KR100685611B1

KR100685611B1 - 광디스크 및 기록장치와, 기록방법 및 그 재생장치

Info

Publication number: KR100685611B1
Application number: KR1020000038779A
Authority: KR
Inventors: 미야시타하루미츠; 이시바시히로미치; 다나카신이치; 유미바다카시
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2007-02-22
Also published as: JP4355027B2; US6735160B1; JP2009151936A; CN1282955A; CN100359590C; CN1591649A; KR20010015220A; TW483001B; CN1190780C

Abstract

광디스크 기록장치는 디지털 콘텐츠의 완전한 복사가 적절한 인증이 없으면 어렵도록 광디스크에 디지털 콘텐츠를 기록한다. 광디스크 기록장치는 1차 디지털정보에 대응하는 채널신호를 생성하는 포매터와; 2차 디지털정보(비밀키)를 미리 저장하는 비밀키 저장부와; 의사난수 계열을 생성하는 의사난수 발생기와; 비밀키의 각 비트에 따라 의사난수 계열을 논리적으로 반전시키는 배타적 논리합회로와; 논리적으로 반전된 의사난수 계열에 따라 PE 변조신호를 생성하는 PE 변조기와; PE 변조가 "1"일 때 고정된 미소량만큼 채널신호의 각 에지의 위상을 전진시키고, PE 변조가 "0"일 때 고정된 미소량만큼 채널신호의 각 에지의 위상을 지연시키는 위상 변조기와; 위상변조기에 의해 생성된 변조된 채널신호에 따라 DVD에 기록마크를 형성하는 기록채널을 포함한다.

Description

광디스크 및 기록장치와, 기록방법 및 그 재생장치{OPTICAL DISC, AND RECORDING APPARATUS, RECORDING METHOD, AND REPRODUCING APPARATUS FOR THE SAME}

도 1은 종래의 기술에 기초한 DVD의 기록영역을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 광디스크 기록장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 3은 광디스크 기록장치의 동작에 관련된 주신호를 도시한 타이밍도.

도 4는 광디스크 기록장치의 포매터의 상세한 구성을 도시한 블록도.

도 5는 비밀키, 의사난수 계열 및 기록데이터 사이의 대응을 나타낸 도면.

도 6은 광디스크 기록장치의 의사난수 발생기의 상세 구성을 나타낸 회로도.

도 7은 광디스크 기록장치의 위상변조기의 상세 구성을 도시한 블록도.

도 8은 광디스크 기록장치에 의해 형성된 피트가 형성되는 DVD의 표면을 도시한 도면.

도 9는 광디스크 기록장치에 의해 형성된 피트에서 관측된 지터의 분포를 나타낸 그래프.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예의 광디스크 재생장치의 구성을 도시한 블록도.

도 11은 광디스크 재생장치의 클록 추출기의 상세 구성을 도시한 블록도.

도 12는 클록추출기의 위상 오차신호 분리기의 상세 구성을 도시한 회로도.

도 13은 도 12에 도시된 위상 오차신호 분리기의 동작에 대한 신호를 도시한 타이밍도.

도 14는 광디스크 재생장치의 재생신호 처리회로의 상세 구성을 도시한 블록도.

도 15는 광디스크 재생장치의 동기 검출기의 상세 구성을 도시한 회로도.

도 16은 광디스크 재생장치의 적분기로부터 출력된 아날로그 신호의 파형도.

도 17은 광디스크 재생장치의 검증부의 상세 구성을 도시한 블록도.

도 18은 본 발명의 제 2 실시예의 광디스크 기록장치의 구성을 도시한 블록도.

도 19는 광디스크 기록장치의 동작에 대한 주신호를 도시한 타이밍도.

도 20은 광디스크 기록장치에 의해 피트가 형성된 DVD의 표면을 도시한 도면.

도 21은 광디스크 기록장치에 의해 형성된 피트에서 관측된 방사상 오차의 분포를 도시한 그래프.

도 22는 본 발명의 제 2 실시예의 광디스크 재생장치의 구성을 도시한 블록도.

도 23은 방사상 오차신호의 발생과 관련된 광디스크 재생장치의 재생헤드 부분의 상세 구성을 도시한 블록도.

도 24는 광디스크 재생장치의 방사상 오차검출기의 상세 구성을 도시한 블록도.

도 25는 본 발명의 제3실시예의 광디스크에 기록된 데이터의 구성을 도시한 도면.

도 26은 도 25에 도시된 광디스크의 영역 A 및 B의 확대도.

도 27은 본 발명의 제3실시예의 광디스크 장치의 블록도.

도 28은 도 27에 도시된 광디스크 장치의 동작을 나타낸 타이밍도.

도 29는 도 27에 도시된 광디스크 장치의 동작을 나타낸 타이밍도.

도 30은 광디스크를 복사하기 위해 통상적으로 사용되는 장치의 블록도.

본 발명은 광디스크 및 기록장치와, 기록방법 및 광디스크용 재생장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 2차 디지털 정보를 1차 디지털 정보에 삽입함으로써 광디스크에 1차 디지털 정보와 2차 디지털 정보를 기록하는 기술에 관한 것이다.

최근, DVD(Digital Versatile/Video Discs)로 대표되는 광디스크가 AV(오디오 및 비주얼)데이터와 컴퓨터 데이터 등의 긴 디지털 데이터를 기록하기 위한 매체로서 흔히 사용되고 있다. 예컨대, 고품질의 동화상을 2시간 이상 기록하는 DVD-ROM이 이미 시장에 나와 있다. 디지털 콘텐츠의 안전한 배포를 지원하기 위해서는 DVD와 같은 기록매체의 디지털 콘텐츠의 비인증 복사를 방지하기 위한 기술이 필요하다.

다음의 설명은 비인증 복사를 방지하기 위한 종래의 기술("콘텐츠 암호화방법"이라 함)에 관한 것이다(Nikkei Electronics, 1996년 11월 18일, 페이지 13-14 참조).

DVD의 통상적인 기록영역을 나타낸 도 1을 참조하여 콘텐츠 암호화방법에 대해 설명하기로 한다. 이 방법에 따라 영화 등의 압축된 디지털 콘텐츠는 3개의 계층레벨(타이틀키, 디스크키 및 마스터키)에 대한 비밀키를 이용하여 암호화되며, 이 암호화된 콘텐츠는 사용자에 의해 액세스될 수 있는 사용자 정보영역(9a)에 기록된다. 마스터키는 이들 키중 가장 중요한 키이며, 인증(허가)된 DVD 장치 제조자에게만 제공된다. 각각 DVD와 타이틀에 할당될 필요가 있는 디스크키와 타이틀키는 마스터키를 이용하여 암호화되며 사용자가 액세스할 수 없는 제어정보 영역(리드인 영역)에 저장된다.

상술한 장치는 비인증(무허가) DVD 재생장치가 암호화된 콘텐츠를 복호하는 것을 방지해 준다. 결국 대량생산과 암호화되지 않은 디지털 콘텐츠를 저장한 DVD의 소매와 같은 불법적인 행위가 방지될 수 있다.

일본 공개특허출원 평11-39721호는 디지털 콘텐츠의 불법적인 복사를 방지하는 다른 기술에 대해 발표하고 있다. 이 기술에 따르면, 기준클록에 대하여 FM변조를 실행하여 생성된 저작권보호 정보가 광디스크에 신뢰성 있게 기록된다.

그러나 이러한 종래의 기술은 DVD의 저작권 침해행위를 중단시킬 수 없다. DVD의 비인증 복사는, 예컨대 2개의 스핀들 모터를 완전히 동기화하고, 원래의 DVD와 다른 DVD를 이들 스핀들 모터에 위치시키며, 원래의 DVD로부터 판독된 데이터열을 재생하고 PLL을 이용하여 데이터열을 동기화하는 것에 의해 비트 스트림을 생성하고, 그 비트스트림을 다른 DVD에 그대로 기록함으로써 용이하게 실행될 수 있다.

이러한 방식으로, DVD의 디지털 콘텐츠는 저작권보호 정보나 제어정보 영역에 저장된 정보와 함께 다른 DVD에 복사될 수 있다. 이러한 방식으로 불법적으로 제조된 DVD의 암호화된 콘텐츠는 그것이 진품 디스크이기만 하면 인증된 DVD 장치에 의해 판독 및 암호해독될 수 있다.

본 발명의 목적은 디지털 콘텐츠의 완전한 복사를 방지하는 방식으로 디지털 콘텐츠를 기록하는 광디스크 및 기록장치와, 기록방법 및 광디스크용 기록장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 목적은 1차 디지털정보와 2차 디지털정보가 기록되는 광디스크에 의해 달성되며, 여기에서 1차 디지털정보는 트랙 상의 이산 된 기준위치에서 형성되는 피트로서 기록되고, 2차 디지털정보는 대응하는 기준위치로부터 일정 피트의 위치에서 미소량의 편차로서 기록된다.

이러한 구성에 의해 2차 디지털정보가 1차 디지털정보에 삽입되므로 2차 디지털정보의 판독이 어려워진다. 따라서 비록 광디스크상의 정보가 피트의 존재, 부재에 따라 다른 광디스크에 복사된다 하더라도 2차 디지털정보는 복사될 수 없다. 이로 인해 원래의 광디스크와 복제된 광디스크가 구별될 수 있고 광디스크의 디지털 콘텐츠를 불법적으로 복사하는 저작권 침해행위가 방지될 수 있다.

여기에서 각각의 미소량은 1차 디지털정보가 기록되는 광디스크 상의 피트가 재생중에 대응하는 기준위치로부터 벗어나는 범위 이내인 것이다. 이로 인해 통상의 재생장치가 지터 또는 방사상 오차에 숨어있는 2차 디지털정보를 검출하기 어렵게 된다. 결국 1차 디지털정보와 함께 2차 디지털정보를 더빙하는 것이 방지될 수 있다.

여기에서 2차 디지털정보는 위상변조에 의해 기록될 수 있는데, 트랙방향으로 일정 피트의 길이를 결정하는 에지는 상기 일정 피트가 1차 디지털정보만을 기록하기 위해 형성되는 경우의 대응위치로부터 그 위상이 미소량 전진하는 위치와 지연되는 위치에 형성되고, 각각의 미소량은 일정할 수 있으며, 재생중에 1차 디지털정보만이 기록되는 광디스크 상의 피트에 대해 관측된 지터의 범위 내에 있어도 된다.

또한 2차 디지털정보는 방사상 변조에 의해 기록될 수 있는데, 방사상 방향의 내측 또는 외측으로 트랙중앙으로부터 미소량 변위된 위치에 각각의 일정 피트가 형성되며, 각각의 미소량은 일정할 수 있으며, 재생중에 1차 디지털정보만이 기록되는 광디스크 상의 피트에 대해 관측된 방사상 방향의 위치오차의 범위 내에 있어도 된다.

2차 디지털정보가 삽입된 본 발명의 광디스크는 지터변조 중에 피트열에 대응하는 채널신호에서 일정 지연시간 만큼 지연의 발생을 제어함으로써 발생될 수 있다. 또한 본 발명의 광디스크는 방사상 변조 중에 기록헤드의 변위를 방사상 방향으로 미소량 제어하여 제조될 수 있다. 이것은 지터변조 또는 방사상 변조를 실행하는 위상변조의 구성을 단순화한다.

여기에서 2차 디지털정보는 광디스크의 일정영역에 기록될 수 있으며, 일정 영역에서는 위상이 전진된 위치에서 형성된 에지의 총수가 위상이 지연된 위치에서 형성된 에지의 총수와 동일할 수 있다. 또한 일정영역에서는 내측으로 변위된 위치에서 형성된 피트의 총수가 외측으로 변위된 위치에서 형성된 피트의 총수와 동일할 수 있다.

결국, 지터변조의 경우에 2차 디지털정보를 기록하기 위해 위상변조한 채널신호에 포함된 진상성분과 지상성분의 수는 서로 동일하다. 결국 재생중에 채널신호와 동기화된 채널비트 클록이 안정성 있게 추출되고 위상 변조성분을 검출하는 감도가 향상된다. 유사하게 방사상 변조의 경우에는 내부 변위의 수가 외부 변위의 수와 동일하다. 결국 재생중에 푸시풀 신호가 안정성 있게 검출되어 오프셋 없이 트랙킹 서보가 구동되고 방사상 변조성분을 검출하는 감도가 향상된다.

여기에서 일정 영역 내에서는 1차 디지털정보의 각 단위부호에 대하여 동일한 확률로 진상변조 및 지상변조를 실행할 수 있다. 또한 일정 영역에서는 피트를 내측으로 변위하는 변조와 외측으로 변위하는 변조가 1차 디지털정보의 각 단위부호에 대하여 동일한 확률로 실행될 수 있다.

지터변조의 경우에는 채널신호의 전진된 에지와 지연된 에지가 재생중에 짧은 간격으로 주기적으로 검출된다. 결국 안정성 있게 채널비트 클록이 추출되고 고정밀도로 2차 디지털정보가 재구성된다. 이와 유사하게 방사상 변조의 경우에는 내주측으로 변위된 채널신호와 외주측으로 변위된 채널신호가 재생중에 짧은 간격으로 주기적으로 검출된다. 결국 푸시풀 신호가 안정성 있게 검출되고 트랙킹 서보가 오프셋 없이 구동되어 2차 디지털정보가 높은 정밀도로 재구성된다.

상술한 목적은 2차 디지털정보를 1차 디지털정보에 삽입함으로써 광디스크에 1차 디지털정보와 2차 디지털정보를 기록하는 기록장치에 의해 달성되며, 이 기록장치는 광디스크의 트랙 상의 이산 된 기준위치에 피트를 형성하여 1차 디지털정보를 기록하는 1차 디지털 정보 기록부와, 대응하는 기준위치로부터 미소량 만큼 일정 피트의 위치를 변위시켜 2차 디지털정보를 기록하는 2차 디지털정보 기록부를 포함한다. 여기에서 2차 디지털정보 기록부는 난수열을 생성하는 난수발생부와, 2차 디지털정보에 따라 난수열을 논리적으로 변환하는 논리변환부를 포함하며, PE 변조부는 논리적으로 변환된 난수열에 따라 PE 변조신호를 생성한다.

