JP3994834B2 - 情報記録装置、情報記録方法及び光学式記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にコンテンツデータを記録した著作物について、有効に著作権者の利益を保護するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式記録媒体を用いた各種の装置、例えば、直径６４ｍｍのディスク状記録媒体を用いた音楽用途のディスク装置は、様々なコンテンツから音質の劣化を防止して簡易に音楽データのコピーを行えるため、近年急速に普及している。即ち、この種の装置においては、インターネット等のネットワーク通信を利用して配信される音楽情報を、記録可能ディスクに記録して試聴したり、あるいは、借用したコンパクトディスク（ＣＤ）の音楽情報をディスクに記録して試聴することができる。さらには、ディジタル信号から一度アナログ信号に変換することにより、他のディスクに記録されている音楽データを別のディスクにコピーすることができる。
【０００３】
しかしながら、このような簡易なコピーは、ユーザの利便性を大幅に高めることができる反面、音楽を創作した著作権者の利益を損う虞もある。このため、例えば、ＲＩＡＡ（Recording Industry Association of America）、ＳＤＭＩ(Secure Digital Music Initiative)、ＣＰＴＷＧ（Copy Protection Technical Working Group）などの団体やフォーラムにおいて、著作権者の利益保護を目的として様々な手法が検討されている。
【０００４】
このような手法の一つとして、固有の著作権保護情報を用いて音楽情報を暗号化し、秘匿化された情報を記録媒体に記録する方法が提案されている。即ち、この方法によれば、音楽情報を別の記録媒体にコピーした場合に、該記録媒体では著作権保護情報が異なるため、元の記録情報にかけられた暗号化を解除できないか又は解除が困難になる。これにより無制限のコピーを防止して著作権者の利益を保護しようとするものである。
【０００５】
このような著作権保護情報の記録方式としては、例えば、ユーザによるアクセスが困難なセクタをディスク上に設け、このセクタに著作権保護情報を記録する方式や、ピット列による主データの記録に対して反射膜を部分的に除去してバーコード状に著作権保護情報を記録する方法（特許文献１参照）等が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
国際公開第９７／１４１４４号パンフレット
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の方法においては、著作権者の利益を有効に保護するという観点で実用上未だ十分でなく、解読された著作権保護情報に基づく不正な行為（複製等）が問題となる。
【０００８】
例えば、ディスク上にユーザがアクセス困難なセクタを設け、該セクタに著作権保護情報を記録する方法にあっては、比較的簡易に著作権保護情報を記録できるという利点が得られる反面、著作権保護情報が違法にコピーされやすいという問題がある。
【０００９】
また、反射膜の部分的な除去によりバーコード状に著作権保護情報を記録する方法では、顕微鏡等を用いてバーコードを読むことで、著作権保護情報が判明してしまった場合に、違法な複製が作られてしまう可能性があり、いわゆる海賊版を完全に防止することができないといった問題がある。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、著作権保護情報を容易に見破られないようにして、有効に著作権者の利益を保護することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報記録装置は、上記した課題を解決するために、記録媒体への光照射又は電子線照射により著作権保護用のディジタル情報を記録し、複数の２進数系列を用いてディジタル情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号を記録媒体に記録する情報記録装置において、同期検出に基づくタイミングで複数の２進数系列を発生させる２進数系列発生手段と、ディジタル情報に係る複数のビットと複数の２進数系列との演算結果を出力する演算手段と、演算手段により得られる複数の演算結果を統合することで統合信号を生成する統合手段と、統合信号に応じて変調信号を作成する変調手段と、変調信号に基づいて、光学式記録媒体に対するレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことでトラックを蛇行させるウォブル変調手段とを備え、統合手段が、演算手段による複数の演算結果を加算して統合信号を生成するものである。また、本発明に係る情報記録方法は、記録媒体への光照射又は電子線照射により、著作権保護用のディジタル情報を記録し、複数の２進数系列を用いてディジタル情報を撹乱させる工程と、撹乱により得られた複数系列に基づく信号を記録媒体に記録する工程を備えた情報記録方法において、同期検出に基づくタイミングにより複数の２進数系列を発生させた後、第一のディジタル情報に係る複数のビットと複数の２進数系列との演算により複数の演算結果を求め、複数の演算結果を統合信号として統合してから、該統合信号に応じて変調信号を作成し、変調信号に応じて、光学式記録媒体に対するレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことでトラックを蛇行させ、複数の演算結果を加算することにより前記統合信号を生成するものである。
【００１２】
そして、本発明に係る光学式記録媒体は、著作権保護用のディジタル情報が記録され、複数の２進数系列を用いてディジタル情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号が記録された光学式記録媒体において、 複数の２進数系列と前記ディジタル情報に係る複数のビットとの演算結果を統合した統合信号に基づく変調信号を用いてレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことで、ディジタル情報がグルーブのウォブル情報として記録され、統合信号が、複数の演算結果を加算した多値信号である。
【００１３】
従って、これらの発明によれば、撹乱に用いた複数の２進数系列を知らない限り著作権保護情報が容易には判明しないので、著作権者の利益を有効に保護することができる。そして、著作権保護情報に基づく信号を、光学式記録媒体に係るウォブル情報として記録することにより、情報の秘匿性を高めることができる。そして、さらに、演算結果のランダムな選択に代わって加算処理で済むために、該選択に用いる乱数発生手段が不要である。また、多値信号を用いることで著作権保護情報の秘匿性を高めることが可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、記録媒体への情報記録装置（例えば、光学式記録媒体の記録装置）及び記録方法と、光学式記録媒体に関するものである。例えば、記録再生可能な音楽用途のディスク（ＭＤ）や、映像情報の記録再生が可能なディジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）等のシステムに幅広く適用することができる。そして、本発明は、著作権者の利益を有効に保護するために、著作権保護に関する著作権保護情報の各ビットについて、所定のタイミングをもって生成した複数の２進数系列により各々攪乱させるとともに、攪乱により生成した複数系列の信号を記録媒体に記録する。
【００１７】
光学式記録媒体に係るデータの記録形態には、レーザー光線等の光照射を用いた情報記録方式と、電子線照射による情報記録方式（次世代の記録方式として有力視されている。）が挙げられる。
【００１８】
図１は、本発明に係る光学式記録媒体の製造工程について説明するための図である。
【００１９】
尚、光学式記録媒体に関して、その記録形態や記録媒質、形状等の如何を問わないが、以下では、ディスク状記録媒体（以下、単に「ディスク」という。）として、直径６４ｍｍの音楽用途のディスクをとり上げて説明する。このディスクは、スタンパーを用いて大量に複製される光ディスク基板上に、記録膜や保護膜等を形成することによって作成される。また、本例においては、工場出荷時において著作権保護情報（以下、「ＳＡ」と記す。）を予め全てのディスク上に記録してからユーザに販売されるものとし、著作権保護情報ＳＡはディスク上にグルーブのウォブル（蛇行）情報として記録される。
【００２０】
尚、ここで、「著作権保護情報」とは、記録媒体に記録されるコンテンツデータ等に係る著作権保護のための情報（ディジタル情報）を意味し、例えば、後述するように、暗号化（狭義の暗号化処理に限らず、スクランブル処理等を含む。）の鍵情報として利用されるが、これに限らず、不正コピーを禁止し又は制限するためのコピー制御情報として用いる等、用途の如何は問わない。
【００２１】
図１に示す例では、情報記録装置（光学式記録装置）１が、著作権情報源１ａ、アドレス情報源１ｂ、カッティングマシン（原盤露光装置）１ｃを備えている。
【００２２】
著作権情報源１ａから出力される著作権保護情報ＳＡと、アドレスフォーマット信号発生回路を用いたアドレス情報源１ｂから出力されるアドレス信号は、カッティングマシン１ｃに供給される。カッティングマシン１ｃは、後述するように著作権保護情報ＳＡに対して信号処理を施して光変調信号を生成し、この光変調信号に応じて変調した記録用レーザービームを光ディスク原盤２００に照射することにより、光ディスク原盤２００の内周部分にグルーブのウォブルとして著作権保護情報ＳＡを記録する。
【００２３】
カッティングマシン１ｃによる著作権保護情報の記録は、ディスク内周部分の著作権情報記録エリア２００Ａに行われる（図２参照。）。その理由として、通常の光ディスクでは、内周側から外周側へ情報を読み進むように信号記録が行われていることが挙げられる。つまり、著作権保護情報は、ディスクからコンテンツ等の情報を再生する前、あるいはディスクに情報を記録する前の時点で、再生を終えておく必要があるので、著作権保護情報をディスク内周側の位置に記録しておく方が都合の良い場合が多い。勿論、ディスク外周部や、中間部分等に記録する形態であっても、アクセス時間以外には、特に問題ない。また、ディスク上の１ヶ所に限らず、ディスクの製造誤差や使用による傷等の発生を考慮して、ディスク上の複数の位置に著作権保護情報を記録しても構わない（但し、いずれの場合でも、ディスクのどの位置に著作権保護情報が記録されているのかが、明確に規定されていること、あるいは、何らかの手段を用いて著作権保護情報の位置情報が得られるようにしておく必要がある。）。
【００２４】
カッティングマシン１ｃは、著作権情報記録エリア２００Ａの外周側にレーザービームが移っても、ユーザデータ記録エリア２００Ｂに対してアドレス情報やトラッキングの為のグルーブなどの情報を記録する。このようにしてディスク全面に露光記録が行われた光ディスク原盤２００は現像された後、メッキ工程を経てスタンパー２０１となる。スタンパー２０１は射出成形機に取り付けられて、大量に複製されたディスク基板２０２が作られる。
【００２５】
そして、ディスク基板２０２には、スパッタリング装置等を使用して記録膜（光磁気膜あるいは相変化膜）が付着される。
【００２６】
以上のようにして、著作権保護情報ＳＡがディスク内周部分の著作権情報記録エリアに記録されたディスク基板２０２は、最後に保護膜が塗布されて光学式記録媒体２（本例では音楽用ディスク）として完成し、ユーザの手元に渡る。ディスクの記録データは、著作権保護情報ＳＡに基いて暗号化された上で記録されているので、一般ユーザは、ディスク内の著作権情報記録エリアに記録された著作権保護情報に従って、暗号化を解除してデータ再生を行ったり、あるいは、著作権保護情報に基いて暗号化された情報をディスクに記録する（その詳細については後述する。）。
【００２７】
図３はカッティングマシン１ｃの構成例について要部を示すものである。
【００２８】
カッティングマシン１ｃは、光ディスク原盤２００を回転させるための駆動源及び機構と回転制御手段３を備えている。
【００２９】
光ディスク原盤２００は、駆動源４であるスピンドルモータによって回転駆動される。スピンドルモータ内の底部には信号発生器（ＦＧ：Frequency Generator）５が設けられており、所定の回転角毎に信号レベルが立ち上がるＦＧ信号（検出信号）が出カされる。
【００３０】
スピンドルサーボ制御部６は、スピンドルモータから供給されるＦＧ信号の周波数が所定周波数になるようにスピンドルモータの駆動制御を行うものであり、これによって光ディスク原盤２００が所定の回転数をもって回転駆動される。
【００３１】
光ディスク原盤２００に対する光照射系７は、記録用光源８及び光変調器９と、ミラー１０や対物レンズ１１等の光学素子を用いて構成されている。
【００３２】
本例では、記録用光源８としてレーザー光源（記録用レーザー）が用いられており、レーザービームＬ１を光変調器９に対して射出する。記録用レーザーには、例えば、ガスレーザー等を用いる。
【００３３】
光変調器９は、電気音響光学素子（Acousto Optical Deflector）等を用いて構成されておリ、記録用レーザーからのレーザービームＬ１について、その進行方向を光変調信号（これを「ＳＤ」と記す。）に応じて変化させてレーザービームＬ２として射出する。
【００３４】
ミラー１０は、レーザービームＬ２の光路変更のために設けられており、ビーム光を光ディスク原盤２００に向けて反射させる。そして、対物レンズ１１は、ミラー１０の反射光を光ディスク原盤２００の記録面上に集光させる。このようにして対物レンズ１１によって集光されるレーザービームＬ２の進行方向の変化は、光ディスク原盤２００の記録面上での位置変位に置き換わって露光が行われる。尚、ミラー１０及び対物レンズ１１を含む光学系構成素子は、図示しないスレッド機構（移動機構）によリ、光ディスク原盤２００の回転に同期してディスク半径方向に沿って随時に移動される構成となっている。
【００３５】
レーザービームＬ２の集光位置を、光ディスク原盤２００の半径方向において、例えば、内周側から外周側に向かって変位させることによリ、光ディスク原盤２００上に渦巻き状にトラックを形成することができる。図２に示した著作権情報記録エリア２００Ａにおいては、該エリア内のトラック上に著作権保護情報ＳＡ及びアドレス情報の両者に対応したウォブル（蛇行）が施されたグルーブが形成される。また、図２に示したユーザデータ記録エリア２００Ｂにおいては、アドレス情報を記録したグルーブが形成される。
【００３６】
著作権情報源１ａから供給される著作権保護情報ＳＡや、アドレス情報源１ｂからの情報は、信号処理部１２において処理される。
【００３７】
著作権保護情報ＳＡは変調手段（変調回路）１３に供給され、ここでは、アドレス情報源１ｂから変調手段（変調回路）１４を経て供給されるアドレス信号（以下、これを「ＳＺ」と記す。）を参照しながら、著作権保護情報ＳＡに対して後述の変調を施して変調信号（以下、これを「著作権変調信号」といい、「ＳＸ」と記す。）を生成して、重畳手段１５に供給する。
【００３８】
アドレス情報源１ｂからの信号には、位置決めに必要なアドレス情報や、様々なフォーマット情報が含まれており、該信号はローパスフィルターを備えた変調手段１４に供給される。該変調手段１４はアドレスフォーマット信号生成回路等を用いて構成され、入力信号に含まれる高い周波数成分の信号を減衰させることにより、アドレス情報やフォーマット情報として必要な低い周波数成分だけを透過させることでアドレス信号ＳＺを作成し、該信号を変調手段１３と重畳手段１５に供給する。尚、記録媒体に記録された信号の再生時には、変調手段１３による変調信号と、変調手段１４による変調信号とを分離できるようにすることが必要であり、本例においては周波数分離が可能なように、変調手段１４では周波数変調を用いている（アドレス情報を再生する際に必要となる同期信号の生成や挿入等の処理も含まれる。）。
