JP4433062B2 - 記録媒体、ディスク記録装置および方法、並びにディスク再生装置及び方法 - Google Patents

記録媒体、ディスク記録装置および方法、並びにディスク再生装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、記録媒体、ディスク記録装置および方法、並びにディスク再生装置及び方法に関し、特に、確実にディスクのID情報を再生することができるようにした、記録媒体、ディスク記録装置および方法、並びにディスク再生装置及び方法に関する。
追記、もしくは書き換え可能なディスクが普及するに伴い、本来は、複製を禁じられているデータ(例えば、著作権等で保護されている音楽データ、映像データなどのコンテンツデータ)が不正にコピーされる場合がある。例えば、DVD(Digital Versatile Disk)においては、ディスク間の不正コピーを防止するために、BCA(Burst Cutting Area)が設けられている。
図1を参照して、DVDに設けられるBCAについて説明する。DVD1(DVD−ROM(Read Only Memory)、もしくはDVD−RAM(Random Access Memory))のBCA2には、工場出荷時に、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザのパルスレーザ光を照射することで、ディスクの内側に形成されているアルミニウム等よりなる反射膜を半径方向に細長く除去したストライプ(バーコード)が、例えば、ID番号等の識別情報や暗号鍵などの、記録情報に応じて、最内周の円周に沿って形成される。このBCA2は、DVD1の最内周の円周に沿って、約330°に渡って、形成される。
BCA2に記録されるデータのデータ構造を図2に示す。
BCA2に記録されるデータは、5バイトの行が1単位とされ、その先頭の1バイトは、シンクバイト(SB)またはリシンク(RS)とされる。先頭の行の4バイトには、BCA−Preambleが記録されている。BCA−Preambleは、すべて0のデータである。そして、BCAデータフィールドでは、各行の4バイトが情報(Information)エリア、またはEDC(error detection code(エラー検出コード))とされる。ECC(Error correction code)エリアでは、各行の4バイトは誤り訂正符号とされる。最後の行には、BCA−Postambleが記録されている。
BCA2に記録されたデータを再生する場合、再生装置においては、BCA−Preamble部分の再生信号に基づいて、PLL(Phase Locked Loop)によりクロックが生成され、そのクロックに基づいて所定の方法で、復調および誤り訂正が行われ、データの再生が行われる。
ここで、BCA2に記録される情報は、ディスク固有のID情報などであり、ディスク内の全データに関与する(例えば、DVD1に記録されているコンテンツを再生しても良いか否かを決定する)可能性があるため、データの記録および再生には、BCA2に記録される情報の高い信頼性が必要である。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、BCAのデータの誤りを訂正する誤り訂正能力を向上させるようにするものである。
本発明の第1の側面のディスク記録装置は、コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置されたディスクに、16バイト単位で前記ディスクの副情報を記録するディスク記録装置であって、前記ディスクを回転させる回転手段と、16バイトの前記副情報に16バイトのパリティが付加されてなるブロックを保存するレジスタ手段と、2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により、前記ブロックを変調する変調手段と、変調後の前記ブロックを前記ディスクの前記バーストカッティングエリアに多重書きする記録手段とを備える
本発明の第1の側面のディスク記録方法は、コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置されたディスクに、16バイト単位で前記ディスクの副情報を記録するディスク記録装置のディスク記録方法であって、16バイトの前記副情報に16バイトのパリティが付加されてなるブロックを構成し、2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により、前記ブロックを変調し、変調後の前記ブロックを前記ディスクの前記バーストカッティングエリアに多重書きするステップを含む。
本発明の第2の側面のディスク再生装置は、コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置され、前記バーストカッティングエリアには、ディスクの副情報の16バイトに対して16バイトのパリティが付加されてなるブロックが多重書きされている前記ディスクを再生するディスク再生装置であって、前記ディスクを回転させる回転手段と、前記ディスクのデータを再生する再生手段と、前記再生手段により、前記ディスクのデータとして再生された前記ブロックを復調する復調手段と、復調後の前記ブロックにおいて、16バイトの前記パリティを基に、16バイトの前記副情報の誤りを訂正する誤り訂正手段とを備え、前記ブロックは、2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により変調されており、前記復調手段は、前記再生手段により再生された前記ブロックを、前記変調方式に対応する復調方式により復調する。
本発明の第2の側面のディスク再生方法は、コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置され、前記バーストカッティングエリアには、ディスクの副情報の16バイトに対して16バイトのパリティが付加されてなるブロックが多重書きされている前記ディスクを再生するディスク再生装置のディスク再生方法であって、前記ディスクのデータを再生し、前記ディスクのデータとして再生された前記ブロックを復調し、復調後の前記ブロックにおいて、16バイトの前記パリティを基に、16バイトの前記副情報の誤りを訂正するステップを含み、前記ブロックは、2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により変調されており、再生された前記ブロックは、前記変調方式に対応する復調方式により復調される。
