KR20110118588A - 광 저장 장치에서 무단 복제를 방지하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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지유안 렌
존 에릭 허쉐이
브라이언 리 로렌스
빅터 페트로비치 오스트로베르코브
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

홀로그래픽 디스크 저장 매체에서의 부호화 방법(240)이 제공된다. 이 방법(240)은, 오리지널 홀로그래픽 디스크의 사전 결정된 위치에서, 복수의 트랙 각각에 걸쳐서 그리고 복수의 층 각각에 걸쳐서 마이크로-홀로그램이 정렬되도록, 복수의 마이크로-홀로그램을 기록하는 단계(242)를 포함한다. 이 방법(240)은 또한, 오리지널 홀로그래픽 디스크로부터의 반사 빔의 특성 파형 신호를 검출하는 단계(244)를 포함한다. 이 방법(240)은 제 2 홀로그래픽 디스크로부터 제 2 파형 신호를 검출하는 단계(246)를 더 포함한다. 이 방법은 또한 제 2 파형 신호를 특성 파형 신호와 비교하는 단계(248)를 포함한다. 이 방법은 비교 결과에 기초해서 제 2 홀로그래픽 디스크의 진정성을 판정하는 단계(250)를 더 포함한다.

Description

광 저장 장치에서 무단 복제를 방지하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROTECTING PIRACY IN OPTICAL STORAGE}
본 발명은 전반적으로 비트 방식의 홀로그래픽 데이터 저장(bit-wise holographic data storage) 기술에 관한 것이다. 상세하게는, 이 기술은 광 디스크에 저장하기 위해 비트 스트림을 변조하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
컴퓨팅 능력이 향상됨에 따라서, 컴퓨팅 기술이 특히 소비자용 비디오, 데이터 아카이빙, 문서 저장, 이미징 및 영화 제작과 같은 새로운 응용 분야까지 진출하게 되었다. 이러한 응용 분야는 저장 용량을 증가시킨 데이터 저장 기술의 개발을 계속 요구해 왔다. 또한, 저장 용량이 증가함으로써, 특히 컴퓨터 게임과 같은 개발자의 초기 예상을 훨씬 넘어서는 기술의 개발이 가능하게 되었으며, 이를 촉진시켰다.
광학식 저장 시스템의 저장 용량이 점점 더 증가하는 것이 데이터 저장 기술 발전의 좋은 예이다. 1980년대 초에 개발된 콤팩트 디스크, 즉, CD 포맷은 대략 650~700MB의 데이터, 즉 2채널 오디오 프로그램으로 74~80분 정도의 저장 용량을 가진다. 이에 비해서, 1990년대 초에 개발된 DVD 포맷은 대략 4.7GB(싱글 레이어) 또는 8.5GB(더블 레이어)의 용량을 가진다. 저장 용량이 더 증가된 DVD는 장편 영화를, 과거의 비디오 해상도(예컨대, 대략 720(h)×576(v) 픽셀의 PAL, 또는 대략 720(h)×480(v) 픽셀의 NTSC)로 저장하기에 충분하다.
그러나, 고해상도 TV(HDTV)(1080p의 경우, 약 1920(h)×1080(v) 픽셀)와 같은 고해상도 비디오 포맷이 인기를 얻음에 따라서, 이러한 해상도로 기록된 장편의 영화를 유지할 수 있는 저장 포맷이 요구되었다. 이러한 요구는, 싱글 레이어 디스크에 약 25GB를, 또는 더블 레이어 디스크에 약 50GB를 유지할 수 있는 블루레이 디스크(Blu-ray DiscTM) 포맷과 같은, 대용량 기록 포맷(high-capacity recording format)의 개발을 촉진시켰다. 비디오 디스플레이의 해상도 및 다른 기술이 계속해서 개발됨에 따라, 더 큰 용량의 저장 매체가 더욱 중요하게 될 것이다. 저장 장치 산업에서 향후의 용량 요구를 더 충족시킬 수 있는 개발 중인 한가지 저장 기술은 홀로그래픽 저장에 기초한 기술이다.
홀로그래픽 저장이란, 감광성 저장 매체(photosensitive storage medium)에 2개의 광 빔을 교차시킴으로써 생성되는 3차원 간섭 패턴의 이미지인 홀로그램 형태로 데이터를 저장하는 것이다. 페이지 기반(page-based) 홀로그래픽 기술과 비트 방식(bit-wise)의 홀로그래픽 기술이 모두 추진되어 왔다. 페이지 기반 홀로그래픽 데이터 저장의 경우에는, 디지털 부호화된 데이터를 포함하고 있는 신호 빔이, 저장 매체의 볼륨 내에서 기준 빔 상에 중첩되고, 이는 저장 매체의 볼륨 내에서 예컨대 매체의 굴절률을 변경하거나 조정하는 화학 반응을 야기한다. 이러한 조정은 그 신호로부터의 강도 정보와 위상 정보를 모두 기록하는 데 도움이 된다. 따라서, 각 비트는 일반적으로 간섭 패턴의 일부로서 저장된다. 이후에 저장 매체를 기준 빔에만 노출시킴으로써 홀로그램을 검색할 수 있고, 이는 저장된 홀로그래픽 데이터와 상호 작용하여, 홀로그래픽 이미지를 저장하는 데 사용되는 초기 신호 빔에 비례해서 재구성된 신호 빔을 생성한다.