이러한 구성으로 지터변조의 경우에는 피트의 에지위치가 난수열에 따라 지터변조된다. 이로 인해 지터 내에 숨어있는 2차 디지털정보를 디코드하기가 어려워진다. 이와 유사하게 방사상 변조의 경우에는 피트의 기록위치가 난수열에 따라 방사상 변조된다. 이로 인해 지터 내에 숨겨진 2차 디지털정보를 디코드하기가 어려워진다.

여기에서 2차 디지털정보 기록부는 2차 디지털정보를 비밀리에 유지하기 위해 2차 디지털정보 유지부를 포함하고, 논리변환부는 2차 디지털정보 기록부 내의 2차 디지털정보를 구성하는 각 비트의 값과 일정한 길이의 난수열을 가는 각 부분을 순차적으로 배타적 논리합 연산할 수 있다. 이러한 구성으로 난수열이 그대로 삽입되지는 않으나 난수열과 비밀정보의 배타적 논리합을 연산하여 생성된 복수의 난수열은 삽입된다. 이로 인해 2차 디지털정보를 디코드하기가 더욱 어려워진다.

상술한 목적은 1차 디지털 정보와 2차 디지털정보를 기록한 광디스크용 재생장치에 의해 달성되며, 이 재생장치는 광디스크 트랙 상의 이산 된 기준위치에 형성된 피트를 검출함으로써 1차 디지털정보를 재생하는 1차 디지털정보 재생부와, 검출된 피트의 열에 대응하는 채널신호로부터 기준위치와 동기된 채널비트 클록을 추출하는 클록추출부와, 채널신호와 채널비트 클록 사이의 위상차에 따라 2차 디지털 정보를 추출하는 2차 디지털정보 추출부를 포함한다.

상술한 목적은 1차 디지털정보와 2차 디지털정보를 기록한 광디스크용 재생장치에 의해 달성되며, 이 재생장치는 광디스크 트랙 상의 이산 된 기준위치에 형성된 피트를 검출함으로써 1차 디지털정보를 재생하는 1차 디지털정보 재생부와, 트랙의 중앙으로부터 방사상 방향으로 검출된 각 피트 위치의 변위를 검출하는 방사상 오차 검출부와, 검출된 변위에 따라 2차 디지털정보를 추출하는 2차 디지털정보 추출부를 포함한다.

여기에서 재생장치는 2차 디지털정보 발생부가 적분부에 의해 계산된 각각의 적분값이 상기 임계값을 초과하지 않는 것으로 판정하면 1차 디지털정보의 재생을 제한하는 재생 제한부를 추가로 포함한다.

또한 2차 디지털정보 발생부는 적분부에 의해 계산된 각 적분값에 대하여 제 1 상관관계, 제 2 상관관계 및 상관관계 없음 중의 어느 하나가 존재함을 판정하여 각각의 적분값에 대해 제 1 상관관계나 제 2 상관관계가 있으면 그 존재하는 상관관계를 제 2 디지털정보로서 출력할 수 있다. 여기에서 제 1 상관관계는 적분값이 미리 결정된 양의 임계값보다 크다는 것을 의미하고, 제 2 상관관계는 적분값이 미리 결정된 음의 임계값보다 작다는 것을 의미한다. 재생장치는 또한 비밀정보를 저장하는 비밀정보 저장부와, 2차 디지털정보 발생부로부터 출력된 2차 디지털정보와 비밀정보를 비교하는 검증부를 추가로 포함하고, 재생제한부는 검증부가 비밀정보가 2차 디지털정보와 일치하지 않는 것으로 판정하면 1차 디지털정보의 재생을 제한한다.

이것은 지터변조와 방사상 변조가 삽입된 2차 디지털정보를 판독함으로써 저작권을 보호하는 기능을 갖는 광디스크 재생장치를 실현해 준다.

여기에서, 1차 디지털정보는 미리 결정된 기준클록과 동기하여 형성된 정보 피트열일 수 있고 2차 디지털정보는 미리 결정된 기준클록에 위상오차를 국부적으로 가하여 형성된 피트열에 의해 나타나는 저작권 보호정보일 수 있다.

이러한 구성으로 기록 중에 저작권보호 정보에 응답하여 기준클록이 위상변조되고 데이터열이 위상변조된 클록에 따라 기록된다. 결국 광디스크의 복제가 어려워진다. 재생중에 저작권보호 정보는 위상 시프트 성분으로서 지터값을 검출함으로써 검출된다. 이로 인해 단순한 회로구성을 갖는 장치를 사용하여 불법적으로 복제된 광디스크를 식별할 수 있게 된다.

본 발명은 광디스크 기록장치 및 광디스크 재생장치의 구성요소의 기능을 달성하는 단계를 포함하는 기록방법 및 재생방법에 따라 실현될 수 있다.

본 발명의 지터변조와 방사상 변조에 의해 디지털 콘텐츠를 저장한 광디스크를 더빙하는 불법적인 행위가 방지될 수 있고, 디지털 콘텐츠의 안전한 배포가 실현된다. 따라서 본 발명은 상당한 실용성을 갖는다.

본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적과 이점 및 특징은 본 발명의 특정 실시예를 나타낸 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 분명해 질 것이다.

(제 1 실시예)

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예를 설명하기로 한다.

(광디스크 기록장치)

도 2는 제 1 실시예의 광디스크 기록장치(100)의 특징부의 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에서의 주신호 B, D, E 및 F의 파형은 도 3의 타이밍도에 도시되어 있다. 도면에서 블록을 감싼 2중 사각형은 블록의 구성요소가 그 내부 구조의 분해를 방지하기 위해 신뢰성 있게 장착된다는 것을 의미한다. 예컨대, 구성요소들은 하나의 LSI 내부에 한정된 회로에 의해 달성된다.

광디스크 기록장치(100)는 DVD-RAM 기록장치이며 독특한 기능을 갖는다. 즉, 광디스크 기록장치(100)는 광디스크 트랙 상의 이산 된 기준위치에 기록마크를 형성함으로써 1차 디지털 정보를 기록할 뿐아니라 각 기록마크의 에지(트랙방향으로 기록마크의 길이를 결정하는 에지)에 위상변조를 실행하여 1차 디지털 정보에 워터마크(watermark)(본 실시예에서는 56비트 비밀키) 등의 숨은 정보를 끼워 넣는다. 이와 같이 하기 위해 광디스크 기록장치(100)는 포매터(1), 의사난수 발생기(2), 타이밍 발생기(3), XOR(배타적-OR) 게이트(4), PE(Phase Encoding) 변조기(5), 위상 변조기(6), 기록채널(7), 및 기록헤드(8)를 포함한다.

포매터(1)는 1차 디지털정보(이하, "기록 데이터"라 함)를 변조하고, 2차 디지털정보를 발생하며, 2차 디지털 정보의 기록을 제어한다.

도 4는 포매터(1)의 상세 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 포매터(1)는 DVD(9)에 적합한 신호(채널신호 B)를 발생하기 위해 외부로부터 송신된 기록데이터를 변조하는 변조부(1a)와, 의사난수 발생기(2)에 의해 생성된 의사난수 계열의 초기값을 비밀리에 미리 저장하는 초기값 저장부(1b)와, 56비트 비밀키를 미리 저장하는 비밀키 저장부(1c)를 포함한다.

변조부(1a)는 도 3의 타이밍도에 도시된 바와 같이 기록 데이터의 각 8비트 부호(각 바이트 부호)를 16비트 채널부호 A로 변환하고(8-16 변환), 채널신호 B에 NRZI 변환을 하여 채널신호 B를 생성하며, 그 채널신호 B를 위상 변조기(6)에 출력한다.

또한 제어기(도시생략)에 의해 비밀키의 기록을 시작하라는 명령을 받으면 변조부(1a)는 각 1바이트의 시작을 나타내는 타이밍 신호를 타이밍 발생기(3)에 출력한다. 이하, 비밀키의 기록을 "비밀키 기록동작"이라 하고, 비밀키 기록동작을 실행하는 모드를 "비밀키 기록모드"라 하기로 한다.

초기값 저장부(1b)는 비밀키 기록동작이 시작된 후 비밀리에 미리 저장된 15비트 데이터(초기값)를 의사난수 발생기(2)에 출력한다.

비밀키 저장부(1c)는 거기에 미리 저장된 56비트 비밀키의 각 비트를 비밀키 기록동작이 시작된 후 XOR 게이트(4)에 출력한다. 보다 구체적으로는 변조부(1a)가 256바이트 기록데이터를 변조할 때마다 비밀키 저장부(1c)는 56비트 비밀키의 각 비트를 NRZ 포맷으로 LSB로부터 MSB로 순차적으로 출력한다. 비밀키 저장부(1c)는 56비트 비밀키를 비밀키 비트열로서 비트 순차방식으로 XOR 게이트(4)에 출력하기 때문에 56비트 비밀키는 256 ×56바이트의 기록데이터에 삽입된다.

도 5는 비밀키, 의사난수 계열 및 기록 데이터 사이의 통신을 나타낸다. 이 도면은 56비트 비밀키를 숨어있는 정보로서 광디스크에 기록하기 위해 비밀키의 각 비트에 대해 256비트 의사난수 계열이 사용되고 의사난수 계열의 각 비트가 1바이트 기록데이터(16비트 채널부호)에 삽입됨을 보여준다. 56비트 비밀키의 각 비트는 대응하는 256비트 의사난수 계열이 후술하는 바와 같이 논리적으로 반전되어야 하는지를 보여주는 플래그로서 사용된다.

타이밍 발생기(3)는 변조부(1a)로부터의 타이밍 신호에 따라 기록데이터의 각 바이트와 동기되는 클록신호(바이트 클록)를 생성하며, 그 클록신호를 의사난수 발생기(2)에 출력한다. 변조부(1a)로부터의 타이밍신호와 클록 발진기(도시생략)f부터의 클록신호에 따라 타이밍 발생기(3)는 포매터(1)로부터 송신된 채널신호 B의 각 중심(위상이 180도가 되었을 때의 각 지점)을 나타내는 타이밍 신호를 발생하 고, 그 타이밍 신호를 PE 변조기(5)에 출력한다.

의사난수 발생기(2)는 2¹⁵비트 계열이 하나의 사이클로 설정되는 의사난수 계열(M계열)을 발생시킨다. 그렇게 했을 때 의사난수 발생기(2)는 초기값 저장부(1b)로부터의 초기값을 미리 설정된 값으로서 설정하고, 타이밍 발생기(3)로부터의 바이트 클록을 시프트 클록으로서 설정한다.

도 6은 의사난수 발생기(2)의 상세 구성을 나타낸 회로도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 의사난수 발생기(2)는 초기값 저장부(1b)로부터 초기값을 유지하기 위해 15비트 프리셋 레지스터(2a)와, 15개의 로우(row)(비트)를 갖는 시프트 레지스터(2b)와, MSB(14번째 숫자)와 시프트 레지스터(2b)의 10번째 숫자로부터의 출력값들을 배타적 논리합 연산하는 XOR 게이트(2c)를 포함한다.

초기값 저장부(1b)로부터 송신되고 프리셋 레지스터(2a)에 설정된 후 초기값은 초기값이 프리셋 레지스터(2a)에 설정된 직후 포매터(1)로부터 송신된 스트로브 신호에 의해 시프트 레지스터(2b)에 기록된다. 타이밍 발생기(3)로부터의 바이트 클록과 동기하여 시프트 레지스터(2b)의 15비트 값은 좌측으로 1자리수 이동하고 XOR(2c)로부터의 출력값은 시프트 레지스터(2b)의 LSB(0번째 숫자)로 송신되어 저장된다. 이러한 방식으로 1비트의 난수는 각각의 1바이트 기록데이터에 대해 시프트 레지스터(2b)의 MSB에 새롭게 생성되어 의사난수 계열의 부분으로서 XOR(4)에 송신된다.

본 실시예에서, 의사난수 발생기(2)는 256 ×56 바이트, 즉 비밀키 기록모드에서 256 ×56비트의 의사난수 계열의 기록데이터에 삽입될 의사난수 계열을 발생 시키기 위해 사용된다.

XOR 게이트(4)는 의사난수 발생기(2)로부터의 의사난수 계열과 키저장부(1c)로부터의 비트열의 배타적 논리합 연산에 의해 의사난수 계열 D를 발생시켜, 의사난수 계열 D를 PE 변조기(5)에 출력한다. 즉, 56비트 비밀키의 각 비트값에 따라 XOR 게이트(4)는 의사난수 발생기(2)에 의해 생성된 의사난수 계열의 256비트 부분을 그대로 PE 변조기(5)에 출력하거나 또는 논리적으로 변환된 의사난수 계열의 256비트 부분을 PE 변조기(5)에 출력한다.

PE 변조기(5)는 XOR 게이트(4)로부터 송신된 의사난수 계열 D에 대하여 PE 변조를 실행함으로써 PE 변조 신호 E를 발생시켜 타이밍 발생기(3)로부터의 타이밍 신호에 따라 위상 변조기(6)에 PE 변조신호 E를 출력한다. 이러한 방식으로 생성된 PE 변조신호 E는 도 3의 타이밍도에 도시된 파형을 갖는다. 이 타이밍도에 도시된 바와 같이, PE 변조신호 E는 만약 XOR 게이트(4)로부터 출력된 의사난수 D가 "0"이면 채널신호 B의 중앙에서 강하하고, 만약 XOR 게이트(4)로부터 출력된 의사난수 D가 "1"이면 채널신호 B의 중앙에서 상승하며, XOR 게이트(4)가 이전의 것과 동일한 난수를 출력하면 채널신호 B의 경계에서 반전된다.