本発明の第3の側面の記録媒体は、コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置され、前記バーストカッティングエリアには、副情報の16バイトに対して16バイトのパリティが付加されてなるブロックであって、2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により変調された前記ブロックが多重書きされている記録媒体である
本発明の第1の側面においては、コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置されたディスクの、16バイトの副情報に16バイトのパリティが付加されてなるブロックが構成され、2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により、前記ブロックが変調され、変調後の前記ブロックが前記ディスクの前記バーストカッティングエリアに多重書きされる。
本発明の第2の側面においては、コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置され、前記バーストカッティングエリアには、16バイトの、ディスクの副情報に16バイトのパリティが付加されてなるブロックが多重書きされている前記ディスクのデータが再生され、前記ディスクのデータとして再生された前記ブロックが復調され、復調後の前記ブロックにおいて、16バイトの前記パリティを基に、16バイトの前記副情報の誤りが訂正される。なお、前記ブロックは、2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により変調されており、再生された前記ブロックは、前記変調方式に対応する復調方式により復調される。
本発明の第3の側面においては、コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置され、前記バーストカッティングエリアには、副情報の16バイトに対して16バイトのパリティが付加されてなるブロックであって、2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により変調された前記ブロックが多重書きされている。
本発明によれば、例えば、BCAのデータの誤りを訂正する誤り訂正能力を向上させることができる。
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
本発明においては、図3に示されるように、光ディスク26の内周のコンテンツデータが記録されるデータエリア26Bの外側(この例の場合、内側)のバーストカッティングエリア(BCA)26Aに、ディスク固有のID情報が記録される。そして、同図に示されるように、バーストカッティングエリア26Aは、1周が連続するように形成される。
図4は、BCA26Aに記録されるディスクID記録フォーマットの例を示している。同図に示されるように、1周はn(この例の場合、n=6)個に等分割されてn個のブロックが形成される。
各ブロックは、さらにm(図4の例の場合、m=2)個のフレームに区分される。そして、各フレームは、k(この例の場合、k=234)個に区分され、k個のチャネルビットにより、ID情報が記録される。
各フレームの先頭の10個のチャネルビットはフレームシンクとされる。そして、続く224チャネルビットがデータエリアとされる。
PE(Phase Encode)変調方式により、ディスクID情報が変調されるものとすると、PE変調の場合、1ビットのデータが2ビットのチャネルビットに変換されるので、1フレームに記録できるデータビット数は112ビット(224チャネルビット)となり、1ブロックに記録できる情報ビットは、224ビット(28バイト)となる。
この例においては、各ブロックに、図5に示されるようなECCフォーマットのディスクID情報が記録される。この例においては、16バイトのデータに対して12バイトのパリティが付加され、ガロアフィールドGF(28)のリードソロモン符号RS(32,16,13)により符号化が行われる。3個のブロックは、それぞれ同一のECCフォーマットとされる。すなわち、各ブロックの先頭のフレームの14バイトの情報ビットとして、16バイトのID情報IDmのうちの14バイトが配置され、次のフレームの14バイトの情報ビットとして、ID情報IDm報の残りの2バイトと、12バイトのパリティが配置される。
このことは、同一ディスクID情報をディスク1周に3重書きすることを意味する。この3重書きにより、実質的に垂直方向に、距離3の積符号が構成されることと等価となる。
PE変調は、図6に示すように、マーク(1)(図中黒で示すビット)およびスペース(0)(図中白で示すビット)の位置により、データビットを示す符号である。図6の例では、データビットの「0」は「10」のチャネルビット(ワード)に、データビットの「1」は「01」のチャネルビット(ワード)に、それぞれ変換される。PE変調においては、データビットを表す2個のチャネルビットの中心(ワードの中心)でチャネルビットが反転する。すなわち、データビットにおいては、3チャネルビット以上、マーク、もしくはスペースが連続することはない。
従って、同期ビット(フレームシンク)を示す同期パターンは、3チャネルビット以上、マーク、もしくはスペースが連続するようにすることで構成することができる。図7に、フレームシンクのシンクパターンの例を示す。