【００３９】
重畳手段１５は、各変調手段１３、１４により得られるそれぞれの変調信号を重畳するものである。例えば、変調手段１３から供給される著作権変調信号ＳＸと変調手段１４から供給されるアドレス信号ＳＺとを加算し、加算結果を光変調信号ＳＤとして光変調器９に出力する。
【００４０】
尚、図示は省略するが、重畳手段１５は、下記の構成要素を備えている。
【００４１】
・変調信号ＳＸ又はＳＺ、あるいは両変調信号の周波数成分を調整する周波数調整手段
・周波数調整手段を経て出力される各変調信号（ＳＸ、ＳＺ）を加算する加算手段
【００４２】
周波数調整手段では、例えば、一方の変調信号に係る周波数を「ｆ」ヘルツ以上とし、他方の変調信号に係る周波数が「ｆ」ヘルツ未満となるよう調整する。周波数を変換するには、ある周波数「ａ」ヘルツの信号（元の信号）に対して周波数「ｂ」ヘルツの正弦波を掛け算する。これにより、和周波（ａ＋ｂ）、差周波（ａ−ｂ）の信号成分が得られるので、適当なハイパスフィルター（ＨＰＦ）やローパスフィルター（ＬＰＦ）を用いることで所望の信号成分が得られる。尚、元の信号がはじめから好ましい周波数分布を有するならば、そのような処理を施す必要はない。
【００４３】
また、加算手段による加算前の段階で、各信号が周波数的に分離されていることが前提とされるので、両信号を加算することにより、周波数多重が行われる。つまり、変調信号ＳＸ、ＳＺが周波数多重された上で最終的に光学式記録媒体に信号記録される。
【００４４】
尚、秘匿性の観点からは、一般論としてＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ＝符号分割多重）の方が周波数多重より有利であるが、回路構成の簡単化等の観点からは周波数多重が好ましい。
【００４５】
ＣＰＵ（中央処理装置）やメモリ等を用いて構成される制御部１６はシステム全体の制御を司っている。例えば、制御部１６は、光ディスク原盤２００上の露光が行われている位置（ディスク半径方向におけるレーザー光の照射位置）を参照することにより、変調手段１４等を構成する各回路部に必要なタイミング情報や制御情報を供給する。
【００４６】
著作権保護情報ＳＡは、例えば、完成したディスクに対してユーザがデータを記録する際に使用する暗号化の鍵情報として利用され、任意の乱数等を使うことができる。また別の使用法としては、不正なディスクが市場で流通したときにその製造元を特定するための情報としてＳＡを利用することもできる。例えば、カッティングマシンに固有の装置番号や、製造工場に係る情報、製造年月日等の情報をＳＡとして用いてディスクに必要なデータを記録すれば良い。
【００４７】
尚、本例では煩雑になるのを防ぐ為に、著作権情報源１ａから変調手段１３に向かう、著作権保護情報ＳＡの信号線を一本の太線で示しているが、著作権保護情報ＳＡは、一般には複数ビットの情報を有する（例えば、後の説明ではＳＡを４ビットの情報としているので、図示上では４本の信号線で構成される。）。勿論、ビット数を多くして情報量を増やす方が、より多くの情報を記録することができるという点で望ましい。
【００４８】
以下では、変調手段１３に関して、図４及び図５を用いて構成及び動作タイミングを説明する。尚、図４が回路構成例を示すブロック図、図５がタイミングチャートを含む動作説明図である。
【００４９】
変調手段１３に入力されたアドレス信号ＳＺは、ＰＬＬ（位相同期ループ）回路１７及びタイミングジェネレータ１８に送られる。
【００５０】
ＰＬＬ回路１７は、アドレス信号ＳＺに同期したチャンネルクロック「ＣＫ」（図５（Ａ）参照）を生成して、該クロックを回路の各部に供給する。
【００５１】
タイミングジェネレータ１８は、アドレス信号ＳＺに含まれる同期信号を検出して、所定のタイミングで上記チャンネルクロック「ＣＫ」をカウントすることにより、初期化パルス「ＳＹ」（図５（Ｂ）参照。）を発生させる。尚、この初期化パルス「ＳＹ」は、図５に示すように１クロック幅（ＣＫの１周期分）で論理値「１」を示すようなパルスである（図５では、初期化パルスＳＹについて、１パルス分だけを示しているが、実際には所定の周期をもって繰り返し発生している。）。また、初期化パルスＳＹは、後述のＭ系列発生回路（１９Ａ〜１９Ｄ）を初期化するために用いられる。
【００５２】
所定のタイミングで複数の２進数系列を発生させるための２進数系列発生手段１９として、本例では、Ｍ系列発生回路１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄを用いている。ここで、「所定のタイミング」とは、後述するように同期信号検出に基づくタイミングを意味する。また、複数の乱数系列としては、各系列が直交関係（つまり、相互相関がゼロの関係）にあること又は該関係に近いことが望ましいため、２進数系列としてＭ系列（Maximal Length Sequence＝最長符号系列）を用いている。Ｍ系列は、ある特定の周期をもった乱数系列であるが、位相（初期値）を変えることで相互相関のない乱数系列が、系列長と同じ数だけ得られる。また、比較的簡単な回路構成により擬似乱数を得ることができる。尚、Ｍ系列発生回路の数は、著作権保護情報ＳＡに係るビット数（本例では４）に対応している。
【００５３】
Ｍ系列以外の２進数系列を用いる場合には、初期化の時点（同期信号の検出位置）からスタートして、常に同じ信号（擬似乱数系列の信号）を繰り返し発生することが必要である。そして、再生時には、その信号系列を記録時と同じタイミングで生成できることを要する（つまり、撹乱用の信号系列が予め知られていること、あるいはその再現方法を知っていることが要件となる。）。例えば、周波数の異なる正弦波や余弦波の信号系列を用いて、相互相関を完全にゼロにする方法が挙げられる。但し、この方法では、情報に係る各ビットに対して特定の周波数を割り当てることになり、強い周波数特性が付与されるため、例えば、光学式ディスクの場合、再生時におけるディスクの微妙な傾き具合や、読取用のレーザースポットの形状変化等による影響が、読取信号（再生信号）の周波数特性の変化に及ぶ虞がある（あるビットの情報を正しく検出できない等）。よって、このような不都合を回避するには、Ｍ系列のような擬似乱数を使用して、各ビットについて周波数空間を均一に使うようにすることが望ましい。これにより、再生時に特定の周波数成分が多少変化しても、該変化に伴う負担を特定のビットではなく、全てのビットに亘って均一に分散させることができる。
【００５４】
Ｍ系列発生回路１９Ａ〜１９Ｄは、チャンネルクロック「ＣＫ」がローレベルからハイレベルに変化する毎に、互いに異なる疑似乱数系列（これらをＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４と記す。）を発生し、各々の系列データをディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄに対して各別に出力する。即ち、Ｍ系列発生回路１９ｘ（ｘはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかを示す。）の出力する信号がディジタル乗算回路２０ｘ（ｘはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかを示す。）に送られる。
【００５５】
ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄは、著作権保護情報ＳＡ（ディジタル情報）に係る複数のビットと、２進数系列発生手段１９による複数の２進数系列との演算結果を出力する演算手段２０を構成している。
【００５６】
本例において、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４はチャンネルクロックＣＫ単位で変化するＭ系列であり、Ｍ系列発生回路１９Ａ〜１９Ｄはタイミングジェネレータ１８からの初期化パルス「ＳＹ」により初期化される。一例として、疑似乱数系列Ｍ１を図５（Ｅ）に示し、Ｍ２を図５（Ｆ）に、Ｍ３を図５（Ｇ）に、Ｍ４を図５（Ｈ）にそれぞれ示す。尚、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４については、例えば、各々初期値の異なる同一のＭ系列を用いても良い。
【００５７】
ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄは、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４と、著作権保護情報ＳＡの各ビット（ｂ０〜ｂ３）とをディジタル的に乗算する。即ち、ディジタル乗算回路２０Ａは、疑似乱数系列Ｍ１と、著作権保護情報ＳＡの最下位ビット「ｂ０」との排他的論理和（Exclusive-OR）を演算し、その演算結果を選択手段（データセレクター）２１に出力する。他のディジタル乗算回路２０Ｂ〜２０Ｄも同様に、疑似乱数系列Ｍ２〜Ｍ４と著作権保護情報ＳＡの各ビットｂ１〜ｂ３とについて同様の演算を行い、選択手段２１に出力する。つまり、疑似乱数系列Ｍ２と著作権保護情報ＳＡのビット「ｂ１」との排他的論理和がディジタル乗算回路２０Ｂにて計算され、疑似乱数系列Ｍ３と著作権保護情報ＳＡのビット「ｂ２」との排他的論理和がディジタル乗算回路２０Ｃにて計算され、疑似乱数系列Ｍ４と著作権保護情報ＳＡの最上位ビット「ｂ３」との排他的論理和がディジタル乗算回路２０Ｄにて計算される。そして、演算結果が選択手段２１に全て送られる。
【００５８】
尚、演算手段２０で行われる演算は排他的論理和又はその負論理演算（排他的論理和の論理否定）が最適である。その理由として、論理和（ＯＲ）や論理積（ＡＮＤ）等の演算では、後述する情報（ＳＡ）の復元時に正しく情報が検出されないか又は検出に長い時間がかかる等の不具合が挙げられる。
【００５９】
本例において、選択手段（データセレクター）２１は、乱数発生手段２２とともに統合手段２３を構成しており、演算手段２０により得られる複数の演算結果を統合することで統合信号を生成する。
【００６０】
選択手段２１には、乱数発生手段２２を構成する回路（乱数発生回路）により発生された２ビットの乱数が供給されるようになっており、選択手段２１は該乱数の値に応じて演算手段２０からの演算結果のいずれかを選ぶ。
【００６１】
乱数発生回路は、真の乱数又は擬似乱数を発生する回路である。真の乱数を生成することが好ましく、系列に周期性がない分、秘匿性が高くなるという利点が得られるが、構成の簡単化等の観点からは擬似乱数の発生回路で代用することが可能である。乱数発生のための回路構成としては、例えば、電気ノイズを増幅してディジタル化（Ａ／Ｄ変換）する回路等が挙げられる。また、擬似乱数を発生させる回路構成については、例えば、Ｍ系列の信号生成回路等を用いたり、あるいは、コンピュータ上でライブラリ関数として用意されている乱数発生関数等を用いて生成した乱数系列のデータを、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段に記憶させておき、データ参照により乱数を発生させるといった構成形態が挙げられる。尚、擬似乱数系列を用いる利点として、例えば、下記に示す事項が挙げられる。
【００６２】
・安定した乱数系列を比較的簡単な回路で生成できること（何らかの条件で偏った乱数が生成されず、特性の確実性が保証される。）
・ディジタル回路として容易に構成でき、単一チップに納め易く、乱数系列が外部からの解析等により発覚する危険性が低いこと。
【００６３】
乱数発生手段２２により発生される乱数は、チャンネルクロックＣＫ単位で変化し、「０、１、２、３」の４つの数字のうち、いずれかの値を取る。選択手段２１は、ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄから供給される４つの入力のうち、その一つを乱数発生手段２２から供給される２ビットの乱数に応じて選択して、その結果を後段のデータセレクター２４に出力する。例えば、乱数発生手段２２から供給される乱数の値が「０」であった場合には、選択手段２１においてディジタル乗算回路２０Ａの出力が選択される。以下、同様にして、下記に示すように乱数値に応じたディジタル乗算回路の出力選択が行われる。
【００６４】
・乱数値が「１」の場合＝＝＞ディジタル乗算回路２０Ｂの出力が選択される・乱数値が「２」の場合＝＝＞ディジタル乗算回路２０Ｃの出力が選択される・乱数値が「３」の場合＝＝＞ディジタル乗算回路２０Ｄの出力が選択される
【００６５】
選択手段２１で選ばれたディジタル乗算回路の出力は、データセレクター２４に出力されて、ここで別の信号との間で選択が行われる。
【００６６】
データセレクター２４には、同期パターン発生回路２５からの同期パターン信号（図５（Ｄ）参照）が供給される。同期パターン発生回路２５は、タイミングジェネレータ１８からの信号に基いて同期パターン信号を発生させるために設けられている。例えば、図５に示すように、タイミングジェネレータ１８より供給される初期化パルス「ＳＹ」（の立ち上がり）に同期して“１１０１１”という論理（正論理）レベルの同期パターン信号を発生させて、この信号をデータセレクター２４に出力する。
【００６７】
また、データセレクター２４には、タイミングジェネレータ１８からの信号（以下、これを「著作権同期パターン選択信号」といい、「ＳＴ」と記す。）が供給される。図５（Ｃ）に示すように、著作権同期パターン選択信号ＳＴは、初期化パルスＳＹの立ち上がりと同時に立ち上がって、５クロック（ＣＫ）幅の期間だけその論理レベル（論理値）が「１」となる信号である。
【００６８】
データセレクター２４では、著作権同期パターン選択信号ＳＴに応じて、同期パターン発生回路２５の出力信号又は選択手段２１の出力信号のうち、いずれか一方が選択される。即ち、著作権同期パターン選択信号ＳＴの論理レベルが「１」となっている間は、同期パターン発生回路２５の出力が選択され、また、著作権同期パターン選択信号ＳＴの論理レベルが「０」となっている間は、選択手段２１の出力が選択される。従って、データセレクター２４の出力には、“１１０１１”という同期パターンを含む信号部分が周期的に現れることになり、その間には、選択手段２１でランダムに選ばれた信号が含まれる。
【００６９】
以上のようにして得たデータセレクター２４の出力信号について説明するために、図５では、乱数発生手段２２の出力（乱数値）を図５（Ｉ）に示すとともに、著作権保護情報ＳＡに係る４ビットの情報ｂ０〜ｂ３の値が全て０であると仮定した場合における、データセレクター２４の出力信号を図５（Ｊ）に示している。尚、図５において（Ａ）乃至（Ｈ）に示す信号は、下記の通りである。
【００７０】
・（Ａ）＝＞ＣＫ（チャンネルクロック）
・（Ｂ）＝＞ＳＹ（初期化パルス）
・（Ｃ）＝＞ＳＴ（著作権同期パターン選択信号）
・（Ｄ）＝＞同期パターン信号
・（Ｅ）＝＞Ｍ系列信号（Ｍ１）
・（Ｆ）＝＞Ｍ系列信号（Ｍ２）
・（Ｇ）＝＞Ｍ系列信号（Ｍ３）
・（Ｈ）＝＞Ｍ系列信号（Ｍ４）
【００７１】
図５から明らかなように、ＳＹやＳＴの立ち上がり時点を起点として、最初の５クロックの期間では、著作権同期パターン選択信号ＳＴの論理レベルが「１」となっており、データセレクター２４の出力として同期パターン“１１０１１”がそのまま現れている。しかし、第６番目のクロック（ＣＫ）からは、著作権同期パターン選択信号ＳＴの論理レベルが「０」となるため、乱数発生手段２２の出力に応じて選択手段２１で選ばれた、不規則に変化する信号が得られる。
