(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光に対して光透過性の材料からなり、光の方向を変化させる光路変換手段が配された複数の記録媒体部を有し、
情報は、それぞれ光学的な対応関係を有するように、当該複数の記録媒体部に亘って光学的に記録されるとともに、
読み出し光は、複数枚の記録媒体部に亘って光路変換手段によって方向を変化させられながら透過し、所定の経路を辿った場合にのみ情報が読み出し可能となり、
複数枚の記録媒体部にそれぞれ記録されている情報が光学的に重ね合わせられて、当該複数枚の記録媒体部に記録されている情報が付加された情報として読み出されることを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
ビット情報に応じて透過率を変えることにより記録媒体部に情報が記録され、当該記録媒体部を透過した光の光量の違いによって情報が読み出されることを特徴とする請求項１記載の記録媒体。
【請求項３】
各記録媒体部の透過率がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１記載の記録媒体。
【請求項４】
所定の波長の光に対して光透過性の材料からなり、光の方向を変化させる光路変換手段が配されている複数の記録媒体部を有する記録媒体に情報の記録／再生を行う記録再生装置であって、
上記複数の記録媒体部を同期して回転駆動させる駆動手段と、
同期して回転駆動される複数の記録媒体部に向けて光を出射する光出射手段と、
複数の記録媒体部を透過した光を受光する受光手段とを備え、
情報を、それぞれ光学的な対応関係を有するように、当該複数の記録媒体部に亘って光学的に記録し、
複数枚の記録媒体部にそれぞれ記録されている情報を光学的に重ね合わせることで、当該複数枚の記録媒体部に記録されている情報が付加された情報を読み出すことを特徴とする記録再生装置。
【請求項５】
ビット情報に応じて透過率を変えることにより記録媒体部に情報を記録し、当該記録媒体部を透過した光の光量の違いによって情報を読み出すことを特徴とする請求項４記載の記録再生装置。
【請求項６】
所定の波長の光に対して光透過性の材料からなり、光の方向を変化させる光路変換手段が配されている複数の記録媒体部を有する記録媒体に情報の記録／再生を行う際に、
情報を、それぞれ光学的な対応関係を有するように、当該複数の記録媒体部に亘って光学的に記録し、
読み出し光は、複数枚の記録媒体部に亘って光路変換手段によって方向を変化させられながら透過し、所定の経路を辿った場合にのみ情報が読み出し可能となり、
複数の記録媒体部にそれぞれ記録されている情報を光学的に重ね合わせることで、当該複数枚の記録媒体部に記録されている情報が付加された情報を読み出すことを特徴とする記録再生方法。
【請求項７】
ビット情報に応じて透過率を変えることにより記録媒体部に情報を記録し、当該記録媒体部を透過した光の光量の違いによって情報を読み出すことを特徴とする請求項６記載の記録再生方法。
【請求項８】
各記録媒体部の透過率がそれぞれ異なることを特徴とする請求項６記載の記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型の複数枚のディスクに亘って情報が記録された記録媒体、当該記録媒体への記録再生装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ディスクのような記録媒体は、１枚のディスクという構成であった。また、ディスク内部にいいて記録層を単数層だけでなく複数層とする場合もある。しかし、その目的は、１枚のディスク内部にいかにして記録層を増やして、又は記録層内部での記録密度を向上させて、全体としての記録容量を向上させるか、というところであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、独立した（もちろん互いに関係はあるが）複数枚のディスクに亘って情報を記録し、さらに情報を記録するだけではない他の機能をディスクに持たせるというものは存在しなかった。
【０００４】