비트 방식의 홀로그래픽 또는 마이크로-홀로그래픽 데이터 저장의 경우에는, 통상적으로 카운터 프로파게이팅(counter-propagating)으로 포커싱된 2개의 기록 빔(recording beam)에 의해 생성되는 마이크로-홀로그램, 또는 브래그 반사 격자(Bragg reflection grating)로서 모든 비트가 기록되어 있다. 이후, 판독 빔(read beam)을 이용해서 마이크로-홀로그램을 반사시켜서 기록 빔을 재구성함으로써, 데이터가 얻어진다(retrieved). 따라서, 페이지 방식의 홀로그래픽 저장보다는 마이크로-홀로그래픽 데이터 저장이 현재의 기술에 더 가깝다. 그러나, DVD 및 블루레이 DiskTM 포맷에서는 2개의 데이터 저장 층을 이용할 수 있었던 것에 반해서, 홀로그래픽 디스크는 50 또는 100개의 데이터 저장 층을 가질 수 있으며, 이는 테라바이트(TB)급의 데이터 저장 용량을 제공한다. 또한, 페이지 기반의 홀로그래픽 데이터 저장에서와 마찬가지로, 각 마이크로-홀로그램은 해당 신호로부터의 위상 정보도 포함한다.
무단 복제는 엔터테인먼트 산업이나 소프트웨어 산업에서의 경제적인 손실의 주요인이다. 데이터 전송 속도가 고속인 기록 가능 매체를 이용하면, 저작권을 가진 음악 또는 영화를 포함하고 있는 CD 또는 DVD를 상당히 쉽게 복제할 수 있다. 또한, 영화를 약 50편 이상까지 저장할 수 있는 홀로그래픽 데이터 저장 매체가, 데이터 저장에 대한 수요가 증가하고 있는 이러한 산업에서 대안의 저장 장치 해법으로서 고려되고 있다. 따라서, 홀로그래픽 저장 매체 내의 저작권을 가진 컨텐츠를 보호하기 위해 무단 복제 방지 기법의 개발에 대한 요구가 계속 증가하고 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 홀로그래픽 디스크 저장 매체에서의 부호화 방법이 제공된다. 이 방법은 오리지널 홀로그래픽 디스크의 사전 결정된 위치에서, 복수의 트랙 각각에 걸쳐서 그리고 복수의 층 각각에 걸쳐서 마이크로-홀로그램이 정렬되도록 복수의 마이크로-홀로그램을 기록하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 오리지널 홀로그래픽 디스크로부터의 반사 빔의 특성 파형 신호를 검출하는 단계를 포함한다. 이 방법은 제 2 홀로그래픽 디스크로부터 제 2 파형 신호를 검출하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 또한 제 2 파형 신호를 특성 파형 신호와 비교하는 단계를 포함한다. 이 방법은 비교 결과에 기초해서 제 2 홀로그래픽 디스크의 진정성(authenticity)을 판정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 홀로그래픽 디스크가 제공된다. 홀로그래픽 디스크는 기록 표면을 포함하며, 이 기록 표면은 복수의 마이크로-홀로그램을 가진 감광성 매체를 구비하고, 각각의 마이크로-홀로그램은 사전 결정된 위치에서, 복수의 트랙 각각에 걸쳐서 그리고 복수의 층 각각에 걸쳐서 정렬된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 홀로그래픽 저장 매체용 광 판독기(optical reader)가 제공된다. 광 판독기는 오리지널 홀로그래픽 디스크로부터의 반사 빔으로부터 특성 파형 신호를 검출하도록 구성된 광 드라이브 전자 장치 유닛을 포함하되, 이 오리지널 홀로그래픽 디스크는 사전 결정된 위치에서 복수의 트랙 각각에 걸쳐서 그리고 복수의 층 각각에 걸쳐서 정렬되는 복수의 마이크로-홀로그램을 포함한다. 광 드라이브 전자 장치 유닛은 또한 제 2 홀로그래픽 디스크로부터의 제 2 반사 빔으로부터 제 2 파형 신호를 검출한다. 광 판독기는 광 드라이브 전자 장치 유닛에 전기적으로 연결된 프로세서를 또한 포함하되, 이 프로세서는 제 2 파형 신호를 특성 파형 신호와 비교하도록 구성되어 있다. 또한, 프로세서는 이 비교 결과에 기초해서 제 2 홀로그래픽 디스크의 진정성을 판정하도록 구성되어 있다.