図7(A)および(B)に示されるように、フレームシンクのパターンとして、マークおよびスペースが3チャネルビットずつ連続している6チャネルビットの同期パターンが2種類用意される。フレームシンク直前のデータのチャネルビットが「01」の場合、フレームシンクとして「000111」が用いられ、続くシンクパターンとして「01」が付加される。一方、フレームシンク直前のデータのチャネルビットが「10」の場合、フレームシンクとして「111000」 が用いられ、続くシンクパターンとして「10」が付加される。さらに、以上のシンクボディ(「00011101」または「11100010」)の次に、シンクIDとして「01」または「10」のチャネルビットが付加され、合計10チャネルビットでフレームシンクが構成される。以下、シンクIDパターンが「0」(チャネルビット=「10」)の場合(図7(A))のフレームシンクをSA、シンクIDパターンが「1」(チャネルビット=「01」)の場合(図7(B))のフレームシンクをSBとする。
フレームシンクSAは、ブロックの先頭のフレームであることを表すのに使用され、フレームシンクSBは、各ブロックの先頭以外のフレームであることを表すのに使用される。従って、フレームシンクがSAとされるフレームの数は、ブロック数に等しくなる。
図8は、本発明を適応したディスクID記録装置11の構成を示すブロック図である。
レジスタ21には、図5に示されたECCフォーマットに従って誤り訂正符号化されたディスクID情報が保存されている。PE変調部22は、レジスタ21に記憶されているディスクID情報を読み込んでPE変調し、レーザ23に出力する。PE変調部22は、VCO(voltage controlled oscillator)33から入力されるクロック(チャネルクロック)に従って、レジスタ21から読み出されたディスクID情報をPE変調し、シンクパターンを挿入して、光ディスク26のBCA26Aに記録されるデータを生成し、レーザ23に出力する。
レーザ23は、例えば、YAGレーザであり、高出力のレーザビームをミラー24および対物レンズ25を介して光ディスク26に照射する。対物レンズ25は、例えば、シリンドリカルレンズを含み、入射されたレーザビームを、光ディスク26のBCA26に照射する。これにより光ディスク26の反射膜が非可逆的に変化され、ディスクID情報がバーコードとして記録される。
スピンドルモータ27は、スピンドルサーボ制御部28の制御に従って、光ディスク26を回転させ、かつ、内部に設けられた図示しないFG(Frequency Generator)信号発生器より、光ディスク26(スピンドルモータ27)が所定の角度だけ回転する毎に1つのパルスとなるFG信号を発生し、スピンドルサーボ制御部28に出力する。スピンドルサーボ制御部28は、コントローラ29の制御に従い、スピンドルモータ27から入力されるFG信号を基に、所定の回転速度でスピンドルモータ27が回転するように、スピンドルモータ27を制御する。また、スピンドルサーボ制御部28は、スピンドルモータ27から入力されるFG信号を、コントローラ29およびPC(Phase Comparator(位相比較器))31に出力する。
コントローラ29は、図示しない操作部から入力された操作信号に従って、スピンドルサーボ制御部28を制御し、スピンドルモータ27を駆動させて、光ディスク26を回転させたり、スピンドルサーボ制御部28から入力されるFG信号を基に、分周器30の分周比を制御するための制御信号を生成して、分周器30に出力する。
分周器30、PC31、LPF(Low Pass Filter)32、およびVCO33で、PLLが構成されている。
分周器30は、VCO33が出力するクロックを、コントローラ29から入力される制御信号に基づいて設定された値1/N(分周比)に分周し、PC31に出力する。PC31は、分周器30から入力されるクロックと、スピンドルサーボ制御部28から入力されるFG信号との位相を比較して位相差信号を発生し、LPF32に出力する。LPF32は、入力された信号から高周波成分を除去し、VCO33に出力する。VCO33は、制御端子に印加された電圧(すなわち、LPF32からの出力)に基づいて、発振出力するクロックの位相(周波数)を変化させる。
VCO33が出力するクロックは、PE変調部22に入力されるとともに、分周器30に入力され、分周器30の出力と、スピンドルサーボ制御部28が出力するFG信号の位相差が一定になるようにVCO33が制御されるため、VCO33の出力は、FG信号のN倍に同期発振した信号となる。PE変調部22は、VCO33から入力されるクロックに従って、図4を参照して説明したフォーマットのデータをレーザ23に出力する。
コントローラ29にはドライブ34が接続されている。ドライブ34には、磁気ディスク41、光ディスク42、光磁気ディスク43、または半導体メモリ44が適宜装着され、必要な、例えば、コンピュータプログラムなどを読み出し、コントローラ29に供給する。
次に、その動作について説明する。コントローラ29は、記録の開始が指令されると、スピンドルサーボ制御部28を制御し、スピンドルモータ27を所定の速度で回転させる。スピンドルモータ27は、その回転に対応するFG信号を発生し、スピンドルサーボ制御部28に供給する。スピンドルサーボ制御部28は、このFG信号をPC31に供給する。
PC31は、2つの入力信号の位相を比較し、その位相誤差信号をLPF32を介してVCO33に供給する。VCO33は、LPF32より供給された信号(制御電圧)に対応する位相と周波数のクロックを発生する。
VCO33の出力するクロックは、分周器30に供給され、コントローラ29を介して設定されている所定の分周比で分周され、PC31に供給される。
以上のようにして、VCO33の出力するクロック(チャネルクロック)は、光ディスク26(スピンドルモータ27)の1周の1/(n×m×k)の周期に対応するクロックとなる。例えば、FG信号の1回転当たりのFG波数を36とし、分周回路30における分周比1/Nの値を1/39とすると、スピンドルモータ27(光ディスク26)の1回転の時間の1/(3×2×234)の周期のチャネルクロックが生成される。
