JP4051575B2 - 光ディスク再生装置、復調回路、復調方法及び光ディスク再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク再生装置、復調回路、復調方法及び光ディスク再生方法に関し、例えばオーディオデータを記録する光ディスクと、この記録装置、再生装置に適用することができる。本発明は、光ディスクの内外周方向にピット等を変位させてキーデータ等の副のデータを記録するようにして、複数のピット等により副のデータの１ビットを記録することにより、ピット列等によるデータの再生には何ら影響を与えないで、このデータを再生する光ピックアップにより再生可能に、かつ違法コピーによってはコピーすることが困難に、種々のデータを記録することができるようにする。

従来、コンパクトディスクは、記録に供するデータ列をデータ処理した後、ＥＦＭ変調（Eight to Fourteen Modu1ation）することにより、所定の基本周期Ｔに対して周期３Ｔ〜１１Ｔのピット列が形成され、これによりオーディオデータ等が記録されるようになされている。

これに対して内周側のリードインエリアには、管理用データの記録領域が形成され、この記録領域に記録されたＴＯＣ（Table Of Contents ）により、所望の演奏等を選択的に再生できるようになされている。

このようにして種々のデータが記録されるコンパクトディスクは、リードインエリアの内周側に、海賊版の防止等を目的としたＩＦＰＩ（International Federation of the Phonographic Industry ）コードの記録領域が形成され、この記録領域にメーカー、製造所及びディスク番号等を示す符号が刻印され、これによりコンパクトディスクの履歴等を目視により確認できるようになされている。

ところでこのような刻印においては、コンパクトディスクの履歴を確認できることにより、この刻印の有無により違法コピーを識別できると考えられる。ところがこの刻印は、目視による確認を目的とすることにより、コンパクトディスクプレイヤーの光ピックアップによっては再生することが困難な欠点がある。これにより刻印により違法コピーを識別して再生処理にこの刻印の有無を反映させるには、結局、刻印を再生する為に専用の再生機構が必要になる。

また、これらの方法によって記録される符号は、通常のピットと同じ方法で記録されて目視により確認されることにより、コンパクトディスクの保護膜及びアルミ反射膜を剥離してスタンパーを作成すること等により複製可能で、これにより違法にコピーされる問題があった。

これらにより、ピット列によるオーディオデータの再生には何ら影響を与えないで、オーディオデータを再生する光ピックアップによって再生可能に、かつ違法コピーによってはコピーすることが困難に、種々のデータを記録することができれば、このデータを利用して違法コピーを排除できると考えられる。
特開２０００−１９５０４９号

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ピット列等によるデータの再生には何ら影響を与えないで、このピット列等によるデータを再生する光ピックアップにより再生可能に、かつ違法コピーによってはコピーすることが困難に、違法コピーを禁止するデータ等を記録することができる光ディスク再生装置、復調回路、復調方法及び光ディスク再生方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため請求項１の発明は、光ディスク再生装置に適用して、光ディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より、前記光ディスクに形成されたピット列又はマーク列に応じて信号レベルが変化する再生信号を検出する再生信号検出手段と、前記再生信号を基準にした前記変位検出信号の積算処理により複数のピット又はマークによる前記変位検出信号を積分する処理と、積分結果を判定する処理とを繰り返して、前記主データの著作権保護に用いられる副データの各ビットを順次再生する副の復調手段とを備えるようにする。

また請求項４の発明は、光ディスク再生装置に使用される復調回路に適用して、前記光ディスク再生装置は、光ディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より、前記光ディスクに形成されたピット列又はマーク列に応じて信号レベルが変化する再生信号を検出する再生信号検出手段と、前記再生信号を２値識別して前記ピット列又はマーク列により記録された主データを再生する主の復調手段と、トラックセンターを基準にした内外周方向への前記ピット又はマークの変位に応じて信号レベルが変化する変位検出信号を出力する変位検出手段とを有し、前記復調回路は、前記再生信号を基準にした前記変位検出信号の積算処理により複数のピット又はマークによる前記変位検出信号を積分する処理と、積分結果を判定する処理とを繰り返して、前記主データの著作権保護に用いられる副データの各ビットを順次再生する副の復調手段を備える。

また請求項５の発明は、光ディスク再生装置に使用される復調方法に適用して、前記光ディスク再生装置は、光ディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より、前記光ディスクに形成されたピット列又はマーク列に応じて信号レベルが変化する再生信号を検出する再生信号検出手段と、前記再生信号を２値識別して前記ピット列又はマーク列により記録された主データを再生する主の復調手段と、トラックセンターを基準にした内外周方向への前記ピット又はマークの変位に応じて信号レベルが変化する変位検出信号を出力する変位検出手段とを有し、前記復調方法は、前記再生信号を基準にした前記変位検出信号の積算処理により複数のピット又はマークによる前記変位検出信号を積分する処理と、積分結果を判定する処理とを繰り返して、前記主データの著作権保護に用いられる副データの各ビットを順次再生する副の復調のステップを有する。

また請求項６の発明は、光ディスク再生方法に適用して、光ディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より、前記光ディスクに形成されたピット列又はマーク列に応じて信号レベルが変化する再生信号を検出する再生信号検出のステップと、前記再生信号を２値識別して前記ピット列又はマーク列により記録された主データを再生する主の復調のステップと、トラックセンターを基準にした内外周方向への前記ピット又はマークの変位に応じて信号レベルが変化する変位検出信号を出力する変位検出のステップと、前記再生信号を基準にした前記変位検出信号の積算処理により複数のピット又はマークによる前記変位検出信号を積分する処理と、積分結果を判定する処理とを繰り返して、前記主データの著作権保護に用いられる副データの各ビットを順次再生する副の復調のステップとを有する。

