JPWO2004029943A1 - 光記録媒体及び光記録媒体の記録装置 - Google Patents

Abstract

ＤＶＤ等の光記録媒体は、データの書き換えが可能なデータ記録領域（１０３）と、追記のみでデータの消去が行えないライトワンス領域（１０４）とを有する。ライトワンス領域（１０４）に光ディスクに固有の番号である媒体固有番号情報（１０５）が記録され得る。データ記録領域（１０３）においてデータ記録部分とデータ未記録部分の反射率は異なり、ライトワンス領域（１０４）に形成された記録ピットの反射率はデータ記録領域（１０３）のデータ記録部分とデータ未記録部分の反射率のうちの高い方の反射率よりも高い。ライトワンス領域（１０４）へのデータの記録は、データ記録領域（１０３）に書き換え可能なデータを記録するのに必要な熱量の３倍〜２５倍の熱量のレーザ光をライトワンス領域（１０４）に照射することにより行う。

Description

本発明は、光学的に情報を記録する光ディスク等の光記録媒体、並びにその光記録媒体に対して情報の記録、再生を行う装置に関する。

近年、光ディスクのＡＶ（オーディオ・ビジュアル）機器やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）への応用が非常に活発である。例えば音楽用に開発されたＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）は、ＰＣ用のプログラムやアプリケーションを提供するための再生専用型ＣＤ−ＲＯＭに展開され、さらにはデータの追記ができるＣＤ−Ｒやデータの書き換えができるＣＤ−ＲＷが開発され、これらはＡＶ分野やＰＣ分野で広く普及した光ディスク・フォーマットとなっている。また、近年の高密度化技術の進歩で、映画などの映像を納められる再生専用のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）フォーマットが急速に普及し、ＤＶＤもまたＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷといった追記型や書き換え型のフォーマットが開発され、普及が加速されつつある。今後、さらに高密度化の技術開発が進むことで、より大容量の光ディスク・フォーマットや、同じ容量でもより小型の光ディスク・フォーマットが開発され、新たなＡＶ用途を開拓する光ディスク・システムとして登場することが期待されている。
これらの技術分野においては、著作権保護の観点からデータの不正コピーを防止する技術の重要性が高まっている。著作権を保護する仕組みとしてディスク１枚毎に固有の情報を製造時に記録し、この固有の情報を用いて記録媒体に記録するデータの暗号化を行う方法が多くの記録型記録媒体で用いられており、一般的な方法として普及している。このような技術として、参考文献１にユーザが書き換えできない媒体固有番号に基づいてデータを暗号化して記録するデータ記録装置が開示されている。
以下、この従来技術について図２４を用いて簡単に説明を行う。データ書き込み装置２４０４は、暗号化器２４０５と個別鍵生成器２４０６とで構成され、データ読み取り装置２４０７は、暗号復号化器２４０８と個別鍵生成器２４０６とで構成される。
データ書き込み装置２４０４は、媒体固有番号２４０２を読み出し、個別鍵生成器２４０６によって媒体固有番号２４０２から記録媒体２４０１に固有の暗号鍵を生成し、この鍵を用いて電子データを暗号化器２４０４で暗号化し、暗号化電子データ２４０３として記録媒体２４０１に電子データの記録を行う。データ読み取り装置２４０７は、記録プロセスと同様に媒体固有番号２４０２から記録媒体２４０１に固有の暗号鍵を生成し、この鍵を用いて電子データを暗号復号化器２４０８で暗号を復号し電子データの再生を行う。
この様なシステムでは、暗号化記録データ２４０３は記録媒体２４０１に固有の情報となる。暗号化記録データ２４０３が他の記録媒体にコピーされても媒体固有番号２４０２がコピーされなければ、暗号化記録データ２４０３を暗号復号化するための鍵を得ることができず、コピーされた記録媒体ではデータの正しい再生を行うことはできず不法なコピーから著作権を保護できる。
この参考文献１で開示されている不正コピー防止の技術は、媒体固有番号２４０２が一意的に特定される情報であり、しかもユーザにより書き換えやコピーができないという機能によって実現されている。仮に何だかの手段を用いて媒体固有番号２４０２がコピーされた場合には、不正なコピーが実現可能となる。
媒体固有番号２４０２のコピーや改竄の防止技術が非常に重要となる。媒体固有番号の記録技術としては、バーコード状のマークをディスクの一部に記録する技術が一般的に用いられており、参考文献２や参考文献３で開示されている。
以下、参考文献２で開示されている媒体固有番号の記録技術について、図２５を用いて簡単に説明する。
図２５において、光ディスク２５０１は厚さ０．６ｍｍの２枚のディスクを張り合わせて構成されている。この光ディスク２５０１の内周部には、バーコード状のマーク２５０３を形成するためのＢＣＡ領域２５０２が設けられている。参考文献２ではＢＣＡ領域２５０２は、凹凸形状のピットで構成されており、凹凸形状のピット上にはアルミ膜による反射膜が形成されている。このＢＣＡ領域２５０２に高出力のＹａＧレーザを用い反射膜を融解して除去するレーザトリミングによってバーコード状のマーク２５０３が形成される。このバーコード状のマーク２５０３で媒体固有番号２４０２が記録される。
この様に形成されたバーコード状のマーク２５０３を再生した場合の再生信号の様子を図２６に示す。図２６において、信号２６０１はバーコード記録領域２５０２の再生信号であり、信号２６０２はバーコード状のマーク２５０３の再生信号である。バーコード状のマーク２５０３はレーザトリミングによって反射膜が除去されているので、反射光が検出系に戻らないために信号２６０２に示すようにバーコード部分で再生信号が大きく低下し、それ以外の部分では凹凸形状のピットからの再生信号２６０３が発生する。この再生信号はローパスフィルターによって凹凸形状のピットからの再生信号２６０３が除去されバーコード状のマーク２５０３が検出され復調される。
参考文献２で開示されている媒体固有番号の記録方法は、レーザトリミングを用いて反射膜を除去して記録を行うライトワンス記録であるので書き換えが不可能であり、媒体固有番号の記録方式として最適である。
また、参考文献３で開示されている方式は、相変化型の書き換え記録媒体に媒体固有番号を記録する方法であり、書き換え型の相変化記録媒体に置いて広く用いられている。媒体固有番号の記録を行う領域および記録されるマークの形態は、参考文献２と同様であるので詳しい説明は省略する。
参考文献３は、相変化ディスクの製造工程の中で、記録層を結晶化する工程、いわゆる初期化工程においてＢＣＡ領域２５０２に結晶化を一部中断することにより結晶化部と未結晶化部からなるバーコード状のマーク２５０３と同様の反射率の異なるマークを形成する方式である。この方式における再生信号を図２７に示す。初期化工程に置いて初期化を中断した領域は未結晶化部となり、光学設計により無反射条件を満たすように積層膜が設定されているために反射率が低い領域となるので、バーコード状のマーク２５０３部で再生信号２７０２を得ることができる。この方式の場合、結晶化部と未結晶化部を用いてバーコード状のマークを形成するために、書き換え型の記録装置を用いてバーコード状のマークを改竄することが可能である。これを防止するためにＢＣＡ領域２５０２を平板で構成し、記録用の光ビームのトラッキングを困難しており、これによって記録装置での改竄を難しくしている。
上述した媒体固有番号記録方式が広く用いられているが、ライトワンスの記録が行える記録媒体ならびに記録方式であれば、データの改竄を防止しながら媒体固有番号の記録を行うことができる。
ライトワンスの記録を行う方式としては以下のように幾つかの方法がある。
▲１▼基板上に有機色素を主成分とする記録層を担持し、記録層の背面側に金属材料よりなる反射層を積層した構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を融解又は分解すると共に基板を軟化し、基板と記録層との界面に記録層材料と基板材料の混合物を形成することで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（参考文献４参照）。
▲２▼前記と同様の構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を分解し、基板と記録層との界面に記録層材料の分解物を残留させることで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（参考文献５参照）。
▲３▼前記と同様の構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を分解してガスを発生し、記録層内に空隙を形成することで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（参考文献５参照）。
▲４▼前記と同様の構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を分解してガスを発生し、そのガス圧にて反射層を凸状に変形することで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（参考文献６、７参照）。
▲５▼前記と同様の構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を分解すると共に基板を軟化し、記録層が分解することで発生したガス圧にて基板及び反射層を変形することで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（参考文献６、７参照）。
上述したライトワンス記録方法は、記録ピットを基板等の変形によって記録する方式であり、再生信号は記録ピットからの再生信号はいずれも反射光量が減少する信号として検出される。
＜参考文献＞
参考文献１：日本国特許第３１８４９３号明細書
参考文献２：日本国特許第３０９７９１７号明細書
参考文献３：日本国特許出願、特開２００２−５００８８号公報
参考文献４：日本国特許出願、特開平２−１６８４４６号公報
参考文献５：日本国特許出願、特開平２−２４４４３７号公報
参考文献６：日本国特許出願、特開平３−６３９４３号公報
参考文献７：日本国特許出願、特開平３−５８３３３号公報
（発明が解決しようとする技術的課題）
上記のような媒体固有番号の記録方式では、媒体固有番号が改竄されるという課題があった。
参考文献３では、結晶化部と未結晶化部を用いてバーコード状のマークを形成するために、書き換え型の記録装置を用いてバーコード状のマークを改竄することが可能である。これを防止するためにＢＣＡ領域２５０２を平板で構成し、記録用の光ビームのトラッキングを困難している。しかしながら精密な送り機構を持った装置を用い、記録用の光ビームで相変化型の記録膜に再記録を行い結晶部と非結晶部を形成することによって、溝によるトラッキング制御を行わずにバーコード状のマークを書き換える事は可能である。これによって、本来記録媒体毎に固有の番号であるはずの媒体固有番号の変更が可能となり不正なコピーが横行する事になりうる。
参考文献１では、反射膜をレーザトリミングで除去してバーコード状のマークを記録しているので改竄を行うことは困難であるが、その再生波形が図２６に示したようにバーコード状のマーク部分で反射光量が減少する信号となる。この再生信号は参考文献３で開示されている記録方式による再生信号と非常に酷似している。ＢＣＡ領域２５０２を凹凸ピットで構成して、参考文献３で開示されている記録方式によって結晶化部と未結晶化部を用いてバーコード状のマークを形成すれば殆ど同一の信号を得ることができる。
この場合、記録再生装置はレーザトリミングで除去されたバーコード状のマークなのか未結晶化部によるマークであるかの判断は非常に困難となる。特に記録再生装置では多くの記録媒体の記録再生をサポートする必要がありこれらの互換性を考慮した場合、レーザトリミングで除去されたバーコード状のマークと未結晶化部によるバーコード状のマークを区別することは殆ど不可能となる。
これは参考文献１に開示する装置に、ＢＣＡ領域２５０２に未結晶化部によるバーコード状のマークを形成した不正なディスクを用いても正規のディスクとして動作することを意味する。前述したように未結晶化部によるバーコード状のマークは、書き換えや改竄を行うことが可能であるので参考文献１の場合においても不正なコピーが横行する事になり得る。
（その解決方法）
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、書き換えや改竄を防止したい情報を有効に保護し得る光記録媒体であって、例えば、著作権保護に好適な光記録媒体、並びにそのような光記録媒体に対して情報の記録、再生を行う光ディスク装置を提供することを目的とする。
本発明に係る光記録媒体は、データの書き換えが可能なデータ記録領域と、追記のみでデータの消去が行えないライトワンス領域とを有する。データ記録領域においてデータ記録部分とデータ未記録部分の反射率は異なる。ライトワンス領域に形成された記録ピットの反射率は、データ記録領域のデータ記録部分とデータ未記録部分の反射率のうちの高い方の反射率よりも高い。
この様な構成の記録媒体によれば、ライトワンス領域に反射率が増加する記録ピットを記録することが可能である。このために、データ記録領域に記録される記録ピットの反射光量が未記録時に比して低下するのに対し、ライトワンス領域の記録ピットとは反射率が増加するので、両者は区別でき、媒体固有番号情報の改竄検出が簡単にできる。このために媒体固有番号を相変化の結晶と非結晶の状態で記録された不正なディスクを簡単に検出できる。よって本発明方法で記録した光ディスクならびに光ディスク記録再生装置を用いることによって著作権保護やコンテンツ配信などの課金情報などの記録に対して非常にセキュリティの高いシステムを実現することができる。
本発明に係る光ディスク装置は、データの書き換え可能なデータ記録領域と、追記のみでデータの消去が行えないライトワンス領域とを有する光記録媒体に対してデータ記録を行う光ディスク装置である。光ディスク装置は、光記録媒体に対してレーザ光を照射してデータを記録する光ヘッドと、光ヘッドによるデータの記録動作を制御するレーザ駆動手段と、レーザ駆動手段の動作を制御するコントローラとを備える。コントローラは、データ記録領域に書き換え可能なデータを記録するのに必要な熱量の３倍〜２５倍の熱量のレーザ光を、ライトワンス領域に照射してデータの記録を行うよう、レーザ駆動手段を制御する。
また、本発明に係る別の光記録媒体は、記録媒体に固有に割り当てられた媒体固有番号が、該媒体固有番号が記録される位置に関する情報と、秘密鍵とから生成された公開鍵によって暗号化されて記録されている。このような光記録媒体によっても、著作権保護等に対して非常にセキュリティの高いシステムを実現することができる。
（従来技術より有利な効果）
本発明によれば、ライトワンス領域に記録されたデータと、書き換え可能なデータ領域に記録されたデータの区別が可能となるために、ライトワンス領域に媒体固有番号を記録すれば不法なコピーからデータの保護が行え、かつ、書き換え可能な記録媒体を提供することができる。また、媒体固有番号を媒体固有番号が記録される位置情報によって暗号化することによって、光ディスク装置の不正な変更による媒体固有情報の改竄からもシステムを保護することができる。またライトワンス領域を媒体固有情報のみならず課金やコンテンツ管理の情報として用いることも可能であり、この時ライトワンス領域に記録されるデータを媒体固有番号で暗号化することによってライトワンス領域に記録されたデータの改竄をも防止できる。

