレクトロクロミック領域はまた、異なる隋意にランダムに配列されたデフォルト状態を有し、そのうちの幾つかはデフォルトで反射状態にあり、その他はデフォルトで透明状態にあるようにすることができる。異なる状態は以下でさらに詳細に説明する。

エレクトロクロミック領域１２は、典型的には、ディスク１０の基板上に配置するか又はその内部に埋め込むことができるエレクトロクロミック材料の非常に薄い層で作られる。ニッケル又はマンガンのような１つ又は複数の遷移金属を含んだ特定のマグネシウム合金を含む、様々なエレクトロクロミック材料が当技術分野で知られている。ナノ秒程度の応答時間が、ある特定のエレクトロクロミック材料構成に対して観測されている。各々の隣接するエレクトロクロミック領域１２の間の絶縁境界１５で示されるように、エレクトロクロミック領域１２は相互に電気的に絶縁することができる。絶縁境界１５は、例えば、隣接するエレクトロクロミック領域１２の間の間隙を含むことができ、その場合ディスク基板はエレクトロクロミック領域１２の間に十分な電気絶縁をもたらすことができる。代替的に、絶縁境界１５は、当技術分野で既知の様々な絶縁材料の何れかを含むことができる。

エレクトロクロミック領域１２を状態の間で選択的に切り替えるために電圧を印加することができるように、複数の電気経路１８がエレクトロクロミック領域１２からスピンドル１６上のそれぞれの複数の電気接点２０まで延びる。電気経路１８は、ディスク１０の基板内に埋め込むか又はその上に配置することができる。例えば、基板内に非常に細い電気経路を経済的にエッチング形成するか又は別の方法で形成するのに用いられる回路基板技術を、当業者であれば、エレクトロクロミック領域１２とスピンドル１６上の電気接点２０との間の電気通信を設けるように適合させることができる。

図２は、幾つかのオプションの構造部を詳細に示す、ディスク１０の断面の詳細図である。オプションのスプライン部分２２は、ディスク１０をスピンドル１６に対する所望の回転調整位置に固定する。この回転調整位置は、電気経路１８をスピンドル１６上の電気接点２０に対して所定の位置に配置する。従って、どの電気接点２０と電気経路１８が相互に電気接触するが分かる。ディスク１０がスピンドル１６の上に配置されとき、ディスク１０は電気接点２０に選択的に係合する。随意に、電気接点２０の各々を、スプリング部材２４により半径方向外向きに付勢して、電気経路１８と電気接点２０の間の確かな電気接触を確実にする。スプリング部材２４は、任意の他の様々なスプリング材料及び構成を含むことができ、例えば、スプリング部材２４は、通常のコイル・スプリング又はエラストマ材料を含むことができる。代替的に、電気接点２０は、「リーフ・スプリング」構成を有することができ、電気接点２０自体がスプリング作用をもたらすことを可能にする。ディスク１０に電圧を供給するのに必要な導電率と、電気接点２０がディスク１０の電気経路１８の方向に正に付勢されることを可能にする機械的可撓性との両方を有する金属材料を、電気接点２０に対して選択することができる。

図３は、貫通孔に入るスピンドル１６を有するディスク１０の側面図である。貫通孔１４は、スピンドルの回転軸の周りでスピンドル１６と同軸的に配置される。ディスク１０が軸方向下向きに押されるので、電気経路１８は電気接点２０に係合することになり、ディスク１０はスピンドル１６上にしっかりと取り付けられることになる。スピンドル１６は回転部材１７の一部分であり、取り付けられたディスク１０が光学的読取りヘッド２６から一定の軸方向距離において回転することを可能にする。本発明はまた、代替的実施形態のスピンドルなしの回転部材を含み、これに対してディスクは光学的読取りヘッドの上で固定することができ、そして回転部材上の電気接点と電気通信することができる。読取りヘッド２６は、レーザを選択的に放射してディスク１０上に書き込まれたデータを読み取る。読取りヘッド２６は、通常のＣＰＵ，コンピュータ・チップ又はプロセッサを含むことのできるコントローラ２８と電子通信する。コントローラ２８は、読取りヘッド２６からの信号を解釈してディスク１０からデータを読み取る機能を有する。