請求項１の構成によれば、ピット又はマークにより記録された主データの再生を損なわないように、さらには発見困難に、内外周方向の変位により記録した副データを再生することができ、これにより違法コピーによってはコピーすることが困難に、主データを再生する光ピックアップにより再生可能に副データを記録することができる。

本発明によれば、ピット列等によるデータの再生には何ら影響を与えないで、このピット列等によるデータを再生する光ピックアップにより再生可能に、かつ違法コピーによってはコピーすることが困難に、違法コピーを禁止するデータ等を記録することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図１は、本発明の実施例に係る光ディスク装置を示すブロック図である。この光ディスク装置１は、ディスク原盤２を露光してディジタルオーディオテープレコーダ３より出力されるオーディオデータＤ１を記録する。

すなわちこの光ディスク装置１において、スピンドルモータ４は、ディスク原盤２を回転駆動し、底部に保持したＦＧ信号発生回路より、所定の角度回転する毎に信号レベルが立ち上がるＦＧ信号ＦＧを出力する。スピンドルサーボ回路５は、このＦＧ信号ＦＧを基準にして、ディスク原盤２の露光位置に応じてスピンドルモータ４の回転速度を制御し、これによりディスク原盤２を所定の回転速度により回転駆動する。

記録用レーザー７は、ガスレーザー等により構成され、ディスク原盤２の露光用のレーザービームＬ１を出射する。光変調器８Ａは、例えば電気音響光学素子により構成され、変調回路９より出力されるＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）信号Ｓ２に応じて、このレーザービームＬ１をオンオフ変調して出射する。

光偏向器８Ｂは、例えば電気音響光学素子により構成され、鍵変調回路１０より出射される鍵変調信号ＫＳに応じて光変調器８Ａより出力されるレーザービームＬ２を回折させて出射することにより、このレーザービームＬ２の出射方向をディスク原盤２の内外周方向に対応する方向に変化させて出射する。

ミラー１２は、光偏向器１０より出力されるレーザービームＬ３の光路を折り曲げて、ディスク原盤２に向けて出射する。対物レンズ１３は、このミラー１２の出射光をディスク原盤２の記録面に集光する。ミラー１２及び対物レンズ１３は、図示しないスレッド機構によりディスク原盤２の回転に同期してディスク原盤２の内周側より外周側に順次移動するようになされている。

これによりこの光ディスク装置１は、レーザービームＬ３の集光位置をディスク原盤２の内周側より外周側に順次変位させ、ディスク原盤２にラセン状にトラックを形成する。さらに光ディスク装置１は、このトラックの形成処理において、ＥＦＭ信号Ｓ２に応じて光変調器８ＡによりレーザービームＬ１をオンオフ制御することにより、トラックに沿ってＥＦＭ信号Ｓ２に応じてピット列を順次形成するようになされ、さらに光偏向器８ＢによりレーザービームＬ２の出射方向を変位させて、鍵変調信号ＫＳに応じてこのピットをディスク原盤２の内外周方向に変位させるようになされている。

かくするにつきこの光ディスク装置１においては、従来のコンパクトディスクプレイヤーと同等の特性によるトラッキング制御の下で、このディスク原盤２より作成した光ディスクを再生して、従来と同程度の位相余裕等によりピット列によるデータを再生できるように、すなわちピット列により記録されたデータの再生を損なわないように、ディスク原盤２の内外周方向へのピットを変位量が小さな値に設定されるようになされている。具体的に、この実施例では、この変位量が最大でもトラックピッチの５０分の１以下になるようになされている。

ディジタルオーディオテープレコーダ３は、オーディオデータＤ１を暗号化回路１５に出力する。暗号化回路１５は、このオーディオデータをキーデータＫＹを基準にしてＤＥＳ（Data Encryption Standard）符号により暗号化して出力する。

サブコードジェネレータ１６は、コンパクトディスクについて規定されたフォーマットに従ってサブコードデータＳＣを順次生成して出力する。変調回路９は、コンパクトディスクについて規定されたフォーマットに従って、暗号化回路１５の出力データＳ１、サブコードＳＣをデータ処理することによりＥＦＭ信号Ｓ２を生成する。すなわち変調回路９は、暗号化回路１５の出力データＳ１及びサブコードデータＳＣに誤り訂正符号を付加した後、インターリーブ処理し、さらにＥＦＭ変調してＥＦＭ信号Ｓ２を生成する。

これにより光ディスク装置１では、オーディオデータＤ１を暗号化してピット列によりディスク原盤２に記録するようになされている。

鍵変調回路１０は、キーデータＫＹにより鍵変調信号ＫＳを生成して出力し、これにより光ディスク装置１では、ピットの内外周方向の変位によりキーデータＫＹを記録するようになされている。なおこの光ディスク装置１では、リードオンリメモリ等によりキーデータＫＹを生成する。

図２は、この鍵変調回路１０を詳細に示すブロック図である。鍵変調回路１０は、図３に示すように、ＥＦＭ信号Ｓ２（図３（Ａ））をＰＬＬ回路（Phase Locked Loop ）２０に入力し、ここでＥＦＭ信号Ｓ２よりクロックＣＫ（図３（Ｂ））を再生する。