본 발명의 특성, 측면, 이점은, 첨부 도면을 참조하면서 이하의 상세한 설명을 읽으면 더욱 이해될 수 있을 것이며, 도면에서 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 예시적인 오리지널/진정(original/authemtic) 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(10)의 개략도,
도 2는 도 1의 디스크(10) 상에 정렬된 마이크로-홀로그램을 포함하는 사전 결정된 위치의 확대도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 예시적인 복제 디스크(copied disk)의 오정렬된 마이크로-홀로그램을 포함하는 위치의 확대도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 디스크 드라이브의 블록도,
도 5는 홀로그래픽 디스크의 진정성을 판정하기 위해서, 도 4의 광 디스크 드라이브가 사용하는 알고리즘의 블록도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그래픽 저장 매체에서 무단 복제를 방지하기 위한 방법에서의 단계의 흐름도이다.
도면의 부호에 대한 설명
0 : 홀로그래픽 디스크
11 : 기록 표면
12 : 마이크로-홀로그램
16 : 나선형 트랙
22 : 복수층
24 : 사전 결정된 위치
28 : 원뿔형 판독 빔
42 : 특성 파형 신호
46 : X축
48 : Y축
62 : 위치
63 : 복제된/부진정한 디스크
64 : 마이크로-홀로그램
66 : 층
68 : 트랙
72 : 오정렬된 마이크로-홀로그램
76 : 제 2 파형 신호
82 : X축
84 : Y축
100 : 광 기록/판독기 시스템
104 : 광학 소자
106 : 기록/판독 빔
108 : 반사 빔
120 : 연결
122 : 광 드라이브 전자 장치 유닛
124 : 트래킹 서보
126 : 기계적인 액츄에이터
128 : 프로세서
130 : 모터 컨트롤러
132 : 전력
134 : 스핀들 모터
136 : 스핀들
138 : RAM
140 : ROM
144 : 원격 수신기
146 : 제어 신호
150 : 다양한 유닛
152 : 소비자 전자 장치 디지털 인터페이스
154 : 디지털-아날로그 신호 프로세서
156 : 데이터
164 : 알고리즘
182 : 기입 처리
184 : 판독 처리
198 : 특성 파형 신호
202 : 제 2 파형 신호
204 : 제 2 파형 신호를 특성 파형 신호와 비교
208 : 제 2 파형 신호가 특성 파형 신호와 동일한 경우, 프로세서는 소비자 디지털 인터페이스에 데이터를 전송
210 : 제 2 파형 신호가 특성 파형 신호와 동일하지 않은 경우, 프로세서는 소비자 디지털 인터페이스에 데이터를 전송
240 : 홀로그래픽 디스크 저장 시스템에서 무단 복제를 방지하는 방법
242 : 마이크로-홀로그램이 복수의 트랙 각각에 걸쳐서, 그리고 복수의 층 각각에 걸쳐서 정렬되도록 복수의 마이크로-홀로그램을, 오리지널 홀로그래픽 디스크의 적어도 하나의 사전 결정된 위치에 기록
244 : 오리지널 홀로그래픽 디스크로부터의 반사 빔의 특성 파형 신호를 검출
246 : 제 2 홀로그래픽 디스크로부터 제 2 파형 신호를 검출
248 : 제 2 파형 신호를 특성 파형 신호와 비교
250 : 제 2 홀로그램 디스크의 진정성 여부를 판정
이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 광 저장 장치에서 무단 복제를 방지하는 시스템 및 방법을 포함한다. 이 시스템 및 방법은 광 저장 매체에 워터마크(watermark)를 도입한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '워터마크'란 오리지널/진정 광 저장 매체 상에 고유 패턴으로 데이터를 기록하는 부호화 기술을 지칭한다. 구체적으로, 데이터는 오리지널 광 디스크 내에서 복수의 트랙에 걸쳐서 그리고 복수의 층에 걸쳐서 정렬되어 있다. 이러한 기록에 의해, 광 판독기는 오리지널 디스크와 무단 복제된 디스크를 구분할 수 있다.
본 기술의 하나 이상의 실시예가 이하에 설명될 것이다. 이들 실시예를 간결하게 설명하기 위해서, 본 명세서에서는 실제 구현시의 모든 특징들을 설명하지는 않는다. 임의의 엔지니어링 혹은 설계 프로젝트와 같은 임의의 실제 구현의 개발시에, 구현마다 달라질 수 있는 시스템-관련 제약 및 비지니스-관련 제약에 따르는 것과 같이 개발자의 특정 목적을 달성하기 위해 구현에 맞는 다양한 판정이 행해진다. 또한, 이러한 개발은 복잡하고 시간이 많이 걸리지만, 본 발명의 이점을 취한 당업자에게는 통상적인 설계, 제작 및 제조 작업이 될 것이다.
