JPWO2004036560A1 - 情報記録媒体、それに対する情報記録装置および情報再生装置 - Google Patents

Abstract

コンテンツ暗号化鍵としての副情報がそっくりそのまま他の光ディスクに記録された場合でも副情報の再生を不可能にする光ディスクを提供する。光ディスクには、読み出された媒体固有情報であるメディアＩＤを初期値とした擬似乱数時系列に従って記録マークを微小変形することにより副情報が記録される。これにより、媒体固有の副情報の記録が可能となり、他の光ディスクへそっくりそのまま副情報が複製されたとしても、媒体毎に擬似乱数系列の初期値が異なるため、不正に複製された副情報は再生できなくなる。

Description

本発明は、情報記録媒体、かかる情報記録媒体に対する情報の記録装置および再生装置に関し、特に、コンテンツ暗号化鍵としての副情報を主情報に重畳して情報記録媒体に記録し、情報記録媒体に記録された副情報を再生する技術に関する。

ＤＶＤ−ＲＡＭに代表される光ディスクは、ＡＶ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｄｅｏ）データやコンピュータデータ等の大容量のデジタルデータを記録し得る情報記録媒体として広く普及している。このような情報記録媒体に記録されるデジタル著作物の健全な流通を確保するには、情報記録媒体上のデジタル著作物が不正に他の情報記録媒体に複製されることを防止する技術が必要とされる。
不正な複製を防止する従来技術として、ある機器内部で発生させた擬似乱数系列に従って、光ディスクに記録される記録マークの周方向エッジを一定微少量進めた位置あるいは遅らせた位置に変位させることにより副情報を記録する技術があり、例えば光ディスク上に記録されている暗号化されたコンテンツを解読するための鍵情報を副情報として記録する方法が提案されている（例えば、特開２００１−３５７５３３号公報を参照）。
図２３は、記録マークの周方向エッジの一定微少量変位による副情報を記録する従来の情報記録装置の概略構成を示す回路ブロック図である。
図２３において、擬似乱数発生器２３０１は、主情報記録部（不図示）から副情報を記録するタイミングを示す初期化タイミング信号（ＩＮＩＴ）を受け取ると、予め機器内部に秘密に記憶しておいた初期値２３０２により、擬似乱数系列を初期化し、主情報記録部（不図示）からのバイトクロックに同期して擬似乱数系列（ＰＲＳ）を発生し、排他的論理和回路（ＸＯＲ）２３０３に出力する。
ＸＯＲ２３０３は、記録する副情報（コンテンツ暗号化鍵）（ＳＩ）擬似乱数発生器２３０１からの擬似乱数系列とに排他的論理和演算を施すことにより、副情報記録制御信号（ＳＩＷ）を位相符号化（Ｐｈａｓｅ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ：ＰＥ）変調器２３０４に出力する。
ＰＥ変調器２３０４では、ＸＯＲ２３０３から出力された副情報記録制御信号ＳＩＷをＰＥ変調することにより、位相変調制御信号（ＰＭＣ）を生成して記録チャネルへと送り、この位相変調制御信号ＰＭＣに基づいて、主情報を記録するための記録信号のエッジを進める変調あるいは遅らせる変調を行うことにより、副情報としてコンテンツ暗号化鍵が記録される。
また、情報再生装置においては、主情報の再生信号のエッジが進んでいるか遅れているかを検出した位相誤差信号と、情報記録装置と同様の初期値に基づいて生成した擬似乱数系列との相関をとることにより、副情報が再生される。
このような技術では、副情報（コンテンツ暗号化鍵）が再生信号のジッタとして重畳されているため、正確な擬似乱数系列を発生できなければ、正しい副情報の記録あるいは再生を不可能にする。従って、光ディスクに記録されているデジタル著作物を、不正な複製行為から守ることができる。
しかしながら、このような技術では、すべての機器において、統一された擬似乱数発生器とその初期値を用いる必要があり、特に初期値が公開されてしまえば、あらゆる不正行為に対して耐性を失うため、厳重な管理が必要となる。
また、そもそもこのような主情報及び副情報の記録再生を行う情報記録再生装置を考えた場合、副情報の記録されている領域が明らかになれば、暗号化コンテンツや、副情報として記録された暗号化コンテンツの暗号鍵を、そっくりそのまま他の光ディスクに記録される行為に対して十分な耐性を持っているとは言い難い。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンテンツ暗号化鍵としての副情報がそっくりそのまま他の情報記録媒体に記録された場合でも副情報の再生を不可能にする、またはある機器において初期値が公になってしまった場合には、その機器による副情報の記録再生を無効化する情報記録媒体、かかる情報記録媒体に対する情報記録装置および情報再生装置を提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の情報記録媒体は、基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、副情報と情報記録媒体の媒体固有情報とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により副情報が記録される構成をとる。
この構成によれば、主情報に加え副情報自体もそっくりそのまま別の情報記録媒体に複製されたとしても、複製先固有の擬似乱数系列では複製された副情報を再生することができなくなる。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の情報記録媒体は、基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、副情報と情報記録媒体に記録されている主情報の記録再生を無効化するための機器無効化情報とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により副情報が記録される構成をとる。この場合、機器無効化情報は、情報記録媒体の主情報を暗号化する暗号化鍵集合である。
この構成によれば、機器の改竄や改造により、情報記録媒体に記録された副情報を不正に複製された場合など、そのような不正な機器による副情報の記録再生を無効化することができる。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の情報記録媒体は、基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、副情報と情報記録媒体に主情報を記録した機器の機器固有情報に基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により副情報が記録される構成をとる。
この構成によれば、情報記録媒体への記録を行った機器以外の機器は、当該情報記録媒体から副情報を再生できなくなる。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の情報記録装置は、所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、情報記録媒体の媒体固有情報を読み取り、媒体固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、副情報と乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により、副情報を主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えた構成をとる。
この構成によれば、主情報に加え副情報自体もそっくりそのまま別の媒体に複製されたとしても、複製先固有の擬似乱数系列では再生することができない副情報を記録することができる。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の情報記録装置は、所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、情報記録媒体に記録されている機器無効化情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、副情報と乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により、副情報を主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えた構成をとる。
この構成によれば、不正な改竄や改造により不正使用される機器に対して、副情報の記録再生を無効化することが可能な副情報を記録することができる。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の情報記録装置は、所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、機器が個々に備える機器固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、副情報と乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークの周方向エッジの変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マークの径方向の変位）により、副情報を主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えた構成をとる。
この構成によれば、情報記録媒体への記録を行った機器以外の機器では再生できない副情報を記録することができる。
また、第２の情報記録装置は、情報記録媒体に記録されている暗号化された機器無効化情報を、情報記録媒体に対して記録を行う機器の機器固有情報で解読することによって、主情報を暗号化するための暗号化鍵を生成する機器無効化処理手段を備えた構成をとる。
この構成によれば、改竄等により副情報を不正に書き換える機器が登場しても、以後、流通する媒体の機器無効化情報である暗号化メディア鍵束を更新することにより、暗号化メディア鍵束の更新された媒体への副情報の記録を無効化することが可能となる。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の情報再生装置は、情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、記録マークを再生した時の再生信号から、基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、情報記録媒体の媒体固有情報を読み取り、媒体固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、主情報再生手段により再生された再生信号と、クロック抽出手段により抽出されたクロックと、乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えた構成をとる。
この構成によれば、不正に複製された媒体の副情報を再生できない情報再生装置を実現することができる。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の情報再生装置は、情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、記録マークを再生した時の再生信号から、基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、情報記録媒体に記録されている機器無効化情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、主情報再生手段により再生された再生信号と、クロック抽出手段により抽出されたクロックと、乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えた構成をとる。
この構成によれば、無効化された機器での副情報の再生を不可能とする情報再生装置を実現することができる。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の情報再生装置は、情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、記録マークを再生した時の再生信号から、基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、機器が個々に備える機器固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、主情報再生手段により再生された再生信号と、クロック抽出手段により抽出されたクロックと、乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えた構成をとる。
この構成によれば、情報記録媒体への記録を行った機器でのみ、副情報を再生することができる情報再生装置を実現することができる。
また、第２の情報再生装置は、情報記録媒体に記録されている暗号化された機器無効化情報を、情報記録媒体を再生する機器の機器固有情報で解読することによって、主情報を復号するための復号鍵を生成する機器無効化処理手段を備えた構成をとる。
この構成によれば、改竄等により副情報を不正に書き換える機器が登場しても、以後、流通する媒体の機器無効化情報である暗号化メディア鍵束を更新することにより、暗号化メディア鍵束の更新された媒体からの副情報の再生を無効化することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る情報記録媒体としての光ディスク上に副情報を含む記録マークを形成する様子を示す概略タイミングチャートである。
図２は、本発明の実施の形態１に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報記録装置としての光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。
図３は、主に図２の情報記録部２０２の一構成例を示すブロック図である。
図４は、図３の乱数発生器３０４の内部構成例を示す回路ブロック図である。
図５は、図３の位相変調器３０７の内部構成例を示す回路ブロック図である。
図６は、図３のように構成された情報記録部２０２により光ディスクに副情報を含む記録マークを形成する際の各部信号の詳細タイミングチャートである。
図７は、本発明の実施の形態１に係る光ディスクと情報再生装置としての光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。
図８は、主に図７の情報再生部７０２の一構成例を示すブロック図である。
図９は、図８の再生信号処理回路８０５の内部構成例を示す回路ブロック図である。
図１０は、図８の副情報検出器８０９の内部構成例を示す回路ブロック図である。
図１１は、図８のように構成された情報再生部７０２により光ディスク上の記録マークから副情報を再生する際の各部信号の詳細タイミングチャートである。
図１２は、図８の副情報検出器８０９に含まれる積分器１００２の出力電圧と副情報ビットとの関係を示す波形図である。
図１３は、本発明の実施の形態２に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報記録装置としての光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。
図１４は、本発明の実施の形態２に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報再生装置としての光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。
図１５は、本発明の実施の形態３に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報記録装置としての光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。
図１６は、本発明の実施の形態３に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報再生装置としての光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。
図１７は、本発明の実施の形態４に係る情報記録媒体としての光ディスク上に形成された副情報を含む記録マークの一例を示す模式図である。
図１８は、本発明の実施の形態４に係る情報記録装置としての光ディスク記録装置の一構成例を示すブロック図である。
図１９は、図１８のように構成された光ディスク記録装置により光ディスクに副情報を含む記録マークを形成する際の各部信号のタイミングチャートである。
図２０は、本発明の実施の形態４に係る情報再生装置としての光ディスク再生装置の一構成例を示すブロック図である。
図２１は、図２０のように構成された光ディスク再生装置により光ディスク上の記録マークから副情報を再生する際の各部信号のタイミングチャートである。
図２２は、本発明の各実施の形態に係る光ディスク上の媒体固有情報としてのディスク固有識別情報および機器無効化情報としての暗号化メディア鍵束が予め記録された領域を示す概略平面図である。
図２３は、記録マークの周方向エッジの一定微少量変位による副情報を記録する従来の情報記録装置の概略構成を示す回路ブロック図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態では、情報記録媒体として光ディスクを用いて、情報記録装置および情報再生装置がそれぞれ光ディスク記録装置および光ディスク再生装置である場合について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る情報記録媒体としての光ディスク上に副情報を含む記録マークを形成する様子を示す概略タイミングチャートである。
本実施の形態の光ディスク上には、媒体固有情報としてのディスク固有識別情報が予め記録されており、光学的に読み取り可能な記録マークの形成によって主情報が記録されるだけでなく、同期部１０３を除くデータ部１０４に形成する記録マーク１０１、１０２の周方向エッジをΔｔだけ位相を進めたり、遅らせたりする位相変調を行うことによって、透かし情報が副情報として主情報に埋め込まれながら同時に記録される。
図１では、主情報を構成する同期クロック（ＳＣＬＫ）に同期した標準記録マーク（ＳＲＭ）の周方向エッジに対して、副情報を埋め込むデータ部１０４を示す位相変調許可信号（ＰＭＥ）が論理“Ｈ”レベルである区間のみ副情報を記録した光ディスクを示している。副情報は、乱数初期化タイミング信号（ＩＮＩＴ）の示すタイミングで、記録する媒体のディスク固有識別情報から算出された値により初期化された副情報相関乱数系列（ＳＩＣＳ）と関連付けられ（例えば、排他的論理和が施される）、さらに、バイト単位で周方向エッジに施す位相の進みと遅れがほぼ均等となるようにＰＥ変調されたＰＥ変調後乱数系列（ＰＥＲＳ）に基づいて、主情報の記録マークのエッジを周方向に位相変調することによって被変調記録マーク（ＭＲＭ）が記録される。
次に、ディスク固有識別情報を初期値として発生させた擬似乱数系列に従って、主情報に副情報を重畳させ記録する光ディスクの記録装置について説明する。なお、本実施の形態による光ディスク記録装置は、光ディスクに主情報および副情報を記録する装置である。
図２は、本実施の形態による光ディスクと光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。
本実施の形態による光ディスク記録装置は、記録を行う光ディスクから、予め光ディスク上に記録されている媒体固有情報としてのディスク固有識別情報を読み取る。このディスク固有識別情報は、一枚一枚の光ディスクに固有な情報であり、図２２に示すように、ＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ａｒｅａ）２２０１に、通常の情報の記録よりも高出力のレーザを用いたイニシャライザにより記録される。故に、イニシャライザを持たない一般ユーザなどは、この媒体固有情報であるディスク固有識別情報を不正に改竄・複製することができない。なお、図２２において、２２０３はユーザ領域、２２０４は外周制御領域である。
図２において、光ディスク記録装置は、予めＢＣＡから読み出したディスク固有識別情報を記憶する情報記憶部２０１と、情報記憶部２０１に予め記憶しておいたディスク固有識別情報を用いて主情報および副情報を記録する情報記録部２０２とから構成される。
図３は、主に図２の情報記録部２０２の一構成例を示すブロック図である。図３において、情報記録部２０２は、タイミング生成器３０１と、変調器３０２と、乱数初期値生成器３０３と、乱数発生器３０４と、乱数系列変換器３０５と、ＰＥ（Ｐｈａｓｅ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）変調器３０６と、位相変調器３０７と、記録チャネル３０８と、記録ヘッド３０９とから構成される。
タイミング生成器３０１は、主情報ならびに副情報の記録を開始する旨の通知を図示されていないコントローラ等から受けた場合に、記録データに同期パターン（同期部）を挿入するタイミングを示す同期信号（ＳＹＮＣ）を変調器３０２および乱数発生器３０４に供給する。また、タイミング生成器３０１は、この同期信号ＳＹＮＣとクロック信号（ＳＣＬＫ）とに基づいて、記録データの各バイトに同期し、クロック信号ＳＣＬＫを１６分周したバイトクロック（ＢＣＬＫ）を乱数発生器３０４に出力すると共に、各バイトごとで論理“Ｈ”レベル区間と論理“Ｌ”レベル区間が半分ずつになるようなＰＥ信号（ＰＥ）をＰＥ変調器３０６に供給する。さらに、タイミング生成器３０１は、主情報と副情報の記録を行うため、副情報を記録する部分（例えば、ＩＤ部を含まないフレームのデータ部）を示す位相変調許可信号（ＰＭＥ）を位相変調器３０７に供給する。
変調器３０２は、タイミング生成器３０１からの同期信号ＳＹＮＣに基づいて、入力された記録データ（主情報）に同期パターン（同期部）を挿入するとともに、記録する主情報を８ビット長の符号（バイト）ごとに、対応する１６ビット長のコードに変換した後に、ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ）符号に変換することによりチャネル信号（ＣＨ）を生成し、位相変調器３０７に供給する。
乱数初期値生成器３０３は、情報記録前に予め光ディスク３１０から読み取って情報記憶部２０２（図２）にて一時記憶しておいたディスク固有識別情報（図３のメディアＩＤ）に基づいて、乱数発生器３０４の初期値を算出する。本実施の形態では、乱数初期値生成器３０３は、情報記憶部２０２により予め一時記憶しておいたディスク固有識別情報（６４ビット）をそのまま乱数系列の初期値（ＩＮＩＴＶ）として出力する構成をとる。
乱数発生器３０４は、タイミング生成器３０１からの同期信号ＳＹＮＣのタイミングで乱数初期値生成器３０３から出力された初期値をプリセットし、バイトクロックＢＣＬＫのタイミングで乱数系列（Ｍ系列）１ビットを生成する。
図４は、乱数発生器３０４の内部構成例を示す回路図である。図４において、乱数発生器３０４は、（２の６４乗−１）個のビット系列を１サイクルとする擬似乱数発生器であり、６４ビット長のシフトレジスタ４０１により構成される。シフトレジスタ４０１は、バイトクロックＢＣＬＫのタイミングで１ビット左にシフトされ、ビット［０］（ＬＳＢ）には、ビット［６３］（ＭＳＢ）とビット［４］、ビット［３］、ビット［１］の出力値の排他的論理和がフィードバックされる。このようにして生成されたビット［０］（ＬＳＢ）が擬似乱数系列（ＰＲＳ）として、乱数系列変換器３０５に供給される。
