(57)【要約】光ディスク、磁気ディスク又はこれらの組み合わせ等の保存媒体内の情報の保全に関する。特に、データの第２ストリームの遷移エッジの位置を調節して、第１データストリームを第２データストリームに埋め込む方法に関する。保存媒体へデータを書き込む方法は、保存媒体への書き込みに適したフォーマットのビット列として保存媒体へ書き込まれるロー（第１）データを表すステップと、第２データ（追加データ）をビットの第２列として表すステップと、ビットの第１列をトラックに沿った対応するピット列として保存媒体へ書き込むステップと、を含んでおり、トラックに沿ったピットの位置は保存第１データを表しており、ピットの第１列を書き込むときに、ピット列に第２データを埋め込むためピット列の遷移エッジが書き込まれる位置を調節することを特徴とする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１データと第２データとを保存媒体へ保存する方法であって、本方法は、
前記保存媒体への書き込みに適したフォーマットで第１ビット列として前記第１データを表すステップと、
第２ビット列として前記第２データを表すステップと、
トラックに沿った対応ピット列として前記第１ビット列を前記保存媒体へ書き込むステップと、
を含んでおり、
前記トラックに沿った前記ピットの位置は前記第１保存データを表し、前記トラックに沿った前記ピット列を書き込むときに、前記ピット列の複数の遷移エッジが前記第２データを前記ピット列に埋め込むために書き込まれる位置を調節することを特徴とする方法。
【請求項２】
第１データを第１ビット列として表すステップは、エラー訂正プロセスを用いて前記第１データを処理するステップ含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
書き込みステップは、集積回路に内蔵されたプロセッサーを用いるステップを含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
保存媒体は、光保存媒体、磁気保存媒体、又はこれらの組み合わせのうちの１つを含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
ピット列は、媒体の物質状態の１つによって提供されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
媒体の物質状態は、保存媒体の結晶状態又は非結晶状態のいずれかであることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
保存媒体は相変化媒体であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
保存媒体は、コンパクトディスク（ＣＤ）、コンパクトディスク−リード／ライト（ＣＤ−ＲＷ）又はデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）等の光ディスクを含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
位置を調節するステップは、保存媒体用に提供されるタイミングエラーバジェットの１部分内で遷移エッジのタイミングを調節するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
タイミングエラーバジェットの１部分は該タイミングエラーバジェットの略１／４から１／３の範囲であることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
第２データは、光保存媒体への書き込みに使用するドライブの連番、時間と日付、著作権情報、所有者及び／又は承認者情報、安全レベル、及び前記光保存媒体の埋め込みデータへアクセスするためのキーを示すデータのうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
調節ステップは、データの同期フィールドを調節するステップ、データの同期フィールドとデータフィールドの組み合わせを調節するステップ、周波数を調節するステップ、複数レベルのタイムステップを用いて複数ビットを保存するステップ、及び第１データの保存に用いる物質状態の変遷を調節するステップのうちの少なくとも１つをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
エラー訂正プロセスを用いて第２データを処理するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
エラー訂正プロセスはエラー訂正コードを含んでいることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
複数の遷移エッジのそれぞれは、ピットの上昇エッジ又はピットの下降エッジのうち少なくとも一方を含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
保存媒体を含んだ光ディスクであって、トラックに沿って前記保存媒体内に形成されたピット列として保存されたデータを有しており、前記トラックに沿った前記ピット列の位置は保存データを表しており、前記ピット列内のそれぞれのピットは２つの遷移エッジを有しており、前記保存媒体は、前記保存データを表す前記ピット列の調節された遷移エッジに対応する複数の位置に前記ピット列内に埋め込まれた追加データをさらに含んでいることを特徴とする光ディスク。
