(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラー訂正符号化によって符号化されたデータがディジタル変調されて記録されるデータ記録媒体であって、
記録すべきデータの一部に含まれる所定のデータがＤＳＶの片寄の有無を切り替え可能なデータであり、
上記所定のデータに対して複数のオフセットを付加し、エラー訂正符号化して変調したデータが記録され、
上記複数のオフセットは、エラー訂正エンコーダにおいて生じる可能性のある全てのオフセットを相殺できるように選択されているデータ記録媒体。
【請求項２】
請求項１において、
上記ディジタル変調は、ランレングスが制約された記録データを生成するものであり、
上記所定のデータは、上記ランレングスの制約条件が厳しい状態では、正常なデータの再生を妨げるおそれを生じさせる程、ＤＳＶが片寄った記録データとして生成され、上記ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたデータを挿入することによってＤＳＶが発散しない記録データとして生成されるデータパターンであるデータ記録媒体。
【請求項３】
請求項２において、
コードシンボル同士の境界に複数ビットのマージビットが配され、上記マージビットとして複数のビットパターンを持つものが用意され、
上記所定のデータが検出されない場合には、上記複数のビットパターンの中で上記ランレングスの制約条件が厳しい状態で、選択された上記ビットパターンが上記マージビットとして選択され、
上記所定のデータが検出された場合には、上記ランレングスの制約条件を緩めた状態で、選択された上記ビットパターンが上記マージビットとして記録されたデータ記録媒体。
【請求項４】
エラー訂正符号化によって符号化されたデータをディジタル変調してデータ記録媒体に記録するデータ記録方法であって、
ＤＳＶの片寄の有無を切り替え可能な所定のデータを記録すべきデータの一部に挿入し、
上記所定のデータに対して複数のオフセットを付加し、エラー訂正符号化して変調したデータを記録し、
上記複数のオフセットは、エラー訂正エンコーダにおいて生じる可能性のある全てのオフセットを相殺できるように選択されているデータ記録方法。
【請求項５】
請求項４において、
上記ディジタル変調は、ランレングスが制約された記録データを生成するものであり、
上記所定のデータは、上記ランレングスの制約条件が厳しい状態では、正常なデータの再生を妨げるおそれを生じさせる程、ＤＳＶが片寄った記録データとして生成され、上記ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたデータを挿入することによってＤＳＶが発散しない記録データとして生成されるデータパターンであるデータ記録方法。
【請求項６】
請求項５において、
コードシンボル同士の境界に複数ビットのマージビットが配され、上記マージビットとして複数のビットパターンを持つものが用意され、
上記所定のデータが検出されない場合には、上記複数のビットパターンの中で上記ランレングスの制約条件が厳しい状態で、選択された上記ビットパターンを上記マージビットとして選択し、
上記所定のデータが検出された場合には、上記ランレングスの制約条件を緩めた状態で、選択された上記ビットパターンを上記マージビットとして記録するデータ記録方法。
【請求項７】
エラー訂正符号化によって符号化されたデータをディジタル変調してデータ記録媒体に記録するデータ記録装置であって、
ＤＳＶの片寄の有無を切り替え可能な所定のデータを記録すべきデータの一部に挿入し、
上記所定のデータに対して複数のオフセットを付加し、エラー訂正符号化して変調したデータを記録し、
上記複数のオフセットは、エラー訂正エンコーダにおいて生じる可能性のある全てのオフセットを相殺できるように選択されているデータ記録装置。
【請求項８】
請求項７において、
上記ディジタル変調は、ランレングスが制約された記録データを生成するものであり、
上記所定のデータは、上記ランレングスの制約条件が厳しい状態では、正常なデータの再生を妨げるおそれを生じさせる程、ＤＳＶが片寄った記録データとして生成され、上記ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたデータを挿入することによってＤＳＶが発散しない記録データとして生成されるデータパターンであるデータ記録装置。
【請求項９】
請求項８において、
コードシンボル同士の境界に複数ビットのマージビットが配され、上記マージビットとして複数のビットパターンを持つものが用意され、
上記所定のデータが検出されない場合には、上記複数のビットパターンの中で上記ランレングスの制約条件が厳しい状態で、選択された上記ビットパターンを上記マージビットとして選択し、
上記所定のデータが検出された場合には、上記ランレングスの制約条件を緩めた状態で、選択された上記ビットパターンを上記マージビットとして記録するデータ記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば読み出し専用（ＲＯＭ）タイプの光ディスクに対して適用されるデータ記録媒体、データ記録方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（Compact Disc )やＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory) 等の光ディスクは、取り扱いが容易で、製造コストも比較的安価なことから、データを保存しておくための記録媒体として、広く普及している。また、近年、データを追記録可能なＣＤ−Ｒ（Compact Disc Recordable)ディスクや、データの再記録が可能なＣＤ−ＲＷ（Compact Disc ReWritable)ディスクが登場してきており、このような光ディスクにデータを記録することも簡単に行えるようになってきてきる。このことから、ＣＤ−ＤＡディスクや、ＣＤ−ＲＯＭディスク、ＣＤ−Ｒディスク、ＣＤ−ＲＷディスク等、ＣＤ規格に準拠した光ディスクは、データ記録媒体の中核となってきている。更に、近年、ＭＰ３(MPEG1 Audio Layer-3 )やＡＴＲＡＣ（Adaptive TRansform Acoustic Coding) ３でオーディオデータを圧縮して、ＣＤ−ＲＯＭディスクやＣＤ−Ｒディスク、ＣＤ−ＲＷディスク等に記録することが行われている。