【００７２】
例えば、第６番目のクロックでは、乱数発生手段２２の出力レベルは「０」となっている。この場合には選択手段２１がＭ１の系列を選択するので、該系列の６番目のクロックと同じデータ「０」が選択手段２１から出力される。同様にして、第７番目のクロックでは乱数発生手段２２の出力が「３」である。この場合には選択手段２１がＭ４の系列を選択するので、該系列の７クロック目と同じデータ「０」 が選択手段２１から出力される。このように、乱数発生手段２２の出力を「ｊ」（ｊ＝０、１、２、３）とした場合に、Ｍｋ（ｋ＝ｊ＋１）の系列が選択され、これによって４つの疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４のいずれかが選択手段２１にて選択されて出力される。その結果、図５（Ｊ）に示すような信号が、データセレクター２４の出力に得られる。
【００７３】
尚、図５（Ｋ）、（Ｌ）は、乱数発生手段２２の出力が図５（Ｉ）と異なる場合における、データセレクター２４の出力例を示したものであり、図５（Ｋ）が乱数発生手段２２による乱数列を示し、図５（Ｌ）がデータセレクター２４の出力信号を示す。
【００７４】
この例でも著作権保護情報ＳＡの４ビットの情報ｂ０〜ｂ３の値は全て「０」であると仮定しており、前述のように、Ｍ系列発生回路１９Ａ〜１９Ｄは、初期化パルスＳＹにより周期的にリセットを繰り返し、その度に同一の疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４を生成する。しかし、乱数発生手段２２については初期化パルスＳＹによってもリセットされないため、本例では乱数発生手段２２からは図５（Ｉ）とは全く異なる乱数列（図５（Ｋ）参照）が出力されている。その結果、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４は同じであっても、選択手段２１での選択結果は図５（Ｊ）とは異なるものとなる。つまり、図５（Ｌ）と図５（Ｊ）とを比較すると、同期パターン信号（”１１０１１”）を表す最初の５クロックの部分を除いて、全く異なる信号波形となっていることが理解される。
【００７５】
このようにして記録される著作権保護情報ＳＡについては、同期パターンとの相対的な位置によってグルーブの位置変位の確率が変化することにより記録されている。従って、同期パターンからの相対的な位置に応じてグルーブの位置変位の確率を求めるような演算を行うことにより著作権保護情報ＳＡを検出することができる（その詳細は後で説明する。）。
【００７６】
尚、Ｍ系列発生回路の初期化は、ディスクのアドレス情報をもとに、その同期信号が出現するタイミング、あるいは同期信号の出現時点から、ある一定の遅延時間をもって遅れたタイミングをもって行うことが好ましい。つまり、アドレス信号ＳＺには、該信号検出用の同期信号が埋め込まれており、この同期信号については秘匿性の問題がなく、大きな振幅（信号パワー）の信号として記録媒体に記録されているので、再生時に検出し易くなっている。従って、著作権保護情報を含む信号を、相対的に小さい振幅（信号パワー）でもって重畳した場合でも、あまり目立たないので、アドレス信号に含まれる同期信号を検出して、該信号の出現タイミングを用いて２進系列を初期化して、著作権保護情報の復元再生等に利用することができる。勿論、本発明の適用においては、このようなアドレス信号のみに限定される訳ではなく、例えば、ディスク製造事業者に固有の情報や、ディスク再生時の推奨条件（プレーヤの自動調整回路用の条件等）、録音（又は録画）可能時間等、各種情報を含む信号の利用が可能である。
【００７７】
図４において、データセレクター２４の出力信号は、アナログ乗算回路２６の一方の入力端子に供給され、アナログ乗算回路２６の他方の入力端子には、キャリア（搬送波）発生回路２７により発生される単一周波数のキャリア信号が供給される。つまり、アナログ乗算回路２６は、データセレクター２４の出力に対して、キャリア発生回路２７の出力をアナログ的に乗ずることにより、データセレクター２４が出力する信号の周波数成分を高くシフトさせ、その結果をバンドパスフィルター（ＢＰＦ）２８に出力する。バンドパスフィルター２８は、アナログ乗算回路２６により高い周波数にシフトされた、データセレクター２４の出力信号成分だけを通過させるものであり、これにより変調信号（著作権変調信号）ＳＸを生成する。
【００７８】
尚、アナログ乗算回路２６やキャリア発生回路２７、バンドパスフィルター２８は、データセレクター２４からの統合信号に応じて変調信号を作成する変調手段２９を構成しており、キャリア発生回路２７によるキャリア周波数及びバンドパスフィルター２８の通過周波数帯域は、アドレス信号ＳＺの周波数帯域と異なるように設定されている。これにより著作権変調信号ＳＸとアドレス信号ＳＺとの周波数多重が可能となる。
【００７９】
以上のようにして得られた著作権変調信号ＳＸは、図３に示す重畳手段１５においてアドレス信号ＳＺと加算された後、光変調器９に送られる。光変調器９は、変調信号に基いて、光ディスク原盤２００に対するレーザー光線の照射制御を行うことでトラックを蛇行させるウォブル変調手段３０を構成しており、著作権保護情報ＳＡは、著作権変調信号ＳＸとアドレス信号ＳＺに基いて、グルーブのウォブルとして、容易に解読し得ない形態で光ディスク原盤２００上に記録されることになる。尚、本例では、レーザー光線を用いた記録形態を採用しているために、光変調器９の他に、ミラー１０、対物レンズ１１等を必要とするが、これらの光学部品はウォブル変調手段３０の構成にとって必須ではない。光学部品を必要としない形態、例えば、電子線を用いた記録形態では、電子線変調器によりウォブル変調手段が構成される。つまり、この場合には、記録用光源（レーザー光源）８の代わりに電子線発生源が使用され、光変調器９の代わりに電子線変調器が使用される。
【００８０】
上述のように、本発明では、複数の２進数系列を用いて前記ディジタル情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号を光学式記録媒体に記録する。つまり、複数の乱数系列を用いた演算結果として生成される複数の信号が、最終的には１つの信号にまとめられるが、図４の構成では、複数の信号系列のうちからランダムに一つの系列が選択される。この場合、毎回の選択が正確にランダムとなるように行われれば良いが、万が一、同じ系列が長時間に亘って選択されてしまった場合には、情報の秘匿性の点で好ましくない。よって、上記したように、乱数的な系列を利用することが望ましく、また信号系列の選択時においてもランダム性が保証されることが望ましい。
【００８１】
複数の演算結果のうち最終的に得られる信号は変調されて必要な処理が施された後、記録媒体に記録されるが、そのために必要な記録手段として、上記の例ではディスクの回転制御手段３や、光照射系７、信号処理部１２を備えている。
【００８２】
そして、本発明の場合、全く同じ著作権保護情報ＳＡに対しても、著作権変調信号ＳＸが毎回異なった波形となる。この結果、ディスクに記録されるグルーブのウォブル量も毎回異なっている。
【００８３】
このようなウォブリングの様子を模式的に示したものが図６である（但し、この図では、概念的に分かり易くする為にデータセレクター２４の出力がそのままウォブルされて記録されるものとして示している。実際に記録されるグルーブのウォブルはアドレス信号ＳＺやキャリアの影響が加わるので、もっと複雑な様相を呈する。）。
【００８４】
図示するように、ディスク状光学式記録媒体２の著作権情報記録エリア２Ａには、同期パターンから始まるグルーブの微視的なウォブルパターンとして著作権保護情報ＳＡが記録されている。
【００８５】
また、同図において、各グルーブのウォブルパターンは、著作権情報記録エリア２Ａ内のトラック毎に異なって見えるにも関わらず、同一の著作権保護情報ＳＡを表している。つまり、記録された著作権保護情報ＳＡは、その複数のビット列と、複数の２進数系列との演算結果を統合した統合信号に基づく変調信号を用いてレーザー光線（又は電子線）の照射制御を行うことで、グルーブのウォブル情報として記録されている（乱数系列により攪乱されたデータに基づく信号としてディスク上に記録されている。）。従って、仮に電子顕微鏡を使ってディスク表面を観測し、図６に相当するようなパターンを確認したとしても、記録されたグルーブの蛇行パターンはランダムに生成されたものであり、簡単に解読することはできない。即ち、本発明を適用して著作権保護情報ＳＡをディスクに記録することにより、該情報を容易に見破れなくなるので、いわゆる海賊版の作成作業をより困難なものにすることができる。
【００８６】
尚、著作権情報記録エリア２Ａに記録される情報量については、例えば、下記に示す条件を考慮して決定する必要がある。
【００８７】
１．著作権保護情報の記録ビット数
２．信号振幅の大きさ（振幅が大きいほど、短い記録区間で済むが、一方で信号振幅が大き過ぎると秘匿性を損う虞が生じる。）
３．ディスクの製造上のバラツキや、出荷後の取り扱いの際に生じる傷等
４．１クロックの長さ
【００８８】
従って、１トラック分の情報量で十分な場合もあれば、数千、数万トラックに及ぶ場合もある。
【００８９】
尚、図４に示した構成例では、統合手段２３において、乱数又は擬似乱数を発生させるとともに、乱数又は擬似乱数に応じて複数の演算結果（ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄの各出力）のうちから一つを選択し、これを統合信号として出力するようにしたが、統合手段２３がこのような形態に限られる訳ではない。例えば、図７に示すように、演算手段２０による複数の演算結果を加算する加算手段を設けることにより統合信号を生成する構成形態でも構わない。
【００９０】
図７に示す例において、図４との相違点は、選択手段２１及び乱数発生手段２２の代わりに加算手段として加算回路３１が使われていることである（よって、図７に示す部分のうち、図４に示す構成との比較において相違しない部分には、既に用いた符号と同じ符号を用いることでその説明を省略する。）。
【００９１】
加算回路３１には、ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄの各出力が入力され、該加算回路３１はそれらを加算して得られる出力を後段のデータセレクター２４に送出する。
【００９２】
よって、データセレクター２４では、著作権同期パターン選択信号ＳＴに応じて、同期パターン又は加算回路３１の出力の一方が選択され、その選択結果が、変調手段２９のアナログ乗算回路２６に送られる。
【００９３】
尚、本例では、加算回路３１による加算結果が多値信号となるので、多値信号の記録や再生処理が必要である。多値信号を利用する場合には、二値信号を利用する形態に比べて、生成される信号が滑らかになる場合が多く、アドレス信号との重畳により隠された著作権保護情報に関して秘匿性を高めることが可能である。
【００９４】
次に、著作権保護情報ＳＡが記録された光学式記録媒体を用いて、情報記録又は情報再生を行う情報処理装置について説明する。該装置には、例えば、ディスク情報の再生装置又は記録装置、あるいはディスク情報の記録及び再生を行う装置等が挙げられる。
【００９５】
図８は、記録及び再生に係るシステムの概略的な説明図である。
【００９６】
著作権保護情報ＳＡは、情報記録装置１（本例では光学式記録装置）を用いて光学式記録媒体２の著作権情報記録エリア２Ａに記録される。
【００９７】
情報処理装置におけるデータ再生時には、著作権保護情報ＳＡの記録時において該情報を撹乱させるために用いたのと同じ複数の２進数系列を使って、該系列の信号と再生信号との間で相関演算を行い、著作権保護情報ＳＡを復元する（復号）。再生信号は、ＳＡを用いて暗号化による秘匿化処理が施されているので、復号された著作権保護情報ＳＡを用いて記録時に施された暗号化処理を解除すれば、元の再生データが得られる。
【００９８】
尚、情報処理装置におけるデータ記録時には、著作権保護情報ＳＡを用いて記録データ（ユーザデータ）が暗号化された上で、光学式記録媒体２への記録に適した変調処理等を経て該記録媒体への記録処理が行われる。
【００９９】
図９は、装置例として、著作権保護情報ＳＡ及びアドレス信号ＳＺが記録された光学式ディスクに対して情報記録や情報再生を行う光ディスク記録再生装置の構成例を示したものである。
【０１００】
情報処理装置３２において使用される光学式記録媒体２には、上記したように、複数の２進数系列を用いて著作権保護情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号が記録されている。そして、ディスク状の光学式記録媒体２は、駆動源３３であるスピンドルモータによって回転される。尚、スピンドルモータはサーボ回路３４からの信号により制御される。
【０１０１】
光ピックアップ（あるいは光学ヘッド）３５は、サーボ回路３５によって所定の動作をするように制御される（対物レンズ駆動に係るトラッキングサーボ制御やフォーカスサーボ制御、あるいは視野位置変更のためのスレッド制御等）。光ピックアップ３５により生成される信号は、マトリックスアンプ３６に送られ、ここで、トラックエラー（あるいはトラッキングエラー）信号「ＴＫ」、フォーカスエラー信号「ＦＳ」、プッシュプル信号「ＰＰ」及び光磁気検出信号「ＭＯ」に変換される。トラックエラー信号「ＴＫ」及びフォーカスエラー信号「ＦＳ」は、サーボ回路３４に供給され、光ピックアップ３５の対物レンズに係る焦点位置合わせ制御やトラッキング制御に用いられる。また、プッシュプル信号「ＰＰ」は、２分割ディテクタによる光量差の信号（所謂ラジアルプッシュプル信号）であり、Ａ／Ｄコンバータ（アナログ／ディジタル変換器）３７に供給され、著作権保護情報ＳＡ及びアドレス情報の検出に用いられる。これらの情報は、グルーブのウォブルとしてディスクに記録されているので、グルーブのウォブルについて検出することでウォブル信号を生成することができる。つまり、光ピックアップ３５やマトリックスアンプ３６はウォブル検出手段３８を構成している。
【０１０２】
マトリックスアンプ３６で得られるＭＯ信号は復号回路３９に供給され、光磁気信号として記録されたユーザデータが復号される。復号回路３９は、供給されるＭＯ信号からＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）復調を行う。ＥＦＭ復調されたデータは、暗号化解除回路４０に送られる。この暗号化解除回路４０は、後述のＣＰＵとともに、光学式記録媒体２の記録情報に施された暗号化処理を解除して情報を復元するための暗号化解除手段を構成しており、本回路において、著作権保護情報ＳＡに基づく暗号化が解除された情報は、８ビット単位の信号としてＥＣＣ回路４１に供給される。
【０１０３】
ＥＣＣ回路４１は、記録時の符号化において付加されたＥＣＣ（Error Correction Code：誤り訂正符号）に基づいて、暗号化解除回路４０の出力信号に含まれる符号誤りを訂正する。このような誤りは、例えば、ディスク上のディフェクト等に起因して生じるものである。
【０１０４】
尚、データの記録時には、入力されたユーザデータがＥＣＣ回路４２を経て、暗号化回路４３に送られる。この暗号化回路４３は、後述のＣＰＵとともに光学式記録媒体２への記録情報を暗号化して記録させるための暗号化手段を構成しており、本回路において、著作権保護情報ＳＡに基づく暗号化処理が施されたデータは、変調回路４４に送られて変調（ＥＦＭ）される。そして、マトリックスアンプ３６に送られてディスクへの記録処理が行われる。
【０１０５】