図３に戻って、乱数系列変換器３０５は、乱数発生器３０４からの疑似乱数系列に対して記録する副情報の各ビットに相関性を持たせるための演算を行う。本実施の形態では、乱数系列変換器３０５は、排他的論理和回路によって構成され、記録する副情報の各ビットに応じて、疑似乱数系列ＰＲＳの反転／非反転を行い、副情報相関系列（ＳＩＣＳ）としてＰＥ変調器３０６に供給する。すなわち、乱数系列変換器３０５は、副情報１ビットを記録する所定の領域（本実施の形態では、３フレーム）毎に副情報のビットを更新することにより、副情報相関系列ＳＩＣＳを生成する。
ＰＥ変調器３０６は、タイミング生成器３０１からのＰＥ信号に基づいて、乱数系列変換器３０５から出力される副情報相関系列ＳＩＣＳをＰＥ変調（排他的論理和の後、反転）し、副情報を重畳した系列のＰＥ変調乱数系列（ＰＥＲＳ）として位相変調器３０７に供給する。その結果、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳは、副情報を重畳した系列が論理“Ｌ”レベルである場合にはチャネル信号ＣＨの中央において立ち下がり、副情報を重畳した系列が論理“Ｈ”レベルである場合にはチャネル信号の中央において立ち上がり、同じ乱数系列が続く場合であっても、論理“Ｌ”レベルと論理“Ｈ”レベルの区間がほぼ同一となる。
位相変調器３０７は、ＰＥ変調器３０６からのＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳに基づいて、変調器３０２からのチャネル信号ＣＨのうち、副情報を記録するフレームのデータ部のみ（位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルである時）の周方向エッジを一定の微少時間だけ遅らせるか、進ませるかの位相変調を行い、それ以外（位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｌ”レベルである時）の周方向エッジは位相変調しないで、チャネル信号ＣＨを記録チャネル３０８に供給する。
図５は、位相変調器３０７の内部構成例を示す回路図である。図５において、位相変調器３０７は、上記微少時間だけ信号を遅延させる遅延器５０２、５０３、５０４と、３入力１出力のセレクタ５０１とから構成される。セレクタ５０１は、制御信号として入力される位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｌ”レベルである場合には、変調器３０２からのチャネル信号ＣＨを１段の遅延器５０２で遅延した信号ＣＨ（２）（位相変化なし）を出力し、位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルでかつＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである場合には、変調器３０２からのチャネル信号ＣＨをそのままＣＨ（１）（位相進み：−Δｔ）として出力し、位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルでかつＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルある場合には、変調器３０２からのチャネル信号を２段の遅延器（５０３、５０４）で遅延した信号ＣＨ（３）（位相遅れ：＋Δｔ）を出力する。
この結果、副情報を重畳しないフレームや同期部の記録マークの周方向エッジは、位相が変化されることがなく、副情報を重畳するデータ部は、ＰＥ変調乱数系列が論理“Ｈ”レベルの時は、上記微少時間Δｔだけ位相が進められ、ＰＥ変調乱数系列が論理“Ｌ”レベルの時は、上記微少時間Δｔだけ位相が遅らされる。
再び図３に戻って、記録チャネル３０８は、位相変調器３０７からの被変調チャネル信号ＭＣＨの論理“Ｈ”／“Ｌ”に同期して、光ディスク３１０に出力するレーザビームの記録パワーを変化させる制御信号を生成して、記録ヘッド３０９に供給する。
記録ヘッド３０９は、記録チャネル３０８からの制御信号に基づいて、レーザービームのパワーを上下させながら、光学的に読み取り可能な被変調記録マークを光ディスク３１０上に形成する。
次に、図６を参照して、本実施の形態による光ディスク記録装置の記録動作について説明する。図６は、光ディスク３１０に副情報を含む被変調記録マークＭＲＭを形成する際の各部信号の詳細タイミングチャートである。
タイミング生成器３０１は、入力されるクロック信号ＳＣＬＫに同期した同期信号ＳＹＮＣを変調器３０２および乱数発生器３０４に供給する。変調器３０２は、タイミング生成器３０１から出力された同期信号ＳＹＮＣが論理“Ｈ”レベルの時は、同期部６０１を構成する記録チャネル信号ＣＨを位相変調器３０７に出力し、また、同期信号ＳＹＮＣが論理“Ｌ”レベルの時は、記録する主情報を変調（例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、８−１６変調）し、データ部６０２を構成する記録チャネル信号ＣＨを位相変調器３０７に出力する。また、タイミング生成器３０１は、副情報を重畳して記録するデータ部６０２の時間区間で論理“Ｈ”レベルとなる位相変調許可信号ＰＭＥを位相変調器３０７に出力する。
乱数初期値生成器３０３は、データ記録前に予め光ディスク３１０上から読み取り、情報記憶部２０１（図２）に記憶されているディスク固有識別情報（例えば、６４ビット）を初期値ＩＮＩＴＶとして乱数発生器３０４にそのまま出力する。乱数発生器３０４は、タイミング生成器３０１から出力された同期信号ＳＹＮＣが論理“Ｈ”レベルである間、乱数初期値生成器３０３からのディスク固有識別情報をプリセットすることにより初期化し、同期信号ＳＹＮＣが論理“Ｌ”レベルである時、タイミング生成器３０１からのバイトクロックＢＣＬＫに同期して擬似乱数系列ＰＲＳを１ビットづつ生成し、乱数系列変換器３０５に出力する。
乱数系列変換器３０５は、記録する副情報と乱数発生器３０４からの擬似乱数系列ＰＲＳとにビット演算（本実施の形態では、排他的論理和）を施し、副情報相関系列ＳＩＣＳ（記録する副情報が論理“Ｌ”レベルである場合は疑似乱数系列ＰＲＳと同じ系列で、記録する副情報が論理“Ｈ”レベルである場合は疑似乱数系列ＰＲＳを反転した系列）を生成し、ＰＥ変調器３０６に出力する。なお、図６では、記録する副情報が全ビット論理“Ｌ”レベルである場合を表しているので、副情報相関系列ＳＩＣＳと疑似乱数系列ＰＲＳは同一の系列となる。さらに、ＰＥ変調器３０６は、タイミング生成器３０１からのＰＥ信号に基づき、乱数系列変換器３０５からの副情報相関系列ＳＩＣＳをＰＥ変調したＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳを生成し、位相変調器３０７に出力する。
位相変調器３０７は、タイミング生成器３０１からの位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｌ”レベルの時は、被変調チャネル信号ＭＣＨとして変調器３０２からのチャネル信号ＣＨをそのまま記録チャネル３０８に出力し、位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルの時は、ＰＥ変調器３０６からのＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳの値に応じて、チャネル信号ＣＨのエッジを進めたり遅らせたりする。本実施の形態では、位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルである時間区間において、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルの場合、チャネル信号ＣＨの周方向エッジをΔｔだけ進め、逆にＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルの場合、チャネル信号ＣＨのエッジをΔｔだけ遅らせることにより、被変調チャネル信号ＭＣＨを生成し、記録チャネル３０８に出力する。このように生成された被変調チャネル信号ＭＣＨにより記録レーザを制御し、光ディスク３１０上に被変調記録マークＭＲＭ（６０３、６０４）が形成される。
次に、媒体固有情報で初期化して発生させた擬似乱数系列ＰＲＳに従って、光ディスクから主情報と副情報を再生する光ディスク再生装置について説明する。
図７は、本実施の形態に係る光ディスクと光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。図７において、光ディスク再生装置は、予めＢＣＡ（図２２）から読み出したディスク固有識別情報を一時記憶する情報記憶部７０１と、情報記憶部７０１に予め記憶しておいたディスク固有識別情報を用いて主情報および副情報を再生する情報再生部７０２とから構成される。
図８は、主に図７の情報再生部７０２の一構成例を示すブロック図である。図８において、情報再生部７０２は、再生ヘッド８０２と、再生チャネル８０３と、クロック抽出器８０４と、再生信号処理回路８０５と、乱数初期値生成部８０６と、乱数発生器８０７と、ＰＥ変調器８０８と、副情報検出器８０９とから構成される。
再生ヘッド８０２は、回転する光ディスク８０１上の記録マークに光ビームを集光して照射し、その反射光をフォトダイオードで受光した後、増幅することにより、被変調記録マークの周方向エッジ位置を示すアナログ読み出し信号（ＡＲＤ）を生成して再生チャネル８０３に供給する。
再生チャネル８０３は、再生ヘッド８０２からのアナログ読み出し信号ＡＲＤを波形等化したり整形したりすることによってデジタル読み出し信号（ＤＲＤ）に変換し、クロック抽出器８０４と再生信号処理回路８０５に供給する。
クロック抽出器８０４は、再生チャネル３０３からのデジタル読み出し信号ＤＲＤに基づいて、チャネルビットに同期したチャネルクロック（ＣＨＣＬＫ）を生成して再生信号処理回路８０５に供給し、またデジタル読み出し信号ＤＲＤにおける各記録データ（バイト単位）に同期したバイトクロック（ＢＣＬＫ）を生成して、再生信号処理回路８０５、乱数発生器８０７および副情報検出器８０９に供給する。また同時に、クロック抽出器８０４は、チャネルクロックＣＨＣＬＫを基準として、デジタル読み出し信号ＤＲＤの位相誤差を検出し、位相の進みが検出された場合には進相誤差信号（ＬＥＡＤ ＥＲＲ）を生成し、位相の遅れが検出された場合には遅相誤差信号（ＬＡＧ ＥＲＲ）を生成して、副情報検出器８０９に供給する。
再生信号処理回路８０５は、再生チャネル３０３からのデジタル読み出し信号ＤＲＤから同期部を検出したり、同期部を基準としてデジタル読み出し信号ＤＲＤからチャネル信号ＣＨ（主情報）を復調する。
図９は、再生信号処理回路８０５の内部構成例を示す回路ブロック図である。図９において、再生信号処理回路８０５は、復調器９０１と、同期信号検出器９０２と、ゲート信号生成器９０３とから構成される。
同期信号検出器９０２は、デジタル読み出し信号ＤＲＤに含まれる同期部（同期パターン）を検出し、同期信号（ＳＹＮＣ）を生成して、クロック抽出器８０４と乱数発生器８０７に出力する。
復調器９０１は、光ディスク記録装置の変調器に対する復調器であり、クロック抽出器８０４からのチャネルクロックＣＨＣＬＫに同期して、再生チャネル８０３からのデジタル読み出し信号ＤＲＤをサンプリングし、クロック抽出器８０４からのバイトクロックＢＣＬＫに同期して、１６ビットのチャネルコードに対応する８ビットのチャネル信号ＣＨに変換し、主情報として出力する。
また、ゲート信号生成器９０３は、同期信号ＳＹＮＣを基準として、副情報が記録されたフレーム（各セクタの先頭と最終のフレームを除くフレーム）のデータ部を示す信号である副情報検出許可信号（ＳＩＤＥ）を副情報検出器８０９に出力する。
図８に戻って、乱数初期値生成器８０６は、光ディスク８０１上のＢＣＡ（図２２）から予め読み出して情報記憶部７０１（図７）に一次記憶しておいたディスク固有識別情報（例えば、６４ビット）から乱数の初期値（ＩＮＩＴＶ）を算出して、乱数発生器８０７に供給する。本実施の形態では、上述したディスク記録装置と同様に、乱数初期値生成器８０６は、ディスク固有識別情報をそのまま乱数の初期値ＩＮＩＴＶとして乱数発生器８０７に供給する。
乱数発生器８０７は、光ディスク記録装置の乱数発生器３０４（図３）と同一の機能を有し、再生信号処理回路８０５からの同期信号ＳＹＮＣのタイミングで乱数初期値生成器８０６からの初期値ＩＮＩＴＶをプリセットし、クロック抽出器８０４からのバイトクロックＢＣＬＫのタイミングで疑似乱数系列ＰＲＳ（Ｍ系列）を生成する。
ＰＥ変調器８０８は、光ディスク記録装置のＰＥ変調器３０６（図３）と同一の機能を有し、クロック抽出器８０４からのＰＥ信号に基づいて、乱数発生器８０７から出力される擬似乱数系列ＰＲＳをＰＥ変調し、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳとして副情報検出器８０９に供給する。
副情報検出器８０９は、クロック抽出器８０４から出力された進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲおよび遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲと、ＰＥ変調器からのＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳとの相関性を検出する。
図１０は、副情報検出器８０９の内部構成例を示す回路ブロック図である。図１０において、副情報検出器は、セレクタ１００１と、積分器１００２と、閾値判定器１００３と、副情報更新タイミング生成器１００４とから構成される。
セレクタ１００１は、２個の２入力１出力切替回路からなり、クロック抽出器８０４からの進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲおよび遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲそれぞれを、ＰＥ変調器８０８からのＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルの時には、積分器１００２の正入力端子（＋）及び負入力端子（−）に通過させ、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルの時には、クロスさせて積分器１００２の負入力端子（−）及び正入力端子（＋）に通過させる。
積分器１００２は、差動入力／バイポーラ出力のアナログ積分器であり、再生信号処理回路８０５からの副情報検出許可信号ＳＩＤＥが論理“Ｈ”レベルの時、正入力端子に入力されたパルスの面積を加算して蓄積するのと並行して、負入力端子に入力されたパルスの面積を減算して蓄積し、蓄積された面積に相当するアナログ信号を閾値判定器１００３に出力する。また、積分器１００２は、副情報検出許可信号ＳＩＤＥが論理“Ｌ”レベルの時には、直前までに蓄積した値を保持する。積分器１００２は、副情報更新タイミング生成器１００４から副情報更新信号（ＳＩＵＤ）が出力されると、保持している値をクリアする（値を０にする）。
その結果、積分器１００２は、ＰＥ変調器８０８から出力されるＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである期間においては、進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲに現れたパルスの面積を加算して蓄積し、遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲに現れたパルスの面積を減算して蓄積し、また、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”である期間においては、進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲに現れたパルスの面積を減算して蓄積し、遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲに現れたパルスの面積を加算して蓄積し、蓄積値に相当するアナログ電圧を出力する。
従って、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである期間において進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲにのみパルスが現れ、かつ、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”である期間において遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲにのみパルスが現れる正の相関が続く場合には、積分器１００２の出力電圧は正方向に増加していく。逆に、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである期間において遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲにのみパルスが現れ、かつ、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルである期間において進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲにのみパルスが現れる負の相関が続く場合には、積分器１００２の出力電圧は負方向に減少していく。また、乱数初期値発生器８０６からの初期値等の違いにより、いずれの相関性も存在しない場合、即ち、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳに依存しないでランダムに進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲ、及び遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲにパルスが現れる場合には、それらの誤差信号に現れる両パルスの出現頻度が略等しくなるので、積分器１００２の出力電圧はゼロレベルに近い値となる。
閾値判定器１００３は、積分器１００２の出力電圧が、予め設定された正の閾値電圧と負の閾値電圧で区切られる３つの電圧区間のいずれに属するかを判定する比較器等からなる。閾値判定器１００３は、副情報更新タイミング生成器１００４からの副情報更新信号ＳＩＵＤが入力された時点において、積分器１００２の出力電圧が、正の閾値より大きい場合には、論理“Ｌ”レベルとし、負の閾値より小さい場合には、論理“Ｈ”レベルとする符号列により１ビットずつ副情報として出力するとともに、検出フラグ（ＤＦ）を論理“Ｈ”レベルとする。また、閾値判定器１００３は、積分器１００２の出力電圧が両閾値の間に属する場合には、検出フラグＤＦとして論理“Ｌ”レベルを出力する。
副情報更新タイミング生成器１００４は、入力される同期信号ＳＹＮＣをもとに副情報の更新タイミングを生成する。副情報更新信号ＳＩＵＤは、各セクタの先頭と最終のフレームを除くフレームに対して、３フレーム毎に出力されるパルス信号であり、積分器１００２の値をクリアし、閾値判定部１００３の判定結果を更新する。
次に、図１１を参照して、本実施の形態による光ディスク再生装置の再生動作について説明する。図１１は、光ディスク８０１上の記録マークから副情報を再生する際の各部信号の詳細タイミングチャートである。
光ディスク８０１上の被変調記録マークＭＲＭにレーザ照射を行った結果の反射光により生成したデジタル読み出し信号ＤＲＤがクロック抽出器８０４に入力されると、デジタル読み出し信号ＤＲＤの両エッジに立ち上がりエッジの位相を同期させたチャネルクロックＣＨＣＬＫが生成される。再生信号処理回路８０５は、チャネルクロックＣＨＣＬＫによりデジタル読み出し信号ＤＲＤのサンプリングを行い、特定の同期パターンと一致比較を行うことで、データ中の同期部１１０１を探す。同期パターンと一致したパターンが検出されると、同期信号ＳＹＮＣが出力され、また、副情報が重畳されているフレーム（各セクタの先頭と最終フレーム以外のフレーム）のデータ部１１０２に対して論理“Ｈ”レベルの副情報検出許可信号ＳＩＤＥが出力される。
同期信号ＳＹＮＣが出力されると、クロック抽出器８０４は、内部の４分周器をクリアし、チャネルクロックＣＨＣＬＫを１６分周したバイトクロックＢＣＬＫとＰＥ信号を出力し、また、予め読み出し情報記憶部７０１（図７）に記憶しておいたディスク固有識別情報（例えば、６４ビット）をプリセットすることにより乱数発生器８０７を初期化し、乱数発生器８０７は、バイトクロックＢＣＬＫのタイミング（１６チャネルクロック毎）で１ビットずつ疑似乱数系列ＰＲＳを出力する。ＰＥ変調器８０８は、疑似乱数系列ＰＲＳとＰＥ信号とから、１６チャネルクロック中に８チャネルクロックずつ論理“Ｈ”レベル区間と論理“Ｌ”レベル区間となるようなＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳを生成する。
クロック抽出器８０４は、チャネルクロックＣＨＣＬＫの立ち上がりエッジとデジタル読み出し信号ＤＲＤの両エッジとの位相誤差の検出を行い、チャネルクロックＣＨＣＬＫの立ち上がりエッジよりもデジタル読み出し信号ＤＲＤのエッジが進んでいる場合は進相誤差信号ＬＥＡＤＥＲＲを出力し、チャネルクロックＣＨＣＬＫの立ち上がりエッジよりもデジタル読み出し信号ＤＲＤのエッジが遅れている場合は遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲを出力する。
副情報検出器８０９は、副情報検出許可信号ＳＩＤＥが論理“Ｈ”レベルである期間において、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである期間中は進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲを加算し、遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲを減算する。また、副情報検出器８０９は、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルである期間中は遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲを加算し、進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲを減算する。図１１では、データ部１１０２の始まりから疑似乱数系列ＰＲＳが論理“Ｌ”レベルである期間においては、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳの“Ｈ”レベル期間中に進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲが出力され、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳの論理“Ｌ”レベル期間中に遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲが出力されているため、副情報検出器８０９に含まれる積分器１００２（図１０）の出力電圧（ＩＮＴＧ）は増加する。
これにより、副情報１ビットが記録されている区間の積分が終了した時点（副情報更新信号ＳＩＵＤが出力された時点）で、積分器１００２の出力電圧が、正の閾値電圧を上回っていると副情報として論理“Ｌ”レベルが検出され（同時に、検出フラグＤＦとして論理“Ｈ”レベルが出力され）、負の閾値電圧を下回っていると副情報として論理“Ｈ”レベルが検出され（同時に、検出フラグとして論理“Ｈ”が出力され）、負の閾値電圧と正の閾値電圧との間にある場合は、検出フラグとして論理“Ｌ”レベルが出力される。
図１２は、副情報検出器８０９に含まれる積分器１００２による積分値ＩＮＴＧと副情報ビットとの関係を示す波形図である。図１２において、第１副情報重畳区間１２０１では、ディスク固有識別情報により初期化した疑似乱数系列ＰＲＳとの相関があり、積分値ＩＮＴＧは増加し続けて正の閾値（ＰＶＴ）を超えていることから副情報として論理“Ｌ”レベルが抽出される。逆に、第２副情報重畳区間１２０２では、ディスク固有識別情報により初期化した疑似乱数系列ＰＲＳとの逆相関があり、積分値ＩＮＴＧは減少し続けて負の閾値（ＮＶＴ）を超えていることから副情報として論理“Ｈ”レベルが抽出される。