【０００３】
ところが、ＣＤ−ＲディスクやＣＤ−ＲＷ（Compact Disc ReWritable)ディスクの登場により、ＣＤのディスクに記録されているデータは簡単にコピーできるようになってきている。このため、著作権の保護の問題が生じてきており、ＣＤのディスクにコンテンツデータを記録する際に、コンテンツデータを保護するための対策を講じる必要性がある。
【０００４】
図１５は、コピーの流れを概略的に示すものである。参照符号４１で示す再生装置によって、オリジナルのディスク例えばＣＤ４２を再生する。参照符号４３が光ピックアップであり、参照符号４４が再生信号処理部である。そして、再生装置４１からの再生データを記録装置５１の記録処理部５２に供給し、光ピックアップ５３によって光ディスク例えばＣＤ−Ｒ５４に対して記録する。ＣＤ−Ｒ５４には、オリジナルのＣＤ４２の記録内容がコピーされる。このように再生装置４１と記録装置５１とを使用して容易にオリジナルのＣＤ４２のコピーディスクが作成できる。
【０００５】
ＣＤの場合では、再生処理部４４は、図１６に示すように、入力端子４５からの再生信号からシンク検出部４６によってフレームシンクを検出し、ＥＦＭ復調器４７によってＥＦＭ（eight to fourteen modulation)の復調を行い、さらに、ＥＦＭ復調された再生データがＣＩＲＣ（Cross Interleave Reed-Solomon Code）デコーダ４８に供給され、ＣＩＲＣデコーダ４８において、エラー訂正がなれる。ＥＦＭでは、各シンボル（８データビット）が１４チャンネルビットへ変換され、１４チャンネルビット同士の間に３ビットのマージビットが追加される。また、サブコードデコーダ４９によって再生データ中のサブコードが復号され、再生サブコードが得られる。
【０００６】
図１７は、記録処理部５２の概略的構成を示す。記録すべきデータが入力端子５５からＣＩＲＣエンコーダ５６に供給され、ＣＩＲＣの符号化の処理を受ける。また、サブコードが入力端子５７からサブコードエンコーダ５８に供給され、サブコードのフォーマットに変換される。ＣＩＲＣエンコーダ５６の出力およびサブコードエンコーダ５８の出力がマルチプレクサ６０に供給される。マルチプレクサ６０には、さらに、入力端子５９からフレームシンクが供給される。マルチプレクサ６０によってこれらのデータが所定の順序で配列され、マルチプレクサ６０の出力がＥＦＭ変調器６１に供給され、ＥＦＭ変調の処理を受ける。
【０００７】
ＣＤのディスクに記録されているコンテンツデータを保護するための一つの方法は、オリジナルのＣＤであるか、オリジナルのＣＤからコピーされたディスクであるかを判別することである。例えばオリジナルのＣＤの場合であれば、コピーが許可されるのに対して、コピーされたディスクの場合では、さらなるコピーを禁止することが可能である。
【０００８】
オリジナルかコピーかの判別のために、原盤製作時に欠陥を挿入しておき、オリジナルディスクの再生時にその欠陥を検出してオリジナルと判定する方法が提案されている。しかしながら、この方法は、オリジナルディスクに欠陥が含まれてしまう問題がある。また、欠陥の種類によっては、そのままコピーが可能で、ＣＤ−Ｒへの複製を防げない問題があった。
【０００９】
本願出願人は、意図的に欠陥を挿入せずに、オリジナルかコピーかの判別が可能で、コピー防止に寄与できるデータ記録媒体、データ記録方法および装置を先に出願している（特願２００２−１０５２７８）。
【００１０】
先の出願では、ＤＳＶ(Digital Sum Variation)を利用してコピープロテクションを行うものである。すなわち、所定のデータを記録することによって、オリジナルのディスクは、通常通り再生可能であるが、オリジナルディスクから作成されたＣＤ−Ｒ等のコピーディスクでは、ＤＳＶが片寄ってしまい、正常に再生できなくなるようにしている。
【００１１】
通常、ディスクにデータを記録する場合には、複数例えば２４個のシンボルに対してエラー訂正符号化がなされ、エラー訂正符号化で発生した複数例えば４個のパリティがデータに対して付加される。ＤＳＶが片寄らせる所定のデータも、エラー訂正符号化され、パリティが付加される。パリティが付加されたデータも、ＤＳＶを片寄らせるものとなるようにされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエラー訂正符号化のエンコーダにおいては、符号化の対象とされる２４個のシンボルの位相は、特定のものに規定されていないのが普通である。ある位相（オフセットが０とする）の所定のデータ中の２４シンボルをエラー訂正符号化した時には、エラー訂正符号化後のデータもＤＳＶを片寄らせるデータとなる。しかしながら、所定のデータの位相がずれ、オフセットが０でないと、生成されるパリティがオフセットが０の時に生成されるパリティと異なったものとなり、エラー訂正符号化後のデータがＤＳＶを片寄らせるデータとならないおそれがあった。
【００１３】
したがって、この発明の目的は、エラー訂正符号化におけるオフセットが存在していても、確実にＤＳＶの片寄の有無を切り替え可能なパターンのデータが記録されるデータ記録媒体、データ記録方法および装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を対決するために、請求項１の発明は、エラー訂正符号化によって符号化されたデータがディジタル変調されて記録されるデータ記録媒体であって、
記録すべきデータの一部に含まれる所定のデータがＤＳＶの片寄の有無を切り替え可能なデータであり、
上記所定のデータに対して複数のオフセットを付加し、エラー訂正符号化して変調したデータが記録され、
上記複数のオフセットは、エラー訂正エンコーダにおいて生じる可能性のある全てのオフセットを相殺できるように選択されているデータ記録媒体である。
【００１５】
請求項４の発明は、エラー訂正符号化によって符号化されたデータをディジタル変調してデータ記録媒体に記録するデータ記録方法であって、
ＤＳＶの片寄の有無を切り替え可能な所定のデータを記録すべきデータの一部に挿入し、