図１は、本発明の実施形態における光ディスクの領域を示す図である。
図２は、本発明の実施形態における光ディスクの原盤作成行程を示す図である。
図３は、本発明の実施形態における光ディスクの作製行程を示す図である。
図４は、本発明の実施形態における、媒体固有番号の記録を行う光ディスク装置のブロック図である。
図５Ａは、ライトワンス領域に記録されるデータのＥＣＣブロック（記録ブロック）の記録フォーマットを示す図である。
図５Ｂは、ｎ個の記録ブロックを繰り返した場合の構造を示す図である。
図６は、ライトワンス領域に記録されるデータに付加されるシンクデータを示すテーブルである。
図７は、ライトワンス領域に記録されるデータの変調則を示すテーブルである。
図８は、ライトワンス領域に記録されるデータのセクタへの配置状態を示す図である。
図９Ａはライトワンス領域に記録されるデータ、図９Ｂは記録マーク、図９Ｃは記録のためのレーザ光の波形とをそれぞれ対応させて示した図である。
図１０Ａは、ライトワンス領域に記録されたデータの再生波形を示す図である。
図１０Ｂは、書き換え可能なデータ記録領域に記録されたデータの再生波形を示す図である。
図１１Ａは、ライトワンス領域において記録ピットをトラック溝内に記録した状態を示した図である。
図１１Ｂは、ライトワンス領域において記録された記録ピットの断面の状態を示した図である。
図１２は、ライトワンス領域に記録されるデータピット形成時の記録パワーと再生信号量の関係を示す図である。
図１３は、ライトワンス領域に記録されたデータとデータ記録領域に記録されたデータの記録再生を行う光ディスク装置のブロック図である。
図１４は、ライトワンス信号復調器を詳しく示すブロック図である。
図１５は、本発明の実施形態２における光ディスク装置のブロック図である。
図１６Ａは、溝のウォブルに最大変化位置に同期させてデータピットを記録した場合の再生信号を示す図である。
図１６Ｂは、溝のウォブルのゼロクロス位置に同期させてデータピットを記録した場合の再生信号を示す図である。
図１７は、本発明の実施形態３における光ディスク装置のブロック図である。
図１８は、媒体固有番号の暗号化と暗号復号化の仕組みを示す図である。
図１９は、実施形態３における、ライトワンス領域に記録されたデータとデータ記録領域に記録されたデータの記録再生を行う光ディスク装置のブロック図である。
図２０は、媒体固有番号の有無を判別する処理のフローチャートである。
図２１は、従来の、鍵束領域を含む光ディスク内の各領域の配置状態を示す図である。
図２２は、本発明の実施形態５における記録媒体を示す図である。
図２３は、実施形態６におけるライトワンス領域に記録されたデータとデータ記録領域に記録されたデータの記録再生を行う光ディスク装置のブロック図である。
図２４は、従来の媒体固有番号による著作権保護の仕組みを示す図である。
図２５は、従来の媒体固有番号が記録された従来の光ディスクを示す図である。
図２６は、レーザトリミングで記録された従来の媒体固有番号の再生信号を示す図である。
図２７は、相化膜の初期化処理によって記録された従来の媒体固有番号の再生信号を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
実施の形態１
最初に、本発明の第１の実施形態である書き換えできない媒体固有番号を持った書き換え型光記録媒体として、ディスク形状の記録媒体を例にその概要を説明する。次にその作成方法をディスク原盤の作製工程、ディスクの作製工程、媒体固有番号の記録方法ならびに記録装置、媒体固有番号の再生方法ならびに再生装置の順に説明を行う。
（光ディスクの構造）
図１に本発明に係る光ディスクを示す。本発明に係る光ディスクは、相変化型の記録膜で構成されており、略直径５０ｍｍ、内径１１ｍｍ、厚さ略０．８ｍｍであり、厚み略０．１ｍｍの透明基板を通して、波長４０５ｎｍ、開口数（ＮＡ）略０．８５の光ヘッドを用いて情報の記録再生を行う。
図１において、光ディスク１０１は、光ディスクをコントロールするための制御情報や交替情報などシステム的に必要な情報を記録したリードイン領域１０２、ユーザのデータを記録するためのデータ記録領域１０３を有する。リードイン領域１０２は、改竄不可能なデータを記録するためのライトワンス記録領域１０４を含む。
データ記録領域１０３はデータが書き換え可能な領域である。ライトワンス記録領域１０４は、一度のみデータの記録が可能であり、一旦記録したデータの消去は不可能な領域である。特に、本発明では、このライトワンス記録領域１０４において、光ディスクに固有の番号である媒体固有番号情報１０５がライトワンス情報として記録される。
データ記録領域１０３は半径２３．８ｍｍから半径１２．２５ｍｍの範囲である。リードイン領域１０２は０．５ｍｍの幅を持ち、半径１２．２５ｍｍから半径１１．７５ｍｍの範囲である。リードイン領域１０２内に設けられたライトワンス領域１０４は半径１１．９５ｍｍから半径１１．７５ｍｍである。リードイン領域１０２およびデータ記録領域１０３のトラックは、連続的な螺旋状の溝で構成されている。リードイン領域１０２のトラックピッチ（溝と溝の間隔）は０．３５μｍであり、データ領域１０３のトラックピッチは０．３２μｍで、リードイン領域１０２とデータ領域１０３の境界において略３０μｍの範囲でトラックピッチは連続的に変化しているがトラックは連続した螺旋状の溝である。トラックにはアクセスを行うためのアドレスが溝のウォブルによって記録される。
データ記録領域１０３においては、書き換え可能な記録データは、溝中にアモルファス状の記録ピットとして記録される。このアモスファス状の記録ピットは、書き換え型のＤＶＤなどで用いられているものと同様の方法で形成される。すなわち、記録レーザ光をマルチパルスで強度変調して記録膜を急冷することによって形成される。
リードイン領域１０２には、光ディスクの記録パワーや記録パルスタイミングなどをコントロールするための制御情報が予め溝のウォブルで記録された領域や記録パワーの学習を行うためのテスト領域など光ディスクの動作を行うためにシステム的に必要な情報や領域で構成されている。
リードイン領域１０２のトラックピッチがデータ記録領域１０３のトラックピッチより広いのは、トラックの溝のウォブルで記録された制御情報を安定に読み出すためである。
（光ディスクの作製工程）
次に、本発明の実施形態における光ディスクの作製工程について説明する。まず図２を用いて光ディスク原盤作製工程を説明する。
感光材料としてポジ型フォトレジストを均一に塗布したガラス板２０１を用意する。波長２４８ｎｍの遠視外線レーザを用いたカッティングマシーン２０２によって所望の溝パターンを露光する。このときカッティングマシーン２０２はフォーマッタからの信号に基づいて光ビームをウォブリングしながらアドレスならびにリードイン領域１０２の一部に制御情報を記録する。リードイン領域１０２とデータ領域１０３の間ではカッティングマシーンの送り量を変化させてトラックピッチを変化させる。データ領域１０３の再外周まで達した時点で露光は完了する。
上記の工程によって所望の溝パターンの潜像２０３がガラス板２０１に記録される。このガラス板を回転させながら現像し乾燥することによってグルーブパターン２０４が形成されたディスク原盤２０５が作製される。ディスク原盤２０５にスパッタリング法でニッケル膜２０６を形成してこれを電極としてニッケルメッキを行ってニッケルの薄板２０７を作製し、これを剥離、レジスト除去を行って裏面を研磨した後に所望の形状に打ち抜くことによってスタンパ２０８が作製される。
次に図３を用いて光ディスク１０１の作製工程について説明を行う。
上記の方法で作成したスタンパ２０８を射出成型機に取り付け、ポリカーボネイトを材料とした射出成形を行ってスタンパ２０８の溝形状が転写された厚さ０．７ｍｍの成形基板３０１を作製する。この基板３０１の溝が転写された面にスパッタ法によって厚さ８０ｎｍのＡｇの反射層３０２、厚さ２０ｎｍのＺｎＳの誘電体層３０３、１０ｎｍの厚さの（Ｇｅ，Ｓｎ）ＳｂＴｅの記録層３０４、厚さ５７ｎｍのＺｎＳの誘電体層３０５を積層する。この上に厚み略９０μｍのポリカーボネートシート３０６をスピンコータ上で紫外線硬化樹脂３０７を滴下し、誘電体層３０５に紫外線硬化樹脂を塗布したポリカーボネートシート３０６を重ねた後、スピンコータを回転させて余分な紫外線樹脂を振り切り紫外線樹脂の厚みが略１０μｍとなった時点でスピンコータの回転を停止し、紫外線源３０８から紫外線を照射して樹脂３０７を硬化させる。
これらの工程によって光ディスク１０１が形成される。上記光ディスク１０１の記録層３０４はスパッタ法により形成された状態では全面がアモルファス状態であり、一般的に初期化工程と呼ばれる記録層３０４の結晶化処理が必要となる。この結晶化処理は通常６５０ｎｍ程度波長の高出力のレーザ光を搭載した初期化装置で全面均一な光で走査することにより行われる。この処理によって記録膜３０４は反射率が約２０％となる。これらの工程が終了後、媒体固有番号情報１０５の記録が行われる。
（光ディスク装置）
図４は、本発明に係る媒体固有番号情報を記録する光ディスク装置の構成を説明した図である。
図４において、モータ４０２は媒体固有番号情報１０５を格納する光ディスク４０１を回転させる。光ヘッド４０３は光ディスク４０１に媒体固有番号情報１０５の記録を行う。送り機構４０４は光ヘッド４０３を半径方向に移動させる。フォーカス・トラッキングドライバ４０５は光ヘッド４０３のフォーカスおよびトラッキングアクチュエータを駆動する。送りドライバ４０６は、送り機構４０４を駆動する。制御部４０７はフォーカス・トラッキングドライバ４０５と送りドライバ４０６とモータ４０２を制御する。ＰＬＬ４０８は、溝からのプッシュプル信号からアドレス読み出し用クロックを生成する。アドレスデコーダ４０９は、溝からのプッシュプル信号からウォブルで記録されたアドレス情報を復調する。レーザドライバ４１０は媒体固有番号情報１０５を記録するために光ヘッド４０３のレーザのパワー変調を行う。レーザパワー制御部４１１は、レーザドライバ４１０のパワー制御を行う。記録タイミング生成器４１２は媒体固有番号情報１０５の記録タイミングを生成する。ＥＣＣエンコーダ４１３は媒体固有番号にエラー訂正コードを付加する。データ変調部４１４はＥＣＣエンコーダ４１３の情報を記録するビットデータに変換する。マルチパルス生成器４１５はデータ変調部４１４のビットデータをマルチマルス化してレーザ変調データを生成する。コントローラ４１６は、媒体固有番号情報１０５の記録を行うためのトータルのコントロールをマイクロコンピュータで構成される。データの記録を行う光ヘッド４０３の光学的なパラメータは、ＮＡ＝０．８５、レーザ波長４０５ｎｍである。
（媒体固有番号情報）
媒体固有番号は、ＥＣＣエンコーダ４１４でブロック化されパリティーデータが付加され、ＥＣＣブロックとなる。ＥＣＣブロックはデータ変調器４１４でＰＥ変調され、プレアンブルおよびシンクパターンが付加される。図５Ａにプレアンブルおよびシンクパターンが付加されてＰＥ変調された記録ブロック５０１の構造を示す。Ｉ_０〜Ｉ_１５は媒体固有番号であり、１６バイトの情報量を持つ。Ｃ_０〜Ｃ_１５はＩ_０〜Ｉ_１５のパリティである。これらのデータブロックの先頭に０で構成されるプリアンブルが付加される。
図７に示す法則に従ってＣ_０〜Ｃ_１５、Ｉ_０〜Ｉ_１５およびプリアンブル部はＰＥ変調されており、１バイトの情報は２倍のビット数になるために、Ｃ_０〜Ｃ_１５、Ｉ_０〜Ｉ_１５およびプリアンブル部の各シンボル長は１６ビットとなる。この様に、ＰＥ変調し記録することによって、媒体固有番号情報１０５の再生信号から再生クロックの抽出を容易にしている。
図５Ａに示すように、各行の最初にシンクマークＳＢ、ＲＳ_０〜ＲＳ_２が付加されている。シンクマークＳＢ、ＲＳ_０〜ＲＳ_２のビットパターンを図６に示す。シンクマークは１６ビットで構成され変調後のピット列にはＰＥ変調で出現しない０が２ビット以上連続で出現するパターンを持ち、容易に再生信号からシンクパターンを検出できる。図５Ａの記録ブロック５０１の構造を複数回繰り返して、１６バイトの整数倍の単位で記録することも可能である。図５Ｂに記録ブロック５０１をｎ個繰り返した場合の構造を示す。プリアンブルのマーカとしてシンクコードＳＢが、記録データのマーカとしてＲＳ_０が、パリティのマーカとしてＲＳ_１が、データの終了のマーカとしてＲＳ_２が付加された構造である。媒体固有番号の情報を含んだ記録ブロック５０１は、光ディスク１０１のライトワンス記録領域１０４の所定アドレスに記録される。
図８に、光ディスク１０１に記録された媒体固有番号情報１０５の構造を示す。ライトワンス記録領域１０４中の記録トラック８０１において、セクタ８０４〜８０６が媒体固有番号情報１０５が記録されるセクタである。１セクタは複数の記録ブロックからなる。実施形態１では、媒体固有番号情報１０５は、２個のセクタに跨って記録されるが、セクタ８０４から連続して記録されるわけではなく、１セクタ分記録した後に、記録を行わないセクタ８０５を置いて次のセクタ８０６に記録されている。この理由は後で詳述する。
（媒体固有番号情報の記録）
媒体固有番号情報１０５の具体的な記録の方法について説明する。媒体固有番号情報１０５は所定のブロック単位（記録ブロック）に分割されて記録される。
コントローラ４１６は、アドレスデコーダ４０９によって読み出されたアドレスに基づき送りドライバ４０４、フォーカス・トラッキングドライバ４０５を制御部４０７を介して制御することにより、媒体固有番号情報１０５を記録する所定のセクタ（図８ではアドレスＭのセクタ）にシークして、記録タイミング生成器４１２のタイミングに基づいて所定のセクタの開始位置に同期して記録ブロック５０１を記録する。また、アドレスＭ−１の領域８０３では媒体固有番号情報１０５を復調するための基準レベルを提供するために、その領域８０３の記録膜３０４は結晶化状態に初期化される。記録層を結晶化状態に初期化することにより、データ記録領域の記録層の結晶状態より反射率の高いライトワンス領域の記録ピットを検出するためのリファレンスレベルを、再生するセクタの前のセクタの再生レベルから容易に抽出できるために復調回路を簡単に構成できる。この詳細は後述の媒体固有番号情報１０５の再生方法の説明で詳述する。
本実施形態では、ライトワンス記録領域１０４とデータ領域１０３は同じセクタ構造とする。ライトワンス記録領域１０４に記録されるデータの記録開始位置はセクタの開始位置と一致させる。これらのセクタは溝のウォブルにアドレス情報を変調して記録することによって識別される。データの記録を行うためのクロックもウォブル信号からＰＬＬ４０８によって生成される。なお、必ずしもライトワンス領域とデータ領域でセクタの構造を同一にする必要はないが、ライトワンス領域１０４とデータ記録領域１０３もしくはリードイン領域１０２でアドレスの記録方式や変調周波数などが変化した場合、ぞれぞれの境界付近において偏芯によりアドレスの識別が複雑となり好ましくない。
ライトワンス領域１０４とデータ記録領域１０３とは記録フォーマットが異なるが、ライトワンス領域１０４とデータ記録領域１０３とで、アドレスのフォーマットを同一とする。これによりシークの高速性が実現できる。ただし、このような構成により、ライトワンス領域１０４とデータ記録領域１０３の記録密度及び記録フォーマットが異なるため、図８に示すように、セクタ領域に記録を行わない部分８０７が生じる。このように、セクタ領域において未記録領域部分８０７を許容することにより、記録ブロック５０１の開始位置をアドレスの開始位置と一致させることが可能となり、開始位置を容易に検出できるようになる。
また、記録ブロック５０１のサイズが大きく、複数のセクタ領域に跨る場合には、図８に示すように、固有番号情報が記録されていないセクタ８０５を、媒体固有番号情報１０５が記録されたセクタ８０４、８０６の間に設けるようにする。これは、記録ピット９０２の記録によってその部分の反射率が増加するためにアドレスの復調が困難となるためである。固有番号情報が記録されていないセクタを設けることにより、そのセクタでは確実にアドレスの読み出しができるため、アドレスの読み出せる領域が、媒体固有番号情報１０５の記録されている領域中に存在することになる。このため、読み出し中にトラックの傷などで別のトラックに間違って移動した場合でもアドレスの情報が確認でき、安定な再生が実現できる。また、媒体固有番号情報１０５が記録された領域中にアクセスを行うのも容易となる。以上が媒体固有番号情報１０５の記録フォーマットである。
（ライトワンス領域での記録ピットの形成）
次に、ライトワンス領域１０４へのデータ記録方法（記録ピット形成方法）について説明する。
データ変調器４１４で生成された記録ブロック５０１は、マルチパルス生成器４１５で１つのビットを複数回のマルチパルスに分割してレーザを照射することによって記録される。図９にデータ「１」および「０」を記録する場合のレーザパルス波形、記録ビット列及び記録マークを示す。図９Ａは記録すべき記録データ、図９Ｂは光ディスク４０１上に形成される記録ピット、図９Ｃは記録ピット９０２を形成するための記録レーザ波形をそれぞれ示す。記録レーザ波形はピークパワー９０４、ボトムパワー９０５、バイアスパワー９０６を有する。
本実施形態では、記録ピット９０２を形成するのに６個のマルチパルスにて記録を行う。記録を行った光ディスク４０１の線速度を１ｍ／ｓ、マルチパルスのピークパワー９０４の幅を４０ｎｓ、マルチパルスの間隔を８０ｎｓ、ボトムパワー９０５を０．１ｍＷ、バイアスパワー９０６を２ｍＷとした場合、記録のピークパワー９０４は９ｍＷ〜１１ｍＷの範囲で良好な記録が行えた。
上記の方法によって記録された記録ピット９０２の再生信号を図１０Ａに示す。図１０Ａにおいて、信号１００１は媒体固有番号情報１０５を記録した時の再生信号、レベル１００２は結晶化状態の記録層３０４からの再生信号レベル、レベル１００３は記録ピット９０２の再生信号レベル、レベル１００４は光ディスクからの反射光がゼロとなる再生レベルである。
光ディスクに上記記録方法による記録を行うと、記録ピット９０２からの再生信号１００３は、未記録時に比して反射光量が増大するように発生する。図１０Ｂは、従来の書き換え型の記録方法で、１−７の変調則に従ってアモルファス状態の記録ピットを記録層３０４に記録した場合の再生信号である。図１０Ｂにおいて、信号１００５は書き換え型の情報記録方法で記録された場合の再生信号を示し、信号１００６はアモルファス状態にある記録ピットの再生レベルである。書き換え型の情報記録処理を、線速度５ｍ／ｓ、記録のピークパワー４．８ｍＷ、バイアスパワー２．４ｍＷ、ボトムパワー０．１ｍＷで行った。書き換え型の情報はアモルファス状態の記録ピットとして記録されるために、反射光量が減少する方向に発生する。
従来の書き換え可能な記録ピットは、未記録時の結晶状態からデータが記録されるとアモルファス状態となり、その記録ピットからの反射光量は未記録時より減少する。これに対し、本実施形態の光ディスクにおけるライトワンス領域に形成された記録ピット９０２はその反射光量が未記録時より増大する。このため、本発明の光ディスクを用いれば、その反射光量に基づきデータ再生時に、そのデータが書き換え可能な領域から読み出されたのか、ライトワンス領域から読み出されたのかを容易に区別することができる。また、本実施形態の光ディスクのライトワンス領域の記録ピット９０２の部分の反射光量は、相変化記録における結晶化状態で得られる反射光量よりも更に高い反射光量となるようにする。これにより、ライトワンス領域からの反射光量を、書き換え型の相変化記録で実現することは不可能である。
上記の方法でライトワンス領域に形成された記録ピット９０２の状態について図１１Ａ、図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａは、記録ピット９０２をトラック溝内に記録した状態を示した図であり、図１１Ｂは、図１１Ａの線１１０２での、記録ピット９０２の断面の状態を示した図である。図１１Ａに示すように、データの記録を行うための記録溝１１０１内に記録ピット９０２が形成されている。
図１１Ｂにおいて、反射層３０２、保護層３０３、記録層３０４、保護層３０５がこの順で積層されている。記録ピット９０２が形成された領域では、記録層１１０３を中心に変形が発生し、記録層１１０３の厚さが減少している。記録層の厚さが薄くなった部分では、記録層による光の吸収量が減少するためにより多くの光が反射層３０２に到達し、到達した光は反射層３０２によって反射される。このために記録ピット９０２の部分では反射光量が増大する。この記録モードは、記録層３０４の変形による不可逆変化でありライトワンス記録となる。この記録層３０４の変形は、光ディスク４０１を１ｍ／ｓという低い線速度で回転させて単位体積あたりに、通常の書き換え型の記録時のパワーよりも５〜１０倍程度の大きなレーザパワーを注入することによって引き起こされるものである。
図１２にライトワンス領域の記録ピット９０２の再生信号量と記録パワーとの関係を示す。図１２の横軸は、ライトワンス記録のピットを形成するためにレーザ照射によって単位体積あたりに注入される熱量と相変化の書き換え型の記録ピットを形成するのに最適なレーザ照射によって単位体積あたりに注入される熱量との比である。単位体積あたりに注入される熱量は、照射されるレーザパワーとレーザの照射時間に比例し、記録時の記録層３０４の移動速度である線速度に反比例する。図１２の縦軸は、ライトワンス記録によって形成されたピット９０２の反射率と記録膜３０４が結晶状態にある時の反射率の差、つまりライトワンス記録による再生信号量である。
図１２に示されたように、単位体積あたりに注入される熱量比が２倍から記録が行われ、約４倍程度でほぼ飽和し２０倍程度までほぼ一定の信号量を示す。さらに注入熱量を増大させると反射層３０２の破壊が起こり、レーザ光が反射されなくなるために信号量は低下する。
この様に、本発明の反射光が増大する記録ピット９０２を形成するのに必要な熱量は、相変化の書き換え型の記録ピットを形成するのに好適なレーザ照射によって単位体積あたりに注入される熱量の２倍から２２倍程度が適切であり、さらに良好なピットを形成するという意味においては４倍から２０倍が最適な範囲となる。
従来のレーザトリミングによる記録方法では保護膜を破壊するために十分な信頼性を得ることが困難であった。これに対し、本発明によれば、ピット９０２の記録による保護膜の破壊がないために、従来の光ディスクと同等の信頼性を確保することができた。具体的には、温度８０、湿度８０％の環境の加速試験においても２０００時間以上腐食等の信頼性の低下は観測されなかった。この様に環境信頼性に優れた光記録媒体が実現できる。
なお、本実施形態では記録マークの形状を安定にするためにマルチパルス記録を行ったが、必ずしもマルチパルス記録を行う必要はなく、図１２に示された熱量を注入できればライトワンスの記録を行うことが可能である。また、本実施形態では光ディスク上の記録媒体を用いたが、必ずしもディスクの形状に限定されるものではない。また、上記のピット形成方法は、記録により反射率を未記録時より高くしたい場合のライトワンスデータの記録方法として適用可能である。
（媒体固有番号情報の再生）
次に、媒体固有番号情報１０５の再生方法について説明を行う。図１３に媒体固有番号情報１０５の再生を行う光ディスク装置の構成図を示す。
図１３に示す光ディスク装置において、モータ１３０１は光ディスク１０１を回転させる。光ヘッド１３０２はデータの記録再生を行う。送り機構１３０３は光ヘッド１３０２を半径方向に移動させる。ドライバ１３０４はモータ１３０１を駆動する。ドライバ１３０５はフォーカス・トラッキングを行うために光ヘッド１３０２のアクチュエータを駆動する。レーザドライバ１３０６は光ヘッド１３０２のレーザを駆動して記録もしくは再生を行う。位相ドライバ１３０７は送り機構１３０３を駆動する。レーザ制御部１３０８はレーザのパワーコントロールを行う。サーボ制御部１３０９はモータドライバ１３０４およびフォーカス・トラッキングドライバ１３０５および位相ドライバ１３０７の制御を行い任意のアドレスにシークしたりフォーカス・トラッキング制御等を行う。サーボ信号検出器１３１０はサーボ制御用の信号を演算する。アドレス復調器１３１１はプッシュプル信号からアドレスの復調を行う。書き換え信号変調器１３１２は書き換えが型の情報を相変化の記録ピットとして記録を行うためにデータの変調を行う。書き換え信号復調器１３１３は書き換えが型の情報である相変化の記録ピット信号を復調する。ライトワンス信号復調器１３１４はライトワンス信号の復調を行う。ＥＣＣエンコーダ・デコーダ１３１５は書き換え型信号のエラー訂正およびリードソロモン符号化を行う。ＥＣＣデコーダ１３１６は、ライトワンス情報として記録された媒体固有番号情報のエラー訂正を行う。暗号化器１３１７は媒体固有番号を用いて記録データの暗号化および再生データの暗号復号化を行う。コントローラ１３１８はシステムのコントロールを行うマイクロコンピュータで構成される。ホストインターフェース１３１９はホストとのインターフェースを制御する。
光ディスク１０１が光ディスク装置にセットされると、コントローラ１３１７は、媒体固有番号が記録されているアドレスＭの１つ前のアドレスＭ−１に、サーボ制御部１３０７を通じて位相ドライバ１３０７を制御して位相系をアドレスＭ近傍に移動させる。その後フォーカス・トラッキング制御を行って現在のアドレスをアドレス復調器１３１１で読み出し、読み出したアドレスとアドレスＭ−１との差からマルチジャンプおよび１トラックジャンプ制御をサーボ制御部１３０９により行い、アドレスＭ−１へのシークを完了する。アドレスＭ−１の領域８０３は、前述したようにその記録膜３０４が消去レベルに初期化されている。このレベルを基準にライトワンス信号復調器１３１４はライトワンス情報として記録された記録ピット９０２の復調を行う。
図１４にライトワンス信号復調器１３１４の詳細な構成を示す。
ライトワンス信号復調器１３１４は、結晶化状態の反射率レベルを記憶するするサンプリングホールド１４０１、サンプリングホールド１４０１の出力を所定数（本例では１．３）倍するアンプ１４０２、アンプ１４０２の出力とライトワンス信号のとの比較を行う２値化器１４０３、シンクコードの検出を行ってデータのＰＥ復調を行うＰＥ復調器１４０４、及び、アドレスの情報からサンプリングホールド１４０１とＰＥ復調器１４０４の動作をコントロールするタイミング信号生成器１４０５を含む。アドレスＭ−１の領域においてサンプリングホールド１４０１は信号のレベルをサンプリングする。この時サンプリングされる信号レベルは、アドレスＭ−１の領域が消去レベルに初期化されているために、結晶状態の反射光量レベルとなる。
次のアドレスＭで、サンプリングホールド１４０１はホールド状態となり、サンプリングされた結晶状態の反射光量はアンプ１４０２によって１．３倍され、入力信号と比較され、その結果が２値化される。アドレスＭには記録媒体固有番号情報が上述したようにライトワンス記録されており、記録ピット形成部で反射光量が増大する。この増大した反射光量のレベルと結晶化状態のときの反射光量の１．３倍のレベルとを、２値化器１４０３で比較することにより記録ビットストリームとなる。さらに、この記録ビットストリームは、ＰＥ復調器１４０４にてシンクコードが検出されるとともにＰＥ復調される。ＰＥ復調されたピットストリームデータはＥＣＣエンコーダ１３１６でエラー訂正され媒体固有番号が再生される。