Ａ／Ｄコンバータ３７によってディジタル化されたデータは、第二復号回路４５に送られて復号処理を施され、これにより得られる著作権保護情報ＳＡはＣＰＵ（中央処理装置）４６に送られる。尚、復号されたＳＡが外部に漏洩しないように、ＳＡをＬＳＩ等の集積回路内のみで管理したり、ＳＡを外部に引き渡すときには相互認証をして暗号化等の秘匿化処理を施してから渡すといった配慮が必要である。
【０１０６】
ディスク上の著作権情報記録エリア２Ａ（図６参照）の記録情報から著作権保護情報ＳＡを検出する場合に関して説明すると、先ず、ＣＰＵ４６が光ピックアップ３５に指示を出して、対物レンズ駆動に係るフォーカスサーボとトラッキングサーボを作動させた状態で、ディスク内周部の著作権情報記録エリア２Ａにアクセスを行う。このとき、グルーブのウォブルとして記録された著作権変調信号ＳＸ及びアドレス信号ＳＺは、プッシュプル信号ＰＰとして観測される。
【０１０７】
プッシュプル信号ＰＰは、Ａ／Ｄコンバータ３７において、図示しないクロックに従って８ビットのディジタルプッシュプル信号（これを「ＤＸ」と記す。）に変換されて、第二復号回路４５に供給される。第二復号回路４５は、ディジタルプッシュプル信号ＤＸから著作権保護情報ＳＡを復号して（その詳細は後述する。）、ＣＰＵ４６に出力する。
【０１０８】
ＣＰＵ４６は、第二復号回路４５から供給された著作権保護情報ＳＡを暗号化解除回路４０に出力する。前述のように、暗号化解除回路４０は、ＣＰＵ４６から供給される著作権保護情報ＳＡに基づいて、復号回路３９から供給される信号の暗号化を解除し、８ビット単位の信号としてＥＣＣ回路４１に供給する。
【０１０９】
このようにして著作権保護情報ＳＡが正しく記録されているディスクにおいては、暗号化解除回路４０にて正しく暗号化が解除されることにより、ユーザはディスクに記録された音楽情報を楽しむことができる。一方で、著作権保護情報ＳＡが正しく記録されていないディスク（不正にコピーしたディスク等）においては、暗号化解除回路４０が正しく作動しないことにより、ユーザはディスクに記録されている音楽情報を楽しむことができない。このようにして正しく著作権保護情報ＳＡが記録されていないディスクでは音楽再生が行われないので、例えば、海賊版ディスクの価値を著しく下げることができ、不正に複製されたディスクの普及を妨げることができる（その結果、著作権者の利益を守ることができる。）。
【０１１０】
また、情報処理装置３２において、ユーザがディスクにデータを新たに記録する場合には、先ず、入力されたユーザデータに対してＥＣＣ回路４２が、誤り訂正符号を付加する。この後、暗号化回路４３において、ＣＰＵ４６からの著作権保護情報ＳＡに基づいて暗号化を行い、変調回路４４がＥＦＭ等の変調を施した後、その出力をマトリックスアンプ３６に送る。そして、光ピックアップ３５を用いて、レーザービーム照射とともに磁気ヘッドによりディスク上の磁界パターンとして情報が記録される。
【０１１１】
このようにディスクに記録されたユーザデータは、常に、ディスク固有の著作権保護情報ＳＡにより暗号化の処理が行われる。従って、万一不当な手段によりディスク上のユーザデータがコピーされ、海賊版ディスクとして出回っても、暗号化の際に鍵（暗号キー）として使用した著作権保護情報ＳＡが海賊版ディスクからは再生できないため、海賊版ディスクに違法コピーされたユーザデータにかけられている暗号化処理を解除することができない。これにより海賊版ディスクの価値を著しく下げることができるので、海賊版ディスクの普及を妨げることができ、結果として、著作権者の利益を守ることができる。
【０１１２】
次に、第二復号回路４５について説明する。
【０１１３】
図１０は第二復号回路の構成例を示すブロック図である。
【０１１４】
前記したように、著作権保護情報ＳＡの復号は、ウォブル検出手段３８からの信号に基いて行われる。本例では、ウォブル検出手段３８が、プッシュプル信号（ＰＰ）を検出するプッシュプル検出手段であり、マトリックスアンプ３６からＡ／Ｄコンバータ３７に送られて、プッシュプル信号ＰＰがディジタルプッシュプル信号ＤＸに変換される。
【０１１５】
そして、このディジタルプッシュプル信号ＤＸは、ローパスフィルター（ＬＰＦ）４７及びバンドパスフィルター（ＢＰＦ）４８に入力される。
【０１１６】
ローパスフィルター４７は、ディジタルプッシュプル信号ＤＸに含まれる低い周波数成分だけを通過させることにより、アドレス信号ＳＺの成分を抽出して出力するために設けられている。また、バンドパスフィルター４８は、ディジタルプッシュプル信号ＤＸに含まれる高い周波数成分の信号だけを抽出することにより、著作権変調信号ＳＸの成分を取り出して出力するものである。
【０１１７】
ローパスフィルター４７の出力は、ＰＬＬ（位相同期ループ）回路４９及び同期検出回路５０に送られる。ＰＬＬ回路４９は、アドレス信号ＳＺに同期したクロックを再生することにより、記録時に使われたのと同様なチャネルクロックＣＫを作り出して出力し、第二復号回路４５を構成する各部に供給する。
【０１１８】
同期検出回路５０は、ウォブル信号から同期タイミングを検出するために設けられた回路であり、ローパスフィルター４７とともに同期検出手段５１を構成している。つまり、同期検出回路５０は、アドレス信号ＳＺに含まれる同期信号成分を検出して、記録時に使われたのと同様のタイミングで初期化パルスＳＹを出力する。つまり、本例では同期検出手段５１が、アドレス情報を検出するアドレス検出手段である。
【０１１９】
初期化パルスＳＹは、１クロックの間、論理レベルが「１」となるようなパルスであり、図５（Ｂ）で示したのと同じタイミングで出力される。つまり、初期化のタイミングについては、記録時と同様、ＰＬＬ回路４９によってチャンネルクロックＣＫが再現されるので、同期信号検出後にこのＣＫを所定数だけカウントすることでタイミングを計ることができる。
【０１２０】
著作権保護情報ＳＡを復元する復元化手段５２は、２進数系列発生手段５３、演算手段５４、復号手段５７を備えている。
【０１２１】
Ｍ系列発生回路５３Ａ〜５３Ｄは、初期化パルスＳＹに基づく同期タイミングに応じて２進数系列を発生させる２進数系列発生手段５３を構成する。つまり、Ｍ系列発生回路５３Ａ〜５３Ｄは、初期化パルスＳＹにより初期化され、前記した情報記録装置１（の変調手段１３）において使われたのと全く同じＭ系列による疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４を発生させて、ディジタル乗算回路５４Ａ〜５４Ｄにそれぞれ出力する。
【０１２２】
ディジタル乗算回路５４Ａ〜５４Ｄは、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４のデータと、バンドパスフィルター４８の出力データ（ＳＸ）とをディジタル的に乗算する演算手段５４を構成している。即ち、ディジタル乗算回路５４Ａは、疑似乱数系列Ｍ１の論理レベルが「１」である場合に、信号ＳＸの極性を反転してディジタル積分回路５５Ａに出力する。また、ディジタル乗算回路５４Ａは、疑似乱数系列Ｍ１の論理レベルが「０」である場合には信号ＳＸをそのままディジタル積分回路５５Ａに出力する。つまり、記録時と同様、排他的論理和（あるいはその論理否定）の演算が行われる。
【０１２３】
他のディジタル乗算回路５４Ｂ〜５４Ｄも疑似乱数系列Ｍ２〜Ｍ４及びバンドパスフィルター４８の出力に関してディジタル乗算回路５４Ａと同様の演算を行い、結果をディジタル積分回路５５Ｂ〜５５Ｄに出力する（つまり、「ｘ＝Ｂ、Ｃ、Ｄ」として、Ｍ系列発生回路５３ｘとＢＰＦ４８の各出力に係るディジタル乗算回路５４ｘの演算結果がディジタル積分回路５５ｘに出力される。）。
【０１２４】
復号手段５７を構成するディジタル積分回路５５Ａ〜５５Ｄは、ディジタル乗算回路５４Ａ〜５４Ｄにおける演算結果として得られる値を次々と積分していくことにより、同期パターンからの相対位置に応じてグルーブの位置変位の確率を求める演算を行う。このように積分することにより、記録時に使われた乱数の影響を除去して、著作権保護情報ＳＡとして記録された情報を復元することができる。
【０１２５】
つまり、本例では、ディスクの再生信号と、各キャリア信号（複数の２進数系列信号）との相関度を求めることになる。再生信号中に、あるキャリア（２進数系列）の成分が、正極性として含まれていれば相関度はプラスの大きな値を示し、また、再生信号中に２進数系列が負極性（０と１が反転されている）として含まれていれば相関度はマイナスの大きな値を示す。これにより、各ビットに１を記録したのか、０を記録したのかが分かる。
【０１２６】
尚、ディスクに記録された複数の２進数系列が直交関係、即ち、相互相関がゼロの関係にあるとき、再生信号中に、複数の２進数系列の成分が重畳されて含まれていても、再生信号と任意の２進数系列信号との相関度を求めることで、他の２進数系列成分の影響を排除して、所望の２進数系列成分の強度（極性）のみを知ることができる。このように、復元化手段５２は、複数の２進数系列と再生信号との相関度を求める手段に他ならず、相関度の求め方としては、例えば、アナログ信号処理の場合には、二つの信号をかけ算しながら、その結果を積分していけば良いし、また、本例のように、二値信号の場合は、かけ算の代わりに排他的論理和又はその反転論理（否定論理）を利用すれば良い。
【０１２７】
ディジタル積分回路５５Ａ〜５５Ｄにおける積分結果は、ディジタル判定回路５６Ａ〜５６Ｄにそれぞれ供給される。ディジタル判定回路５６Ａ〜５６Ｄは、入力された信号と所定の閾値とを比較することにより、著作権保護情報ＳＡの各ビットｂ０〜ｂ３を復元して出力する。尚、ディジタル乗算回路５４Ａ〜５４Ｄ及びディジタル積分回路５５Ａ〜５５Ｄは、ディスクからの再生信号に基づく信号ＳＸと、各キャリア信号（複数の２進数系列信号）との相関値（あるいは相関係数）を求める回路であり、各相関値は、各ビットの論理値に応じて正または負の値をとる。よって、ディジタル判定回路５６Ａ〜５６Ｄにおける「所定の閾値」とは、この場合、ゼロ（又はゼロレベル）である。
【０１２８】
以上のように、復号手段５７では、ウォブル信号を複数の２進数系列Ｍ１〜Ｍ４と演算しながら積分することにより、著作権保護情報ＳＡの各ビットについて復号を行う。つまり、互いに異なる複数の２進数系列と、ウォブル信号との演算結果について各々に積分する複数の積分手段５５を備え、著作権保護情報ＳＡに係る各ビットについて同時に並行して検出することにより、ビット毎の復号が行われる。
【０１２９】
このように本構成では、アドレス信号ＳＺに挿入された同期パターンを使って、記録時に用いられたクロックと４つの疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４を再現し、これらと、光ピックアップ３５から検出された再生信号（プッシュプル信号）との相関積分について演算することで、ディスクに記録された著作権保護情報ＳＡを復元することができる。
【０１３０】
積分を用いた検出により、記録時に使われた乱数の影響を除去できることは既述の通りであるが、ディスクの製造過程において生じた欠陥、あるいはディスクの取り扱いに際して生じたディスク表面の傷等により、再生信号の一部が欠落した場合においても、積分演算を繰り返し行うことにより著作権保護情報ＳＡを確実に検出することが可能である。
【０１３１】
尚、上記した構成例では、初期化パルスＳＹを再現するためにアドレス信号ＳＺに埋め込まれた同期パターンを使っているが、著作権変調信号ＳＸにも著作権同期信号が埋め込まれているので、該信号を利用することも可能である。つまり、同期検出手段５１に係る別の構成例としては、図１０に破線で示すように、バンドパスフィルター４８の出力に含まれる著作権同期信号を検出し、これに同期して初期化パルスＳＹを再現すれば良い。この場合、同期検出回路５０にはバンドパスフィルター４８の出力端子が接続され、ディスク上に記録されたグルーブのウォブルにおいて、同期パターン“１１０１１”が所定の周期で繰り返して記録されていることを検出して初期化パルスＳＹを再現することができる。
【０１３２】
しかして、上記した情報処理装置３２によれば、著作権保護情報ＳＡの再生が可能であり、著作権保護情報ＳＡを鍵としたユーザデータの暗号化又は暗号化解除に係る制御により、不正なコピー操作等を防止することで、有効な著作権保護を実現することができる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本願発明によれば、撹乱に用いた複数の２進数系列を知らない限り著作権保護情報が容易には判明しないので、著作権者の利益を有効に保護することができる。そして、著作権保護情報に基づく信号を、光学式記録媒体に係るウォブル情報として記録することにより、情報の秘匿性を高めることができる。そして、さらに、演算結果のランダムな選択に代わって加算処理で済むために、該選択に用いる乱数発生手段が不要である。また、多値信号を用いることで著作権保護情報の秘匿性を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学式記録媒体の製造工程について概要を説明するための図である。
【図２】本発明に係る光学式記録媒体の原盤を示す図である。
【図３】本発明に係る光学式記録媒体の原盤露光装置について一例を示す構成図である。
【図４】図３の原盤露光装置における変調回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す変調回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図６】著作権保護情報が記録媒体におけるグルーブのウォブルとして記録された様子を模式的に示す説明図である。
【図７】図４とは異なる構成をもった変調回路を例示したブロック図である。
【図８】本発明における記録再生システムの概要を示す説明図である。
【図９】本発明に係る光学式記録媒体を用いた情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す第二復号回路（著作権保護情報の復号回路）の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…情報記録装置、１ａ、１ｂ…情報源、２…光学式記録媒体、１３、１４…変調手段、１５…重畳手段、１９…２進数系列発生手段、２０…演算手段、２１…選択手段、２２…乱数発生手段、２３…統合手段、３０…ウォブル変調手段、３２…情報処理装置、３８…ウォブル検出手段、４０、４６…暗号化解除手段、４３、４６…暗号化手段、５１…同期検出手段、５３…２進数系列発生手段、５５…積分手段、５７…復号手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にコンテンツデータを記録した著作物について、有効に著作権者の利益を保護するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式記録媒体を用いた各種の装置、例えば、直径６４ｍｍのディスク状記録媒体を用いた音楽用途のディスク装置は、様々なコンテンツから音質の劣化を防止して簡易に音楽データのコピーを行えるため、近年急速に普及している。即ち、この種の装置においては、インターネット等のネットワーク通信を利用して配信される音楽情報を、記録可能ディスクに記録して試聴したり、あるいは、借用したコンパクトディスク（ＣＤ）の音楽情報をディスクに記録して試聴することができる。さらには、ディジタル信号から一度アナログ信号に変換することにより、他のディスクに記録されている音楽データを別のディスクにコピーすることができる。
【０００３】