上記所定のデータに対して複数のオフセットを付加し、エラー訂正符号化して変調したデータを記録し、
上記複数のオフセットは、エラー訂正エンコーダにおいて生じる可能性のある全てのオフセットを相殺できるように選択されているデータ記録方法である。
【００１６】
請求項７の発明は、エラー訂正符号化によって符号化されたデータをディジタル変調してデータ記録媒体に記録するデータ記録装置であって、
ＤＳＶの片寄の有無を切り替え可能な所定のデータを記録すべきデータの一部に挿入し、
上記所定のデータに対して複数のオフセットを付加し、エラー訂正符号化して変調したデータを記録し、
上記複数のオフセットは、エラー訂正エンコーダにおいて生じる可能性のある全てのオフセットを相殺できるように選択されているデータ記録装置である。
【００１７】
この発明では、エラー訂正エンコーダでオフセットが発生しても、所定のデータに対してエラー訂正エンコーダにおいて生じる可能性のある全てのオフセットを相殺できるように選択された複数のオフセットを付加しているので、ＤＳＶの片寄の有無を切り替え可能な所定のデータを確実に記録することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について説明する。図１は、エラー訂正エンコーダにおけるオフセットを説明するものである。図１Ａおよび図１Ｂは、オフセットが無い場合の符号化前のデータと符号化後のデータを示す。ここでは、２４シンボルＤ１〜Ｄ２４をリードソロモン符号のエラー訂正符号で符号化し、４個のパリティシンボルＣ２1〜Ｃ２4を生成し、これらのパリティシンボルを前半の１２シンボルＤ１〜Ｄ１２と後半の１２シンボルとの間の中央部に配置している。なお、シンボルは、ワード、バイト等の適当の長さのものである。例えば１シンボルが１バイトとされている。また、２４シンボルを１組として、所定数以上の組が順次接続されたデータ系列がエリア訂正符号化されて変調される。
【００１９】
図１Ｃおよび図１Ｄは、エンコーダにオフセット例えば４シンボルが有る場合の符号化前のデータと符号化後のデータを示す。２４シンボル毎にＤ１〜Ｄ２４の参照符号が符号化されているので、４シンボルのオフセットが有ると、Ｄ５〜Ｄ２４の２０シンボルにＤ１〜Ｄ４の４シンボルが続く２４シンボルが符号化の対象とされる。符号化後では、図１Ｄに示すように、パリティシンボルＣ２1’〜Ｃ２4’が生成される。Ｄ１からＤ２４のシンボルが互いに同じデータではないので、オフセットによって符号化の対象が相違したものとなる。その結果、生成されたパリティシンボルＣ２1’〜Ｃ２4’がＣ２1〜Ｃ２4と相違したものとなる。所定のデータＤ１〜Ｄ２４がディジタル変調例えばＥＦＭ変調されてディスク上に記録される。
【００２０】
所定のデータＤ１〜Ｄ２４は、ディスク上に記録された場合に、ＤＳＶの片寄を切り替え可能なデータとされている。すなわち、所定のデータをエラー訂正符号化して既存のＥＦＭ変調方式によって変調した場合には、ＤＳＶが片寄ったものとなり、一方、この発明が適用されたＥＦＭ変調方式によって変調した場合には，ＤＳＶが片寄らないようにできる。ＤＳＶを片寄らせる方向としては、＋側と−側の両方がありうる。すなわち、所定のデータは、パリティシンボルＣ２1〜Ｃ２4が１２シンボル同士の間に挿入されたとしても、ＤＳＶを片寄らせるものとされている。したがって、異なるパリティシンボルＣ２1’〜Ｃ２4’が挿入された場合には、既存のＥＦＭ変調を行った場合にＤＳＶを片寄らせることが保証されなくなる。その結果、ＤＳＶを片寄らせる処理の目的例えばコピープロテクションが達成されなくなる。
【００２１】
図２を参照してこの発明による記録方法について説明する。ディスク上のデータ記録領域に符号化されディジタル変調された所定のデータ（以下、適宜、符号化・変調データと称する）の記録エリアを複数箇所例えば６箇所設ける。各記録エリアをＡエリア、Ｂエリア、・・・、Ｆエリアと称する。各記録エリアは、それぞれ互いに異なるオフセット補正量を有している。すなわち、Ａエリアのオフセット補正量が０で、Ｂエリアのオフセット補正量が４で、Ｃエリアのオフセット補正量が８で、Ｄエリアのオフセット補正量が１２で、Ｅエリアのオフセット補正量が１６で、Ｄエリアのオフセット補正量が２０とされている。
【００２２】
これらの６個のオフセット補正量は、エラー訂正エンコーダにおいて生じる可能性のある全てのオフセット量を補正できるものである。したがって、エラー訂正エンコーダで発生するオフセットの量にかかわらず、既存の記録用エンコーダで生成され、何れか１つの記録エリアに記録された符号化・変調データは、既存のＥＦＭ変調方式で変調した場合にＤＳＶを片寄らせるものであることが保証される。記録エリアの長さは、ＤＳＶを片寄らせる効果を認識できるのに十分な長さに設定される。また、記録エリアのディスク上の位置は、分散したものとされる。
【００２３】
この発明の一実施形態では、４シンボルを単位としてオフセットが生じる。勿論、４シンボル以外のオフセットが生じる単位に応じて記録エリアの個数を設定できる。一実施形態では、ＣＤのエラー訂正エンコーダのように、ステレオ２チャンネルのオーディオデータのエラー訂正符号化を行う場合である。ＣＤでは、オーディオデータの１サンプルが１６ビットとされ、左右のチャンネルのサンプルを組として処理を行う。すなわち、（３２ビット＝４シンボル）を単位として処理を行うので、オフセットが４シンボルを単位として発生する。
【００２４】
図３にＡエリアおよびＢエリアのデータの並びを示す。一例として、エラー訂正エンコーダにおけるオフセット量が０とする。この場合、エリアＡに記録されるデータは、図３Ａに示すように、オフセットが発生しないものとなる。したがって、Ａエリアに記録された符号化・変調データが既存のＥＦＭ変調方式で変調した場合にＤＳＶを片寄らせるものとなる。一方、図３Ｂに示すように、エリアＢに記録されるデータは、オフセットが発生したものとなる。したがって、Ｂエリアに記録された符号化・変調データは、ＤＳＶを片寄らせるものとなる保証がない。若し、図１Ｃに示す例のように、オフセット量が４の場合では、Ｂエリアに記録される符号化・変調データがオフセットの無いものとなる。
【００２５】
