JP3604284B2

JP3604284B2 - ディスク再生装置

Info

Publication number: JP3604284B2
Application number: JP16861198A
Authority: JP
Inventors: 肇的場
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JP2000011536A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複製禁止機能付ディスク及びその再生装置に関する。特にデータ記録時に訂正可能なエラーを予め付加し、そのエラーを検出して複製禁止を行う複製禁止機能付ディスク状記録媒体及びその再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクのうちＣＤを例に挙げて説明すると、ＣＤへのデータ記録時にはＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行って符号化し、ディスクに傷やほこり、あるいは指紋が付いていても再生時にデータを復元できるようにしている。
図１はＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行い、符号化してディスクに記録されたデータを、ディスクに傷等が付いていた場合にも復元して再生するためのシステムの概要を示したものである。図１において、記録データはＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行って符号化され（Ｓ１）、ＥＦＭ変調され（Ｓ２）、ディスクへ記録される（Ｓ３）。再生においてはディスクに記録されたデータは光学ヘッドで読み取られ（Ｓ４）、ＥＦＭ復調される（Ｓ５）。次にＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行って再生され（Ｓ６）、再生データとなる。そして、ディスクに傷があったとしても、記録データと再生データは同じデータとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近は再生出力の質が向上しており、これらを録音等行うことによって質のよい複製を得ることが可能となっている。一方、著作権の関係から複製禁止とすることも必要となってきている。
従来から高い訂正能力を得るため、ＣＤにデータを符号化して記録する際にＣＩＲＣを採用している。しかし、最近では製造装置の品質が向上し、ディスク製造工程でゴミや気泡が混入してデータの品質を下げるようなことが少なくなってきている。また、再生装置のトレース能力が高くなり、ディスクに付いた傷やほこり等の影響が少なくなってきた。その結果、訂正能力に余裕が持てるようになってきたため、符号化時において再生時に訂正可能なエラーを意図的に付加することが可能となった。
【０００４】
そこで、本発明は意図的に予め付加されたエラーを用いて確実かつ簡単に複製禁止できる、複製禁止機能付ディスク状記録媒体及びその再生装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明ではディスクにデータ記録する時に、訂正可能なエラーを一定周期で予め付加しておく。そして、一定周期で予め付加されエラーが検出された場合、このディスクからの出力を禁止する等して制限し、ディスクからデータの複製ができないようにする。このエラーの周期は傷等によるエラーと区別できるようにするため、ディスクの回転周期と異ならせる。また、エラーが付加された領域に応じてディスク上の出力を制限する部分を選択できるようにする。また、ディスクの付加エラーパターンを複数用意し、検出されたパターンに応じて出力制限モードを選択できるようにする。また、設定された期日経過したか否かに応じて出力を制限することもできる。さらに、出荷された地域に応じて出力を制限することもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図２はＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行って符号化し及び復号するエラー訂正システムの構成を示した図である。