(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ビット数のデータシンボルをより多いビット数のコードシンボルに変換することによって、ランレングスが制約された記録データを生成するディジタル変調方式を使用してディジタルデータが記録されているデータ記録媒体であって、
上記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特定データパターンが一部に記録されると共に、上記特定データパターンに対応するコードシンボルに対して、ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたマージビットを付加したデータが記録されているデータ記録媒体。
【請求項２】
請求項１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、
上記特定データパターン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を満たす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、
上記特定データパターン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３】
請求項２において、
上記特定データパターンは、上記マージビットを一意に決定するように設定されているデータ記録媒体。
【請求項４】
請求項２において、
ディジタル変調によるＤＳＶを検出し、検出されたＤＳＶがしきい値を超える場合を上記特定データパターンが検出された場合とするデータ記録媒体。
【請求項５】
請求項４において、
検出されたＤＳＶがしきい値を超える回数が所定回数に達した場合を上記特定データパターンが検出された場合とするデータ記録媒体。
【請求項６】
所定ビット数のデータシンボルをより多いビット数のコードシンボルに変換することによって、ランレングスが制約された記録データを生成するディジタル変調方式を使用してディジタルデータを記録するデータ記録方法であって、
上記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特定データパターンが一部に記録されると共に、上記特定データパターンに対応するコードシンボルに対して、ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたマージビットを付加したデータを記録するデータ記録方法。
【請求項７】
請求項６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、
上記特定データパターン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を満たすと共に、ＤＳＶを最も少なくする上記ビットパターンを上記マージビットとして選択し、
上記特定データパターン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選択するデータ記録方法。
【請求項８】
請求項７において、
上記特定データパターンは、上記マージビットを一意に決定するように設定されているデータ記録媒体。
【請求項９】
請求項７において、
ディジタル変調によるＤＳＶを検出し、検出されたＤＳＶがしきい値を超える場合を上記特定データパターンが検出された場合とするデータ記録方法。
【請求項１０】
請求項９において、
検出されたＤＳＶがしきい値を超える回数が所定回数に達した場合を上記特定データパターンが検出された場合とするデータ記録方法。
【請求項１１】
所定ビット数のデータシンボルをより多いビット数のコードシンボルに変換することによって、ランレングスが制約された記録データを生成するディジタル変調方式を使用してディジタルデータを記録するデータ記録装置であって、
上記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特定データパターンが一部に記録されると共に、上記特定データパターンに対応するコードシンボルに対して、ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたマージビットを付加したデータを記録するデータ記録装置。
【請求項１２】
請求項１１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、
上記特定データパターン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を満たすと共に、ＤＳＶを最も少なくする上記ビットパターンを上記マージビットとして選択し、
上記特定データパターン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選択するデータ記録装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
上記特定データパターンは、上記マージビットを一意に決定するように設定されているデータ記録装置。
【請求項１４】
請求項１２において、
ディジタル変調によるＤＳＶを検出し、検出されたＤＳＶがしきい値を超える場合を上記特定データパターンが検出された場合とするデータ記録装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
検出されたＤＳＶがしきい値を超える回数が所定回数に達した場合を上記特定データパターンが検出された場合と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１２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１３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１４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】
【発明が解決しようとする課題】
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】
したがって、この発明の目的は、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提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、所定ビット数のデータシンボルをより多いビット数のコードシンボルに変換することによって、ランレングスが制約された記録データを生成するディジタル変調方式を使用してディジタルデータが記録されているデータ記録媒体であって、
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特定データパターンが一部に記録されると共に、特定データパターンに対応するコードシンボルに対して、ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたマージビットを付加したデータが記録されているデータ記録媒体である。より具体的な形態としては、請求項２に記載のように、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、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、データパターンが検出されない場合には、複数のビットパターンの中でランレングスの制約条件を満たすビットパターンがマージビットとして選択され、データパターンが検出された場合には、ランレングスの制約条件を緩めた状態で、選択されたビットパターンがマージビットとして記録されたデータ記録媒体である。
【００１１】
請求項６の発明は、所定ビット数のデータシンボルをより多いビット数のコードシンボルに変換することによって、ランレングスが制約された記録データを生成するディジタル変調方式を使用してディジタルデータを記録するデータ記録方法であって、
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特定データパターンが一部に記録されると共に、特定データパターンに対応するコードシンボルに対して、ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたマージビットを付加したデータを記録するデータ記録方法である。より具体的な形態としては、請求項８に記載のように、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、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、データパターンが検出されない場合には、複数のビットパターンの中でランレングスの制約条件を満たすと共に、ＤＳＶを最も少なくするビットパターンをマージビットとして選択し、データパターンが検出された場合には、ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたビットパターンをマージビットとして選択するデータ記録方法である。
【００１２】
請求項１１の発明は、所定ビット数のデータシンボルをより多いビット数のコードシンボルに変換することによって、ランレングスが制約された記録データを生成するディジタル変調方式を使用してディジタルデータを記録するデータ記録装置であって、