【請求項１７】
エラー訂正プロセスを用いてデータを処理するため、光ディスクにカップリングされたプロセッサーをさらに含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項１８】
プロセッサーは集積回路に内蔵されていることを特徴とする請求項１７記載の光ディスク。
【請求項１９】
保存媒体は、光保存媒体、磁気保存媒体又はこれらの組み合わせのうちの１つを含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項２０】
ピット列は媒体の物質状態の１つによって提供されることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項２１】
媒体の物質状態は、保存媒体の結晶状態又は非結晶状態のいずれかであることを特徴とする請求項２０記載の光ディスク。
【請求項２２】
保存媒体は相変化媒体であることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項２３】
コンパクトディスク（ＣＤ）、コンパクトディスク−リード／ライト(ＣＤ−ＲＷ)，ＣＤ−Ｒ，デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ），ＤＶＤ−Ｒ及びＤＶＤ−ＲＷのうちの１つを含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項２４】
調節された遷移エッジは、該遷移エッジの位置のタイミングを保存媒体用に提供されたタイミングエラーバジェットの１部分内で変化させるステップを含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項２５】
タイミングエラーバジェットの１部分は該タイミングエラーバジェットの略１／４から１／３の範囲であることを特徴とする請求項２４記載の光ディスク。
【請求項２６】
追加データは、光保存媒体への書き込みに使用するドライブの連番、時間と日付、著作権情報、所有者及び／又は承認者情報、安全レベル、及び保存媒体の埋め込みデータへアクセスするためのキーを示すデータのうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項２７】
調節された遷移エッジは、調節されたデータの同期フィールド、調節されたデータの同期フィールドとデータフィールド、調節周波数、及びデータ保存に使用する物質状態の調節された変遷のうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項２８】
プロセッサーは、エラー訂正プロセスを用いて追加データを処理することを特徴とする請求項１７記載の光ディスク。
【請求項２９】
エラー訂正プロセスはエラー訂正コードを含んでいることを特徴とする請求項２８記載の光ディスク。
【請求項３０】
複数の遷移エッジのそれぞれは、ピットの上昇エッジとピットの下降エッジの少なくとも一方を含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ディスク。
【請求項３１】
光保存媒体に書き込まれた第１データを読み取る方法であって、前記保存媒体はトラックに沿ってピット列を有しており、該ピットの位置は第１データを表しており、本方法は、
光検出器からの第１データと第２データとを有するアナログ信号を受領するステップと、
前記光保存媒体の前記ピットの複数の遷移エッジ内の埋め込み追加保存情報を示す前記第２データを発生させるため、プロセッサー内で前記アナログ信号を処理するステップと、
前記複数のピット列内に保存されたローデータを示す前記第１データを発生させるため前記アナログ信号を解読するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３２】
アナログ信号を処理するステップは、集積回路に内蔵された埋め込みデータプロセッサーを用いて埋め込み追加情報を示す第２データを提供するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
埋め込み追加データは、光保存媒体への書き込みに使用するドライブの連番；時間と日付、著作権情報、所有者及び／又は承認者情報、安全レベル、及び光保存媒体の埋め込みデータへアクセスするためのキーを示すデータのうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
アナログ信号を処理するステップは、所定のタイミング許容レベル以下であるピットの複数エッジの変遷タイミングを決定することによって第２データを解読するステップを含んでいることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３５】
請求項３１記載の方法のステップを処理ユニットに実行させる命令が保存されていることを特徴とするコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に情報の保存に関するものであり、特に保存媒体への安全な情報の書き込み、及び保存媒体からの安全な情報の読み取りに関する。