上述したように、この発明では、どのようなオフセットを持つエンコーダを使用しても、確実にＤＳＶが片寄るパターンをディスクに記録することができる。なお、上述した例では、所定のデータが２４シンボルの組（Ｄ１〜Ｄ２４）を繰り返しているが、これは、一例であって、他のシンボル数を組としたものでも良い。また、エラー訂正符号化が２４シンボルを単位としているのは、ＣＤにおけるＣ２符号に適用することを可能とするためで、他のシンボル数を単位としてエラー訂正符号化を行うようにしても良い。
【００２６】
上述したこの発明の理解を容易とするために、以下、ＤＳＶの片寄を切り替え可能な所定のデータをディスク例えばＣＤ等の読み出し専用ディスクに記録する例について説明する。図４は、この発明によるデータ記録媒体を作成するためのマスタリング装置の構成の一例を示す。マスタリング装置は、例えばＡｒイオンレーザ、Ｈｅ−ＣｄレーザやＫｒイオンレーザ等のガスレーザや半導体レーザであるレーザ１と、このレーザ１から出射されたレーザ光を変調する音響光学効果型または電気光学型の光変調器２と、この光変調器２を通過したレーザ光を集光し、感光物質であるフォトレジストが塗布されたディスク状のガラス原盤４のフォトレジスト面に照射する対物レンズ等を有する記録手段である光ピックアップ３を有する。
【００２７】
光変調器２は、記録信号にしたがって、レーザ１からのレーザ光を変調する。そして、マスタリング装置は、この変調されたレーザ光をガラス原盤４に照射することによって、データが記録されたマスタを作成する。また、光ピックアップ３をガラス原盤４との距離が一定に保つように制御したり、トラッキングを制御したり、スピンドルモータ５の回転駆動動作を制御するためのサーボ部（図示せず）が設けられている。ガラス原盤４がスピンドルモータ５によって回転駆動される。
【００２８】
光変調器２には、ＥＦＭ変調器１２からの記録信号が供給される。入力端子６からは、記録するメインのディジタルデータが供給される。メインのディジタルデータは、例えば２チャンネルステレオのディジタルオーディオデータである。入力端子７からは、現行のＣＤ規格に基づいたチャンネルＰ〜Ｗのサブコードが供給される。さらに、入力端子８からは、フレームシンクが供給される。
【００２９】
メインディジタルデータは、ＣＩＲＣ（Cross Interleave Reed-Solomon Code）エンコーダ９に供給され、エラー訂正用のパリティデータ等を付加するエラー訂正符号化処理やスクランブル処理が施される。すなわち、１サンプルあるいは１ワードの１６ビットが上位８ビットと下位８ビットとに分割されてそれぞれシンボルとされ、このシンボル単位で、例えばＣＩＲＣによるエラー訂正用のパリティデータ等を付加するエラー訂正符号化処理やスクランブル処理が施される。エラー訂正符号としては、最初に２４シンボルに対してリードソロモン符号のＣ２符号化がされ、４シンボルのパリティＱが付加される。次に、２８シンボルに対してリードソロモン符号のＣ１符号化がされ、４シンボルのパリティＰが付加される。さらに、３２シンボルに対して、１シンボルのサブコードシンボルが付加され、合計３３シンボルが１ＥＦＭフレームを構成するデータとなる。前述したように、ＣＩＲＣエンコーダ９では、２４シンボルの区切りが規定されておらず、４シンボル単位のオフセットが生じる。
【００３０】
入力端子７からのサブコードがサブコードエンコーダ１０にてサブコードのＥＦＭフレームフォーマットを有するサブコードに変換される。ＣＩＲＣエンコーダ９の出力、サブコードエンコーダ１０の出力およびフレームシンクがマルチプレクサ１１に供給され、所定の順序に配列される。マルチプレクサ１１の出力データがＥＦＭ変調器１２に供給され、変換テーブルにしたがって８ビットのシンボルが１４チャンネルビットのデータへ変換される。また、マルチプレクサ１１の出力がランレングス制御部１３に供給される。ランレングス制御部１３は、ＥＦＭ変調器１２におけるＥＦＭ変調出力のランレングスの制御を行う。ＥＦＭ変調器１２の出力が光変調器２に供給される。
【００３１】
ＥＦＭ変調１２からＣＤのＥＦＭフレームフォーマットの記録信号が発生する。この記録信号が光変調器２に供給され、光変調器２からの変調されたレーザビームによってガラス原盤４上のフォトレジストが露光される。このように記録がなされたガラス原盤４を現像し、電鋳処理することによってメタルマスタを作成し、次に、メタルマスタからマザーディスクが作成され、さらに次に、マザーディスクからスタンパが作成される。スタンパーを使用して、圧縮成形、射出成形等の方法によって、光ディスクが作成される。
【００３２】
図５は、ＣＤの１ＥＦＭフレームのデータ構成を示す。ＣＤでは、２チャンネルのディジタルオーディオデータ合計１２サンプル（２４シンボル）から各４シンボルのパリティＱおよびパリティＰが形成される。この合計３２シンボルに対してサブコードの１シンボルを加えた３３シンボル（２６４データビット）をひとかたまりとして扱う。つまり、ＥＦＭ変調後の１フレーム内に、１シンボルのサブコードと、２４シンボルのデータと、４シンボルのＱパリティと、４シンボルのＰパリティとからなる３３シンボルが含まれる。
【００３３】
ＥＦＭ変調方式（eight to fourteen modulation: ＥＦＭ）では、各シンボル（８データビット）が１４チャンネルビットへ変換される。ＥＦＭ変調の最小時間幅（記録信号の１と１との間の０の数が最小となる時間幅）Ｔmin が３Ｔであり、３Ｔに相当するピット長が０．８７μm となる。Ｔに相当するピット長が最短ピット長である。また、各１４チャンネルビットの間には、３ビットのマージビット（結合ビットとも称される）が配される。さらに、フレームの先頭にフレームシンクパターンが付加される。フレームシンクパターンは、チャンネルビットの周期をＴとする時に、１１Ｔ、１１Ｔおよび２Ｔが連続するパターンとされている。このようなパターンは、ＥＦＭ変調規則では、生じることがないもので、特異なパターンによってフレームシンクを検出可能としている。１ＥＦＭフレームは、総ビット数が５８８チャンネルビットからなるものである。フレーム周波数は、７．３５ｋHzとされている。
【００３４】