PE変調部22は、VCO33より供給されるチャネルクロックに基づいて、レジスタ21より供給されるディスクID情報をPE変調し、レーザ23に出力する。レーザ23は、PE変調部22より供給されたデータに基づいて、レーザビームを発生し、ミラー24と対物レンズ25を介して光ディスク26に照射させる。このようにして、工場出荷時に、光ディスク26のBCA26Aに、同心円状に、複数のトラックにまたがって、ディスクID情報が記録される。
なお、レーザ23が必要とする出力強度に応じて、VCO33から出力されるチャネルクロックをr倍とし、r/(n×m×k)とするようにしてもよい。この場合、分周器30の分周係数Nもr倍される。
図9は、以上のようにしてBCA26AにディスクID情報が記録された光ディスク26のデータエリア26Bに、データを記録したり、記録されたデータを再生するディスク記録再生装置51の構成を示すブロック図である。
CPU61は、図示しない操作部から入力された操作信号に従って、光ディスク26のデータエリア26Bにデータを記録したり、記録されているデータを再生するために、ディスク記録再生装置51の各部を制御するものである。CPU61は、データの再生時、もしくは、データの記録時に、レジスタ71に保持される光ディスク26のディスクID情報を、暗号解除処理部74もしくは暗号化処理部75に出力させたり、光ディスク26の回転もしくは停止を指示するための制御信号を生成して、サーボ制御部63に出力する。
サーボ制御部63は、CPU61から入力される制御信号を基に、光ピックアップ64を、光ディスク26の所定の位置にシークさせ、マトリクスアンプ(MA)65から供給されるトラッキングエラー信号(TK)およびフォーカスエラー信号(FS)を基に、光ピックアップ64のトラッキング制御およびフォーカス制御を行う。スピンドルモータ62は、サーボ制御部63の制御に基づいて、光ディスク26を所定の回転速度で回転させる。
ディスクID情報の再生時においては、光ディスク26は、CAV(Constant Angular Velocity)方式によって回転される。
光ピックアップ64は、光ディスク26の半径方向に移動可能なように、所定のスレッド機構により保持されている。光ディスク26に記録されているデータが読み出される場合、光ピックアップ64は、サーボ制御部63から入力される制御信号に従って、光ディスク26にレーザビームを照射し、その反射ビームを受光して、電気信号に変換し、マトリクスアンプ65に出力する。また、光ピックアップ64は、光ディスク26に新たなデータを記録させる場合、変調部77から出力されたデータに基づいて、光ディスク26にレーザビームを照射し、光ディスク26のデータエリア26Bにデータを記録させる。
マトリクスアンプ65は、光ピックアップ64から入力された信号を処理し、BCA26Aに記録されているディスクID情報に対応するデータの再生信号をLPF66に出力する。また、マトリクスアンプ65は、トラッキングエラー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、フォーカスエラー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て、サーボ制御部63に出力し、データエリア26Bに記録されているデータの再生信号を復調部72に出力する。
LPF66は、入力された信号の高周波成分を除去することによって、再生信号のノイズによる変動を抑圧して、コンパレータ67に出力する。コンパレータ67は、入力された信号を、所定のレベルと比較することにより2値化する。復調部68は、水晶発振器69から入力されるサンプリングクロックを基に、入力された信号をサンプリングし、チャネル位置補正を施して復調(ここでは、PE復調)し、ECC(Error Check and Correct)部70に出力する。サンプリングクロックの数は、ディスク1回転あたり、n×m×k×p(n,m,kは、図4を参照して説明した、ディスクID記録フォーマットに基づく数値であり、pは、2以上の整数)となるように設定されている。ECC部70は、入力された復調データ(ディスクID情報)をレジスタ71に供給し、記憶させる。
一方、復調部72は、マトリクスアンプ65より供給されたデータ(コンテンツデータ)を復調し、ECC部73に供給する。ECC部73は、入力された復調データの誤り訂正処理を施した後、暗号解除処理部74に供給する。暗号解除処理部74は、ECC部73より供給されたコンテンツデータの暗号化を、レジスタ71より供給されたディスクID情報に基づいて解除し、図示せぬ装置に出力する。
暗号化処理部75は、入力されたコンテンツデータをレジスタ71より供給されるディスクID情報に基づいて暗号化し、ECC部76に出力する。ECC部76は、入力された暗号化されたコンテンツデータに誤り訂正符号を付加した後、変調部77に出力する。
ドライブ81には、磁気ディスク91、光ディスク92、光磁気ディスク93、または半導体メモリ94が、必要に応じて装着され、ドライブ81は、それらより読み出されたプログラムをCPU61に供給する。
次に、その動作について説明する。光ディスク26が、ディスク記録再生装置51に装着されると、CPU61は、サーボ制御部63を制御し、スピンドルモータ62を一定の角速度で(CAV方式で)回転させる。この速度は、図8のディスクID記録装置11のスピンドルモータ27が、光ディスク26を回転させたときの速度と同一の速度とされる。
また、サーボ制御部63は、このとき、光ピックアップ64を光ディスク26の半径方向に移動させ、光ディスク26のBCA26Aを再生させる。
光ピックアップ64より出力された再生データは、マトリクスアンプ65からLPF66を介してコンパレータ67に入力され、2値化される。復調部68は、コンパレータ67より入力された2値化データを、水晶発振器69より供給されるサンプリングクロックに基づいてサンプリングし、復調する。また、復調部68は、チャネルビット、およびワードを補正する処理を行う。その処理に詳細については後述する。
復調部68より出力された復調データは、ECC部70に供給され、誤り訂正符号に基づいて誤り訂正処理が施され、レジスタ71に供給され、記憶される。このようにして、レジスタ71には、光ディスク26のBCA26Aに記録されていたディスクID情報が記憶される。