一方、第３副情報重畳区間では、ある光ディスクＡから別の光ディスクＢへ副情報が複製された場合の積分値ＩＮＴＧを示す。光ディスクＡに記録されている副情報は、光ディスクＡのディスク固有識別情報により初期化された疑似乱数系列ＰＲＳに従って副情報が記録されているため、別の光ディスクＢに不正に複製された副情報も、光ディスクＡのディスク固有識別情報によって初期化される疑似乱数系列ＰＲＳに相関付けられている。従って、光ディスクＢを再生した場合、光ディスクＢのディスク固有識別情報により初期化した疑似乱数系列と複製された副情報には何ら相関性がないため、積分値ＩＮＴＧは増加することもなく減少することもなく正の閾値ＰＶＴおよび負の閾値ＮＶＴを超えることがないので、正確な副情報の再生は不可能となる。
以上のように、本実施の形態では、光ディスクに記録されている媒体固有情報から算出される初期値により初期化された擬似乱数系列に従って、記録マークの周方向エッジが微小量進めた位置あるいは遅らせた位置に変位されることによって副情報が記録される。
従って、本実施の形態による光ディスク記録装置および光ディスク再生装置は、副情報を記録する光ディスクあるいは副情報を再生する光ディスクが同じであれば、光ディスクに記録されている媒体固有情報も同じであることから、副情報を記録あるいは再生するための媒体固有の疑似乱数系列を得ることができる。逆に、光ディスクＡの主情報および副情報をそっくりそのまま別の光ディスクＢへ複製された場合、光ディスクＡの媒体固有情報を初期値として生成した疑似乱数系列により記録した副情報は、光ディスクＢの媒体固有情報を初期値として生成した疑似乱数系列とは異なるため、光ディスクＢ上に不正に複製された副情報の再生は不可能となる。
従来の光ディスクでは、記録されている有料のデジタル著作物の複製可能回数や媒体間の移動回数などの安全に媒体間での情報の書き換えが必要な著作権管理情報を副情報として記録した場合、副情報をそっくりそのまま他の媒体へ複製されれば、コピー可能回数に制限を持たせていても無限に複製を許してしまう危険性があった。しかし、本実施の形態における副情報により著作権管理情報を記録すれば、他の媒体へそっくりそのまま副情報が複製されたとしても、媒体識別子であるディスク固有識別情報が異なることにより、不正に複製された副情報の再生を防ぐことが可能となるため、デジタル著作物の著作権管理情報などを安全に記録することが可能となる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る光ディスクは、媒体内に機器の記録再生を無効化するための機器無効化情報を有している。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、図２２に示すように、正規の機器が個々に備えるデバイス鍵によりメディア鍵を暗号化して生成される暗号化メディア鍵束が機器無効化情報として内周制御領域２２０２に予め記録されている。このような場合、機器の台数に応じて暗号化メディア鍵束を記録するのに大容量が必要となるが、対応する暗号化メディア鍵束の容量を小さくするために、マトリクス型のデータ構造やツリー型のデータ構造などが提案されている。正規のデバイス鍵を備えていない機器では、光ディスク上に記録されている暗号化メディア鍵束から正しいメディア鍵を生成することが不可能となり、その結果、光ディスクに記録されている暗号化デジタル著作物を解読（再生）することができない。また、機器の改竄などにより、不正にデジタル著作物の複製などが行われている機器が存在すれば、その改竄された機器のデバイス鍵で解読可能な暗号化メディア鍵を光ディスク上の暗号化メディア鍵束から排除することにより、更新された暗号化メディア鍵束の記録された光ディスクへのデジタル著作物の記録再生を無効化することが可能となる。
一方、ライセンスを受けた正規の機器は、機器内部に正規のデバイス鍵を持っており、このデバイス鍵を用いて暗号化メディア鍵束を解読することによって、正規のメディア鍵を生成することができる。従って、正規の機器間では、正規のメディア鍵を生成することが可能となるので、デジタル著作物の記録あるいは再生に相互互換を持たせることができる。
本実施の形態による光ディスク記録装置は、暗号化メディア鍵束からデバイス鍵により正規のメディア鍵を生成する機器無効化処理の結果出力される情報（メディア鍵）から算出した初期値で擬似乱数系列を生成し、擬似乱数系列の値によって副情報の記録を行うことにより、副情報の記録に関しても機器の無効化を可能とするものである。
図１３は、本発明の実施の形態２に係る光ディスクと光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。図１３において、本実施の形態による光ディスク記録装置は、存在しうる機器固有情報（デバイス鍵）でメディア鍵を暗号化した暗号化メディア鍵束と機器内部に秘密に持っている機器固有情報から、記録するデジタル著作物を暗号化するためのメディア鍵を復号する機器無効化処理部１３０１と、機器無効化処理部１３０１から出力されるメディア鍵（例えば、６４ビット）を一時記憶する情報記憶部１３０２と、情報記憶部１３０２に一時記憶されているメディア鍵から算出した初期値により生成した擬似乱数系列に従って、主情報及び副情報を同時に光ディスク上に記録する情報記録部１３０３とから構成される。
情報記録部１３０３は、図３に示す、実施の形態１による光ディスク記録装置における情報記録部２０２と同等のブロック構成を有し、情報記憶部１３０２に一時記憶されたメディア鍵を乱数発生器の初期値として発生させた擬似乱数系列に従って、記録マークの周方向エッジを微少量進めた位置あるいは遅らせた位置に変位させることにより副情報を記録する。
図１４は、本発明の実施の形態２に係る光ディスクと光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。図１４において、光ディスク再生装置は、前述の機器を無効化するための暗号化メディア鍵束の記録されている光ディスクから主情報と副情報を再生する装置であり、予め光ディスクから読み出した暗号化メディア鍵束と機器内部に秘密に持っている機器固有情報（デバイス鍵）からメディア鍵を復号する機器無効化処理部１４０１と、機器無効化処理部１４０１から出力されるメディア鍵を一時記憶する情報記憶部１４０２と、情報記憶部１４０２に一時記憶されたメディア鍵から算出した初期値で発生させた擬似乱数系列に従って主情報及び副情報を同時に再生する情報再生部１４０３とから構成される。
機器無効化処理部１４０１は、図１３に示す光ディスク記録装置における機器無効化処理部１３０１と同等の機能を有し、光ディスクに予め記録されている暗号化メディア鍵束と、再生機器内に秘密に持っているデバイス鍵とから、メディア鍵を復号する。これにより、不正なデバイス鍵、無効化されたデバイス鍵や改竄された暗号化メディア鍵束では正しいメディア鍵を復号することはできなくなる。
情報再生部１４０３は、予め機器無効化処理部１４０１により復号されたメディア鍵を初期値として擬似乱数系列を発生させ、発生させた擬似乱数系列と再生される記録マークの周方向エッジの位相誤差信号との相関性によって副情報を再生し、図８に示す、実施の形態１による光ディスク再生装置における情報再生部７０２と同等の構成を有する。
本実施の形態においても、実施の形態１で図１２を参照して説明した通り、第１副情報重畳区間１２０１では、副情報ビットとして論理“Ｌ”レベルが抽出され、第２副情報重畳区間１２０２では、副情報ビットとして論理“Ｈ”レベルが抽出される。
第３副情報重畳区間１２０３では、本実施の形態で説明した無効化機器により副情報を記録した光ディスクの積分値、あるいは無効化機器により副情報を再生した積分値を示している。無効化された機器では、光ディスク上に記録されている機器無効化情報（暗号化メディア鍵束）および機器内に秘密に持っている機器固有情報（デバイス鍵）から正確なメディア鍵を生成することができない。従って、このような不正なメディア鍵によって初期化された疑似乱数系列に従って記録した副情報を正確なメディア鍵によって再生する場合、あるいは、正確なメディア鍵により初期化した疑似乱数系列により記録した副情報を、無効化された機器の不正なメディア鍵により初期化された疑似乱数系列により再生した場合などは、記録側と再生側の疑似乱数系列に相関性がないので、積分値ＩＮＴＧは増加することも減少することもなく正しい副情報は抽出されない。
以上のように、本実施の形態では、機器内部に秘密に持っている機器固有情報と、光ディスクに予め記録されている暗号化メディア鍵束によって機器の無効化を行うことができる機器無効化処理部１３０１、１４０１が設けられ、機器無効化処理部１３０１、１４０１から出力される情報（メディア鍵）から初期値を算出し、算出された初期値で初期化された擬似乱数系列に従って副情報の記録または再生が行われる。
従来のように、特定の疑似乱数系列との相関により副情報を記録する方法では、主情報の記録再生を無効化した機器においても、副情報を正しく記録することができる。また、特定の疑似乱数系列との相関により副情報を再生する方法では、主情報の記録再生を無効化した機器であっても、副情報を正しく再生することができる。従って、副情報としてデジタル著作物の複製回数管理情報などの著作権管理情報を記録した場合、機器の改竄等により、副情報として記録された複製回数管理情報を不正に書き換えることで、無限にデジタル著作物の複製がなされてしまう機器が登場しても、その機器の副情報の記録再生を無効化する手段がない。
しかしながら、本実施の形態は、機器の無効化処理の結果得られる情報（メディア鍵）で初期化した疑似乱数系列でないと正しい副情報を記録あるいは再生できない仕組みを備えている。従って、改竄等により副情報を不正に書き換える機器が登場しても、以後、流通する媒体の暗号化メディア鍵束を更新することにより、暗号化メディア鍵束の更新された媒体への副情報の記録再生を無効化することが可能となる。
以上のことから、本実施の形態によれば、副情報として著作権管理情報を記録した場合、機器の改竄等により、デジタル著作物が不正に複製される事態になっても、暗号化メディア鍵束を更新した光ディスクを流通させることにより、被害を最小限に抑えることが可能となる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る光ディスク記録装置は、機器を識別する固有の情報を有している。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭ記録装置での機器固有情報はデバイス鍵と呼ばれ、光ディスク上に予め記録されている暗号化メディア鍵束をこのデバイス鍵で解読することにより、デジタル著作物を暗号化するためのメディア鍵が生成される。実施の形態２で既に説明したが、機器固有情報と光ディスク上の暗号化メディア鍵束によって、主情報の記録再生が無効化される。
本実施の形態による光ディスク記録装置は、機器固有情報に基づき副情報を記録することで、副情報の記録を行った機器以外では、その副情報を再生することを不可能とするものである。
図１５は、本発明の実施の形態３に係る光ディスクと光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。図１５において、光ディスク記録装置は、機器固有情報を内部に秘密に備え、その機器固有情報を初期値とした擬似乱数系列に従って、主情報及び副情報を同時に光ディスク上に記録する情報記録部１５０１を含む。
情報記録部１５０１は、図２に示す実施の形態１における情報記録部２０２および図１３に示す実施の形態２における情報記録部１３０３と同等のブロック構成（図３）を有し、機器内部に備えた機器固有情報を擬似乱数発生器の初期値として発生させた擬似乱数系列に従って、記録マークの周方向エッジを微少量進めた位置あるいは遅らせた位置に変位させることにより副情報を記録する。本実施の形態でも、実施の形態１および２と同様に、光ディスク記録装置の初期値生成部３０３は、機器内部に備える機器固有情報をそのまま出力する構成をとる。
図１６は、本発明の実施の形態３に係る光ディスクと光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。図１６において、本実施形態による光ディスク再生装置は、本実施の形態による光ディスク記録装置と同様に、機器ごとに固有の機器固有情報を備え、機器固有情報を初期値として発生させた擬似乱数系列に従って、主情報および副情報を同時に再生する情報再生部１６０１を含む。
情報再生部１６０１は、機器が個々に備える機器固有情報を初期値として擬似乱数系列を発生させ、発生させた擬似乱数系列と再生される記録マークの周方向エッジの位相誤差信号との相関性によって副情報を再生し、図８に示す実施の形態１における情報再生部７０２と同等の構成を有する。
本実施の形態においても、実施の形態１で図１２を参照して説明した通り、第１副情報重畳区間１２０１では、副情報ビットとして論理“Ｌ”レベルが抽出され、第２副情報重畳区間１２０２では、副情報ビットとして論理“Ｈ”レベルが抽出される。
一方、第３副情報重畳区間１２０３では、本実施の形態の光ディスク記録装置により主情報および副情報を記録した光ディスクを、記録した機器とは異なる機器により再生した場合の積分値を示している。この場合、記録機器の固有情報により初期化された擬似乱数系列により副情報が記録されているため、記録機器とは別の再生機器の固有情報により初期化された擬似乱数系列と副情報の相関性がないので、積分値は増加することも減少することもなく正しい副情報は抽出されない。
以上のように、本実施の形態では、機器内部に秘密に持っている機器固有情報に基づいて擬似乱数系列を発生させ、この擬似乱数系列に従って副情報の記録または再生を行うことにより、記録された機器以外の機器では再生できない副情報を記録することができる。
従来の光ディスクでは、ネットワーク上に配信されたコンテンツを光ディスクに記録した場合、デジタル著作物の記録されたメディア自体が安価に中古市場等に流通し、デジタル著作物配信業者の利益を損なう可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、副情報として主情報の暗号鍵を記録することにより、上記の問題を解決することができる。
以上、本発明の媒体固有情報あるいは機器無効化情報に関連した擬似乱数系列に従った記録マークの微小変形により、媒体固有の副情報あるいは特定機器の記録再生を無効化する副情報について実施の形態１及び２において説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られないことは無論である。
例えば、実施の形態１及び２では、発生させた擬似乱数系列に従って記録マークの周方向エッジを進めた位置あるいは遅らせた位置へ変位させることによる記録マークの微小変形により副情報を記録する形態について説明した。しかし、疑似乱数系列に従った記録パワーの制御による記録マークの微小変形、疑似乱数系列に従ってレーザビームを径方向に変位させることによる記録マークのラジアル変調、疑似乱数系列に従って主情報のビットエラーを引き起こすことによる副情報の記録、および疑似乱数系列に従った主情報の特殊変調による副情報の記録など、疑似乱数系列に従って主情報に副情報を重畳して記録し、同等の疑似乱数系列との相関性により副情報を記録あるいは再生する技術に関してはすべて本発明が適用可能である。このうち、疑似乱数系列に従ってレーザビームを径方向に変位させることによる記録マークのラジアル変調について、実施の形態４として以下で説明する。
（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の形態４に係る光ディスク上に形成された副情報を含む記録マークの一例を示す模式図である。図１７において、同期部１７０１では記録マークは径方向に変位されず、データ部１７０２のトラック（Ｎ）において、記録マーク１７０３が外周方向にΔｒだけ変位され、記録マーク１７０４が内周方向にΔｒだけ変位され、これはトラック（Ｎ＋２）においても同様である。
また、トラック（Ｎ＋１）において、記録マーク１７０５は、ディスク固有識別情報が付与されるフレームであるため、径方向に変位されず、これは、トラック（Ｎ＋３）、トラック（Ｎ＋４）、トラック（Ｎ＋５）においても同様である。
図１７に示すように、光ディスクの径方向に記録マークが変位されるトラック（例えば、トラック（Ｎ））と、記録マークが変位されないトラック（例えば、トラック（Ｎ＋１））との間のトラックピッチ１７０６は、記録マークが変位されないトラック間（例えば、トラック（Ｎ＋３）とトラック（Ｎ＋４）との間）のトラックピッチ１７０７よりも大きくなる。
図１８は、本発明の実施の形態４に係る光ディスク記録装置の一構成例を示すブロック図である。本実施の形態による光ディスク記録装置が、図３に示す実施の形態１と異なるのは、位相変調器３０７が削除され、ラジアル変調器１８０１と電極１８０２が追加されている点にある。その他の構成および機能については、図３のそれらと同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。
ラジアル変調器１８０１は、タイミング生成器３０１から出力される変位許可信号（ＳＥ）が論理“Ｈ”レベルの期間、ＰＥ変調器３０６から出力されるＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳの論理レベルに従って、正の電位または負の電位であるアナログ変位制御電圧（ＡＳＣ）を電極１８０２に印加する。このアナログ変位制御電圧ＡＳＣに応じて、電極１８０２は、記録ヘッド３０９から出力される記録ビームを光ディスク３１０の外周方向または内周方向に変位させる。
図１９は、本実施の形態による光ディスク記録装置により光ディスクに副情報を含む記録マークを形成する際の各部信号のタイミングチャートである。なお、図１９において、実施の形態１の説明で参照した図６と同じ信号には同一の名前を付している。
図１９において、タイミング生成器３０１により同期部１９０１からデータ部１９０２への切り換わりが検出されると、変位許可信号ＳＥは論理“Ｈ”レベルとなり、ＰＥ変調器３０６から出力されるＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“１”である場合、ラジアル変調器１８０１はアナログ変位制御電圧ＡＳＣとして正の電圧（＋Ｖ）を出力し、例えば記録マーク１９０３は光ディスク３１０の外周方向にΔｄだけ変位され、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“０”である場合、ラジアル変調器１８０１はアナログ変位制御電圧ＡＳＣとして負の電圧（−Ｖ）を出力し、例えば記録マーク１９０４は光ディスク３１０の内周方向にΔｄだけ変位されて形成される。
図２０は、本発明の実施の形態４に係る光ディスク再生装置の一構成例を示すブロック図である。実施の形態１では、図８に示すように、クロック抽出器８０４により進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲおよび遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲを生成して、副情報検出器８０９により、進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲおよび遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲと、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳとの相関をとることにより、記録マークの周方向エッジの微小変位による副情報を検出した。これに対して、本実施の形態では、再生ヘッド８０２から読み出されたアナログＴＥ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ）信号（ＡＴＥ）をＡＤ変換器２００１によりデジタルＴＥ信号（ＤＴＥ）に変換し、副情報検出器２００２により、デジタルＴＥ信号ＤＴＥから記録マークの外周側変位信号および内周側変位信号を抽出して、これら外周側変位信号および内周側変位信号と、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳとの相関をとることにより、記録マーク自体の径方向変位による副情報を検出する構成をとる。
図２１は、本実施の形態による光ディスク再生装置により光ディスク上の記録マークから副情報を再生する際の各部信号のタイミングチャートである。なお、図２１において、実施の形態１の説明で参照した図１１と同じ信号には同一の名前を付している。
図２１において、再生信号処理回路８０５により同期部２１０１からデータ部２１０２への切り換わりが検出されると、副情報検出許可信号ＳＩＤＥが論理“Ｈ”レベルとなり、ＰＥ変調器８０８から出力されるＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“１”であり、かつデジタルＴＥ信号ＤＴＥが外周方向変位信号を示す場合、またはＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“０”であり、かつデジタルＴＥ信号ＤＴＥが内周方向変位信号を示す場合、副情報検出器２００２に含まれる積分器の出力電圧ＩＮＴＧは増加して正の閾値を超える。これにより、副情報として論理“Ｌ”レベルが検出される。
なお、図２１には示さないが、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“１”であり、かつデジタルＴＥ信号ＤＴＥが内周方向変位信号を示す場合、またはＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“０”であり、かつデジタルＴＥ信号ＤＴＥが外周方向変位信号を示す場合、副情報検出器２００２に含まれる積分器の出力電圧ＩＮＴＧは減少して負の閾値を超える。これにより、副情報として論理“Ｈ”レベルが検出されることになる。
なお、上記の各実施の形態において、主情報は、光学的に読み取り可能な記録マークに限らず、磁力や熱等により読み取る形態としてもよい。
また、実施の形態１及び２をあわせることにより、媒体固有で媒体間の不正な複製が不可能で、かつ特定機器の副情報の記録再生を無効化することのできる副情報を記録することができる。これは、副情報を記録する単位領域ごと（例えば、セクタ単位、フレーム単位、ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）ブロック単位、トラック単位）に媒体固有の擬似乱数系列と無効化可能な擬似乱数系列を入れ替えながら記録する方法や、例えばＤＶＤ−ＲＡＭのように機器無効化処理の結果生成されるメディア鍵と媒体固有情報であるディスク固有識別情報から生成されるメディア固有鍵に関連した疑似乱数系列とすることにより実現できる。
また、実施の形態１では、擬似乱数系列の初期値として媒体固有情報をそのまま利用する形態について説明したが、媒体固有情報の暗号化あるいはビット拡張、ビット短縮、ビットスクランブルなどのビット演算結果を初期値として利用する形態でもよい。同様に、実施の形態２では、コンテンツ暗号鍵（メディア鍵）をそのまま擬似乱数系列の初期値としたが、コンテンツ暗号鍵の暗号化あるいはビット拡張、ビット短縮、ビットスクランブルなどのビット演算結果を初期値として利用する形態でもよい。
以上説明したように、本発明によれば、記録されるデジタルコンテンツの暗号化鍵を副情報として記録された情報記録媒体から、主情報と副情報がそっくりそのまま他の情報記録媒体に複製されたとしても、複製先媒体からの副情報の再生が不可能なため、結果的に複製されたデジタルコンテンツの再生を抑止することが可能となる。
また、ある機器において初期値が公になってしまった場合には、その機器による副情報の記録再生を無効化することが可能となる。