同期検出回路２１は、クロックＣＫを基準にしてＥＦＭ信号Ｓ２を順次ラッチし、その連続する論理レベルを判定することによりＥＦＭ信号Ｓ２より同期パターンを検出する。同期検出回路２１は、この同期パターンの周期で論理レベルが立ち上がるフレームクロックＦＣＫを出力する。かくするにつきコンパクトディスクのフォーマットにおいて、各フレームの先頭に同期パターンが配置され、各フレームが５８８のチャンネルクロックにより構成されることから、同期検出回路２１は、５８８クロック周期毎に論理レベルが立ち上がるフレームクロックＦＣＫを出力することになる。

サブコード検出回路２２は、クロックＣＫを基準にしてＥＦＭ信号Ｓ２を監視し、このＥＦＭ信号Ｓ２よりサブコードを復号する。さらにサブコード検出回路２２は、この復号したサブコードの中の時間情報を監視し、この時間情報が１秒変化する毎に信号レベルが立ち上がる１秒検出パルスＳＥＣＰを出力する。かくするにつきコンパクトディスクのフォーマットにおいて、１秒間に９８フレームが割り当てられることにより、サブコード検出回路２２は、フレームクロック（ＦＣＫ）の９８パルス周期で信号レベルが立ち上がるように１秒検出パルスＳＥＣＰを出力することになる。

カウンタ２３は、フレームクロックＦＣＫを歩進するカウンタであり、１秒検出パルスＳＥＣＰが立ち上がるとカウント値ＣＴをリセットする。これによりカウンタ２３は、１秒周期でカウント値ＣＴが循環するリングカウンタを構成し、このカウント値ＣＴがフレームクロックＦＣＫに同期して変化することになる。

データセレクタ２４は、このカウンタ２３のカウント値ＣＴをアドレスにして保持したデータを出力する。ここでカウンタ２３のカウント値ＣＴにおいては、同期パターンに同期して１秒間のフレーム数（９８フレーム）だけ順次循環的に値が変化することにより、データセレクタ２４は、このカウント値ＣＴをアドレスにして９８種類のデータを同期パターンに同期して順次出力することになる。またカウンタ２３のカウント値ＣＴにおいては、１秒検出パルスＳＥＣＰにより１秒周期でカウント値が循環することにより、データセレクタ２４は、この９８種類のデータを１秒周期で繰り返すことになる。

この実施例において、データセレクタ２４は、この９８種類のデータとして各１ビットのデータが割り当てられて、１秒周期で繰り返して、９８ビットのデータを同期パターンに同期して出力するようになされている。さらにこの９８ビットのデータのうちの所定ビットに、５４ビットによるキーデータＫＹの各ビットが割り当てられ、この残る４４ビットビットに何ら意味を持たないデータの各ビットが割り当てられるようになされている。この実施例においては、この何ら意味を持たないデータとして固定値のデータＫＺが割り当てられるようになされている。

Ｍ系列生成回路２５は、縦続接続された複数のフリップフロップとイクスクルーシブオア回路とにより構成され、同期検出回路２１より出力されるフレームクロックＦＣＫに従ってこれら複数のフリップフロップに初期値をセットする。さらにＭ系列生成回路２５は、このようにしてセットした内容をクロックＣＫに同期して順次転送すると共に、所定の段間で帰還することにより論理１と論理０が等確率で現れるＭ系列の乱数データＭＳを生成する。これによりＭ系列生成回路２５は、５８８クロック周期である１フレーム周期で同一のパターンが繰り返されるように、クロックＣＫに同期した疑似乱数の２進数系列である乱数データＭＳを出力する。

イクスクルーシブオア回路（Ｘ）２７は、乱数データＭＳとデータセレクタ２４の出力データＫＤとを受け、これらの排他的論理和信号ＭＳ１を出力する（図３（Ｃ））。すなわちイクスクルーシブオア回路２７は、データセレクタ２４の出力データＫＤが論理０の場合、乱数データＭＳをそのまま出力するのに対し、データセレクタ２４の出力データＫＤが論理１の場合、乱数データＭＳの論理レベルを反転して出力する。これによりイクスクルーシブオア回路２７は、出力データＫＤを構成するキーデータＫＹを乱数により変調して出力するようになされている。

フリップフロップ２８は、ＥＦＭ信号Ｓ２の立ち上がりエッジを基準にして、このイクスクルーシブオア回路２７の出力データＭＳ１をラッチして出力する（図３（Ｄ））。ここでこの実施例においては、このＥＦＭ信号Ｓ２によるディスク原盤２の露光により、このディスク原盤２より作成された光ディスクにおいて、各ピットの走査開始端側エッジがＥＦＭ信号Ｓ２の立ち上がりエッジに対応することになる。これによりフリップフロップ２８は、ピット形成の基準周期であるクロック周期で順次出力されるイクスクルーシブオア回路２７の出力データＭＳ１より、各ピット形成開始のタイミングに割り当てられた出力データＭＳ１をラッチして少なくとも１つのピットの形成が完了するまでの間、このラッチした出力データＭＳ１の論理レベルを保持する。

増幅回路２９は、光偏向器８Ｂを駆動するドライバアンプであり、フリップフロップ２８の出力信号を増幅して鍵変調信号ＫＳとして光偏向器８Ｂに出力する。これにより増幅回路２９は、ピット単位で、レーザービーム照射位置をディスク原盤２の内外周方向に変化させるようになされている。増幅回路２９は、このこの変位量が最大でもトラックピッチの５０分の１以下になるように、その利得が設定され、これによりこの光ディスク装置１においては、ピット列により記録されたデータの再生を損なうことないようになされている。