コンテンツデータの記録が指令されたとき、CPU61は、サーボ制御部63を制御し、スピンドルモータ62を介して光ディスク26をCLV方式で回転させる。
暗号化処理部75は、図示せぬ装置から入力されたコンテンツデータを、レジスタ71に記憶されているディスクID情報に基づいて暗号化し、ECC部76に出力する。ECC部76は、暗号化処理部75より入力されたコンテンツデータに誤り訂正符号を付加し、変調部77に出力する。変調部77は、ECC部76より入力されたコンテンツデータをPE方式その他の所定の変調方式で変調し、光ピックアップ64に出力する。光ピックアップ64は、変調部77より入力されたコンテンツデータを、光ディスク26のデータエリア26Bに記録させる。
このように記録されたコンテンツデータの再生が指令されると、CPU61は、サーボ制御部63を制御し、上述した場合と同様にして光ディスク26をCLV方式で回転させる。光ピックアップ64は、光ディスク26のデータエリア26Bを再生し、再生データをマトリクスアンプ65に出力する。マトリクスアンプ65は、この再生データを復調部72に供給する。復調部72は、入力されたコンテンツの再生データを、変調部77における変調方式に対応する復調方式で復調し、ECC部73に出力する。ECC部73は、復調部72より入力された復調データの誤り訂正処理を施した後、暗号解除処理部74に供給する。暗号解除処理部74は、ECC部73より入力されたコンテンツデータ(暗号化されているコンテンツデータ)を、レジスタ71より入力されたディスクID情報に基づいて復号し、図示せぬ装置に出力する。
以上のようにして、光ディスク26のデータエリア26Bには、コンテンツデータが暗号化されて記録されるため、この暗号化されたコンテンツデータを、そのままコンピュータなどにより、他のディスクにコピーしたとしても、ディスクID情報はコピーできないので、暗号化を解除することができないことになり、不正な大量コピーを実質的に抑制することができる。
次に、図10を参照して、復調部68において行われるチャネル位置補正について説明する。ここでは、p=3として説明する。
LPF66から出力される再生ピット波形(図10(A))は、コンパレータ67により2値化されて、ピット2値化信号(図10(B))として、復調部68に入力される。復調部68は、カウンタ1乃至カウンタ3(図示せず)をその内部に有している。カウンタ1(図10(C))は、チャネルビット内のクロック数(すなわち、0乃至p−1)をカウントする。カウンタ2(図10(D))は、PE変調における2チャネルビットをカウントする。カウンタ3(図10(E))は、PE変調のビット数(ワード)をカウントする。
PE変調においては、ピット中心(すなわち、図6に示されるワード「10」の中心、または「01」の中心)で、必ずビットが反転することを利用して、チャネル位置補正が行われる。すなわち、図10のタイミングAでは、カウンタ3の値が変化していないのに(ピットの中心であるのに)、ピット2値化信号のレベルが反転しているので、その直後のカウンタ1の値は「0」となるように補正される。また、同じデータビットが連続する場合のデータビットとデータビットの間(ワードとワードの間)でもチャネルビットが反転することを利用して、チャネル位置補正が行われる。すなわち、図10においては、タイミングBでは、カウンタ3の値が変化しているとき(ワードとワードの間であるとき)、ピット2値化信号のレベルが反転しているので、カウンタ1およびカウンタ2の値が「0」に補正されている。
また、フレームシンクは、光ディスク26の1回転につき、均等な間隔で複数配置されているので、光ディスク26の回転に伴い、フレームシンクはエンドレスに、一定の周期で発生することになる。従って、あるフレームのフレームシンクが検出されなかった場合においても、それ以前に検出されたフレームシンクの内挿タイミングを基に、続くデータを欠落させることなく再生することが可能である。
また、図11に示されるように、フレームシンク(「00011101XX」もしくは「11100010XX」)(図7)が検出された場合、カウンタ1乃至3の値はすべて「0」に初期化される。
ECC部70は、復調されたデータ(すなわち、図4を参照して説明した、3重書きされたパリティを含むディスクID情報)の入力を受け、誤り訂正処理を行う。3重書きされたディスクID情報は、それぞれ、誤り訂正が行われる。ここで、例えば、第3のブロックの誤り訂正結果が、他の2つのブロック(第1と第2のブロック)の誤り訂正結果と異なる場合、多数決の原理に従って、第1のブロックおよび第2のブロックの誤り訂正結果をディスクID情報とする。ECC部70は、誤り訂正されたディスクID情報をレジスタ71に出力して保存させる。
また、ECC部70は、多数決で各ブロックの正しいワードを決定し、正しいワードを集めて生成された符号に対して誤り訂正処理を行うようにすることもできる。
例えば、第1ワードについて、第1のブロックと第2のブロックが一致し、第3のブロックが異なる場合、第1ワードは、第1のブロック(または第2のブロック)のワードが正しいものとされる。第2ワードについて、第2のブロックと第3のブロックが一致し、第1のブロックが異なる場合、第2ワードは、第2のブロック(または第3のブロック)のワードが正しいものとされる。以下同様にして、多数決の原理に基づいて、正しいワードを集められ、1つのディスクID情報が再構成され、それに対して誤り訂正処理が行われるようにすることができる。
また、ディスクIDの再生にあたっては、上述したように、トラッキングサーボをかけずに、再生動作が行われることが想定されるため、再生動作を光ディスク26の複数の回転にわたって繰り返し実行した場合、微妙に半径位置がずれるなどして、異なる再生結果(再生データ)が得られることが考えられる。そこで、再生動作、あるいは訂正動作を複数の回転にわたって行うようにすることができる。
次に、第2の実施の形態として、ディスクID情報を、4−1変調を用いて変調して記録させる場合について説明する。
図12に、この場合のディスクID記録フォーマットの例を示す。