위상 변조기(6)는 PE 변조신호 E에 따라 포매터(10)로부터의 채널신호 B에 대하여 위상변조를 실행한다. 즉, 위상 변조기(6)는 채널신호 B의 각 에지를 고정된 약간의 시간만큼 전진 또는 지연시킴으로써 변조된 채널신호 F를 발생시킨다. 그리고 위상 변조기(6)는 변조된 채널신호 F를 기록채널(7)에 출력한다. 고정된 약간의 시간은 통상의 재생장치가 1차 디지털 정보만을 기록하는 통상의 DVD, 즉 위 상변조기(6)가 없이 생성되고 그래서 2차 디지털 정보를 기록하지 않은 DVD를 재생할 때 관측되는 지터의 주파수 분포(변화)에 표준편차 σ의 1/2(0.5σ)로 미리 설정된다.

도 7은 위상 변조기(6)의 상세구성을 도시한 블록도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 위상변조기(6)는 포매터(1)로부터 송신된 채널신호 B를 약간의 시간만큼 지연시키는 지연부(6a)와, 2개의 입력단자와 하나의 출력단자를 갖는 선택기(6b)를 포함한다. 만약 제어신호로서 입력되는 PE 변조신호 E가 "1"이면, 선택기(6b)는 포매터(1)로부터 직접 송신되는 채널신호 B를 선택하고, PE 변조신호 E가 "0"이면 선택기(6b)는 지연부(6a)를 통해 송신된 채널신호 B를 선택한다.

결국, 시간축에 대하여 위상 변조기(6)에 입력되는 채널신호 B의 상승에지 또는 하강에지의 위상은 PE 변조신호 E가 "1"(0-180도)이면 약간의 시간만큼 앞서고, PE 변조신호 E가 "0"(180-360도)이면 약간의 시간만큼 지연된다. 즉, 위상변조기(6)에 입력된 채널신호 B가 의사난수 D에 기초하여 지터변조되고 도 3에 도시된 변조된 채널신호 F로 변환된다.

기록채널(7)은 위상 변조기(6)로부터의 변조된 채널신호 F의 변화에 동기하여 레이저빔의 조사(온/오프)를 제어하는 제어신호를 생성하여 기록헤드(8)에 출력한다. 기록헤드(8)는 기록채널(7)로부터의 제어신호에 따라 DVD(9)에 피트를 형성한다. 보다 구체적으로는 기록헤드(8)는 제어신호에 따라 회전 DVD의 표면에 빔스포트를 나선형으로 지향(레이저빔을 조사)시킨다. 이러한 방식으로 광학적으로 판독가능한 피트(랜드 또는 홈)로 형성된 변조된 기록마크가 DVD(9)에 형성된다.

도 8은 기록헤드(8)가 피트를 형성하는 DVD(9)의 기록층의 표면을 도시한 것이다. 비밀키 기록모드에 형성된 각 피트는 그 위상이 비밀키 기록모드가 아닌 경우의 에지 위치로부터 트랙방향으로 변위(전진 또는 지연)되는 에지 위치를 갖는다. 여기에서 각 변위량은 고정된 약간의 시간에 대응한다.

도 9는 상술한 비밀키 기록모드에 형성된 피트(즉 지터변조의 결과로서 획득된 변조된 기록마크 G)에 대해 관측된 지터의 분포를 도시한 그래프이다.

곡선 121은 PE 변조신호 E가 "0"일 때 형성되는 변조된 기록마크 G의 에지에서 관측되는 지터의 분포를 나타낸다. 이 도면에 도시된 바와 같이 곡선 121은 피크가 위상이 변위량만큼 지연되는 지점 X(L)에서 나타나는 가우스 곡선을 닮았다. 곡선 122는 PE 변조신호 E가 "1"일 때 형성되는 변조된 기록마크 G의 에지에서 관측되는 지터의 분포를 나타낸다. 이 도면에 도시된 바와 같이 곡선 122는 피크가 위상이 변위량만큼 전진하는 지점 X(H)에서 나타나는 가우스 곡선을 닮았다. 곡선 123은 곡선 121과 곡선 122를 결합하여 획득된 지터분포를 나타낸다.

본 발명은 곡선 123으로 나타낸 지터분포가 비밀키를 기록하기 위해 사용되는 것과 동일한 의사난수 계열을 사용하여 동기검출을 실행함으로써 곡선 121과 122로 나타낸 분포로 분리될 수 있다는 원리에 기초한 것이다.

56비트 비밀키가 광디스크 기록장치(100)에 의해 삽입되는 DVD(9)는 다음의 특징을 가지고 있다.

상술한 바와 같이, 비밀키는 각 기록마크의 각 에지(트랙방향의 2개의 에지)의 위치가 트랙방향(빔스폿의 주사방향)으로 미소량 변위되는 지터변조를 실행함으 로서 기록된다. 따라서 지터 내에 숨겨진 정보를 판독하는 기능을 갖지 못하는 통상의 재생장치는 비밀키를 판독할 수 없다.

결론적으로, 비록 비밀키가 기록되는 DVD의 전체 콘텐츠가 상술한 방식으로 통상의 재생장치에 의해 판독되고 다른 DVD에 기록된다 하더라도, 1차 디지털 정보만 복사되고 지터에 숨겨진 2차 디지털 정보(비밀키)는 복사되지 않는다. 이로 인해 적절한 인증없이 복제되는 DVD와 원래의 DVD를 구분할 수 있게 된다. 결국 비밀키를 포함하는 DVD만의 재생을 허용하는 기능을 재생장치에 제공함으로서 해적판 DVD에 의한 저작권 침해가 회피될 수 있다.

광디스크 기록장치(100)는 56비트 비밀키를 DVD에 그대로 기록하지 못하나 각각이 비밀키의 하나의 비트에 대응하는 난수 계열의 256비트 부분을 DVD에 기록할 수 있다. 즉 지터에 숨어 있는 정보는 비밀키의 비트열이 아니라 비밀키를 간접적으로 나타내는 난수열이다. 이로 인해 비밀키를 크랙하는 것이 어려워지므로 비밀키의 신뢰성이 향상된다.

게다가 채널신호 B에 대한 지터변조를 실행하기 위해 광디스크 기록장치(100)는 난수열을 그대로 사용하지는 않으나 난수열을 PE 변조시켜 얻어지는 PE 변조신호 E는 사용한다. 결국, 위상을 전진시키는 변조와 위상을 지연시키는 변조는 각 1바이트 기록데이터(각 채널부호)에 대하여 동일한 확률을 가지고 실행된다. 보다 구체적으로 이들 변조 중의 하나는 1바이트 기록 데이터의 위상범위 "0-180"에 대해 실행되며, 이들 변조의 나머지는 기록 데이터의 위상범위 "180-360"에 대하여 실행된다. 이로 인해 광디스크의 재생중에 클록의 추출 및 재생이 안정하게 된다.

에지위상이 계속해서 전진 또는 지연되면 클록을 추출하는 PLL(Phase Locked Loops)은 재생중에 이들 불균형을 이루는 에지위치를 허용한다. 이로 인해 위상 오차신호의 검출이 어려워져 위상변조된 구성요소를 검출하는 감도를 떨어뜨린다. 그러나 상술한 바와 같이, 광디스크 기록장치(100)가 PE 변조신호 E를 갖는 지터변조를 실행하므로 이러한 문제는 이 실시예에서는 발생하지 않는다.

(광디스크 재생장치)

다음은 비밀키가 상술한 방식으로 기록된 DVD와 호환성이 있는 재생장치에 대해 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 광디스크 재생장치(110)의 특징부의 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에 도시된 주신호 H와 I의 파형은 도 3의 타이밍도에 도시된 것과 동일하다.

광디스크 재생장치(110)는 광디스크 기록장치(100)에 대응하는 DVD 기록장치이다. 즉, 광디스크 재생장치는 DVD 상의 기록마크의 위치에 따라 1차 디지털 정보를 재생할 뿐만 아니라 1차 디지털 정보의 재생중에 관측된 기록마크의 지터 내에 숨겨진 2차 디지털 정보(비밀키)를 검출한다. 광디스크 재생장치(110)는 2차 디지털 정보의 검출결과에 따라 DVD 상의 저작권을 보호한다. 그렇게 하기 위해 광디스크 재생장치(110)는 재생헤드(11), 재생채널(12), 재생신호 처리회로(13), 클록 추출기(14), 동기 검출기(15), 검증부(16) 및 의사난수 발생기(17)를 포함한다.

재생헤드(11)는 광픽업이다. 즉, 재생헤드(11)는 회전 DVD(9)에 형성된 기록마크 상에 광빔을 응축 및 조사하고, 반사된 광으로부터 변조된 기록마크 G의 에지위치를 나타내는 아날로그 판독신호를 생성하며, 아날로그 판독신호를 재생채널(12)에 출력한다.

재생채널(12)은 아날로그 판독신호의 파형을 동등하게 하고 형상화함으로써 재생헤드(11)로부터의 아날로그 판독신호를 디지털 판독신호로 변환한다. 그리고 재생채널(12)은 디지털 판독신호를 재생신호 처리회로(13)와 클록 추출기(14)에 출력한다. 클록 추출기(14)는 재생채널(12)로부터의 판독신호에 따라 클록을 추출하고 신호를 생성한다. 보다 구체적으로 클록 추출기(14)는 채널부호를 구성하는 각 비트와 동기되는 채널비트를 추출하고 채널비트 클록을 참조하여 진상신호(advanced phase signal) H와 지상신호(delayed phase signal) I를 생성한다. 진상신호 H만 판독신호의 전진 성분을 보여주고 지상신호 I만 판독신호의 지연성분을 보여준다. 클록 추출기(14)는 또한 판독신호의 각 1바이트 기록데이터와 동기하는 바이트 클록을 추출한다. 클록추출기(14)는 또한 채널비트 클록을 재생신호 처리회로(13)에 출력하고, 진상신호 H를 동기 검출기(15)에 출력하며, 지상신호 I를 동기 검출기(15)에 출력하고, 바이트 클록을 재생신호 처리회로(13), 동기 검출기(15) 및 의사난수 발생기(17)에 출력한다.

도 11은 클록추출기(14)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이 클록추출기(14)는 위상 비교기(14a), 루프필터(14b) 및 VCO(Voltage Controlled Oscillator : 전압제어발진기)를 포함하는 PLL 회로와, 4비트 카운터(14d)와, 동기신호 검출기(14e)와, 위상 오차신호 분리기(14f)를 포함한다.

위상 비교기(14a)는 카운터, XOR 게이트 및 플립플롭을 포함하고, (i)재생채널(12)로부터의 판독신호의 상승에지와 하강에지의 각각과 (ii)VCO(14c)로부터의 채널비트 클록의 가장 가까운 상승에지 사이의 위상차를 계산한다. 그리고 위상비교기(14a)는 위상차를 위상 오차신호로서 루프필터(14b)와 위상오차 신호 분리기(14f)에 출력한다.

루프필터(14b)는 위상비교기(14a)로부터의 위상 오차신호를 원활하게 하고 원활화된 위상 오차신호를 직류 전압신호로 변환하는 저역필터(LPF)이다. VCO(14c)는 루프필터(14b)로부터의 전압신호에 대응하는 주파수의 채널비트 클록을 생성하는 전압제어 발진기이다.

동기신호 검출기(14e)는 판독신호에 포함된 동기패턴을 검출하고 그 동기패턴을 리셋신호로서 4비트 카운터(14d)에 출력한다. 4비트 카운터(14d)는 VCO(14c)로부터의 채널비트 클록을 16으로 나누어 동기신호 검출기(14e)로부터의 리셋신호에 의해 리셋되는 카운터이다. 즉, 4비트 카운터(14d)는 판독신호의 각 1바이트 기록데이터와 동기되는 바이트 클록을 출력한다.

위상 오차신호 분리기(14f)는 위상 비교기(14a)로부터의 위상 오차신호를 진상신호 H와 지상신호 I로 분리하여 신호 H 및 I를 동기 검출기(15)에 출력한다.

도 12는 위상 오차신호 분리기(14f)의 상세 구성을 나타낸 회로도이다. 위상 오차신호 분리기(14f)는 2개의 인버터(30a, 30b)와 2개의 AND 게이트(30c, 30d)를 포함한다.

도 13은 위상 오차신호 분리기(14f)의 동작에 관한 각 신호의 변화를 나타낸 타이밍이다. 비록 위상 비교기(14a)로부터 출력된 위상 오차신호가 진상성분과 지상성분을 포함하고 있지만 이 신호는 채널 비트클록과 동기하여 위상 오차신호 H와 I로 분리된다. 결국 AND 게이트(30c)로부터 출력된 신호(진상신호 H)의 파형은 진상성분을 나타낼 뿐이며 AND 게이트(30d)로부터 출력된 신호(지상신호 I)의 파형은 지상성분을 나타낼 뿐이다.

재생신호 처리회로(13)는 재생채널(12)로부터의 판독신호를 복조하고, 2차 디지털 정보의 검출을 제어하며, 2차 디지털 정보의 검출결과에 따라 저작권을 보호한다.

도 14는 재생신호 처리회로(13)의 상세한 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 재생신호 처리회로(13)는 복조부(13a), 출력 게이트(13b) 및 초기값 저장부(13c)를 포함한다.

복조부(13a)는 광디스크 기록장치(100)의 변조부(1a)에 대응하는 복조회로이다. 즉, 복조부(13a)는 클록추출기(14)로부터의 채널비트 클록과 동기하여 재생채널(12)로부터의 판독신호를 샘플링함으로써 각 채널부호 A를 복조하고, 클록추출기(14)로부터의 바이트 클록과 동기하여 각 복조된 채널부호를 대응하는 8비트 기록데이터로 변환(16-8비트 변환)함으로서 기록데이터를 생성하며, 기록데이터열을 출력게이트(13b)에 송신한다.