このようなＥＦＭフレームを９８個集めたものは、サブコードフレーム（またはサブコードブロック）と称される。９８個のフレームを縦方向に連続するように並べ換えて表したサブコードフレームは、サブコードフレームの先頭を識別するためのフレーム同期部と、サブコード部と、データおよびパリティ部とからなる。なお、このサブコードフレームは、通常のＣＤの再生時間の１／７５秒に相当する。
【００３５】
このサブコード部は、９８個のＥＦＭフレームから形成される。サブコード部における先頭の２フレームは、それぞれ、サブコードフレームの同期パターンであるとともに、ＥＦＭのアウトオブルール（out of rule)のパターンである。また、サブコード部における各ビットは、それぞれ、Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖ，Ｗチャンネルを構成する。
【００３６】
ＲチャンネルないしＷチャンネルは、例えば静止画やいわゆるカラオケの文字表示等の特殊な用途に用いられるものである。また、ＰチャンネルおよびＱチャンネルは、ディスクに記録されているディジタルデータの再生時におけるピックアップのトラック位置制御動作に用いられるものである。
【００３７】
Ｐチャンネルは、ディスク内周部に位置するいわゆるリードインエリアでは、"0" の信号を、ディスクの外周部に位置するいわゆるリードアウトエリアでは、所定の周期で"0" と"1" とを繰り返す信号を記録するのに用いられる。また、Ｐチャンネルは、ディスクのリードイン領域とリードアウト領域との間に位置するプログラム領域では、各曲の間を"1"、それ以外を"0"という信号を記録するのに用いられる。このようなＰチャンネルは、ＣＤに記録されているディジタルオーディオデータの再生時における各曲の頭出しのために設けられるものである。
【００３８】
Ｑチャンネルは、ＣＤに記録されているディジタルオーディオデータの再生時におけるより精細な制御を可能とするために設けられる。Ｑチャンネルの１サブコードフレームの構造は、同期ビット部と、コントロールビット部と、アドレスビット部と、データビット部と、ＣＲＣビット部とにより構成される。
【００３９】
図６は、上述したマスタリングおよびスタンピングによって作成された光ディスクを再生する再生装置の構成の一例を示す。再生装置は、既存のプレーヤ、ドライブと同一の構成であるが、この発明の理解の参考のために以下に説明する。図６において、参照符号２１がマスタリング、スタンピングの工程で作成されたディスクを示す。参照符号２２がディスク２１を回転駆動するスピンドルモータであり、２３がディスク２１に記録された信号を再生するための光ピックアップである。光ピックアップ２３は、レーザ光をディスク２１に照射する半導体レーザ、対物レンズ等の光学系、ディスク２１からの戻り光を受光するディテクタ、フォーカスおよびトラッキング機構等からなる。さらに、光ピックアップ２３は、スレッド機構（図示しない）によって、ディスク２１の径方向に送られる。
【００４０】
光ピックアップ２３の例えば４分割ディテクタからの出力信号がＲＦ部２４に供給される。ＲＦ部２４は、４分割ディテクタの各ディテクタの出力信号を演算することによって、再生（ＲＦ）信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成する。再生信号がシンク検出部２５に供給される。シンク検出部２５は、各ＥＦＭフレームの先頭に付加されているフレームシンクを検出する。検出されたフレームシンク、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号がサーボ部２６に供給される。サーボ部２６は、ＲＦ信号の再生クロックに基づいてスピンドルモータ２２の回転動作を制御したり、光ピックアップ２３のフォーカスサーボ、トラッキングサーボを制御する。
【００４１】
フレームシンク検出部２５から出力されるメインデータがＥＦＭ復調器２７に供給され、ＥＦＭ復調の処理を受ける。ＥＦＭ復調器２７からのメインディジタルデータは、ＣＩＲＣデコーダ２８に供給され、エラー訂正の処理を受ける。さらに、補間回路２９によって補間され、出力端子３０に再生データとして取り出される。ＥＦＭ復調器２７からのサブコードデータがシステムコントローラ３２に供給される。
【００４２】
システムコントローラ３２は、マイクロコンピュータによって構成されており、再生装置全体の動作を制御する。システムコントローラ３２と関連して、操作ボタンおよび表示部３３が設けられている。システムコントローラ３２は、ディジタル２１の所望の位置にアクセスするために、サーボ部２６を制御するようになされている。
【００４３】
図７は、ＥＦＭ変調器１２における８ビットのデータビット（適宜データシンボルと称する）を１４ビットのチャンネルビット（適宜コードシンボルと称する）へ変換する規則を示す変換テーブルの一部である。図７では、データビットが１６進表記（００〜ＦＦ）と、１０進表記（０〜２５５）と、２進表記とで示されている。また、コードシンボルの１４ビット中の"1" は、値が反転する位置を示している。データシンボルが８ビットであるので、２５６通りのコードシンボルのパターンが存在する。１４ビットのコードシンボルの全ては、最小時間幅（記録信号の１と１との間の０の数が最小となる時間幅）Ｔminが３Ｔであり、最大時間幅（記録信号の１と１との間の０の数が最大となる時間幅）Ｔmaxが１１ＴであるＥＦＭの規則（以下、適宜ランレングスリミット条件と呼ぶ）を満たしている。
【００４４】
１４ビットのコードシンボル同士を接続する場合でも、上述したＴmin＝３Ｔ、Ｔmax＝１１Ｔのランレングスリミット条件を満たすためにマージビットが必要とされる。マージビットとして、（０００）、（００１），（０１０），（１００）の４種類のパターンが用意されている。１４ビット同士の接続のためにマージビットが使用される一例について図８を参照して説明する。なお、以下の例は、「コンパクトディスク読本（改定３版）」（平成１３年３月２５日、オーム社発行）に記載されているものである。
【００４５】
図８Ａに示すように、前の１４ビットのパターンが（０１０）で終わり、次のデータシンボルが（０１１１０１１１）（１６進表記では、７７、１０進表記では、１１９）の場合を考える。このデータシンボルは、１４ビットのパターン（００１０００１０００００１０）に変換される。タイミングｔ0で前の１４ビットのパターンが終わり、マージビットの間隔の後のタイミングｔ1で次の１４ビットのパターンが始まり、タイミングｔ2 で次の１４ビットのパターンが終わるものとしている。