本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、複数枚のディスクに亘って情報を記録し、暗号化の機能を持たせた記録媒体、当該記録媒体への記録再生を行う記録再生装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の記録媒体は、所定の波長の光に対して光透過性の材料からなり、光の方向を変化させる光路変換手段が配された複数の記録媒体部を有し、情報は、それぞれ光学的な対応関係を有するように、当該複数の記録媒体部に亘って光学的に記録されるとともに、読み出し光は、複数枚の記録媒体部に亘って光路変換手段によって方向を変化させられながら透過し、所定の経路を辿った場合にのみ情報が読み出し可能となり、複数枚の記録媒体部にそれぞれ記録されている情報が光学的に重ね合わせらて、当該複数枚の記録媒体部に記録されている情報が付加された情報として読み出されることを特徴とする。
【０００６】
上述したような本発明に係る記録媒体では、複数の記録媒体部に亘って情報が記録されており、当該複数の記録媒体部に記録されている情報が光学的に重ね合わせられて付加された情報が読み出される。また、この記録媒体では、光が所定の経路を辿った場合にのみ情報が読み出し可能となるという暗号化の機能も有する。
【０００７】
また、本発明の記録再生装置は、所定の波長の光に対して光透過性の材料からなり、光の方向を変化させる光路変換手段が配されている複数の記録媒体部を有する記録媒体に情報の記録／再生を行う記録再生装置であって、上記複数の記録媒体部を同期して回転駆動させる駆動手段と、同期して回転駆動される複数の記録媒体部に向けて光を出射する光出射手段と、複数の記録媒体部を透過した光を受光する受光手段とを備え、情報を、それぞれ光学的な対応関係を有するように、当該複数の記録媒体部に亘って光学的に記録し、複数枚の記録媒体部にそれぞれ記録されている情報を光学的に重ね合わせることで、当該複数枚の記録媒体部に記録されている情報が付加された情報を読み出すことを特徴とする。
【０００８】
上述したような本発明に係る記録再生装置では、複数の記録媒体部に亘って記録された情報が光学的に重ね合わせられて付加された情報を読み出す。
【０００９】
また、本発明の記録再生方法では、所定の波長の光に対して光透過性の材料からなり、光の方向を変化させる光路変換手段が配されている複数の記録媒体部を有する記録媒体に情報の記録／再生を行う際に、情報を、それぞれ光学的な対応関係を有するように、当該複数の記録媒体部に亘って光学的に記録し、読み出し光は、複数枚の記録媒体部に亘って光路変換手段によって方向を変化させられながら透過し、所定の経路を辿った場合にのみ情報が読み出し可能となり、複数の記録媒体部にそれぞれ記録されている情報を光学的に重ね合わせることで、当該複数枚の記録媒体部に記録されている情報が付加された情報を読み出すことを特徴とする。
【００１０】
上述したような本発明に係る記録再生方法では、複数の記録媒体部に亘って情報を記録し、当該複数の記録媒体部に記録されている情報が光学的に重ね合わせられて付加された情報を読み出す。また、光が所定の経路を辿った場合にのみ情報が読み出し可能となるという暗号化の機能も有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは光記録媒体として、ＤＶＤなどと同様の円盤形状ディスクを例に挙げて説明しているが、本発明はその形状には限定されない。
【００１２】
本発明では、光が透過する材質を用いて作製されたディスクに、情報が各ピットごとに書き込まれている。光を透過させることで、ディスク中に書き込まれている情報を読み出すことができる。
【００１３】
そして、本発明では、各ディスクにおいて情報記録部に光路変換手段を配し、透過する光の方向を変化させている。複数枚のディスクを重ね合わせて光を照射したとき、後掲する図６（ａ）に示すように、光が所定の経路を通ったときにのみ、情報を読み出すことができる。しかし、図６（ｂ）に示すように、それらディスクのいずれかを失ってしまうと、光が所定の経路を通らなくなり、情報を読み出すことはできない。
【００１４】
このとき、図１（ｂ）に示すように、複数枚のディスクを重ね合わせることで、第１のディスク１０に記録されている第１の情報に加えて、第２のディスク２０に記録されている第２の情報が付加されて読み出される。さらに多数枚のディスクを用いた場合でも同様である。なお、図１では光が直線的に進んでいる様子が示されているが、実際には、図６に示すように透過する光の方向は変化されている。
【００１５】
このように、情報を複数のディスクに亘って分割して記録し、いずれのディスクが欠けても情報を読み出すことができないという、非常に信頼性の高い暗号化の用途を記録媒体に付与することができる。
【００１６】
まず、光透過型のディスク上にどのように情報を格納するかについて説明する。
【００１７】