출력게이트(13b)는 저작권을 보호하기 위해 사용되는 버퍼 게이트이다. 즉, 출력게이트(13b)는 복조부(13a)로부터 송신된 기록데이터열을 검증부(16)로부터의 인에이블 신호(DVD(9)가 인증된 비밀키를 기록하는 것을 확인하는 통지)를 수신하는 동안에만 재생신호로서 주변장치에 출력한다.

초기값 저장부(13c)는 광디스크 기록장치(100)의 초기값 저장부(1b)의 값과 동일한 값(15비트 초기값)을 비밀리에 미리 저장하기 위한 레지스터이다. 비밀키의 판독을 시작하기 위해 제어기(도시생략)에 의해 명령을 받았을 때 초기값 저장부(13c)는 초기값을 의사난수 발생기(17)에 출력한다. 이하 비밀키의 판독을 "비밀키 판독 동작"이라고 하고, 비밀키 판독동작을 실행하는 모드를 "비밀키 판독모드"라 하기로 한다.

의사난수 발생기(17)는 광디스크 기록장치(100)의 의사난수 발생기(2)와 동일한 기능을 갖는다. 즉, 의사난수 발생기(17)는 의사난수 계열(M 계열)을 생성하며, 여기에서 2¹⁵비트열은 하나의 사이클로서 설정된다. 그렇게 하였을 때, 의사난수 발생기(2)는 초기값 저장부(13c)로부터의 초기값을 프리셋 값으로서 설정하고 클록추출기(14)로부터의 바이트 클록을 시프트 클록으로서 설정한다. 이 장치(110)에서 의사난수 발생기(17)는 256 ×56비트의 의사난수 계열을 생성하기 위해 사용된다.

동기 검출기(15)는 (i)의사난수 발생기(17)로부터의 의사난수와 (ii)클록추출기(14)로부터 출력된 진상신호 H와 지상신호 I 사이의 상관관계를 검출하기 위한 회로이다. 동기 검출기(15)는 각 1비트 난수(양의 상관관계, 음의 상관관계 또는 무관함)에 대해 검출된 상관관계를 검증부(16)에 알린다.

도 15는 동기 검출기(15)의 상세한 구성을 도시한 회로도이다. 도면에 도시 된 바와 같이, 동기 검출기(15)는 PE 변조기(15a), 선택기(15b), 적분기(15c), 임계값 판정부(15d) 및 8비트 카운터(15e)를 포함한다.

PE 변조기(15a)는 광디스크 기록장치(100)의 타이밍 발생기(3)와 PE 변조기(5)의 기능을 결합한다. 즉 PE 변조기(15a)는 클록추출기(14)로부터의 바이트 클록에 따라 의사난수 발생기(17)로부터 의사난수 계열에 대해 PE변환을 실행하고, 변환된 의사난수를 스위칭 제어신호로서 선택기(15b)에 출력한다. 즉, PE 변조기(15a)로부터 출력된 신호가 만약 의사난수 발생기(17)로부터의 의사난수가 "0"이면 각 1바이트 기록데이터의 중앙에서 강하하고, 의사난수가 "1"이면 각 1바이트 기록 데이터의 중앙에서 상승하며, 의사난수 발생기(17)가 이전과 동일한 난수를 출력하면 기록 데이터의 경계에서 반전된다. 선택기(15b)는 각각이 2개의 입력단자와 하나의 출력단자를 갖는 2개의 스위칭 회로를 포함한다. 만약 PE 변조기(15a)로부터의 제어신호가 "1"이면 선택기(15b)는 각각 진상신호 H와 지상신호 I를 적분기(15c)의 양의 입력단자와 음의 입력단자에 각각 전달한다. 만약 제어신호가 "0"이면 선택기(15b)는 각각 진상신호 H와 지상신호 I를 음의 입력단자와 양의 입력단자에 각각 전달한다.

8비트 카운터(15e)는 클록추출기(14)로부터의 바이트 클록을 256으로 나누고 그 나눈 결과를 적분기(15c), 임계값 판정부(15d) 및 검증부(16)에 리셋신호로서 출력하는 카운터이다. 따라서 리셋신호는 의사난수 발생기(17)가 난수열의 256비트 부분을 출력할 때마다 리셋펄스가 상승하는 파형을 갖는다.

적분기(15c)는 차동입력과 양극 출력형의 아날로그 적분기이다. 즉 적분기(15c)는 양극 입력단자에 인가되는 각 펄스의 영역을 적분에 더하고, 음의 입력단자에 인가되는 각 펄스의 영역을 적분으로부터 빼며, 전체와 동일한 아날로그 신호를 임계값 판정부(15d)에 출력한다. 8비트 카운터로부터 리셋신호를 수신할 때 적분기(15c)는 적분을 리셋하고 상술한 동작을 새롭게 시작한다.

보다 구체적으로 PE 변조기(15a)로부터 출력된 PE 변조신호가 "1"인 동안 적분기(15c)는 진상신호 H로 나타나는 각 펄스의 영역을 적분에 더하고 지상신호 I로 나타나는 각 펄스의 영역을 적분으로부터 뺀다. PE 변조기(15a)로부터 출력된 PE 변조신호가 "0"이면 적분기(15C)는 진상신호 H로 나타나는 각 펄스의 영역을 적분으로부터 빼고 지상신호 I로 나타나는 각 펄스의 영역을 적분에 더한다. 결국 적분기(15c)는 파형이 양의 입력단자와 음의 입력단자에 인가된 펄스의 전체영역을 나타내는 신호를 출력한다.

따라서 양의 상관관계가 계속 존재하면, 즉 펄스가 PE 변조신호가 "1"인 동안 진상신호 H로 나타나고 PE 변조신호가 "0"인 동안 지상신호 I가 계속해서 나타나면, 적분기(15c)의 출력파형은 양의 방향으로 증가하는 경사형의 파형이 된다. 반면 펄스가 PE 변조신호가 "1"인 동안 지상신호 I로 나타나고 PE 변조신호가 "0"인 동안 진상신호 H가 계속해서 나타나면, 적분기(15c)의 출력파형은 음의 방향으로 감소하는 경사형의 파형이 된다. 또한 만약 상관관계가 없으면, 즉 펄스가 PE 변조신호의 값과 무관하게 진상신호 H와 지상신호 I로 랜덤하게 나타나면 진상신호 H의 펄스의 빈도는 R의 지상신호 I의 펄스의 빈도와 거의 같다. 따라서 상관관계가 없으면 적분기(15c)는 값이 거의 0의 레벨을 유지하도록 변동하는 출력파형을 갖는 아날로그 신호를 출력한다.

임계값 판정부(15d)는 전압범위가 적분기(15c)로부터의 아날로그 신호에 속하는지에 대해 판정하는 비교기를 포함한다. 소정의 양의 임계전압과 소정의 음의 임계전압에 의해 경계가 정해지는 3개의 전압범위가 있다.

도 16은 임계값 판정부(15d)의 동작에 관한 것으로 적분기(15c)로부터 임계값 판정부(15d)로 송신된 아날로그 신호의 파형의 일례를 도시한 것이다. 리셋신호가 8비트 카운터(15e)로부터 송신되기 직전에 임계값 판정부(15d)는 NRZ 포맷의 부호열을 검증부(16)부에 출력한다. 부호열에서는 적분기(15c)로부터의 신호전압이 양의 임계전압보다 클 때 부호가 "1"로 설정되고, 신호전압이 음의 임계전압보다 작을 때 "0"으로 설정된다. 적분기(15c)로부터의 신호저압이 양의 임계전압과 음의 임계전압 사이에 있으면 임계값 판정부(15d)는 그 상황을 나타내는 위반신호를 검증부(16)에 출력한다.

여기에서 상술한 임계값 전압은 만약 본 발명의 지터변조가 실행되었을 때에는 적분기(15c)의 출력전압값이 임계값 전압을 초과할 확률이 극히 높아지도록 설정되고 지터변조가 실행되지 않았을 때에는 낮아지도록 설정된다. 실질적으로 임계값 전압은 기록 중에 지터변조의 정도(위상 변조기(6)의 지연부(6a)에 의해 야기되는 각 지연의 양), 적분기(16c)에 입력되는 바이트수(256) 및 지터의 자연(랜덤)분포에서의 표준편차로부터 결정된다.

상술한 바와 같이 임계값 판정부(15d)로부터 출력되는 부호열은 의사난수의 각 256비트에 대하여 관측된 상관관계의 극성(양극 또는 음극)의 변화를 나타낸다. 극성의 변화는 의사난수 계열의 각 256비트 부분이 지터변조 중에 논리적으로 반전되는 지의 여부를 보여주는 비트스트링에 대응하는 정보이다.

검증부(16)는 동기검출기(15)로부터 송신된 부호열과 위반신호에 기초하여 현재 판독되고 있는 DVD(9)가 인증된 광디스크 기록장치(100)에 의해 데이터가 기록된 매체인지의 여부를 검증한다. 검증결과가 긍정이면 검증부(16)는 재생신호 처리부(13)에 DVD(9)의 재생을 허용하는 인에이블 신호를 출력한다.

도 17은 검증부(16)의 상세 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 검증부(16)는 비밀키 저장부(16a), 시프트 레지스터(16b), 일치판정부(16c) 및 출력 래치부(16d)를 포함한다.

비밀키 저장부(16a)는 광디스크 기록장치(100)의 비밀키 저장부(1c)의 비밀키와 동일한 56비트 비밀키를 미리 저장하기 위한 레지스터이다. 시프트 레지스터(16b)는 56로우를 포함하며, 동기 검출기(15)로부터의 부호열을 유지하고, 시프트 클록으로서 클록추출기(145)로부터의 리셋신호를 사용하여 부호열을 시프트한다.

일치판정부(16c)는 56비트 부호열이 시프트 레지스터(16b)에 입력된 직후에 부호열과 비밀키 저장부(16a)의 56비트 비밀키와 비교한다. 즉 일치판정부(16c)는 부호열이 비밀키와 완전히 일치하는지를 판정한다. 그리고 일치판정부(16c)는 비교결과를 출력 래치부(16d)에 출력한다.

출력 래치부(16d)는 동기검출기(15)로부터 위반신호를 받지 않을 때에만 재생신호 처리회로(16d)에 인에이블 신호를 출력하고, 부호열이 일치판정부(16c)로부 터의 비밀키와 완전히 일치함을 나타내는 비교결과를 수신한다. 즉 출력래치부(16d)는 (의사난수 발생기(17)로부터 동기검출기(15)로 송신된 의사난수 계열의 각 256비트 부분에 대하여) 256비트의 부분과 판독신호에 포함된 위상 오차신호 사이의 양의 상관관계 또는 음의 상관관계가 있고 상관관계의 극성의 변화가 비밀키 저장부(16a)의 56비트 비밀키와 일치하는 것으로 연속적으로 56회 확인되면 재생신호 처리회로(13)에 인에이블 신호를 출력한다.

만약 비밀키 판독동작이 실행된 후 검증부(16)가 인에이블 신호를 재생신호 처리회로(13)에 출력하면 DVD(9)가 인증된 광디스크 기록장치(100)에 의해 삽입된 매체인 것으로 판정된다. 따라서 재생신호 처리회로(13)는 재생채널(12)로부터의 판독신호를 복조하여 얻어지는 재생신호를 외부로 출력한다. 반면 검증부(16)가 재생신호 처리회로(13)에 인에이블신호를 출력하지 않으면 DVD(9)가 인증되지 않은 매체로 판정되므로 재생신호 처리회로(13)는 저작권 보호를 위해 재생신호를 외부에 출력하지 않는다.

이러한 방식으로 만약 DVD(9)가 비밀키를 포함하는 것으로 확인하지 않으면 DVD(9)로부터 기록데이터를 판독하는 것이 금지된다. 따라서 비록 비밀키를 포함하는 인증된 DVD의 콘텐츠를 복사하여 해적판 DVD가 제조된다 하더라도, 지터변조에 의해 원래의 DVD에 삽입된 비밀키까지도 해적판 DVD에 복사되지 않으면 해적판 DVD의 재생이 금지된다. 결국 DVD에 대한 저작권이 보호된다.

(제 2 실시예)

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기로 한다.

(광디스크 기록장치)

도 18은 제 2 실시예의 광디스크 기록장치(200)의 특징부의 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에서의 주신호 B, D, 및 E의 파형은 도 19의 타이밍도에 도시되어 있다. 도면에서 블록을 감싼 2중 사각형은 블록의 구성요소가 신뢰성 있게 장착된다는 것을 의미한다.

광디스크 기록장치(200)는 독특한 기능을 갖는 DVD-RAM 기록장치이다. 즉, 광디스크 기록장치(200)는 광디스크 트랙 상의 이산 된 기준위치에 기록마크를 형성함으로써 1차 디지털 정보를 기록할 뿐아니라 DVD(9)의 (내주 및 외주의 적어도 어느 하나를 향하여) 방사상으로 변위된 위치에 기록마크를 형성함으로써 1차 디지털 정보에 2차 디지털 정보로서 워터마크(watermark)(본 실시예에서는 56비트 비밀키) 등의 숨은 정보를 끼워 넣는다. 여기에서 방사상으로 변위된 위치에서의 기록마크의 형성을 "방사상 변조(radial modulation)"라 한다. 이와 같이 하기 위해 광디스크 기록장치(200)는 포매터(1), 의사난수 발생기(2), 타이밍 발생기(3), XOR 게이트(4), PE 변조기(5), 방사상 변조기(18), 트랙킹 액튜에이터(19), 기록채널(7), 및 기록헤드(8)를 포함한다.