【背景技術】
【０００２】
保存の必要性は、テキスト、画像及びオーディオ情報のためのマルチメディアの要求により、級数的速度で増加している。この要求を満たすよう、保存システムは、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ及びテープライブラリー、光ディスクドライブ、及び光ライブラリー等の多様な技術を含んでいる。
【０００３】
光保存システム及び装置には例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）があり、高い保存能力と安価な媒体を提供する。このように高品質のため、光保存装置は、著作権内容又はバックアップデータ等の情報の提供には魅力的である。光ディスクは、表面にコーティング処理された１以上の薄膜層を有するプラスチック又はガラス基板を含んでいる。情報は、ディスク製造者によって基盤表面に予め記録されるか、又はユーザーによって１以上の薄膜層に記録される。利用されている光ディスクには例えば、コンパクトディスクオーディオ（ＣＤ），再生専用光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）、書き込み可能コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ），ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，光磁気（ＭＤ）、相変化（ＰＣ）書き込み可能ディスク及び追記型ディスク（ＷＯＲＭ）媒体が含まれる。
【０００４】
光ディスクのタイプによっては、フォーマットマーク又はフォーマット溝等の情報は基盤自体に刻むことができ、その後基板は、ユーザーが後で、情報記録中に変更できる保存層でコーティング処理されている。典型的な保存層には、追記型アプリケーション用染色ポリマーフィルム、アブレイティブ皮膜（追記型でもある）用テルル合金、相変化再書き込み型媒体用ＧｅＳｂＴｅ、及び光磁気ディスク（再書き込み型でもある）用ＴｂＦｅＣｏ磁気フィルムがある。
【０００５】
低コストなＣＤ及びＤＶＤ書き込みの利便性により、秘密データの著作権侵害や盗用に関する関心度が高まった。コンテントプロバイダーと業者は、コピーが違法であるということで損失から保護されるのが理想である。現在の米国著作権法は、ユーザーがバックアップ用や利便上、個人的にコピーを作成することを認めている。ディスクに記録されたデータを暗号化するため、コンテンツをコピー不可能とするよう、ディスクに保存されたデータを解読するための様々なコピー保護技術が開発されている。残念ながら、あらゆるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が光ディスクに保存されたデータを読み取ることができ、ハッカーはコピー保護技術を打ち破る方法を習得するため、既存のコピー保護技術は解読されている。法的コピーも許されないことが多いため、それら保護技術が著作権法を侵害していることになる。
【０００６】
光ディスク上で多量のデータが誤用される、又は盗用される可能性があるため、安全対策が施された、政府、軍事及びビジネス利用において、光ディスクは問題を含むであろう。多くの暗号化技術が解読可能であるため、既存のデータ暗号化技術では安全保護対象データの保護コントロールが十分にできない。
【０００７】
このように、非承認ユーザーによって解読されない光及び／又は磁気媒体に保存された情報保護技術が必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここで説明する方法は、光ディスク、磁気ディスク又はこれらの組み合わせ等、保存媒体内の情報の保全に関する。特に、第２データストリームの遷移エッジのタイミングを調節することで、第２データストリーム内へ第１データストリームを埋込む方法について述べている。別の実施例では、この方法は、書き込みディスクドライブの連番や、作成日を示す日付印等の特定情報を埋め込む。よって光メディアの法的使用を可能にし、違法な著作権侵害を防止するのにに有用である。
【０００９】
別の実施例は、本方法のさらに安全な形態に関するものであり、埋込みデータは、暗号化方法、秘密レベル、分類機関、及びその他、データの追跡やコントロールを可能にするデータが安全に保存されるための追加の安全情報を含んでいる。暗号化方法は、後に埋め込みデータを保存するために使用される、ディスク上に記録されたピットのパターンに意図的なタイミングの変化を導入する。その特定の解読方法を知らないと、ディスクを読み取ることができない。
【００１０】
１実施例では、保存媒体へのデータ書き込み方法は、保存媒体への書き込み用フォーマット内にビット列として、保存媒体へ書き込まれるローデータ（第１データ）を表示するステップ；第２ビット列としての第２データ（追加データ）を表示し、対応するトラックに沿ったピット列として、第１ビット列を保存媒体へ書き込むステップと、を含んでいる。トラックに沿ったピットの位置は保存された第１データを表示し、ピットの第１列を書き込むときに、ピット列の遷移エッジ内に第２データを埋め込むよう、ピット列の遷移エッジが書き込まれる位置を調節することを特徴とする。
【００１１】