かくしてこの実施例では、このようにして露光されたディスク原盤２を現像、電鋳処理してマザーディスクを作成し、このマザーディスクよりスタンパーを作成する。さらにこのスタンパーより通常のコンパクトディスク作成工程と同様にして光ディスクが作成される。

これによりこの実施例では、ピット列により暗号化されたオーディオデータＤ１を記録し、各ピットＰの内外周方向の変位によりキーデータＫＹを記録した光ディスクが作成されるようになされている（図３（Ｅ−２））。すなわち通常のコンパクトディスクにおいては、ＥＦＭ信号Ｓ２に応じて、トラックに沿ってトラックセンター上に順次ピットＰが形成され、各ピット長及び各ピット間の間隔によりオーディオデータが記録されることになる（図３（Ｅ−１））。これに対してこの実施例に係る光ディスクにおいては、各ピット長及び各ピット間の間隔により暗号化されたオーディオデータが記録され、また各ピットＰの内外周方向の変位によりこのオーディオデータの暗号化を解除するキーデータＫＹが記録されることになる。

図４は、このようにして作成された光ディスク３１を再生する光ディスク装置３０のブロック図である。この光ディスク装置３０において、スピンドルモータ３２は、サーボ回路３３の制御によって線速度一定の条件により光ディスク３１を回転駆動する。

光ピックアップ３４は、光ディスク３１にレーザービームを照射すると共にその戻り光を所定の受光素子により受光し、この受光素子の受光面における戻り光の光強度に応じて信号レベルが変化する再生信号ＲＦを出力する。ここでこの再生信号ＲＦは、光ディスク３１に記録されたピットに対応して信号レベルが変化することになる。

さらに光ピックアップ３４は、この戻り光の受光結果をいわゆるプッシュプル法により処理することより、光ディスク３１の内外周方向について、レーザービーム照射位置に対するピットの位置に応じて信号レベルが変化するプッシュプル信号ＰＰを生成する。また光ピックアップ３４は、フォーカスエラー量に応じて信号レベルが変化するフォーカスエラー信号を生成して出力する。

サーボ回路３３においては、このプッシュプル信号ＰＰを帯域制限することにより、トラックセンターに対するレーザービーム照射位置のデトラック量に応じて信号レベルが変化するトラッキングエラー信号を生成し、このトラッキングエラー信号により光ピックアップ３４をトラッキング制御する。またサーボ回路３３は、フォーカスエラー信号により光ピックアップ３４をフォーカス制御する。

ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３５は、プッシュプル信号ＰＰの低周波数成分を抑圧することにより、このレーザービーム照射位置に対するピットの位置に応じて信号レベルが変化するプッシュプル信号ＰＰより、トラックセンターに対するレーザービーム照射位置のデトラック量成分を除去し、これによりトラックセンターに対するピットの位置に応じて信号レベルが変化する変位検出信号ＨＰＰを検出する。

２値化回路３６は、再生信号ＲＦを所定の基準レベルにより２値化し、２値化信号ＢＤを作成する。

ＰＬＬ回路３７は、この２値化信号ＢＤを基準にして動作することにより、再生信号ＲＦのチャンネルクロックＣＣＫを再生する。

ＥＦＭ復調回路３８は、チャンネルクロックＣＣＫを基準にして２値化信号ＢＤを順次ラッチすることにより、ＥＦＭ変調信号Ｓ２に対応する再生データを再生する。さらにＥＦＭ復調回路３８は、この再生データをＥＦＭ復調した後、フレームシンクを基準にしてこの復調データを８ビット単位で区切り、生成した８ビット単位の信号をデインターリーブしてＥＣＣ（Error Correcting Code ）回路３９に出力する。

ＥＣＣ回路３９は、このＥＦＭ復調回路３８の出力データに付加された誤り訂正符号に基づいて、この出力データを誤り訂正処理し、これにより暗号化されてなるオーディオデータを再生して出力する。

暗号処理回路４０は、鍵検出回路４２で検出したキーデータＫＹによりこのオーディオデータの暗号化を解除して出力する。

ディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）４１は、この暗号処理回路４０より出力されるオーディオデータＤ１をディジタルアナログ変換処理し、アナログ信号でなるオーディオ信号Ｓ４を出力する。

鍵検出回路４２は、チャンネルクロックＣＣＫ、２値化信号ＢＤを基準にして変位検出信号ＨＰＰを処理することにより、キーデータＫＹを再生して暗号処理回路４０に出力する。

図５は、鍵検出回路４２を詳細に示すブロック図である。鍵検出回路４２において、サブコード検出回路５２は、チャンネルクロックＣＣＫを基準にして２値化信号ＢＤを監視し、この２値化信号ＢＤよりサブコード情報を復号する。さらにサブコード検出回路５２は、この復号したサブコード情報のうちの時間情報を監視し、この時間情報が１秒変化する毎に信号レベルが立ち上がる１秒検出パルスＳＥＣＰを出力する。

ピット検出回路５４は、チャンネルクロックＣＣＫのタイミングで２値化信号ＢＤを順次ラッチすると共に、連続する２つのラッチ結果を比較することにより、ピットが立ち上がったタイミングを２値化信号ＢＤより検出する。ピット検出回路５４は、この検出結果よりピットが立ち上がったタイミングでエッジ検出信号ＰＴを出力する。またピット検出回路５４は、同様にしてピットが立ち下がったタイミングを検出し、対応するピットが立ち上がったタイミングの検出結果とにより、各ピットの略中央部分で中央部検出信号ＣＴＰを出力する。