【００４６】
上述した４種類のマージビットとして、（１００）を適用した場合では、Ｔmin＝３Ｔという条件が満たさなくなるので、このマージビットは、使用されない。後の３個のマージビットは、使用可能である。３個のマージビットの内で実際に使用するマージビットとして、ＤＳＶを減少させるものが選択される。ＤＳＶは、波形がハイレベルであれば＋１を与え、波形がローレベルであれば、−１を与えることで求められるものである。一例として、タイミングｔ0におけるＤＳＶが（−３）であると仮定する。
【００４７】
図８Ｂは、マージビットとして（０００）を使用した場合の波形を示す。期間（ｔ0−ｔ1）のＤＳＶが＋３であり、期間（ｔ1−ｔ2）のＤＳＶが＋２であるので、タイミングｔ2 におけるＤＳＶは、（−３＋３＋２＝＋２）となる。図８Ｃは、マージビットとして（０１０）を使用した場合の波形を示す。期間（ｔ0−ｔ1）のＤＳＶが−１であり、期間（ｔ1−ｔ2）のＤＳＶが−２であるので、タイミングｔ2 におけるＤＳＶは、（−３−１−２＝−６）となる。図８Ｄは、マージビットとして（００１）を使用した場合の波形を示す。期間（ｔ0−ｔ1）のＤＳＶが＋１であり、期間（ｔ1−ｔ2）のＤＳＶが−２であるので、タイミングｔ2 におけるＤＳＶは、（−３＋１−２＝−４）となる。結局、タイミングｔ2におけるＤＳＶが最も０に近くなるマージビット（０００）が選択される。
【００４８】
マージビット選択部は、ＥＦＭ変調器１２（図４参照）内に備えられており、上述したように、マージビット選択部は、ＥＦＭ変調のランレングスリミット条件である、Ｔmin＝３、Ｔmax＝１１を満たすマージビットを選択し、その中で、ＤＳＶを収束させるものを選択している。この発明の一実施形態では、ランレングス制御部１３を設け、従来のＥＦＭ変調器によっては、データ読取にエラーを生じさせるほどＤＳＶが大きくなるデータパターンの場合でも、ＤＳＶが大きくなることを防止するようにＥＦＭ変調を行うことを可能としている。すなわち、ランレングス制御部１３は、データ読取にエラーを生じさせるほどＤＳＶが大きくなった場合を検出し、ＥＦＭのランレングスリミットの条件を緩めるようにＥＦＭ変調器１２内のマージビット選択部を制御する。一例として、Ｔmin＝３、Ｔmax＝１１をそれぞれ、Ｔmin’＝２、Ｔmax’＝１２と緩やかにする。なお、ランレングスリミット条件のＴminおよびＴmaxの一方のみを変更しても良く、また、Ｔmin’＝１、Ｔmax’＝１３とするようにしても良い。
【００４９】
ランレングス制御部１３の機能を説明するために、図９に示す特定のデータパターンを考える。このデータパターンは、ランレングスが制約された状態では、正常なデータの再生を妨げるおそれを生じさせる程、ＤＳＶを増加させるようなデータパターンである。図９では、各データシンボル（８ビット）が１６進表記され、２４シンボル×８＝１９２シンボルが示されている。横方向が記録データの時間軸方向であり、１行の２４シンボルの最後のデータシンボルの後に次の行の２４シンボルの最初のデータシンボルが続く。オーディオデータに対応させると、隣り合う２シンボルがオーディオデータの１サンプル（１６ビット）に対応し、隣り合う４シンボルがステレオオーディオデータ（Ｌ，Ｒ）に対応する。したがって、１行には、１２サンプルが含まれる。この１２サンプルが図５に示すＣＤの１ＥＦＭフレーム内に配される。
【００５０】
図４に示す構成において、入力端子６に図９に示すデータが入力され、ＣＩＲＣエンコーダ９でリードソロモン符号の符号化とインターリーブの処理を受けてマルチプレクサ１１に入力される。マルチプレクサ１１では、サブコードおよびフレームシンクが付加される。マルチプレクサ１１からは、図１０に示すデータが得られる。各１行が１ＥＦＭフレーム（図５参照）に対応している。また、ＳＹがフレーム同期信号を表し、その後のデータシンボル（８１）がサブコードに対応している。インターリーブ処理がなさているので、データシンボルの並び方は、図９の状態から変化している。図１０に示すデータがＥＦＭ変調器１２においてＥＦＭ変調される。
【００５１】
図１０に示すデータパターン中には、データシンボルとして、（８１）（８３）（８Ｃ）（９８）（Ｂ８）（ＢＡ）（Ｃ９）（Ｅ２）等が表れる。これらのデータシンボルのいずれも、ＥＦＭ変換テーブル（図７参照）による変換後の１４ビットのコードシンボルにおいて、先頭部が０Ｔ（直ぐにレベルが変化することを意味する）か、１Ｔ（１Ｔ後に変化することを意味する）となっており、終端部が１Ｔしか存在しない。
【００５２】
ディスク上では、データ記録領域内に設定されている１つの記録エリアに図１０に示すデータが繰り返して記録される。１つの記録エリアの長さは、ＤＳＶを片寄らせたことによる所期の目的（例えば再生装置がコピーディスクから正常にデータを再生できなくなるようにする）を生じさせるのに必要な長さとされている。例えば３〜５のサブコードフレームの長さとされる。この発明では、所定のデータにオフセットが生じても、ＤＳＶが片寄る効果を確実に生じさせるために、図２に示すように、発生しうるオフセットを全て補正できるように、それぞれ異なるオフセット補正量で記録を行う記録エリアが設定される。図９の所定のデータに関しても、例えば４シンボル単位のオフセットが生じた場合に、異なる２４シンボルとなることを補正できるように、複数の記録エリアが設定される。
【００５３】
図１１は、前述した従来のエンコーダ（ＥＦＭ変調）によって例えば図１０中の第１行のデータをＥＦＭした時のＤＳＶの変化と一部のＥＦＭ系列を示す。また、図１１において、ＥＦＭ系列の波形を表現するために、"1" がハイレベルを示し、"0" がローレベルを示している。
【００５４】