回転部材１７は、スピンドル１６、コントローラ２８および光学的読取りヘッド２６を含み、本発明による「光ドライブ」の代表的なコンポーネントである。本発明による光ドライブは、従来の光ドライブに類似したものとするか又はそれから随意に適合させたものとすることができる。この光ドライブは様々な装置及び用途、例えば、コンピュータの読取り／書込みドライブ、通常のゲーム操作卓に類似したゲーム操作卓、ＤＶＤプレーヤ又はＣＤプレーヤのような通常の光学オーディオ・ビデオ・プレーヤに類似した光オーディオ・ビデオ・プレーヤ、通常のＤＶＤベースの自動車ナビゲーション・システムに類似した自動車ナビゲーション・システム、又は、デジタル的に符号化されたデータを読み取るための光学的読取りヘッド及びプロセッサを組み込んだ他の装置などに用いることができる。

コントローラ２８は、複数の電気接点２０と電気通信し、この電気接点は右に示すように「オン」に、又は左に示すように「オフ」に選択的に切り替えることができる。この実施形態において、エレクトロクロミック領域１２は、デフォルト（印加電圧がない）で「ブロック」状態にある。ブロック状態は、読取りヘッド２６がエレクトロクロミック領域１２を超えたデータ部分１９を読み取るのを妨げるのに十分に、エレクトロクロミック領域１２を通る透過光を少なくとも減少させる。従って、本発明によるディスクの反射表面は、デフォルトで少なくとも幾つかのデータが読み取られるのをブロックすることになる。材料及び構成によって、非ブロック状態にあるエレクトロクロミック領域は透明又は少なくとも半透明とすることができる。ブロック状態にあるエレクトロクロミック領域は、ある程度の反射率又は不透明度を有することができるが、少なくとも多少の光がなおエレクトロクロミック領域１２を通過できるようにすることができる。次に、この実施形態においてエレクトロクロミック領域１２は、電気接点２０を「オン」に変えることにより選択的に「非ブロック」状態に切り替えて、選択されたエレクトロクロミック領域１２に電圧を供給することができる。非ブロック状態は、エレクトロクロミック領域１２を十分な透過光が通過できるようにして、読取りヘッド２６がエレクトロクロミック領域１２を超えたデータ部分１９上のデータを読み取るのを可能にする。従って、エレクトロクロミック領域１２を選択的に切り替えることによって、コントローラ２８はどのデータ部分１９がエレクトロクロミック領域１２を含む層を超えて読み取れるかを制御することができる

図４は、光学的可読媒体５１からデータを選択的に読み取ることができる、本発明によるシステム５０の実施形態の略断面図である。システム５０は、二重層の光学的可読媒体（「ディスク」）５１、光学的読取りヘッド５８、電圧源６０、並びに、光学的読取りヘッド５８及び電圧源６０の両方と電子通信するコントローラ６２を含む。ディスク５１は基板５２を含み、この基板は通常の光媒体の基板に使用されるようなポリカーボネート材料を含むことができる。第１のデータ層５４及び第２のデータ層５６は、基板５２の内部に埋め込まれる。デジタル的に符号化されたデータは、光学的読取りヘッド５８を用いて、光学的にデータ層５４、５６に書き込み及びそれから読み取ることができる。第１及び第２のデータ層５４、５６は、一連のピット及びランド（図示せず）を含むことができるが、これは従来の光学的可読媒体の読取り／書込み表面においてと同様である。ディスク５１上のデータは、Ｄ１からＤ６まで連続的にラベル付けされた複数のデータ部分に、データを読み取るように意図した順番で区分又は分割される。データ部分Ｄ１−Ｄ６は、データ層５４、５６の間に図示したように配分される。適切に読み取るためには、データ部分Ｄ１−Ｄ６は、それらがどこに見出されても、連続的且つ継続的に読み取る必要がある。これは、読取りヘッド５８が、層５４上のデータを読み取るために層５４上に、或いは層５６上のデータを読み取るために層５６上に、選択的に集光することを要求する。この情報は、鍵の形態で供給することができる。鍵は、ディスク上のどこかに記録することができ、そして暗号化アルゴリズムによって保護することができる。代替的に、鍵はインターネットによって、又はシステム５０が使用可能な任意の他の通信チャネルを通して供給することができる。