同期検出回路５５は、チャンネルクロックＣＣＫを基準にして２値化信号ＢＤを順次ラッチし、その連続する論理レベルを判定することにより同期パターンを検出する。これにより図６に示すように、同期検出回路５５は、同期パターンが開始するタイミングで１クロック周期だけ信号レベルが立ち上がるセットパルスＦＳＥＴ（図６（Ａ３）、（Ｂ）及び（Ｄ））、このセットパルスＦＳＥＴより１クロック周期だけ遅延して信号レベルが立ち上がるクリアパルスＦＣＬＲ（図６（Ｃ））を生成して出力する。

かくするにつき、２値化再生信号ＢＤ（図６（Ａ１）及び（Ａ２））においては、同期パターンが５８８クロック周期で、１秒間に９８回検出されることにより、同期検出回路５５は、この同期パターンに同期してクリアパルスＦＣＬＲ、セットパルスＦＳＥＴを出力することになる。

Ｍ系列生成回路５６は、クリアパルスＦＣＬＲを基準にしてアドレスを初期化した後、チャンネルクロックＣＣＫによりアドレスを順次歩進して内蔵のリードオンリメモリをアクセスし、これにより光ディスク装置１で生成したＭ系列乱数データＭＳに対応するＭ系列乱数データＭＸを生成する。

これらにより鍵検出回路４２においては、光ディスク装置１における処理に対応して、キーデータＫＹの再生に必要な各種基準信号を再生するようになされている。

鍵検出回路４２において、アナログディジタル変換回路５７は、チャンネルクロックＣＣＫを基準にして変位検出信号ＨＰＰをアナログディジタル変換処理し、８ビットのディジタル再生信号を出力する。極性反転回路（−１）５８は、このディジタル再生信号の極性を反転して出力する。

ラッチ回路５９は、エッジ検出信号ＰＴのタイミングでＭ系列乱数データＭＸをラッチし、これにより図２について上述した鍵変調回路１０におけるイクスクルーシブオア回路２７の処理タイミングと対応するタイミングにより、すなわち各ピット形成開始のタイミングにより、Ｍ系列乱数データＭＸをラッチして１つのピットが完了するまでの間、このラッチしたデータＭＸを保持する。

セレクタ６０は、ラッチ回路５９の出力データＭＺの論理レベルに応じて、アナログディジタル変換回路５７より直接入力されるディジタル信号、極性反転回路５８より入力される極性を反転してなるディジタル信号を選択出力する。すなわちセレクタ６０は、ラッチ回路５９の出力データＭＺが論理１の場合、直接入力されるディジタル信号を選択して出力し、これとは逆にラッチ回路５９の出力データＭＺが論理０の場合、極性反転されたディジタル信号を選択する。これによりこのセレクタ６０は、Ｍ系列乱数データＭＳにより変調したキーデータＫＹ（ＫＤ）の論理レベルを多値のデータにより再生することになり、この多値のデータによる再生データＲＸを出力する。

加算器６２は、１６ビットのディジタル加算器であり、再生データＲＸとアキュムレータ（ＡＣＵ）６３の出力データＡＸとを加算して出力する。アキュムレータ６３は、加算器６２の出力データを保持する１６ビットのメモリで構成され、保持したデータを加算器６２に帰還することにより、加算器６２と共に累積加算器を構成する。すなわちアキュムレータ６３は、クリアパルスＦＣＬＲにより保持した内容をクリアした後、ピット検出回路５４の出力信号ＣＴＰに同期して加算器６２の出力データを累積加算していく。

これにより加算器６２及びアキュムレータ６３は、各ピット中央で検出されるピットの変位量をＭ系列乱数データＭＳに応じて加算又は減算して累積し、この累積の演算を１フレーム周期で繰り返すようになされている。

２値化回路６４は、所定の基準値によりアキュムレータ６３の出力データＡＸを２値化して出力する。これにより２値化回路６４はセレクタ６０により再生された多値によるキーデータＫＹ（ＫＤ）の再生データＲＸを、２値のデータに変換する。

シフトレジスタ（ＳＲ）６５は、９８ビットのシフトレジスタであり、２値化回路６４より出力される２値化データをセットパルスＦＳＥＴが立ち上がるタイミングで順次取り込んで転送する。

フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）６６は、１秒検出パルスＳＥＣＰのタイミングで、シフトレジスタ６５の出力データをビットパラレルにより取り込んで保持する。これにより鍵検出回路４２においては、キーデータＫＹと固定値のデータＫＺとにより構成されるデータＫＤがこのフリップフロップ６６に保持されることになる。鍵検出回路４２においては、このフリップフロップ６６の所定ビットを選択的に出力することによりキーデータＫＹを暗号処理回路４０に供給してオーディオデータの暗号化を解除するようになされている。
（２）実施例の動作
以上の構成において、この実施例に係る光ディスク３１の製造工程では、光ディスク装置１（図１）によりディスク原盤２が露光され、このディスク原盤２が現像、電鋳処理されてマザーディスクが作成され、このマザーディスクよりスタンパー、光ディスクが作成される。

このディスク原盤２の露光において、光ディスク装置１では、ディジタルオーディオテープレコーダ３より出力されるオーディオデータＤ１が暗号化回路１５に入力され、ここで所定のキーデータＫＹにより暗号化される。これによりオーディオデータＤ１は、このキーデータＫＹによらなければ試聴することができないように処理され、続く変調回路９において通常のコンパクトディスクにおける処理と同様に処理されてＥＦＭ信号Ｓ２に変換される。