홀로그래픽 저장 시스템의 데이터는 통상적으로 광 매체의 볼륨 도처에 데이터 비트가 저장될 수 있게 하는 광 간섭 패턴을 이용해서 감광성 광 매체 내에 저장된다. 홀로그래픽 저장 시스템은 수백만 비트의 홀로그래픽 데이터가 병렬적으로(in parallel) 기록 및 판독될 수 있기 때문에, 데이터 전송 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 홀로그래픽 저장 시스템의 다층 기록은, 홀로그래픽 데이터를 광 디스크의 복수의 층에 저장하여 저장 용량을 증가시킬 수 있다. 기록 빔(예컨대, 레이저)을 홀로그래픽 저장 시스템에 조사하고, 이 빔을 특정 정보층에 소정의 깊이로 포커싱함으로써 데이터가 기록될 수 있다. 이 레이저는 또한 선택된 층의 선택된 지점 내지 위치로 포커싱될 수 있다. 이 레이저는 포커싱된 위치에서 광화학적 변화를 일으키고, 이로써 데이터를 기록한다.
다층 홀로그래픽 저장 시스템에서 데이터를 판독하기 위해서, 판독 빔이 광 디스크의 특정 층의 데이터 비트 위치에 조사될 수 있고, 이 데이터 비트 위치에서의 판독 빔의 상호 작용은 초기 기록 빔에 대응하는 재구성된 데이터 빔(reconstructed data beam)을 생성할 수 있다. 예컨대, 판독 빔은 홀로그래픽 데이터 비트로부터 반사될 수 있고, 이 반사된 데이터 빔은 홀로그래픽 데이터 비트를 기입한 초기 기록 빔에 비례할 수 있다. 반사된 데이터 빔 내지 데이터 신호는 검출기에서 수신될 수 있고, 광 판독 시스템 내의 검출기 및 다른 디바이스가 데이터 신호를 처리할 수 있는데, 이는 데이터 신호를 복호하는 것, 비트-상태 에러를 정정하는 것 및 데이터 신호를 광 판독 시스템으로부터 출력되는 비트-스트림으로 조합(assemble)시키는 것을 포함할 수 있다.
본 기법은, 마이크로-홀로그램이 홀로그래픽 디스크의 각각의 트랙에 걸쳐서 그리고 각각의 층에 걸쳐서 정렬시키도록 기록 표면(recording surface)에 마이크로-홀로그램을 기록하는 것을 도입하고 있다. 이와 같이 기록함으로써 판독 프로세스 동안 특성 파형 신호를 검출할 수 있다. 이 디스크의 진정성을 체크하기 위해 특성 파형 신호를 다른 홀로그래픽 디스크로부터 검출된 파형 신호와 비교한다. 이 파형 신호가 매칭되는 경우에, 이 디스크는 진정하다(authentic)고 보게 된다.
도면을 참조하면, 도 1은 예시적인 오리지널/진정 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(10)의 개략도이다. 홀로그래픽 디스크(10)는, 나선형 트랙(16) 및 복수층(22)을 포함하고 있는 기록 표면(11) 상에 분포된 복수의 마이크로-홀로그램(12)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 마이크로-홀로그램(12)은 트랙(16)에 걸쳐서 그리고 층(22)에 걸쳐서 디스크(10)의 사전 결정된 위치(24)에 정렬된다. 원뿔형 판독 빔(28)이 디스크의 위치(24)에 포커싱되어서, 디스크(10)로부터의 반사 빔으로부터 특성 파형(도시 생략)을 검출한다. 이 특성 파형은 메모리에 저장되고 다른 홀로그래픽 디스크에 의해 생성된 파형 신호와 비교되어서 각각의 디스크의 진정성을 판정한다. 일 실시예에서, 디스크(10)의 특정 위치에 기존 데이터(마이크로-홀로그램(12))를 정렬시킴으로써, '워터마킹'을 이용할 수 있다. 다른 실시예에서, 추가 마이크로-홀로그램(기존 데이터는 제외)이 디스크(10)의 특정 위치에 기록 및 정렬된다. 이 정렬은 다른 트랙(16)에 걸쳐서 그리고 다른 층(22)에 걸쳐서 수행된다.
도 2는 도 1의 디스크(10)의 위치(24)의 확대도이다. 마이크로-홀로그램(12)은 하나 이상의 층(22)의 트랙(16)에 걸쳐서 정렬된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광 판독기를 통한 판독 처리 동안 (상술한 바와 같은) 특성 파형 신호(42)가 생성된다. 특성 파형 신호(42)는 메모리에 저장되고 다른 홀로그래픽 디스크가 생성한 파형 신호와 비교되어서 각각의 디스크의 진정성을 판정한다. 도시된 실시예에서, 특성 파형 신호는 판독 처리 시간 동안의 반사 빔의 강도 분포이다. 따라서, X축(46)은 초단위의 시간을 나타내고, Y축(48)은 강도를 나타낸다. 다른 실시예에서, X축(46)은 트랙 방향에 따른 위치를 나타낼 수 있고, Y축(48)은 강도를 나타낼 수 있다.