復調された媒体固有番号は、ホストからの指示によって記録再生されるデータを暗号化もしくは復号化を行う暗号化・復号器１３１８で記録データの暗号化と暗号復号化を行うための鍵として用いられる。書き換え型のデータの記録再生は５ｍ／ｓの線速度でデータの転送レート３６Ｍｂｐｓ、レーザの記録パワーは９．６ｍＷバイアスパワーは４．５ｍＷで行われる。
この様に本実施形態の光ディスクにおいては、媒体固有番号情報を反射率が増加する記録ピットとして記録することが可能であるので、その復調は書き換え可能な情報として記録された場合の復調に対する回路とは異なった特別な回路が必要となる。このために、例えば相変化による書き換え可能なピットで媒体固有情報を偽造しても再生を行うことが不可能となるので非常に高いセキュリティレベルを実現できる。媒体固有番号情報の復調部を変更して相変化による書き換え可能なピットで偽造した信号を復調する方法も考えられるが、復調部をデジタル化してＬＳＩの中に埋め込むことによって、その変更は殆ど不可能とすることができる。
以上のように、本発明の媒体固有番号情報を記録した光ディスクならびに光ディスク記録再生装置を用いることによって著作権保護に対して非常にセキュリティの高いシステムを実現することができる。また、トラッキングを行って媒体固有番号情報を記録するために、この情報を記録するための幅は数ミクロンで十分であり、書き換え型のデータの記録を広く取れるために記録容量の増大にも大きな効果がある。この特徴は直径の小さな光ディスクに本用いた場合に最も効果がある。また、書き換え不能なライトワンス領域にデータとして情報を書き込めるため、ＢＣＡを用いる場合に比して、種々の改竄を防止したい情報を書き込める。
実施の形態２
実施形態１に示すような方法で改竄不可能な記録ピット９０２を形成した場合、記録後の反射光量は記録前に比して増大する。このためにプッシュプル信号から生成されるウォブル信号も記録ピット９０２が形成された部分は信号量が増大する。また、ウォブル信号のゼロクロス位置にアドレス情報を変調して記録した光ディスクにおいて、記録ピット９０２の形成によってゼロクロス位置からの再生信号が影響を受けた場合、アドレスの再生が不可能となる。アドレスの再生が行えないと、媒体固有番号情報１０５の再生を行う場合、媒体固有番号情報１０５が記録されたアドレス（実施形態１では、アドレスＭ）より１つ手前のアドレスＭ−１にシークして、次のアドレスに媒体固有情報１０５が記録されているとしてアドレスの確認をせずに再生を行う必要がある。実施形態１では、図８に示したように、セクタに跨って媒体固有情報１０５を記録する場合には、記録を行わないセクタ８０５を設けることによって再生時の信頼性を向上していた。
しかし、上記の方法では、媒体固有番号の情報はアドレスの確認なしでデータを再生する必要があり再生の信頼性が低下する。また記録を行わないセクタ領域８０５を設ける必要があるために記録の密度も低下する。
本実施形態では上記の問題を解決するために、アドレス読み出しが可能な媒体固有番号情報１０５の記録を行う手段を提供する。
図１５を用いて、本実施形態における媒体固有番号情報の記録方法ならびに記録装置について説明する。図１５は本実施形態における媒体固有番号情報の記録装置の構成図である。図１５において基本的な構成は実施形態１と同様であり、同様の機能をもつ部分については図４と同一の記号で示してある。同一記号で示した部分は、実施形態１と同様であるのでその説明は省略する。
図１５において、ＰＬＬ１５０１はウォブル信号に対してロックする機能を有する。マルチパルス発生器１５０２はウォブルに同期してマルチパルスを発生してピットを形成する。ＰＬＬ１５０１はウォブルに同期したＰＬＬという点では実施形態１と同様であるが、媒体固有番号情報を記録するピットの位置をウォブルに同期するために、マルチパルス発生器１５０２にウォブル位相位置を出力しており、マルチパルス発生器１５０２はこの信号に基づいて溝の記録溝１１０１のウォブルに同期したピットをディスク上に記録する。
図１６Ａ、１６Ｂに、本実施形態の記録方法によって媒体固有番号情報の記録ピット９０２が記録溝１１０１のウォブルに同期して記録されたトラックの状態と、この時の記録溝１１０１から再生されるウォブル信号を示す。図１６Ａは、溝のウォブル量が最大となる位置に同期をして記録ピット９０２の形成を行った場合を示す。本発明の方法によって改竄不可能な記録ピット９０２を形成した場合、反射光量が増大する。このためにプッシュプル信号から生成されるウォブル信号も記録ピット９０２が形成された部分は信号量が増大する。
溝のウォブル量か最大となる位置に同期をしてピット記録を行った場合、ウォブル信号は図１６Ａの下段に示す信号１６０１に示すような信号となる。本実施形態の光ディスクは、ウォブル信号のゼロクロス位置にアドレス情報を変調して記録しているが、図１６Ａのウォブル再生信号１６０１に示したように溝のウォブル量か最大の位置に同期をして記録ピット９０２を形成すれば、ウォブル信号のゼロクロス位置は影響を受けず安定にアドレスを検出できる。
また、図１６Ｂのウォブル再生信号１６０２に示したように溝のウォブル量かゼロとなる位置に同期をして記録ピット９０２を形成してもよい。この場合も同様に、ウォブル信号のゼロクロス位置は影響を受けず安定にアドレスを検出できる。
以上の様に、溝のウォブルに同期して記録ピット９０２を形成すれば、記録ピット９０２の形成によって反射率が変化しても確実なアドレス再生が可能となる。上記のようなウォブルに同期した記録を行うことによって、媒体固有番号情報１０５を再生する場合、光ディスク上の媒体固有番号情報の記録領域においてアドレスの復調が可能となり、高速シークと高い信頼性の読み出し動作が実現できる。さらに、アドレスを構成するウォブル情報に同期すると共に、アドレスの情報に対しても完全に同期して記録が行われているために、その再生時においてアドレスの同期情報から媒体固有番号情報１０５の同期を確保することも可能となる。
なお、実施の形態１では、シンクコードＳＢ，ＲＳ_０〜ＲＳ_２から媒体固有番号情報１０５の再生の同期を行っていたが実施形態２では、このシンクコード利用しなくてもよく、媒体固有番号情報１０５の記録密度を向上させることができる。
実施の形態３
前述の実施形態では、セキュリティーを十分に確保できないケースがある。例えば、光ディスク装置のシステムコントローラのプログラムを改竄された場合、前述の実施形態では媒体固有番号の改竄が可能となってしまう。
実施の形態１，２では、媒体固有番号情報１０５は、ディスク上の所定のアドレス（実施の形態１ではアドレスＭ）に記録されており、ドライブはアドレスＭに書かれた情報を読み出すことによって媒体固有番号を得る。仮に、アドレスＭと異なるアドレスＮに、新たに偽の媒体固有番号情報を記録し、システムコンドローラのプログラムのごく一部を変更し媒体固有番号を読み出すアドレスをＮとすれば、アドレスＮの媒体固有番号を正しい媒体固有番号として認識し、光ディスク装置は正常に動作する。ドライブのシステムコントローラプログラムの改竄は、ある程度の技術が必要ではあるが、昨今のハッカーによるセキュリティー攻撃の事例を考えると十分に可能であると考えるべきである。本実施形態３は上記問題点を解決するものである。
図１７を用いて、本実施形態における媒体固有番号情報１０５の記録方法ならびに記録装置について説明を行う。図１７は実施形態３における媒体固有番号情報１０５の記録装置の構成図である。図１７において基本的な構成は実施形態１，２と同様であり、同様の機能をもつ部分については図４，１５と同一の記号で示してある。同一記号で示した部分は、実施形態１，２と同様であるのでその説明は省略する。
実施形態３では、図１７に示したように暗号化器１７０１を設けたところに大きな特徴がある。暗号器１７０１は、コントローラ４１６から与えられる鍵に基づいて媒体固有番号の暗号化を行う。このように媒体固有番号を暗号化することによって、上述したセキュリティーホールに対して大きな効果がある。この点について図１８を用いて更に詳しく説明を行う。なお、書き換え型のデータの記録再生は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
図１８は、媒体固有番号の暗号化と暗号復号化の仕組みを説明したものである。図１８において、著作権管理機構１８０１はコンテンツの著作権の管理を行う機関である。記録媒体製造メーカ１８０２は媒体固有番号の記録された記録媒体１０１を製造するメーカである。記録再生装置製造メーカ１８０３は光ディスク装置や光ディスク装置用のＬＳＩを製造するメーカである。著作権管理機構１８０１は媒体固有番号を暗号化するための秘密暗号鍵１８０４、媒体固有番号が記録された位置を表す情報１８０５、秘密暗号鍵１８０４と媒体固有番号記録位置情報１８０５のセットを鍵として生成された公開鍵１８０６、秘密暗号鍵１８０４と媒体固有番号記録位置情報１８０５のセットから媒体固有番号を暗号復号化する、モジュール化された暗号復号化器１８０７を有する。記録再生装置製造メーカ１８０３は、暗号化復号化器１８０９が埋め込まれた記録再生装置１８０８を製造する。
著作権管理機構１８０１は、秘密鍵１８０４と媒体固有番号が記録されているアドレス位置情報１８０５をペアーとした鍵に基づいて、記録媒体製造メーカ１８０２に公開する公開鍵の複数のセット１８０６を作成する。公開鍵セット１８０６の１つが記録媒体製造メーカ１８０２に配布される。記録媒体製造メーカ１８０２は、公開鍵セット１８０６中の公開鍵を用いて予め決められたアルゴリズムに従って媒体固有番号を暗号化して光ディスク１０１に記録を行う。
一方、光ディスク装置や光ディスク装置用のＬＳＩを製造する記録再生装置製造メーカ１８０３には、秘密鍵１８０４と媒体固有番号が記録されている位置情報１８０５とをペアーとした鍵を用いて暗号化された媒体固有番号を暗号復号化する回路の部品、もしくはＬＳＩに組み込める形にモジュール化された暗号復号化器が供給される。この回路部品もしくはモジュール化された暗号復号化器は、秘密鍵１８０４を含んでおり、媒体固有番号が記録されている位置情報１８０５があれば媒体固有番号を暗号復号化できる。
ここで用いられている、媒体固有番号の記録位置情報１８０５は、媒体固有番号が記録されている場所を一義的に特定できる情報であれよく、この情報は媒体固有番号が記録されている場所に同時に記録されている必要がある。たとえば光ディスク１０１のアドレス情報の一部にこの情報を埋め込むことも可能である。またアドレス情報をそのまま用いることも可能である。
この様な仕組みで記録された媒体固有番号情報１０５の読み出し方法ならびに読み出し装置について図１９を用いて説明する。
図１９は実施形態３における媒体固有番号情報１０５の再生を行う光ディスク装置の構成図を示す。図１９において基本的な構成は実施形態１と同様であり、同様の機能をもつ部分については図１３と同一の記号で示してある。同一記号で示した部分は、実施形態１と同様であるのでその説明は省略する。
光ディスク１０１がセットされると、コントローラ１３１７は光ヘッド１３０２を媒体固有番号が記録されているアドレスＭの１つ手前であるアドレスＭ−１に移動させるために、まず、サーボ制御部１３０７を通じて位相ドライバ１３０７を制御して位相系をアドレスＭ近傍に移動させる。その後、フォーカス・トラッキング制御を行って現在のアドレスをアドレス復調器１３１１で読み出し、読み出したアドレスとアドレスＭ−１との差からマルチジャンプおよび１トラックジャンプ制御をサーボ制御系１３０７より行いアドレスＭ−１へのシークを完了する。アドレスＭ−１の領域８０３は、前述したようにその記録膜が消去レベルに初期化されている。このレベルを基準にライトワンス信号復調器１３１４はライトワンス情報として記録された記録ピット９０２の復調を行う。ライトワンス信号復調器１３１４によって復調された媒体固有番号は暗号化されており、復号（解読）を行う必要がある。
本実施形態では、著作権管理機構１８０１が暗号化の鍵として用いた媒体固有番号記録位置情報１８０５は、媒体固有番号が記録されているセクタ（アドレスＭ）の１つ手前のセクタのアドレス番号Ｍ−１としている。
この暗号化の復号は復号化器１８０８により行われる。暗号復号化器１８０８は、アドレスデコーダ１３１１によって読み出されたアドレス情報を受けて、読み出されたアドレス情報と、暗号復号化器１８０８の内部に保持する秘密鍵１８０４とをペアーで用いて、暗号化された媒体固有番号の復号に必要な鍵のセットを復元し、それを用いて媒体固有番号を復号する。
そして、暗号化復号器１３１８にて、復号された媒体固有番号を用いて、媒体固有番号を用いて暗号化されたコンテンツを復号する。
従来の光ディスク装置において、アドレスＭと異なった位置にアドレスＮに新たに別の媒体パターンを解読してコピーを作成し、システムコントローラのプログラムのごく一部を改竄し媒体固有番号を読み出すアドレスをＮとした場合であっても、アドレスＮに記録された偽りの媒体固有番号を正しい媒体固有番号として光ディスク装置は動作する。これに対し、本実施形態の光ディスク装置では、媒体固有番号に暗号化が行われており、その媒体固有番号の暗号復号化には媒体固有番号が記録された位置情報１８０５（本実施形態では、アドレス番号Ｍ−１）が必要となる。よって、システムコントローラのプログラムのごく一部を改竄され、かつ上記のような改竄された光ディスクが挿入された場合で、アドレスＮに他の媒体からコピーされ記録された媒体固有番号の暗号復号化を行おうとすると、暗号復号化器１８０８には媒体固有番号の記録位置としてＮ−１が供給されるので、正しい暗号復号化は行えない。このアドレス番号が供給される仕組みを改竄することも原理的には可能だが、現実的にはこの部分はＬＳＩの内部ハードウエアーの変更が必要となるために不可能である。
以上の様に、媒体固有番号を媒体固有番号が記録された位置情報を鍵の一部として暗号化することによって、改竄に対しての耐性が大幅に強くなり、著作権を強力に守る仕組みを構築することが可能となる。
実施の形態４
実施の形態３の仕組みを用いても十分に媒体固有番号の改竄を防止出来ないケースがある。例えば、媒体固有番号が記録されていると考えられるアドレス（上記の例では、アドレスＭ）に何も記録されていない記録媒体については、この部分に容易に媒体固有番号を記録することが可能になる。著作権の保護を必要としない情報を記録するための記録媒体には、媒体固有番号は必要なく、媒体固有番号が記録されていない記録媒体はその製造工程において記録行程をなくすことができ製造コストを低減でき、ユーザの大きなメリットになる。
よって媒体固有番号が記録された記録媒体と、記録されていない記録媒体の双方が望まれる。しかし、媒体固有番号が記録されていない記録媒体を供給すると媒体固有番号が記録されるべき位置に、偽の媒体固有番号の記録が可能となるのでセキュリティーホールとなってしまう。媒体固有番号が記録されていない記録媒体では、媒体固有番号が記録されるべきアドレスがなければ上記の様な改竄は不可能となる。これは、実施の形態３に示したような媒体固有番号を暗号化して媒体固有番号記録位置情報と共に記録を行う方法に対しては、特に有効な方法となる。しかしながら、光ディスク装置は媒体固有番号が記録されたディスクと記録されていないディスクの判別を行う必要があるが、媒体固有番号が記録されるべきアドレスが存在しないと、媒体固有番号が記録されるべきアドレスが読み出せずにその判定が不可能となる。本実施形態ではこの課題を解決する。
本実施形態の光ディスクは、光ディスクをコントロールするための制御情報や交替情報などシステム的に必要な情報を記録したリードイン領域１０２に媒体固有番号が記録されているかどうかを示す情報（以下「媒体固有番号フラグ」という。）を保持する。そのような光ディスクからデータを再生する場合は、媒体固有番号フラグを参照し、その値が「真」の場合は、媒体固有番号が記録される所定のアドレスが存在し、その値が「偽」の場合は、媒体固有番号が記録される所定のアドレスが存在しないと判断する。この動作を図２０に示す。
光ディスクが挿入されると、まずリードイン領域１０２にアクセスを行う（ステップＳ２００１）。そして、媒体固有番号フラグを読み出す（ステップＳ２００２）。媒体固有番号フラグを参照し、挿入された光ディスクに媒体固有番号が記録されているのか否かを判断する（ステップＳ２００３）。媒体固有番号フラグの値が「偽」、すなわち、媒体固有番号が記録されていない場合、処理を終了する。
媒体固有番号フラグの値が「真」、すなわち、媒体固有番号が記録されている場合、光ディスク装置は媒体固有番号アドレスにシークし、（ステップＳ２００４）、その位置で媒体固有番号の読み出しを行う（ステップＳ２００５で）。
このように、媒体固有番号の有無を示す媒体固有番号フラグをリードイン領域１０２に設けることによって、媒体固有番号が記録されておらず媒体固有番号が記録されたアドレスが存在しないディスクが挿入されても、媒体固有番号が記録されたアドレスへのシークを行わないドライブが実現でき、光ディスク装置の動作を完結することができる。
これによって、媒体固有番号が記録されていない記録媒体の供給によるセキュリティーホールの問題を解決することができ、セキュリティーの向上が図れる。
実施の形態５
著作権を保護する仕組みとして、機器のリボークを行うために鍵束情報を用いた方法が提案されている。この鍵束情報は、著作権管理され暗号化処理を行われた情報を読み出す場合に必要な鍵を複数個束にして記録された領域である。光ディスク装置は、鍵束情報中の複数の箇所を読み出すことによって、暗号化復号を行うための鍵を手に入れることができる。これによって、著作権管理され暗号化された情報を復号し再生できる。もし不正な処理を行う装置が横行し著作権が侵された場合、鍵束情報において、不正な処理を行う装置が読み出している鍵を削除する。これによって、不正な機器は再生用の鍵を得ることができないためにデータの再生が不能となる。この様に鍵束情報を著作権管理に用いることによって不正な処理を行う機器毎に動作不能とすることができる。
従来の光ディスクでは、媒体固有番号はディスクの最内周のデータ領域として使用しない領域に記録を行っていた。しかしながら、本発明の光ディスクはトラッキングを行って固有のアドレスに媒体固有番号が記録される。このためにアドレスを読み出す必要が生じる。
この様な構造の媒体固有番号を記録する位置をディスクの最内周とした場合、アドレスが付加された記録領域を最内周に設ける必要が生じる。一方、鍵束の情報は数メガバイト程度必要であり、改竄を防止するためにもピットや溝を高速でウォブリングした形態で記録される。このために溝の形態が記録再生領域やライトワンス領域と異なる。そのような構成の従来の光ディスクにおいて鍵束領域を確保すると図２１に示したような構成にする必要がある。
図２１に示すように、ディスク外周から内周に向かい、書き換え可能なデータを記録するデータ記録領域１０３、ディスクのコントロール情報を記録したリードイン領域１０２、第１バッファ領域２１０１、リボークを行うための鍵束領域２１０２、第２バッファ領域２１０３、媒体固有番号を記録するライトワンス領域１０５が設けられている。第１バッファ領域２１０１と第２バッファ領域２１０３とが鍵束領域２１０２の境界に確保されている。これは、鍵束領域２１０２はスタンピング可能な情報で数メガバイトのデータを記録する必要があるからである。
鍵束領域２１０２のトラック構造は、データの記録を行うデータ記録領域１０３や媒体固有番号を記録するライトワンス領域１０４とは異なり、ピットによるトラックや高速のウォブリングでデータを記録した溝となる。この鍵束領域２１０２に偏芯やアクセス誤差があっても安定にアクセスするために、第１のバッファ領域２１０１と第２のバッファ領域２１０３が必ず必要となる。この領域は、最低数１００μｍ程度必要であり記録容量を低下させる原因となる。これは、ディスクの外形が小さいディスクにおいてはかなり深刻な問題となる。本実施形態ではこの課題を解決している。
図２２に本実施形態における光ディスクを示す。本実施形態の光ディスクの構成は基本的には実施形態１のものと同様である。実施の形態１と同様の部分は同一の記号で示し、説明は省略する。図２２において、光ディスクは、第１バッファ領域２２０１、光ディスク装置のリボークに用いる鍵束情報２２０２を持つ。第１バッファ領域２２０１は本実施例では幅１５０μｍである。
本実施形態の光ディスクでは、鍵束領域２２０２をディスクの最内周に配置したところに大きな特徴がある。この様な配置を行うことによって、従来は図２１に示すように２カ所のバッファ領域２１０１、２１０３が必要であったが、バッファ領域を１つに削減でき、記録容量を増加させることができる。
実施の形態６
上述した実施形態はいずれもライトワンス情報として記録固有番号の記録を行う形態であり、ライトワンス情報は記録媒体を製造するメーカが出荷時に行うものであった。しかしながら近年ネットワーク技術の進歩によって、ネットワークを通じてコンテンツを電子配信し、光ディスクに記録するケースが増大しており、今後更にこれらの分野の進展が考えられる。
この分野に書き換え型の光ディスクを用いる場合、課金や再生回数の情報やデータの移動などの情報を光ディスク上に記録する必要が生じる。しかしながら書き換え型の光ディスクに置いて、書き換えが可能な情報としてこれらの情報を記録すると、その改竄が可能となり不正なディスクが横行する可能性がある。よりセキュリティーの高い電子配信用途に書き換え型の光ディスクを用いるためには、データの改竄が不可能な記録領域が必要となる。本実施形態はこの課題を解決する仕組みを提供する。
図２３は本実施形態における媒体固有番号情報の再生を行う光ディスク装置の構成図である。本実施形態では、ライトワンス記録領域１０５に光ディスク装置による記録を行う。図２３に示す光ディスク装置の基本的な構成は、実施の形態３のものと同様である。同様の機能をもつ部分については図１３および図１９と同一の記号で示してあり、その説明は省略する。なお本実施形態では、波長４０５ｎｍ、開口数（ＮＡ）略０．８５の光ヘッド１３０２を用いている。書き換え型のデータの記録再生は実施形態１と同様であるので説明を省略する。
図２３において、ライトワンス信号変調器２３０１は、ＥＣＣエンコーダ１３１５の記録データをマルチパルスのデータに変換をして記録データ列に変調を行う。切り替えスイッチ２３０２はライトワンス信号と書き換え可能信号とを切り替える。ディスク装着時に媒体固有番号を読み出す処理は実施の形態３と同様である。
以下、ライトワンス領域へのデータ記録処理について説明する。
ホストよりインターフェース１３１９を介して、ライトワンス領域へのデータの記録を指示するコマンドが発行される。コントローラ１３１９はこのコマンドを受け取ると、サーボ制御部１３０７を通じて位相ドライバ１３０７を制御して、送り機構１３０３をライトワンス領域１０４に移動させる。また、コントローラ１３１９は、サーボ制御部１３０７を通じてＳＰＭドライバを制御し、モータの回転数をデータ記録領域１０３の再生時の回転数（例えば、線速度５ｍ／ｓ）よりも低い回転数（例えば、線速度１ｍ／ｓ）にする。ホストよりインターフェース１３１９を介して、ライトワンスで記録するデータが送られる。送られたデータは、暗号化器１３１８により、記録媒体の媒体固有情報によって暗号化され、ＥＣＣエンコーダ１３１５によってエラー訂正コードが付加される。エラー訂正コードが付加されたデータは、ライトワンス信号変調器２３０１により、記録するレーザ変調信号に変換される。このとき、切り替え器２３０２はライトワンス信号変調器側に切り替えられている。レーザドライバ１３０６が駆動され、レーザ変調信号により記録が行われる。
ライトワンス信号の記録パターンは実施の形態１と同様であり、記録時のピークパワーは１１ｍＷである。ライトワンスデータの記録時は、ピークパワーを押さえるためにモータ１３０１の回転数を低下させ線速を１ｍ／ｓで記録を行った。この場合、通常モータの回転数を低下させるとモータが不安定となるために大きく回転数を低下できない。このために本実施形態ではライトワンス領域をディスク内周側に配置してモータの大きな回転数の低下を防いでいる。上記のような構成によって記録を行い、ライトワンス領域にデータを媒体固有番号で暗号化して記録することによって非常に高い記録データに対する信頼性を確保することができる。この点について以下に詳しく説明する。
背景技術において説明したが、書き換え可能な記録媒体において媒体固有番号で記録データを暗号化することによってデータを他の記録媒体にコピーを行ってもデータの暗号復号化が行えず著作権を保護することが可能である。しかしながら記録されたデータが改竄されているかどうかについては、十分な信憑性を得ることはできない。それは、データを一度消去して再度記録を行えば簡単に新しいデータに書き換えることが可能であるためである。よって、課金や再生回数の情報や、データの他のメディアへの移動情報などを、媒体固有番号で暗号化して書き換え型の情報として記録を行っても改竄の危険を回避することができない。
しかしながら、本発明（実施の形態３）の記録媒体は、媒体固有番号で暗号化してデータの消去や書き換えが行えないライトワンス情報としてデータ記録を行うことができるために、記録されたデータはすべてディスク上に残り変更は不可能となる。また媒体固有番号で暗号化を行っており、媒体固有番号が同一の記録媒体は存在しないために、新たな記録されていないディスクに記録を行って再度データを記録し直すことによって新たなディスクを作成しても、新たなディスクの媒体固有番号は暗号化に用いる媒体固有番号と異なるために、ディスクの真偽の区別が非常に簡単となる。このためデータの改竄に対して非常に強力なセキュリティーを持ったシステムとすることができる。
データの改竄から保護する必要のある情報は、課金に関する情報、書き換え回数やデータの移動状態などごく限られた情報であり、記録されるＡＶデータ等の実体は消去や書き換えが行えることが望ましい。たとえば予め与えられたデータの再生回数だけデータを再生した場合には、データの消去を行う等のケースが考えられる。
本発明の記録媒体ならびにデータの記録装置を用いれば、データの書き換えを可能としつつ、書き換え不可能な領域を持つことによって改竄から保護されるべき情報は十分なセキュリティーで保護され、また記録されたデータは自由に消去や移動などが行えるなど、コンテンツ配信等の要求を満足できる優れたシステムの提供が可能となる。
また、ライトワンスで記録される情報としてコンテンツ配信に関する情報を説明したが、ライトワンスで記録される情報はコンテンツ配信に関わる情報に限られない。例えば、パーソナルコンピュータにおいては、ソフトがＰＣにインストールされたか否かの情報などにも用いることもできる。また、実施の形態５で記載した鍵束の情報を記録する領域として用いることも可能である。また、ネットワークを介して鍵束の情報を変更してもよく、これによって従来対応が困難であった、すでに配布された媒体に対する鍵束の変更が可能となる。これにより非常に優れたリボーク能力を持ったシステムの構築が可能となる。