図１１についてより詳細に説明すると、フレーム同期信号は、１１Ｔおよび１１Ｔの反転した波形に２Ｔの波形が続くものとされている。フレーム同期信号の部分では、ＤＳＶ＝＋２となる。サブコードに対応する（８１）のデータシンボルは、図７に示す変換テーブルにしたがって（１００００１００１００００１）のコードシンボルに変換される。このコードシンボルは、先頭で直ぐにレベルが変化するものであり、コードシンボル自身のＤＳＶが−６である。従来のマージビットの選択規則にしたがって、ランレングスリミット条件を満たすマージビットとして、（０００）が選択される。すなわち、他のマージビット（１００）（０１０）（００１）は、Ｔmin＝３Ｔを満たすことができず、マージビットとしては、一意に（０００）が選択される。その結果、マージビットの部分では、レベルの反転が発生せず、ここでのＤＳＶが＋３となる。（８１）を変換したコードシンボルの終わりにおけるＤＳＶは、＋２＋３−６＝−１である。
【００５５】
次のデータシンボル（Ｂ８）は、図７に示す変換テーブルにしたがって（０１００１０００００１００１）のコードシンボルに変換される。コードシンボル自身のＤＳＶが＋２である。従来のマージビットの選択規則にしたがって、ランレングスリミット条件を満たすマージビットとして、（０００）が一意に選択される。その結果、マージビットの部分では、レベルの反転が発生せず、ここでのＤＳＶが＋３となる。（Ｂ８）を変換したコードシンボルの終わりにおけるＤＳＶは、＋２＋３−６＋３＋２＝＋４である。
【００５６】
また、データシンボル（ＢＡ）は、図７に示す変換テーブルにしたがって（１００１００００００１００１）のコードシンボルに変換される。コードシンボル自身のＤＳＶが＋２である。従来のマージビットの選択規則にしたがって、ランレングスリミット条件を満たすマージビットとして、（０００）が一意に選択される。その結果、マージビットの部分では、レベルの反転が発生せず、ここでのＤＳＶが＋３となる。
【００５７】
このように、上述した特定のデータパターンでは、マージビットの選択の余地がないために、ＤＳＶを収束させる制御の機能が発揮されず、図１１に示すように、ＤＳＶが１ＥＦＭフレームについて１００以上増加し、このデータパターンが続く限り増加を続ける。また、このデータパターンが終了し、ランダムデータとなった場合には、増加していたＤＳＶを０に近づけるために、ＤＳＶを減少させるようなマージビットが制御され、急速にＤＳＶが減少することになる。
【００５８】
上述した特定のデータパターンをエンコードした記録信号を使って作成されたＣＤは、ＤＳＶが大幅に上昇するために、元のデータを正しく読み取ることができないことになる。このことは、オリジナルのＣＤを再生し、再生データを従来のエンコーダでエンコードしてＣＤ−Ｒ等の媒体に記録したとしても、その媒体の再生データを正しく読めないことになり、コピー防止を達成できることを意味する。
【００５９】
さらに、特定のデータパターン部以外のコンテンツの利用の可否を制御することも可能である。すなわち、この発明によるエンコーダを使用して作成されたディスクは、該当するデータパターン部を再生することが可能である。一方、これをオリジナルディスクとして従来のエンコーダを使用して作成されたディスクでは、当該データパターンの部分を再生できない。したがって、このデータパターン部を読み出すことができるか否かによって、ディスクがオリジナルか、コピーであるかを検出する。検出結果に基づいて、データパターン部以外に記録されたコンテンツを利用できるか否かを決定することによって、コピーされたディスクでは、コンテンツの利用ができないようにすることが可能となる。
【００６０】
コピー防止の点から上述した１９２シンボルをひとかたまりとする特定のデータパターンがＮ回（Ｎは１以上の正の整数）繰り返して、ディスクのプログラム領域に記録されることになる。上述したように、データパターン部を再生できるか否かで、ディスクがオリジナルか，コピーかを判別する場合では、データパターン部の記録位置が規定されていることが好ましい。また、ＣＤ−ＲＯＭに対しても、特定のデータパターンを記録することでコピー防止を行うことができる。
【００６１】
この発明の一実施形態では、図４に示したように、ランレングス制御部１３を設けている。ランレングス制御部１３は、ＥＦＭ変調されるデータを先読みし、通常のＥＦＭ変調では、ＤＳＶの発散を抑えられないような特定のデータパターン（図９）の検出を行う。先読みしないで、ＥＦＭ変調出力のＤＳＶを検出するようにしても良い。特定のデータパターンは、特定のデータパターン自身をパターンマッピング等の手法で検出する方法、ＤＳＶの絶対値をしきい値と比較し、ＤＳＶの絶対値がしきい値を超えた場合を検出する方法、しきい値を超えた場合が所定シンボル数連続した場合を検出する方法等で検出できる。ランレングス制御部１３は、特定のデータパターンが検出されない状態では、ＥＦＭ変調器１２がランレングスリミット条件Ｔmin＝３Ｔ、Ｔmax＝１１Ｔを守るマージビットを選択するように制御する。ランレングス制御部１３は、特定のデータパターンが検出されると、ランレングスリミット条件を緩め、例えばＴmin’＝２Ｔ、Ｔmax’＝１２Ｔとする。それによって、マージビットの選択の余地が生じ、ＤＳＶを減少させるようなマージビットを選択することが可能となる。
【００６２】
図１２は、図１１と同様に、例えば図１０中の第１行のデータをＥＦＭした時のＤＳＶの変化と一部のＥＦＭ系列を示す。一例として、データシンボルが（ＢＡ）で、ランレングスリミット条件が従来の同一の場合では、ＤＳＶが＋５６となる場合が特定のデータパターンが検出された場合とする。この場合、従来のエンコードでは、図１１を参照して説明したように、前の１４ビットのコードシンボル（８Ｂ）の最後で反転が発生して１Ｔしかなく、次のコードシンボル（ＢＡ）の最初で反転が生じるために、（０００）のマージビットしか選択できず、ＤＳＶを減少させることができない。一実施形態では、Ｔmin’＝２Ｔとするので、（０００）のみならず、（０１０）のマージビットも選択しうる。すなわち、この場合では、前の（８Ｂ）の最後のチャンネルビットとマージビットの合計４チャンネルビットにおいて、２Ｔ（１１で表記）、２Ｔ（００で表記）の波形が生じることになる。
【００６３】
このように、マージビットとして（０１０）を選択した場合では、（０００）のマージビットと異なり、マージビットの中で反転が生じ、したがって、次のコードシンボル（ＢＡ）以降で極性が図１１の場合と反転する。その結果、再びランレングスリミット条件を元に戻しても、図１２に示すように、ＤＳＶを０に向かって収束するように制御できる。図示しないが、マイナス方向にＤＳＶが発散する場合でも、同様にしてランレングスリミット条件を緩めることで、ＤＳＶを収束させるようにできる。