도 3은 예시적인, 복제된/부진정(copied/unauthentic) 디스크(63)의 위치(62)(도 1의 위치(24)와 유사함)의 확대도이다. 도시된 바와 같이, 마이크로-홀로그램(64)은 층(66)에 걸쳐서 정렬되어 있다. 그러나, 참조 번호 72로 표시한 바와 같이, 마이크로-홀로그램(64)은 트랙(68)에 걸쳐서 정렬되어 있지 않다(mis-aligned). 따라서, 반사 빔은 제 2 파형 신호(76)를 생성한다. 도시된 실시예에서, 제 2 파형 신호(76)는 판독 처리 시간 동안의 반사 빔의 강도 분포이다. 따라서, X축(82)은 초단위의 시간을 나타내고, Y축(84)은 강도를 나타낸다. 다른 실시예에서, X축(82)은 트랙 방향에 따른 위치를 나타낼 수 있고, Y축(84)은 강도를 나타낼 수 있다. 관찰되는 바와 같이, 생성된 제 2 파형 신호(76)는 특성 파형 신호(42)(도 2)와 동일하지 않다. 따라서, 복제된 디스크(63)를 판독한 광 판독기는, 이 디스크(63)가 진정하지 않은 것으로 추정한다.
도 4는, 예시적인 광 저장 디스크(12)(도 1)에 데이터를 기록/판독하는 데 이용될 수 있는 예시적인 광 기록/판독기 시스템(100)이다. 광 데이터 디스크(12)에 저장된 데이터는, 기록/판독 빔(106)을 광 데이터 디스크(12)에 투영하는 일련의 광학 소자(104)에 의해서 기록/판독된다. 반사 빔(108)은 광학 소자(104)에 의해 광 데이터 디스크(12)로부터 픽업된다. 광학 소자(104)는, 여기 빔(excitation beams)을 생성하고 이들 빔을 광 데이터 디스크(12)에 포커싱하며 광 데이터 디스크(12)로부터 돌아오는 반사(108)를 검출하도록 설계된 임의의 수의 다른 광학 소자를 포함할 수 있다. 광학 소자(104)는 광 드라이브 전자 장치 패키지(122)로의 연결(120)을 통해서 제어된다. 광 드라이브 전자 장치 유닛(122)은, 하나 이상의 레이저 시스템용 전원 공급 장치(power supply), 검출기로부터 전자 신호를 검출하는 검출 전자 장치(detection electronics), 검출된 신호를 디지털 신호로 혹은 그 반대로 변환하는 아날로그-디지털 변환기와 같은 유닛 및 언제 검출기 신호가 광 데이터 디스크(12)에 저장된 비트값을 실제로 등록할지 예측하는 비트 예측기(bit predictor)와 같은 유닛을 포함할 수 있다.
광 데이터 디스크(12) 상에서의 광학 소자(104)의 위치는 광 데이터 디스크(12)의 표면 상에서 광학 소자를 전후로 이동시키도록 구성된 기계적인 액츄에이터(126)를 갖고 있는 트래킹 서보(124)에 의해 제어된다. 광 드라이브 전자 장치 유닛(122) 및 트래킹 서보(124)는 프로세서(128)에 의해 제어된다. 이 프로세서(128)는, 스핀들 모터(134)에 전력(132)을 공급하는 모터 컨트롤러(130)도 제어한다. 스핀들 모터(134)는 광 데이터 디스크(12)의 회전 속도를 제어하는 스핀들(spindle)(136)에 연결된다. 광학 소자(104)가 광 데이터 디스크(12)의 바깥쪽 모서리로부터 스핀들(136)에 가깝게 이동하면, 프로세서(128)는 광 데이터 디스크의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 이는 광 데이터 디스크(12)로부터의 데이터의 데이터 레이트(data rate)를 광학 소자(104)가 바깥쪽 모서리에 있을 때에도 안쪽 모서리에 있을 때와 기본적으로 동일하게 유지하도록 수행될 수 있다. 디스크의 최대 회전 속도는 대략 500rpm(분당 회전수), 1000rpm, 1500rpm, 3000rpm, 5000rpm, 10,000rpm 혹은 그 이상일 수 있다.