여기에서 제 1 실시예의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 도 1과 동일한 참조번호를 부여한다. 따라서 제 2 실시예에 해당하는 것에 중점을 두고 설명하기로 한다.

방사상 변조기(18)는 PE 변조기(5)로부터의 PE 변조신호 E에 따라 고정된 미소량 만큼 DVD(9)의 외주 또는 내주를 향해 기록헤드(8)를 변위시키는 신호를 발생 한다. 즉, 방사상 변조기(18)는 방사상 변조를 실행한다. 방사상 변조기(18)는 신호를 트랙킹 액튜에이터(19)에 출력한다. 결국 채널신호 B와 동기하여 형성된 각 기록마크는 고정된 미소량 만큼 트랙의 중앙으로부터 내주 또는 외주(즉 내부 또는 외부)를 향해 변위된다.

여기에서 상술한 미소량이란 통상의 재생장치가 1차 디지털정보만이 기록된 통상의 DVD를 재생(푸시풀 재생을 실행)할 때 발생하는 방사상 오차(트랙중앙으로부터의 각 피트위치의 방사상의 편차)범위 내에 해당하도록 미리 설정된다. 보다 구체적으로 미소량은 λ/NA에 의해 결정되는 빔스폿의 2%정도의 값(예컨대 0.01㎛)으로 미리 설정된다. 여기에서 λ는 기록헤드(8)에 의해 조사되는 레이저빔의 파장(예를 들면, 0.65㎛)이고 NA는 렌즈의 개구수(예를 들면 0.6)이다.

방사상 변조기(18)는 PE 변조신호 E가 "1"이면 트랙의 중앙으로부터 미소량 내주를 향해 기록헤드(8)를 변위시키고, PE 변조신호 E가 "0"이면 외주를 향해 미소량 기록헤드(8)를 변위시킨다. 제 1 실시예의 위상변조기(6)가 기록마크의 길이를 결정하는 2에지의 위치를 시프트시키는 반면 제 2 실시예의 방사상 변조기(18)는 방사상 방향으로 기록마크의 위치(기록마크의 폭을 결정하는 2에지의 위치)를 시프트한다. 이러한 방식으로 2차 디지털 정보가 기록된다.

기록채널(7)은 위상 변조기(6)로부터의 채널신호 F의 변화에 동기하여 DVD(9) 상에 레이저빔의 조사(온/오프)를 제어하는 제어신호를 생성하여 기록헤드(8)에 출력한다. 기록헤드(8)는 기록채널(7)로부터의 제어신호와 트랙킹 액튜에이터(19)를 통해 방사상 변조기(18)로부터 송신된 구동신호에 따라 DVD(9)에 피트를 형성한다. 보다 구체적으로는 기록헤드(8)는 제어신호와 구동신호에 따라 회전 DVD의 표면에 빔스포트를 나선형으로 지향(레이저빔을 조사)시킨다. 레이저빔의 조사중에 기록헤드(8)는 방사상으로 미소량 변위된다.

이러한 방식으로 도 19에 도시된 바와 같이 광학적으로 판독가능한 피트(랜드 또는 홈)로 나타낸 변조된 기록마크 F가 DVD(9)에 형성된다. 도 19의 표준 기록마크 C와 변조된 기록마크 F를 비교하면 알 수 있는 바와 같이 광디스크 기록장치(200)에 의해 형성된 변조된 기록마크 F는 방사상으로 전체 또는 일부가 변위된 표준 기록마크 C와 동일하다.

도 20은 상술한 방식으로 피트(기록마크)가 형성된 DVD(9)의 기록층의 표면을 도시한 것이다. 비밀키 기록모드에 형성된 각 피트의 위치는 고정된 미소량에 대응하는 변위량만큼 비밀키 기록모드에 사용된 피트위치로부터 방사상(외주 또는 내주를 향하는 방향)으로 변위된다. 여기에서 상술한 바와 같이 미소량은 재생중에 발생하는 노이즈가 손실되도록 설정되며, 각 피트의 실제의 위치는 도 20에 도시된 바와 같이 그렇게 두드러지게 변위되지 않는다. 즉 도 19에 도시된 각 변조된 기록마크 F의 형상과, 방사상 오차신호 G의 파형 및 도 20에 도시된 각 피트의 형상 및 변위량은 예시의 목적을 위해 과장하여 도시하였다.

도 21은 상술한 비밀키 기록모드에 형성된 피트, 즉 지터변조의 결과로서 획득된 변조된 기록마크 G에 대해 관측된 지터의 분포를 도시한 그래프이다.

곡선 221은 PE 변조신호 E가 "0"일 때 형성되는 변조된 기록마크 F에 대해 관측되는 방사상 오차의 분포를 나타낸다. 이 도면에 도시된 바와 같이 곡선 221은 기록마크가 변위량만큼 내주를 향하여 변위되는 지점 X(L)에서 피크가 나타나는 가우스 곡선을 닮았다. 곡선 222는 PE 변조신호 E가 "1"일 때 형성되는 변조된 기록마크 G의 에지에서 관측되는 방사상 오차의 분포를 나타낸다. 이 도면에 도시된 바와 같이 곡선 222는 기록마크가 변위량만큼 외주를 향하여 변위되는 지점 X(H)에서 피크가 나타나는 가우스 곡선을 닮았다. 곡선 223은 곡선 221과 곡선 222를 결합하여 획득되는 방사상 오차분포를 나타낸다.

본 발명은 곡선 223으로 나타낸 방사상 오차분포가 비밀키를 기록하기 위해 사용되는 것과 동일한 의사난수 계열을 사용하여 동기검출을 실행함으로써 곡선 221과 222로 나타낸 분포로 분리될 수 있다는 원리에 기초한 것이다.

56비트 비밀키가 삽입된 광디스크 기록장치(100)가 들어가는 DVD(9)는 다음의 특징을 가지고 있다.

비밀키는 각 기록마크의 위치가 트랙방향(방사상)으로 미소량 변위된 방사상 변조를 실행함으로써 기록된다. 따라서 비밀키는 푸시풀 검출을 실행할 뿐인 통상의 재생장치에 의해 판독될 수 없고 노이즈 내에 숨겨진 정보를 판독할 수 없다.

결론적으로, 비록 상술한 방식으로 비밀키가 기록되는 DVD의 전체 콘텐츠가 통상의 재생장치에 의해 판독되고 다른 DVD에 기록된다고 할지라도 1차 디지털정보만이 복사되고 노이즈 내에 숨겨진 2차 디지털정보(비밀키)는 복사되지 않는다. 이로 인해 원래의 DVD와 적절한 인증없이 복제된 DVD가 구별될 수 있게된다. 결국 해적판 DVD에 의한 저작권 보호는 예컨대 비밀키를 포함하는 DVD만의 재생을 허용하는 기능을 제공함으로써 회피될 수 있다.

광디스크 기록장치(200)는 56비트 비밀키를 DVD에 그대로 기록하지는 않으나 비밀키의 1비트에 대응하는 난수열의 256비트 부분을 DVD에 기록한다. 즉 노이즈 내부에 숨겨진 정보는 비밀키의 비트열이 아니라 비밀키를 간접적으로 표시하는 난수열이다. 이로 인해 비밀키를 크랙하는 것이 어려워지고 비밀키의 신뢰성을 향상시킨다.

게다가 채널신호 B에 대응하는 기록마크에 방사상 변조를 실행하기 위해 광디스크 기록장치(200)는 난수열을 그대로 사용하지는 않으나 난수열을 PE 변조시킴으로써 얻어지는 PE 변조신호 E를 사용한다. 결국 기록마크를 내주를 향해 변위시키는 변조 (1)및 기록마크를 외주를 향해 변위시키는 변조 (0)은 각각의 1바이트 기록데이터(각 채널부호)에 대하여 동일한 확률로 실행된다. 보다 구체적으로 이들 변조중의 하나는 1바이트 기록데이터의 "0-180도" 위상범위에 대하여 실행되고 이들 변조의 나머지는 기록데이터의 "180-360도" 위상범위에 대하여 실행된다. 이로 인해 광디스크의 재생중에 푸시풀 검출이 안정하게 된다.

이들 변위가 동일한 확률로 실행되지 않는다면 푸시풀 신호(보통 트랙킹 서보 검출을 실행하기 위해 사용됨)에 대해 오프셋이 생성되어 서보가 트랙 중앙으로부터 떨어진 위치로 구동된다. 이로 인해 방사상 오차신호(트랙 중앙으로부터 방사상으로 각 기록마크 위치의 편차량을 나타내는 신호)의 진폭이 작아지고 방사상으로 변조된 성분을 검출하는 감도가 축소된다. 그러나 상술한 바와 같이 광디스크 기록장치(200)는 PE 변조신호 E를 사용하여 방사상 변조를 실행하므로 이러한 문제점은 본 실시예에서는 발생하지 않는다.

본 실시예에서 PE 변조기(5)는 방사상으로 각 기록마크의 변위를 발생시키기 위해 사용된다. 용어 "PE(Phase Encoding)"는 원래 지터 방향의 위상의 변위를 의미하고 지터방향에 수직인 방사상의 변위를 의미하지 않는다. 그러나 제 2 실시예에서 방사상의 변위는 제 1 실시예의 PE 변조기(5)와 동일한 구성을 갖는 회로에 의해 실행될 수 있다. 따라서 제 2 실시예는 제 1 실시예와 동일한 용어를 사용하여 설명한다.

또한 제 1 및 제 2 실시예에 기술된 바와 같이 본 발명의 광디스크 기록장치의 PE 변조신호는 "0"과 "1" 사이에서 변한다. 특히 PE 변조신호 "0"은 PE 변조가 실행되지 않는 상황, 즉 저작권을 보호하기 위한 정보가 포함되지 않은 상황을 의미하지는 않는다는 점을 주목하여야 한다. 저작권 보호정보를 포함하지 않는 트랙을 형성하기 위해서는 지터방향 또는 방사상으로 피트 에지가 변위되는 것을 방지할 필요가 있다. 이것은 이러한 트랙을 형성하기 위해서는 다른 값(예를 들면 "Z")이 필요하다는 것을 의미한다.

(광디스크 재생장치)

도 22는 본 발명의 광디스크 재생장치(210)의 특징부의 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에서 방사상 오차신호의 파형은 도 19의 타이밍도에 도시된 것과 개념적으로 동일하다. 그러나 상술한 바와 같이 방사상 오차신호 G는 노이즈 내에 숨겨져 도 19에 도시된 파형으로 명확하게 검출되지 않는다.

광디스크 재생장치(210)는 광디스크 기록장치(200)에 대응하는 DVD 재생장치이다. 즉, 광디스크 재생장치(210)는 DVD 상의 각 기록마크의 위치에 따라 1차 디지털 정보를 재생할 뿐만 아니라 1차 디지털 정보의 재생중에 관측된 방사상 오차신호의 노이즈 내에 숨겨진 2차 디지털 정보(비밀키)를 검출한다. 광디스크 재생장치(210)는 2차 디지털 정보의 검출결과에 따라 DVD 상의 저작권을 보호한다. 그렇게 하기 위해 광디스크 재생장치(210)는 재생헤드(11), 재생채널(12), 재생신호 처리회로(13), 클록 추출기(14), 동기 검출기(15), 검증부(16), 의사난수 발생기(17) 및 방사상 오차 검출기(20)를 포함한다.

재생헤드(11)는 광픽업이다. 즉, 재생헤드(11)는 회전하는 DVD(9)의 기록마크 상에 광빔을 응축 및 조사하고, 반사된 광으로부터 방사상 오차신호 G를 생성하여 방사상 오차검출기920)에 출력한다. 여기에서, 방사상 오차신호 G는 트랙의 중앙으로부터 방사상으로 각 변조된 기록마크 F의 변위량을 나타낸다.

도 23은 방사상 오차신호 G의 생성에 관련된 재생헤드(11)의 부분의 상세한 구성을 도시한 블록도이다. 재생헤드(11)에서 반도체 레이저(11a)로부터 방출된 광빔은 광학계(11b)에 의해 평행빔으로 변환되고 평행빔은 대물렌즈에 의해 응축되어 DVD(9)를 조사하는 광빔 스폿을 형성한다.

DVD(9)에 의해 방사상으로 반사 및 굴절되는 반사광은 대물렌즈(11d)에 의해 평행광으로 변환된다. 평행광은 광학계(11b)의 입사광으로부터 분리되어 2개의 분리된 광검출기(11e) 상에 조사되고 광검출기(11e)에 의해 2개의 전기신호로 변환된다. 이들 신호 중의 하나는 내주를 향해 변위된 각 변조 기록마크 F의 변위량을 나 타내고 나머지는 외주를 향해 변위된 각 변조된 기록마크 F의 변위량을 나타낸다. 이들 전기신호는 전기신호를 전기신호에 의해 나타나는 변위량 사이의 차를 보여주는 방사상 오차신호 G로 변환하는 미분 계산부(11f)로 입력된다. 이러한 방식으로 얻어진 방사상 오차신호 G는 방사상 오차 검출기(20)에 입력된다.

방사상 오차검출기(20)는 광디스크 기록장치(200)의 방사상 변조기(18)에 대응하는 복조기이다. 즉 방사상 오차검출기(20)는 재생채널(12)로부터의 디지털 판독신호를 동기신호로서 사용하여 재생헤드(11)로부터 송신된 방사상 오차신호를 복조함으로써 방사상 오차신호 내부 변위신호 H와 외부 변위신호 I를 생성한다. 방사상 오차검출기(20)는 이들 신호 H와 I를 동기 검출기(15)에 출력한다. 내부 변위신호 H는 변조된 기록마크 F의 위치가 트랙의 중앙으로부터 내주를 향해 변위됨을 나타내고 외부 변위신호 I는 변조된 기록마크 F가 트랙중앙으로부터 외주를 향해 변위됨을 나타낸다. 여기에서 만약 정상적으로 발생하는 노이즈(방사상 변조에 의해 야기되지 않는 방사상 에러)가 포함되지 않으면 내부 변위신호 H와 외부 변위신호 I는 도 19의 타이밍도에 도시된 파형을 갖는다. 즉 내부 변위신호 H는 내주를 향해 부분적으로 또는 완전히 변위되는 변조된 기록마크의 변위부분을 보여주는 논리신호이다. 또한 외부 변위신호 H는 외주를 향해 부분적으로 또는 완전히 변위되는 변조된 기록마크의 변위부분을 나타내는 논리신호이다.