本発明は光記録媒体に記録された情報の書き換えや改竄をより確実に防止でき、例えば、著作権の保護が高度に要求されるＤＶＤ等の光記録媒体、並びにその光記録媒体に対してデータの記録、再生を行う光ディスク装置に適用できる。
本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それゆえ、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。
なお、本出願は日本国特許出願、特願２００２−２７７２５７号（２００２年９月２４日提出）に関連し、それらの内容は参照することにより本文中に組み込まれる。

本発明は、光学的に情報を記録する光ディスク等の光記録媒体、並びにその光記録媒体に対して情報の記録、再生を行う装置に関する。

近年、光ディスクのＡＶ（オーディオ・ビジュアル）機器やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）への応用が非常に活発である。例えば音楽用に開発されたＣＤ（Compact Disc）は、ＰＣ用のプログラムやアプリケーションを提供するための再生専用型ＣＤ−ＲＯＭに展開され、さらにはデータの追記ができるＣＤ−Ｒやデータの書き換えができるＣＤ−ＲＷが開発され、これらはＡＶ分野やＰＣ分野で広く普及した光ディスク・フォーマットとなっている。また、近年の高密度化技術の進歩で、映画などの映像を納められる再生専用のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）フォーマットが急速に普及し、ＤＶＤもまたＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷといった追記型や書き換え型のフォーマットが開発され、普及が加速されつつある。今後、さらに高密度化の技術開発が進むことで、より大容量の光ディスク・フォーマットや、同じ容量でもより小型の光ディスク・フォーマットが開発され、新たなＡＶ用途を開拓する光ディスク・システムとして登場することが期待されている。

これらの技術分野においては、著作権保護の観点からデータの不正コピーを防止する技術の重要性が高まっている。著作権を保護する仕組みとしてディスク１枚毎に固有の情報を製造時に記録し、この固有の情報を用いて記録媒体に記録するデータの暗号化を行う方法が多くの記録型記録媒体で用いられており、一般的な方法として普及している。このような技術として、特許文献１にユーザが書き換えできない媒体固有番号に基づいてデータを暗号化して記録するデータ記録装置が開示されている。