エレクトロクロミック層５５は、データ層５４とデータ層５６の間に挿入される。エレクトロクロミック層５５は、複数の独立に切り替え可能なエレクトロクロミック領域６４を含む。エレクトロクロミック領域６４の幾つか又は全ては、デフォルトで不透明状態にある。デフォルトの不透明状態にあるエレクトロクロミック領域６４は、データ層５６の部分を不明瞭にする。必須ではないが、別のエレクトロクロミック層（図示せず）をオプションとしてデータ層５４と光学的読取りヘッド５８の間に供給して、データ層５４の部分を不明瞭にすることができる。この実施形態において、エレクトロクロミック領域６４は連続的となる。どのエレクトロクロミック領域６４を切り替えるべきかの情報はまた、鍵の内部に含めることができる。電圧源６０は、エレクトロクロミック領域６４と電子通信してエレクトロクロミック領域６４を選択的に切り替える。何れかのエレクトロクロミック領域６４が透明状態に切り替えられるとき、光学的読取りヘッド５８は、それらを超えてデータ層５６上に自由に集光することができる。データ層５４上に焦光するとき、光学的読取りヘッド５８はデータ層５４上に書き込まれたデータを読み取ることができる。データ層５４は半透明である。パターン情報を含む鍵は、光学的読取りヘッド５８に、いかなるときでもデータ層５４を読み取るか又はデータ層５６を読み取るかを指示する。データ層５６を読み取るときは、光学的読取りヘッド５８は、光ビーム６９を、半透明のデータ層５４を通過させ、そして光ビーム６９の軌跡内の何れかのエレクトロクロミック領域６４を通過させて、データ層５６上に光ビーム６９を集光させる。従って、ディスク５１が軸（図示せず）の周りで回転するとき、光学的読取りヘッド５８は、データ層５４とデータ層５６の上に選択的に交互に焦光すると同時に、鍵内部に含まれるパターン情報に従って何れかの不透明なエレクトロクロミック領域６４を透明状態に切り替えて、正しいタイミング且つ正しい順序でデータ部分Ｄ１−Ｄ６を連続的に読み取ることができる。これとは対照的に、従来の装置は、光ビームを、何れのエレクトロクロミック領域６４も不透明状態である間は、それを通して集光することができず、それによって、従来の光学的読取り装置がデータを正しく読み取るか又はコピーすることを妨げる。エレクトロクロミック領域６４が無効にされたとしても、従来の装置は、データ層５４、５６のどちらに集光するか、そしていつそれらの間を切り替えるかを「識別しない」ことになる。

エレクトロクロミック領域６４は、データ部分Ｄ１−Ｄ６に実質的に位置合せして、特定のデータ部分を選択的にブロックするか又はブロック解除することができる。データ部分Ｄ１−Ｄ６は、ディスク５１の回転軸に関して軸方向に僅かに間隔を空けられ、且つ比較的薄いディスク５１の境界内に配置される。しかしながら、データ部分Ｄ１−Ｄ６は、光学的読取りヘッド５８に対するディスク５１の移動方向６５において、相互に実質的に連続する。これは、承認されたユーザの制御により連続するデータ部分Ｄ１−Ｄ６の実質的に連続的な読取りを可能にする。

図５は、承認された装置を用いたディスク５１上のデータの成功した読取りと、層ごとの手法を用いたディスク５１上のデータの読取り又はコピーの不成功の試みとを比較した図である。ディスク５１上のデータの未承認の読取り又は複製は、２つのデータ層５４、５６の間でのデータ部分Ｄ１−Ｄ６の配分、及びエレクトロクロミック層５５の挿入によって防止される。単にデータ層５４をコピーしようとする場合でも、データ部分Ｄ２、Ｄ３及びＤ５（及びＤ８など）が介在するデータ部分Ｄ４を除いて、連続的に読み取られることになるが、これは破損した又はさもなければ無用なデータのレンダリングをもたらすことになる。さらに、これはデータ部分Ｄ３とＤ５の間の、ディスク５１が光学的読取りヘッド５８に対して移動する際にＤ４が読み取られると想定される場所に物理的な間隙を残す。これらの間隙は、単にデータ層５４を読み取ろうとする未承認の試みをさらに失敗させる。同様に、エレクトロクロミック領域６４が、データ層５６を読み取るために破られた場合には、データ部分Ｄ１及びＤ４は、介在するデータ部分Ｄ２及びＤ３なしに連続的に読み取られることになり、このことは同様に破損した又はさもなければ無用なデータのレンダリングをもたらすことになる。従って、未承認のユーザがエレクトロクロミック層５５全体をオン又はオフにすることができたとしても、そうする能力は、未承認のユーザが、ディスク５１を適切に読み取るか又は複製することを可能にしないことになる。データ部分Ｄ１−Ｄ６の配分パターン（「反射率パターン」）を知ること且つそれに応じてエレクトロクロミック領域６４を選択的に切り替えることによってのみ、ユーザはディスク５１を正しく読み取り、そして複製することができる。このパターン情報を含む鍵にはプロセッサ６２がアクセス可能である。この鍵を用いて電圧源６０を制御して、エレクトロクロミック領域６４を正しく切り替え、且つ、データ層５４、５６上に選択的に集光することができる。