この方法は、第１データを処理して暗号化第１データを発生させるステップを含むことができる。このデータ処理ステップは、特定のエラー訂正コード等、エラー訂正プロセスを使用するステップを含んでいる。遷移エッジの位置を調節するステップは、特定媒体用の所定タイミングエラーバジェット以下である範囲内にあるべき遷移エッジのタイミングを調節するステップをさらに含んでいる。１実施例では、このタイミング調節は、タイミングエラーバジェットの分数値（例：１／４又は１／３）である。１実施例では、この範囲はおよそ１から４０ピコセコンドである。
【００１２】
保存媒体は、光保存媒体、磁気保存媒体、あるいはこれらの組み合わせ（光磁気媒体）の内の１つを含むことができる。保存媒体は相変化媒体であってもよい。相変化性保存媒体上の複数のピットとランドあるいはギャップ領域は、保存媒体の結晶又は非結晶状態の１つによって決定される。磁気媒体では、タイミング調節は、磁性化等、物体状態の変化時に生じ、データ保存に利用される。
【００１３】
第１及び第２データを提供し、遷移エッジタイミングを調節し、遷移エッジへ第２データを埋め込むプロセッサーは、例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）集積回路等の集積回路内に内蔵される。このプロセッサーは光ピックアップユニット内に位置している。
【００１４】
追加第２データは、光保存媒体への書き込みに使用するドライブの連番を示すデータ；時間及び日付データ、著作権データ、所有者及び／又は承認データ、安全レベル及び光保存媒体上の暗号データへのアクセスキーの内の少なくとも１つを含んでいる。位置調節ステップは、データ同期フィールドを調節するステップ、データの同期フィールドとデータフィールドの組み合わせを調節するステップ、複数レベルのタイムステップを利用して複数のビットを保存するステップ、及び第１データを保存するために使用する材質状態変化を調節するステップ、の内の少なくとも１つをさらに含んでいる。１実施例では、この方法は、追加データにエラー訂正コードを適用するステップをさらに含んでいる。
【００１５】
別の特徴では、保存媒体へ第１及び第２データを書き込む方法を、光媒体の複数のコピーの追跡に使用することができる。埋め込み追加データは、例えば、光ディスクから作成されたあらゆるコピーの識別及び追跡を補助することができる。
【００１６】
別の特徴では、光ディスクは、軌道に沿って、媒体にピット列として形成されたデータを有する保存媒体を含んでおり、軌道に沿ったピットの位置は、保存データを表し、それぞれのピットは２つの遷移エッジを有しており、保存媒体は、保存データを表すピット列の遷移エッジ位置の調節による、ピット列内に埋め込まれた追加データをさらに含んでいる。
【００１７】
別の特徴では、光媒体に保存された安全データを読み取る方法は、データ保存用の複数のピットとランド領域を有しており、光検出器からアナログ信号を受領するステップと；アナログ信号をプロセッサー内で処理し、光媒体のピットとランド領域の複数の遷移エッジに埋め込み保存された追加情報を示すデータを特定、認識及び提供するステップと；複数のピットとランド領域内の保存情報を示すデータを解読し、保存されたローデータを提供するステップと、を含んでいる。アナログ信号を処理するステップは、埋め込みデータプロセッサーを用いて埋め込みデータを提供するステップを含んでいる。埋め込みデータは、光保存媒体への書き込みに使用するドライブの連番；時間と日付データ、著作権データ、所有者及び／又は承認データ、安全レベル、及び光保存媒体の暗号化データへのアクセスキーのうちの少なくとも１つを含んでいる。アナログ信号を処理するステップは、ピットとランド領域のパルス変化のタイミングを決定して、埋め込みデータを解読するステップを含んでいる。変化のタイミングは、例えば、特定媒体用のジッター又はタイミングエラーバジェットによって決定される、所定許容レベルより下である。
【００１８】
本発明の、前述の目的、特徴及び利点は、添付の図面に示す如く、以下の説明によって明らかになるであろう。図面中、同一番号は同じ部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここで説明する実施例は、光媒体及び／又は磁気媒体等のコンピュータ保存装置へ安全にデータを書き込む装置及び方法、並びに保存媒体に提供された安全データの読み取りに関する。ここで、“ディスク（ｄｉｓｃ）”とは、光保存のことを指し、“ディスク（ｄｉｓｋ）”とは、磁気保存のことを指すが、“ｄｉｓｃ”又は“ｄｉｓｋ”を、保存媒体全体を指すものとして区別なく使用できる。
【００２０】
ここで説明の方法は、光ディスクに保存されたデータの保全が、第２ストリームデータの遷移エッジ位置を調節することによって、第２ストリームデータへ埋め込まれる第１ストリームデータを用いて最適に処理することを前提とする。この方法を可能にするシステムは、レーザーダイオード付近のハードウエアと、ディスクそれぞれの書き込みと読み取りを行う光検出器を用いる。この方法原理を用いることができるいくつかの利用法がある。例えば、適切なコードが入力されるまではデータへのアクセスが否定される。また、実際のデータへアクセスしてもしなくても、埋め込み情報によって、保存媒体のディスクを追跡したり、コントロールすることができる。
【００２１】