ここでも、第1の実施の形態における場合と同様に、光ディスク26のBCA26Aの1周が、3等分されて3個のブロックが構成され、1つのブロックは、それぞれシンクブロックSAまたはSBを先頭に有する2つのフレームで構成される。各フレームのフレームシンクは14チャネルビットとされ、情報ビットは112データビットとされる。112ビットのデータは、4−1変調により392チャネルビットに変換されるので、1フレームのチャネルビット数は、406となる(すなわち、n=3,m=2,k=406となる)。1ブロックには224ビット、すなわち28バイトのディスクID情報を記録することができる。
図13に示すように、4−1変調は、2データビットが7チャネルビットに変調される変調方式である。始めの3チャネルビットは「010」で示される同期パターンであり、後ろの4チャネルビットがデータ部で、4チャネルビット中の「1」の位置によりデータが示される。変調前の2データビットが「00」である場合、データ部は、「1000」とされ、2データビットが「01」である場合、データ部は、「0100」とされ、2データビットが「10」である場合、データ部は、「0010」とされ、2データビットが「11」である場合、データ部は、「0001」とされる。この同期パターンとデータ部を合わせた7チャネルビットで、1ワードが形成される。
第1の実施の形態において用いたPE変調は、論理「0」と論理「1」が等しい数表れる変調方式である。従って、この場合、BCA26Aにおいて、反射膜のほぼ半分が除去される。これに対して、4−1変調では、論理「0」と論理「1」の比率が、5:2であるため、PE変調によりディスクID情報が記録された場合よりも、反射光量が多くなる。従って、例えば、データ読み取り時のフォーカス制御などのサーボ制御を行いやすいという利点がある。
この例でも、ディスクID情報のECCフォーマットは、図5を参照して説明した場合と同様とされ、GF(28)のRS(32,16,13)符号により符号化が行われ、12バイトのパリティが付加されて、1ブロックが構成され、同一のブロックが、ディスク1周に3重書きされる。
図14は、第2の実施の形態におけるフレームシンクのシンクパターンを表している。
4−1変調においては、3チャネルビットの同期パターンの論理「1」の位置が固定である。従って、1つおきに発生する同期パターンの論理「1」に着目すると、その間隔は、常に「7」となる。
そこで、1つおきに論理「1」が発生する間隔の規則性を崩すことにより、シンクパターンを生成することができる。図14(A)に示される、1つおきに論理「1」が発生する間隔が「8,5,6」となるようなシンクパターン「01000010010100」が、第1のシンクパターンSAとされる。そして、図14(B)に示される、1つおきに論理「1」が発生する間隔が「6,5,8」となるようなシンクパターン「01000101001000」が、第2のシンクパターンSBとされる。すなわち、第2の実施の形態においては、14チャネルビットのフレームシンクがディスクID記録フォーマットに挿入される。
図15は、第2の実施の形態のディスクIDを記録するディスクID記録装置11の構成を示すブロック図である。なお、図8を参照して説明したディスクID記録装置11と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する(以下、同様)。すなわち、このディスクID記録装置11は、図8のPE変調部22に代えて、4−1変調部111が設けられている以外は、図8のディスクID記録装置11と同様の構成を有する。従って、その動作も、変調方式が異なるだけである。
図15のディスクID記録装置11において、図12を参照して説明したディスクID記録フォーマットを、光ディスク26のBCA26Aの1周に記録させる場合、光ディスク26の1回転と、図12のn×m×kが同期するようにPLLをかければよい。例えば、スピンドルモータ27から出力されるFG信号の波数が42である場合、分周器30の分周係数Nを58とすれば、VCO33から出力されるチャネルクロックの周期は、1回転の1/(3×2×406)と等しくなる。
ディスクID記録装置11によって4−1変調方式でディスクID情報が記録された光ディスク26のデータエリア26Bにデータを記録したり、記録されているデータを再生するディスク記録再生装置51の構成は、基本的に図9に示した場合と同様となる。ただし復調部68における処理が異なる。
図16を参照して、復調部68が実行するチャネル位置補正について説明する。ここでも、第1の実施の形態と同様に、p=3として説明する。
LPF66が出力する再生ピット波形(図16(A))は、コンパレータ67により2値化されて、ピット2値化信号(図16(B))として、復調部68に入力される。復調部68は、入力されたピット2値化信号を一定の時間だけ遅延させ、ピット2値化信号が論理「1」となる期間のちょうど中央部で立ち上がるピット・センター信号(図16(D))を生成する。また、復調部68は、カウンタ1乃至カウンタ3、および、同期パターン検出用のウィンドウ(すなわち、カウンタ2の値が「0」乃至「2」の場合に再生ピットの2値化信号を読み込むウィンドウ)(図16(C))を発生するウィンドウ発生器をその内部に有する。カウンタ1(図16(E))は、チャネルビット内のクロック数(すなわち、0乃至p−1)をカウントする。カウンタ2(図16(F))は、4−1変調における7チャネルビットをカウントする。カウンタ3(図16(G))は、4−1変調のワード数をカウントする。
ピット・センター(図16(D))が検出された場合、カウンタ1の値が「1」となるように、チャネル位置補正が行われる。例えば、図16のタイミングCで、ピット・センターの検出タイミングに合わせて、カウンタ1の値が「1」となるように補正される。また、同期パターンのピット・センター(図16(D))がウィンドウ(図16(C))の中央にくるように、ワード位置補正が行われる。例えば、タイミングDで、カウンタ1とカウンタ2の値が「1」になるように補正される。