代替的な実施形態は、データ層、データ部分、エレクトロクロミック層、及びエレクトロクロミック領域の異なる構成及び配列を含むことができる。例えば、エレクトロクロミック領域の数を随意に増加して、異なる可能な反射率パターンの数を増加させてセキュリティを高めることができる。また付加的なデータ層を設けて、データをこれらの付加的なデータ層に配分することができる。任意の数の介在エレクトロクロミック層を設けることもできる。

図６は、本発明の一実施形態による光学的可読媒体に保護された形式でデータを書き込む１つの方法のフローチャートである。このフローチャートは、本方法の一般的な概要を与えるものであり、本方法を図示したステップの数又は順序に限定することを意図したものではない。ステップ１００において、本発明による光媒体が取得される。光媒体は、複数のデータ層、及び複数のエレクトロクロミック（「反射性の」）領域を含む１つ又は複数の反射層を含むことができる。光媒体は、未書込み状態でデータを記録するように構成することができる。光媒体は、例えば、本発明によって構成される大量複製装置を用いて書き込むことができ、その大量複製装置の使用許可は、本発明により構成され本発明により許可された光ドライブを有する、複本を生成する複製業者又は個人に与えられる。ステップ１０２において、光媒体上の反射領域に関する情報が判断される。特に、選択的な反射領域の大きさ及び間隔を判断することができる。反射領域の大きさ及び間隔は、反射領域が光学的読取り又は書込みヘッドの下を続いて通過する際に、反射領域をオン及びオフにするタイミングを決定することができる。ステップ１０４において、配分を行い、反射率パターンを選択又は識別する。

ステップ１０６において、記録するコンテンツが取得される。コンテンツ及びデータは、全体を通して用いられる用語として、光媒体に書き込み、後でそれから読み取ることができる任意のもの、例えば、デジタル的に符号化されたオーディオ・ファイル、ビデオ・ファイル、ゲーム又は他のソフトウェア、コンピュータ・ファイルなどを総称的に表す。例えば、本発明による光ドライブを有するパーソナル・コンピュータのユーザは、キーボード、マウス及びディスプレイ装置のような通常のＰＣインターフェースを使用して光媒体に書き込むファイルを選択することができる。ステップ１０８の待ち時間(wait)において、このコンテンツは通常の暗号化アルゴリズムによって隋意に暗号化される。ステップ１１０において、コンテンツ（暗号化又は非暗号化）はステップ１０４で選択されたパターンに従って媒体に書き込まれる。これらのパターンはまた、ステップ１１２において作成される鍵の内部に符号化される。ステップ１１４において、この鍵をストアするための場所が選択される。例えば、鍵を光媒体上にストアするように決定される場合には（ステップ１１６）、鍵は光媒体に直接書き込むことができる（ステップ１１８）。この鍵は随意に暗号化して未承認ユーザがパターン情報を取得する可能性を減らす。代替的に、鍵の別の安全な場所をステップ１２０で選択することができる。例えば、市販のゲーム・ソフトウェアの場合には、鍵は登録プロセス中にインターネットを通して提供することができる。ステップ１２２において書込みセッションが閉じられ、その時点で光媒体は、データの次の再生又は読取りに対して準備を整えることができる。