図１は、安全な方法を用いた光ディスク等、光媒体内の情報又はデータを暗号化及び／又は解読するためのシステムを示すブロック図である。磁気ディスク又は光ディスクは、多くのトラック（軌道）を含んでおり、これらに沿って情報が記録されている。これらのトラックは、一定幅か、螺旋タイプの同心リングでよい。ディスク表面領域の一部は通常はプレフォーマット情報用であり、データ保存には使えない。プレフォーマット情報には、セクターアドレス情報、同期マーク、サーボマーク等、が含まれ、光ディスク基板に永久的にエンボス加工されている。
【００２２】
インプットファイル形式のデータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）インターフェイス２２を用いて保存用に提供される。ＰＣインターフェイス２２は統合ドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）インターフェイスバスであってもよい。入力データはその後、処理データ１８を発生させるコントローラを有する光ドライブで処理される。
【００２３】
一般的に記録の前に、エラー訂正コード及びその他のハウスキーピングタスク用に、追加ビットがデータに追加される。これらは、ユーザーデータに一定量のオーバーヘッドを含んでいる。エラー訂正コード（ＥＣＣ）は、起こりうる読み取り／書き込みエラーに対する保険としての、２進法データブロックへの冗長ビットの系統的追加である。ＥＣＣは８ビットから１４ビットをマップ表示し、ピットサイズを増加させ、８から１４の変調を提供する。与えられたエラー訂正コードは、エラービット数が、特定コードで許可される最大数以下である場合、オリジナルデータを汚染ブロックから回復させることができる。データ１８は、エラー訂正コードで入力データを暗号化するステップを含んだ、これらのエラー訂正プロセスを用いて処理されている。
【００２４】
保存媒体へ書き込まれたビット列として表される処理データは、媒体のトラックに沿ったピット及びギャップ／ランドに対応する。ピットのパターンは、デジタル形式信号を暗号化する。従って、ＤＶＤのデータ等は、ディスクに螺旋形に書き込まれたピット列として表される。この情報は、同心環状トラック列、又は継続性螺旋トラック上のいずれかに記録される。ピット列は、ギャップ又はランドで分離されている。ピットへの下降エッジ、又はピットからの上昇エッジで提供されるピットそれぞれの遷移領域は、２進法の“１”を表す。異なる保存媒体は、２つのエッジが互いにどの程度接近しているかを特定する、対応書き込みフォーマットを有する。例えばＤＶＤは、ＣＤとは異なるパターンのピットとランドを有する。パターンの時間基本ユニットは、ディスクへの書き込み又はディスクからの読み取りに用いる電子回路に、位相ロックループで同期化される時計で提供される“Ｔ”である。ＣＤでは、例えば、最小ピット又はギャップは、３Ｔパルスで提供され、最大パルスは１１Ｔで提供され、ＤＶＤではこの範囲は、２Ｔから１４Ｔである。例えば、２Ｔから１４Ｔは、２つ以上のゼロと１４以下のゼロによって分離される２つのエッジとして提供される。
【００２５】
前述の如く、光保存媒体は相変化媒体であるので、交互に光媒体上のピット及びランド／ギャップの形態を決定する、結晶状態又は非結晶状態間の固有温度と冷却速度に最低限に依存する。
【００２６】
信号タイミングエラー又は変調が測定される前に、信号の位相と周波数を評価する必要がある。これらの測定が平均化されるタイムスケールは、有限期間又は、経時的な継続測定で決定できる。各変化を特定するようロックされた位相ロックループは、このようなタイムスケール測定を提供する。
【００２７】
光ドライブからの出力等の処理データ１８はその後、光ピックアップユニットへの入力として提供される。この処理データ１８は、書き込みされる特定ディスク用の“Ｔ”解読フォーマットで表されたデータである。
【００２８】
典型的には、秒当たりの回転で決定される特定の速度で回転するディスクでは、ディスク操作中、この回転速度は一定である。ディスクへの書き込み又は読み取りに用いる電子回路は、固定期間（Ｔ）を有する。Ｔのパルス又はこれらの整数倍は、ディスクへの書き込みに使用される。
【００２９】
光ピックアップユニット内部では、集積回路光インターフェイス（チップ）１６は、レーザーダイオード１２を介したディスク２６への書き込みと、光検出器１４又は光検出器アレーを介したディスクの読み取りをコントロールする。ＣＭＯＳ集積回路等の光インターフェイスチップ１６は、レーザーを駆動し、媒体への書き込みプロセスのため、レーザーダイオード１２によって発生するレーザーパルスのタイミングコントロールを提供する。例えば１実施例では、集積回路は、５ｐｓから１０ｐｓ（ピコ秒）のピットの遷移エッジの配置をコントロールできる。光インターフェイスチップ１６は、レーザーパルスの変化位置のタイミング、又はパルス（サブパルス）の１部分を調節し、追加データをこれらの変化位置へ書き込むか埋め込む。遷移エッジの調節タイミングは、典型的には、特定の光媒体用のタイミングエラーバジェット又はジッターバジェットによって決定される所定許容レベル以下である。例えば、８０ｐｓから１２０ｐｓは、例えば８ｘ書き込み速度の、特定速度で書き込まれたＤＶＤ−ＲＷのジッターである。タイミングエラーバジェットは、媒体、オーディオデータ又はビデオデータ等の情報のフォーマット、及び書き込み速度等の複数要素に依存する。
【００３０】