光ディスク装置１では、このＥＦＭ信号Ｓ２によりレーザービームＬ１がオンオフ制御され、このオンオフ制御されたレーザービームＬ２が回転するディスク原盤２の内周側より外周側に順次集光され、これにより内周側より外周側にラセン状のトラックが形成されて、このトラックに沿ってピット列により暗号化されたオーディオデータＤ１が記録される。

このようにしてピット列によりオーディオデータＤ１を記録する一方で、光ディスク装置１では、鍵変調回路１０において、キーデータＫＹが容易に解読困難に変調されて鍵変調信号ＫＳが生成され、この鍵変調信号ＫＳにより光偏向器８Ｂが駆動されてレーザービームＬ３の集光位置がディスク原盤２の内外周方向に変位され、これによりキーデータＫＹがピットの内外周方向の変位により記録される。

これによりこの実施例では、キーデータＫＹによらなければ試聴することができないように暗号化されたオーディオデータＤ１と、このキーデータＫＹとを１つの記録媒体により提供することが可能となる。

このようにして形成されるピットの変位においては、最大でも、トラックピッチの１／５０に設定され、これにより光ディスクにおいては、顕微鏡により情報記録面を観察しても、このピットの変位自体を容易に発見することができないようにする。従ってその分、ピットの変位の解析を困難なものとして、違法コピーを防止することができる。

また変位量が小さいことにより、ピット列により記録したオーディオデータＤ１の再生において、充分な位相余裕、振幅余裕により再生信号を処理でき、これによりピット列により記録しオーディオデータを確実に再生することができる。因みに、このような内外周方向へのピットの変位は、トラッキング制御に影響を与える恐れがある。しかしながらこの実施例に係る程度に変位量が小さい場合には、実用上充分なトラッキング精度によりピット列により記録したデータを再生することができる。

すなわちキーデータＫＹは（図２）、コンパクトディスクにおいては１秒に９８フレームが割り当てられることにより、各フレームに１ビットのデータを割り当てるとして、ＤＥＳ符号による５４ビットのキーデータＫＹに何ら意味を持たない４４ビットの固定ビットによるデータＫＺが加えられてデータセレクタ２４にセットされる。

このようにしてセットされたキーデータＫＹ（ＫＤ）は、同期検出回路２１における同期パターンの検出により、またサブコード検出回路２２で検出される１秒周期の検出結果ＳＥＣＰにより、１フレームに１ビットが割り当てられて、１秒で循環するようにデータセレクタ２４より出力される。

これと同時並列的に、Ｍ系列生成回路２５において、論理１と論理０とが等確率で発生する２進数系列である乱数データＭＳが、クロックＣＫに同期して、また同期パターンの検出結果ＦＣＫによりフレーム単位で繰り返すように生成される。

キーデータＫＹ（ＫＤ）は、データセレクタ２４より出力されて、イクスクルーシブオア回路２７においてこの乱数データＭＳとの排他的論理和が得られることにより、この乱数データＭＳにより変調される。このときこの乱数データにＭＳにおいては、論理１と論理０とが等確率で発生する２進数系列であることにより、変調されてなるイクスクルーシブオア回路２７の出力データにおいては、ほぼ論理１と論理０とが等確率で発生することになる。

鍵変調回路１０においては、このようにして生成された出力データＭＳ１がフリップフロップ２８においてＥＦＭ信号Ｓ２の立ち上がりでラッチされることにより、ディスク原盤２に形成される各ピットに出力データＭＳ１の１ビットが選択的に割り当てられて、この１ビットの論理レベルに応じて光偏向器８ＢによりレーザービームＬ３の集光位置がディスク原盤２の内外周方向に変位され、これによりキーデータＫＹがピットの内外周方向の変位により記録される。

このときこの実施例では、１フレームに１ビットの周期でデータセレクタ２４よりキーデータＫＹ（ＫＤ）が出力され、このキーデータＫＹ（ＫＤ）が乱数データＭＳにより変調されてピットＰが変位されることにより、光ディスクにおいては、ピットＰが内外周方向に不規則に変位することになる。

これによりこの実施例では、キーデータＫＹの各ビットを複数のピットに分散して記録して、ピットの変位により記録したキーデータＫＹを発見困難とすることができる。すなわち顕微鏡等により情報記録面を観察しても、ノイズにより変調を受けたかのようにピット列が観察され、このような目視による観察によっては、キーデータＫＹを発見困難とすることができる。かくするにつき、この場合、５８８チャンネルクロックにキーデータＫＹの１ビットが割り当てられていることにより、少なくともキーデータＫＹの１ビットが５０個以上のピットに分散されて記録されていることになる。

さらにこのとき乱数データＭＳにおいて論理１と論理０とが等確率で発生することにより、このようにして形成されるピットの変位もトラックセンタに対して内周側への変位と外周側への変位とがほぼ等確率で発生することになる。これによりこの変位が微小であることにより、光ピックアップより得られる各種信号を観察しても、あたかもノイズが混入しているかのように観察され、このような波形観察によってもキーデータＫＹの有無を発見困難とすることができる。

これに対してこのピットの変位は、直流成分であるオフセット成分を含んでいないことになる。さらにフリップフロップ２８でラッチして各ピット毎にそれぞれ変位を設定してなることにより、このピットの変位を検出する場合にあっては、トラッキングエラー信号を検出するプッシュプル信号ＰＰより高域側を抽出して、著しく劣化したＳＮによるものではあるが、簡易に変位を検出することができる。これによりこの光ディスクにあっては、従来構成による光ピックアップで再生可能な簡易な構成によりキーデータＫＹを再生可能として、違法コピーを防止することができる。