しかしながら、このような簡易なコピーは、ユーザの利便性を大幅に高めることができる反面、音楽を創作した著作権者の利益を損う虞もある。このため、例えば、ＲＩＡＡ（Recording Industry Association of America）、ＳＤＭＩ(Secure Digital Music Initiative)、ＣＰＴＷＧ（Copy Protection Technical Working Group）などの団体やフォーラムにおいて、著作権者の利益保護を目的として様々な手法が検討されている。
【０００４】
このような手法の一つとして、固有の著作権保護情報を用いて音楽情報を暗号化し、秘匿化された情報を記録媒体に記録する方法が提案されている。即ち、この方法によれば、音楽情報を別の記録媒体にコピーした場合に、該記録媒体では著作権保護情報が異なるため、元の記録情報にかけられた暗号化を解除できないか又は解除が困難になる。これにより無制限のコピーを防止して著作権者の利益を保護しようとするものである。
【０００５】
このような著作権保護情報の記録方式としては、例えば、ユーザによるアクセスが困難なセクタをディスク上に設け、このセクタに著作権保護情報を記録する方式や、ピット列による主データの記録に対して反射膜を部分的に除去してバーコード状に著作権保護情報を記録する方法（特許文献１参照）等が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
国際公開第９７／１４１４４号パンフレット
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の方法においては、著作権者の利益を有効に保護するという観点で実用上未だ十分でなく、解読された著作権保護情報に基づく不正な行為（複製等）が問題となる。
【０００８】
例えば、ディスク上にユーザがアクセス困難なセクタを設け、該セクタに著作権保護情報を記録する方法にあっては、比較的簡易に著作権保護情報を記録できるという利点が得られる反面、著作権保護情報が違法にコピーされやすいという問題がある。
【０００９】
また、反射膜の部分的な除去によりバーコード状に著作権保護情報を記録する方法では、顕微鏡等を用いてバーコードを読むことで、著作権保護情報が判明してしまった場合に、違法な複製が作られてしまう可能性があり、いわゆる海賊版を完全に防止することができないといった問題がある。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、著作権保護情報を容易に見破られないようにして、有効に著作権者の利益を保護することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報記録装置は、上記した課題を解決するために、記録媒体への光照射又は電子線照射により著作権保護用のディジタル情報を記録し、複数の２進数系列を用いてディジタル情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号を記録媒体に記録する情報記録装置において、同期検出に基づくタイミングで複数の２進数系列を発生させる２進数系列発生手段と、ディジタル情報に係る複数のビットと複数の２進数系列との演算結果を出力する演算手段と、演算手段により得られる複数の演算結果を統合することで統合信号を生成する統合手段と、統合信号に応じて変調信号を作成する変調手段と、変調信号に基づいて、光学式記録媒体に対するレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことでトラックを蛇行させるウォブル変調手段とを備え、統合手段が、演算手段による複数の演算結果を加算して統合信号を生成するものである。また、本発明に係る情報記録方法は、記録媒体への光照射又は電子線照射により、著作権保護用のディジタル情報を記録し、複数の２進数系列を用いてディジタル情報を撹乱させる工程と、撹乱により得られた複数系列に基づく信号を記録媒体に記録する工程を備えた情報記録方法において、同期検出に基づくタイミングにより複数の２進数系列を発生させた後、第一のディジタル情報に係る複数のビットと複数の２進数系列との演算により複数の演算結果を求め、複数の演算結果を統合信号として統合してから、該統合信号に応じて変調信号を作成し、変調信号に応じて、光学式記録媒体に対するレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことでトラックを蛇行させ、複数の演算結果を加算することにより前記統合信号を生成するものである。
【００１２】
そして、本発明に係る光学式記録媒体は、著作権保護用のディジタル情報が記録され、複数の２進数系列を用いてディジタル情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号が記録された光学式記録媒体において、 複数の２進数系列と前記ディジタル情報に係る複数のビットとの演算結果を統合した統合信号に基づく変調信号を用いてレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことで、ディジタル情報がグルーブのウォブル情報として記録され、統合信号が、複数の演算結果を加算した多値信号である。
【００１３】
従って、これらの発明によれば、撹乱に用いた複数の２進数系列を知らない限り著作権保護情報が容易には判明しないので、著作権者の利益を有効に保護することができる。そして、著作権保護情報に基づく信号を、光学式記録媒体に係るウォブル情報として記録することにより、情報の秘匿性を高めることができる。そして、さらに、演算結果のランダムな選択に代わって加算処理で済むために、該選択に用いる乱数発生手段が不要である。また、多値信号を用いることで著作権保護情報の秘匿性を高めることが可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、記録媒体への情報記録装置（例えば、光学式記録媒体の記録装置）及び記録方法と、光学式記録媒体に関するものである。例えば、記録再生可能な音楽用途のディスク（ＭＤ）や、映像情報の記録再生が可能なディジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）等のシステムに幅広く適用することができる。そして、本発明は、著作権者の利益を有効に保護するために、著作権保護に関する著作権保護情報の各ビットについて、所定のタイミングをもって生成した複数の２進数系列により各々攪乱させるとともに、攪乱により生成した複数系列の信号を記録媒体に記録する。
【００１７】
光学式記録媒体に係るデータの記録形態には、レーザー光線等の光照射を用いた情報記録方式と、電子線照射による情報記録方式（次世代の記録方式として有力視されている。）が挙げられる。
【００１８】
図１は、本発明に係る光学式記録媒体の製造工程について説明するための図である。
【００１９】
尚、光学式記録媒体に関して、その記録形態や記録媒質、形状等の如何を問わないが、以下では、ディスク状記録媒体（以下、単に「ディスク」という。）として、直径６４ｍｍの音楽用途のディスクをとり上げて説明する。このディスクは、スタンパーを用いて大量に複製される光ディスク基板上に、記録膜や保護膜等を形成することによって作成される。また、本例においては、工場出荷時において著作権保護情報（以下、「ＳＡ」と記す。）を予め全てのディスク上に記録してからユーザに販売されるものとし、著作権保護情報ＳＡはディスク上にグルーブのウォブル（蛇行）情報として記録される。
【００２０】
尚、ここで、「著作権保護情報」とは、記録媒体に記録されるコンテンツデータ等に係る著作権保護のための情報（ディジタル情報）を意味し、例えば、後述するように、暗号化（狭義の暗号化処理に限らず、スクランブル処理等を含む。）の鍵情報として利用されるが、これに限らず、不正コピーを禁止し又は制限するためのコピー制御情報として用いる等、用途の如何は問わない。
【００２１】
図１に示す例では、情報記録装置（光学式記録装置）１が、著作権情報源１ａ、アドレス情報源１ｂ、カッティングマシン（原盤露光装置）１ｃを備えている。
【００２２】
著作権情報源１ａから出力される著作権保護情報ＳＡと、アドレスフォーマット信号発生回路を用いたアドレス情報源１ｂから出力されるアドレス信号は、カッティングマシン１ｃに供給される。カッティングマシン１ｃは、後述するように著作権保護情報ＳＡに対して信号処理を施して光変調信号を生成し、この光変調信号に応じて変調した記録用レーザービームを光ディスク原盤２００に照射することにより、光ディスク原盤２００の内周部分にグルーブのウォブルとして著作権保護情報ＳＡを記録する。
【００２３】
カッティングマシン１ｃによる著作権保護情報の記録は、ディスク内周部分の著作権情報記録エリア２００Ａに行われる（図２参照。）。その理由として、通常の光ディスクでは、内周側から外周側へ情報を読み進むように信号記録が行われていることが挙げられる。つまり、著作権保護情報は、ディスクからコンテンツ等の情報を再生する前、あるいはディスクに情報を記録する前の時点で、再生を終えておく必要があるので、著作権保護情報をディスク内周側の位置に記録しておく方が都合の良い場合が多い。勿論、ディスク外周部や、中間部分等に記録する形態であっても、アクセス時間以外には、特に問題ない。また、ディスク上の１ヶ所に限らず、ディスクの製造誤差や使用による傷等の発生を考慮して、ディスク上の複数の位置に著作権保護情報を記録しても構わない（但し、いずれの場合でも、ディスクのどの位置に著作権保護情報が記録されているのかが、明確に規定されていること、あるいは、何らかの手段を用いて著作権保護情報の位置情報が得られるようにしておく必要がある。）。
【００２４】
カッティングマシン１ｃは、著作権情報記録エリア２００Ａの外周側にレーザービームが移っても、ユーザデータ記録エリア２００Ｂに対してアドレス情報やトラッキングの為のグルーブなどの情報を記録する。このようにしてディスク全面に露光記録が行われた光ディスク原盤２００は現像された後、メッキ工程を経てスタンパー２０１となる。スタンパー２０１は射出成形機に取り付けられて、大量に複製されたディスク基板２０２が作られる。
【００２５】
そして、ディスク基板２０２には、スパッタリング装置等を使用して記録膜（光磁気膜あるいは相変化膜）が付着される。
【００２６】
以上のようにして、著作権保護情報ＳＡがディスク内周部分の著作権情報記録エリアに記録されたディスク基板２０２は、最後に保護膜が塗布されて光学式記録媒体２（本例では音楽用ディスク）として完成し、ユーザの手元に渡る。ディスクの記録データは、著作権保護情報ＳＡに基いて暗号化された上で記録されているので、一般ユーザは、ディスク内の著作権情報記録エリアに記録された著作権保護情報に従って、暗号化を解除してデータ再生を行ったり、あるいは、著作権保護情報に基いて暗号化された情報をディスクに記録する（その詳細については後述する。）。
【００２７】
図３はカッティングマシン１ｃの構成例について要部を示すものである。
【００２８】
カッティングマシン１ｃは、光ディスク原盤２００を回転させるための駆動源及び機構と回転制御手段３を備えている。
【００２９】
光ディスク原盤２００は、駆動源４であるスピンドルモータによって回転駆動される。スピンドルモータ内の底部には信号発生器（ＦＧ：Frequency Generator）５が設けられており、所定の回転角毎に信号レベルが立ち上がるＦＧ信号（検出信号）が出カされる。
【００３０】
スピンドルサーボ制御部６は、スピンドルモータから供給されるＦＧ信号の周波数が所定周波数になるようにスピンドルモータの駆動制御を行うものであり、これによって光ディスク原盤２００が所定の回転数をもって回転駆動される。
【００３１】
光ディスク原盤２００に対する光照射系７は、記録用光源８及び光変調器９と、ミラー１０や対物レンズ１１等の光学素子を用いて構成されている。
【００３２】
本例では、記録用光源８としてレーザー光源（記録用レーザー）が用いられており、レーザービームＬ１を光変調器９に対して射出する。記録用レーザーには、例えば、ガスレーザー等を用いる。
【００３３】
光変調器９は、電気音響光学素子（Acousto Optical Deflector）等を用いて構成されておリ、記録用レーザーからのレーザービームＬ１について、その進行方向を光変調信号（これを「ＳＤ」と記す。）に応じて変化させてレーザービームＬ２として射出する。
【００３４】
ミラー１０は、レーザービームＬ２の光路変更のために設けられており、ビーム光を光ディスク原盤２００に向けて反射させる。そして、対物レンズ１１は、ミラー１０の反射光を光ディスク原盤２００の記録面上に集光させる。このようにして対物レンズ１１によって集光されるレーザービームＬ２の進行方向の変化は、光ディスク原盤２００の記録面上での位置変位に置き換わって露光が行われる。尚、ミラー１０及び対物レンズ１１を含む光学系構成素子は、図示しないスレッド機構（移動機構）によリ、光ディスク原盤２００の回転に同期してディスク半径方向に沿って随時に移動される構成となっている。
【００３５】
レーザービームＬ２の集光位置を、光ディスク原盤２００の半径方向において、例えば、内周側から外周側に向かって変位させることによリ、光ディスク原盤２００上に渦巻き状にトラックを形成することができる。図２に示した著作権情報記録エリア２００Ａにおいては、該エリア内のトラック上に著作権保護情報ＳＡ及びアドレス情報の両者に対応したウォブル（蛇行）が施されたグルーブが形成される。また、図２に示したユーザデータ記録エリア２００Ｂにおいては、アドレス情報を記録したグルーブが形成される。
【００３６】
著作権情報源１ａから供給される著作権保護情報ＳＡや、アドレス情報源１ｂからの情報は、信号処理部１２において処理される。
【００３７】
著作権保護情報ＳＡは変調手段（変調回路）１３に供給され、ここでは、アドレス情報源１ｂから変調手段（変調回路）１４を経て供給されるアドレス信号（以下、これを「ＳＺ」と記す。）を参照しながら、著作権保護情報ＳＡに対して後述の変調を施して変調信号（以下、これを「著作権変調信号」といい、「ＳＸ」と記す。）を生成して、重畳手段１５に供給する。
【００３８】
アドレス情報源１ｂからの信号には、位置決めに必要なアドレス情報や、様々なフォーマット情報が含まれており、該信号はローパスフィルターを備えた変調手段１４に供給される。該変調手段１４はアドレスフォーマット信号生成回路等を用いて構成され、入力信号に含まれる高い周波数成分の信号を減衰させることにより、アドレス情報やフォーマット情報として必要な低い周波数成分だけを透過させることでアドレス信号ＳＺを作成し、該信号を変調手段１３と重畳手段１５に供給する。尚、記録媒体に記録された信号の再生時には、変調手段１３による変調信号と、変調手段１４による変調信号とを分離できるようにすることが必要であり、本例においては周波数分離が可能なように、変調手段１４では周波数変調を用いている（アドレス情報を再生する際に必要となる同期信号の生成や挿入等の処理も含まれる。）。
【００３９】
重畳手段１５は、各変調手段１３、１４により得られるそれぞれの変調信号を重畳するものである。例えば、変調手段１３から供給される著作権変調信号ＳＸと変調手段１４から供給されるアドレス信号ＳＺとを加算し、加算結果を光変調信号ＳＤとして光変調器９に出力する。
【００４０】
尚、図示は省略するが、重畳手段１５は、下記の構成要素を備えている。
【００４１】
・変調信号ＳＸ又はＳＺ、あるいは両変調信号の周波数成分を調整する周波数調整手段
・周波数調整手段を経て出力される各変調信号（ＳＸ、ＳＺ）を加算する加算手段
【００４２】