以下、この従来技術について図２４を用いて簡単に説明を行う。データ書き込み装置２４０４は、暗号化器２４０５と個別鍵生成器２４０６とで構成され、データ読み取り装置２４０７は、暗号復号化器２４０８と個別鍵生成器２４０６とで構成される。
データ書き込み装置２４０４は、媒体固有番号２４０２を読み出し、個別鍵生成器２４０６によって媒体固有番号２４０２から記録媒体２４０１に固有の暗号鍵を生成し、この鍵を用いて電子データを暗号化器２４０４で暗号化し、暗号化電子データ２４０３として記録媒体２４０１に電子データの記録を行う。データ読み取り装置２４０７は、記録プロセスと同様に媒体固有番号２４０２から記録媒体２４０１に固有の暗号鍵を生成し、この鍵を用いて電子データを暗号復号化器２４０８で暗号を復号し電子データの再生を行う。

この様なシステムでは、暗号化記録データ２４０３は記録媒体２４０１に固有の情報となる。暗号化記録データ２４０３が他の記録媒体にコピーされても媒体固有番号２４０２がコピーされなければ、暗号化記録データ２４０３を暗号復号化するための鍵を得ることができず、コピーされた記録媒体ではデータの正しい再生を行うことはできず不法なコピーから著作権を保護できる。

この特許文献１で開示されている不正コピー防止の技術は、媒体固有番号２４０２が一意的に特定される情報であり、しかもユーザにより書き換えやコピーができないという機能によって実現されている。仮に何だかの手段を用いて媒体固有番号２４０２がコピーされた場合には、不正なコピーが実現可能となる。

媒体固有番号２４０２のコピーや改竄の防止技術が非常に重要となる。媒体固有番号の記録技術としては、バーコード状のマークをディスクの一部に記録する技術が一般的に用いられており、特許文献２や特許文献３で開示されている。

以下、特許文献２で開示されている媒体固有番号の記録技術について、図２５を用いて簡単に説明する。
図２５において、光ディスク２５０１は厚さ0.6mmの２枚のディスクを張り合わせて構成されている。この光ディスク２５０１の内周部には、バーコード状のマーク２５０３を形成するためのＢＣＡ領域２５０２が設けられている。特許文献２ではＢＣＡ領域２５０２は、凹凸形状のピットで構成されており、凹凸形状のピット上にはアルミ膜による反射膜が形成されている。このＢＣＡ領域２５０２に高出力のＹａＧレーザを用い反射膜を融解して除去するレーザトリミングによってバーコード状のマーク２５０３が形成される。このバーコード状のマーク２５０３で媒体固有番号２４０２が記録される。

この様に形成されたバーコード状のマーク２５０３を再生した場合の再生信号の様子を図２６に示す。図２６において、信号２６０１はバーコード記録領域２５０２の再生信号であり、信号２６０２はバーコード状のマーク２５０３の再生信号である。バーコード状のマーク２５０３はレーザトリミングによって反射膜が除去されているので、反射光が検出系に戻らないために信号２６０２に示すようにバーコード部分で再生信号が大きく低下し、それ以外の部分では凹凸形状のピットからの再生信号２６０３が発生する。この再生信号はローパスフィルターによって凹凸形状のピットからの再生信号２６０３が除去されバーコード状のマーク２５０３が検出され復調される。

特許文献２で開示されている媒体固有番号の記録方法は、レーザトリミングを用いて反射膜を除去して記録を行うライトワンス記録であるので書き換えが不可能であり、媒体固有番号の記録方式として最適である。
また、特許文献３で開示されている方式は、相変化型の書き換え記録媒体に媒体固有番号を記録する方法であり、書き換え型の相変化記録媒体に置いて広く用いられている。媒体固有番号の記録を行う領域および記録されるマークの形態は、特許文献２と同様であるので詳しい説明は省略する。

特許文献３は、相変化ディスクの製造工程の中で、記録層を結晶化する工程、いわゆる初期化工程においてＢＣＡ領域２５０２に結晶化を一部中断することにより結晶化部と未結晶化部からなるバーコード状のマーク２５０３と同様の反射率の異なるマークを形成する方式である。この方式における再生信号を図２７に示す。初期化工程に置いて初期化を中断した領域は未結晶化部となり、光学設計により無反射条件を満たすように積層膜が設定されているために反射率が低い領域となるので、バーコード状のマーク２５０３部で再生信号２７０２を得ることができる。この方式の場合、結晶化部と未結晶化部を用いてバーコード状のマークを形成するために、書き換え型の記録装置を用いてバーコード状のマークを改竄することが可能である。これを防止するためにＢＣＡ領域２５０２を平板で構成し、記録用の光ビームのトラッキングを困難しており、これによって記録装置での改竄を難しくしている。

上述した媒体固有番号記録方式が広く用いられているが、ライトワンスの記録が行える記録媒体ならびに記録方式であれば、データの改竄を防止しながら媒体固有番号の記録を行うことができる。

ライトワンスの記録を行う方式としては以下のように幾つかの方法がある。
（１）基板上に有機色素を主成分とする記録層を担持し、記録層の背面側に金属材料よりなる反射層を積層した構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を融解又は分解すると共に基板を軟化し、基板と記録層との界面に記録層材料と基板材料の混合物を形成することで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（特許文献４参照）。
（２）前記と同様の構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を分解し、基板と記録層との界面に記録層材料の分解物を残留させることで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（特許文献５参照）。
（３）前記と同様の構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を分解してガスを発生し、記録層内に空隙を形成することで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（特許文献５参照）。
（４）前記と同様の構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を分解してガスを発生し、そのガス圧にて反射層を凸状に変形することで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（特許文献６、７参照）。
（５）前記と同様の構造を有し、記録層がレーザ光を吸収して発熱したとき、その熱によって記録層を分解すると共に基板を軟化し、記録層が分解することで発生したガス圧にて基板及び反射層を変形することで記録ピットを形成するといった記録メカニズムを有するもの（特許文献６、７参照）。

上述したライトワンス記録方法は、記録ピットを基板等の変形によって記録する方式であり、再生信号は記録ピットからの再生信号はいずれも反射光量が減少する信号として検出される。
日本国特許第３１８４９３号明細書 日本国特許第３０９７９１７号明細書 日本国特許出願、特開２００２−５００８８号公報 日本国特許出願、特開平２−１６８４４６号公報 日本国特許出願、特開平２−２４４４３７号公報 日本国特許出願、特開平３−６３９４３号公報 日本国特許出願、特開平３−５８３３３号公報

上記のような媒体固有番号の記録方式では、媒体固有番号が改竄されるという課題があった。
特許文献３では、結晶化部と未結晶化部を用いてバーコード状のマークを形成するために、書き換え型の記録装置を用いてバーコード状のマークを改竄することが可能である。これを防止するためにＢＣＡ領域２５０２を平板で構成し、記録用の光ビームのトラッキングを困難している。しかしながら精密な送り機構を持った装置を用い、記録用の光ビームで相変化型の記録膜に再記録を行い結晶部と非結晶部を形成することによって、溝によるトラッキング制御を行わずにバーコード状のマークを書き換える事は可能である。これによって、本来記録媒体毎に固有の番号であるはずの媒体固有番号の変更が可能となり不正なコピーが横行する事になりうる。

特許文献１では、反射膜をレーザトリミングで除去してバーコード状のマークを記録しているので改竄を行うことは困難であるが、その再生波形が図２６に示したようにバーコード状のマーク部分で反射光量が減少する信号となる。この再生信号は特許文献３で開示されている記録方式による再生信号と非常に酷似している。ＢＣＡ領域２５０２を凹凸ピットで構成して、特許文献３で開示されている記録方式によって結晶化部と未結晶化部を用いてバーコード状のマークを形成すれば殆ど同一の信号を得ることができる。

この場合、記録再生装置はレーザトリミングで除去されたバーコード状のマークなのか未結晶化部によるマークであるかの判断は非常に困難となる。特に記録再生装置では多くの記録媒体の記録再生をサポートする必要がありこれらの互換性を考慮した場合、レーザトリミングで除去されたバーコード状のマークと未結晶化部によるバーコード状のマークを区別することは殆ど不可能となる。
これは特許文献１に開示する装置に、ＢＣＡ領域２５０２に未結晶化部によるバーコード状のマークを形成した不正なディスクを用いても正規のディスクとして動作することを意味する。前述したように未結晶化部によるバーコード状のマークは、書き換えや改竄を行うことが可能であるので特許文献１の場合においても不正なコピーが横行する事になり得る。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、書き換えや改竄を防止したい情報を有効に保護し得る光記録媒体であって、例えば、著作権保護に好適な光記録媒体、並びにそのような光記録媒体に対して情報の記録、再生を行う光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光記録媒体は、データの書き換えが可能なデータ記録領域と、追記のみでデータの消去が行えないライトワンス領域とを有する。データ記録領域において、データ記録部分の反射率はデータ未記録部分の反射率よりも低い。ライトワンス領域において不可逆変化として形成された記録ピットの反射率は、ライトワンス領域のデータ未記録部分の反射率よりも高い。

この様な構成の記録媒体によれば、ライトワンス領域に反射率が増加する記録ピットを記録することが可能である。このために、データ記録領域に記録される記録ピットの反射光量が未記録時に比して低下するのに対し、ライトワンス領域の記録ピットとは反射率が増加するので、両者は区別でき、媒体固有番号情報の改竄検出が簡単にできる。このために媒体固有番号を相変化の結晶と非結晶の状態で記録された不正なディスクを簡単に検出できる。よって本発明方法で記録した光ディスクならびに光ディスク記録再生装置を用いることによって著作権保護やコンテンツ配信などの課金情報などの記録に対して非常にセキュリティの高いシステムを実現することができる。

本発明に係る光ディスク装置は、データの書き換え可能なデータ記録領域と、追記のみでデータの消去が行えないライトワンス領域とを有する光記録媒体に対してデータ記録を行う光ディスク装置である。光ディスク装置は、光記録媒体に対してレーザ光を照射してデータを記録する光ヘッドと、光ヘッドによるデータの記録動作を制御するレーザ駆動手段と、レーザ駆動手段の動作を制御するコントローラとを備える。コントローラは、データ記録領域に書き換え可能なデータを記録するのに必要な熱量の３倍〜２５倍の熱量のレーザ光を、ライトワンス領域に照射してデータの記録を行うよう、レーザ駆動手段を制御する。

また、本発明に係る別の光記録媒体は、記録媒体に固有に割り当てられた媒体固有番号が、該媒体固有番号が記録される位置に関する情報と、秘密鍵とから生成された公開鍵によって暗号化されて記録されている。このような光記録媒体によっても、著作権保護等に対して非常にセキュリティの高いシステムを実現することができる。

本発明によれば、ライトワンス領域に記録されたデータと、書き換え可能なデータ領域に記録されたデータの区別が可能となるために、ライトワンス領域に媒体固有番号を記録すれば不法なコピーからデータの保護が行え、かつ、書き換え可能な記録媒体を提供することができる。また、媒体固有番号を媒体固有番号が記録される位置情報によって暗号化することによって、光ディスク装置の不正な変更による媒体固有情報の改竄からもシステムを保護することができる。またライトワンス領域を媒体固有情報のみならず課金やコンテンツ管理の情報として用いることも可能であり、この時ライトワンス領域に記録されるデータを媒体固有番号で暗号化することによってライトワンス領域に記録されたデータの改竄をも防止できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
実施の形態１
最初に、本発明の第１の実施形態である書き換えできない媒体固有番号を持った書き換え型光記録媒体として、ディスク形状の記録媒体を例にその概要を説明する。次にその作成方法をディスク原盤の作製工程、ディスクの作製工程、媒体固有番号の記録方法ならびに記録装置、媒体固有番号の再生方法ならびに再生装置の順に説明を行う。

（光ディスクの構造）
図１に本発明に係る光ディスクを示す。本発明に係る光ディスクは、相変化型の記録膜で構成されており、略直径50mm、内径11mm、厚さ略0.8mmであり、厚み略0.1mmの透明基板を通して、波長405nm、開口数（NA）略0.85の光ヘッドを用いて情報の記録再生を行う。

図１において、光ディスク１０１は、光ディスクをコントロールするための制御情報や交替情報などシステム的に必要な情報を記録したリードイン領域１０２、ユーザのデータを記録するためのデータ記録領域１０３を有する。リードイン領域１０２は、改竄不可能なデータを記録するためのライトワンス記録領域１０４を含む。
データ記録領域１０３はデータが書き換え可能な領域である。ライトワンス記録領域１０４は、一度のみデータの記録が可能であり、一旦記録したデータの消去は不可能な領域である。特に、本発明では、このライトワンス記録領域１０４において、光ディスクに固有の番号である媒体固有番号情報１０５がライトワンス情報として記録される。

データ記録領域１０３は半径23.8mmから半径12.25mmの範囲である。リードイン領域１０２は0.5mmの幅を持ち、半径12.25mmから半径11.75mmの範囲である。リードイン領域１０２内に設けられたライトワンス領域１０４は半径11.95mmから半径11.75mmである。リードイン領域１０２およびデータ記録領域１０３のトラックは、連続的な螺旋状の溝で構成されている。リードイン領域１０２のトラックピッチ（溝と溝の間隔）は0.35μmであり、データ領域１０３のトラックピッチは0.32μmで、リードイン領域１０２とデータ領域１０３の境界において略30μmの範囲でトラックピッチは連続的に変化しているがトラックは連続した螺旋状の溝である。トラックにはアクセスを行うためのアドレスが溝のウォブルによって記録される。

データ記録領域１０３においては、書き換え可能な記録データは、溝中にアモルファス状の記録ピットとして記録される。このアモスファス状の記録ピットは、書き換え型のＤＶＤなどで用いられているものと同様の方法で形成される。すなわち、記録レーザ光をマルチパルスで強度変調して記録膜を急冷することによって形成される。

リードイン領域１０２には、光ディスクの記録パワーや記録パルスタイミングなどをコントロールするための制御情報が予め溝のウォブルで記録された領域や記録パワーの学習を行うためのテスト領域など光ディスクの動作を行うためにシステム的に必要な情報や領域で構成されている。
リードイン領域１０２のトラックピッチがデータ記録領域１０３のトラックピッチより広いのは、トラックの溝のウォブルで記録された制御情報を安定に読み出すためである。

（光ディスクの作製工程）
次に、本発明の実施形態における光ディスクの作製工程について説明する。まず図２を用いて光ディスク原盤作製工程を説明する。

感光材料としてポジ型フォトレジストを均一に塗布したガラス板２０１を用意する。波長248nmの遠視外線レーザを用いたカッティングマシーン２０２によって所望の溝パターンを露光する。このときカッティングマシーン２０２はフォーマッタからの信号に基づいて光ビームをウォブリングしながらアドレスならびにリードイン領域１０２の一部に制御情報を記録する。リードイン領域１０２とデータ領域１０３の間ではカッティングマシーンの送り量を変化させてトラックピッチを変化させる。データ領域１０３の再外周まで達した時点で露光は完了する。

上記の工程によって所望の溝パターンの潜像２０３がガラス板２０１に記録される。このガラス板を回転させながら現像し乾燥することによってグルーブパターン２０４が形成されたディスク原盤２０５が作製される。ディスク原盤２０５にスパッタリング法でニッケル膜２０６を形成してこれを電極としてニッケルメッキを行ってニッケルの薄板２０７を作製し、これを剥離、レジスト除去を行って裏面を研磨した後に所望の形状に打ち抜くことによってスタンパ２０８が作製される。

次に図３を用いて光ディスク１０１の作製工程について説明を行う。
上記の方法で作成したスタンパ２０８を射出成型機に取り付け、ポリカーボネイトを材料とした射出成形を行ってスタンパ２０８の溝形状が転写された厚さ0.7mmの成形基板３０１を作製する。この基板３０１の溝が転写された面にスパッタ法によって厚さ80nmのAgの反射層３０２、厚さ20nmのZnSの誘電体層３０３、10nmの厚さの(Ge,Sn)SbTeの記録層３０４、厚さ57nmのZnSの誘電体層３０５を積層する。この上に厚み略90μmのポリカーボネートシート３０６をスピンコータ上で紫外線硬化樹脂３０７を滴下し、誘電体層３０５に紫外線硬化樹脂を塗布したポリカーボネートシート３０６を重ねた後、スピンコータを回転させて余分な紫外線樹脂を振り切り紫外線樹脂の厚みが略１０μmとなった時点でスピンコータの回転を停止し、紫外線源３０８から紫外線を照射して樹脂３０７を硬化させる。

これらの工程によって光ディスク１０１が形成される。上記光ディスク１０１の記録層３０４はスパッタ法により形成された状態では全面がアモルファス状態であり、一般的に初期化工程と呼ばれる記録層３０４の結晶化処理が必要となる。この結晶化処理は通常650nm程度波長の高出力のレーザ光を搭載した初期化装置で全面均一な光で走査することにより行われる。この処理によって記録膜３０４は反射率が約20%となる。これらの工程が終了後、媒体固有番号情報１０５の記録が行われる。

（光ディスク装置）
図４は、本発明に係る媒体固有番号情報を記録する光ディスク装置の構成を説明した図である。
図４において、モータ４０２は媒体固有番号情報１０５を格納する光ディスク４０１を回転させる。光ヘッド４０３は光ディスク４０１に媒体固有番号情報１０５の記録を行う。送り機構４０４は光ヘッド４０３を半径方向に移動させる。フォーカス・トラッキングドライバ４０５は光ヘッド４０３のフォーカスおよびトラッキングアクチュエータを駆動する。送りドライバ４０６は、送り機構４０４を駆動する。制御部４０７はフォーカス・トラッキングドライバ４０５と送りドライバ４０６とモータ４０２を制御する。ＰＬＬ４０８は、溝からのプッシュプル信号からアドレス読み出し用クロックを生成する。アドレスデコーダ４０９は、溝からのプッシュプル信号からウォブルで記録されたアドレス情報を復調する。レーザドライバ４１０は媒体固有番号情報１０５を記録するために光ヘッド４０３のレーザのパワー変調を行う。レーザパワー制御部４１１は、レーザドライバ４１０のパワー制御を行う。記録タイミング生成器４１２は媒体固有番号情報１０５の記録タイミングを生成する。ＥＣＣエンコーダ４１３は媒体固有番号にエラー訂正コードを付加する。データ変調部４１４はＥＣＣエンコーダ４１３の情報を記録するビットデータに変換する。マルチパルス生成器４１５はデータ変調部４１４のビットデータをマルチマルス化してレーザ変調データを生成する。コントローラ４１６は、媒体固有番号情報１０５の記録を行うためのトータルのコントロールをマイクロコンピュータで構成される。データの記録を行う光ヘッド４０３の光学的なパラメータは、NA=0.85、レーザ波長405nmである。