図７は、本発明の一実施形態による光学的可読媒体に保護された形式で書き込まれたデータを読み取る１つの方法のフローチャートである。このフローチャートは、本方法の一般的な概要を与えるもので、本方法を図示したステップの数又は順序に限定することを意図したものではない。ステップ１３０において、図６に概説した様式で書き込まれた光ディスクのような、予め記録された媒体が取得される。ステップ１３２において、光ドライブに対するディスクの配置を選択又は検出する。例えば、スプライン・スピンドルを有する光ドライブの実施形態において、スピンドルに対する光ディスクの位置、及びその上の電気接点が識別される。代替的に、スピンドルに対するディスクの相対的な位置は、反射領域の次の切り替え及びデータの読取りを同期させることができるように決定することができる。

ステップ１３４において、ディスク上の反射率パターン並びにデータがディスクに書き込まれたパターンに関する情報を含む１つ又は複数の鍵が取得される。鍵が暗号化されている場合には、ステップ１３６において鍵を復号化することができる。ステップ１３８において、これらのパターンを鍵から確認することができる。ステップ１４０において、パターンに従って、随時、種々の反射領域が切り替えられる。一実施形態において、反射領域は一時的に静的反射パターンに切り替えることができる。静的反射パターンにおいて、反射領域は、データを読み取るのに必要な時間、切り替えられた状態にとどまることができる。代替的に、層は、それらが光学的読取りヘッドに交互に近づき離れるときに随時切り替えることができる。ステップ１４２により、読み取られるデータ層はいかなるときでもパターンに従って選択される。ステップ１４４において、データは、パターンに従って選択された層から及び選択されたデータ領域から読み取ることができる。光学的読取りヘッドは、このパターンにより随時異なる層上に交互に集光することができる。

記録されたデータが通常の暗号化アルゴリズムによって予め暗号化されている場合には、ステップ１４６において、この暗号化されたデータを復号化することができる。この通常の暗号化の様式は、一般的に、本発明によるデータの符号化、暗号化又は他の方法で保護するプロセスとは別途のものであることを認めることができる。しかしながら、通常の暗号化アルゴリズムを付加的に用いてデータを暗号化することは、それ自体、最大限のセキュリティをもたらすことが望ましい。ステップ１４８において、復号化されたデータが出力される。例えば、ディスクがゲーム・ソフトウェアを含む場合、出力は通常のゲーム・プレイとしてエンドユーザに対して現れるものを含むことができる。条件付きステップ１５０において、ディスクからさらに読み取るべきデータがあるかどうかが判断される。例えば、ゲーム・プレイのシナリオにおいて、ゲーム・プレイの動的性質によるデータ読取りの連続的なプロセスがある可能性がある。或いは、全ての必要なデータを一度読み取り、そしてユーザ・セッション中のその後の使用のために、隋意にＲＡＭにストアすることができる。

本発明の実施形態は、ハードウェア及び／又はソフトウェア要素の両方を含むことができることを認識されたい。ソフトウェアの非限定的な例は、ファームウェア、常駐ソフトウェア、及びマイクロコードを含む。より一般的には、本発明の実施形態は、コンピュータ又は任意の命令実行システムによって又はそれと共に用いるためのプログラム・コードを供給するコンピュータ可読媒体からアクセス可能なコンピュータ・プログラムの形態をとることができる。この説明の目的のために、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読媒体は、命令実行システム、装置若しくは機器によって又はそれらと共に用いるためのプログラムを含み、ストアし、通信し、伝搬し又は伝送することができる任意の装置とすることができる。

媒体は、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、又は半導体システム（又は装置又は機器）、或いは伝搬媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体の例は、半導体又はソリッド・ステート・メモリ、磁気テープ、取外し可能なコンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク及び光ディスクを含む。光ディスクの現在の例は、コンパクト・ディスク読取り専用メモリ（ＣＤ―ＲＯＭ）、コンパクト・ディスク読取り／書込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）及びＤＶＤを含む。

プログラム・コードをストア及び／又は実行するのに適したデータ処理システムは、典型的には、システム・バスを通して直接的又は間接的にメモリ素子に結合される少なくとも１つのプロセッサを含む。メモリ素子は、プログラム・コードの実際の実行中に用いられるローカル・メモリと、バルク・ストレージと、実行中にバルク・ストレージからコードを取り出す必要がある回数を減らすために、少なくとも一部分のプログラム・コードの一時的な記憶域を与えるキャッシュ・メモリとを含むことができる。