図Ｂにおいて、（ａ）はディジタルデータをディスクに記録する際、ＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行って符号化するＣＩＲＣ記録系のシステム構成を示したもので、例えば音声信号のデータを１６ビット×１２シンボル分が１つの単位となって並列にＣＩＲＣ記録系に入る。そして、２シンボルの遅延スクランブルを行い（Ｓ１１）、並び替えが行われて８ビット×２４シンボルとなる。この後Ｃ２のエンコードが行われ（Ｓ１２）、４シンボルの誤り訂正のための符号が付け加えられる。これでデータ長は２８シンボルとなる。続いてインタリーブに送られ（Ｓ１３）、インタリーブがかけられたデータ系列に対してＣ１のエンコードが行われ（Ｓ１４）、４シンボルの誤り訂正のための符号が付け加えられる。これでデータ長は３２シンボルとなる。この後１シンボルの遅延スクランブルを行い（Ｓ１５）、記録すべき３２シンボル長のＣＩＲＣエンコードデータが得られる。このデータを１ビットづつ並べてデータを直列に出力し、同期付加、ＥＦＭ変調などを行いディスクに記録する。
【０００７】
本発明では、複製禁止のために用いるエラーを予め付加するため、ＣＩＲＣエンコードデータをディスクに記録する際、エラー訂正単位である１フレーム、即ち、８ビット×３２シンボルの中の１ビットだけビット反転させる。これにより疑似的にエラーが付加されたことになる（Ｓ１６）。
図２（ｂ）は、ディスクに記録されたディジタルデータを再生する際、ＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行って復号し再生するＣＩＲＣ再生系のシステムの構成を示したものである。復号は符号化の逆を行えばよい。ディスクから読み出されてきたデータは同期処理、ＥＦＭ復調の後、１フレーム分である８ビット×３２シンボルが並列に入力し、まず、１シンボル遅延デスクランブルを行い（Ｓ２１）、記録時に１シンボル遅延スクランブルを行ったものを相殺する。次にＣ１デコードが行われ（Ｓ２２）、データ長は２８シンボルとなる。次に、デインタリーブに送られ（Ｓ２３）、デインタリーブをかけられたデータ系列にＣ２デコードが行われ（Ｓ２４）、８ビット×２４シンボルとなる。そして、２シンボル遅延デスクランブルを行い（Ｓ２５）、並び替えが行われて１６ビット×１２シンボルとなる。これをＤ／Ａ変換器にかけると音が出てくる。
【０００８】
図２（ｂ）に示した再生系において、ｆｅはイレージャフラグであり、Ｃ１デコード及びＣ２デコードが行われた際、誤り訂正があって訂正が行われたときにその旨が出力される。このイレージャフラグをモニタすることによりエラーがあったかどうかを検出することができる。なお、このイレージャフラグは記録時に発生した傷等によるエラーの場合も上記付加したエラーの場合も同じように出力され、両者を識別することはできない。
【０００９】
図３は、両者を識別するため本発明ではどのようにエラーをディスクに付加するかを示した図である。付加するエラーは次のような条件を有することが必要である。まず、訂正可能であること。そのためには付加するエラーの量を最小限にすることが必要である。次に、ユーザが使用時に付けた傷やほこりと識別できることが必要である。ユーザが使用時に付けた傷やほこりによる信号のエラーはディスクの回転周期に合わせて発生する場合が多い。例えば、傷がディスクの半径方向に直線状に付けられた場合、ディスクが１回転するごとに１回の割合で信号の欠落が発生する。従って、例えばディスクの最も短い回転周期より短い周期でエラーを付加すれば、傷やほこりによる信号のエラーと付加したエラーとを識別することができる。
【００１０】