（媒体固有番号情報）
媒体固有番号は、ＥＣＣエンコーダ４１４でブロック化されパリティーデータが付加され、ＥＣＣブロックとなる。ＥＣＣブロックはデータ変調器４１４でＰＥ変調され、プレアンブルおよびシンクパターンが付加される。図５（ａ）にプレアンブルおよびシンクパターンが付加されてＰＥ変調された記録ブロック５０１の構造を示す。Ｉ₀〜Ｉ₁₅は媒体固有番号であり、１６バイトの情報量を持つ。Ｃ₀〜Ｃ₁₅はＩ₀〜Ｉ₁₅のパリティである。これらのデータブロックの先頭に０で構成されるプリアンブルが付加される。
図７に示す法則に従ってＣ₀〜Ｃ₁₅、Ｉ₀〜Ｉ₁₅およびプリアンブル部はＰＥ変調されており、１バイトの情報は２倍のビット数になるために、Ｃ₀〜Ｃ₁₅、Ｉ₀〜Ｉ₁₅およびプリアンブル部の各シンボル長は１６ビットとなる。この様に、ＰＥ変調し記録することによって、媒体固有番号情報１０５の再生信号から再生クロックの抽出を容易にしている。

図５（ａ）に示すように、各行の最初にシンクマークＳＢ、ＲＳ₀〜ＲＳ₂が付加されている。シンクマークＳＢ、ＲＳ₀〜ＲＳ₂のビットパターンを図６に示す。シンクマークは１６ビットで構成され変調後のピット列にはＰＥ変調で出現しない０が２ビット以上連続で出現するパターンを持ち、容易に再生信号からシンクパターンを検出できる。図５（ａ）の記録ブロック５０１の構造を複数回繰り返して、１６バイトの整数倍の単位で記録することも可能である。図５（ｂ）に記録ブロック５０１をｎ個繰り返した場合の構造を示す。プリアンブルのマーカとしてシンクコードＳＢが、記録データのマーカとしてＲＳ₀が、パリティのマーカとしてＲＳ₁が、データの終了のマーカとしてＲＳ₂が付加された構造である。媒体固有番号の情報を含んだ記録ブロック５０１は、光ディスク１０１のライトワンス記録領域１０４の所定アドレスに記録される。

図８に、光ディスク１０１に記録された媒体固有番号情報１０５の構造を示す。ライトワンス記録領域１０４中の記録トラック８０１において、セクタ８０４〜８０６が媒体固有番号情報１０５が記録されるセクタである。１セクタは複数の記録ブロックからなる。実施形態１では、媒体固有番号情報１０５は、２個のセクタに跨って記録されるが、セクタ８０４から連続して記録されるわけではなく、１セクタ分記録した後に、記録を行わないセクタ８０５を置いて次のセクタ８０６に記録されている。この理由は後で詳述する。

（媒体固有番号情報の記録）
媒体固有番号情報１０５の具体的な記録の方法について説明する。媒体固有番号情報１０５は所定のブロック単位（記録ブロック）に分割されて記録される。
コントローラ４１６は、アドレスデコーダ４０９によって読み出されたアドレスに基づき送りドライバ４０４、フォーカス・トラッキングドライバ４０５を制御部４０７を介して制御することにより、媒体固有番号情報１０５を記録する所定のセクタ（図８ではアドレスＭのセクタ）にシークして、記録タイミング生成器４１２のタイミングに基づいて所定のセクタの開始位置に同期して記録ブロック５０１を記録する。また、アドレスＭ−１の領域８０３では媒体固有番号情報１０５を復調するための基準レベルを提供するために、その領域８０３の記録膜３０４は結晶化状態に初期化される。記録層を結晶化状態に初期化することにより、データ記録領域の記録層の結晶状態より反射率の高いライトワンス領域の記録ピットを検出するためのリファレンスレベルを、再生するセクタの前のセクタの再生レベルから容易に抽出できるために復調回路を簡単に構成できる。この詳細は後述の媒体固有番号情報１０５の再生方法の説明で詳述する。

本実施形態では、ライトワンス記録領域１０４とデータ領域１０３は同じセクタ構造とする。ライトワンス記録領域１０４に記録されるデータの記録開始位置はセクタの開始位置と一致させる。これらのセクタは溝のウォブルにアドレス情報を変調して記録することによって識別される。データの記録を行うためのクロックもウォブル信号からＰＬＬ４０８によって生成される。なお、必ずしもライトワンス領域とデータ領域でセクタの構造を同一にする必要はないが、ライトワンス領域１０４とデータ記録領域１０３もしくはリードイン領域１０２でアドレスの記録方式や変調周波数などが変化した場合、ぞれぞれの境界付近において偏芯によりアドレスの識別が複雑となり好ましくない。

ライトワンス領域１０４とデータ記録領域１０３とは記録フォーマットが異なるが、ライトワンス領域１０４とデータ記録領域１０３とで、アドレスのフォーマットを同一とする。これによりシークの高速性が実現できる。ただし、このような構成により、ライトワンス領域１０４とデータ記録領域１０３の記録密度及び記録フォーマットが異なるため、図８に示すように、セクタ領域に記録を行わない部分８０７が生じる。このように、セクタ領域において未記録領域部分８０７を許容することにより、記録ブロック５０１の開始位置をアドレスの開始位置と一致させることが可能となり、開始位置を容易に検出できるようになる。

また、記録ブロック５０１のサイズが大きく、複数のセクタ領域に跨る場合には、図８に示すように、固有番号情報が記録されていないセクタ８０５を、媒体固有番号情報１０５が記録されたセクタ８０４、８０６の間に設けるようにする。これは、記録ピット９０２の記録によってその部分の反射率が増加するためにアドレスの復調が困難となるためである。固有番号情報が記録されていないセクタを設けることにより、そのセクタでは確実にアドレスの読み出しができるため、アドレスの読み出せる領域が、媒体固有番号情報１０５の記録されている領域中に存在することになる。このため、読み出し中にトラックの傷などで別のトラックに間違って移動した場合でもアドレスの情報が確認でき、安定な再生が実現できる。また、媒体固有番号情報１０５が記録された領域中にアクセスを行うのも容易となる。以上が媒体固有番号情報１０５の記録フォーマットである。

（ライトワンス領域での記録ピットの形成）
次に、ライトワンス領域１０４へのデータ記録方法（記録ピット形成方法）について説明する。
データ変調器４１４で生成された記録ブロック５０１は、マルチパルス生成器４１５で１つのビットを複数回のマルチパルスに分割してレーザを照射することによって記録される。図９にデータ「１」および「０」を記録する場合のレーザパルス波形、記録ビット列及び記録マークを示す。図９（ａ）は記録すべき記録データ、図９（ｂ）は光ディスク４０１上に形成される記録ピット、図９（ｃ）は記録ピット９０２を形成するための記録レーザ波形をそれぞれ示す。記録レーザ波形はピークパワー９０４、ボトムパワー９０５、バイアスパワー９０６を有する。

本実施形態では、記録ピット９０２を形成するのに６個のマルチパルスにて記録を行う。記録を行った光ディスク４０１の線速度を1m/s、マルチパルスのピークパワー９０４の幅を40ns、マルチパルスの間隔を80ns、ボトムパワー９０５を0.1mW、バイアスパワー９０６を2mWとした場合、記録のピークパワー９０４は9mW〜11mWの範囲で良好な記録が行えた。

上記の方法によって記録された記録ピット９０２の再生信号を図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）において、信号１００１は媒体固有番号情報１０５を記録した時の再生信号、レベル１００２は結晶化状態の記録層３０４からの再生信号レベル、レベル１００３は記録ピット９０２の再生信号レベル、レベル１００４は光ディスクからの反射光がゼロとなる再生レベルである。

光ディスクに上記記録方法による記録を行うと、記録ピット９０２からの再生信号１００３は、未記録時に比して反射光量が増大するように発生する。図１０（ｂ）は、従来の書き換え型の記録方法で、1-7の変調則に従ってアモルファス状態の記録ピットを記録層３０４に記録した場合の再生信号である。図１０（ｂ）において、信号１００５は書き換え型の情報記録方法で記録された場合の再生信号を示し、信号１００６はアモルファス状態にある記録ピットの再生レベルである。書き換え型の情報記録処理を、線速度5m/s、記録のピークパワー4.8mW、バイアスパワー2.4mW、ボトムパワー0.1mWで行った。書き換え型の情報はアモルファス状態の記録ピットとして記録されるために、反射光量が減少する方向に発生する。

従来の書き換え可能な記録ピットは、未記録時の結晶状態からデータが記録されるとアモルファス状態となり、その記録ピットからの反射光量は未記録時より減少する。これに対し、本実施形態の光ディスクにおけるライトワンス領域に形成された記録ピット９０２はその反射光量が未記録時より増大する。このため、本発明の光ディスクを用いれば、その反射光量に基づきデータ再生時に、そのデータが書き換え可能な領域から読み出されたのか、ライトワンス領域から読み出されたのかを容易に区別することができる。また、本実施形態の光ディスクのライトワンス領域の記録ピット９０２の部分の反射光量は、相変化記録における結晶化状態で得られる反射光量よりも更に高い反射光量となるようにする。これにより、ライトワンス領域からの反射光量を、書き換え型の相変化記録で実現することは不可能である。

上記の方法でライトワンス領域に形成された記録ピット９０２の状態について図１１（ａ）、図１１（ｂ）を用いて説明する。図１１（ａ）は、記録ピット９０２をトラック溝内に記録した状態を示した図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の線１１０２での、記録ピット９０２の断面の状態を示した図である。図１１（ａ）に示すように、データの記録を行うための記録溝１１０１内に記録ピット９０２が形成されている。

図１１（ｂ）において、反射層３０２、保護層３０３、記録層３０４、保護層３０５がこの順で積層されている。記録ピット９０２が形成された領域では、記録層１１０３を中心に変形が発生し、記録層１１０３の厚さが減少している。記録層の厚さが薄くなった部分では、記録層による光の吸収量が減少するためにより多くの光が反射層３０２に到達し、到達した光は反射層３０２によって反射される。このために記録ピット９０２の部分では反射光量が増大する。この記録モードは、記録層３０４の変形による不可逆変化でありライトワンス記録となる。この記録層３０４の変形は、光ディスク４０１を1m/sという低い線速度で回転させて単位体積あたりに、通常の書き換え型の記録時のパワーよりも５〜１０倍程度の大きなレーザパワーを注入することによって引き起こされるものである。

図１２にライトワンス領域の記録ピット９０２の再生信号量と記録パワーとの関係を示す。図１２の横軸は、ライトワンス記録のピットを形成するためにレーザ照射によって単位体積あたりに注入される熱量と相変化の書き換え型の記録ピットを形成するのに最適なレーザ照射によって単位体積あたりに注入される熱量との比である。単位体積あたりに注入される熱量は、照射されるレーザパワーとレーザの照射時間に比例し、記録時の記録層３０４の移動速度である線速度に反比例する。図１２の縦軸は、ライトワンス記録によって形成されたピット９０２の反射率と記録膜３０４が結晶状態にある時の反射率の差、つまりライトワンス記録による再生信号量である。

図１２に示されたように、単位体積あたりに注入される熱量比が２倍から記録が行われ、約４倍程度でほぼ飽和し２０倍程度までほぼ一定の信号量を示す。さらに注入熱量を増大させると反射層３０２の破壊が起こり、レーザ光が反射されなくなるために信号量は低下する。

この様に、本発明の反射光が増大する記録ピット９０２を形成するのに必要な熱量は、相変化の書き換え型の記録ピットを形成するのに好適なレーザ照射によって単位体積あたりに注入される熱量の２倍から２２倍程度が適切であり、さらに良好なピットを形成するという意味においては４倍から２０倍が最適な範囲となる。

従来のレーザトリミングによる記録方法では保護膜を破壊するために十分な信頼性を得ることが困難であった。これに対し、本発明によれば、ピット９０２の記録による保護膜の破壊がないために、従来の光ディスクと同等の信頼性を確保することができた。具体的には、温度８０、湿度８０％の環境の加速試験においても２０００時間以上腐食等の信頼性の低下は観測されなかった。この様に環境信頼性に優れた光記録媒体が実現できる。

なお、本実施形態では記録マークの形状を安定にするためにマルチパルス記録を行ったが、必ずしもマルチパルス記録を行う必要はなく、図１２に示された熱量を注入できればライトワンスの記録を行うことが可能である。また、本実施形態では光ディスク上の記録媒体を用いたが、必ずしもディスクの形状に限定されるものではない。また、上記のピット形成方法は、記録により反射率を未記録時より高くしたい場合のライトワンスデータの記録方法として適用可能である。

（媒体固有番号情報の再生）
次に、媒体固有番号情報１０５の再生方法について説明を行う。図１３に媒体固有番号情報１０５の再生を行う光ディスク装置の構成図を示す。
図１３に示す光ディスク装置において、モータ１３０１は光ディスク１０１を回転させる。光ヘッド１３０２はデータの記録再生を行う。送り機構１３０３は光ヘッド１３０２を半径方向に移動させる。ドライバ１３０４はモータ１３０１を駆動する。ドライバ１３０５はフォーカス・トラッキングを行うために光ヘッド１３０２のアクチュエータを駆動する。レーザドライバ１３０６は光ヘッド１３０２のレーザを駆動して記録もしくは再生を行う。位相ドライバ１３０７は送り機構１３０３を駆動する。レーザ制御部１３０８はレーザのパワーコントロールを行う。サーボ制御部１３０９はモータドライバ１３０４およびフォーカス・トラッキングドライバ１３０５および位相ドライバ１３０７の制御を行い任意のアドレスにシークしたりフォーカス・トラッキング制御等を行う。サーボ信号検出器１３１０はサーボ制御用の信号を演算する。アドレス復調器１３１１はプッシュプル信号からアドレスの復調を行う。書き換え信号変調器１３１２は書き換えが型の情報を相変化の記録ピットとして記録を行うためにデータの変調を行う。書き換え信号復調器１３１３は書き換えが型の情報である相変化の記録ピット信号を復調する。ライトワンス信号復調器１３１４はライトワンス信号の復調を行う。ＥＣＣエンコーダ・デコーダ１３１５は書き換え型信号のエラー訂正およびリードソロモン符号化を行う。ＥＣＣデコーダ１３１６は、ライトワンス情報として記録された媒体固有番号情報のエラー訂正を行う。暗号化器１３１７は媒体固有番号を用いて記録データの暗号化および再生データの暗号復号化を行う。コントローラ１３１８はシステムのコントロールを行うマイクロコンピュータで構成される。ホストインターフェース１３１９はホストとのインターフェースを制御する。

光ディスク１０１が光ディスク装置にセットされると、コントローラ１３１７は、媒体固有番号が記録されているアドレスＭの１つ前のアドレスＭ−１に、サーボ制御部１３０７を通じて位相ドライバ１３０７を制御して位相系をアドレスＭ近傍に移動させる。その後フォーカス・トラッキング制御を行って現在のアドレスをアドレス復調器１３１１で読み出し、読み出したアドレスとアドレスＭ−１との差からマルチジャンプおよび１トラックジャンプ制御をサーボ制御部１３０９により行い、アドレスＭ−１へのシークを完了する。アドレスＭ−１の領域８０３は、前述したようにその記録膜３０４が消去レベルに初期化されている。このレベルを基準にライトワンス信号復調器１３１４はライトワンス情報として記録された記録ピット９０２の復調を行う。

図１４にライトワンス信号復調器１３１４の詳細な構成を示す。
ライトワンス信号復調器１３１４は、結晶化状態の反射率レベルを記憶するするサンプリングホールド１４０１、サンプリングホールド１４０１の出力を所定数（本例では１．３）倍するアンプ１４０２、アンプ１４０２の出力とライトワンス信号のとの比較を行う２値化器１４０３、シンクコードの検出を行ってデータのＰＥ復調を行うＰＥ復調器１４０４、及び、アドレスの情報からサンプリングホールド１４０１とＰＥ復調器１４０４の動作をコントロールするタイミング信号生成器１４０５を含む。アドレスＭ−１の領域においてサンプリングホールド１４０１は信号のレベルをサンプリングする。この時サンプリングされる信号レベルは、アドレスＭ−１の領域が消去レベルに初期化されているために、結晶状態の反射光量レベルとなる。

次のアドレスＭで、サンプリングホールド１４０１はホールド状態となり、サンプリングされた結晶状態の反射光量はアンプ１４０２によって１．３倍され、入力信号と比較され、その結果が２値化される。アドレスＭには記録媒体固有番号情報が上述したようにライトワンス記録されており、記録ピット形成部で反射光量が増大する。この増大した反射光量のレベルと結晶化状態のときの反射光量の１．３倍のレベルとを、２値化器１４０３で比較することにより記録ビットストリームとなる。さらに、この記録ビットストリームは、ＰＥ復調器１４０４にてシンクコードが検出されるとともにＰＥ復調される。ＰＥ復調されたピットストリームデータはＥＣＣエンコーダ１３１６でエラー訂正され媒体固有番号が再生される。