キーボード、ディスプレイ、又はポインティング・デバイスのような入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスは、直接に又は介在するＩ／Ｏコントローラを通して、システムに結合することができる。またネットワーク・アダプタを用いて、データ処理システムが、例えば介在する私設又は公衆ネットワークを通して、他のデータ処理システム又はリモート・プリンタ若しくは記憶装置に結合できるようにすることができる。モデム、ケーブル・モデム、イーサネット・カード及び無線ネットワーク・アダプタは、ネットワーク・アダプタの例である。

図８は、本発明の一実施形態による光学的可読媒体上のコンテンツを保護するように構成することができる、一般的に２２０で示すコンピュータ・システムの略図である。コンピュータ・システム２２０は、コンピュータ・システム２２０は通常のコンピュータ・システム２２０の形態の汎用コンピュータ装置とすることができるが、コンピュータ・システム２２０はまたゲーム操作卓又は他の装置の形態をとることができる。一般的には、コンピュータ・システム２２０は、処理装置２２１と、システム・メモリ２２２と、システム・メモリ２２２を含む種々のシステム・コンポーネントを処理装置２２１に結合するシステム・バス２２３とを含む。システム・バス２２３は、メモリ・バス又はメモリ・コントローラ、周辺機器用バス、及び様々なバス・アーキテクチャの何れかを用いるローカル・バスを含む、幾つかの型のバス構造の何れかとすることができる。システム・メモリは、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）２２４及びランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）２２５を含む。基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）２２６がＲＯＭ２２４にストアされ、例えば起動中に、コンピュータ・システム２２０内の要素間で情報を転送するのを助ける基本ルーチンを含む。

コンピュータ・システム２２０は、ハードディスク２２７から読み取り及びそれに書き込むためのハードディスク・ドライブ２３５、及び、取外し可能な磁気ディスク２２９から読み取り及びそれに書き込むための磁気ディスク・ドライブ２２８をさらに含む。本発明によって構成することができる光ディスク・ドライブ２３０もまた備えられる。通常の光ドライブの特徴に加えて、光ドライブ２３０は、本発明による取外し可能な光ディスク２３１から読み取る又はそれに書き込むように構成することができ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶ−Ｒ又はＤＶ−ＲＷ、ブルーレイ・ディスク、ＨＤ−ＤＶＤ、複層ＤＶＤなど（又はそれに類似したフォーム・ファクタを有するもの）とすることができる。また光ディスク２３１又は別の光ディスクを用いて、本発明のソフトウェアの実施形態によるソフトウェアをストアすることもできる。

同様に、光ディスク・ドライブ２３０又は別のディスク・ドライブ２３０を用いて、そのようなソフトウェアを含む光ディスクからソフトウェアを読み取ることができる。ハードディスク・ドライブ２３５、磁気ディスク・ドライブ２２８、及び光ディスク・ドライブ２３０は、それぞれ、ハードディスク・ドライブ・インターフェース２３２、磁気ディスク・ドライブ・インターフェース２３３、及び光ディスク・ドライブ・インターフェース２３４によってシステム・バス２２３に接続される。ここで説明する例示的な環境には、ハードディスク２２７、取外し可能な磁気ディスク２２９、及び取外し可能な光ディスク２３１を用いられているが、当業者であれば、データをストアすることができ且つコンピュータによりアクセス可能な他の型のコンピュータ可読媒体、例えば、磁気カセット、フラッシュ・メモリ・カード、デジタル・ビデオ・ディスク、ベルヌーイ・カートリッジ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＵＳＢドライブなどもまた、例示的な動作環境において使用できることが理解されるはずである。ドライブ及びそれらに関連するコンピュータ可読媒体は、コンピュータが実行可能な命令、データ構造体、プログラム・モジュール、及びコンピュータ・システム２２０の他のデータの不揮発性記憶域を与える。例えば、オペレーティング・システム２４０及びアプリケーション・プログラム２３６は、コンピュータ・システム２２０のＲＡＭ２２５及び／又はハードディスク２２７にストアすることができる。