図３において、渦巻き状の線はＣＤのトラックを表したものであり、ｅは付加したエラーを表している。ＣＤは線速度一定（ＣＬＶ）で記録されているため、ディスクの円周上の記録密度は一定である。そのため、ディスクが１周するのに要する時間である回転周期をｔ、線速度をｖ、そのときのトラックの半径をｒとすると、ｔ＝２πｒ／ｖとなる。この式においてｖは一定であるから、ｒが小さい場合、即ち、ディスクの内側のトラックの信号を再生しているときは回転周期が小さくなる。ＣＤの規格によると、最内周のディスクの半径ｒ_ｍｉｎ＝４６ｍｍ（４６×１０^−３ｍ）、線速度ｖ＝１．２〜１．４ｍ／ｓとなっている。従って、最内周の回転周期ｔ_ｍｉｎ＝２π×４６×１０^−３／１．４＝２．０６×１０^−１ｓとなる。従って、ディスクの最も短い回転周期である２．０６×１０^−１ｓより短い周期でエラーを付加すれば、傷やほこりによる信号のエラーと識別することができることになる。一方、エラー訂正を行う単位は１フレームであるから、上記ディスクの最も短い回転周期である２．０６×１０^−１ｓに含まれるフレームの数より少ないフレーム数の周期でエラーを付加すれば傷やほこりによる信号のエラーと識別することができることになる。
【００１１】
エラー訂正を行う単位である１フレームの長さｔ_ｆ＝１／７５ｓであるから、ディスクの最も短い回転周期である２．０６×１０^−１ｓに含まれるブロック数は、２．０６×１０^−１ｓ÷１／７５ｓ＝１５．４５フレームとなる。従って、１５．４５フレーム以下の周期、例えば１４フレームに１回の周期でエラーを付加すれば、ユーザが使用時に付けた傷やほこりによるエラーと識別できることになる。
【００１２】
図４は、傷やほこりによるエラーと付加したエラーをどのように識別するかをフレーム単位で表した図である。（ａ）はディスクが１回転する毎にパルスを発生するＦＧ信号の波形を示したものである。（ｂ）はディスクのエラー訂正信号、即ち、イレージャフラグが検出されたフレームを示したものであり、「○」はエラー訂正のないフレームを意味し、「×」は傷などによるエラーを訂正したフレームを意味している。この場合、本発明による予め付加されたエラーを訂正したフレームは含まれておらず、傷などによるエラーを訂正したフレームだけが回転周期Ｔ毎に検出される状態となっている。（ｃ）は同じくディスクのエラー訂正信号であるイレージャフラグが検出されたフレームを示したものであり、「○」はエラー訂正のないフレームを意味し、「×」は傷などによるエラーを訂正したフレームを意味している。（ｂ）と異なるのは、本発明による予め意図的に付加されたエラーを訂正したフレーム「△」が含まれていることである。このエラー訂正フレーム「△」は回転周期より短い付加エラー周期Ｔｅ毎、例えば１４フレームに１回検出されるようになっており、回転周期毎に検出される傷などによるエラー訂正フレームと識別できるようになっている。
【００１３】
図３及び図４では、線速度一定の場合のディスクを例に説明したが、そうでない場合であっても一定周期で検出できるようにエラーを付加すればよい。
図５は、付加されたエラーが含まれたディスクの場合にこれを検出し、出力を制御出来るようにした本発明によるディスク再生装置の実施形態の概要を示した図である。１はデータを記録した光ディスクであり、２は光ディスク１を回転させるディスクモータである。３は光ディスク１の信号を読み取る光学ピックアップユニットであり、レーザダイオードとフォーカスアクチュエータ、及びトラッキングアクチュエータと集光レンズを備えている。４はサーボ信号処理回路であり、光ディスクの信号面にフォーカスを合わせるフォーカスサーボ、信号トラックにトラッキングするトラッキングサーボ、ピックアップを信号読み取り領域の径に応じて送るスレッドサーボ、信号読み取り線速度を制御するスピンドルサーボを制御する。５はディジタル信号処理回路であり、データ抽出時にクロックを読み取り信号に同期させるＰＬＬ回路、抽出した信号をデコードするデコーダ、及びデコードされた信号をデインターリーブして誤り訂正する回路を備えている。６はディジタル信号処理回路５からの信号を増幅する増幅器であり、増幅された信号はスピーカ７から出力される。８は本発明によるディジタル信号処理回路の出力を制御する出力制御回路であり、複製用記録装置９に接続されている。なお、この複製用記録装置９は、光ディスク再生装置と一体でもよく、また別体でもよい。１０はマイコン等で構成される制御部で、サーボ信号処理回路４及びディジタル信号処理回路５を制御すると共に、ディジタル信号処理回路５から出力されるイレージャフラグｆｅをモニタし、その結果によって出力制御回路６を制御する。即ち、イレージャフラグｆｅをモニタしてその周期を測定し、イレージャフラグｆｅの周期から付加されたエラーが含まれていると判断された場合、複製禁止ディスクと判断して出力制御回路８の出力を停止する。なお、出力制御回路８は出力を停止するだけでなく、一部の信号出力を停止する等により出力を制限することもできる。