フレームシンクは、光ディスク26の1回転につき、均等な間隔で複数配置されているので、あるフレームのフレームシンクが検出されなかった場合においても、それ以前に検出されたフレームシンクの内挿タイミングを基に、続くデータを欠落させることなく再生することが可能である。
また、図17に示されるように、図14を参照して説明したフレームシンク(「01000010010100」もしくは「01000101001000」)が検出された場合、カウンタ1乃至3の値が「0」に初期化される。
次に、第3の実施の形態として、レジスタ21に記録されているディスクID情報のECCフォーマットが、図18に示されるように、GF(28)のRS(32,16,17)符号により符号化され、16バイトのパリティが付加されて、1ブロックが構成され、同一のブロックが、4−1変調されて、ディスク1周に3重書きされる場合について説明する。
この場合、図19に示すように、フレームシンクのシンクパターンは、図14を参照して説明したシンクパターンSAおよびSBのそれぞれに、シンクID(sync ID)として、1ワードが付加され、合計21チャネルビットとされている。すなわち、シンクパターンSAおよびSBのそれぞれで、シンクIDによって、4種類のシンクパターンを表すことができるため、合計8つのシンクパターンを構成することができる。
従って、図20に示されるように、1ブロックを8フレームに分割することが可能となる。
この例では、n=3,m=8とされる。また、1フレームには、32ビットのデータが配置される。このデータは、4−1変調により112チャネルビットに変換されるので、kの値は133チャネルビット(=21+112)となる。
光ディスク26は、例えば、CD(Compact Disk),MD(Mini-Disk),DVD(Digital Versatile Disk)などとされる。
上述した一連の処理は、ソフトウェアにより実行することもできる。そのソフトウェアは、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
この記録媒体は、図8、図9、または図15に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク41,91(フロッピー(登録商標)ディスクを含む)、光ディスク42,92(CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む)、光磁気ディスク43,93(MD(Mini-Disk)を含む)、もしくは半導体メモリ44,94などよりなるパッケージメディアなどにより構成される。
ところで、従来、BCAに記録されたデータを再生する場合、例えば、何らかのディフェクトなどの影響により、PLLが外れてしまうと、再度PLLがかかるまでの期間、データを再生することができない。すなわち、PLLが外れてしまった期間の再生データが欠落してしまう。
また、ディフェクトなどの影響により、一旦、同期信号(シンク)が欠落すると、次の同期信号が見つかるまでの間のデータが欠落してしまう恐れがある。
欠落データの大きさが、誤り訂正能力を終えてしまった場合(すなわち、局所的に大きなディフェクトがある場合)、データは再生できない。BCA2に記録される情報は、ディスク固有のID情報などであり、ディスク内の全データに関与する(例えば、DVD1に記録されているコンテンツを再生しても良いか否かを決定する)可能性があるため、データの記録および再生には、高い信頼性が必要である。そこで、欠落データを少なくするために、再同期のための同期信号を頻繁に挿入する方法も考えられるが、そのようにすると、冗長な同期信号の挿入により、BCAに記録できるデータのデータ容量が減少してしまう。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、BCAのデータを確実に再生することができるようにするものである。
すなわち、例えば、本発明のディスクフォーマットによれば、第2のエリアの1周をn等分してn個のブロックを配置し、各ブロックを、m等分してm個のフレームを配置し、フレームには、周方向に等間隔になるように、ID情報を配置するとともに、フレームのそれぞれに、同期信号を配置するようにしたので、PLLを用いずに、簡単かつ確実に、ID情報を読み出すことが可能なディスクを実現することができる。
また、本発明のディスク記録装置および方法によれば、ディスクの第2のエリアを周方向にn等分してn個のブロックを生成し、各ブロックを周方向にm等分してm個のフレームを生成し、1つのフレームをk等分してチャネルクロックを生成し、ディスクの1回転がn×m×k個のチャネルクロックの周期と同期するようにディスクの回転を制御し、チャネルクロックに基づいてID情報を変調し、ディスクに記録するようにしたので、PLLを用いずに、簡単かつ確実に、ID情報を再生可能なディスクを実現することができる。
さらに、本発明のディスク再生装置および方法によれば、ディスクからの再生信号をn×m×kの2倍以上の周波数のクロックでサンプリングし、チャネルビット、またはワードを補正しながら復調するようにしたので、ID情報をPLLを用いずに、簡単かつ確実に再生することが可能となる。
また、いずれの場合においても、ブロック数を複数個とし、ID情報を多重書きする場合には、等価的に積符号を構成することができ、高い訂正能力を実現することが可能となる。
1周が物理的にほぼ均一な状態となるので、フォーカスサーボなどに与える影響を軽減し、ディスクの劣化を抑制することができる。
ディスクにディフェクトが発生したとしても、チャネルビット、またはワードの補正を行うことが可能となり、ID情報を再生するに際し、高い信頼性を実現することができる。また、同期信号の冗長分が少なくてよい。