すなわちこのようにして作成した光ディスク３１の光ディスク装置３０においては（図４）、従来のコンパクトディスクプレイヤーと同様に、再生信号ＲＦが２値化回路３６により２値化された後、ＥＦＭ復調回路３８で処理され、続くＥＣＣ回路３９で誤り訂正処理され、これにより暗号化されたオーディオデータが再生される。さらに続く暗号処理回路４０で、別途取得されたキーデータＫＹにより暗号化が解除され、これによりディジタルアナログ変換回路４１を介してピット列により記録されたオーディオ信号を試聴することが可能となる。

また光ディスク装置３０においては、光ピックアップ３４より得られるプッシュプル信号ＰＰがハイパスフィルタ３５により帯域制限され、これにより簡易な構成で、ピットの内外周方向の変位量に応じて信号レベルが変化する変位検出信号ＨＰＰが検出される。

光ディスク装置３０では、この変位検出信号ＨＰＰが鍵検出回路４２より処理されてキーデータＫＹが再生される。

すなわち鍵検出回路４２において（図５）、変位検出信号ＨＰＰは、アナログディジタル変換回路５７によりチャンネルクロック周期でディジタル信号に変換され、極性反転回路５８において、極性が反転してなるディジタル信号が生成される。

これら２系統のディジタル信号は、２値化信号ＢＤの同期パターンを基準にして生成された乱数データＭＸがピットのタイミングでラッチ回路５９でラッチされて生成される出力データＭＺにより、選択的に加算器６２に入力され、ここで同期パターンの検出結果ＦＣＬＲを基準にして累積加算される。

すなわち記録時において、ＥＦＭ信号Ｓ２の立ち上がりのタイミングにおけるイクスクルーシブオア回路２７（図２）の出力データの論理レベルに対応して、アナログディジタル変換回路５７の出力データが加算又は減算され、その加算結果、減算結果である累積値ＡＸがフレーム周期でアキュムレータ６３に蓄積される。さらに同期パターンが開始するタイミングで、このアキュムレータ６３の累積値ＡＸの２値識別結果がシフトレジスタ６５に取り込まれ、これによりキーデータＫＹが復調される。

これにより１つ１つのピットより得られる変位検出信号ＨＰＰにおいては、変位が微小なことにより著しく劣化したＳＮ比によるものであっても、このようにして１フレーム分、変位検出信号ＨＰＰを累積して２値識別することにより、高いＳＮ比により２値識別してキーデータＫＹを再生することができる。これにより発見困難に記録したキーデータＫＹを確実に再生することができる。

また鍵検出回路４２においては、アキュムレータ６３において変位検出信号ＨＰＰの信号レベルを累積する際に、各ピットの中央部分のタイミングで加算器６２の加算結果を取り込んで累積する。これにより鍵検出回路４２は、変位検出信号ＨＰＰの信号レベルが充分に安定したタイミングで信号レベルを累積してさらに一段と検出精度が向上される。

かくするにつき違法コピーにあっては、２値化回路３６より出力される２値化信号ＢＤによりレーザービームをオンオフ制御して違法コピーの光ディスクを作成する場合も考えられる。しかしながら、この違法コピーにあっては、ピットの変位によってはキーデータＫＹを記録することが困難で、結局、この実施例に係る光ディスク３１の違法コピーについては作成することが困難になる。

またこのようして単にピット列だけをコピーした違法コピーによる光ディスクをこの実施例に係る光ディスク装置により再生した場合、ピットの変位によるキーデータＫＹが欠落していることになり、暗号化されたノイズのようなオーディオ信号が出力されることになり、正常に音楽を楽しむことが困難になる。これにより違法コピーによる光ディスクの価値を著しく減退させることができ、その結果として違法コピーの普及を妨げることができる。

これらによりこの実施例では、ピット列によるオーディオデータの再生には何ら影響を与えないで、このオーディオデータを再生する光ピックアップにより再生可能に、かつ違法コピーによってはコピーすることが困難にキーデータを記録することができる。
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、内外周方向にピットを変位させてキーデータを記録することにより、ピット列によるオーディオデータの再生には何ら影響を与えないで、このオーディオデータを再生する光ピックアップにより再生可能に、かつ違法コピーによってはコピーすることが困難に、キーデータを記録することができる。従ってこのキーデータにより暗号化したオーディオデータをピット列により記録して、違法コピーを有効に防止することができる。またこのときこのキーデータである副のデータの１ビットを、複数のピット又はマークによる変位により記録することにより、副のデータを発見困難に記録することができ、さらには発見困難に記録した副のデータを確実に再生することができる。

なお上述の実施例においては、１つのフレームにキーデータの１ビットを割り当てる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１つのフレームに複数ビットを割り当てるようにしてもよく、さらには複数フレームにキーデータの１ビットを割り当てるようにしてもよい。またピット列により記録したオーディオデータのフレームを基準としたキーデータのビットの割り当てに代えて、ピットの数を基準にしてキーデータの１ビットを割り当てるようにしてもよい。

また上述の実施例においては、１つのフレームにキーデータの１ビットを割り当てることにより、キーデータの１ビットを５０個以上のピットに分散させて記録する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて１ビットを割り当てるピットの個数を種々に設定することができる。因みに、実験した結果によれば、２０個以上のピットにキーデータの１ビットを割り当てるようにして、実用上充分なＳＮ比によりキーデータを再生することができる。

また上述の実施例においては、キーデータに何ら意味を持たない固定ビットのデータを加えて記録する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、キーデータに誤り訂正符号を付加して記録するようにしても良く、また著作権のデータ等を加えて記録するようにしてもよい。