周波数調整手段では、例えば、一方の変調信号に係る周波数を「ｆ」ヘルツ以上とし、他方の変調信号に係る周波数が「ｆ」ヘルツ未満となるよう調整する。周波数を変換するには、ある周波数「ａ」ヘルツの信号（元の信号）に対して周波数「ｂ」ヘルツの正弦波を掛け算する。これにより、和周波（ａ＋ｂ）、差周波（ａ−ｂ）の信号成分が得られるので、適当なハイパスフィルター（ＨＰＦ）やローパスフィルター（ＬＰＦ）を用いることで所望の信号成分が得られる。尚、元の信号がはじめから好ましい周波数分布を有するならば、そのような処理を施す必要はない。
【００４３】
また、加算手段による加算前の段階で、各信号が周波数的に分離されていることが前提とされるので、両信号を加算することにより、周波数多重が行われる。つまり、変調信号ＳＸ、ＳＺが周波数多重された上で最終的に光学式記録媒体に信号記録される。
【００４４】
尚、秘匿性の観点からは、一般論としてＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ＝符号分割多重）の方が周波数多重より有利であるが、回路構成の簡単化等の観点からは周波数多重が好ましい。
【００４５】
ＣＰＵ（中央処理装置）やメモリ等を用いて構成される制御部１６はシステム全体の制御を司っている。例えば、制御部１６は、光ディスク原盤２００上の露光が行われている位置（ディスク半径方向におけるレーザー光の照射位置）を参照することにより、変調手段１４等を構成する各回路部に必要なタイミング情報や制御情報を供給する。
【００４６】
著作権保護情報ＳＡは、例えば、完成したディスクに対してユーザがデータを記録する際に使用する暗号化の鍵情報として利用され、任意の乱数等を使うことができる。また別の使用法としては、不正なディスクが市場で流通したときにその製造元を特定するための情報としてＳＡを利用することもできる。例えば、カッティングマシンに固有の装置番号や、製造工場に係る情報、製造年月日等の情報をＳＡとして用いてディスクに必要なデータを記録すれば良い。
【００４７】
尚、本例では煩雑になるのを防ぐ為に、著作権情報源１ａから変調手段１３に向かう、著作権保護情報ＳＡの信号線を一本の太線で示しているが、著作権保護情報ＳＡは、一般には複数ビットの情報を有する（例えば、後の説明ではＳＡを４ビットの情報としているので、図示上では４本の信号線で構成される。）。勿論、ビット数を多くして情報量を増やす方が、より多くの情報を記録することができるという点で望ましい。
【００４８】
以下では、変調手段１３に関して、図４及び図５を用いて構成及び動作タイミングを説明する。尚、図４が回路構成例を示すブロック図、図５がタイミングチャートを含む動作説明図である。
【００４９】
変調手段１３に入力されたアドレス信号ＳＺは、ＰＬＬ（位相同期ループ）回路１７及びタイミングジェネレータ１８に送られる。
【００５０】
ＰＬＬ回路１７は、アドレス信号ＳＺに同期したチャンネルクロック「ＣＫ」（図５（Ａ）参照）を生成して、該クロックを回路の各部に供給する。
【００５１】
タイミングジェネレータ１８は、アドレス信号ＳＺに含まれる同期信号を検出して、所定のタイミングで上記チャンネルクロック「ＣＫ」をカウントすることにより、初期化パルス「ＳＹ」（図５（Ｂ）参照。）を発生させる。尚、この初期化パルス「ＳＹ」は、図５に示すように１クロック幅（ＣＫの１周期分）で論理値「１」を示すようなパルスである（図５では、初期化パルスＳＹについて、１パルス分だけを示しているが、実際には所定の周期をもって繰り返し発生している。）。また、初期化パルスＳＹは、後述のＭ系列発生回路（１９Ａ〜１９Ｄ）を初期化するために用いられる。
【００５２】
所定のタイミングで複数の２進数系列を発生させるための２進数系列発生手段１９として、本例では、Ｍ系列発生回路１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄを用いている。ここで、「所定のタイミング」とは、後述するように同期信号検出に基づくタイミングを意味する。また、複数の乱数系列としては、各系列が直交関係（つまり、相互相関がゼロの関係）にあること又は該関係に近いことが望ましいため、２進数系列としてＭ系列（Maximal Length Sequence＝最長符号系列）を用いている。Ｍ系列は、ある特定の周期をもった乱数系列であるが、位相（初期値）を変えることで相互相関のない乱数系列が、系列長と同じ数だけ得られる。また、比較的簡単な回路構成により擬似乱数を得ることができる。尚、Ｍ系列発生回路の数は、著作権保護情報ＳＡに係るビット数（本例では４）に対応している。
【００５３】
Ｍ系列以外の２進数系列を用いる場合には、初期化の時点（同期信号の検出位置）からスタートして、常に同じ信号（擬似乱数系列の信号）を繰り返し発生することが必要である。そして、再生時には、その信号系列を記録時と同じタイミングで生成できることを要する（つまり、撹乱用の信号系列が予め知られていること、あるいはその再現方法を知っていることが要件となる。）。例えば、周波数の異なる正弦波や余弦波の信号系列を用いて、相互相関を完全にゼロにする方法が挙げられる。但し、この方法では、情報に係る各ビットに対して特定の周波数を割り当てることになり、強い周波数特性が付与されるため、例えば、光学式ディスクの場合、再生時におけるディスクの微妙な傾き具合や、読取用のレーザースポットの形状変化等による影響が、読取信号（再生信号）の周波数特性の変化に及ぶ虞がある（あるビットの情報を正しく検出できない等）。よって、このような不都合を回避するには、Ｍ系列のような擬似乱数を使用して、各ビットについて周波数空間を均一に使うようにすることが望ましい。これにより、再生時に特定の周波数成分が多少変化しても、該変化に伴う負担を特定のビットではなく、全てのビットに亘って均一に分散させることができる。
【００５４】
Ｍ系列発生回路１９Ａ〜１９Ｄは、チャンネルクロック「ＣＫ」がローレベルからハイレベルに変化する毎に、互いに異なる疑似乱数系列（これらをＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４と記す。）を発生し、各々の系列データをディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄに対して各別に出力する。即ち、Ｍ系列発生回路１９ｘ（ｘはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかを示す。）の出力する信号がディジタル乗算回路２０ｘ（ｘはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかを示す。）に送られる。
【００５５】
ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄは、著作権保護情報ＳＡ（ディジタル情報）に係る複数のビットと、２進数系列発生手段１９による複数の２進数系列との演算結果を出力する演算手段２０を構成している。
【００５６】
本例において、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４はチャンネルクロックＣＫ単位で変化するＭ系列であり、Ｍ系列発生回路１９Ａ〜１９Ｄはタイミングジェネレータ１８からの初期化パルス「ＳＹ」により初期化される。一例として、疑似乱数系列Ｍ１を図５（Ｅ）に示し、Ｍ２を図５（Ｆ）に、Ｍ３を図５（Ｇ）に、Ｍ４を図５（Ｈ）にそれぞれ示す。尚、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４については、例えば、各々初期値の異なる同一のＭ系列を用いても良い。
【００５７】
ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄは、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４と、著作権保護情報ＳＡの各ビット（ｂ０〜ｂ３）とをディジタル的に乗算する。即ち、ディジタル乗算回路２０Ａは、疑似乱数系列Ｍ１と、著作権保護情報ＳＡの最下位ビット「ｂ０」との排他的論理和（Exclusive-OR）を演算し、その演算結果を選択手段（データセレクター）２１に出力する。他のディジタル乗算回路２０Ｂ〜２０Ｄも同様に、疑似乱数系列Ｍ２〜Ｍ４と著作権保護情報ＳＡの各ビットｂ１〜ｂ３とについて同様の演算を行い、選択手段２１に出力する。つまり、疑似乱数系列Ｍ２と著作権保護情報ＳＡのビット「ｂ１」との排他的論理和がディジタル乗算回路２０Ｂにて計算され、疑似乱数系列Ｍ３と著作権保護情報ＳＡのビット「ｂ２」との排他的論理和がディジタル乗算回路２０Ｃにて計算され、疑似乱数系列Ｍ４と著作権保護情報ＳＡの最上位ビット「ｂ３」との排他的論理和がディジタル乗算回路２０Ｄにて計算される。そして、演算結果が選択手段２１に全て送られる。
【００５８】
尚、演算手段２０で行われる演算は排他的論理和又はその負論理演算（排他的論理和の論理否定）が最適である。その理由として、論理和（ＯＲ）や論理積（ＡＮＤ）等の演算では、後述する情報（ＳＡ）の復元時に正しく情報が検出されないか又は検出に長い時間がかかる等の不具合が挙げられる。
【００５９】
本例において、選択手段（データセレクター）２１は、乱数発生手段２２とともに統合手段２３を構成しており、演算手段２０により得られる複数の演算結果を統合することで統合信号を生成する。
【００６０】
選択手段２１には、乱数発生手段２２を構成する回路（乱数発生回路）により発生された２ビットの乱数が供給されるようになっており、選択手段２１は該乱数の値に応じて演算手段２０からの演算結果のいずれかを選ぶ。
【００６１】
乱数発生回路は、真の乱数又は擬似乱数を発生する回路である。真の乱数を生成することが好ましく、系列に周期性がない分、秘匿性が高くなるという利点が得られるが、構成の簡単化等の観点からは擬似乱数の発生回路で代用することが可能である。乱数発生のための回路構成としては、例えば、電気ノイズを増幅してディジタル化（Ａ／Ｄ変換）する回路等が挙げられる。また、擬似乱数を発生させる回路構成については、例えば、Ｍ系列の信号生成回路等を用いたり、あるいは、コンピュータ上でライブラリ関数として用意されている乱数発生関数等を用いて生成した乱数系列のデータを、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段に記憶させておき、データ参照により乱数を発生させるといった構成形態が挙げられる。尚、擬似乱数系列を用いる利点として、例えば、下記に示す事項が挙げられる。
【００６２】
・安定した乱数系列を比較的簡単な回路で生成できること（何らかの条件で偏った乱数が生成されず、特性の確実性が保証される。）
・ディジタル回路として容易に構成でき、単一チップに納め易く、乱数系列が外部からの解析等により発覚する危険性が低いこと。
【００６３】
乱数発生手段２２により発生される乱数は、チャンネルクロックＣＫ単位で変化し、「０、１、２、３」の４つの数字のうち、いずれかの値を取る。選択手段２１は、ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄから供給される４つの入力のうち、その一つを乱数発生手段２２から供給される２ビットの乱数に応じて選択して、その結果を後段のデータセレクター２４に出力する。例えば、乱数発生手段２２から供給される乱数の値が「０」であった場合には、選択手段２１においてディジタル乗算回路２０Ａの出力が選択される。以下、同様にして、下記に示すように乱数値に応じたディジタル乗算回路の出力選択が行われる。
【００６４】
・乱数値が「１」の場合＝＝＞ディジタル乗算回路２０Ｂの出力が選択される・乱数値が「２」の場合＝＝＞ディジタル乗算回路２０Ｃの出力が選択される・乱数値が「３」の場合＝＝＞ディジタル乗算回路２０Ｄの出力が選択される
【００６５】
選択手段２１で選ばれたディジタル乗算回路の出力は、データセレクター２４に出力されて、ここで別の信号との間で選択が行われる。
【００６６】
データセレクター２４には、同期パターン発生回路２５からの同期パターン信号（図５（Ｄ）参照）が供給される。同期パターン発生回路２５は、タイミングジェネレータ１８からの信号に基いて同期パターン信号を発生させるために設けられている。例えば、図５に示すように、タイミングジェネレータ１８より供給される初期化パルス「ＳＹ」（の立ち上がり）に同期して“１１０１１”という論理（正論理）レベルの同期パターン信号を発生させて、この信号をデータセレクター２４に出力する。
【００６７】
また、データセレクター２４には、タイミングジェネレータ１８からの信号（以下、これを「著作権同期パターン選択信号」といい、「ＳＴ」と記す。）が供給される。図５（Ｃ）に示すように、著作権同期パターン選択信号ＳＴは、初期化パルスＳＹの立ち上がりと同時に立ち上がって、５クロック（ＣＫ）幅の期間だけその論理レベル（論理値）が「１」となる信号である。
【００６８】
データセレクター２４では、著作権同期パターン選択信号ＳＴに応じて、同期パターン発生回路２５の出力信号又は選択手段２１の出力信号のうち、いずれか一方が選択される。即ち、著作権同期パターン選択信号ＳＴの論理レベルが「１」となっている間は、同期パターン発生回路２５の出力が選択され、また、著作権同期パターン選択信号ＳＴの論理レベルが「０」となっている間は、選択手段２１の出力が選択される。従って、データセレクター２４の出力には、“１１０１１”という同期パターンを含む信号部分が周期的に現れることになり、その間には、選択手段２１でランダムに選ばれた信号が含まれる。
【００６９】
以上のようにして得たデータセレクター２４の出力信号について説明するために、図５では、乱数発生手段２２の出力（乱数値）を図５（Ｉ）に示すとともに、著作権保護情報ＳＡに係る４ビットの情報ｂ０〜ｂ３の値が全て０であると仮定した場合における、データセレクター２４の出力信号を図５（Ｊ）に示している。尚、図５において（Ａ）乃至（Ｈ）に示す信号は、下記の通りである。
【００７０】
・（Ａ）＝＞ＣＫ（チャンネルクロック）
・（Ｂ）＝＞ＳＹ（初期化パルス）
・（Ｃ）＝＞ＳＴ（著作権同期パターン選択信号）
・（Ｄ）＝＞同期パターン信号
・（Ｅ）＝＞Ｍ系列信号（Ｍ１）
・（Ｆ）＝＞Ｍ系列信号（Ｍ２）
・（Ｇ）＝＞Ｍ系列信号（Ｍ３）
・（Ｈ）＝＞Ｍ系列信号（Ｍ４）
【００７１】
図５から明らかなように、ＳＹやＳＴの立ち上がり時点を起点として、最初の５クロックの期間では、著作権同期パターン選択信号ＳＴの論理レベルが「１」となっており、データセレクター２４の出力として同期パターン“１１０１１”がそのまま現れている。しかし、第６番目のクロック（ＣＫ）からは、著作権同期パターン選択信号ＳＴの論理レベルが「０」となるため、乱数発生手段２２の出力に応じて選択手段２１で選ばれた、不規則に変化する信号が得られる。
【００７２】
例えば、第６番目のクロックでは、乱数発生手段２２の出力レベルは「０」となっている。この場合には選択手段２１がＭ１の系列を選択するので、該系列の６番目のクロックと同じデータ「０」が選択手段２１から出力される。同様にして、第７番目のクロックでは乱数発生手段２２の出力が「３」である。この場合には選択手段２１がＭ４の系列を選択するので、該系列の７クロック目と同じデータ「０」 が選択手段２１から出力される。このように、乱数発生手段２２の出力を「ｊ」（ｊ＝０、１、２、３）とした場合に、Ｍｋ（ｋ＝ｊ＋１）の系列が選択され、これによって４つの疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４のいずれかが選択手段２１にて選択されて出力される。その結果、図５（Ｊ）に示すような信号が、データセレクター２４の出力に得られる。
【００７３】
尚、図５（Ｋ）、（Ｌ）は、乱数発生手段２２の出力が図５（Ｉ）と異なる場合における、データセレクター２４の出力例を示したものであり、図５（Ｋ）が乱数発生手段２２による乱数列を示し、図５（Ｌ）がデータセレクター２４の出力信号を示す。