프로세서(28)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)(138) 및 판독 전용 메모리(ROM)(140)에 접속되어 있다. ROM(140)은 프로세서(128)로 하여금 트래킹 서보(124), 광 드라이브 전자 장치(122) 및 모터 컨트롤러(130)를 제어하게 하는 프로그램을 포함한다. 또한, ROM(140)은 프로세서(128)로 하여금 광 드라이브 전자 장치(122)로부터의 데이터, 특히 RAM(138)에 저장되어 있는 데이터를 분석하게 하는 프로그램도 포함한다. 이하 상세하게 설명하는 바와 같이, RAM(138)에 저장된 데이터의 이와 같은 분석은, 예컨대, 광 데이터 디스크(12)로부터의 정보를 다른 유닛이 사용할 수 있는 데이터 스트림으로 변환하는 데 필요한, 변조/복조, 부호화/복호 또는 다른 기능을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 어느 특정 프로세서가 본 발명의 처리 작업을 수행하는 것으로 한정되는 것이 아니라는 점에 주의한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 '프로세서'는 본 발명의 작업을 수행하는 데 필요한 계산 내지 컴퓨테이션(computation)을 수행할 수 있는 임의의 머신을 가리키는 것으로 의도되었다. 용어 '프로세서'는 구조화된 입력을 받고, 규정된 규칙에 따라서 이 입력을 처리해서 출력을 생성할 수 있는 임의의 머신을 가리키는 것으로 의도되었다. 본 명세서에서 사용되는 문구 '~하도록 구성된'이란, 당업계에 알려진 바와 같이, 프로세서가 본 발명의 작업을 수행하는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 갖추고 있다는 것을 의미한다.
광 판독기 시스템(100)이 소비자 전자 장치(a consumer electronic device)와 같은 상용 유닛이라면, 사용자가 프로세서(128)에 액세스해서 이를 제어할 수 있게 하는 제어부를 가질 수 있다. 이러한 제어부는 키보드, 프로그램 선택 스위치 등과 같은 패널 제어부(142)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 프로세서(128)의 제어는 원격 수신기(144)에 의해서 수행될 수 있다. 원격 수신기(144)는 원격 제어부(148)로부터 제어 신호(146)를 수신하도록 구성될 수 있다. 제어 신호(146)는 특히 적외선 빔, 음향 신호 혹은 무선 신호의 형태를 취할 수 있다.
판독 시스템의 경우에, 프로세서(128)가 RAM(138) 내에 저장된 데이터를 분석해서 데이터 스트림을 생성한 이후에, 이 데이터 스트림은 프로세서(128)에 의해서 다른 유닛에 제공될 수 있다. 예컨대, 데이터는 네트워크 인터페이스(150)를 통해서, 외부 네트워크에 위치된 컴퓨터 혹은 다른 디바이스와 같은 외부 디지털 유닛에 디지털 데이터 스트림으로서 제공될 수 있다. 다른 방안으로, 프로세서(128)는 특히 HDMI(high-definition multi-media interface)와 같은 소비자 전자 장치 디지털 인터페이스(152) 또는 USB 포트와 같은 다른 고속 인터페이스에 디지털 데이터 스트림을 제공할 수 있다. 프로세서(128)는 디지털-아날로그 신호 프로세서(154)(digital-to-analog signal processor)와 같은 다른 인터페이스 유닛이 접속될 수도 있다. 디지털-아날로그 신호 프로세서(154)는 프로세서(128)로 하여금 텔레비전의 아날로그 입력 신호나 증폭 시스템으로의 음향 신호 입력과 같이, 다른 타입의 디바이스로의 출력에 아날로그 신호를 제공하도록 할 수 있다.
기입 시스템(write system)의 경우에, 기록될 데이터(156)는 다양한 유닛(150, 152 및/또는 154)를 통해서 프로세서(128)에 제공될 수 있다. 데이터는 RAM(138)에 저장된다. 프로세서(128)는 적절한 커맨드를 광 드라이브 전자 장치(122)에 전송한다. 따라서, 광 드라이브 전자 장치(122)는 광학 소자(144)를 제어해서 적절한 데이터를 디스크(12)에 기입한다.
유사하게, 판독기 드라이브(reader drive)의 경우에, 프로세서(128)는 광 드라이브 전자 장치(122)로부터 수신한 데이터(139)로부터 파형 신호를 생성한다. 프로세서(128)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)(138) 및 판독 전용 메모리(ROM)(140)에도 접속되어 있다. ROM(140)은 프로세서(128)가 트래킹 서보(124), 광 드라이브 전자 장치(122) 및 모터 컨트롤러(130)를 제어할 수 있게 하는 프로그램을 포함하고 있다. 또한, ROM(140)은, 특히 RAM(38)에 저장된 파형 신호와 같은(이에 한정되는 것은 아님), 광 드라이브 전자 장치(122)로부터의 데이터를 프로세서(128)가 분석할 수 있게 하는 프로그램도 포함한다. 상세하게 후술하는 바와 같이, RAM(38)에 저장된 데이터의 분석은, 예컨대 특성 파형 신호를 생성된 파형 신호와 비교해서 광 디스크(12)의 진정성을 판정하는 것을 포함할 수 있다. 프로세서(128) 및 광 드라이브 전자 장치(122)가 이용하는, 참조 번호 164로 표시된 알고리즘의 세부 사항이 도 5에 도시되어 있다.