従来のDVDにおけるバーストカッティングエリアを説明する図である。 図1のバーストカッティングエリアの記録フォーマットを示す図である。 本願発明を適用した光ディスクの構成を示す図である。 図3におけるバーストカッティングエリアの記録フォーマットを示す図である。 図3のバーストカッティングエリアにおけるECCフォーマットを説明する図である。 PE変調を説明する図である。 図4のフレームシンクのシンクパターンを説明する図である。 図3の光ディスクにディスクID情報を記録するディスクID記録装置の構成例を示すブロック図である。 図8のディスクID記録装置でディスクIDを記録した光ディスクに対してデータを記録または再生するディスク記録再生装置の構成例を示すブロック図である。 図9の復調部における動作を説明する図である。 図9の復調部における動作を説明する図である。 図3の光ディスクのバーストカッティングエリアにおける他のフォーマットの例を示す図である。 4−1変調を説明する図である。 図12のフレームシンクのシンクパターンを説明する図である。 図12のフォーマットのディスクIDを記録するディスクID記録装置の構成例を示すブロック図である。 図12のフォーマットで記録された光ディスクの再生動作を説明する図である。 図12のフォーマットで記録された光ディスクの再生動作を説明する図である。 他のECCフォーマットの例を示す図である。 フレームシンクの他のシンクパターンの例を示す図である。 ディスクID記録フォーマットの他の例を示す図である。
符号の説明
21 レジスタ, 22 PE変調部, 23 レーザ, 26 光ディスク, 26A バーストカッティングエリア, 26B データエリア, 27 スピンドルモータ, 28 スピンドルサーボ制御部, 29 コントローラ, 30 分周器, 31 位相比較器, 33 VCO, 62 スピンドルモータ, 64 光ピックアップ, 70 ECC部

Claims (5)

  1. コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置されたディスクに、16バイト単位で前記ディスクの副情報を記録するディスク記録装置において、
    前記ディスクを回転させる回転手段と、
    16バイトの前記副情報に16バイトのパリティが付加されてなるブロックを保存するレジスタ手段と、
    2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により、前記ブロックを変調する変調手段と、
    変調後の前記ブロックを前記ディスクの前記バーストカッティングエリアに多重書きする記録手段と
    を備えるディスク記録装置。
  2. コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置されたディスクに、16バイト単位で前記ディスクの副情報を記録するディスク記録装置のディスク記録方法において、
    16バイトの前記副情報に16バイトのパリティが付加されてなるブロックを構成し、
    2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により、前記ブロックを変調し、
    変調後の前記ブロックを前記ディスクの前記バーストカッティングエリアに多重書きする
    ステップを含むディスク記録方法。
  3. コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置され、前記バーストカッティングエリアには、ディスクの副情報の16バイトに対して16バイトのパリティが付加されてなるブロックが多重書きされている前記ディスクを再生するディスク再生装置において、
    前記ディスクを回転させる回転手段と、
    前記ディスクのデータを再生する再生手段と、
    前記再生手段により、前記ディスクのデータとして再生された前記ブロックを復調する復調手段と、
    復調後の前記ブロックにおいて、16バイトの前記パリティを基に、16バイトの前記副情報の誤りを訂正する誤り訂正手段と
    を備え、
    前記ブロックは、
    2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により
    変調されており、
    前記復調手段は、前記再生手段により再生された前記ブロックを、前記変調方式に対応する復調方式により復調する
    ィスク再生装置。
  4. コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置され、前記バーストカッティングエリアには、ディスクの副情報の16バイトに対して16バイトのパリティが付加されてなるブロックが多重書きされている前記ディスクを再生するディスク再生装置のディスク再生方法において、
    前記ディスクのデータを再生し、
    前記ディスクのデータとして再生された前記ブロックを復調し、
    復調後の前記ブロックにおいて、16バイトの前記パリティを基に、16バイトの前記副情報の誤りを訂正する
    ステップを含み、
    前記ブロックは、
    2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により
    変調されており、
    再生された前記ブロックは、前記変調方式に対応する復調方式により復調される
    ディスク再生方法。
  5. コンテンツデータを記録するデータエリアと、前記データエリア以外のエリアであるバーストカッティングエリアが配置され、
    前記バーストカッティングエリアには、副情報の16バイトに対して16バイトのパリティが付加されてなるブロックであって、
    2データビットが「00」である場合、「010」の同期パターンと「1000」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「01」である場合、「010」の同期パターンと「0100」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「10」である場合、「010」の同期パターンと「0010」のデータ部からなる7チャネルビットに変調し、
    2データビットが「11」である場合、「010」の同期パターンと「0001」のデータ部からなる7チャネルビットに変調する変調方式により
    変調された前記ブロックが多重書きされている
    記録媒体。
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