基本的には、従来のＤＶＤなどと同様に、各ピットに情報が書き込まれている。しかし、ＤＶＤなど従来の光ディスクが光を反射する性質を有するのに対し、本発明のディスクは、所定の波長の光に対して透過性を持つ。これを利用して情報を書き込む。
【００１８】
具体的には、一般に、光は透過する物質によって入力光と出力光の光量に差が生じる。例えば図２に示すように、入射光の光量が１の場合、透過率α％の物質を透過したときの出力光の光量はαであり、透過率β％の物質を透過したときの出力光の光量はβである（透過率の数値は物質により異なるがα≠βとなるようにする。）。
【００１９】
ここで、情報のビット０と透過率α％とを対応付け、ビット１と透過率β％とを対応づける（逆でもよい）。すなわち、ディスクに記録される情報に応じて記録部分の透過率を異なるものとし、情報のビット０に対応する部分の透過率をαとし、情報のビット０に対応する部分の透過率をβとする。
【００２０】
そして、ディスクを透過してきた出力光の強度を観測すれば、書き込まれた情報のビットが０か１かを判別することができる。すなわち、出力光の強度がαの場合には、その情報はビット０であり、出力光の強度がβの場合には、その情報はビット１である。このように、情報のビットに応じて透過率を異なるものとすることで、透過型のディスクに情報を書き込むことができる。
【００２１】
そして本発明では、複数枚のディスクを用いている。実際には、上述の性質を利用して、複数枚のディスクのセット全体に亘って情報を書き込む。
【００２２】
簡単な例を図３に示す。複数枚のうちの１枚のディスク、ここでは３枚のディスクのうち、第２のディスク２０にだけ０／１のビット情報を書き込み、その他の第１，第３のディスク１０，３０は全て透過、すなわちビット０またはビット１にて統一するようにする。そうすれば、出力光は各透過率の掛け算として計算され、単純に比較可能となる。
【００２３】
具体的に図３に示す例では、第２のディスク２０において、透過率α％と対応させてビット０の情報を書き込み、また透過率β％と対応させることによりビット１の情報を書き込んでいる。一方、第１及び第３のディスク１０，３０は透過率を全てα％（すなわちビット０に統一）としている。そうすると、情報を読み出す際に、第２のディスク２０においてビット１の部分を透過する光線Ａは、強度α×β×αの出力光となり、ビット０の部分を透過する光線Ｂは、強度α×α×αの出力光となる。このように両者の強度に差が生じるため、これらを比較判別することで、情報を読み出すことができる。
【００２４】
以上が複数枚のディスクを用いた場合の情報読み取りの基本であるが、実際に使う場合にはつぎのようにする。
【００２５】
以下、各ディスクにビット情報を持たせた場合について説明する。説明の簡単化のため、図４に示すように、ビット０と透過率１００％とを対応づけ、ビット１と透過率γ％とを対応づける。透過率１００％は理想的な値である。ここでは３枚のディスクを用いた場合考え、第１のディスク１０の透過率γ１＝９０％、第２のディスク２０の透過率γ２＝６０％、第３のディスク３０の透過率γ３＝３０％をそれぞれ割り当てる。すると表１に示すように、出力光は各ディスクでのビット情報を保持したまま観測され、結果として出力光は３ｂｉｔの情報を持つことができる。
【００２６】
【表１】
0003925293.tif 000002
【００２７】
ここでは、３枚のディスクを用いた場合を例に挙げて説明したが、一般にＮ枚のディスクを用いる場合の、各ディスクの透過率の設定にはつぎのような条件がある。それは、各透過率γ１・・・γＮのいづれの掛け算も重複してはいけない、ということである。この条件のもとで各ディスクの透過率を変えることにより、多ビットの情報を表現することができ、より多くの情報を含ませることができる。
【００２８】
さらに全く同様に、各ディスクの各ピットに個別の透過率を設定することもできる。これによれば、より一層多くの情報を含ませることができる。
【００２９】
そして上述したように、本発明では、各ディスクにおいて情報記録部に光路変換手段を配して透過する光の方向を変化させ、光が所定の経路を通ったときにのみ、情報を読み出すことができるという、暗号化の機能をディスクにもたせている。以下、各ディスクにおいて情報記録部に光路変換手段を配し、透過する光の方向を変化させる原理について説明する。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、このディスク１０には、情報記録部での各情報の位置（ピット）に対応する部分において、光の方向を変える光路変換手段１１（ここでは光路変換手段としてレンズを用いている。）が配置されている。そして、図５（ｂ）に示すようにディスクが複数枚ある場合には、光が各ディスクのレンズ１１，２１において方向が変えられることになる。