光ディスク等への書き込みには、デジタルコンテンツを表すディスク上のピットの遷移エッジ発生用レーザーの正確なタイミングコントロールが関与する。ここで説明されている実施例で用いられる、遷移エッジの発生、タイムスタンプ、レーザー変調、及びパルスタイミングは、米国特許第５７９３７０９号と第６３７７０９４号「フリーループ間隔タイマー及び変調機」と「自走リング発振器を用いた任意波形シンセサイザー」にてそれぞれ説明されている。実施例中、自走リング発振器を用いた任意波形シンセサイザー（ＡＷＳ）は、複数の遷移信号を有する波形を発生させる。これらの遷移信号は、上昇又は下降エッジが配置される場所を特定するコントロール信号に対応して、異なる自走リング発振器タップから選択される。１実施例中のＡＷＳは、５ピコセコンドから１０ピコセコンドのタイミング精密レベルでコントロールされる正確なエッジ変化を提供する。エッジ変化の正確なコントロールで、１実施例中のデータ暗号化が可能となる。第２データは、エッジ変化のタイミングを調節する方法で、エッジ変化データに埋め込まれる。
【００３１】
これら実施例では、ノーマルピット／ランドタイム（例：数十ピコセコンド）によって、レーザーパルスの変化のタイミングを調節し、情報を安全に暗号化及び保存する方法を提供する。少々のタイミング変化は、ノーマルドライブでのディスクの読み取り性能には影響しない。すなわち、暗号化コード無しで埋め込まれたロー（生）情報は、従来のドライブ内のディスクの読み取り性能に影響しない。ローデータが暗号化されると、従来のドライブはディスクのデータを読み取ることができなくなる。暗号化ローデータを読み取るには、先ず、埋め込みデータを含んだ正確なタイミング変化を検知して、埋め込みデータを光インターフェイスチップで読み取る。埋め込みデータはパスワードと組み合わされて、ディスクからロー情報を抽出するための解読情報を表示することができる。
【００３２】
図２は、特に光媒体等、例示的保存媒体のピットとランドの概略を示す。ランド／ピットパターンは、データが、ピットとランド間の変遷部に書き込まれるので、ディスクに書き込まれたデータを表す。解説した実施例においては、書き込み信号の電気レベルでは、ピットは上昇部分４２、４８として定義でき、あるいは、光ディスク又は磁気ディスク上と同じく表面の領域として定義できる。ランドはピット間のギャップである。
【００３３】
従来の高性能ＣＤドライブ及びＤＶＤドライブは、例えばおよそ１２５ｐｓのタイミング精度で、保存データを表すピットとランドの連続を発生させる。高性能とは、例えば５２ｘＣＤ−ＲＷの速度を有すると定義される。対照的に、解説した実施例では、図２の如くサブデータ変調を可能にする５ｐｓ以下のタイミング精度も認めている。
【００３４】
埋め込みデータは、埋め込みに利用できるであろうあらゆるタイプの情報であってよい。例えば、作成時間等、ディスクへの書き込みと作成情報等に用いるディスクドライブの連番を含むことができ、データの読み取りができる者なら誰でもデータの作成者と作成時間を特定することができる。あるいは、埋め込みデータは、光ディスクのトラックに沿ったピットとランドの位置で表される暗号化データを解読するための必要な解読情報を含むこともできる。
【００３５】
図３に示す如く、光ディスクプレーヤーシステムは普通、スピンドルモーター５１，レーザーピックアップヘッド５２，無線周波数（ＲＦ）アンプ５３，サーボ回路５４，データプロセッサー５５，マイクロコントローラ５６，デジタル―アナログ変換器（Ｄ／Ａ）５７，増幅器５８、及び拡声器５９を含んでいる。スピンドルモーター５１は、読み取り又は再生操作中、光ディスク２６を固定速度でスピンする際に用いられ、前述の如く、光ディスクに保存されたデータをレーザーピックアップヘッド又は光ピックアップユニットで読み取る。
【００３６】
レーザーピックアップヘッドからのデータ信号は、先ず、ＲＦアンプで増幅される。ＲＦアンプの出力は、典型的には２部分へ分けられる。増幅信号の第１部分はサーボ回路へ送られ、第２部分はデータプロセッサーへ送られる。サーボ回路５４へ送られた信号は、スピンドルモーター５１のスピードと、レーザーピックアップヘッド５２の集束及び追跡の両方のフィードバックコントロールに用いられる。データプロセッサーへ送られた増幅信号は、８−１４変調（ＥＦＭ）解読、サブコード取得、エラー訂正及び検出（ＥＣＤ）等、様々なデータ処理段階で処理され、読み取り可能データを取得する。オーディオデータ用には、デジタル形式の読み取り可能データが（Ｄ／Ａ）変換器でアナログ形式に変換されるので、アナログ形式データはその後に増幅することができる。
【００３７】
保存媒体内の情報を保全する装置の１実施例では、図１で示すような光ピックアップユニット内のチップ１６の如き、集積回路チップを含んでいる。処理方法は、レーザーピックアップユニット内の光検出器から、データを読み取るステップを含む。ここで説明のＰＬＬは、光ディスクから読み取られることで、データストリームの遷移エッジを検出する。この処理は、ＰＬＬ内の位相検出器がデータをサンプリングし、連続変遷を観察することで、４Ｔパルスとその後の３Ｔパルスとが読み取られることを確認する等、遷移エッジのタイミングを検出するステップを含んでいる。これら４Ｔ，３Ｔパルスは最終的には解読され、ローデータを提供する。埋め込みデータを検出するため、それぞれの遷移エッジの変遷時間を分析し、エッジの位置が変調されているかを決定する。例えば４Ｔパルスの下降エッジは、検出エッジが４．０５Ｔで発生したので、０．０５Ｔだけ進められたことが確認できる。このように、遷移エッジは２進法の“１”を表すものと解読される。