また上述の実施例においては、ピット列により暗号化したデータを記録すると共に、暗号化の解除に必要なキーデータを内外周方向のピットの変位により記録する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、キーデータに代えてコピー可能か否か等の識別データを記録する場合等、種々のデータを記録する場合に広く適用することができる。

また上述の実施例においては、アキュムレータによる累積値を２値識別してキーデータを再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この累積値を多値識別して再生するようにしてもよい。このようにすれば、ピットの変位により多値のデータを記録することができる。

また上述の実施例においては、ＥＦＭ変調してディジタルオーディオ信号を記録する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１−７変調、８−１６、２−７変調など、種々の変調に対して広く適用することができる。

また上述の実施例においては、光ディスクの全面にキーデータを記録する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばリードインエリア等の限られた領域に記録するようにしてもよい。

また上述の実施例においては、ピット列により所望のデータを記録する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、マーク列により所望のデータを記録する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、オーディオデータを記録する光ディスクとその周辺装置に本発明を適用してオーディオ信号を記録する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ビデオディスク等、種々の光ディスク及びその周辺装置に広く適用することができる。

本発明は、例えばオーディオデータを記録する光ディスクと、この記録装置、再生装置に適用することができる。

本発明の実施例に係る光ディスクの作成に供する光ディスク装置を示すブロック図である。 図１の光ディスク装置の鍵変調回路示すブロック図である。 図２の鍵変調回路の動作の説明に供するタイムチャートである。 図１の光ディスク装置により作成した光ディスクを再生する光ディスク装置を示すブロック図である。 図４の光ディスク装置の鍵検出回路を示すブロック図である。 図５の鍵検出回路の動作の説明に供するタイムチャートである。

符号の説明

１……光ディスク装置、２……ディスク原盤、１０……鍵変調回路、２１、５５……同期検出回路、２２、５２……サブコード検出回路、２５……Ｍ系列生成回路、３０……光ディスク装置、３１……光ディスク、４２……鍵検出回路

Claims (6)

1. 光ディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より、前記光ディスクに形成されたピット列又はマーク列に応じて信号レベルが変化する再生信号を検出する再生信号検出手段と、
   前記再生信号を２値識別して前記ピット列又はマーク列により記録された主データを再生する主の復調手段と、
   トラックセンターを基準にした内外周方向へのピット又はマークの変位に応じて信号レベルが変化する変位検出信号を出力する変位検出手段と、
   前記再生信号を基準にした前記変位検出信号の積算処理により複数のピット又はマークによる前記変位検出信号を積分する処理と、積分結果を判定する処理とを繰り返して、前記主データの著作権保護に用いられる副データの各ビットを順次再生する副の復調手段とを備える
   ことを特徴とする光ディスク再生装置。
2. 前記副の復調手段は、
   ２進数系列を生成する２進数系列生成手段を有し、
   前記変位検出信号と前記２進数系列とを演算処理した後、積算処理する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク再生装置。
3. 前記主の復調手段は、
   前記副データにより前記主データの暗号化を解除する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク再生装置。
4. 光ディスク再生装置に使用される復調回路であって、
   前記光ディスク再生装置は、
   光ディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より、前記光ディスクに形成されたピット列又はマーク列に応じて信号レベルが変化する再生信号を検出する再生信号検出手段と、
   前記再生信号を２値識別して前記ピット列又はマーク列により記録された主データを再生する主の復調手段と、
   トラックセンターを基準にした内外周方向へのピット又はマークの変位に応じて信号レベルが変化する変位検出信号を出力する変位検出手段とを有し、
   前記復調回路は、
   前記再生信号を基準にした前記変位検出信号の積算処理により複数のピット又はマークによる前記変位検出信号を積分する処理と、積分結果を判定する処理とを繰り返して、前記主データの著作権保護に用いられる副データの各ビットを順次再生する副の復調手段を備える
   ことを特徴とする復調回路。
5. 光ディスク再生装置に使用される復調方法であって、
   前記光ディスク再生装置は、
   光ディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より、前記光ディスクに形成されたピット列又はマーク列に応じて信号レベルが変化する再生信号を検出する再生信号検出手段と、
   前記再生信号を２値識別して前記ピット列又はマーク列により記録された主データを再生する主の復調手段と、
   トラックセンターを基準にした内外周方向へのピット又はマークの変位に応じて信号レベルが変化する変位検出信号を出力する変位検出手段とを有し、
   前記復調方法は、
   前記再生信号を基準にした前記変位検出信号の積算処理により複数のピット又はマークによる前記変位検出信号を積分する処理と、積分結果を判定する処理とを繰り返して、前記主データの著作権保護に用いられる副データの各ビットを順次再生する副の復調のステップを有する
   ことを特徴とする復調方法。
6. 光ディスクにレーザービームを照射して得られる戻り光より、前記光ディスクに形成されたピット列又はマーク列に応じて信号レベルが変化する再生信号を検出する再生信号検出のステップと、
   前記再生信号を２値識別して前記ピット列又はマーク列により記録された主データを再生する主の復調のステップと、
   トラックセンターを基準にした内外周方向へのピット又はマークの変位に応じて信号レベルが変化する変位検出信号を出力する変位検出のステップと、
   前記再生信号を基準にした前記変位検出信号の積算処理により複数のピット又はマークによる前記変位検出信号を積分する処理と、積分結果を判定する処理とを繰り返して、前記主データの著作権保護に用いられる副データの各ビットを順次再生する副の復調のステップとを有する
   ことを特徴とする光ディスク再生方法。

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