【００１４】
図６は、本発明による付加されたエラーのパターンを示す図である。先に１５．４５フレーム以下の周期でエラーを付加すれば、ユーザが使用時に付けた傷やほこりによるエラーと付加したエラーを識別できると述べた。図６はディスクのデータを１５フレーム単位で表したものである。図において、すでに記載したように「○」はエラー訂正のないフレームを意味し、「×」は傷などによるエラーを訂正したフレームを意味している。「△」は本発明により予め付加されたエラーを訂正したフレームを表している。傷などによるエラーを訂正したフレーム「×」は、通常は回転周期と同じ周期で検出される。一方、この例では付加されたエラーを訂正したフレーム「△」は回転周期より短い周期である１４ブロックに１回検出され、回転周期より短い周期で検出される。従って、回転周期と同じ周期のエラー訂正フレーム「×」は傷等によるエラー訂正フレームと判断され、回転周期と異なった周期で、かつ一定間隔でエラー訂正フレームが検出された場合には、そのディスクは複製禁止ディスクと判断される。なお、回転周期を検出するためには前述のディスクモータ２のＦＧ信号を用いる。ＦＧ信号がない場合は数トラックをジャンプさせることにより、両者のサブコード情報の時間差により回転周期を計算することができる。
【００１５】
図７はそのディスクが複製禁止ディスクかどうか判断するための制御の動作を示したフロチャートである。このフローチャートの制御は図５の制御部１０によって行われる。図７において、制御が開始されると例えばＦＧ信号の周期、即ち、ディスクの回転周期Ｔが測定される（Ｓ１）。次にエラー訂正信号、即ち、イレージャフラグを検出し、この信号の周期が測定される（Ｓ２）。エラー訂正信号だけでは傷によるエラーか付加されたエラーかは識別できない。そこで、エラー訂正信号のうちディスクの回転周期Ｔと異なる周期の信号を取り出し（Ｓ３）、一定周期かどうか判断する（Ｓ４）。一定周期であれば（Ｙｅｓ）、この周期が回転周期より短いかどうか判断される（Ｓ５）。Ｙｅｓであれば、このディスクが複製禁止であると判断され、出力が禁止される等してその出力が制限される（Ｓ６）。Ｓ４又はＳ５においてＮｏであれば、出力は停止されない。
【００１６】
なお、傷によるエラー訂正の場合、検出された信号は回転周期とほぼ同じとなる場合が多い。従って、検出された一定周期が回転周期と異なればよいため、回転周期より短いかどうか判断せず、即ち、図７のＳ５の判断をせず、ディスクの回転周期と異なる周期で（Ｓ３）かつ一定周期であれば（Ｓ４）、複製禁止と判断して出力を制限してもよい。
【００１７】
図７に示したフローチャートの場合、付加されたエラーを検出した場合には出力を制限しているが、本発明によればエラーを付加したディスク上の領域に応じ、どの信号の出力を制限するかを選択できるようにすることもできる。図８はそのような場合のフローチャートを示したものである。このフローチャートにおいて、Ｓ１からＳ４までは図７のフローチャートと同じである。このフローチャートではＳ４で一定周期であると判断されると（Ｙｅｓ）、ディスク上のエラー付加領域が検出される（Ｓ５）。そして、例えば、あるトラックＮｏにのみエラーが付加されていることが検出された場合、当該トラックＮｏのみ出力を禁止し（Ｓ６）、また、ディスクのリードイン領域にエラーが付加されていた場合、ディスク全体を出力禁止とする（Ｓ７）。また、エラーが付加されている領域のみ出力禁止とすることもできる（Ｓ８）。このようにディスクのどの部分の出力を制限するかによって、出力制限領域Ａ、Ｂ、Ｃ等を選択することができる。
【００１８】