도 24는 방사상 오차 검출기(20)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 방사상 오차 검출기(20)는 저역필터(LPF)(20a), 2개의 비교기(20b, 20c), 2개의 출력게이트(20d, 20e) 및 직류성분 추출부(20f)를 포함한다.

직류성분 추출부(20f)는 재생헤드(11)로부터 송신된 방사상 오차신호 G로부터 트랙 중앙을 나타내는 직류성분을 추출하고 추출된 직류성분에 따라 2개의 참조전압(±V)을 생성한다. 이들 참조전압은 비교기(20b, 20c)에 입력되는 비교 참조전압을 생성하기 위해 사용된다.

저역필터(20a)는 재생헤드(11)로부터 송신된 방사상 오차신호 G에 포함된 고주파 노이즈를 제거하고 고주파 노이즈가 제거된 방사상 오차신호를 비교기(20b, 20c)로 송신한다. 비교기(20b, 20c)는 방사상 오차신호가 양과 음의 비교 참조전압 사이의 범위 밖의 진폭을 갖는지의 여부를 판정한다. 비교 기준전압은 변조된 각 기록마크 F의 위치가 트랙의 중앙으로부터 내주 또는 외주를 향해 충분히 변위되었는지의 여부를 판정하는 임계값이다. 예컨대 비교 참조전압은 트랙의 중앙으로부터 ±0.005㎛만큼 변위된 위치에 대응하도록 설정된다. 결국 상술한 트랙의 중앙으로부터 미소량(±0.01㎛)의 기록마크의 변위가 검출될 수 있다.

출력게이트(20d, 20e)는 재생채널(12)이 변조된 기록마크 F를 검출하는 동안 비교기(20b, 20c)로부터의 출력을 각각 통과시킨다.

광디스크 재생장치(210)의 클록추출기(14)는 재생채널(12)로부터의 판독신호에 따라 2종류의 클록을 추출한다. 보다 구체적으로 클록추출기(14)는 채널부호를 구성하는 각 비트와 동기되는 채널비트 클록을 추출하고 판독신호에 기록데이터의 각 바이트와 동기하는 바이트 클록을 추출한다. 클록추출기(14)는 채널비트 클록을 재생신호 처리회로(13)에 출력하고 바이트 클록을 재생신호 처리회로(13), 동기 검출기(15), 및 의사난수 발생기(17)에 출력한다.

재생신호 처리회로(13), 의사난수 발생기(17), 동기 검출기(15) 및 검증부(16)는 제 1 실시예와 동일한 기능을 갖는다. 동기 검출기(15)는 (i)의사난수 발생기(17)로부터의 의사난수 계열과 (ii)방사상 오차 검출기(20)로부터 출력된 내부변위신호 H와 외부 변위신호 I 사이의 상관관계를 검출하는 회로이다. 동기 검출기(15)는 각각의 1비트 난수에 대해 검출된 상관관계(양의 상관관계, 음의 상관관계, 또는 무관계)를 검증부(16)에 알려준다.

제 1 실시예에서 위상변조가 실행되고 2차 디지털정보(키정보)는 트랙방향으로 기록마크의 에지를 변위시킴으로써 삽입된다. 반면 제 2 실시예에서는 방사상 변조가 실행되고 제 2 디지털정보가 방사상 방향으로 기록마크의 위치를 변위함으로써 삽입된다. 제 1 실시예의 위상오차신호(진상신호 및 지상신호)는 제 2 실시예의 방사상 오차신호(내부 변위신호 및 외부 변위신호)와 동일하기 때문에 제 1 실시예와 동일한 저작권 보호시스템이 제 2 실시예에서 달성될 수 있다.

제 2 실시예의 이점은 제 1 실시예와 거의 동일한 효과가 제 1 실시예보다 느린 회로를 사용하여 저가로 달성될 수 있다는 점이다. 지터의 변화를 검출하는 위상 오차신호 분리기(14f)등의 제 1 실시예에서 사용된 회로의 동작으로부터 알 수 있는 바와 같이 이들 회로는 채널 클록속도 정도의 속도로 또한 시간축의 방향에서는 고정밀도로 동작할 필요가 있다.

반면 제 2 실시예의 미분 계산부(11f)와 방사상 오차 검출기(20)는 단순히 미분 증폭기의 변화에 불과하므로 이들 회로에 대해서는 변조된 기록마크 F의 발생정도에 대응하는 속도, 즉 채널신호의 속도로 동작하면 충분하다.

본 발명의 지터변조 및 방사상 변조와 관련된 기록매체, 기록장치, 및 재생장치에 제 1 및 제 2 실시예를 들어 상술하였으나 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

제 1 및 제 2 실시예에서, 하나의 56비트 비밀키에 응답하여 논리적으로 반전된 256 ×56비트의 의사난수는 56연속 바이트의 기록데이터에 삽입된다. 그러나 2이상의 초기값으로부터 시작하는 복수의 의사난수 계열은 특정영역의 기록데이터 또는 ECC블록, 섹터 및 프레임 등의 물리적 기록구조에 관련된 다수의 바이트의 기록데이터를 위해 생성되어 복수의 영역에 삽입될 수 있다.

제 1 및 제 2 실시예에서 위상 오차신호와 의사난수 계열 사이의 양 또는 음의 상관관계가 있음을 56회 계속해서 확인하면 DVD(9)가 인증된 것으로 결정된다. 그러나 DVD(9)의 신뢰성은 위상 오차신호와 256 ×56 비트의 의사난수 계열 사이에 50개의 상관관계가 존재하는지를 검사함으로써 검증될 수 있다. 도 9 및 도 21에 도시된 바와 같이, 지터와 방사상 오차의 분포는 어느 정도의 변화를 포함한다. 그러므로, 상관관계 판정이 실행되는 것에 의해 펄스의 수와 변위량에 따라 어느 정도의 변화를 갖는 판정기준에 따라 상당한 상관관계가 존재하는지의 여부를 판정하는 것이 더욱 적절하다.

제 1 및 제 2 실시예에서 1차 디지털정보의 재생은 만약 동기검출기로부터 출력된 부호열과 비밀키 사이의 일치도가 소정의 임계값을 초과하지 않으면 금지된다. 그러나 이 동작은 비밀키 없이 실행될 수 있다. 만약 동기검출기에 의해 적분된 위상 오차신호나 변위신호가 임계값을 초과하면 강한 상관관계가 있고 재생이 허용되는 것으로 결정된다. 이 경우에 장치의 구성은 본 발명의 효과를 손상시키지 않고 단순화시킬 수 있다.

제 1 및 제 2 실시예에서, 위상오차신호 또는 변위신호의 동기검출 중에 아날로그 형성의 펄스영역을 적분함으로써 상관관계가 존재하는지를 판정한다. 그러나 회로구성을 단순화하기 위해 펄스의 수가 가산되거나 감산될 수 있고 계산결과는 디지털 형태로 계수된다.

제 1 및 제 2 실시예에서 지터변조와 방사상 변조는 DVD(9)의 사용자 정보영역(9a)에 기록될 기록데이터에 대해 실행된다. 그러나 이들 변조는 제어정보영역(9b)에 저장될 비밀키에 형성될 수 있다. 따라서 본 발명의 변조는 종래의 콘텐츠 암호화방법과 조합하여 사용될 수 있다. 예컨대 제어정보 영역(9b)에 디스크키나 타이틀키를 기록하는 동안에 지터변조나 방사상 변조가 실행된다. 이 경우에 해적판과 같은 비인증 복사가 방지될 수 있어 콘텐츠 암호화방법으로 기록된 콘텐츠(디지털 정보)를 변경시키지 않고 보다 신뢰성 있게 저작권이 보호될 수 있다.

제 1 및 제 2 실시예에서, 광디스크 재생장치는 비밀키가 DVD(9)에 삽입되었음을 확인하는 경우에만 복조후 얻어지는 재생신호를 출력한다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 예컨대 DVD(9)의 신뢰성이 검증될 수 없으면 DVD(9)의 특정영역에 기록된 타이틀만의 재생이 허용될 수 있다.

제 1 및 제 2 실시예에서, 2차 디지털정보로서 사용되는 비밀키는 광디스크 기록장치와 광디스크 재생장치의 각각에 미리 저장된다. 이들 장치는 미리 저장된 비밀키가 사용자의 지정을 수신하거나 외부장치와 신뢰성 있는 통신을 수행함으로써 변경될 수 있도록 수정될 수 있다.

제 1 및 제 2 실시예에서, 본 발명의 지터변조는 2차 디지털정보를 숨은 정보로서 광디스크에 삽입하기 위해 사용된다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에 제한되는 것은 아니며 본 발명의 변조는 암호화를 제외한 다른 목적을 위해 사용될 수 있다. 예컨대 지터변조는 오디오 정보(2차 디지털 정보에 대응)를 화상정보(1차 디지털정보에 대응)와 함께 기록매체에 기입하기 위해 사용될 수 있다. 즉 본 발명은 재생중에 정보가 분리되도록 하는 방식으로 다양한 종류의 디지털정보를 단일 기록매체에 기록함으로써 기록밀도를 증가시키기 위해 사용될 수 있다.

제 2 실시예에서, 트랙킹 액튜에이터(19)는 방사상 변조를 실행하기 위해 사용된다. 그러나 AO(Acoustic Optical) 편향소자가 레이저빔을 방사상, 즉 내주 또는 외주 방향으로 미소량 편향시키기 위해 대신 사용될 수 있다.

(제 3 실시예)

이하 본 발명의 제 3 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 25는 본 실시예의 광디스크(311)에 기록되는 데이터의 구조를 도시한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 저작권 보호정보(312)는 광디스크(311)에 기록된다. 이 정보(312)는 기준클록에 대한 위상변조를 국부적으로 실행하고 위상변조된 클록을 참조로 피트와 랜드를 형성함으로써 기록된다. 즉 광디스크(311)에 기록된 일부 데이터열은 적절하게 참조 채널클록과 동기하지 않는다. 따라서 이들 데이터열의 위상은 기준클록으로부터 벗어나고 대량의 지터가 재생중에 데이터열에 대해 검출된다.

본 실시예는 2차 디지털정보(저작권보호 정보(312))가 재생중에 발생하는 지터의 양의 변위량만큼의 위상을 국부적으로 변위시켜 삽입된다는 점에서 제 1 실시에와 비슷하다. 그러나 제 3 실시예는 변위량이 노이즈의 양만큼 작지 않다는 점에서 제 2 실시예와 다르다.

도 25에서 영역 A는 정상 기준클록을 참조하여 데이터가 기록되는 영역을 나타내는 반면, 영역 B는 위상변조 클록을 참조하여 데이터가 기록되는 영역을 나타낸다. 도 26은 영역 A와 B의 확대도이다.

도 26은 3T 단일신호가 영역 A 및 B에 형성된 피트(321)에 기록되는 경우를 보여준다. 도 26에서, 수직의 점선은 참조 채널 클록 타이밍을 나타낸다. 영역 A에서의 피트는 기준클록의 타이밍에서 형성되므로 피트와 랜드의 시작과 끝은 채널 클록 타이밍과 동기된다. 반면 영역 B의 피트는 위상변조된 클록의 타이밍에서 형성되므로 (1)피트와 랜드의 시작과 끝 및 (2)채널클록의 상승에지와 하강에지 사이에 국부적으로 존재한다.

본 실시예에서는 다양한 위상 변조방법이 사용될 수 있다. 예컨대 도 26에 도시된 바와 같이 위상은 양 에지를 좌측으로 시프트하는 시프트 "a"와, 양 에지를 외부로 시프트하는 시프트 "b"와, 양 에지를 내부로 시프트하는 시프트 "c"와, 양 에지를 우측으로 시프트하는 시프트 "d"를 주기적으로 실행함으로써 소정량만큼 시프트될 수 있다. 또한 위상은 위상변조된 클록의 위상 시프트에 응답하여 시프트될 수 있다. 예컨대 어느 하나의 에지를 우측으로 시프트하는 시프트와 좌측으로 시프 트하는 시프트가 실행될 수 있다. 더욱이 클록신호는 소정의 편차에 의해 조정된 랜덤 노이즈를 사용하여 위상변조될 수 있다. 영역 B의 에지를 시프트하기 위해 어느 방법이 사용되더라도 영역 B에서 관측되는 지터의 양은 증가한다. 따라서 저작권보호정보는 지터량의 변화를 사용하여 설명될 수 있다.

도 27은 지터량의 변화에 따라 저작권 보호정보를 검출하는 식별정보 검출부를 포함하는 광디스크 장치의 블록도이다. 재생신호 HF는 재생헤드에 의해 광디스크로부터 판독되고 비교기(331)로 전송된다. 비교기(31)는 재생신호 HF를 2진수화하여 2진수화된 신호 PSG를 PLL(Phased-Locked Loop)에 공급한다. PLL회로(332)는 시스템 기준클록과 재생클록 CK를 생성한다. 플립플롭(334)은 재생클록 CK를 참조하여 2진화된 신호 PSG를 동기한다. 이러한 방식으로 재생신호 DAT가 생성된다.