【００３８】
光ディスクの読み取りプロセスとして定義される読み取り操作中、変更されたピット／ランドに保存されたデータビットは、無線周波数（ＲＦ）信号内に周波数成分を発生させる。ＲＦ信号はフィルター処理され、周波数成分を独立させ、埋め込みデータを読み取るよう復調される。このフィルター処理ステップと解読ステップは、従来の光ユニット内のデジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）で扱われる。
【００３９】
埋め込みデータの暗号化には、別の方法を用いることもできる。保存媒体へ情報を書き込む方法の１実施例は、特定の光標準用、及び特定の地理的領域用に選択された周波数で、パルスタイミングを調節するステップを含むことができる。データのビットに対応する暗号ピットは、典型的には、数十メガヘルツ又は数百メガヘルツの周波数でディスクへ書き込まれる。この周波数は、遷移エッジでさらに遅いレートで振幅変調されてもよく、よって、キロヘルツレート等でデータを保存するために用いることができる。さらに、埋め込みデータの確実な読み取りを保証するため、エラー訂正機能を含む様々な産業標準パルスコードが利用できる。コンテンツの違法輸出を困難にするよう、それぞれの国で、独自の暗号化技術を法定化することが理想である。このような潜在的必要性から、この技術は多くの暗号化フォーマットをサポートする。
【００４０】
図４は、ユーザーデータを暗号化し、解読するための１方法６０を図示する。ユーザ創出パスワード６６を示すデータは、ブロック７０で発生されるシュードランダムコードに沿ってブロック６８へと入力される。創出パスワード６６とシュードランダムコード７２は組み合わされ、暗号コードを創出する。この暗号コードは、ブロック６４内でデータビット列に対応する、ピットとランド領域を表すデータと組み合わされる。シュードランダムコードも、ブロック７６でディスクに埋め込まれる特別データと組み合わされる。ブロック７６の出力信号７８とブロック６４の出力信号８０は、ブロック８２への入力信号を形成する。出力信号７８に沿った、レーザーへのパルスデータを示す出力信号８０は組み合わされ、パルスタイミングを有した埋め込みデータを示す信号を形成する。シュードランダムコード７２は、ディスクへの書き込みプロセスとして提供される、それぞれの書き込み操作用に独自に選択される。選択されたシュードランダムコード７２を埋め込みデータへ追加することができ、読み取り操作中は埋め込みデータが先ず読み取られ、ローデータ用の暗号パターンを提供するようにできる。特定方法では、埋め込みデータはパスワードと組み合わされ、解読情報を示す。
【００４１】
図５は、データストリーム内の埋め込みデータを暗号化するための別の方法を詳細に図示している。図１で概略的に説明したように、保存媒体に保存されるべきローデータ１０１は、ステップ１０４に従ってエラー訂正コードで暗号化される。この暗号化により、集積回路１０６への入力として提供される、日付ビット（データ１０５）の列に対応する、ピットとランドの列で表されるデータが得られる。集積回路１０６は、入力としての書き込み戦略データ１０２を有する書き込み戦略プロセッサーと、埋め込み用入力データ１０３を有するデータ埋め込みプロセッサーの両方を含んでいる。集積回路１０６の出力は、媒体上のピットのエッジ位置を決定する、パルスの遷移エッジのタイミング等のパルスタイミング情報で埋め込みデータを示すパルス幅変調（ＰＷＭ）データ１０７である。ＰＷＭデータ１０７は、レーザー変調機１０８への入力を形成する。
【００４２】
図６は、図５で述べたシステムを用いて書き込まれたディスクの読み取り方法１２０を示す。方法１２０は、光検出器からのビデオ信号等のアナログ信号１０９を受領するステップと信号１０９を、図１に図示したチップ１６等の集積回路内の、読み取りデータプロセッサー１１０と埋め込みデータプロセッサー１１１の両方へ提供するステップと、を含んでいる。読み取りデータプロセッサー１１０はアナログ信号１０９を処理し、例えば一連の３Ｔピット、４Ｔランド、３Ｔピット等の順番のピットとランドで提供される暗号化ローデータを表すピットとギャップデータ１１２に関する情報を提供する。このピットとランドデータはその後、ステップ１１３毎のエラー訂正コードを用いて解読され、ローデータ１１４を創出する。埋め込みデータプロセッサー１１１はアナログビデオ信号１０９を処理し、埋め込みデータ１１５の出力表示を創出する。
【００４３】
暗号化方法１００で、情報は、ピットとランドの同期パターン又はフィールドに埋め込まれる。光保存媒体のピットとランドのパターンは、同期フィールド、ヘッダーフィールド及びデータフィールドを含んでいる。同期フィールドは、光保存フォーマットでは相当に一般的である。一般的に、同期フィールドは、同一タイミングのピットとランドで成る。同一タイミングパターンは、ドライブに、読み取り回路を最適な状態となるように調節させる。通常は、データは同期フィールドに保存されない。埋め込みデータへの同期フィールドタイミングの変更は、媒体上のノーマルデータ保存が実施態様で不変であることを保証する。ピットのデータフィールドは、埋め込まれたデータの保存に使用できるが、それをするのに必要な意図的タイミング変化は、ノイズの追加により読み取りプロセスへ劣化するかもしれない。