図８に示したフローチャートの場合は、エラーを付加したディスク上の領域に応じ、出力を禁止する信号を選択できるようにしているが、本発明によれば、付加するエラーのパターンを変えることにより、そのパターンに対応した複数の出力制限モードが得られるようにすることもできる。図９はそのような場合のフローチャートを示したものである。このフローチャートにおいて、Ｓ１からＳ４までは図８のフローチャートと同じである。このフローチャートではＳ４で一定周期であると判断されると（Ｙｅｓ）、付加されたエラーのパターンが検出される（Ｓ５）。そして、パターンＡが検出されると出力制限モードＡが選択され（Ｓ６）、例えば出力信号が音声信号であればディジタル信号の出力を禁止する。これにより音声のディジタル出力の複製ができないようにすることができる。また、パターンＢが検出されると出力制限モードＢが選択され（Ｓ７）、例えば出力信号が音声信号の場合、ディジタル信号とアナログ信号の両者の出力を禁止する。これにより音声のディジタル出力及びアナログ出力の複製ができないようにすることができる。従って、この場合はディスク再生装置内蔵のスピーカでの再生が可能となる。また別のパターンを検出した場合は出力制限モードＣが選択される（Ｓ８）。
【００１９】
上記出力制限モードは音声を例に説明したが、出力が映像と音声の場合には、付加されたエラーのパターンに応じて、例えば映像のみ、あるいは音声のみ出力禁止とすることもできる。
図１０は、図６とは付加されたエラーの異なったパターンを示した図である。図１０は図６と同様にエラー訂正信号を１５フレーム単位で表したものである。図において、すでに記載したように「○」はエラー訂正のないフレームを意味し、「×」は傷などによるエラーを訂正したフレームを意味している。「△」は本発明により予め付加されたエラーを訂正したフレームを表している。この図の上部のフレームにおいては、本発明により予め付加されたエラーを訂正したフレーム「△」が１５フレームの中で２回検出されるパターン（パターンＡとする）を構成している。また、この図の下部のブロックにおいては、本発明により予め付加されたエラーを訂正したフレーム「△」が１５フレームの中で３回検出されるパターン（パターンＢとする）を構成している。このようなパターンＡ、Ｂを検出することによって、これらパターンに応じた出力制限モードＡ、Ｂ、Ｃを選択することができる。
【００２０】
本発明によると、ディスクに設定された日付けに基づいてディスクからの出力を制限することもできる。例えば、付加するエラーのパターンによって予め期日を設定し、その期日が経過するまでは複製をすることができないように出力を禁止することもできる。
図１１は期日を設定し、その期日に基づいて出力の禁止をしたり解除したり出来るようにした場合のフローチャートを示したものである。このフローチャートにおいて、Ｓ１からＳ４までは図９のフローチャートと同じである。このフローチャートではＳ４で一定周期であると判断されると（Ｙｅｓ）、ディスク再生装置に内蔵されているカレンダー機能から現在の日付が検出される（Ｓ５）。次に、付加エラーパターンから設定日を検出する（Ｓ６）。そして、検出された日付がディスクに設定された期日より前であった場合（Ｙｅｓ）には出力が制限される。しかし、設定期日より後であった場合（Ｎｏ）には出力は制限されず複製をすることができる。このように期日に応じて出力の制限ができるようにすることにより、例えば、音楽用ＣＤの場合に発売から所定の期間が経過するまでは出力を禁止し複製ができないようにすることができる。また逆に、図１１のＳ７において、ＹｅｓとＮｏを逆にして設定期日の経過後に出力を禁止することもできる。
【００２１】
図１１は期日に応じて複製禁止できるようにしているが、例えば、出荷する国によって複製禁止等、出力を制限できるようにすることもできる。図１２は出荷された国または地域を識別し、国または地域に応じて出力の禁止をしたり解除したり出来るようにした場合のフローチャートを示したものである。このフローチャートにおいて、Ｓ１からＳ４までは図１１のフローチャートと同じである。このフローチャートではＳ４で一定周期であると判断されると（Ｙｅｓ）、ディスク再生装置のメモリに記憶されている出荷国または地域が識別される（Ｓ５）。そして、識別された国または地域が複製禁止とする国または地域であった場合、（Ｙｅｓ）には出力が禁止される。しかし、そうでない場合（Ｎｏ）には出力は禁止されず複製をすることができる。
【００２２】