ユーザは、キーボード２５５及びマウス２４２のような入力デバイスにより、コンピュータ・システム２２０に命令及び情報を入力することができる。他の入力・デバイス（図示せず）は、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、タッチパッド、サテライト・ディッシュ、スキャナなどを含むことができる。これら及び他の入力デバイスは、多くの場合、システム・バス２２３に結合されるＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）２４６を通して処理装置２２１に接続されるが、シリアル・ポート・インターフェース、パラレル・ポート、ゲーム・ポートなどのような他のインターフェースによって接続することもできる。ディスプレイ装置２４７はまた、ビデオ・アダプタ２４８のようなインターフェースを介してシステム・バス２２３に接続することができる。モニタに加えて、パーソナル・コンピュータは、典型的には、スピーカ及びプリンタのような、他の周辺出力デバイス（図示せず）を含む。

コンピュータ・システム２２０は、ネットワーク化環境において、１つ又は複数のリモート・コンピュータ２４９への論理接続を用いて動作することができる。リモート・コンピュータ２４９は、別のパーソナル・コンピュータ、サーバ、クライアント、ルータ、ネットワークＰＣ、ピア・デバイス、メインフレーム、携帯情報端末、インターネット接続携帯電話又は他の一般的なネットワーク・ノードとすることができる。リモート・コンピュータ２４９は、典型的には、コンピュータ・システム２２０に関して上述した要素の多く又は全てを含むことができるが、図８には１つのメモリ記憶装置２５０のみを示した。図に示す論理接続は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）２５１及び広域ネットワーク（ＷＡＮ）２５２を含む。このようなネットワーク環境は、オフィス、企業規模のコンピュータ・ネットワーク、イントラネット及びインターネットにおいて一般的なものである。

ＬＡＮネットワーク環境で使用するとき、コンピュータ・システム２２０は、ネットワーク・インターフェース又はアダプタ２５３を通してローカル・エリア・ネットワーク２５１に接続されることが多い。ＷＡＮネットワーク環境で使用するときは、コンピュータ・システム２２０は、典型的には、モデム２５４、又は、インターネットのようなＷＡＮ２５２上で高速通信を確立するための他の手段を含む。モデム２５４は、内蔵又は外付け型とすることができるが、ＵＳＢインターフェース２４６を介してシステム・バス２２３に接続される。ネットワーク環境において、コンピュータ・システム２２０に関して示したプログラム・モジュール又はそれらの部分は、リモート・メモリ記憶装置２５０にストアすることができる。図示したネットワーク接続は例示的なものであり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段を使用できることを理解されたい。ネットワーク接続は、光ディスク２３１のデータ及び反射率パターンに関する情報を含む鍵を取得するのに用いることができる。

プログラム・モジュールは、ハードディスク２２７、光ディスク２３１、ＲＯＭ２２４、ＲＡＭ２２５、又は磁気ディスク２２０にもストアすることができる。プログラム・モジュールは、オペレーティング・システム２４０、アプリケーション・プログラム２３６などの部分を含むことができる。「パターン」データベース２３８を含めることができるが、これは反射率パターン及びデータ配分パターンを選択するか又は割り当てるためのパラメータ及び手続きを含むことができる。「ユーザ選択」データベース２３９もまた含めることができ、これはユーザ経験をカスタマイズするためのパラメータ及び手続きを含むことができる。

本発明の態様は、アプリケーション・プログラム２３６の形態で実施することができる。アプリケーション・プログラム２３６には、パターン・データベース２３８及び／又はユーザ選択データベース２３９によって通知するか又は別の方法でそれらに関連付けることができる。アプリケーション・プログラム２３６は、一般的には、本発明による保護された様式でデータを光学的可読媒体へ書き込むこと、及び／又はデータを光学的可読媒体から読み取ることを実行するためのコンピュータ実行可能命令を含む。

本発明は、限られた数の実施形態に関して説明したが、当業者であれば、この開示を利用して、本明細書で開示した本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態を考案することができることを認識するであろう。