【００３１】
そして、このディスクでは、光が所定の経路を辿った場合にのみ、記録されている情報を読み出すことができる。以下、その原理について説明する。ここでは、３枚のディスクを重ねて用いた場合を例に挙げて説明する。
【００３２】
図６（ａ）に示すように光出射部４０から第１のディスク１０に向けて光が照射され、第１〜第３のディスク１０，２０，３０を透過した光が受光部４１に入射した場合にのみ、これらディスク中に記録されている情報を読み出すことができる。この場合、図６（ａ）に示すように、最終段である第３のディスク３０を透過してきた光が、ちょうど受光部４１に入射するように、その経路、すなわち各ディスクにおけるレンズの配置を設計する。一方、図６（ｂ）に示すように、第３のディスク３０が無いような場合など、光が所定の経路を辿らないような場合には、光は受光部４１には入射せず、したがって情報を読み出すことができない。
【００３３】
もちろん、最終段である第３のディスク３０だけではなく途中の例えば第１や第２のディスクが無いような場合でも、光の経路は所定の経路とは異なることになるので、光は受光部には入射せず、情報は読み出せない。
【００３４】
また、所定の経路を通らなくても、偶然に受光部４１に光が入射するような場合も考えられるが、この場合には断片的な情報しか得られず、連続的に入射してくるデータに意味がなければ全体として有効な情報を読み出すことはできない。
【００３５】
つぎに、光がちょうど受光部４１に入射するような経路をとるための、各ディスクにおけるレンズの配置（方向）について具体的に説明する。ここでは、３枚のディスクを重ねて用いた場合を例に挙げて説明する。
【００３６】
光出射部と受光部が直線上に並んでいるとすると、図７（ａ）のように全てのレンズが直線的に配置されていれば、光出射部から出射した光は直線的に進んで受光部に入射し、当然のごとく情報を読み出すことができる。
【００３７】
この基本型をもとに、いかに経路を複雑化するかを考える。非常に多くの方法が考えられるが、ここでは比較的簡単な例を示す。
【００３８】
図７（ｂ）に示す例では、まず第１のディスク１０のレンズ１１で光路を屈折させて第２のディスク２０への入射位置を１つずつずらしている。そして第２のディスク２０のレンズ２１でさらに光路を逆方向に屈折させることにより、第３のディスク３０への入射位置を元に戻している。これにより、第１のディスク１０における入射位置と、第３のディスク３０における出射位置とが同じくなり、光出射部から出射した光は受光部に入射して情報を読み出すことができる。
【００３９】
ここで挙げた例は非常に簡単なものではあるが、内部において光路をずらしているという構造を知らない場合には、第１〜第３のいずれのディスクを失っても光は受光部に入射しないことになり、情報の読み出しを行うことはできない。
【００４０】
また、図７（ｃ）に示す例では、少し複雑化したもので、ランダムな要素を入れて所定の経路を設定している。例えば、データ列を４個づつに区切る。そして、下のディスクへ向かう光の位置をランダムに割り振る。ただし、最終段のディスクからの出射位置は、必ず、第１のディスクへの入射位置と同じくなるようにする。
【００４１】
つぎに、上述したような構成の記録媒体から情報を読み出す、記録再生装置について説明する。
【００４２】
光を出射する光出射手段、光出射手段から出射した光をディスク上に集光させる集光手段、ディスクを透過した光を受光する受光手段などを備えた光ヘッドの構成自体は、ＤＶＤなど従来の光ディスクから情報を読み出す光ヘッドと同様のものを用いることができる。
【００４３】
ただし、ディスクが複数枚あることを考慮する。これまで述べてきた、情報を複数枚のディスクに亘って記録するという方法は、複数枚のディスクが完全に同期して駆動されることが必須の条件である。
【００４４】
複数枚のディスク位置を合わせるためには、図８に示すように、各ディスクに位置合わせ用の印５０を付けておくなどの方法が考えられる。そして、複数枚のディスクの同期を取る、すなわち各ディスクを同じ周期で回転駆動させるためには、例えば全ディスクを同じディスク駆動手段上に載せて回転駆動する方法、あるいは、各ディスクを別々のディスク駆動手段上に載せ、同じ周期で回転駆動する方法等が挙げられる。
【００４５】
つぎに、複数のディスクを用いて、画像・音声の情報を処理（例えば高画質・高音質化）する方法について述べる。