【００４４】
図７Ａと図７Ｂは，データが同期フィールドへいかに埋め込まれるかを示す。埋め込みデータのビットそれぞれには、３つのピット−ランドペアが使用されている。図７Ｂで、第１ピット−ランドペアは、ノーマルタイミングを使用している。０ビットでは、第２ペアは長く、第３ペアは短い。１ビットでは、第２ペアは短く、第３ペアは長い。媒体の詳細、フォーマットデータ対ビデオデータフォーマット、及び書き込み速度は、タイミングエラーバジェットについて説明したような適切時間変化を決定する。１実施例では、５２ｘＣＤ−ＲＷに対して、４０ｐｓの時間変化が適当である。ビットは列に重ねられて、マルチ−ビット値を表すことができる。通常の同期フィールドでは、ビットの提供には、１同期フィールドに保存された８ビット等、３つの変遷が必要であろう。１同期フィールドで全ての必要な埋め込みデータを保持できないディスクフォーマットでは、いくつかの同期フィールドがグループを形成する。同期グループの開始を示すため、非変調同期フィールドで開始し、それぞれの連続同期フィールドは埋め込みデータの追加ビットを保持する。同期フィールドからの埋め込みデータの解読は、パルス内の変遷のタイミング処理することで提供される。変調データは変遷時間から抽出される。
【００４５】
埋め込みデータを表すため、その他の多くの方法を用いることもできる。例えば、同期フィールドと組み合わせてデータフィールドを変調したり、方法を変化させて組み合わせたり、産業基準データ暗号化と共に周波数変調を用いたり、マルチレベルタイムステップをマルチビットの保存に用いたり、物体状態の変遷を調節したり、エラー訂正コードを埋め込みデータへ応用したり、同データの複数コピーをスクラッチ媒体又は破損媒体に対処するよう書き込むことができる。
【００４６】
埋め込みデータを多様な方法のうちの１つに用いることもできる。最も単純な方法は、データ書き込みに用いるドライブの連番を埋め込むことであろう。これによって、データ源の追跡が可能となる。例えば、（１）ディスクの書き込み時を示す時間及び日付スタンプ；（２）著作権情報、（３）所有者又は承認者を示すデータ；（４）安全レベルを示すデータ；（５）媒体で暗号化データへのアクセスに使用するキー、等の追加データを埋め込むこともできる。
【００４７】
本発明の実施例の原理が応用できる幅広い多様な実施例に鑑み、図示した実施例は例示にすぎず、請求の範囲を制限するものではない。例えば、図５と図６のブロック図のステップは、説明したもの以外にも利用でき、図で示したもの以上、又は以下の要素でも利用できる。多くの要素はソフトウエアで実行できるが、ファームウエアを利用するハードウエア、又はこれの逆での実施もできる。さらに、実施例では、異なる媒体上の暗号化及び解読データ又は情報について説明しているが、ここで解説した方法は信号にも利用できる。このように、解説した方法を、信号パルス内の遷移エッジタイミングの変調による埋め込みデータを有する信号の創出にも用いることができる。信号はその後、ある場所へ送られ、解説した解読方法で解読される。
【００４８】
光保存媒体の情報の保全装置及び方法に関与する方法が、コンピュータ利用可能媒体へ利用できることは当業者には明らかである。例えば、このようなコンピュータ利用可能媒体には、ハードドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，又はコンピュータディスケット等、コンピュータ読み取り可能プログラムコードセグメントが保存された読み取り可能記録装置が含まれる。コンピュータ読み取り可能媒体は、デジタル又はアナログデータ信号としてのプログラムコードセグメントを有する、光、有線又は無線のバスあるいは通信リンク等の、通信又は送信媒体を含むこともできる。
【００４９】
その他の特徴、変更及び実施態様は、本出願の請求の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、安全な方法を用いて、光媒体内の情報を暗号化及び／又は解読するシステムの概略を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例による、保存媒体の記録ピットを示す概略図である。
【図３】図３は、従来のＣＤプレーヤーシステムを示す概略ブロック図である。
【図４】図４は、データ解読方法を示すブロック図である。
【図５】図５は、読み取り／書き込み光ドライブを用いて、光媒体へ安全に情報を書き込むためのデータパスを示す概略図である。
【図６】図６は、図５で説明した方法を用いて書き込まれた情報をディスクから読み取るためのデータパスを示す概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、データが同期フィールドに埋め込まれる状態を示す概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、データが同期フィールドに埋め込まれる状態を示す概略図である。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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