１０：ディスク
１２：エレクトロクロミック領域
１４：貫通孔
１５：絶縁境界
１６：スピンドル
１７：回転部材
１８：電気経路
１９：データ部分
２０：電気接点
２２：スプライン部分
２４：スプリング部材
２６、５８：光学的読取りヘッド
２８：コントローラ
５０：システム
５１：光学的可読媒体(ディスク)
５２：基板
５４：第１のデータ層
５５：エレクトロクロミック層
５６：第２のデータ層
６０：電圧源
６２：コントローラ(プロセッサ)
６４：エレクトロクロミック領域
６５：移動方向
６９：光ビーム
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８：データ部分
２２０：コンピュータ・システム
２２１：処理装置
２２２：システム・メモリ
２２３：システム・バス
２２４：読取り専用メモリ（ＲＯＭ）
２２５：ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
２２６：基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）
２２７：ハードディスク
２２８：磁気ディスク・ドライブ
２２９：磁気ディスク
２３０：光ディスク・ドライブ
２３１：光ディスク
２３２：ハードディスク・ドライブ・インターフェース
２３３：磁気ディスク・ドライブ・インターフェース
２３４：光ディスク・ドライブ・インターフェース
２３５：ハードディスク・ドライブ
２３６：アプリケーション・プログラム
２３８：パターン・データベース
２３９：ユーザ選択データベース
２４０：オペレーティング・システム
２４２：マウス
２４６：ＵＳＢインターフェース
２４７：ディスプレイ装置（モニタ）
２４８：ビデオ・アダプタ
２４９：リモート・コンピュータ
２５０：リモート・メモリ記憶装置
２５１：ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）
２５２：広域ネットワーク（ＷＡＮ）
２５３：ネットワーク・インターフェース（アダプタ）
２５４：モデム
２５５：キーボード

Claims (10)

1. 複数のデータ層を有する光学的可読媒体と、
   光ドライブの読取りヘッドと少なくとも１つの前記データ層との間の光透過を制御するための円周方向に配列された複数のエレクトロクロミック領域を有する少なくとも１つのブロック層と
   を備える装置。
2. 前記複数のデータ層の間に配分され、円周方向に配列されたデータ部分を含む少なくとも１つのデータ・ファイルをさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記エレクトロクロミック領域の各々を、光透過状態と光ブロック状態の間で選択的に切り替えるための電圧源と、
   前記エレクトロクロミック領域を選択的に切り替えるための前記電圧源と通信し、前記円周方向に配列されたデータ部分が前記読取りヘッドによって実質的に連続的に可読となるようにするコントローラと
   をさらに備える、請求項１に記載の装置。
4. 前記エレクトロクロミック領域を選択的に切り替えるためのパターンは、前記コントローラに供給される鍵の内部に符号化される、請求項３に記載の装置。
5. 前記複数のエレクトロクロミック領域と接触する、前記光学的可読媒体上の複数の電気接点と、
   前記光学的可読媒体を収容するように構成された回転部材と、
   前記光学的可読媒体上の前記電気接点と電気通信するための、前記回転部材上に配置される複数の電気接点と、
   前記回転部材上の前記電気接点と電気通信して選択されたエレクトロクロミック領域に選択的に電圧を印加するための電圧源と、
   をさらに備える、前記請求項の何れか１項に記載の装置。
6. データ・ファイルを複数のデータ部分に分割するステップと、
   前記データ部分を複層の光学的可読媒体の異なるデータ層の間に書き込むステップと、
   前記データ部分を、選択されたパターンで前記データ層上に円周方向に配列するステップと、
   １つ又は複数の前記データ層への光を選択的にブロックして、前記データ部分が前記選択されたパターンに従って光学的読取りヘッドにより可読となるようにするステップと
   を含む方法。
7. 前記１つ又は複数の前記データ層への光を選択的にブロックするステップは、前記光学的可読媒体の上に配置された複数のエレクトロクロミック領域を、前記データ部分の前記配列に従って切り替えるステップを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記光学的読取りヘッドの下で前記光学的可読媒体を回転させるステップと、
   前記光学的読取りヘッドを前記異なる層上に選択的に集光させて前記円周方向に配列されたデータ部分を読み取るステップと
   をさらに含む、請求項６又は請求項７に記載の方法。
9. 前記データ部分の配分及び配列を鍵の内部に符号化するステップと、
   前記鍵を用いてどのデータ部分を読み取るか及びどのエレクトロクロミック領域を切り替えるかのうちの１つ又は両方を制御するステップと
   さらに含む、請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法。
10. コンピュータ・システムにロードされ、その上で実行されるとき、前記コンピュータ・システムに請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法の全てのステップを実行させるためのコンピュータ・プログラム・コードを含む、コンピュータ・プログラム。

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