도 5는 참조 번호 182로 표시된 기입 처리(write process)와, 184로 표시된 판독 처리(read-out process) 동안, 알고리즘(164)(도 1)에서 이용되는 단계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 광 드라이브 전자 장치(122)에 연결된 프로세서(128)(도 4)는, 디스크(12) 상의 특정 위치, 즉 위치(24)(도 1)에서, 각각의 트랙 및 각각의 층(도시 생략)에 걸쳐서 마이크로-홀로그램을 정렬시키기 위한 커맨드 신호(192)를 전송한다. 이에 따라, 광 드라이브 전자 장치(122)(도 4)는 광학 소자(114)를 제어해서, 참조 번호 194로 표시된 바와 같은 정렬을 수행한다. 오리지널 디스크의 판독 처리(184) 동안, 특성 파형 신호(198)가 생성되고 프로세서(128)에 저장된다. 유사하게, 다른 디스크의 판독 처리(184) 동안, 제 2 파형 신호(202)가 생성된다. 참조 번호 204로 표시된 바와 같이, 프로세서는 제 2 파형 신호(202)를 특성 파형 신호(198)와 비교한다. 제 2 파형 신호(202)가 특성 파형 신호(198)와 동일한 경우, 참조 번호 208로 도시된 바와 같이, 프로세서는 디스크 드라이브(이에 한정되는 것은 아님)와 같은 소비자 디지털 인터페이스(152)(도 4)에 데이터를 전송해서 그 디스크를 재생한다. 제 2 파형 신호(202)가 특성 파형 신호(198)와 동일하지 않은 경우, 참조 번호 210으로 도시된 바와 같이, 프로세서는 디스크 드라이브(이에 한정되는 것은 아님)와 같은 소비자 디지털 인터페이스(152)(도 4)에 데이터를 전송해서, 그 디스크를 재생하지 않는다.
실제 시나리오에서는, 부품 노후화에 따른 검출기의 전력 레벨의 차이 및 비효율화에 의해서, 마이크로-홀로그램의 오정렬이 일어날 수 있다. 결과적으로, 이러한 오정렬은 디스크의 특성 파형의 차이를 유발한다. 따라서, 특정 실시예에서는, 이러한 에러를 방지하기 위해서, 2개의 서로 다른 특성 파형을 측정하고 검출한다. 또한, 2개의 특성 파형으로부터 '비율 파형(ratio waveform)'을 생성하고, 이 '비율 파형'을 기준 파형으로서 각각의 디스크의 다른 파형과 비교한다. 나아가, 이러한 기준 파형과 다른 디스크의 기준 파형과의 차이는, 각각의 기준 파형 사이의 상호 상관(cross-correlation) 또는 결정 계수값을 반영한 하나의 숫자로 표현될 수 있다. 이는 무단 복제(piracy) 혹은 의심스러운/부진정한 복제(suspicious/unauthentic copy)라고 확정하기 위한 정규 표준을 설정하는 것을 가능하게 한다.
도 6은 홀로그래픽 디스크 저장 시스템에서 무단 복제를 방지하는 방법(240)의 단계를 나타내는 흐름도이다. 이 방법(240)은, 단계 242에서, 마이크로-홀로그램이 복수의 트랙 각각에 걸쳐서 그리고 복수의 층 각각에 걸쳐서 정렬되는 방식으로, 복수의 마이크로-홀로그램을, 오리지널 홀로그래픽 디스크의 적어도 하나의 사전 결정된 위치에 기록하는 단계를 포함한다. 단계 244에서, 오리지널 홀로그래픽 디스크로부터의 반사 빔의 특성 파형 신호가 검출된다. 단계 246에서 제 2 홀로그래픽 디스크로부터의 제 2 파형 신호가 검출된다. 단계 248에서, 제 2 파형 신호는 특성 파형 신호와 비교된다. 또한, 이 비교 결과에 기초해서, 단계 250에서, 제 2 홀로그래픽 디스크의 진정성이 판정된다.
상술한 광학 저장에서의 무단 복제를 방지하는 시스템 및 방법의 다양한 실시예는 저작권을 가진 컨텐츠를 보호하는 방안을 제공한다. 또한, 이 기법은, 엔터테이먼트 산업 및 소프트웨어 산업에서 무단 복제로 인한 경제적 손실의 위험을 줄인다. 이 시스템 및 방법은 또한, 기존 제조 처리가 디스크 생산에 이용될 수 있기 때문에 비용 효율이 좋고 효율적인 제조를 가능하게 한다.