本発明は、情報記録媒体、かかる情報記録媒体に対する情報の記録装置および再生装置に関し、特に、コンテンツ暗号化鍵としての副情報を主情報に重畳して情報記録媒体に記録し、情報記録媒体に記録された副情報を再生する技術に関する。

ＤＶＤ−ＲＡＭに代表される光ディスクは、ＡＶ（Audio Video）データやコンピュータデータ等の大容量のデジタルデータを記録し得る情報記録媒体として広く普及している。このような情報記録媒体に記録されるデジタル著作物の健全な流通を確保するには、情報記録媒体上のデジタル著作物が不正に他の情報記録媒体に複製されることを防止する技術が必要とされる。

不正な複製を防止する従来技術として、ある機器内部で発生させた擬似乱数系列に従って、光ディスクに記録される記録マークの周方向エッジを一定微少量進めた位置あるいは遅らせた位置に変位させることにより副情報を記録する技術があり、例えば光ディスク上に記録されている暗号化されたコンテンツを解読するための鍵情報を副情報として記録する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図２３は、記録マークの周方向エッジの一定微少量変位による副情報を記録する従来の情報記録装置の概略構成を示す回路ブロック図である。

図２３において、擬似乱数発生器２３０１は、主情報記録部（不図示）から副情報を記録するタイミングを示す初期化タイミング信号（ＩＮＩＴ）を受け取ると、予め機器内部に秘密に記憶しておいた初期値２３０２により、擬似乱数系列を初期化し、主情報記録部（不図示）からのバイトクロックに同期して擬似乱数系列（ＰＲＳ）を発生し、排他的論理和回路（ＸＯＲ）２３０３に出力する。

ＸＯＲ２３０３は、記録する副情報（コンテンツ暗号化鍵）（ＳＩ）擬似乱数発生器２３０１からの擬似乱数系列とに排他的論理和演算を施すことにより、副情報記録制御信号（ＳＩＷ）を位相符号化（Phase Encoding：ＰＥ）変調器２３０４に出力する。

ＰＥ変調器２３０４では、ＸＯＲ２３０３から出力された副情報記録制御信号ＳＩＷをＰＥ変調することにより、位相変調制御信号（ＰＭＣ）を生成して記録チャネルへと送り、この位相変調制御信号ＰＭＣに基づいて、主情報を記録するための記録信号のエッジを進める変調あるいは遅らせる変調を行うことにより、副情報としてコンテンツ暗号化鍵が記録される。

また、情報再生装置においては、主情報の再生信号のエッジが進んでいるか遅れているかを検出した位相誤差信号と、情報記録装置と同様の初期値に基づいて生成した擬似乱数系列との相関をとることにより、副情報が再生される。