재생신호 HF의 예시적인 아이 패턴(eye pattern)이 도 28에 도시되어 있다. 참조 클록 타이밍에서 데이터가 기록되는 도 25에 도시된 영역 A로부터 얻어지는 재생신호는 재생채널의 노이즈와 파형의 왜곡에 의해 야기되는 지터의 미소량을 포함하는 아이패턴을 갖는다. 반면 위상변조된 참조 클록타이밍에서 데이터가 기록되는 도 25에 도시된 영역 B로부터 취득된 재생신호는 아이 위상이 부분적으로 시프트되는 곳에 아이패턴을 갖는다. 따라서 영역 B로부터 재생신호에 대해 관측된 지터량이 영역 A로부터 재생신호에 대해 관측된 지터량보다 크다.

PLL회로(332)는 위상 비교기(332a), 저역필터(332b) 및 VCO(전압제어 발진기)(332c)를 포함한다. 위상비교기(332a)는 VCO(332c)로부터 송신된 재생클록 CK의 위상과 재생신호 HF의 위상을 비교하여 그 비교결과를 출력한다. 저역필터(332b)는 비교결과의 고주파 성분을 절단하여 위상오차 신호를 생성한다. VCO(332c)는 위상 오차신호에 따라 재생클록 CK을 생성한다.

여기에서 PLL회로(332)에 의해 생성되는 클록 CK가 국부적으로 위상변조된 클록에 뒤따르지 않는다는 것을 보증하기 위해서는 기록 중에 위상변조에 의해 야기되는 각 위상시프트가 PLL회로(332)의 동기주파수 대역을 초과할 필요가 있다. 또한 위상이 시프트될 필요가 있기 때문에 동기주파수 대역 외부의 위상오차의 평균값은 "0"으로 된다. 즉 위상변조 중에 기록장치는 도 26에 도시된 에지시프트 패턴을 조합하여야만 하므로 각 위상시프트는 동기 주파수대역을 초과하고 동기 주파수 대역의 외부의 위상오차의 평균값은 "0"으로 된다. 이 경우에 위상 비교기(332a)로부터 출력된 신호에 포함된 모든 고주파 성분은 LPF(332B)에 의해 제거되므로 VCO(332c)에 입력되는 신호는 도 28에 도시된 바와 같이 평탄형의 파형을 갖는다.

결국 PLL회로(332)는 위상변조된 클록에 후속하지 않고 정상적인 기준클록과 동기하여 대기한다. 따라서 위상오차(지터)는 위상변조가 실행되는 영역으로부터 취득되는 신호의 클록과 에지 사이에서 발생한다. 진폭 검출기(333)는 위상 비교기(332a)로부터 출력되는 신호의 진폭, 즉 저역필터(332b)에 입력되는 위상오차신호의 진폭에 대응하는 신호를 생성한다. 도 28은 재생신호 HF에 대응하는 재생신호 지터 검출신호 JT의 파형을 도시한다. 저작권 보호정보는 지터검출 신호의 변화에 따라 검출될 수 있다.

이하 디스크가 합법적으로 제조되었는지의 여부를 판정하기 위해 제 3 실시예를 사용하는 방법 중의 하나를 설명하기로 한다. 제조 중에 지터에 삽입된 저작권보호정보에 유일하게 대응하는 키정보(키워드)가 디스크의 정보영역에 통상의 2진정보로서 기입된다. 재생 중에 재생데이터로부터 취득된 키워드는 지터량의 변화에 따라 검출된 식별정보와 비교되고 키워드와 식별정보 사이에 상관관계가 있으면 디스크가 적법하게 제조된 것으로 판정한다.

제 3 실시예의 광디스크(311)의 정상적인 재생작업 중에 비교기(331)에 의해 2진화된 신호 PSG는 PLL회로(332)에 의해 생성된 재생클록 CK의 타이밍에서 출력된다.

도 29는 도 27의 광디스크장치의 동작을 도시한 타이밍도이다. 재생신호 HF는 부분적으로 위상시프트(지터)를 포함하므로 2진화된 신호 PSG 또한 지터를 포함한다. 상술한 바와 같이 PLL회로(332)는 위상시프트를 추종하지 않으므로 위상 시프트를 포함하지 않는 재생클록 CK를 생성한다. 저작권 보호정보를 포함하는 지터가 제거된 재생신호 DAT는 재생클록 CK의 시간에서 플립플롭(334)을 사용하여 비교기(331)로부터 출력된 2진화된 신호 PSG를 래치함으로써 생성된다.

이하에서는 도 30에 도시된 장치를 사용하여 디스크의 불법적인 복사가 실행되는 경우에 대해 설명하기로 한다. 우선, 원래의 광디스크(361)에 사용되는 스핀들모터의 회전은 원래의 디스크(361)의 콘텐츠가 복사될 다른 광디스크(362)에 사용되는 스핀들모터의 회전과 완전히 동기하게 된다. 데이터는 재생헤드(363)를 사용하여 원래의 광디스크(361)로부터 판독되고 판독데이터는 재생 증폭기(364)와 비 교기(365)에 전달된다. 플립플롭(367)은 PLL회로(366)에 의해 생성된 재생클록의 타이밍에서 판독데이터를 동기화하고 동기화된 데이터를 광변조기(368)를 통해 기록헤드(369)에 출력한다. 동기화된 데이터는 기록헤드(369)에 의해 광디스크(362)에 기입된다. 이러한 방식으로 종래의 기술에 의해 디지털화된 콘텐츠가 기록되는 광디스크는 도 30의 장치를 사용하여 용이하게 다른 광디스크에 복사된다.

그러나 제 3 실시예의 광디스크와 광디스크장치에 의해 플립플롭(367)의 동기동작 중에 지터를 사용하는 것으로 설명된 저작권보호 정보는 단순히 재생신호를 복사하는 것만으로는 복사될 수 없다. 이로 인해 원래의 광디스크와 불법적으로 복제된 광디스크를 구별하는 것이 가능해진다.

광디스크의 불법적인 복제는 PLL회로(366)와 플립플롭(367)을 바이패스하고 비교기(365)로부터 출력된 신호를 직접 기록함으로써 실행될 수 있다. 이 경우에 기록된 신호는 지터 내에 감추어진 정보를 포함한다. 그러나 재생신호는 이 경우에 동기되어 있지 않기 때문에 신호재생 중에 발생하는 노이즈 지터 또한 그대로 기록되지 않는다. 이것은 이러한 방식으로 복제된 광디스크로부터 판독된 재생신호의 SN(signal-to-noise : 신호 대 노이즈)비가 강하하고, 광디스크 재생중의 오차의 빈도가 증가한다는 것을 의미한다. 특히 오차는 지터가 의도적으로 기록된 상술한 영역 B와 같은 디스크 영역으로부터 판독된 재생신호에서 종종 발생한다. 그 이유는 이러한 영역으로부터 취득된 재생신호가 대량의 지터를 포함하기 때문이다.

상술한 구성으로 저작권보호 정보는 클록에 대해 부분적으로 위상변조를 실행함으로써 기록된다. 따라서 저작권보호 정보는 광디스크의 정상적인 재생 중에 재생품질에 영향을 미치지 않고 기록된다. 비록 제 3 실시예의 광디스크가 불법적으로 복제되었지만 복제된 디스크의 콘텐츠는 저작권보호 정보를 결여하고 있다. 이로 인해 광디스크의 불법적인 복제가 매우 어렵다. 본 실시예에서는 광디스크 장치가 PLL로부터 위상 오차신호의 진폭을 검출함으로써 저작권보호 정보를 용이하게 검출할 수 있다.

제 3 실시예에서 위상변조는 저작권보호 정보를 기록하기 위해 클록신호에 대해 실행된다. 그러나 도 26의 하위레벨에 도시된 피트와 같은 지터를 포함하는 피트가 형성되는 한 다른 방법이 사용될 수도 있다. 예컨대 기록정보의 비트스트림의 상승에지와 하강에지는 광디스크의 재생 중에 다양한 지연량만큼 직접 시프트될 수 있다. 이러한 경우라 하더라도 본 발명의 목적은 달성된다.

부가된 각 위상오차의 크기는 재생신호에 오차의 빈도가 증가하지 않고 충분한 검출감도가 보증되도록 설정되는 것이 바람직하다. 따라서 1클록사이클의 약 1/8-1/4의 위상 오차량을 설정하는 것이 적당하다.

비교기(331)의 기능은 제 3 실시예에서 특정되지 않는다. 그러나 본 발명의 목적을 달성하기 위해 비교기(331)는 국부적인 위상변화에 의해 야기되는 재생신호 레벨의 변화를 추종해서는 안된다. 도 26의 하위레벨에 도시된 시프트 "b"와 "c"가 실행되는 경우에 재생신호의 중심은 순간적으로 상승하거나 하강한다. 만약 비교기(331)가 자동으로 재생신호 레벨의 변화에 따르게 되면 2진화된 신호 PSG의 지터는 감소하여 저작권보호 정보에 대한 감도가 더 낮아진다. 따라서 비교기(331)는 PLL회로(332)와 같거나 낮은 동기주파수 대역을 갖는 것이 바람직하다.

제 1 내지 제 3 실시예는 DVD-ROM에 기초한 것이다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에만 국한되는 것은 아니며 CD-ROM 및 DVD-RAM 등의 다른 기록매체에 적용될 수도 있다. 또한 피트에 데이터를 기록하는 기록매체와 달리 본 발명은 (피트에 대응하는)기록마크의 위치가 지터변조 또는 방사상 변조에 의해 변위될 수 있는 한 데이터를 기록하기 위해 자화 및 위상변경을 사용하는 기록매체에 적용될 수 있다.

제 1 실시예는 지터변조만을 사용하는 저작권보호 시스템에 관한 것이고, 제 2 실시예는 방사상 변조만을 사용하는 저작권보호 시스템에 관한 것이며, 제 3 실시예는 노이즈 범위에 한정되는 않는 위상변조만을 사용하는 저작권보호 시스템에 관한 것이다. 높은 기록밀도로 광디스크에 매우 긴 2차 디지털 정보를 기록함으로써 높은 보안레벨을 달성하는 저작권 보호시스템은 이들 변조를 조합함으로써 달성될 수 있다.

상술한 본 발명의 구성에 의하면 2차 디지털정보가 1차 디지털정보에 삽입되므로 2차 디지털정보의 판독이 어려워진다. 따라서 비록 광디스크상의 정보가 피트의 존재 여부에 따라 다른 광디스크에 복사된다 하더라도 2차 디지털정보는 복사될 수 없다. 이로 인해 원래의 광디스크와 복제된 광디스크가 구별될 수 있고 광디스크의 디지털 콘텐츠를 불법적으로 복사하는 저작권 침해행위가 방지될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

1차 디지털정보와 2차 디지털정보가 기록되는 광디스크로서,

상기 1차 디지털정보는 트랙 상의 이산(discrete) 된 기준위치에 형성된 피트(pit)에 의해 기록되고,

상기 2차 디지털정보는 피트의 위치가 대응하는 기준위치로부터 일정 미소량만큼 변위하고 있는가 여부에 의해서 기록되는 것을 특징으로 하는 광디스크

제 1 항에 있어서,

상기 미소량은 상기 1차 디지털정보만 기록되는 광디스크 상의 피트가 재생 중에 대응하는 기준위치로부터 벗어나는 범위 이내인 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 2 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보는, 트랙방향으로 상기 일정 피트의 길이를 결정하는 에지들이, 상기 1차 디지털정보만을 기록하기 위해 형성되는 경우의 대응위치로부터 그 위상이 미소량 전진하는 위치와 지연되는 위치에 상기 일정 피트가 형성되는 위상변조에 의해 기록되며,

각각의 미소량은 일정하고, 재생 중에 상기 1차 디지털정보만이 기록되는 광디스크 상의 피트에 대해 관측된 지터의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 3 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보는 상기 광디스크의 일정 영역에 기록되며,

상기 일정 영역 내에는 위상이 전진된 위치에 형성되는 에지의 총 수가 위상이 지연된 위치에 형성되는 에지의 총 수와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 4 항에 있어서,

상기 일정 영역 내에서는 상기 1차 디지털정보의 각 단위부호에 대하여 동일한 확률로 진상변조 및 지상변조가 실행되는 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 2 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보는 방사상 방향의 내측 또는 외측으로 트랙중앙으로부터 미소량 변위된 위치에 각각의 일정 피트가 형성되는 방사상 변조에 의해 기록되며,

각각의 미소량은 일정하고, 재생 중에 상기 1차 디지털정보만이 기록되는 광디스크 상의 피트에 대해 관측된 상기 방사상 방향의 위치오차의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 6 항에 있어서,

상기 일정 영역 내에는 내측으로 변위된 위치에 형성된 피트의 총 수가 외측으로 변위된 위치에 형성된 피트의 총 수와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 7 항에 있어서,

상기 일정 영역 내에서는 상기 1차 디지털정보의 각 단위부호에 대하여 동일한 확률로 피트를 내측으로 변위시키는 변조와 피트를 외측으로 변위시키는 변조가 실행되는 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 1 항에 있어서,

상기 1차 디지털정보는 미리 결정된 기준클록과 동기하여 형성되는 정보피트열이고,

상기 2차 디지털정보는 상기 미리 결정된 기준클록에 위상오차를 국부적으로 가산하여 형성된 피트열로 나타낸 저작권보호 정보인 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 9 항에 있어서,

상기 피트열의 재생 중에 상기 2차 디지털정보가 지터로서 검출되도록 상기 2차 디지털 정보에 대하여 위상변조가 실행되는 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 9 항에 있어서,

상기 위상오차의 변화범위는 PLL의 동기주파수 대역을 실질적으로 초과하는 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 9 항에 있어서,

상기 위상오차로 나타낸 위상시프트의 평균값은 0인 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 9 항에 있어서,

상기 위상오차는 동일한 방향으로 동일한 양만큼 피트의 시작과 끝을 시프팅하는 시프트와 반대방향으로 동일한 양만큼 피트의 시작과 끝을 시프팅하는 시프트를 순차적으로 실행함으로써 발생하는 것을 특징으로 하는 광디스크.