復調された媒体固有番号は、ホストからの指示によって記録再生されるデータを暗号化もしくは復号化を行う暗号化・復号器１３１８で記録データの暗号化と暗号復号化を行うための鍵として用いられる。書き換え型のデータの記録再生は5m/sの線速度でデータの転送レート36Mbps、レーザの記録パワーは9.6mWバイアスパワーは4.5mWで行われる。

この様に本実施形態の光ディスクにおいては、媒体固有番号情報を反射率が増加する記録ピットとして記録することが可能であるので、その復調は書き換え可能な情報として記録された場合の復調に対する回路とは異なった特別な回路が必要となる。このために、例えば相変化による書き換え可能なピットで媒体固有情報を偽造しても再生を行うことが不可能となるので非常に高いセキュリティレベルを実現できる。媒体固有番号情報の復調部を変更して相変化による書き換え可能なピットで偽造した信号を復調する方法も考えられるが、復調部をデジタル化してＬＳＩの中に埋め込むことによって、その変更は殆ど不可能とすることができる。

以上のように、本発明の媒体固有番号情報を記録した光ディスクならびに光ディスク記録再生装置を用いることによって著作権保護に対して非常にセキュリティの高いシステムを実現することができる。また、トラッキングを行って媒体固有番号情報を記録するために、この情報を記録するための幅は数ミクロンで十分であり、書き換え型のデータの記録を広く取れるために記録容量の増大にも大きな効果がある。この特徴は直径の小さな光ディスクに本用いた場合に最も効果がある。また、書き換え不能なライトワンス領域にデータとして情報を書き込めるため、ＢＣＡを用いる場合に比して、種々の改竄を防止したい情報を書き込める。

実施の形態２
実施形態１に示すような方法で改竄不可能な記録ピット９０２を形成した場合、記録後の反射光量は記録前に比して増大する。このためにプッシュプル信号から生成されるウォブル信号も記録ピット９０２が形成された部分は信号量が増大する。また、ウォブル信号のゼロクロス位置にアドレス情報を変調して記録した光ディスクにおいて、記録ピット９０２の形成によってゼロクロス位置からの再生信号が影響を受けた場合、アドレスの再生が不可能となる。アドレスの再生が行えないと、媒体固有番号情報１０５の再生を行う場合、媒体固有番号情報１０５が記録されたアドレス（実施形態１では、アドレスＭ）より１つ手前のアドレスＭ−１にシークして、次のアドレスに媒体固有情報１０５が記録されているとしてアドレスの確認をせずに再生を行う必要がある。実施形態１では、図８に示したように、セクタに跨って媒体固有情報１０５を記録する場合には、記録を行わないセクタ８０５を設けることによって再生時の信頼性を向上していた。

しかし、上記の方法では、媒体固有番号の情報はアドレスの確認なしでデータを再生する必要があり再生の信頼性が低下する。また記録を行わないセクタ領域８０５を設ける必要があるために記録の密度も低下する。
本実施形態では上記の問題を解決するために、アドレス読み出しが可能な媒体固有番号情報１０５の記録を行う手段を提供する。

図１５を用いて、本実施形態における媒体固有番号情報の記録方法ならびに記録装置について説明する。図１５は本実施形態における媒体固有番号情報の記録装置の構成図である。図１５において基本的な構成は実施形態１と同様であり、同様の機能をもつ部分については図４と同一の記号で示してある。同一記号で示した部分は、実施形態１と同様であるのでその説明は省略する。

図１５において、ＰＬＬ１５０１はウォブル信号に対してロックする機能を有する。マルチパルス発生器１５０２はウォブルに同期してマルチパルスを発生してピットを形成する。ＰＬＬ１５０１はウォブルに同期したＰＬＬという点では実施形態１と同様であるが、媒体固有番号情報を記録するピットの位置をウォブルに同期するために、マルチパルス発生器１５０２にウォブル位相位置を出力しており、マルチパルス発生器１５０２はこの信号に基づいて溝の記録溝１１０１のウォブルに同期したピットをディスク上に記録する。

図１６に、本実施形態の記録方法によって媒体固有番号情報の記録ピット９０２が記録溝１１０１のウォブルに同期して記録されたトラックの状態と、この時の記録溝１１０１から再生されるウォブル信号を示す。図１６（ａ）は、溝のウォブル量が最大となる位置に同期をして記録ピット９０２の形成を行った場合を示す。本発明の方法によって改竄不可能な記録ピット９０２を形成した場合、反射光量が増大する。このためにプッシュプル信号から生成されるウォブル信号も記録ピット９０２が形成された部分は信号量が増大する。

溝のウォブル量か最大となる位置に同期をしてピット記録を行った場合、ウォブル信号は図１６（ａ）の下段に示す信号１６０１に示すような信号となる。本実施形態の光ディスクは、ウォブル信号のゼロクロス位置にアドレス情報を変調して記録しているが、図１６（ａ）のウォブル再生信号１６０１に示したように溝のウォブル量か最大の位置に同期をして記録ピット９０２を形成すれば、ウォブル信号のゼロクロス位置は影響を受けず安定にアドレスを検出できる。
また、図１６（ｂ）のウォブル再生信号１６０２に示したように溝のウォブル量かゼロとなる位置に同期をして記録ピット９０２を形成してもよい。この場合も同様に、ウォブル信号のゼロクロス位置は影響を受けず安定にアドレスを検出できる。

以上の様に、溝のウォブルに同期して記録ピット９０２を形成すれば、記録ピット９０２の形成によって反射率が変化しても確実なアドレス再生が可能となる。上記のようなウォブルに同期した記録を行うことによって、媒体固有番号情報１０５を再生する場合、光ディスク上の媒体固有番号情報の記録領域においてアドレスの復調が可能となり、高速シークと高い信頼性の読み出し動作が実現できる。さらに、アドレスを構成するウォブル情報に同期すると共に、アドレスの情報に対しても完全に同期して記録が行われているために、その再生時においてアドレスの同期情報から媒体固有番号情報１０５の同期を確保することも可能となる。

なお、実施の形態１では、シンクコードＳＢ，ＲＳ₀〜ＲＳ₂から媒体固有番号情報１０５の再生の同期を行っていたが実施形態２では、このシンクコード利用しなくてもよく、媒体固有番号情報１０５の記録密度を向上させることができる。

実施の形態３
前述の実施形態では、セキュリティーを十分に確保できないケースがある。例えば、光ディスク装置のシステムコントローラのプログラムを改竄された場合、前述の実施形態では媒体固有番号の改竄が可能となってしまう。

実施の形態１，２では、媒体固有番号情報１０５は、ディスク上の所定のアドレス（実施の形態１ではアドレスＭ）に記録されており、ドライブはアドレスＭに書かれた情報を読み出すことによって媒体固有番号を得る。仮に、アドレスＭと異なるアドレスＮに、新たに偽の媒体固有番号情報を記録し、システムコントローラのプログラムのごく一部を変更し媒体固有番号を読み出すアドレスをＮとすれば、アドレスＮの媒体固有番号を正しい媒体固有番号として認識し、光ディスク装置は正常に動作する。ドライブのシステムコントローラプログラムの改竄は、ある程度の技術が必要ではあるが、昨今のハッカーによるセキュリティー攻撃の事例を考えると十分に可能であると考えるべきである。本実施形態３は上記問題点を解決するものである。

図１７を用いて、本実施形態における媒体固有番号情報１０５の記録方法ならびに記録装置について説明を行う。図１７は実施形態３における媒体固有番号情報１０５の記録装置の構成図である。図１７において基本的な構成は実施形態１，２と同様であり、同様の機能をもつ部分については図４,１５と同一の記号で示してある。同一記号で示した部分は、実施形態１，２と同様であるのでその説明は省略する。

実施形態３では、図１７に示したように暗号化器１７０１を設けたところに大きな特徴がある。暗号器１７０１は、コントローラ４１６から与えられる鍵に基づいて媒体固有番号の暗号化を行う。このように媒体固有番号を暗号化することによって、上述したセキュリティーホールに対して大きな効果がある。この点について図１８を用いて更に詳しく説明を行う。なお、書き換え型のデータの記録再生は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

図１８は、媒体固有番号の暗号化と暗号復号化の仕組みを説明したものである。図１８において、著作権管理機構１８０１はコンテンツの著作権の管理を行う機関である。記録媒体製造メーカ１８０２は媒体固有番号の記録された記録媒体１０１を製造するメーカである。記録再生装置製造メーカ１８０３は光ディスク装置や光ディスク装置用のＬＳＩを製造するメーカである。著作権管理機構１８０１は媒体固有番号を暗号化するための秘密暗号鍵１８０４、媒体固有番号が記録された位置を表す情報１８０５、秘密暗号鍵１８０４と媒体固有番号記録位置情報１８０５のセットを鍵として生成された公開鍵１８０６、秘密暗号鍵１８０４と媒体固有番号記録位置情報１８０５のセットから媒体固有番号を暗号復号化する、モジュール化された暗号復号化器１８０７を有する。記録再生装置製造メーカ１８０３は、暗号化復号化器１８０９が埋め込まれた記録再生装置１８０８を製造する。

著作権管理機構１８０１は、秘密鍵１８０４と媒体固有番号が記録されているアドレス位置情報１８０５をペアーとした鍵に基づいて、記録媒体製造メーカ１８０２に公開する公開鍵の複数のセット１８０６を作成する。公開鍵セット１８０６の１つが記録媒体製造メーカ１８０２に配布される。記録媒体製造メーカ１８０２は、公開鍵セット１８０６中の公開鍵を用いて予め決められたアルゴリズムに従って媒体固有番号を暗号化して光ディスク１０１に記録を行う。

一方、光ディスク装置や光ディスク装置用のＬＳＩを製造する記録再生装置製造メーカ１８０３には、秘密鍵１８０４と媒体固有番号が記録されている位置情報１８０５とをペアーとした鍵を用いて暗号化された媒体固有番号を暗号復号化する回路の部品、もしくはＬＳＩに組み込める形にモジュール化された暗号復号化器が供給される。この回路部品もしくはモジュール化された暗号復号化器は、秘密鍵１８０４を含んでおり、媒体固有番号が記録されている位置情報１８０５があれば媒体固有番号を暗号復号化できる。

ここで用いられている、媒体固有番号の記録位置情報１８０５は、媒体固有番号が記録されている場所を一義的に特定できる情報であれよく、この情報は媒体固有番号が記録されている場所に同時に記録されている必要がある。たとえば光ディスク１０１のアドレス情報の一部にこの情報を埋め込むことも可能である。またアドレス情報をそのまま用いることも可能である。

この様な仕組みで記録された媒体固有番号情報１０５の読み出し方法ならびに読み出し装置について図１９を用いて説明する。
図１９は実施形態３における媒体固有番号情報１０５の再生を行う光ディスク装置の構成図を示す。図１９において基本的な構成は実施形態１と同様であり、同様の機能をもつ部分については図１３と同一の記号で示してある。同一記号で示した部分は、実施形態１と同様であるのでその説明は省略する。

光ディスク１０１がセットされると、コントローラ１３１７は光ヘッド１３０２を媒体固有番号が記録されているアドレスＭの１つ手前であるアドレスＭ−１に移動させるために、まず、サーボ制御部１３０７を通じて位相ドライバ１３０７を制御して位相系をアドレスＭ近傍に移動させる。その後、フォーカス・トラッキング制御を行って現在のアドレスをアドレス復調器１３１１で読み出し、読み出したアドレスとアドレスＭ−１との差からマルチジャンプおよび１トラックジャンプ制御をサーボ制御系１３０７より行いアドレスＭ−１へのシークを完了する。アドレスＭ−１の領域８０３は、前述したようにその記録膜が消去レベルに初期化されている。このレベルを基準にライトワンス信号復調器１３１４はライトワンス情報として記録された記録ピット９０２の復調を行う。ライトワンス信号復調器１３１４によって復調された媒体固有番号は暗号化されており、復号（解読）を行う必要がある。

本実施形態では、著作権管理機構１８０１が暗号化の鍵として用いた媒体固有番号記録位置情報１８０５は、媒体固有番号が記録されているセクタ（アドレスＭ）の１つ手前のセクタのアドレス番号Ｍ−１としている。

この暗号化の復号は復号化器１８０８により行われる。暗号復号化器１８０８は、アドレスデコーダ１３１１によって読み出されたアドレス情報を受けて、読み出されたアドレス情報と、暗号復号化器１８０８の内部に保持する秘密鍵１８０４とをペアーで用いて、暗号化された媒体固有番号の復号に必要な鍵のセットを復元し、それを用いて媒体固有番号を復号する。
そして、暗号化復号器１３１８にて、復号された媒体固有番号を用いて、媒体固有番号を用いて暗号化されたコンテンツを復号する。

従来の光ディスク装置において、アドレスＭと異なった位置にアドレスＮに新たに別の媒体パターンを解読してコピーを作成し、システムコントローラのプログラムのごく一部を改竄し媒体固有番号を読み出すアドレスをＮとした場合であっても、アドレスＮに記録された偽りの媒体固有番号を正しい媒体固有番号として光ディスク装置は動作する。これに対し、本実施形態の光ディスク装置では、媒体固有番号に暗号化が行われており、その媒体固有番号の暗号復号化には媒体固有番号が記録された位置情報１８０５（本実施形態では、アドレス番号Ｍ−１）が必要となる。よって、システムコントローラのプログラムのごく一部を改竄され、かつ上記のような改竄された光ディスクが挿入された場合で、アドレスＮに他の媒体からコピーされ記録された媒体固有番号の暗号復号化を行おうとすると、暗号復号化器１８０８には媒体固有番号の記録位置としてＮ−１が供給されるので、正しい暗号復号化は行えない。このアドレス番号が供給される仕組みを改竄することも原理的には可能だが、現実的にはこの部分はＬＳＩの内部ハードウエアーの変更が必要となるために不可能である。

以上の様に、媒体固有番号を媒体固有番号が記録された位置情報を鍵の一部として暗号化することによって、改竄に対しての耐性が大幅に強くなり、著作権を強力に守る仕組みを構築することが可能となる。

実施の形態４
実施の形態３の仕組みを用いても十分に媒体固有番号の改竄を防止出来ないケースがある。例えば、媒体固有番号が記録されていると考えられるアドレス（上記の例では、アドレスＭ）に何も記録されていない記録媒体については、この部分に容易に媒体固有番号を記録することが可能になる。著作権の保護を必要としない情報を記録するための記録媒体には、媒体固有番号は必要なく、媒体固有番号が記録されていない記録媒体はその製造工程において記録行程をなくすことができ製造コストを低減でき、ユーザの大きなメリットになる。

よって媒体固有番号が記録された記録媒体と、記録されていない記録媒体の双方が望まれる。しかし、媒体固有番号が記録されていない記録媒体を供給すると媒体固有番号が記録されるべき位置に、偽の媒体固有番号の記録が可能となるのでセキュリティーホールとなってしまう。媒体固有番号が記録されていない記録媒体では、媒体固有番号が記録されるべきアドレスがなければ上記の様な改竄は不可能となる。これは、実施の形態３に示したような媒体固有番号を暗号化して媒体固有番号記録位置情報と共に記録を行う方法に対しては、特に有効な方法となる。しかしながら、光ディスク装置は媒体固有番号が記録されたディスクと記録されていないディスクの判別を行う必要があるが、媒体固有番号が記録されるべきアドレスが存在しないと、媒体固有番号が記録されるべきアドレスが読み出せずにその判定が不可能となる。本実施形態ではこの課題を解決する。

本実施形態の光ディスクは、光ディスクをコントロールするための制御情報や交替情報などシステム的に必要な情報を記録したリードイン領域１０２に媒体固有番号が記録されているかどうかを示す情報（以下「媒体固有番号フラグ」という。）を保持する。そのような光ディスクからデータを再生する場合は、媒体固有番号フラグを参照し、その値が「真」の場合は、媒体固有番号が記録される所定のアドレスが存在し、その値が「偽」の場合は、媒体固有番号が記録される所定のアドレスが存在しないと判断する。この動作を図２０に示す。

光ディスクが挿入されると、まずリードイン領域１０２にアクセスを行う（ステップＳ２００１）。そして、媒体固有番号フラグを読み出す（ステップＳ２００２）。媒体固有番号フラグを参照し、挿入された光ディスクに媒体固有番号が記録されているのか否かを判断する（ステップＳ２００３）。媒体固有番号フラグの値が「偽」、すなわち、媒体固有番号が記録されていない場合、処理を終了する。

媒体固有番号フラグの値が「真」、すなわち、媒体固有番号が記録されている場合、光ディスク装置は媒体固有番号アドレスにシークし、（ステップＳ２００４）、その位置で媒体固有番号の読み出しを行う（ステップＳ２００５で）。

このように、媒体固有番号の有無を示す媒体固有番号フラグをリードイン領域１０２に設けることによって、媒体固有番号が記録されておらず媒体固有番号が記録されたアドレスが存在しないディスクが挿入されても、媒体固有番号が記録されたアドレスへのシークを行わないドライブが実現でき、光ディスク装置の動作を完結することができる。
これによって、媒体固有番号が記録されていない記録媒体の供給によるセキュリティーホールの問題を解決することができ、セキュリティーの向上が図れる。

実施の形態５
著作権を保護する仕組みとして、機器のリボークを行うために鍵束情報を用いた方法が提案されている。この鍵束情報は、著作権管理され暗号化処理を行われた情報を読み出す場合に必要な鍵を複数個束にして記録された領域である。光ディスク装置は、鍵束情報中の複数の箇所を読み出すことによって、暗号化復号を行うための鍵を手に入れることができる。これによって、著作権管理され暗号化された情報を復号し再生できる。もし不正な処理を行う装置が横行し著作権が侵された場合、鍵束情報において、不正な処理を行う装置が読み出している鍵を削除する。これによって、不正な機器は再生用の鍵を得ることができないためにデータの再生が不能となる。この様に鍵束情報を著作権管理に用いることによって不正な処理を行う機器毎に動作不能とすることができる。