このような技術では、副情報（コンテンツ暗号化鍵）が再生信号のジッタとして重畳されているため、正確な擬似乱数系列を発生できなければ、正しい副情報の記録あるいは再生を不可能にする。従って、光ディスクに記録されているデジタル著作物を、不正な複製行為から守ることができる。
特開２００１−３５７５３３号公報

しかしながら、このような技術では、すべての機器において、統一された擬似乱数発生器とその初期値を用いる必要があり、特に初期値が公開されてしまえば、あらゆる不正行為に対して耐性を失うため、厳重な管理が必要となる。

また、そもそもこのような主情報及び副情報の記録再生を行う情報記録再生装置を考えた場合、副情報の記録されている領域が明らかになれば、暗号化コンテンツや、副情報として記録された暗号化コンテンツの暗号鍵を、そっくりそのまま他の光ディスクに記録される行為に対して十分な耐性を持っているとは言い難い。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンテンツ暗号化鍵としての副情報がそっくりそのまま他の情報記録媒体に記録された場合でも副情報の再生を不可能にする、またはある機器において初期値が公になってしまった場合には、その機器による副情報の記録再生を無効化する情報記録媒体、かかる情報記録媒体に対する情報記録装置および情報再生装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の情報記録媒体は、基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、副情報と情報記録媒体の媒体固有情報とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により副情報が記録される構成をとる。

この構成によれば、主情報に加え副情報自体もそっくりそのまま別の情報記録媒体に複製されたとしても、複製先固有の擬似乱数系列では複製された副情報を再生することができなくなる。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の情報記録媒体は、基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、副情報と情報記録媒体に記録されている主情報の記録再生を無効化するための機器無効化情報とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により副情報が記録される構成をとる。この場合、機器無効化情報は、情報記録媒体の主情報を暗号化する暗号化鍵集合である。

この構成によれば、機器の改竄や改造により、情報記録媒体に記録された副情報を不正に複製された場合など、そのような不正な機器による副情報の記録再生を無効化することができる。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の情報記録媒体は、基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、副情報と情報記録媒体に主情報を記録した機器の機器固有情報に基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により副情報が記録される構成をとる。

この構成によれば、情報記録媒体への記録を行った機器以外の機器は、当該情報記録媒体から副情報を再生できなくなる。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の情報記録装置は、所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、情報記録媒体の媒体固有情報を読み取り、媒体固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、副情報と乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により、副情報を主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えた構成をとる。

この構成によれば、主情報に加え副情報自体もそっくりそのまま別の媒体に複製されたとしても、複製先固有の擬似乱数系列では再生することができない副情報を記録することができる。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の情報記録装置は、所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、情報記録媒体に記録されている機器無効化情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、副情報と乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークエッジの周方向への変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マーク自体の径方向への変位）により、副情報を主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えた構成をとる。

この構成によれば、不正な改竄や改造により不正使用される機器に対して、副情報の記録再生を無効化することが可能な副情報を記録することができる。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の情報記録装置は、所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、機器が個々に備える機器固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、副情報と乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、記録マークの形状またはパターンの変形（例えば、記録マークの周方向エッジの変位）、あるいは記録マークの位置の変位（例えば、記録マークの径方向の変位）により、副情報を主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えた構成をとる。

この構成によれば、情報記録媒体への記録を行った機器以外の機器では再生できない副情報を記録することができる。

また、第２の情報記録装置は、情報記録媒体に記録されている暗号化された機器無効化情報を、情報記録媒体に対して記録を行う機器の機器固有情報で解読することによって、主情報を暗号化するための暗号化鍵を生成する機器無効化処理手段を備えた構成をとる。

この構成によれば、改竄等により副情報を不正に書き換える機器が登場しても、以後、流通する媒体の機器無効化情報である暗号化メディア鍵束を更新することにより、暗号化メディア鍵束の更新された媒体への副情報の記録を無効化することが可能となる。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の情報再生装置は、情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、記録マークを再生した時の再生信号から、基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、情報記録媒体の媒体固有情報を読み取り、媒体固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、主情報再生手段により再生された再生信号と、クロック抽出手段により抽出されたクロックと、乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えた構成をとる。

この構成によれば、不正に複製された媒体の副情報を再生できない情報再生装置を実現することができる。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の情報再生装置は、情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、記録マークを再生した時の再生信号から、基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、情報記録媒体に記録されている機器無効化情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、主情報再生手段により再生された再生信号と、クロック抽出手段により抽出されたクロックと、乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えた構成をとる。

この構成によれば、無効化された機器での副情報の再生を不可能とする情報再生装置を実現することができる。

前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の情報再生装置は、情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、記録マークを再生した時の再生信号から、基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、機器が個々に備える機器固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、主情報再生手段により再生された再生信号と、クロック抽出手段により抽出されたクロックと、乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えた構成をとる。

この構成によれば、情報記録媒体への記録を行った機器でのみ、副情報を再生することができる情報再生装置を実現することができる。

また、第２の情報再生装置は、情報記録媒体に記録されている暗号化された機器無効化情報を、情報記録媒体を再生する機器の機器固有情報で解読することによって、主情報を復号するための復号鍵を生成する機器無効化処理手段を備えた構成をとる。

この構成によれば、改竄等により副情報を不正に書き換える機器が登場しても、以後、流通する媒体の機器無効化情報である暗号化メディア鍵束を更新することにより、暗号化メディア鍵束の更新された媒体からの副情報の再生を無効化することが可能となる。

本発明によれば、記録されるデジタルコンテンツの暗号化鍵を副情報として記録された情報記録媒体から、主情報と副情報がそっくりそのまま他の情報記録媒体に複製されたとしても、複製先媒体からの副情報の再生が不可能なため、結果的に複製されたデジタルコンテンツの再生を抑止することが可能となる。

また、ある機器において初期値が公になってしまった場合には、その機器による副情報の記録再生を無効化することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態では、情報記録媒体として光ディスクを用いて、情報記録装置および情報再生装置がそれぞれ光ディスク記録装置および光ディスク再生装置である場合について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る情報記録媒体としての光ディスク上に副情報を含む記録マークを形成する様子を示す概略タイミングチャートである。

本実施の形態の光ディスク上には、媒体固有情報としてのディスク固有識別情報が予め記録されており、光学的に読み取り可能な記録マークの形成によって主情報が記録されるだけでなく、同期部１０３を除くデータ部１０４に形成する記録マーク１０１、１０２の周方向エッジをΔｔだけ位相を進めたり、遅らせたりする位相変調を行うことによって、透かし情報が副情報として主情報に埋め込まれながら同時に記録される。

図１では、主情報を構成する同期クロック（ＳＣＬＫ）に同期した標準記録マーク（ＳＲＭ）の周方向エッジに対して、副情報を埋め込むデータ部１０４を示す位相変調許可信号（ＰＭＥ）が論理“Ｈ”レベルである区間のみ副情報を記録した光ディスクを示している。副情報は、乱数初期化タイミング信号（ＩＮＩＴ）の示すタイミングで、記録する媒体のディスク固有識別情報から算出された値により初期化された副情報相関乱数系列（ＳＩＣＳ）と関連付けられ（例えば、排他的論理和が施される）、さらに、バイト単位で周方向エッジに施す位相の進みと遅れがほぼ均等となるようにＰＥ変調されたＰＥ変調後乱数系列（ＰＥＲＳ）に基づいて、主情報の記録マークのエッジを周方向に位相変調することによって被変調記録マーク（ＭＲＭ）が記録される。

次に、ディスク固有識別情報を初期値として発生させた擬似乱数系列に従って、主情報に副情報を重畳させ記録する光ディスクの記録装置について説明する。なお、本実施の形態による光ディスク記録装置は、光ディスクに主情報および副情報を記録する装置である。

図２は、本実施の形態による光ディスクと光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。

本実施の形態による光ディスク記録装置は、記録を行う光ディスクから、予め光ディスク上に記録されている媒体固有情報としてのディスク固有識別情報を読み取る。このディスク固有識別情報は、一枚一枚の光ディスクに固有な情報であり、図２２に示すように、ＢＣＡ（Burst Cutting Area）２２０１に、通常の情報の記録よりも高出力のレーザを用いたイニシャライザにより記録される。故に、イニシャライザを持たない一般ユーザなどは、この媒体固有情報であるディスク固有識別情報を不正に改竄・複製することができない。なお、図２２において、２２０３はユーザ領域、２２０４は外周制御領域である。

図２において、光ディスク記録装置は、予めＢＣＡから読み出したディスク固有識別情報を記憶する情報記憶部２０１と、情報記憶部２０１に予め記憶しておいたディスク固有識別情報を用いて主情報および副情報を記録する情報記録部２０２とから構成される。

図３は、主に図２の情報記録部２０２の一構成例を示すブロック図である。図３において、情報記録部２０２は、タイミング生成器３０１と、変調器３０２と、乱数初期値生成器３０３と、乱数発生器３０４と、乱数系列変換器３０５と、ＰＥ（Phase Encoding）変調器３０６と、位相変調器３０７と、記録チャネル３０８と、記録ヘッド３０９とから構成される。

タイミング生成器３０１は、主情報ならびに副情報の記録を開始する旨の通知を図示されていないコントローラ等から受けた場合に、記録データに同期パターン（同期部）を挿入するタイミングを示す同期信号（ＳＹＮＣ）を変調器３０２および乱数発生器３０４に供給する。また、タイミング生成器３０１は、この同期信号ＳＹＮＣとクロック信号（ＳＣＬＫ）とに基づいて、記録データの各バイトに同期し、クロック信号ＳＣＬＫを１６分周したバイトクロック（ＢＣＬＫ）を乱数発生器３０４に出力すると共に、各バイトごとで論理“Ｈ”レベル区間と論理“Ｌ”レベル区間が半分ずつになるようなＰＥ信号（ＰＥ）をＰＥ変調器３０６に供給する。さらに、タイミング生成器３０１は、主情報と副情報の記録を行うため、副情報を記録する部分（例えば、ＩＤ部を含まないフレームのデータ部）を示す位相変調許可信号（ＰＭＥ）を位相変調器３０７に供給する。

変調器３０２は、タイミング生成器３０１からの同期信号ＳＹＮＣに基づいて、入力された記録データ（主情報）に同期パターン（同期部）を挿入するとともに、記録する主情報を８ビット長の符号（バイト）ごとに、対応する１６ビット長のコードに変換した後に、ＮＲＺＩ（Non-Return-to-Zero Inverted）符号に変換することによりチャネル信号（ＣＨ）を生成し、位相変調器３０７に供給する。

乱数初期値生成器３０３は、情報記録前に予め光ディスク３１０から読み取って情報記憶部２０２（図２）にて一時記憶しておいたディスク固有識別情報（図３のメディアＩＤ）に基づいて、乱数発生器３０４の初期値を算出する。本実施の形態では、乱数初期値生成器３０３は、情報記憶部２０２により予め一時記憶しておいたディスク固有識別情報（６４ビット）をそのまま乱数系列の初期値（ＩＮＩＴＶ）として出力する構成をとる。

乱数発生器３０４は、タイミング生成器３０１からの同期信号ＳＹＮＣのタイミングで乱数初期値生成器３０３から出力された初期値をプリセットし、バイトクロックＢＣＬＫのタイミングで乱数系列（Ｍ系列）１ビットを生成する。

図４は、乱数発生器３０４の内部構成例を示す回路図である。図４において、乱数発生器３０４は、（２の６４乗−１）個のビット系列を１サイクルとする擬似乱数発生器であり、６４ビット長のシフトレジスタ４０１により構成される。シフトレジスタ４０１は、バイトクロックＢＣＬＫのタイミングで１ビット左にシフトされ、ビット［０］（ＬＳＢ）には、ビット［６３］（ＭＳＢ）とビット［４］、ビット［３］、ビット［１］の出力値の排他的論理和がフィードバックされる。このようにして生成されたビット［０］（ＬＳＢ）が擬似乱数系列（ＰＲＳ）として、乱数系列変換器３０５に供給される。

図３に戻って、乱数系列変換器３０５は、乱数発生器３０４からの疑似乱数系列に対して記録する副情報の各ビットに相関性を持たせるための演算を行う。本実施の形態では、乱数系列変換器３０５は、排他的論理和回路によって構成され、記録する副情報の各ビットに応じて、疑似乱数系列ＰＲＳの反転／非反転を行い、副情報相関系列（ＳＩＣＳ）としてＰＥ変調器３０６に供給する。すなわち、乱数系列変換器３０５は、副情報１ビットを記録する所定の領域（本実施の形態では、３フレーム）毎に副情報のビットを更新することにより、副情報相関系列ＳＩＣＳを生成する。

ＰＥ変調器３０６は、タイミング生成器３０１からのＰＥ信号に基づいて、乱数系列変換器３０５から出力される副情報相関系列ＳＩＣＳをＰＥ変調（排他的論理和の後、反転）し、副情報を重畳した系列のＰＥ変調乱数系列（ＰＥＲＳ）として位相変調器３０７に供給する。その結果、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳは、副情報を重畳した系列が論理“Ｌ”レベルである場合にはチャネル信号ＣＨの中央において立ち下がり、副情報を重畳した系列が論理“Ｈ”レベルである場合にはチャネル信号の中央において立ち上がり、同じ乱数系列が続く場合であっても、論理“Ｌ”レベルと論理“Ｈ”レベルの区間がほぼ同一となる。

位相変調器３０７は、ＰＥ変調器３０６からのＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳに基づいて、変調器３０２からのチャネル信号ＣＨのうち、副情報を記録するフレームのデータ部のみ（位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルである時）の周方向エッジを一定の微少時間だけ遅らせるか、進ませるかの位相変調を行い、それ以外（位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｌ”レベルである時）の周方向エッジは位相変調しないで、チャネル信号ＣＨを記録チャネル３０８に供給する。

図５は、位相変調器３０７の内部構成例を示す回路図である。図５において、位相変調器３０７は、上記微少時間だけ信号を遅延させる遅延器５０２、５０３、５０４と、３入力１出力のセレクタ５０１とから構成される。セレクタ５０１は、制御信号として入力される位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｌ”レベルである場合には、変調器３０２からのチャネル信号ＣＨを１段の遅延器５０２で遅延した信号ＣＨ（２）（位相変化なし）を出力し、位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルでかつＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである場合には、変調器３０２からのチャネル信号ＣＨをそのままＣＨ（１）（位相進み：−Δｔ）として出力し、位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルでかつＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルある場合には、変調器３０２からのチャネル信号を２段の遅延器（５０３、５０４）で遅延した信号ＣＨ（３）（位相遅れ：＋Δｔ）を出力する。

この結果、副情報を重畳しないフレームや同期部の記録マークの周方向エッジは、位相が変化されることがなく、副情報を重畳するデータ部は、ＰＥ変調乱数系列が論理“Ｈ”レベルの時は、上記微少時間Δｔだけ位相が進められ、ＰＥ変調乱数系列が論理“Ｌ”レベルの時は、上記微少時間Δｔだけ位相が遅らされる。

再び図３に戻って、記録チャネル３０８は、位相変調器３０７からの被変調チャネル信号ＭＣＨの論理“Ｈ”／“Ｌ”に同期して、光ディスク３１０に出力するレーザビームの記録パワーを変化させる制御信号を生成して、記録ヘッド３０９に供給する。