【００７４】
この例でも著作権保護情報ＳＡの４ビットの情報ｂ０〜ｂ３の値は全て「０」であると仮定しており、前述のように、Ｍ系列発生回路１９Ａ〜１９Ｄは、初期化パルスＳＹにより周期的にリセットを繰り返し、その度に同一の疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４を生成する。しかし、乱数発生手段２２については初期化パルスＳＹによってもリセットされないため、本例では乱数発生手段２２からは図５（Ｉ）とは全く異なる乱数列（図５（Ｋ）参照）が出力されている。その結果、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４は同じであっても、選択手段２１での選択結果は図５（Ｊ）とは異なるものとなる。つまり、図５（Ｌ）と図５（Ｊ）とを比較すると、同期パターン信号（”１１０１１”）を表す最初の５クロックの部分を除いて、全く異なる信号波形となっていることが理解される。
【００７５】
このようにして記録される著作権保護情報ＳＡについては、同期パターンとの相対的な位置によってグルーブの位置変位の確率が変化することにより記録されている。従って、同期パターンからの相対的な位置に応じてグルーブの位置変位の確率を求めるような演算を行うことにより著作権保護情報ＳＡを検出することができる（その詳細は後で説明する。）。
【００７６】
尚、Ｍ系列発生回路の初期化は、ディスクのアドレス情報をもとに、その同期信号が出現するタイミング、あるいは同期信号の出現時点から、ある一定の遅延時間をもって遅れたタイミングをもって行うことが好ましい。つまり、アドレス信号ＳＺには、該信号検出用の同期信号が埋め込まれており、この同期信号については秘匿性の問題がなく、大きな振幅（信号パワー）の信号として記録媒体に記録されているので、再生時に検出し易くなっている。従って、著作権保護情報を含む信号を、相対的に小さい振幅（信号パワー）でもって重畳した場合でも、あまり目立たないので、アドレス信号に含まれる同期信号を検出して、該信号の出現タイミングを用いて２進系列を初期化して、著作権保護情報の復元再生等に利用することができる。勿論、本発明の適用においては、このようなアドレス信号のみに限定される訳ではなく、例えば、ディスク製造事業者に固有の情報や、ディスク再生時の推奨条件（プレーヤの自動調整回路用の条件等）、録音（又は録画）可能時間等、各種情報を含む信号の利用が可能である。
【００７７】
図４において、データセレクター２４の出力信号は、アナログ乗算回路２６の一方の入力端子に供給され、アナログ乗算回路２６の他方の入力端子には、キャリア（搬送波）発生回路２７により発生される単一周波数のキャリア信号が供給される。つまり、アナログ乗算回路２６は、データセレクター２４の出力に対して、キャリア発生回路２７の出力をアナログ的に乗ずることにより、データセレクター２４が出力する信号の周波数成分を高くシフトさせ、その結果をバンドパスフィルター（ＢＰＦ）２８に出力する。バンドパスフィルター２８は、アナログ乗算回路２６により高い周波数にシフトされた、データセレクター２４の出力信号成分だけを通過させるものであり、これにより変調信号（著作権変調信号）ＳＸを生成する。
【００７８】
尚、アナログ乗算回路２６やキャリア発生回路２７、バンドパスフィルター２８は、データセレクター２４からの統合信号に応じて変調信号を作成する変調手段２９を構成しており、キャリア発生回路２７によるキャリア周波数及びバンドパスフィルター２８の通過周波数帯域は、アドレス信号ＳＺの周波数帯域と異なるように設定されている。これにより著作権変調信号ＳＸとアドレス信号ＳＺとの周波数多重が可能となる。
【００７９】
以上のようにして得られた著作権変調信号ＳＸは、図３に示す重畳手段１５においてアドレス信号ＳＺと加算された後、光変調器９に送られる。光変調器９は、変調信号に基いて、光ディスク原盤２００に対するレーザー光線の照射制御を行うことでトラックを蛇行させるウォブル変調手段３０を構成しており、著作権保護情報ＳＡは、著作権変調信号ＳＸとアドレス信号ＳＺに基いて、グルーブのウォブルとして、容易に解読し得ない形態で光ディスク原盤２００上に記録されることになる。尚、本例では、レーザー光線を用いた記録形態を採用しているために、光変調器９の他に、ミラー１０、対物レンズ１１等を必要とするが、これらの光学部品はウォブル変調手段３０の構成にとって必須ではない。光学部品を必要としない形態、例えば、電子線を用いた記録形態では、電子線変調器によりウォブル変調手段が構成される。つまり、この場合には、記録用光源（レーザー光源）８の代わりに電子線発生源が使用され、光変調器９の代わりに電子線変調器が使用される。
【００８０】
上述のように、本発明では、複数の２進数系列を用いて前記ディジタル情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号を光学式記録媒体に記録する。つまり、複数の乱数系列を用いた演算結果として生成される複数の信号が、最終的には１つの信号にまとめられるが、図４の構成では、複数の信号系列のうちからランダムに一つの系列が選択される。この場合、毎回の選択が正確にランダムとなるように行われれば良いが、万が一、同じ系列が長時間に亘って選択されてしまった場合には、情報の秘匿性の点で好ましくない。よって、上記したように、乱数的な系列を利用することが望ましく、また信号系列の選択時においてもランダム性が保証されることが望ましい。
【００８１】
複数の演算結果のうち最終的に得られる信号は変調されて必要な処理が施された後、記録媒体に記録されるが、そのために必要な記録手段として、上記の例ではディスクの回転制御手段３や、光照射系７、信号処理部１２を備えている。
【００８２】
そして、本発明の場合、全く同じ著作権保護情報ＳＡに対しても、著作権変調信号ＳＸが毎回異なった波形となる。この結果、ディスクに記録されるグルーブのウォブル量も毎回異なっている。
【００８３】
このようなウォブリングの様子を模式的に示したものが図６である（但し、この図では、概念的に分かり易くする為にデータセレクター２４の出力がそのままウォブルされて記録されるものとして示している。実際に記録されるグルーブのウォブルはアドレス信号ＳＺやキャリアの影響が加わるので、もっと複雑な様相を呈する。）。
【００８４】
図示するように、ディスク状光学式記録媒体２の著作権情報記録エリア２Ａには、同期パターンから始まるグルーブの微視的なウォブルパターンとして著作権保護情報ＳＡが記録されている。
【００８５】
また、同図において、各グルーブのウォブルパターンは、著作権情報記録エリア２Ａ内のトラック毎に異なって見えるにも関わらず、同一の著作権保護情報ＳＡを表している。つまり、記録された著作権保護情報ＳＡは、その複数のビット列と、複数の２進数系列との演算結果を統合した統合信号に基づく変調信号を用いてレーザー光線（又は電子線）の照射制御を行うことで、グルーブのウォブル情報として記録されている（乱数系列により攪乱されたデータに基づく信号としてディスク上に記録されている。）。従って、仮に電子顕微鏡を使ってディスク表面を観測し、図６に相当するようなパターンを確認したとしても、記録されたグルーブの蛇行パターンはランダムに生成されたものであり、簡単に解読することはできない。即ち、本発明を適用して著作権保護情報ＳＡをディスクに記録することにより、該情報を容易に見破れなくなるので、いわゆる海賊版の作成作業をより困難なものにすることができる。
【００８６】
尚、著作権情報記録エリア２Ａに記録される情報量については、例えば、下記に示す条件を考慮して決定する必要がある。
【００８７】
１．著作権保護情報の記録ビット数
２．信号振幅の大きさ（振幅が大きいほど、短い記録区間で済むが、一方で信号振幅が大き過ぎると秘匿性を損う虞が生じる。）
３．ディスクの製造上のバラツキや、出荷後の取り扱いの際に生じる傷等
４．１クロックの長さ
【００８８】
従って、１トラック分の情報量で十分な場合もあれば、数千、数万トラックに及ぶ場合もある。
【００８９】
尚、図４に示した構成例では、統合手段２３において、乱数又は擬似乱数を発生させるとともに、乱数又は擬似乱数に応じて複数の演算結果（ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄの各出力）のうちから一つを選択し、これを統合信号として出力するようにしたが、統合手段２３がこのような形態に限られる訳ではない。例えば、図７に示すように、演算手段２０による複数の演算結果を加算する加算手段を設けることにより統合信号を生成する構成形態でも構わない。
【００９０】
図７に示す例において、図４との相違点は、選択手段２１及び乱数発生手段２２の代わりに加算手段として加算回路３１が使われていることである（よって、図７に示す部分のうち、図４に示す構成との比較において相違しない部分には、既に用いた符号と同じ符号を用いることでその説明を省略する。）。
【００９１】
加算回路３１には、ディジタル乗算回路２０Ａ〜２０Ｄの各出力が入力され、該加算回路３１はそれらを加算して得られる出力を後段のデータセレクター２４に送出する。
【００９２】
よって、データセレクター２４では、著作権同期パターン選択信号ＳＴに応じて、同期パターン又は加算回路３１の出力の一方が選択され、その選択結果が、変調手段２９のアナログ乗算回路２６に送られる。
【００９３】
尚、本例では、加算回路３１による加算結果が多値信号となるので、多値信号の記録や再生処理が必要である。多値信号を利用する場合には、二値信号を利用する形態に比べて、生成される信号が滑らかになる場合が多く、アドレス信号との重畳により隠された著作権保護情報に関して秘匿性を高めることが可能である。
【００９４】
次に、著作権保護情報ＳＡが記録された光学式記録媒体を用いて、情報記録又は情報再生を行う情報処理装置について説明する。該装置には、例えば、ディスク情報の再生装置又は記録装置、あるいはディスク情報の記録及び再生を行う装置等が挙げられる。
【００９５】
図８は、記録及び再生に係るシステムの概略的な説明図である。
【００９６】
著作権保護情報ＳＡは、情報記録装置１（本例では光学式記録装置）を用いて光学式記録媒体２の著作権情報記録エリア２Ａに記録される。
【００９７】
情報処理装置におけるデータ再生時には、著作権保護情報ＳＡの記録時において該情報を撹乱させるために用いたのと同じ複数の２進数系列を使って、該系列の信号と再生信号との間で相関演算を行い、著作権保護情報ＳＡを復元する（復号）。再生信号は、ＳＡを用いて暗号化による秘匿化処理が施されているので、復号された著作権保護情報ＳＡを用いて記録時に施された暗号化処理を解除すれば、元の再生データが得られる。
【００９８】
尚、情報処理装置におけるデータ記録時には、著作権保護情報ＳＡを用いて記録データ（ユーザデータ）が暗号化された上で、光学式記録媒体２への記録に適した変調処理等を経て該記録媒体への記録処理が行われる。
【００９９】
図９は、装置例として、著作権保護情報ＳＡ及びアドレス信号ＳＺが記録された光学式ディスクに対して情報記録や情報再生を行う光ディスク記録再生装置の構成例を示したものである。
【０１００】
情報処理装置３２において使用される光学式記録媒体２には、上記したように、複数の２進数系列を用いて著作権保護情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号が記録されている。そして、ディスク状の光学式記録媒体２は、駆動源３３であるスピンドルモータによって回転される。尚、スピンドルモータはサーボ回路３４からの信号により制御される。
【０１０１】
光ピックアップ（あるいは光学ヘッド）３５は、サーボ回路３５によって所定の動作をするように制御される（対物レンズ駆動に係るトラッキングサーボ制御やフォーカスサーボ制御、あるいは視野位置変更のためのスレッド制御等）。光ピックアップ３５により生成される信号は、マトリックスアンプ３６に送られ、ここで、トラックエラー（あるいはトラッキングエラー）信号「ＴＫ」、フォーカスエラー信号「ＦＳ」、プッシュプル信号「ＰＰ」及び光磁気検出信号「ＭＯ」に変換される。トラックエラー信号「ＴＫ」及びフォーカスエラー信号「ＦＳ」は、サーボ回路３４に供給され、光ピックアップ３５の対物レンズに係る焦点位置合わせ制御やトラッキング制御に用いられる。また、プッシュプル信号「ＰＰ」は、２分割ディテクタによる光量差の信号（所謂ラジアルプッシュプル信号）であり、Ａ／Ｄコンバータ（アナログ／ディジタル変換器）３７に供給され、著作権保護情報ＳＡ及びアドレス情報の検出に用いられる。これらの情報は、グルーブのウォブルとしてディスクに記録されているので、グルーブのウォブルについて検出することでウォブル信号を生成することができる。つまり、光ピックアップ３５やマトリックスアンプ３６はウォブル検出手段３８を構成している。
【０１０２】
マトリックスアンプ３６で得られるＭＯ信号は復号回路３９に供給され、光磁気信号として記録されたユーザデータが復号される。復号回路３９は、供給されるＭＯ信号からＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）復調を行う。ＥＦＭ復調されたデータは、暗号化解除回路４０に送られる。この暗号化解除回路４０は、後述のＣＰＵとともに、光学式記録媒体２の記録情報に施された暗号化処理を解除して情報を復元するための暗号化解除手段を構成しており、本回路において、著作権保護情報ＳＡに基づく暗号化が解除された情報は、８ビット単位の信号としてＥＣＣ回路４１に供給される。
【０１０３】
ＥＣＣ回路４１は、記録時の符号化において付加されたＥＣＣ（Error Correction Code：誤り訂正符号）に基づいて、暗号化解除回路４０の出力信号に含まれる符号誤りを訂正する。このような誤りは、例えば、ディスク上のディフェクト等に起因して生じるものである。
【０１０４】
尚、データの記録時には、入力されたユーザデータがＥＣＣ回路４２を経て、暗号化回路４３に送られる。この暗号化回路４３は、後述のＣＰＵとともに光学式記録媒体２への記録情報を暗号化して記録させるための暗号化手段を構成しており、本回路において、著作権保護情報ＳＡに基づく暗号化処理が施されたデータは、変調回路４４に送られて変調（ＥＦＭ）される。そして、マトリックスアンプ３６に送られてディスクへの記録処理が行われる。
【０１０５】
Ａ／Ｄコンバータ３７によってディジタル化されたデータは、第二復号回路４５に送られて復号処理を施され、これにより得られる著作権保護情報ＳＡはＣＰＵ（中央処理装置）４６に送られる。尚、復号されたＳＡが外部に漏洩しないように、ＳＡをＬＳＩ等の集積回路内のみで管理したり、ＳＡを外部に引き渡すときには相互認証をして暗号化等の秘匿化処理を施してから渡すといった配慮が必要である。
【０１０６】
ディスク上の著作権情報記録エリア２Ａ（図６参照）の記録情報から著作権保護情報ＳＡを検出する場合に関して説明すると、先ず、ＣＰＵ４６が光ピックアップ３５に指示を出して、対物レンズ駆動に係るフォーカスサーボとトラッキングサーボを作動させた状態で、ディスク内周部の著作権情報記録エリア２Ａにアクセスを行う。このとき、グルーブのウォブルとして記録された著作権変調信号ＳＸ及びアドレス信号ＳＺは、プッシュプル信号ＰＰとして観測される。
【０１０７】
プッシュプル信号ＰＰは、Ａ／Ｄコンバータ３７において、図示しないクロックに従って８ビットのディジタルプッシュプル信号（これを「ＤＸ」と記す。）に変換されて、第二復号回路４５に供給される。第二復号回路４５は、ディジタルプッシュプル信号ＤＸから著作権保護情報ＳＡを復号して（その詳細は後述する。）、ＣＰＵ４６に出力する。
【０１０８】