【００６４】
上述した特定のデータパターンが連続して入力されてきた場合、上述したマージビットの置換のみでは、ＤＳＶの微小な増加または減少を抑えきれない場合がある。このような微小なＤＳＶの増加または減少は、ＣＤの再生に大きな影響を与えるものではない。また、ＥＦＭ変調器１２にＤＳＶが記憶されている場合、特定のデータパターンが終了し、任意にマージビットを制御できる状態になった時に、急速にＤＳＶを０に戻そうとする動作が行われる可能性がある。その結果、ＤＳＶの急激な変化が発生する。このことは、データの再生にとって好ましいことではない。
【００６５】
このＤＳＶの急激な変化を抑えるために、マージビットを選択できる状態に戻った場合には、ＥＦＭ変調器１２に対して記憶しているＤＳＶを０にクリアする指令をランレングス制御部１３が出力する。それによって、特定のデータパターンによって累積的にＤＳＶが変化した後、ＤＳＶを０近傍に近づける動作が行われなくなり、急激なＤＳＶの変化を抑えることができる。
【００６６】
図１３は、特定のデータパターンの他の例を示す。他の例では、（ＢＢ）（ＦＡ）（ＦＢ）等のデータシンボルが使用されている。これらは、１４ビットのコードシンボルに変換した場合には、（ＢＢ）＝（１０００１０００００１００１）、（ＦＡ）＝（１００１０００００１００１０）、（ＦＢ）＝（１０００１００００１００１０）となる。
【００６７】
図１４は、図１３に示すデータをＣＩＲＣエンコーダで符号化してフレーム同期信号およびサブコードを付加したもので、各行が１ＥＦＭフレームのデータに対応している。図１４に示すデータがＥＦＭ変調される。他のデータパターンの場合においても、上述したデータパターンと同様に、従来のエンコーダを使用した時には、ＤＳＶの増加が生じ、この発明によるエンコーダを使用した時には、ＤＳＶの増加を防止することができる。
【００６８】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば上述した例では、コピープロテクションの例について述べたが、オリジナルディスクであっても、ＤＳＶを片寄らせるデータを意図的に記録して、ディスク識別情報のような情報を記録するようにしても良い。また、ＥＦＭ以外の変調方式としてＥＦＭＰｌｕｓに対してもこの発明を適用することができる。ＥＦＭＰｌｕｓでは、８ビットのデータシンボルを１６ビットのコードシンボルに変換するもので、マージビットを使用しないものである。ＥＦＭＰｌｕｓの場合でも、ＤＳＶが増加する特定のデータパターンが存在するので、標準のコード変換テーブルに変更を加えたエンコーダを使用することで、特定のデータパターンであっても、ＤＳＶの増加を防止することができる。それによって、この発明が適用されたエンコーダを使用して作成されたオリジナルのディスクか、従来のエンコーダを使用して作成されたコピーのディスクかを判別することが可能となる。
【００６９】
この発明は、例えばＣＤ−ＤＡのフォーマットのデータとＣＤ−ＲＯＭのフォーマットのデータをそれぞれ記録するマルチセッションの光ディスクに対しても適用できる。また、光ディスクに記録される情報としては、オーディオデータ、ビデオデータ、静止画像データ、文字データ、コンピュータグラフィックデータ、ゲームソフトウェア、およびコンピュータプログラム等の種々のデータが可能である。したがって、この発明は、例えばＤＶＤビデオ、ＤＶＤ−ＲＯＭに対しても適用できる。さらに、円板状に限らずカード状のデータ記録媒体に対してもこの発明を適用できる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、エラー訂正符号化エンコーダにおいて、オフセットが発生した時に、ＤＳＶを片寄らせる作用が生じなくなることを確実に防止できる。したがって、オリジナルディスクをコピーしたディスクを再生した場合に、ＤＳＶが片寄ってデータを正しく再生できないようにする所期の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エラー訂正エンコーダで生じるオフセットの説明に用いる略線図である。
【図２】この発明の一実施形態における記録方法の説明に用いる略線図である。
【図３】この発明の一実施形態における記録方法の説明に用いる略線図である。
【図４】この発明の一実施形態であるマスタリング装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】ＣＤのＥＦＭフレームフォーマットを説明するための略線図である。
【図６】ＣＤの再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】ＥＦＭ変換テーブルの一部を示す略線図である。
【図８】マージビットの選択方法を説明するための略線図である。
【図９】この発明に使用できる特定のデータパターンの一例を示す略線図である。
【図１０】特定のデータパターンの一例をＣＩＲＣ符号化してフレーム同期信号およびサブコードを付加したデータを示す略線図である。
【図１１】図１０のデータを従来の方法でＥＦＭ変調した場合のＤＳＶと一部の波形を示す略線図である。
【図１２】図１０のデータをこの発明による方法でＥＦＭ変調した場合のＤＳＶと一部の波形を示す略線図である。
【図１３】この発明に使用できる特定のデータパターンの他の例を示す略線図である。
【図１４】特定のデータパターンの他の例をＣＩＲＣ符号化してフレーム同期信号およびサブコードを付加したデータを示す略線図である。
【図１５】ディスクのコピーの流れを説明するブロック図である。
【図１６】従来の再生処理部の概略を示すブロック図である。
【図１７】従来の記録処理部の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・・・レーザ、３・・・光ピックアップ、４・・・ガラス原盤、１１・・・マルチプレクサ、１２・・・ＥＦＭ変調器、１３・・・ランレングス制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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