以上本発明についてＣＤを例に説明したが、本発明でいうディスクにはＣＤに限らずＤＶＤ、ＭＤ、ＭＯ等も含まれることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば訂正可能なエラーを一定周期で予め付加しておくことにより、簡単かつ確実にディスクのデータを複製禁止とすることができる。その際エラー付加領域によって複製禁止とするディスク上のデータを選択することができる。また、付加されるエラーのパターンを変えることにより出力禁止モードを選択することができる。また、期日を設定することにより、その期日前あるいは期日後の複製を禁止することができる。さらに、国または地域を識別することにより、特定の国や地域での複製を禁止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行い、符号化してディスクに記録されたデータを、エラーがあった場合も復元して再生するためのシステムの概要を示した図である。
【図２】ＣＩＲＣにより誤り訂正動作を行って符号化し及び復号するエラー訂正システムの構成を示した図である。
【図３】本発明でエラーをどのように付加するか示した図である。
【図４】傷やほこりによるエラーと付加したエラーをどのように識別するかをフレーム単位で表した図である。
【図５】付加されたエラーが含まれたディスクの場合これを検出し、出力を制限できるようにした本発明によるディスク再生装置の実施形態の概要を示した図である。
【図６】意図的に付加されたエラーのパターンを示す図である。
【図７】そのディスクが複製禁止ディスクかどうか判断するための制御の動作を示したフローチャートである。
【図８】エラーが付加されたディスク上の領域に応じて出力を禁止する信号を選択する場合の制御の動作を示したフローチャートである。
【図９】付加するエラーのパターンを変えることにより、そのパターンに対応した複数の出力禁止モードを得る場合の制御の動作を示したフローチャートである。
【図１０】意図的に付加されたエラーの別のパターンを示す図である。
【図１１】期日を指定し、その期日に基づいて出力の禁止、解除をできるようにした場合の制御の動作を示したフローチャートである。
【図１２】国、地域等を識別し、その結果に基づいて出力の禁止、解除をできるようにした場合の制御の動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１…光ディスク
２…ディスクモータ
３…光ピックアップユニット
４…サーボ信号回路
５…ディジタル信号処理回路
６…増幅器
７…スピーカ
８…出力制御回路
９…複製用記録装置
１０…制御部

Claims

ディスクのエラーの誤り訂正が行われたことを示す信号を検出する誤り訂正信号検出手段、該検出された信号からディスクの回転周期と異なる周期の信号を抽出する手段、該抽出された信号が一定周期であるかどうか判断する手段、ディスクから読み取った信号を処理して出力する信号処理手段、及び前記信号処理手段の出力を複製用記録手段に出力する際その出力を制御する出力制御手段を備え、前記抽出された信号が一定周期であった場合、前記信号処理手段からの出力を制限するよう前記出力制御手段を制御する手段を有するディスク再生装置。
前記抽出された信号の周期がディスクの回転周期より短いかどうか判断する手段を有し、短い場合に前記出力制御手段は前記信号処理手段からの出力を制限する、請求項１に記載のディスク再生装置。
前記抽出された信号の原因となった前記ディスクのエラーの付加領域を検出する手段を有し、検出されたエラー付加領域に応じて前記出力制御手段はディスク上の出力制限する部分を選択する、請求項１に記載のディスク再生装置。
前記訂正信号検出手段によって抽出された信号の特定のパターンを検出するエラーパターン検出手段を備え、検出されたエラーパターンに基づいて、前記信号処理手段からの出力を制限するよう前記出力制御手段を制御する手段を有する、請求項１に記載のディスク再生装置。
前記エラーパターンから予め設定された期日を識別する手段をさらに有し、設定された期日を経過したか否かに応じて前記出力制御手段は出力を制限する、請求項４に記載のディスク再生装置。
前記エラーパターンから出荷地域を識別する出荷地域識別手段をさらに有し、識別された地域に応じて前記出力制御手段は出力を制限する、請求項４に記載のディスク再生装置。