記録ヘッド３０９は、記録チャネル３０８からの制御信号に基づいて、レーザービームのパワーを上下させながら、光学的に読み取り可能な被変調記録マークを光ディスク３１０上に形成する。

次に、図６を参照して、本実施の形態による光ディスク記録装置の記録動作について説明する。図６は、光ディスク３１０に副情報を含む被変調記録マークＭＲＭを形成する際の各部信号の詳細タイミングチャートである。

タイミング生成器３０１は、入力されるクロック信号ＳＣＬＫに同期した同期信号ＳＹＮＣを変調器３０２および乱数発生器３０４に供給する。変調器３０２は、タイミング生成器３０１から出力された同期信号ＳＹＮＣが論理“Ｈ”レベルの時は、同期部６０１を構成する記録チャネル信号ＣＨを位相変調器３０７に出力し、また、同期信号ＳＹＮＣが論理“Ｌ”レベルの時は、記録する主情報を変調（例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、８−１６変調）し、データ部６０２を構成する記録チャネル信号ＣＨを位相変調器３０７に出力する。また、タイミング生成器３０１は、副情報を重畳して記録するデータ部６０２の時間区間で論理“Ｈ”レベルとなる位相変調許可信号ＰＭＥを位相変調器３０７に出力する。

乱数初期値生成器３０３は、データ記録前に予め光ディスク３１０上から読み取り、情報記憶部２０１（図２）に記憶されているディスク固有識別情報（例えば、６４ビット）を初期値ＩＮＩＴＶとして乱数発生器３０４にそのまま出力する。乱数発生器３０４は、タイミング生成器３０１から出力された同期信号ＳＹＮＣが論理“Ｈ”レベルである間、乱数初期値生成器３０３からのディスク固有識別情報をプリセットすることにより初期化し、同期信号ＳＹＮＣが論理“Ｌ”レベルである時、タイミング生成器３０１からのバイトクロックＢＣＬＫに同期して擬似乱数系列ＰＲＳを１ビットづつ生成し、乱数系列変換器３０５に出力する。

乱数系列変換器３０５は、記録する副情報と乱数発生器３０４からの擬似乱数系列ＰＲＳとにビット演算（本実施の形態では、排他的論理和）を施し、副情報相関系列ＳＩＣＳ（記録する副情報が論理“Ｌ”レベルである場合は疑似乱数系列ＰＲＳと同じ系列で、記録する副情報が論理“Ｈ”レベルである場合は疑似乱数系列ＰＲＳを反転した系列）を生成し、ＰＥ変調器３０６に出力する。なお、図６では、記録する副情報が全ビット論理“Ｌ”レベルである場合を表しているので、副情報相関系列ＳＩＣＳと疑似乱数系列ＰＲＳは同一の系列となる。さらに、ＰＥ変調器３０６は、タイミング生成器３０１からのＰＥ信号に基づき、乱数系列変換器３０５からの副情報相関系列ＳＩＣＳをＰＥ変調したＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳを生成し、位相変調器３０７に出力する。

位相変調器３０７は、タイミング生成器３０１からの位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｌ”レベルの時は、被変調チャネル信号ＭＣＨとして変調器３０２からのチャネル信号ＣＨをそのまま記録チャネル３０８に出力し、位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルの時は、ＰＥ変調器３０６からのＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳの値に応じて、チャネル信号ＣＨのエッジを進めたり遅らせたりする。本実施の形態では、位相変調許可信号ＰＭＥが論理“Ｈ”レベルである時間区間において、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルの場合、チャネル信号ＣＨの周方向エッジをΔｔだけ進め、逆にＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルの場合、チャネル信号ＣＨのエッジをΔｔだけ遅らせることにより、被変調チャネル信号ＭＣＨを生成し、記録チャネル３０８に出力する。このように生成された被変調チャネル信号ＭＣＨにより記録レーザを制御し、光ディスク３１０上に被変調記録マークＭＲＭ（６０３、６０４）が形成される。

次に、媒体固有情報で初期化して発生させた擬似乱数系列ＰＲＳに従って、光ディスクから主情報と副情報を再生する光ディスク再生装置について説明する。

図７は、本実施の形態に係る光ディスクと光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。図７において、光ディスク再生装置は、予めＢＣＡ（図２２）から読み出したディスク固有識別情報を一時記憶する情報記憶部７０１と、情報記憶部７０１に予め記憶しておいたディスク固有識別情報を用いて主情報および副情報を再生する情報再生部７０２とから構成される。

図８は、主に図７の情報再生部７０２の一構成例を示すブロック図である。図８において、情報再生部７０２は、再生ヘッド８０２と、再生チャネル８０３と、クロック抽出器８０４と、再生信号処理回路８０５と、乱数初期値生成部８０６と、乱数発生器８０７と、ＰＥ変調器８０８と、副情報検出器８０９とから構成される。

再生ヘッド８０２は、回転する光ディスク８０１上の記録マークに光ビームを集光して照射し、その反射光をフォトダイオードで受光した後、増幅することにより、被変調記録マークの周方向エッジ位置を示すアナログ読み出し信号（ＡＲＤ）を生成して再生チャネル８０３に供給する。

再生チャネル８０３は、再生ヘッド８０２からのアナログ読み出し信号ＡＲＤを波形等化したり整形したりすることによってデジタル読み出し信号（ＤＲＤ）に変換し、クロック抽出器８０４と再生信号処理回路８０５に供給する。

クロック抽出器８０４は、再生チャネル３０３からのデジタル読み出し信号ＤＲＤに基づいて、チャネルビットに同期したチャネルクロック（ＣＨＣＬＫ）を生成して再生信号処理回路８０５に供給し、またデジタル読み出し信号ＤＲＤにおける各記録データ（バイト単位）に同期したバイトクロック（ＢＣＬＫ）を生成して、再生信号処理回路８０５、乱数発生器８０７および副情報検出器８０９に供給する。また同時に、クロック抽出器８０４は、チャネルクロックＣＨＣＬＫを基準として、デジタル読み出し信号ＤＲＤの位相誤差を検出し、位相の進みが検出された場合には進相誤差信号（ＬＥＡＤ ＥＲＲ）を生成し、位相の遅れが検出された場合には遅相誤差信号（ＬＡＧ ＥＲＲ）を生成して、副情報検出器８０９に供給する。

再生信号処理回路８０５は、再生チャネル３０３からのデジタル読み出し信号ＤＲＤから同期部を検出したり、同期部を基準としてデジタル読み出し信号ＤＲＤからチャネル信号ＣＨ（主情報）を復調する。

図９は、再生信号処理回路８０５の内部構成例を示す回路ブロック図である。図９において、再生信号処理回路８０５は、復調器９０１と、同期信号検出器９０２と、ゲート信号生成器９０３とから構成される。

同期信号検出器９０２は、デジタル読み出し信号ＤＲＤに含まれる同期部（同期パターン）を検出し、同期信号（ＳＹＮＣ）を生成して、クロック抽出器８０４と乱数発生器８０７に出力する。

復調器９０１は、光ディスク記録装置の変調器に対する復調器であり、クロック抽出器８０４からのチャネルクロックＣＨＣＬＫに同期して、再生チャネル８０３からのデジタル読み出し信号ＤＲＤをサンプリングし、クロック抽出器８０４からのバイトクロックＢＣＬＫに同期して、１６ビットのチャネルコードに対応する８ビットのチャネル信号ＣＨに変換し、主情報として出力する。

また、ゲート信号生成器９０３は、同期信号ＳＹＮＣを基準として、副情報が記録されたフレーム（各セクタの先頭と最終のフレームを除くフレーム）のデータ部を示す信号である副情報検出許可信号（ＳＩＤＥ）を副情報検出器８０９に出力する。

図８に戻って、乱数初期値生成器８０６は、光ディスク８０１上のＢＣＡ（図２２）から予め読み出して情報記憶部７０１（図７）に一次記憶しておいたディスク固有識別情報（例えば、６４ビット）から乱数の初期値（ＩＮＩＴＶ）を算出して、乱数発生器８０７に供給する。本実施の形態では、上述したディスク記録装置と同様に、乱数初期値生成器８０６は、ディスク固有識別情報をそのまま乱数の初期値ＩＮＩＴＶとして乱数発生器８０７に供給する。

乱数発生器８０７は、光ディスク記録装置の乱数発生器３０４（図３）と同一の機能を有し、再生信号処理回路８０５からの同期信号ＳＹＮＣのタイミングで乱数初期値生成器８０６からの初期値ＩＮＩＴＶをプリセットし、クロック抽出器８０４からのバイトクロックＢＣＬＫのタイミングで疑似乱数系列ＰＲＳ（Ｍ系列）を生成する。

ＰＥ変調器８０８は、光ディスク記録装置のＰＥ変調器３０６（図３）と同一の機能を有し、クロック抽出器８０４からのＰＥ信号に基づいて、乱数発生器８０７から出力される擬似乱数系列ＰＲＳをＰＥ変調し、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳとして副情報検出器８０９に供給する。

副情報検出器８０９は、クロック抽出器８０４から出力された進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲおよび遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲと、ＰＥ変調器からのＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳとの相関性を検出する。

図１０は、副情報検出器８０９の内部構成例を示す回路ブロック図である。図１０において、副情報検出器は、セレクタ１００１と、積分器１００２と、閾値判定器１００３と、副情報更新タイミング生成器１００４とから構成される。

セレクタ１００１は、２個の２入力１出力切替回路からなり、クロック抽出器８０４からの進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲおよび遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲそれぞれを、ＰＥ変調器８０８からのＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルの時には、積分器１００２の正入力端子（＋）及び負入力端子（−）に通過させ、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルの時には、クロスさせて積分器１００２の負入力端子（−）及び正入力端子（＋）に通過させる。

積分器１００２は、差動入力／バイポーラ出力のアナログ積分器であり、再生信号処理回路８０５からの副情報検出許可信号ＳＩＤＥが論理“Ｈ”レベルの時、正入力端子に入力されたパルスの面積を加算して蓄積するのと並行して、負入力端子に入力されたパルスの面積を減算して蓄積し、蓄積された面積に相当するアナログ信号を閾値判定器１００３に出力する。また、積分器１００２は、副情報検出許可信号ＳＩＤＥが論理“Ｌ”レベルの時には、直前までに蓄積した値を保持する。積分器１００２は、副情報更新タイミング生成器１００４から副情報更新信号（ＳＩＵＤ）が出力されると、保持している値をクリアする（値を０にする）。

その結果、積分器１００２は、ＰＥ変調器８０８から出力されるＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである期間においては、進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲに現れたパルスの面積を加算して蓄積し、遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲに現れたパルスの面積を減算して蓄積し、また、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”である期間においては、進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲに現れたパルスの面積を減算して蓄積し、遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲに現れたパルスの面積を加算して蓄積し、蓄積値に相当するアナログ電圧を出力する。

従って、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである期間において進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲにのみパルスが現れ、かつ、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”である期間において遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲにのみパルスが現れる正の相関が続く場合には、積分器１００２の出力電圧は正方向に増加していく。逆に、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである期間において遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲにのみパルスが現れ、かつ、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルである期間において進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲにのみパルスが現れる負の相関が続く場合には、積分器１００２の出力電圧は負方向に減少していく。また、乱数初期値発生器８０６からの初期値等の違いにより、いずれの相関性も存在しない場合、即ち、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳに依存しないでランダムに進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲ、及び遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲにパルスが現れる場合には、それらの誤差信号に現れる両パルスの出現頻度が略等しくなるので、積分器１００２の出力電圧はゼロレベルに近い値となる。

閾値判定器１００３は、積分器１００２の出力電圧が、予め設定された正の閾値電圧と負の閾値電圧で区切られる３つの電圧区間のいずれに属するかを判定する比較器等からなる。閾値判定器１００３は、副情報更新タイミング生成器１００４からの副情報更新信号ＳＩＵＤが入力された時点において、積分器１００２の出力電圧が、正の閾値より大きい場合には、論理“Ｌ”レベルとし、負の閾値より小さい場合には、論理“Ｈ”レベルとする符号列により１ビットずつ副情報として出力するとともに、検出フラグ（ＤＦ）を論理“Ｈ”レベルとする。また、閾値判定器１００３は、積分器１００２の出力電圧が両閾値の間に属する場合には、検出フラグＤＦとして論理“Ｌ”レベルを出力する。

副情報更新タイミング生成器１００４は、入力される同期信号ＳＹＮＣをもとに副情報の更新タイミングを生成する。副情報更新信号ＳＩＵＤは、各セクタの先頭と最終のフレームを除くフレームに対して、３フレーム毎に出力されるパルス信号であり、積分器１００２の値をクリアし、閾値判定部１００３の判定結果を更新する。

次に、図１１を参照して、本実施の形態による光ディスク再生装置の再生動作について説明する。図１１は、光ディスク８０１上の記録マークから副情報を再生する際の各部信号の詳細タイミングチャートである。

光ディスク８０１上の被変調記録マークＭＲＭにレーザ照射を行った結果の反射光により生成したデジタル読み出し信号ＤＲＤがクロック抽出器８０４に入力されると、デジタル読み出し信号ＤＲＤの両エッジに立ち上がりエッジの位相を同期させたチャネルクロックＣＨＣＬＫが生成される。再生信号処理回路８０５は、チャネルクロックＣＨＣＬＫによりデジタル読み出し信号ＤＲＤのサンプリングを行い、特定の同期パターンと一致比較を行うことで、データ中の同期部１１０１を探す。同期パターンと一致したパターンが検出されると、同期信号ＳＹＮＣが出力され、また、副情報が重畳されているフレーム（各セクタの先頭と最終フレーム以外のフレーム）のデータ部１１０２に対して論理“Ｈ”レベルの副情報検出許可信号ＳＩＤＥが出力される。

同期信号ＳＹＮＣが出力されると、クロック抽出器８０４は、内部の４分周器をクリアし、チャネルクロックＣＨＣＬＫを１６分周したバイトクロックＢＣＬＫとＰＥ信号を出力し、また、予め読み出し情報記憶部７０１（図７）に記憶しておいたディスク固有識別情報（例えば、６４ビット）をプリセットすることにより乱数発生器８０７を初期化し、乱数発生器８０７は、バイトクロックＢＣＬＫのタイミング（１６チャネルクロック毎）で１ビットずつ疑似乱数系列ＰＲＳを出力する。ＰＥ変調器８０８は、疑似乱数系列ＰＲＳとＰＥ信号とから、１６チャネルクロック中に８チャネルクロックずつ論理“Ｈ”レベル区間と論理“Ｌ”レベル区間となるようなＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳを生成する。

クロック抽出器８０４は、チャネルクロックＣＨＣＬＫの立ち上がりエッジとデジタル読み出し信号ＤＲＤの両エッジとの位相誤差の検出を行い、チャネルクロックＣＨＣＬＫの立ち上がりエッジよりもデジタル読み出し信号ＤＲＤのエッジが進んでいる場合は進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲを出力し、チャネルクロックＣＨＣＬＫの立ち上がりエッジよりもデジタル読み出し信号ＤＲＤのエッジが遅れている場合は遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲを出力する。