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特定データパターンが一部に記録されると共に、特定データパターンに対応するコードシンボルに対して、ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたマージビットを付加したデータを記録するデータ記録装置である。より具体的な形態としては、請求項１４に記載のように、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、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、データパターンが検出されない場合には、複数のビットパターンの中でランレングスの制約条件を満たすと共に、ＤＳＶを最も少なくするビットパターンをマージビットとして選択し、データパターンが検出された場合には、ランレングスの制約条件を緩めた状態で選択されたビットパターンをマージビットとして選択するデータ記録装置である。
【００１３】
この発明では、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が一部に記録されるので、通常のエンコーダを使用して記録されたデータ記録媒体は、データパターンを正しく再生できない。一方、この発明によるエンコーダは、データパターンを記録する場合に、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記録するので、ＤＳＶの増加を抑えることができ、データパターンを正しく再生できる。したがって、データパターンを再生できるか否かによって、オリジナルの媒体か、コピーの媒体かを判定できる。
【００１４】
【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、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図２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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図３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３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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図４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４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。
【００３２】
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５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。
【００３３】
図５Ａ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。
【００３４】
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。
【００３５】
図５Ｂ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５Ｃ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５Ｄ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。
【００３６】
マージビット選択部は、ＥＦＭ変調器１２（図１参照）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。
【００３７】
ランレングス制御部１３の機能を説明するために、図６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６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２に示すＣＤの１ＥＦＭフレーム内に配される。
【００３８】
図１に示す構成において、入力端子６に図６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７に示すデータが得られる。各１行が１ＥＦＭフレーム（図２参照）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れているので、データシンボルの並び方は、図６の状態から変化している。図７に示すデータがＥＦＭ変調器１２においてＥＦＭ変調される。
【００３９】
図７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４参照）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。図８は、前述した従来のエンコーダ（ＥＦＭ変調）によって例えば図７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８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。
【００４０】
図８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４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。
【００４１】
次のデータシンボル（Ｂ８）は、図４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。
【００４２】
また、データシンボル（ＢＡ）は、図４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。
【００４３】
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８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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
この発明の一実施形態では、図１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６）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。
【００４８】
図９は、図８と同様に、例えば図７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８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。
【００４９】
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８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９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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
図１０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。
【００５３】
図１１は、図１０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１１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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
【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、従来のエンコーダによっては、ＤＳＶが増加してコピーしたディスクを再生した場合に、データパターンを正しく再生できないものとでき、コピーを防止できる。また、この発明では、特定のデータパターンを再生できるか否かによって、媒体がオリジナルか、コピーかを判定することができ、それを利用してコピーを防止できる。この発明は、オリジナルの媒体に対して意図的に欠陥を挿入するものではないので、フォーマット規格としても採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】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３】ＣＤの再生装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ＥＦＭ変換テーブルの一部を示す略線図である。
【図５】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６】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７】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８】図７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９】図７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１０】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１１】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１２】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１３】従来の再生処理部の概略を示すブロック図である。
【図１４】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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