従来の光ディスクでは、媒体固有番号はディスクの最内周のデータ領域として使用しない領域に記録を行っていた。しかしながら、本発明の光ディスクはトラッキングを行って固有のアドレスに媒体固有番号が記録される。このためにアドレスを読み出す必要が生じる。

この様な構造の媒体固有番号を記録する位置をディスクの最内周とした場合、アドレスが付加された記録領域を最内周に設ける必要が生じる。一方、鍵束の情報は数メガバイト程度必要であり、改竄を防止するためにもピットや溝を高速でウォブリングした形態で記録される。このために溝の形態が記録再生領域やライトワンス領域と異なる。そのような構成の従来の光ディスクにおいて鍵束領域を確保すると図２１に示したような構成にする必要がある。

図２１に示すように、ディスク外周から内周に向かい、書き換え可能なデータを記録するデータ記録領域１０３、ディスクのコントロール情報を記録したリードイン領域１０２、第１バッファ領域２１０１、リボークを行うための鍵束領域２１０２、第２バッファ領域２１０３、媒体固有番号を記録するライトワンス領域１０５が設けられている。第１バッファ領域２１０１と第２バッファ領域２１０３とが鍵束領域２１０２の境界に確保されている。これは、鍵束領域２１０２はスタンピング可能な情報で数メガバイトのデータを記録する必要があるからである。

鍵束領域２１０２のトラック構造は、データの記録を行うデータ記録領域１０３や媒体固有番号を記録するライトワンス領域１０４とは異なり、ピットによるトラックや高速のウォブリングでデータを記録した溝となる。この鍵束領域２１０２に偏芯やアクセス誤差があっても安定にアクセスするために、第１のバッファ領域２１０１と第２のバッファ領域２１０３が必ず必要となる。この領域は、最低数１００μｍ程度必要であり記録容量を低下させる原因となる。これは、ディスクの外形が小さいディスクにおいてはかなり深刻な問題となる。本実施形態ではこの課題を解決している。

図２２に本実施形態における光ディスクを示す。本実施形態の光ディスクの構成は基本的には実施形態１のものと同様である。実施の形態１と同様の部分は同一の記号で示し、説明は省略する。図２２において、光ディスクは、第１バッファ領域２２０１、光ディスク装置のリボークに用いる鍵束情報２２０２を持つ。第１バッファ領域２２０１は本実施例では幅１５０μｍである。
本実施形態の光ディスクでは、鍵束領域２２０２をディスクの最内周に配置したところに大きな特徴がある。この様な配置を行うことによって、従来は図２１に示すように２カ所のバッファ領域２１０１、２１０３が必要であったが、バッファ領域を１つに削減でき、記録容量を増加させることができる。

実施の形態６
上述した実施形態はいずれもライトワンス情報として記録固有番号の記録を行う形態であり、ライトワンス情報は記録媒体を製造するメーカが出荷時に行うものであった。しかしながら近年ネットワーク技術の進歩によって、ネットワークを通じてコンテンツを電子配信し、光ディスクに記録するケースが増大しており、今後更にこれらの分野の進展が考えられる。

この分野に書き換え型の光ディスクを用いる場合、課金や再生回数の情報やデータの移動などの情報を光ディスク上に記録する必要が生じる。しかしながら書き換え型の光ディスクに置いて、書き換えが可能な情報としてこれらの情報を記録すると、その改竄が可能となり不正なディスクが横行する可能性がある。よりセキュリティーの高い電子配信用途に書き換え型の光ディスクを用いるためには、データの改竄が不可能な記録領域が必要となる。本実施形態はこの課題を解決する仕組みを提供する。

図２３は本実施形態における媒体固有番号情報の再生を行う光ディスク装置の構成図である。本実施形態では、ライトワンス記録領域１０５に光ディスク装置による記録を行う。図２３に示す光ディスク装置の基本的な構成は、実施の形態３のものと同様である。同様の機能をもつ部分については図１３および図１９と同一の記号で示してあり、その説明は省略する。なお本実施形態では、波長405nm、開口数（NA）略0.85の光ヘッド１３０２を用いている。書き換え型のデータの記録再生は実施形態１と同様であるので説明を省略する。

図２３において、ライトワンス信号変調器２３０１は、ＥＣＣエンコーダ１３１５の記録データをマルチパルスのデータに変換をして記録データ列に変調を行う。切り替えスイッチ２３０２はライトワンス信号と書き換え可能信号とを切り替える。ディスク装着時に媒体固有番号を読み出す処理は実施の形態３と同様である。

以下、ライトワンス領域へのデータ記録処理について説明する。
ホストよりインターフェース１３１９を介して、ライトワンス領域へのデータの記録を指示するコマンドが発行される。コントローラ１３１９はこのコマンドを受け取ると、サーボ制御部１３０７を通じて位相ドライバ１３０７を制御して、送り機構１３０３をライトワンス領域１０４に移動させる。また、コントローラ１３１９は、サーボ制御部１３０７を通じてＳＰＭドライバを制御し、モータの回転数をデータ記録領域１０３の再生時の回転数（例えば、線速度5m/s）よりも低い回転数（例えば、線速度1m/s）にする。ホストよりインターフェース１３１９を介して、ライトワンスで記録するデータが送られる。送られたデータは、暗号化器１３１８により、記録媒体の媒体固有情報によって暗号化され、ＥＣＣエンコーダ１３１５によってエラー訂正コードが付加される。エラー訂正コードが付加されたデータは、ライトワンス信号変調器２３０１により、記録するレーザ変調信号に変換される。このとき、切り替え器２３０２はライトワンス信号変調器側に切り替えられている。レーザドライバ１３０６が駆動され、レーザ変調信号により記録が行われる。

ライトワンス信号の記録パターンは実施の形態１と同様であり、記録時のピークパワーは11mWである。ライトワンスデータの記録時は、ピークパワーを押さえるためにモータ１３０１の回転数を低下させ線速を1m/sで記録を行った。この場合、通常モータの回転数を低下させるとモータが不安定となるために大きく回転数を低下できない。このために本実施形態ではライトワンス領域をディスク内周側に配置してモータの大きな回転数の低下を防いでいる。上記のような構成によって記録を行い、ライトワンス領域にデータを媒体固有番号で暗号化して記録することによって非常に高い記録データに対する信頼性を確保することができる。この点について以下に詳しく説明する。

背景技術において説明したが、書き換え可能な記録媒体において媒体固有番号で記録データを暗号化することによってデータを他の記録媒体にコピーを行ってもデータの暗号復号化が行えず著作権を保護することが可能である。しかしながら記録されたデータが改竄されているかどうかについては、十分な信憑性を得ることはできない。それは、データを一度消去して再度記録を行えば簡単に新しいデータに書き換えることが可能であるためである。よって、課金や再生回数の情報や、データの他のメディアへの移動情報などを、媒体固有番号で暗号化して書き換え型の情報として記録を行っても改竄の危険を回避することができない。

しかしながら、本発明（実施の形態３）の記録媒体は、媒体固有番号で暗号化してデータの消去や書き換えが行えないライトワンス情報としてデータ記録を行うことができるために、記録されたデータはすべてディスク上に残り変更は不可能となる。また媒体固有番号で暗号化を行っており、媒体固有番号が同一の記録媒体は存在しないために、新たな記録されていないディスクに記録を行って再度データを記録し直すことによって新たなディスクを作成しても、新たなディスクの媒体固有番号は暗号化に用いる媒体固有番号と異なるために、ディスクの真偽の区別が非常に簡単となる。このためデータの改竄に対して非常に強力なセキュリティーを持ったシステムとすることができる。

データの改竄から保護する必要のある情報は、課金に関する情報、書き換え回数やデータの移動状態などごく限られた情報であり、記録されるＡＶデータ等の実体は消去や書き換えが行えることが望ましい。たとえば予め与えられたデータの再生回数だけデータを再生した場合には、データの消去を行う等のケースが考えられる。
本発明の記録媒体ならびにデータの記録装置を用いれば、データの書き換えを可能としつつ、書き換え不可能な領域を持つことによって改竄から保護されるべき情報は十分なセキュリティーで保護され、また記録されたデータは自由に消去や移動などが行えるなど、コンテンツ配信等の要求を満足できる優れたシステムの提供が可能となる。

また、ライトワンスで記録される情報としてコンテンツ配信に関する情報を説明したが、ライトワンスで記録される情報はコンテンツ配信に関わる情報に限られない。例えば、パーソナルコンピュータにおいては、ソフトがＰＣにインストールされたか否かの情報などにも用いることもできる。また、実施の形態５で記載した鍵束の情報を記録する領域として用いることも可能である。また、ネットワークを介して鍵束の情報を変更してもよく、これによって従来対応が困難であった、すでに配布された媒体に対する鍵束の変更が可能となる。これにより非常に優れたリボーク能力を持ったシステムの構築が可能となる。

本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それゆえ、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。
なお、本出願は日本国特許出願、特願２００２−２７７２５７号（２００２年９月２４日提出）に関連し、それらの内容は参照することにより本文中に組み込まれる。

本発明は光記録媒体に記録された情報の書き換えや改竄をより確実に防止でき、例えば、著作権の保護が高度に要求されるＤＶＤ等の光記録媒体、並びにその光記録媒体に対してデータの記録、再生を行う光ディスク装置に適用できる。

本発明の実施形態における光ディスクの領域を示す図である。 本発明の実施形態における光ディスクの原盤作成行程を示す図である。 本発明の実施形態における光ディスクの作製行程を示す図である。 本発明の実施形態における、媒体固有番号の記録を行う光ディスク装置のブロック図である。 （ａ）ライトワンス領域に記録されるデータのＥＣＣブロック（記録ブロック）の記録フォーマットを示す図である。（ｂ）ｎ個の記録ブロックを繰り返した場合の構造を示す図である。 ライトワンス領域に記録されるデータに付加されるシンクデータを示すテーブルである。 ライトワンス領域に記録されるデータの変調則を示すテーブルである。 ライトワンス領域に記録されるデータのセクタへの配置状態を示す図である。 （ａ）ライトワンス領域に記録されるデータと、（ｂ）記録マークと、（ｃ）記録のためのレーザ光の波形とをそれぞれ対応させて示した図である。 （ａ）ライトワンス領域に記録されたデータの再生波形を示す図である。（ｂ）書き換え可能なデータ記録領域に記録されたデータの再生波形を示す図である。 （ａ）ライトワンス領域において記録ピットをトラック溝内に記録した状態を示した図である。（ｂ）ライトワンス領域において記録された記録ピットの断面の状態を示した図である。 ライトワンス領域に記録されるデータピット形成時の記録パワーと再生信号量の関係を示す図である。 ライトワンス領域に記録されたデータとデータ記録領域に記録されたデータの記録再生を行う光ディスク装置のブロック図である。 ライトワンス信号復調器を詳しく示すブロック図である。 本発明の実施形態２における光ディスク装置のブロック図である。 （ａ）溝のウォブルに最大変化位置に同期させてデータピットを記録した場合の再生信号を示す図である。（ｂ）溝のウォブルのゼロクロス位置に同期させてデータピットを記録した場合の再生信号を示す図である。 本発明の実施形態３における光ディスク装置のブロック図である。 媒体固有番号の暗号化と暗号復号化の仕組みを示す図である。 実施形態３における、ライトワンス領域に記録されたデータとデータ記録領域に記録されたデータの記録再生を行う光ディスク装置のブロック図である。 媒体固有番号の有無を判別する処理のフローチャートである。 従来の、鍵束領域を含む光ディスク内の各領域の配置状態を示す図である。 本発明の実施形態５における記録媒体を示す図である。 実施形態６におけるライトワンス領域に記録されたデータとデータ記録領域に記録されたデータの記録再生を行う光ディスク装置のブロック図である。 従来の媒体固有番号による著作権保護の仕組みを示す図である。 従来の媒体固有番号が記録された従来の光ディスクを示す図である。 レーザトリミングで記録された従来の媒体固有番号の再生信号を示す図である。 相化膜の初期化処理によって記録された従来の媒体固有番号の再生信号を示す図である。

符号の説明

１０１、４０１ 光ディスク
４０３、１３０２ 光ヘッド
４１０、１３０６ レーザドライバ
４１２ 記録タイミング生成器
４１６、１３１７ コントローラ
４１５ マルチパルス生成器
１０３ データ記録領域
１０４ ライトワンス領域
１０５ 媒体固有番号情報

Claims (23)

1. データの書き換えが可能なデータ記録領域と、追記のみでデータの消去が行えないライトワンス領域とを有し、
   前記データ記録領域においてデータ記録部分とデータ未記録部分の反射率は異なり、
   前記ライトワンス領域に形成された記録ピットの反射率が、前記データ記録領域のデータ記録部分とデータ未記録部分の反射率のうちの高い方の反射率よりも高いことを特徴とする光記録媒体。
2. 光記録媒体に固有の番号である媒体固有番号が、前記ライトワンス領域に記録されたことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
3. 記録層と、該記録層よりも光投入面に対して遠い位置に配された反射層とを含み、前記ライトワンス領域においてデータが、前記記録膜の変形による厚さの減少によって記録されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
4. 前記ライトワンス領域の記録ピットが、前記データ記録領域の記録ピットを書き換えるために必要な熱量の２倍から４倍の熱量で記録されたことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
5. 前記ライトワンス領域において記録ピットが、マルチパルス状のレーザを照射して形成されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
6. 前記ライトワンス領域と前記データ記録領域が同じセクタ構造を持ち、前記ライトワンス領域に記録されるデータの記録開始位置が前記セクタの開始位置と一致することを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
7. 前記ライトワンス領域においてデータを記録するセクタの１つ前のセクタの記録層が結晶化状態に初期化されていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
8. 前記ライトワンス領域のアドレスが溝のウォブル変調で記録されており、前記ライトワンス領域において記録ピットは、前記溝のウォブル量が最大となる位置に同期して記録されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
9. 前記ライトワンス領域のアドレスが溝のウォブル変調で記録されており、前記ライトワンス領域において記録ピットは、前記溝のウォブル量が最小となる位置に同期して記録されることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
10. 前記媒体固有番号が、該媒体固有番号が記録される位置に関する情報と、秘密鍵とから生成された公開鍵によって暗号化されて記録されていることを特徴とする請求項２記載の光記録媒体。
11. 所定の制御情報を格納するリードイン領域を有し、該リードイン領域に、光記録媒体が前記媒体固有番号を有するか否かを示す判定情報を格納したことを特徴とする請求項２記載の光記録媒体。
12. 光記録媒体の内周から、リーボークに用いる鍵束の情報を記録する領域、前記ライトワンス領域、所定の制御情報を格納するリードイン領域、前記データ記録領域がこの順に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
13. データの書き換え可能なデータ記録領域と、追記のみでデータの消去が行えないライトワンス領域とを有する光記録媒体に対してデータ記録を行う装置であって、
    光記録媒体に対してレーザ光を照射してデータを記録する光ヘッドと、
    光ヘッドによるデータの記録動作を制御するレーザ駆動手段と、
    前記レーザ駆動手段の動作を制御するコントローラとを備え、
    前記コントローラは、前記データ記録領域に書き換え可能なデータを記録するのに必要な熱量の２倍〜４倍の熱量のレーザ光を、前記ライトワンス領域に照射してデータの記録を行うよう制御する、ことを特徴とする記録装置。
14. 前記コントローラは、光記録媒体に固有の番号である媒体固有番号が、前記ライトワンス領域に記録するよう制御を行う、ことを特徴とした請求項１３記載の記録装置。
15. 記録ピットを形成する際にレーザ光を複数のパルスで出力するマルチパルス生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３記載の記録装置。
16. 前記ライトワンス領域と前記データ記録領域が同じセクタ構造を持ち、前記ライトワンス領域に記録されるデータの記録開始位置が前記セクタの開始位置と一致するように記録タイミングを生成する記録タイミング生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３記載の記録装置。
17. 前記ライトワンス領域においてデータが記録されたセクタを再生する際にその再生すべきセクタの１つ前のセクタに光ヘッドを移動させる手段と、１つ前のセクタの再生レベルを保持し、該保持した再生レベルの所定数倍のレベルを基準としてデータの再生を行うライトワンス信号復調手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の記録装置。
18. 前記ライトワンス領域の溝のウォブルからクロックを抽出するＰＬＬと、該ＰＬＬからウォブルに同期した信号を生成し、生成した信号を前記ウォブルのウォブル量が最大となる位置に同期して記録するパルス生成手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の記録装置。
19. 前記ライトワンス領域の溝のウォブルからクロックを抽出するＰＬＬと、該ＰＬＬからウォブルに同期した信号を生成し、生成した信号を前記ウォブルのウォブル量が最小となる位置に同期して記録するパルス生成手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の記録装置。
20. 前記媒体固有番号が記録される位置に関する情報と秘密鍵とから生成された公開鍵によって前記媒体固有番号を暗号化する暗号化手段をさらに備え、前記媒体固有番号は暗号化した後に記録されることを特徴とする記録する請求項１４に記載の記録装置。
21. 前記媒体固有番号で記録データを暗号化する暗号化手段をさらに備え、前記記録データは暗号化された後に前記ライトワンス領域に記録されることを特徴とする請求項１３に記載の記録装置。
22. 前記ライトワンス領域のデータを再生する手段と、該再生したデータを前記媒体固有番号で復号する復号手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１７に記載の記録装置。
23. 前記コントローラは、前記ライトワンス領域再生時の光ディスクの回転数を、前記データ記録領域再生時の回転数よりも遅くすることを特徴とする請求項１３に記載の記録装置。

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