副情報検出器８０９は、副情報検出許可信号ＳＩＤＥが論理“Ｈ”レベルである期間において、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｈ”レベルである期間中は進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲを加算し、遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲを減算する。また、副情報検出器８０９は、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが論理“Ｌ”レベルである期間中は遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲを加算し、進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲを減算する。図１１では、データ部１１０２の始まりから疑似乱数系列ＰＲＳが論理“Ｌ”レベルである期間においては、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳの“Ｈ”レベル期間中に進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲが出力され、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳの論理“Ｌ”レベル期間中に遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲが出力されているため、副情報検出器８０９に含まれる積分器１００２（図１０）の出力電圧（ＩＮＴＧ）は増加する。

これにより、副情報１ビットが記録されている区間の積分が終了した時点（副情報更新信号ＳＩＵＤが出力された時点）で、積分器１００２の出力電圧が、正の閾値電圧を上回っていると副情報として論理“Ｌ”レベルが検出され（同時に、検出フラグＤＦとして論理“Ｈ”レベルが出力され）、負の閾値電圧を下回っていると副情報として論理“Ｈ”レベルが検出され（同時に、検出フラグとして論理“Ｈ”が出力され）、負の閾値電圧と正の閾値電圧との間にある場合は、検出フラグとして論理“Ｌ”レベルが出力される。

図１２は、副情報検出器８０９に含まれる積分器１００２による積分値ＩＮＴＧと副情報ビットとの関係を示す波形図である。図１２において、第１副情報重畳区間１２０１では、ディスク固有識別情報により初期化した疑似乱数系列ＰＲＳとの相関があり、積分値ＩＮＴＧは増加し続けて正の閾値（ＰＶＴ）を超えていることから副情報として論理“Ｌ”レベルが抽出される。逆に、第２副情報重畳区間１２０２では、ディスク固有識別情報により初期化した疑似乱数系列ＰＲＳとの逆相関があり、積分値ＩＮＴＧは減少し続けて負の閾値（ＮＶＴ）を超えていることから副情報として論理“Ｈ”レベルが抽出される。

一方、第３副情報重畳区間では、ある光ディスクＡから別の光ディスクＢへ副情報が複製された場合の積分値ＩＮＴＧを示す。光ディスクＡに記録されている副情報は、光ディスクＡのディスク固有識別情報により初期化された疑似乱数系列ＰＲＳに従って副情報が記録されているため、別の光ディスクＢに不正に複製された副情報も、光ディスクＡのディスク固有識別情報によって初期化される疑似乱数系列ＰＲＳに相関付けられている。従って、光ディスクＢを再生した場合、光ディスクＢのディスク固有識別情報により初期化した疑似乱数系列と複製された副情報には何ら相関性がないため、積分値ＩＮＴＧは増加することもなく減少することもなく正の閾値ＰＶＴおよび負の閾値ＮＶＴを超えることがないので、正確な副情報の再生は不可能となる。

以上のように、本実施の形態では、光ディスクに記録されている媒体固有情報から算出される初期値により初期化された擬似乱数系列に従って、記録マークの周方向エッジが微小量進めた位置あるいは遅らせた位置に変位されることによって副情報が記録される。

従って、本実施の形態による光ディスク記録装置および光ディスク再生装置は、副情報を記録する光ディスクあるいは副情報を再生する光ディスクが同じであれば、光ディスクに記録されている媒体固有情報も同じであることから、副情報を記録あるいは再生するための媒体固有の疑似乱数系列を得ることができる。逆に、光ディスクＡの主情報および副情報をそっくりそのまま別の光ディスクＢへ複製された場合、光ディスクＡの媒体固有情報を初期値として生成した疑似乱数系列により記録した副情報は、光ディスクＢの媒体固有情報を初期値として生成した疑似乱数系列とは異なるため、光ディスクＢ上に不正に複製された副情報の再生は不可能となる。

従来の光ディスクでは、記録されている有料のデジタル著作物の複製可能回数や媒体間の移動回数などの安全に媒体間での情報の書き換えが必要な著作権管理情報を副情報として記録した場合、副情報をそっくりそのまま他の媒体へ複製されれば、コピー可能回数に制限を持たせていても無限に複製を許してしまう危険性があった。しかし、本実施の形態における副情報により著作権管理情報を記録すれば、他の媒体へそっくりそのまま副情報が複製されたとしても、媒体識別子であるディスク固有識別情報が異なることにより、不正に複製された副情報の再生を防ぐことが可能となるため、デジタル著作物の著作権管理情報などを安全に記録することが可能となる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る光ディスクは、媒体内に機器の記録再生を無効化するための機器無効化情報を有している。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、図２２に示すように、正規の機器が個々に備えるデバイス鍵によりメディア鍵を暗号化して生成される暗号化メディア鍵束が機器無効化情報として内周制御領域２２０２に予め記録されている。このような場合、機器の台数に応じて暗号化メディア鍵束を記録するのに大容量が必要となるが、対応する暗号化メディア鍵束の容量を小さくするために、マトリクス型のデータ構造やツリー型のデータ構造などが提案されている。正規のデバイス鍵を備えていない機器では、光ディスク上に記録されている暗号化メディア鍵束から正しいメディア鍵を生成することが不可能となり、その結果、光ディスクに記録されている暗号化デジタル著作物を解読（再生）することができない。また、機器の改竄などにより、不正にデジタル著作物の複製などが行われている機器が存在すれば、その改竄された機器のデバイス鍵で解読可能な暗号化メディア鍵を光ディスク上の暗号化メディア鍵束から排除することにより、更新された暗号化メディア鍵束の記録された光ディスクへのデジタル著作物の記録再生を無効化することが可能となる。

一方、ライセンスを受けた正規の機器は、機器内部に正規のデバイス鍵を持っており、このデバイス鍵を用いて暗号化メディア鍵束を解読することによって、正規のメディア鍵を生成することができる。従って、正規の機器間では、正規のメディア鍵を生成することが可能となるので、デジタル著作物の記録あるいは再生に相互互換を持たせることができる。

本実施の形態による光ディスク記録装置は、暗号化メディア鍵束からデバイス鍵により正規のメディア鍵を生成する機器無効化処理の結果出力される情報（メディア鍵）から算出した初期値で擬似乱数系列を生成し、擬似乱数系列の値によって副情報の記録を行うことにより、副情報の記録に関しても機器の無効化を可能とするものである。

図１３は、本発明の実施の形態２に係る光ディスクと光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。図１３において、本実施の形態による光ディスク記録装置は、存在しうる機器固有情報（デバイス鍵）でメディア鍵を暗号化した暗号化メディア鍵束と機器内部に秘密に持っている機器固有情報から、記録するデジタル著作物を暗号化するためのメディア鍵を復号する機器無効化処理部１３０１と、機器無効化処理部１３０１から出力されるメディア鍵（例えば、６４ビット）を一時記憶する情報記憶部１３０２と、情報記憶部１３０２に一時記憶されているメディア鍵から算出した初期値により生成した擬似乱数系列に従って、主情報及び副情報を同時に光ディスク上に記録する情報記録部１３０３とから構成される。

情報記録部１３０３は、図３に示す、実施の形態１による光ディスク記録装置における情報記録部２０２と同等のブロック構成を有し、情報記憶部１３０２に一時記憶されたメディア鍵を乱数発生器の初期値として発生させた擬似乱数系列に従って、記録マークの周方向エッジを微少量進めた位置あるいは遅らせた位置に変位させることにより副情報を記録する。

図１４は、本発明の実施の形態２に係る光ディスクと光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。図１４において、光ディスク再生装置は、前述の機器を無効化するための暗号化メディア鍵束の記録されている光ディスクから主情報と副情報を再生する装置であり、予め光ディスクから読み出した暗号化メディア鍵束と機器内部に秘密に持っている機器固有情報（デバイス鍵）からメディア鍵を復号する機器無効化処理部１４０１と、機器無効化処理部１４０１から出力されるメディア鍵を一時記憶する情報記憶部１４０２と、情報記憶部１４０２に一時記憶されたメディア鍵から算出した初期値で発生させた擬似乱数系列に従って主情報及び副情報を同時に再生する情報再生部１４０３とから構成される。

機器無効化処理部１４０１は、図１３に示す光ディスク記録装置における機器無効化処理部１３０１と同等の機能を有し、光ディスクに予め記録されている暗号化メディア鍵束と、再生機器内に秘密に持っているデバイス鍵とから、メディア鍵を復号する。これにより、不正なデバイス鍵、無効化されたデバイス鍵や改竄された暗号化メディア鍵束では正しいメディア鍵を復号することはできなくなる。

情報再生部１４０３は、予め機器無効化処理部１４０１により復号されたメディア鍵を初期値として擬似乱数系列を発生させ、発生させた擬似乱数系列と再生される記録マークの周方向エッジの位相誤差信号との相関性によって副情報を再生し、図８に示す、実施の形態１による光ディスク再生装置における情報再生部７０２と同等の構成を有する。

本実施の形態においても、実施の形態１で図１２を参照して説明した通り、第１副情報重畳区間１２０１では、副情報ビットとして論理“Ｌ”レベルが抽出され、第２副情報重畳区間１２０２では、副情報ビットとして論理“Ｈ”レベルが抽出される。

第３副情報重畳区間１２０３では、本実施の形態で説明した無効化機器により副情報を記録した光ディスクの積分値、あるいは無効化機器により副情報を再生した積分値を示している。無効化された機器では、光ディスク上に記録されている機器無効化情報（暗号化メディア鍵束）および機器内に秘密に持っている機器固有情報（デバイス鍵）から正確なメディア鍵を生成することができない。従って、このような不正なメディア鍵によって初期化された疑似乱数系列に従って記録した副情報を正確なメディア鍵によって再生する場合、あるいは、正確なメディア鍵により初期化した疑似乱数系列により記録した副情報を、無効化された機器の不正なメディア鍵により初期化された疑似乱数系列により再生した場合などは、記録側と再生側の疑似乱数系列に相関性がないので、積分値ＩＮＴＧは増加することも減少することもなく正しい副情報は抽出されない。

以上のように、本実施の形態では、機器内部に秘密に持っている機器固有情報と、光ディスクに予め記録されている暗号化メディア鍵束によって機器の無効化を行うことができる機器無効化処理部１３０１、１４０１が設けられ、機器無効化処理部１３０１、１４０１から出力される情報（メディア鍵）から初期値を算出し、算出された初期値で初期化された擬似乱数系列に従って副情報の記録または再生が行われる。

従来のように、特定の疑似乱数系列との相関により副情報を記録する方法では、主情報の記録再生を無効化した機器においても、副情報を正しく記録することができる。また、特定の疑似乱数系列との相関により副情報を再生する方法では、主情報の記録再生を無効化した機器であっても、副情報を正しく再生することができる。従って、副情報としてデジタル著作物の複製回数管理情報などの著作権管理情報を記録した場合、機器の改竄等により、副情報として記録された複製回数管理情報を不正に書き換えることで、無限にデジタル著作物の複製がなされてしまう機器が登場しても、その機器の副情報の記録再生を無効化する手段がない。

しかしながら、本実施の形態は、機器の無効化処理の結果得られる情報（メディア鍵）で初期化した疑似乱数系列でないと正しい副情報を記録あるいは再生できない仕組みを備えている。従って、改竄等により副情報を不正に書き換える機器が登場しても、以後、流通する媒体の暗号化メディア鍵束を更新することにより、暗号化メディア鍵束の更新された媒体への副情報の記録再生を無効化することが可能となる。

以上のことから、本実施の形態によれば、副情報として著作権管理情報を記録した場合、機器の改竄等により、デジタル著作物が不正に複製される事態になっても、暗号化メディア鍵束を更新した光ディスクを流通させることにより、被害を最小限に抑えることが可能となる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る光ディスク記録装置は、機器を識別する固有の情報を有している。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭ記録装置での機器固有情報はデバイス鍵と呼ばれ、光ディスク上に予め記録されている暗号化メディア鍵束をこのデバイス鍵で解読することにより、デジタル著作物を暗号化するためのメディア鍵が生成される。実施の形態２で既に説明したが、機器固有情報と光ディスク上の暗号化メディア鍵束によって、主情報の記録再生が無効化される。

本実施の形態による光ディスク記録装置は、機器固有情報に基づき副情報を記録することで、副情報の記録を行った機器以外では、その副情報を再生することを不可能とするものである。

図１５は、本発明の実施の形態３に係る光ディスクと光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図である。図１５において、光ディスク記録装置は、機器固有情報を内部に秘密に備え、その機器固有情報を初期値とした擬似乱数系列に従って、主情報及び副情報を同時に光ディスク上に記録する情報記録部１５０１を含む。

情報記録部１５０１は、図２に示す実施の形態１における情報記録部２０２および図１３に示す実施の形態２における情報記録部１３０３と同等のブロック構成（図３）を有し、機器内部に備えた機器固有情報を擬似乱数発生器の初期値として発生させた擬似乱数系列に従って、記録マークの周方向エッジを微少量進めた位置あるいは遅らせた位置に変位させることにより副情報を記録する。本実施の形態でも、実施の形態１および２と同様に、光ディスク記録装置の初期値生成部３０３は、機器内部に備える機器固有情報をそのまま出力する構成をとる。

図１６は、本発明の実施の形態３に係る光ディスクと光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図である。図１６において、本実施形態による光ディスク再生装置は、本実施の形態による光ディスク記録装置と同様に、機器ごとに固有の機器固有情報を備え、機器固有情報を初期値として発生させた擬似乱数系列に従って、主情報および副情報を同時に再生する情報再生部１６０１を含む。

情報再生部１６０１は、機器が個々に備える機器固有情報を初期値として擬似乱数系列を発生させ、発生させた擬似乱数系列と再生される記録マークの周方向エッジの位相誤差信号との相関性によって副情報を再生し、図８に示す実施の形態１における情報再生部７０２と同等の構成を有する。

本実施の形態においても、実施の形態１で図１２を参照して説明した通り、第１副情報重畳区間１２０１では、副情報ビットとして論理“Ｌ”レベルが抽出され、第２副情報重畳区間１２０２では、副情報ビットとして論理“Ｈ”レベルが抽出される。

一方、第３副情報重畳区間１２０３では、本実施の形態の光ディスク記録装置により主情報および副情報を記録した光ディスクを、記録した機器とは異なる機器により再生した場合の積分値を示している。この場合、記録機器の固有情報により初期化された擬似乱数系列により副情報が記録されているため、記録機器とは別の再生機器の固有情報により初期化された擬似乱数系列と副情報の相関性がないので、積分値は増加することも減少することもなく正しい副情報は抽出されない。

以上のように、本実施の形態では、機器内部に秘密に持っている機器固有情報に基づいて擬似乱数系列を発生させ、この擬似乱数系列に従って副情報の記録または再生を行うことにより、記録された機器以外の機器では再生できない副情報を記録することができる。

従来の光ディスクでは、ネットワーク上に配信されたコンテンツを光ディスクに記録した場合、デジタル著作物の記録されたメディア自体が安価に中古市場等に流通し、デジタル著作物配信業者の利益を損なう可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、副情報として主情報の暗号鍵を記録することにより、上記の問題を解決することができる。

以上、本発明の媒体固有情報あるいは機器無効化情報に関連した擬似乱数系列に従った記録マークの微小変形により、媒体固有の副情報あるいは特定機器の記録再生を無効化する副情報について実施の形態１及び２において説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られないことは無論である。