【００４６】
従来、ＤＶＤなどの光ディスクに格納された画像や音声を処理するには図９に示すような流れで処理を行っている。まず、ディスクからビット列を読み取り、読みとったビット列を数値化する。次に、ＬＳＩなどを用いて信号処理を行う。最後に、処理された信号を表示装置へと出力する。
【００４７】
本発明による方法を図１０及び図１１に示す。図１１に示すように、第１のディスクには画像・音声のビット列を記録しておき、第２のディスクには、処理用（例えば高画質・高音質化用）のビット列を記録しておく。ただし、処理用の第２のディスクには、画像・音声のビット列と光学的に重ね合わせることで、画像・音声のビット列が所望の数値になるようなビット列をあらかじめ求めておき、それを記録しておく。
【００４８】
処理方法としては、光を照射することにより、第１及び第２のディスクのビット列が排他的論理和（ＸＯＲ）をとるようにしておく。より具体的には、ビット０を透過率α％とし、ビット１を透過率β％として、表２に示すようにする。なお、所望の数値になるような処理とは、例えば画像のボケ除去やノイズ除去などの処理である。
【００４９】
【表２】
0003925293.tif 000003
【００５０】
本発明の方法によれば、第１及び第２のディスクから情報を読み取る際、図１０及び図１１に示すように第１のディスクに記録されている画像・音声のビット列に、第２のディスクに記録されている処理用のビット列が付加されて、ディスクからの情報の読み込みと同時に信号処理を行うことができる。あとは、読み取ったその信号を数値化して表示機器へと出力すればよい。従来の方法との違いは、光学レベルでの処理を行うため信号処理が不要な点が挙げられる。
【００５１】
さらに本発明では、複数枚のディスクを重ね合わせ、読み出し光が所定の光路を通らないと、ディスクに記録されている情報を読み出すことができないという暗号化の機能を持たせており、安全性の高いものとなる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明では、光学的特性を利用して複数枚の記録媒体に亘って情報を記録している。これにより、記録された情報を読みとるには、それら複数枚の記録媒体を記録時と同等の光学的条件で重ね合わせなければならない。いずれの記録媒体を失っても情報の読み出しは不可能となるので、非常に安全性の高い暗号システムとなる。また、情報を読み出す際に光学レベルでの処理を行うことができ、読み出した後の信号処理が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数のディスクに記録されている情報を重ね合わせて読み出す様子を模式的に示す図である。
【図２】媒体の透過率と、入力光及び出力光との関係を模式的に示す図である。
【図３】複数枚のディスクへの情報の記録を模式的に示す図である。
【図４】複数枚のディスクへの情報の記録を模式的に示す図である。
【図５】ディスク内に配したレンズで光路を変える様子を模式的に示す図である。
【図６】光が光路を変えられながら複数のディスクを透過する様子を模式的に示す図である。
【図７】ディスク内でのレンズの配置方法及びレンズによって変えられた光路の例を模式的に示す図である。
【図８】複数のディスクを位置合わせした様子を模式的に示す図である。
【図９】従来の信号処理方法を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の信号処理方法を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の信号処理方法を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０  第１のディスク、  ２０  第２のディスク、  ３０  第３のディスク、１１，２１，３１  レンズ  ４０  光出射部、  ４１  受光部
【図１】
0003925293.tif 000004
【図２】
0003925293.tif 000005
【図３】
0003925293.tif 000006
【図４】
0003925293.tif 000007
【図５】
0003925293.tif 000008
【図６】
0003925293.tif 000009
【図７】
0003925293.tif 000010
【図８】
0003925293.tif 000011
【図９】
0003925293.tif 000012
【図１０】
0003925293.tif 000013
【図１１】
0003925293.tif 000014