제 9 항에 있어서,

2차 디지털정보를 1차 디지털정보에 삽입함으로써 광디스크에 1차 디지털정보와 2차 디지털정보를 기록하는 기록장치로서,

상기 기록장치는,

상기 광디스크의 트랙 상의 이산 된 기준위치에 피트를 형성하여 상기 1차 디지털정보를 기록하는 1차 디지털 정보 기록수단과,

피트의 위치를 대응하는 기준위치로부터 미소량 만큼 변위시켜서 상기 2차 디지털정보를 기록하는 2차 디지털정보 기록수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 15 항에 있어서,

상기 미소량은 상기 1차 디지털정보가 기록되는 광디스크 상의 피트가 재생 중에 대응하는 기준위치로부터 벗어나는 범위 이내인 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 16 항에 있어서,

각각의 미소량은 일정하고, 재생 중에 상기 1차 디지털정보만이 기록되는 광디스크 상의 피트에 대해 관측된 지터의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 17 항에 있어서,

상기 일정영역 내에는 위상이 전진된 위치에 형성되는 에지의 총 수가 위상이 지연된 위치에 형성되는 에지의 총 수와 동일하게 되도록 상기 2차 디지털정보 기록수단이 상기 위상변조를 실행하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 18 항에 있어서,

상기 일정영역 내에서는 상기 2차 디지털정보 기록수단이 상기 1차 디지털정보의 각 단위부호에 대하여 동일한 확률로 진상변조 및 지상변조를 실행하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 19 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 기록수단은,

상기 2차 디지털정보에 따라 상기 1차 디지털정보가 기록될 부분의 각 채널부호의 중앙에서 논리적으로 반전하는 PE(Phase Encoding) 변조신호를 생성하는 PE 변조부와,

상기 PE 변조신호가 제 1 상태를 나타내는 동안에는 채널신호 내의 일정 에지의 위상을 미소량 전진시키고 상기 PE 변조신호가 제 2 상태를 나타내는 동안에는 상기 채널신호 내의 일정 에지의 위상을 미소량 지연시켜 변조된 채널신호를 생성하며, 상기 채널신호의 각 에지의 쌍은 상기 1차 디지털정보의 1피트의 위치를 나타내는 위상변조부와,

상기 변조된 채널신호에 따라 상기 광디스크 상에 상기 일정 피트를 형성하는 기입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 16 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 기록수단은 방사상 방향의 내측 또는 외측으로 트랙중앙으로부터 미소량 변위된 위치에 각각의 일정 피트가 형성되는 방사상 변조에 의해 기록되며,

각각의 미소량은 일정하고, 재생 중에 상기 1차 디지털정보만이 기록되는 광디스크 상의 피트에 대해 관측된 상기 방사상 방향의 위치오차의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 21 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보는 상기 광디스크의 일정영역에 기록되며,

상기 일정영역 내에는 내측으로 변위된 위치에 형성된 피트의 총 수가 외측으로 변위된 위치에 형성된 피트의 총 수와 실질적으로 동일하게 되도록 상기 2차 디지털정보 기록수단이 상기 방사상 변조를 실행하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 22 항에 있어서,

상기 일정영역 내에서는 상기 2차 디지털정보 기록수단이 상기 1차 디지털정보의 각 단위 부호에 대하여 동일한 확률로 피트를 내측으로 변위시키는 변조와 피트를 외측으로 변위시키는 변조를 실행하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 23 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 기록수단은,

상기 PE 변조신호가 제 1 상태를 나타내는 동안에는 피트를 형성하는 빔스폿의 위치를 트랙 중앙으로부터 미소량 내측으로 변위시키는 신호를 생성하고, 상기 PE 변조신호가 제 2 상태를 나타내는 동안에는 상기 빔스폿의 위치를 상기 트랙 중앙으로부터 미소량 외측으로 변위시키는 신호를 생성하는 방사상 변조부와,

상기 방사상 변조부에 의해 생성된 신호에 따라 상기 빔스폿의 위치를 변위시키는 빔편향부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 21 항 또는 제 24 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 기록수단은,

난수열을 생성하는 난수발생부와,

상기 2차 디지털정보에 따라 난수열을 논리적으로 변환하는 논리변환부를 추가로 포함하고,

상기 PE 변조부는 상기 논리적으로 변환된 난수열에 따라 PE 변조신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

제 25 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 기록수단은 상기 2차 디지털정보를 비밀리에 유지하기 위한 2차 디지털정보 유지부를 포함하고,

상기 논리변환부는 상기 2차 디지털정보 기록부의 2차 디지털정보를 구성하는 각 비트의 값을 순차적으로 배타적 논리합 연산하고, 각각의 부분은 일정한 길이의 난수열을 구비하는 것을 특징으로 하는 기록장치.

2차 디지털정보를 1차 디지털정보에 삽입함으로써 광디스크에 1차 디지털정보와 2차 디지털정보를 기록하는 기록방법으로서,

상기 광디스크의 트랙 상의 이산 된 기준위치에 피트를 형성하여 상기 1차 디지털정보를 기록하는 1차 디지털 정보 기록단계와,

피트의 위치를 대응하는 기준위치로부터 미소량 변위시켜서 상기 2차 디지털정보를 기록하는 2차 디지털정보 기록단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록방법.

제 27 항에 있어서,

상기 미소량은 상기 1차 디지털정보가 기록되는 광디스크 상의 피트가 재생 중에 대응하는 기준위치로부터 벗어나는 범위 이내에 있는 것을 특징으로 하는 기록방법.

제 28 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 기록단계에서, 상기 2차 디지털정보는, 트랙방향으로 상기 일정 피트의 길이를 결정하는 에지들이 상기 1차 디지털정보만을 기록하기 위해 형성되는 경우의 대응위치로부터 그 위상이 미소량 전진하는 위치와 지연되는 위치에 상기 일정 피트가 형성되는 위상변조에 의해 기록되며,

각각의 미소량은 일정하고, 재생 중에 상기 1차 디지털정보만이 기록되는 광디스크 상의 피트에 대해 관측된 지터의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 기록방법.

제 28 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 기록단계에서 상기 2차 디지털정보는 각각의 일정 피트가 방사상 방향으로 트랙의 중앙으로부터 내측 또는 외측으로 미소량 변위되는 위치에 형성되는 위상변조에 의해 기록되며,

각각의 미소량은 일정하고, 재생 중에 상기 1차 디지털정보만이 기록되는 광디스크 상의 피트에 대해 관측된 상기 방사상 방향의 위치오차의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 기록방법.

1차 디지털정보와 2차 디지털정보를 기록하는 광디스크용 재생장치에 있어서,

상기 광디스크 트랙 상의 이산 된 기준위치에 형성된 피트를 검출함으로써 상기 1차 디지털정보를 재생하는 1차 디지털정보 재생수단과,

상기 검출된 피트 열에 대응하는 채널신호로부터 상기 기준위치와 동기된 채널비트 클록을 추출하는 클록추출수단과,

상기 채널신호와 채널비트 클록 사이의 위상차에 따라 상기 2차 디지털 정보를 추출하는 2차 디지털정보 추출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 31 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 추출수단은,

데이터열을 미리 저장하는 데이터열 사전저장부와,

상기 데이터열과 위상차 사이의 상관관계를 검출하고, 그 상관관계에 따라 상기 2차 디지털정보를 추출하는 상관관계 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 32 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 추출수단은 상기 위상차에 따라 진상신호와 지상신호를 생성하는 위상 분리부를 포함하고, 상기 진상신호는 상기 채널비트 클록으로부터 전진된 상기 채널신호의 각 위상의 전진량을 나타내고, 상기 지상신호는 상기 채널비트 클록으로부터 지연된 채널신호의 각 위상의 지연량을 나타내며,

상기 상관관계 검출수단은 상기 데이터열에 따라 상기 진상신호와 지상신호에 대한 동기검출을 실행함으로써 상기 상관관계를 검출하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 33 항에 있어서,

상기 상관관계 검출부는,

상기 데이터열에 따라 상기 1차 디지털정보의 판독부 내의 각 채널부호의 중앙에서 논리적으로 반전하는 PE 변조신호를 생성하는 PE 변조부와,

(i) 상기 PE 변조신호가 제 1 상태를 나타내는 동안에는 상기 진상신호로 나타낸 각 전진량을 적분값에 더하고 상기 지상신호로 나타낸 각 지연량을 상기 적분값에서 빼고, (ii) 상기 PE 변조신호가 제 2 상태를 나타내는 동안에는 상기 진상신호로 나타낸 각 전진량을 상기 적분값으로부터 빼고 상기 지상신호로 나타낸 각 지연량을 상기 적분값에 더하여 적분값을 계산하는 적분부와,

상기 적분부에 의해 계산된 적분값에 따라 상기 2차 디지털정보를 생성하는 2차 디지털정보 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 34 항에 있어서,

상기 데이터열은 난수열이며,

상기 적분부는 상기 난수열의 일정길이를 갖는 부분에 대응하는 전진량과 지연량을 적분함으로써 상기 난수열의 일정길이를 갖는 부분 각각에 대해 적분값을 계산하고,

상기 2차 디지털정보 발생부는 상기 적분부에 의해 계산된 각각의 적분값이 미리 결정된 임계값을 초과하는지의 여부를 판정하여 각각의 적분값이 상기 임계값을 초과하면 그 적분값에 따라 상기 2차 디지털정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

1차 디지털정보와 2차 디지털정보를 기록한 광디스크용 재생장치로,

상기 광디스크 트랙 상의 이산 된 기준위치에 형성된 피트를 검출함으로써 1차 디지털정보를 재생하는 1차 디지털정보 재생수단과,

상기 트랙의 중앙으로부터 방사상 방향으로 검출된 각 피트위치의 변위를 검출하는 방사상 오차 검출수단과,

상기 검출된 변위에 따라 2차 디지털정보를 추출하는 2차 디지털정보 추출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 36 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 추출수단은,

데이터열을 미리 저장하는 데이터열 사전저장부와,

상기 데이터열과 검출된 변위의 방향 사이의 상관관계를 검출하고, 그 상관관계에 따라 2차 디지털정보를 추출하는 상관관계 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 37 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 추출수단은 상기 검출된 변위에 따라 내부 변위신호와 외부 변위신호를 생성하는 방사상 오차 분리부를 포함하고, 상기 내부 변위신호는 상기 트랙의 중앙으로부터 내측으로 변위된 위치에 형성된 각 피트를 나타내고, 상기 외부 변위신호는 상기 트랙 중앙의 외측으로 변위된 위치에서 형성된 각 피트를 나타내며,

상기 상관관계 검출수단은 상기 데이터열에 따라 상기 내부 변위신호와 외부 변위신호에 대해 동기검출을 실행함으로써 상기 상관관계를 검출하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 38 항에 있어서,

상기 상관관계 검출부는,

(i) 상기 PE 변조신호가 제 1 상태를 나타내는 동안에는 내부 변위신호로 나타낸 각 변위의 내측으로의 변위량을 적분값에 더하고 외부 변위신호로 나타낸 각 변위의 외측으로의 변위량을 상기 적분값에서 빼며, (ii) 상기 PE 변조신호가 제 2 상태를 나타내는 동안에는 상기 내부 변위신호로 나타낸 각 변위의 내측으로의 변위량을 상기 적분값에서 빼고 상기 외부 변위신호로 나타낸 각 변위의 외측으로의 변위량을 상기 적분값에 더하여 적분값을 계산하는 적분부와,

제 39 항에 있어서,

상기 데이터열은 난수열이며,

상기 적분부는 상기 난수열의 일정길이를 갖는 부분에 대응하는 내측 변위의 변위량과 외측변위의 변위량을 적분함으로써 상기 난수열의 일정길이를 갖는 각각의 부분에 대해 적분값을 계산하고,

상기 2차 디지털정보 발생부는 상기 적분부에 의해 계산된 각 적분값이 미리 결정된 임계값을 초과하는지의 여부를 판정하여 각각의 적분값이 상기 임계값을 초과하면 그 적분값에 따라 상기 2차 디지털정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 35 항 또는 제 40 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 발생부가 상기 적분부에 의해 계산된 각각의 적분값이 상기 임계값을 초과하지 않는 것으로 판정하면 상기 1차 디지털정보의 재생을 제한하는 재생 제한수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

제 41 항에 있어서,

상기 2차 디지털정보 발생수단은 상기 적분부에 의해 계산된 각 적분값에 대하여 제 1 상관관계, 제 2 상관관계 및 상관관계 없음 중의 어느 하나가 존재함을 판정하여 각각의 적분값에 대해 상기 제 1 상관관계나 제 2 상관관계가 있으면 그 존재하는 상관관계를 상기 제 2 디지털정보로서 출력하고, 여기에서 상기 제 1 상관관계는 상기 적분값이 미리 결정된 양의 임계값보다 크다는 것을 의미하고, 상기 제 2 상관관계는 상기 적분값이 미리 결정된 음의 임계값보다 작다는 것을 의미하며,

상기 재생장치는,

비밀정보를 저장하는 비밀정보 저장수단과,

상기 2차 디지털정보 발생부로부터 출력된 상기 2차 디지털정보와 비밀정보를 비교하는 검증수단을 추가로 포함하고,

상기 재생 제한수단은 상기 검증수단이 상기 비밀정보가 상기 2차 디지털정보와 일치하지 않는 것으로 판정하면 상기 1차 디지털정보의 재생을 제한하는 것을 특징으로 하는 재생장치.

청구항 1에 기재된 광디스크를 재생하는 재생장치로,

상기 광디스크에서의 비트 열은 소정의 기준 클록에 의거한 기록처리에 의해 형성되고,

상기 기준위치에 대한 미소량의 변위는 상기 소정의 기준 클록에 국소적으로 위상오차를 부가함으로써 형성되는 것이며,