例えば、実施の形態１及び２では、発生させた擬似乱数系列に従って記録マークの周方向エッジを進めた位置あるいは遅らせた位置へ変位させることによる記録マークの微小変形により副情報を記録する形態について説明した。しかし、疑似乱数系列に従った記録パワーの制御による記録マークの微小変形、疑似乱数系列に従ってレーザビームを径方向に変位させることによる記録マークのラジアル変調、疑似乱数系列に従って主情報のビットエラーを引き起こすことによる副情報の記録、および疑似乱数系列に従った主情報の特殊変調による副情報の記録など、疑似乱数系列に従って主情報に副情報を重畳して記録し、同等の疑似乱数系列との相関性により副情報を記録あるいは再生する技術に関してはすべて本発明が適用可能である。このうち、疑似乱数系列に従ってレーザビームを径方向に変位させることによる記録マークのラジアル変調について、実施の形態４として以下で説明する。

（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の形態４に係る光ディスク上に形成された副情報を含む記録マークの一例を示す模式図である。図１７において、同期部１７０１では記録マークは径方向に変位されず、データ部１７０２のトラック（Ｎ）において、記録マーク１７０３が外周方向にΔｒだけ変位され、記録マーク１７０４が内周方向にΔｒだけ変位され、これはトラック（Ｎ＋２）においても同様である。

また、トラック（Ｎ＋１）において、記録マーク１７０５は、ディスク固有識別情報が付与されるフレームであるため、径方向に変位されず、これは、トラック（Ｎ＋３）、トラック（Ｎ＋４）、トラック（Ｎ＋５）においても同様である。

図１７に示すように、光ディスクの径方向に記録マークが変位されるトラック（例えば、トラック（Ｎ））と、記録マークが変位されないトラック（例えば、トラック（Ｎ＋１））との間のトラックピッチ１７０６は、記録マークが変位されないトラック間（例えば、トラック（Ｎ＋３）とトラック（Ｎ＋４）との間）のトラックピッチ１７０７よりも大きくなる。

図１８は、本発明の実施の形態４に係る光ディスク記録装置の一構成例を示すブロック図である。本実施の形態による光ディスク記録装置が、図３に示す実施の形態１と異なるのは、位相変調器３０７が削除され、ラジアル変調器１８０１と電極１８０２が追加されている点にある。その他の構成および機能については、図３のそれらと同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。

ラジアル変調器１８０１は、タイミング生成器３０１から出力される変位許可信号（ＳＥ）が論理“Ｈ”レベルの期間、ＰＥ変調器３０６から出力されるＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳの論理レベルに従って、正の電位または負の電位であるアナログ変位制御電圧（ＡＳＣ）を電極１８０２に印加する。このアナログ変位制御電圧ＡＳＣに応じて、電極１８０２は、記録ヘッド３０９から出力される記録ビームを光ディスク３１０の外周方向または内周方向に変位させる。

図１９は、本実施の形態による光ディスク記録装置により光ディスクに副情報を含む記録マークを形成する際の各部信号のタイミングチャートである。なお、図１９において、実施の形態１の説明で参照した図６と同じ信号には同一の名前を付している。

図１９において、タイミング生成器３０１により同期部１９０１からデータ部１９０２への切り換わりが検出されると、変位許可信号ＳＥは論理“Ｈ”レベルとなり、ＰＥ変調器３０６から出力されるＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“１”である場合、ラジアル変調器１８０１はアナログ変位制御電圧ＡＳＣとして正の電圧（＋Ｖ）を出力し、例えば記録マーク１９０３は光ディスク３１０の外周方向にΔｄだけ変位され、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“０”である場合、ラジアル変調器１８０１はアナログ変位制御電圧ＡＳＣとして負の電圧（−Ｖ）を出力し、例えば記録マーク１９０４は光ディスク３１０の内周方向にΔｄだけ変位されて形成される。

図２０は、本発明の実施の形態４に係る光ディスク再生装置の一構成例を示すブロック図である。実施の形態１では、図８に示すように、クロック抽出器８０４により進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲおよび遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲを生成して、副情報検出器８０９により、進相誤差信号ＬＥＡＤ ＥＲＲおよび遅相誤差信号ＬＡＧ ＥＲＲと、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳとの相関をとることにより、記録マークの周方向エッジの微小変位による副情報を検出した。これに対して、本実施の形態では、再生ヘッド８０２から読み出されたアナログＴＥ（Tracking Error）信号（ＡＴＥ）をＡＤ変換器２００１によりデジタルＴＥ信号（ＤＴＥ）に変換し、副情報検出器２００２により、デジタルＴＥ信号ＤＴＥから記録マークの外周側変位信号および内周側変位信号を抽出して、これら外周側変位信号および内周側変位信号と、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳとの相関をとることにより、記録マーク自体の径方向変位による副情報を検出する構成をとる。

図２１は、本実施の形態による光ディスク再生装置により光ディスク上の記録マークから副情報を再生する際の各部信号のタイミングチャートである。なお、図２１において、実施の形態１の説明で参照した図１１と同じ信号には同一の名前を付している。

図２１において、再生信号処理回路８０５により同期部２１０１からデータ部２１０２への切り換わりが検出されると、副情報検出許可信号ＳＩＤＥが論理“Ｈ”レベルとなり、ＰＥ変調器８０８から出力されるＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“１”であり、かつデジタルＴＥ信号ＤＴＥが外周方向変位信号を示す場合、またはＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“０”であり、かつデジタルＴＥ信号ＤＴＥが内周方向変位信号を示す場合、副情報検出器２００２に含まれる積分器の出力電圧ＩＮＴＧは増加して正の閾値を超える。これにより、副情報として論理“Ｌ”レベルが検出される。

なお、図２１には示さないが、ＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“１”であり、かつデジタルＴＥ信号ＤＴＥが内周方向変位信号を示す場合、またはＰＥ変調乱数系列ＰＥＲＳが“０”であり、かつデジタルＴＥ信号ＤＴＥが外周方向変位信号を示す場合、副情報検出器２００２に含まれる積分器の出力電圧ＩＮＴＧは減少して負の閾値を超える。これにより、副情報として論理“Ｈ”レベルが検出されることになる。

なお、上記の各実施の形態において、主情報は、光学的に読み取り可能な記録マークに限らず、磁力や熱等により読み取る形態としてもよい。

また、実施の形態１及び２をあわせることにより、媒体固有で媒体間の不正な複製が不可能で、かつ特定機器の副情報の記録再生を無効化することのできる副情報を記録することができる。これは、副情報を記録する単位領域ごと（例えば、セクタ単位、フレーム単位、ＥＣＣ（Error Correction Code）ブロック単位、トラック単位）に媒体固有の擬似乱数系列と無効化可能な擬似乱数系列を入れ替えながら記録する方法や、例えばＤＶＤ−ＲＡＭのように機器無効化処理の結果生成されるメディア鍵と媒体固有情報であるディスク固有識別情報から生成されるメディア固有鍵に関連した疑似乱数系列とすることにより実現できる。

また、実施の形態１では、擬似乱数系列の初期値として媒体固有情報をそのまま利用する形態について説明したが、媒体固有情報の暗号化あるいはビット拡張、ビット短縮、ビットスクランブルなどのビット演算結果を初期値として利用する形態でもよい。同様に、実施の形態２では、コンテンツ暗号鍵（メディア鍵）をそのまま擬似乱数系列の初期値としたが、コンテンツ暗号鍵の暗号化あるいはビット拡張、ビット短縮、ビットスクランブルなどのビット演算結果を初期値として利用する形態でもよい。

本発明の実施の形態１に係る情報記録媒体としての光ディスク上に副情報を含む記録マークを形成する様子を示す概略タイミングチャート 本発明の実施の形態１に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報記録装置としての光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図 主に図２の情報記録部２０２の一構成例を示すブロック図 図３の乱数発生器３０４の内部構成例を示す回路ブロック図 図３の位相変調器３０７の内部構成例を示す回路ブロック図 図３のように構成された情報記録部２０２により光ディスクに副情報を含む記録マークを形成する際の各部信号の詳細タイミングチャート 本発明の実施の形態１に係る光ディスクと情報再生装置としての光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図 主に図７の情報再生部７０２の一構成例を示すブロック図 図８の再生信号処理回路８０５の内部構成例を示す回路ブロック図 図８の副情報検出器８０９の内部構成例を示す回路ブロック図 図８のように構成された情報再生部７０２により光ディスク上の記録マークから副情報を再生する際の各部信号の詳細タイミングチャート 図８の副情報検出器８０９に含まれる積分器１００２の出力電圧と副情報ビットとの関係を示す波形図 本発明の実施の形態２に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報記録装置としての光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図 本発明の実施の形態２に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報再生装置としての光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図 本発明の実施の形態３に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報記録装置としての光ディスク記録装置との信号接続関係を示す概念図 本発明の実施の形態３に係る情報記録媒体としての光ディスクと情報再生装置としての光ディスク再生装置との信号接続関係を示す概念図 本発明の実施の形態４に係る情報記録媒体としての光ディスク上に形成された副情報を含む記録マークの一例を示す模式図 本発明の実施の形態４に係る情報記録装置としての光ディスク記録装置の一構成例を示すブロック図 図１８のように構成された光ディスク記録装置により光ディスクに副情報を含む記録マークを形成する際の各部信号のタイミングチャート 本発明の実施の形態４に係る情報再生装置としての光ディスク再生装置の一構成例を示すブロック図 図２０のように構成された光ディスク再生装置により光ディスク上の記録マークから副情報を再生する際の各部信号のタイミングチャート 本発明の各実施の形態に係る光ディスク上の媒体固有情報としてのディスク固有識別情報および機器無効化情報としての暗号化メディア鍵束が予め記録された領域を示す概略平面図 記録マークの周方向エッジの一定微少量変位による副情報を記録する従来の情報記録装置の概略構成を示す回路ブロック図

符号の説明

１０１，１０２，６０３，６０４，１７０３，１７０４，１７０５ 記録マーク
１０３，６０１，１１０１，１７０１，２１０１ 同期部
１０４，６０２，１１０２，１７０２，２１０２ データ部
２０１，７０１，１３０２，１４０２ 情報記憶部
２０２，１３０３，１５０１ 情報記録部
３０１ タイミング生成器
３０２ 変調器
３０３ 初期値生成器
３０４，８０７ 乱数発生器
３０５ 乱数系列変換器
３０６，８０８ ＰＥ変調器
３０７ 位相変調器
３０８ 記録チャネル
３０９ 記録ヘッド
３１０，８０１ 光ディスク
４０１ ６４ビットシフトレジスタ
５０１ セレクタ
５０２，５０３，５０４ 遅延器
７０２，１４０３，１６０１ 情報再生部
８０２ 再生ヘッド
８０３ 再生チャネル
８０４ クロック抽出器
８０５ 再生信号処理回路
８０６ 乱数初期値生成器
８０９ 副情報検出器
９０１ 復調器
９０２ 同期信号検出器
９０３ ゲート信号生成器
１００１ セレクタ
１００２ 積分器
１００３ 閾値判定器
１００４ 副情報更新タイミング生成器
１２０１ 第１副情報重畳区間
１２０２ 第２副情報重畳区間
１２０３ 第３副情報重畳区間
１３０１，１４０１ 機器無効化処理部
１８０１ ラジアル変調器
１８０２ 電極
２００１ ＡＤ変換器
２００２ 副情報検出器
２２０１ ＢＣＡ
２２０２ 内周制御領域
２２０３ ユーザ領域
２２０４ 外周制御領域
２３０１ 擬似乱数発生器
２３０２ 初期値
２３０３ ＸＯＲゲート
２３０４ ＰＥ変調器

Claims (12)

1. 基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、
   副情報と前記情報記録媒体の媒体固有情報とに基づいて、前記記録マークの形状またはパターンの変形、あるいは記録マークの位置の変位により前記副情報が記録されることを特徴とする情報記録媒体。
2. 基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、
   副情報と前記情報記録媒体に記録されている主情報の記録再生を無効化するための機器無効化情報とに基づいて、前記記録マークの形状またはパターンの変形、あるいは前記記録マークの位置の変位により前記副情報が記録されることを特徴とする情報記録媒体。
3. 基準信号の所定間隔で信号レベルを切り替えることにより記録マークが主情報として形成された情報記録媒体であって、
   副情報と前記情報記録媒体に主情報を記録した機器の機器固有情報に基づいて、前記記録マークの形状またはパターンの変形、あるいは前記記録マークの位置の変位により副情報が記録されることを特徴とする情報記録媒体。
4. 前記情報記録媒体の機器無効化情報は、前記情報記録媒体の主情報を暗号化する暗号化鍵集合である請求項２記載の情報記録媒体。
5. 所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、
   前記情報記録媒体の媒体固有情報を読み取り、前記媒体固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、
   副情報と、前記乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、前記記録マークの形状またはパターンの変形、あるいは前記記録マークの位置の変位により、前記副情報を前記主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えたことを特徴とする情報記録装置。
6. 所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、
   前記情報記録媒体に記録されている機器無効化情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、
   副情報と、前記乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、前記記録マークの形状またはパターンの変形、あるいは前記記録マークの位置の変位により、前記副情報を前記主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えたことを特徴とする情報記録装置。
7. 所定の基準信号に同期して、情報記録媒体上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主情報を記録する主情報記録手段と、
   機器が個々に備える機器固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、
   副情報と、前記乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、前記記録マークの形状またはパターンの変形、あるいは前記記録マークの位置の変位により、前記副情報を前記主情報に重畳させて記録する副情報記録手段とを備えたことを特徴とする情報記録装置。
8. 前記情報記録装置は、前記情報記録媒体に記録されている暗号化された前記機器無効化情報を、前記情報記録媒体に対して記録を行う機器の機器固有情報で解読することによって、主情報を暗号化するための暗号化鍵を生成する機器無効化処理手段を備えた請求項６記載の情報記録装置。
9. 情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、
   前記記録マークを再生した時の再生信号から、前記基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、
   前記情報記録媒体の媒体固有情報を読み取り、前記媒体固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、
   前記主情報再生手段により再生された再生信号と、前記クロック抽出手段により抽出されたクロックと、前記乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えたことを特徴とする情報再生装置。
10. 情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、
    前記記録マークを再生した時の再生信号から、前記基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、
    前記情報記録媒体に記録されている機器無効化情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、
    前記主情報再生手段により再生された再生信号と、前記クロック抽出手段により抽出されたクロックと、前記乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えたことを特徴とする情報再生装置。
11. 情報記録媒体上に離散的に配置された基準間隔の整数倍長の記録マークから、主情報を再生する主情報再生手段と、
    前記記録マークを再生した時の再生信号から、前記基準間隔に同期したクロックを抽出するクロック抽出手段と、
    機器が個々に備える機器固有情報に関連した擬似乱数系列を発生する乱数系列生成手段と、
    前記主情報再生手段により再生された再生信号と、前記クロック抽出手段により抽出されたクロックと、前記乱数系列生成手段により生成された疑似乱数系列とに基づいて、副情報を再生する副情報再生手段とを備えたことを特徴とする情報再生装置。
12. 前記情報再生装置は、前記情報記録媒体に記録されている暗号化された前記機器無効化情報を、前記情報記録媒体を再生する機器の機器固有情報で解読することによって、前記主情報を復号するための復号鍵を生成する機器無効化処理手段を備えた請求項１０記載の情報再生装置。

Images