물론, 본 명세서에서 설명된 이러한 목적 또는 이점이 반드시 어느 특정 실시예에 따라서 달성될 수 있는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 따라서, 예컨대 본 명세서에서 설명된 시스템 및 기법은, 본 명세서에 교시될 수 있는 혹은 제안될 수 있는 다른 목적 혹은 이점을 반드시 달성하지 않고도, 본 명세서에 교시된 어느 하나의 이점 혹은 이점들을 달성 혹은 최적화하는 방식으로 실시 혹은 실행될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
또한, 당업자라면, 여러 실시예에서의 다양한 특성을 상호 교환할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 유사하게, 설명된 다양한 특징 및 각각의 특징과 동등한 다른 알려진 것을 당업자가 조합해서 매칭시킴으로써 본 명세서의 원리에 따라서 추가적인 시스템 및 기법을 구성할 수 있다.
본 발명의 특정한 특징만이 설명되고 도시되었지만, 당업자에게는 많은 수정 및 변경이 있을 수 있다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 이러한 수정 및 변경을 본 발명의 진정한 사상 내에 포함시키는 것으로 의도되었다는 것을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 홀로그래픽 디스크 저장 매체에서의 부호화 방법(240)에 있어서,
    오리지널 홀로그래픽 디스크(original holographic disk)의 사전 결정된 위치에서, 마이크로-홀로그램이 복수의 트랙 각각에 걸쳐서 그리고 복수의 층 각각에 걸쳐서 정렬되도록 복수의 마이크로-홀로그램을 기록하는 단계(242)와,
    상기 오리지널 홀로그래픽 디스크로부터의 반사 빔(reflected beam)의 특성 파형 신호를 검출하는 단계(244)와,
    제 2 홀로그래픽 디스크로부터 제 2 파형 신호를 검출하는 단계(246)와,
    상기 제 2 파형 신호를 상기 특성 파형 신호와 비교하는 단계(248)와,
    상기 비교 결과에 기초해서 상기 제 2 홀로그래픽 디스크의 진정성(authenticity)을 판정하는 단계(250)
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진정성을 판정하는 단계(250)는, 상기 제 2 파형 신호가 상기 특성 파형 신호와 동일한지 여부를 판정하는 단계를 포함하는 방법.

  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 특성 파형 신호를 검출하는 단계(250)는, 상기 오리지널 홀로그래픽 디스크로부터의 상기 반사 빔의 강도 분포를 검출하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 파형 신호를 검출하는 단계(250)는, 상기 제 2 홀로그래픽 디스크로부터의 반사 빔의 강도 분포를 검출하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 강도 분포를 검출하는 단계(250)는, 상기 강도 분포를 시간 영역, 공간 영역 또는 주파수 영역에서 검출하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 오리지널 홀로그래픽 디스크로부터의 상기 반사 빔의 추가 특성 파형 신호를 검출하는 단계와,
    기준 파형 신호를 생성하기 위해 상기 특성 파형 신호와 상기 추가 특성 파형 신호의 비율을 획득하는 단계와,
    상기 기준 파형 신호를 상기 제 2 홀로그래픽 디스크로부터의 상기 제 2 파형 신호와 비교하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  7. 복수의 마이크로-홀로그램(12)을 가진 감광성 매체를 구비한 기록 표면(11)을 포함하고,
    상기 마이크로-홀로그램(12)은 각각, 사전 결정된 위치에서, 복수의 트랙(16) 각각에 걸쳐서 그리고 복수의 층(22) 각각에 걸쳐서 정렬되어 있는
    홀로그래픽 디스크.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 마이크로-홀로그램(12)은 상기 디스크(10) 상의 기존 데이터를 포함하는 홀로그래픽 디스크.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 마이크로-홀로그램(12)은 기존 데이터와 상이한 상기 디스크(10) 상의 추가 데이터를 포함하는 홀로그래픽 디스크.
  10. 홀로그래픽 저장 매체용 광 판독기(100)에 있어서,
    광 드라이브 전자 장치 유닛(122)과,
    상기 광 드라이브 전자 장치 유닛(122)에 전기적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하되,
    상기 광 드라이브 전자 장치 유닛(122)은,
    오리지널 홀로그래픽 디스크(10)로부터의 반사 빔으로부터 특성 파형 신호(198)를 검출하고 - 상기 오리지널 홀로그래픽 디스크는, 사전 결정된 위치에서, 복수의 트랙 각각에 걸쳐서 그리고 복수의 층 각각에 걸쳐서 정렬되어 있는 복수의 마이크로-홀로그램(12)을 포함함 - ,
    제 2 홀로그래픽 디스크로부터의 제 2 반사 빔으로부터 제 2 파형 신호(202)를 검출하도록 구성되어 있고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 2 파형 신호(202)와 상기 특성 파형 신호(198)를 비교하고,
    상기 비교 결과에 기초해서 상기 제 2 홀로그래픽 디스크의 진정성을 판정하도록 구성되어 있는
    광 판독기.
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