ＣＰＵ４６は、第二復号回路４５から供給された著作権保護情報ＳＡを暗号化解除回路４０に出力する。前述のように、暗号化解除回路４０は、ＣＰＵ４６から供給される著作権保護情報ＳＡに基づいて、復号回路３９から供給される信号の暗号化を解除し、８ビット単位の信号としてＥＣＣ回路４１に供給する。
【０１０９】
このようにして著作権保護情報ＳＡが正しく記録されているディスクにおいては、暗号化解除回路４０にて正しく暗号化が解除されることにより、ユーザはディスクに記録された音楽情報を楽しむことができる。一方で、著作権保護情報ＳＡが正しく記録されていないディスク（不正にコピーしたディスク等）においては、暗号化解除回路４０が正しく作動しないことにより、ユーザはディスクに記録されている音楽情報を楽しむことができない。このようにして正しく著作権保護情報ＳＡが記録されていないディスクでは音楽再生が行われないので、例えば、海賊版ディスクの価値を著しく下げることができ、不正に複製されたディスクの普及を妨げることができる（その結果、著作権者の利益を守ることができる。）。
【０１１０】
また、情報処理装置３２において、ユーザがディスクにデータを新たに記録する場合には、先ず、入力されたユーザデータに対してＥＣＣ回路４２が、誤り訂正符号を付加する。この後、暗号化回路４３において、ＣＰＵ４６からの著作権保護情報ＳＡに基づいて暗号化を行い、変調回路４４がＥＦＭ等の変調を施した後、その出力をマトリックスアンプ３６に送る。そして、光ピックアップ３５を用いて、レーザービーム照射とともに磁気ヘッドによりディスク上の磁界パターンとして情報が記録される。
【０１１１】
このようにディスクに記録されたユーザデータは、常に、ディスク固有の著作権保護情報ＳＡにより暗号化の処理が行われる。従って、万一不当な手段によりディスク上のユーザデータがコピーされ、海賊版ディスクとして出回っても、暗号化の際に鍵（暗号キー）として使用した著作権保護情報ＳＡが海賊版ディスクからは再生できないため、海賊版ディスクに違法コピーされたユーザデータにかけられている暗号化処理を解除することができない。これにより海賊版ディスクの価値を著しく下げることができるので、海賊版ディスクの普及を妨げることができ、結果として、著作権者の利益を守ることができる。
【０１１２】
次に、第二復号回路４５について説明する。
【０１１３】
図１０は第二復号回路の構成例を示すブロック図である。
【０１１４】
前記したように、著作権保護情報ＳＡの復号は、ウォブル検出手段３８からの信号に基いて行われる。本例では、ウォブル検出手段３８が、プッシュプル信号（ＰＰ）を検出するプッシュプル検出手段であり、マトリックスアンプ３６からＡ／Ｄコンバータ３７に送られて、プッシュプル信号ＰＰがディジタルプッシュプル信号ＤＸに変換される。
【０１１５】
そして、このディジタルプッシュプル信号ＤＸは、ローパスフィルター（ＬＰＦ）４７及びバンドパスフィルター（ＢＰＦ）４８に入力される。
【０１１６】
ローパスフィルター４７は、ディジタルプッシュプル信号ＤＸに含まれる低い周波数成分だけを通過させることにより、アドレス信号ＳＺの成分を抽出して出力するために設けられている。また、バンドパスフィルター４８は、ディジタルプッシュプル信号ＤＸに含まれる高い周波数成分の信号だけを抽出することにより、著作権変調信号ＳＸの成分を取り出して出力するものである。
【０１１７】
ローパスフィルター４７の出力は、ＰＬＬ（位相同期ループ）回路４９及び同期検出回路５０に送られる。ＰＬＬ回路４９は、アドレス信号ＳＺに同期したクロックを再生することにより、記録時に使われたのと同様なチャネルクロックＣＫを作り出して出力し、第二復号回路４５を構成する各部に供給する。
【０１１８】
同期検出回路５０は、ウォブル信号から同期タイミングを検出するために設けられた回路であり、ローパスフィルター４７とともに同期検出手段５１を構成している。つまり、同期検出回路５０は、アドレス信号ＳＺに含まれる同期信号成分を検出して、記録時に使われたのと同様のタイミングで初期化パルスＳＹを出力する。つまり、本例では同期検出手段５１が、アドレス情報を検出するアドレス検出手段である。
【０１１９】
初期化パルスＳＹは、１クロックの間、論理レベルが「１」となるようなパルスであり、図５（Ｂ）で示したのと同じタイミングで出力される。つまり、初期化のタイミングについては、記録時と同様、ＰＬＬ回路４９によってチャンネルクロックＣＫが再現されるので、同期信号検出後にこのＣＫを所定数だけカウントすることでタイミングを計ることができる。
【０１２０】
著作権保護情報ＳＡを復元する復元化手段５２は、２進数系列発生手段５３、演算手段５４、復号手段５７を備えている。
【０１２１】
Ｍ系列発生回路５３Ａ〜５３Ｄは、初期化パルスＳＹに基づく同期タイミングに応じて２進数系列を発生させる２進数系列発生手段５３を構成する。つまり、Ｍ系列発生回路５３Ａ〜５３Ｄは、初期化パルスＳＹにより初期化され、前記した情報記録装置１（の変調手段１３）において使われたのと全く同じＭ系列による疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４を発生させて、ディジタル乗算回路５４Ａ〜５４Ｄにそれぞれ出力する。
【０１２２】
ディジタル乗算回路５４Ａ〜５４Ｄは、疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４のデータと、バンドパスフィルター４８の出力データ（ＳＸ）とをディジタル的に乗算する演算手段５４を構成している。即ち、ディジタル乗算回路５４Ａは、疑似乱数系列Ｍ１の論理レベルが「１」である場合に、信号ＳＸの極性を反転してディジタル積分回路５５Ａに出力する。また、ディジタル乗算回路５４Ａは、疑似乱数系列Ｍ１の論理レベルが「０」である場合には信号ＳＸをそのままディジタル積分回路５５Ａに出力する。つまり、記録時と同様、排他的論理和（あるいはその論理否定）の演算が行われる。
【０１２３】
他のディジタル乗算回路５４Ｂ〜５４Ｄも疑似乱数系列Ｍ２〜Ｍ４及びバンドパスフィルター４８の出力に関してディジタル乗算回路５４Ａと同様の演算を行い、結果をディジタル積分回路５５Ｂ〜５５Ｄに出力する（つまり、「ｘ＝Ｂ、Ｃ、Ｄ」として、Ｍ系列発生回路５３ｘとＢＰＦ４８の各出力に係るディジタル乗算回路５４ｘの演算結果がディジタル積分回路５５ｘに出力される。）。
【０１２４】
復号手段５７を構成するディジタル積分回路５５Ａ〜５５Ｄは、ディジタル乗算回路５４Ａ〜５４Ｄにおける演算結果として得られる値を次々と積分していくことにより、同期パターンからの相対位置に応じてグルーブの位置変位の確率を求める演算を行う。このように積分することにより、記録時に使われた乱数の影響を除去して、著作権保護情報ＳＡとして記録された情報を復元することができる。
【０１２５】
つまり、本例では、ディスクの再生信号と、各キャリア信号（複数の２進数系列信号）との相関度を求めることになる。再生信号中に、あるキャリア（２進数系列）の成分が、正極性として含まれていれば相関度はプラスの大きな値を示し、また、再生信号中に２進数系列が負極性（０と１が反転されている）として含まれていれば相関度はマイナスの大きな値を示す。これにより、各ビットに１を記録したのか、０を記録したのかが分かる。
【０１２６】
尚、ディスクに記録された複数の２進数系列が直交関係、即ち、相互相関がゼロの関係にあるとき、再生信号中に、複数の２進数系列の成分が重畳されて含まれていても、再生信号と任意の２進数系列信号との相関度を求めることで、他の２進数系列成分の影響を排除して、所望の２進数系列成分の強度（極性）のみを知ることができる。このように、復元化手段５２は、複数の２進数系列と再生信号との相関度を求める手段に他ならず、相関度の求め方としては、例えば、アナログ信号処理の場合には、二つの信号をかけ算しながら、その結果を積分していけば良いし、また、本例のように、二値信号の場合は、かけ算の代わりに排他的論理和又はその反転論理（否定論理）を利用すれば良い。
【０１２７】
ディジタル積分回路５５Ａ〜５５Ｄにおける積分結果は、ディジタル判定回路５６Ａ〜５６Ｄにそれぞれ供給される。ディジタル判定回路５６Ａ〜５６Ｄは、入力された信号と所定の閾値とを比較することにより、著作権保護情報ＳＡの各ビットｂ０〜ｂ３を復元して出力する。尚、ディジタル乗算回路５４Ａ〜５４Ｄ及びディジタル積分回路５５Ａ〜５５Ｄは、ディスクからの再生信号に基づく信号ＳＸと、各キャリア信号（複数の２進数系列信号）との相関値（あるいは相関係数）を求める回路であり、各相関値は、各ビットの論理値に応じて正または負の値をとる。よって、ディジタル判定回路５６Ａ〜５６Ｄにおける「所定の閾値」とは、この場合、ゼロ（又はゼロレベル）である。
【０１２８】
以上のように、復号手段５７では、ウォブル信号を複数の２進数系列Ｍ１〜Ｍ４と演算しながら積分することにより、著作権保護情報ＳＡの各ビットについて復号を行う。つまり、互いに異なる複数の２進数系列と、ウォブル信号との演算結果について各々に積分する複数の積分手段５５を備え、著作権保護情報ＳＡに係る各ビットについて同時に並行して検出することにより、ビット毎の復号が行われる。
【０１２９】
このように本構成では、アドレス信号ＳＺに挿入された同期パターンを使って、記録時に用いられたクロックと４つの疑似乱数系列Ｍ１〜Ｍ４を再現し、これらと、光ピックアップ３５から検出された再生信号（プッシュプル信号）との相関積分について演算することで、ディスクに記録された著作権保護情報ＳＡを復元することができる。
【０１３０】
積分を用いた検出により、記録時に使われた乱数の影響を除去できることは既述の通りであるが、ディスクの製造過程において生じた欠陥、あるいはディスクの取り扱いに際して生じたディスク表面の傷等により、再生信号の一部が欠落した場合においても、積分演算を繰り返し行うことにより著作権保護情報ＳＡを確実に検出することが可能である。
【０１３１】
尚、上記した構成例では、初期化パルスＳＹを再現するためにアドレス信号ＳＺに埋め込まれた同期パターンを使っているが、著作権変調信号ＳＸにも著作権同期信号が埋め込まれているので、該信号を利用することも可能である。つまり、同期検出手段５１に係る別の構成例としては、図１０に破線で示すように、バンドパスフィルター４８の出力に含まれる著作権同期信号を検出し、これに同期して初期化パルスＳＹを再現すれば良い。この場合、同期検出回路５０にはバンドパスフィルター４８の出力端子が接続され、ディスク上に記録されたグルーブのウォブルにおいて、同期パターン“１１０１１”が所定の周期で繰り返して記録されていることを検出して初期化パルスＳＹを再現することができる。
【０１３２】
しかして、上記した情報処理装置３２によれば、著作権保護情報ＳＡの再生が可能であり、著作権保護情報ＳＡを鍵としたユーザデータの暗号化又は暗号化解除に係る制御により、不正なコピー操作等を防止することで、有効な著作権保護を実現することができる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本願発明によれば、撹乱に用いた複数の２進数系列を知らない限り著作権保護情報が容易には判明しないので、著作権者の利益を有効に保護することができる。そして、著作権保護情報に基づく信号を、光学式記録媒体に係るウォブル情報として記録することにより、情報の秘匿性を高めることができる。そして、さらに、演算結果のランダムな選択に代わって加算処理で済むために、該選択に用いる乱数発生手段が不要である。また、多値信号を用いることで著作権保護情報の秘匿性を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学式記録媒体の製造工程について概要を説明するための図である。
【図２】本発明に係る光学式記録媒体の原盤を示す図である。
【図３】本発明に係る光学式記録媒体の原盤露光装置について一例を示す構成図である。
【図４】図３の原盤露光装置における変調回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す変調回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図６】著作権保護情報が記録媒体におけるグルーブのウォブルとして記録された様子を模式的に示す説明図である。
【図７】図４とは異なる構成をもった変調回路を例示したブロック図である。
【図８】本発明における記録再生システムの概要を示す説明図である。
【図９】本発明に係る光学式記録媒体を用いた情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す第二復号回路（著作権保護情報の復号回路）の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…情報記録装置、１ａ、１ｂ…情報源、２…光学式記録媒体、１３、１４…変調手段、１５…重畳手段、１９…２進数系列発生手段、２０…演算手段、２１…選択手段、２２…乱数発生手段、２３…統合手段、３０…ウォブル変調手段、３２…情報処理装置、３８…ウォブル検出手段、４０、４６…暗号化解除手段、４３、４６…暗号化手段、５１…同期検出手段、５３…２進数系列発生手段、５５…積分手段、５７…復号手段
Claims (3)
- 記録媒体への光照射又は電子線照射により著作権保護用のディジタル情報を記録し、複数の２進数系列を用いて前記ディジタル情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号を記録媒体に記録する情報記録装置において、
同期検出に基づくタイミングで複数の２進数系列を発生させる２進数系列発生手段と、
前記ディジタル情報に係る複数のビットと前記複数の２進数系列との演算結果を出力する演算手段と、
前記演算手段により得られる複数の演算結果を統合することで統合信号を生成する統合手段と、
前記統合信号に応じて変調信号を作成する変調手段と、
前記変調信号に基づいて、光学式記録媒体に対するレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことでトラックを蛇行させるウォブル変調手段とを備え、
前記統合手段が、前記演算手段による複数の演算結果を加算して前記統合信号を生成する
ことを特徴とする情報記録装置。 - 記録媒体への光照射又は電子線照射により、著作権保護用のディジタル情報を記録し、複数の２進数系列を用いて前記ディジタル情報を撹乱させる工程と、撹乱により得られた複数系列に基づく信号を記録媒体に記録する工程を備えた情報記録方法において、
同期検出に基づくタイミングにより複数の２進数系列を発生させた後、
前記第一のディジタル情報に係る複数のビットと前記複数の２進数系列との演算により複数の演算結果を求め、
前記複数の演算結果を統合信号として統合してから、該統合信号に応じて変調信号を作成し、
前記変調信号に応じて、光学式記録媒体に対するレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことでトラックを蛇行させ、
前記複数の演算結果を加算することにより前記統合信号を生成する
ことを特徴とする情報記録方法。 - 著作権保護用のディジタル情報が記録され、複数の２進数系列を用いて前記ディジタル情報を撹乱させることで得られる複数系列に基づく信号が記録された光学式記録媒体において、
複数の２進数系列と前記ディジタル情報に係る複数のビットとの演算結果を統合した統合信号に基づく変調信号を用いてレーザー光線又は電子線の照射制御を行うことで、前記ディジタル情報がグルーブのウォブル情報として記録され、
前記統合信号が、前記複数の演算結果を加算した多値信号である
ことを特徴とする光学式記録媒体。
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