(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主デジタル情報に副デジタル情報を重畳させて光ディスクに記録する装置であって、
前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置にピットを形成することによって前記主デジタル情報を記録する主デジタル情報記録手段と、
ピットの位置を前記基準位置に対して微少量だけ変位させることによって前記副デジタル情報を記録する副デジタル情報記録手段とを備え、
前記副デジタル情報記録手段は、ピットのトラック方向における長さを決定づけるエッジを、副デジタル情報を含まないで主デジタル情報だけを記録する場合におけるピットのエッジ位置に対して一定の前記微少量だけ位相を進めた位置及び遅らせた位置のいずれかに形成する位相変調によって前記副デジタル情報を記録し、
前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのジッタの範囲内であり、
前記副デジタル情報記録手段は、
記録される主デジタル情報の各チャネルコードの中央において論理反転するPE変調信号を生成するPE変調部と、
前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては前記主デジタル情報のピット位置を示すチャネル信号のエッジの位相を前記微少量だけ進め、前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては前記エッジの位相を前記微少量だけ遅らせる位相変調部と、
前記位相変調部によって生成された被変調チャネル信号に基づいて前記光ディスクにピットを形成する書き込み部と、
乱数系列を発生する乱数発生部と、
前記副デジタル情報を構成する各ビット値に基づいて前記乱数発生部から発生された一定長の乱数系列に論理変換を施す論理変換部とを有し、
前記PE変調部は、前記論理変換部によって論理変換された乱数系列を構成する各ビット値に基づいて前記PE変調信号を生成する
ことを特徴とする光ディスク記録装置。
【請求項２】
主デジタル情報に副デジタル情報を重畳させて光ディスクに記録する装置であって、
前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置にピットを形成することによって前記主デジタル情報を記録する主デジタル情報記録手段と、
ピットの位置を前記基準位置に対して微少量だけ変位させることによって前記副デジタル情報を記録する副デジタル情報記録手段とを備え、
前記副デジタル情報記録手段は、ピットを、トラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させた位置及び外周側に変位させた位置のいずれかに形成するラジアル変調によって前記副デジタル情報を記録し、
前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのラジアルエラーの範囲内であり、
前記副デジタル情報記録手段は、
前記副デジタル情報に基づいて、記録される主デジタル情報の各チャネルコードの中央において論理反転するＰＥ変調信号を生成するPE変調部と、
前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては、ピットを形成するためのビームスポットの位置をトラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させるための信号を生成し、前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては、ピットを形成するためのビームスポットの位置をトラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ外周側に変位させるための信号を生成するラジアル変調部と、
前記ラジアル変調部によって生成された信号に基づいてビームスポットの位置を変位させるビーム偏向部と、
乱数系列を発生する乱数発生部と、
前記副デジタル情報を構成する各ビット値に基づいて前記乱数発生部から発生された一定長の乱数系列に論理変換を施す論理変換部とを有し、
前記PE変調部は、前記論理変換部によって論理変換された乱数系列を構成する各ビット値に基づいて前記PE変調信号を生成する
ことを特徴とする光ディスク記録装置。
【請求項３】
前記副デジタル情報記録手段はさらに、
前記副デジタル情報を秘密に保持する副デジタル情報記録部を有し、
前記論理変換部は、前記副デジタル情報記録部に保持された副デジタル情報を構成する各ビット値と前記乱数発生部から発生された一定長の乱数系列との排他的論理和を算出することを前記副デジタル情報の全ビットについて繰り返していく
ことを特徴とする請求項1または2記載の光ディスク記録装置。
【請求項４】
主デジタル情報に副デジタル情報を重畳させて光ディスクに記録する方法であって、
前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置にピットを形成することによって前記主デジタル情報を記録する主デジタル情報記録ステップと、
ピットの位置を前記基準位置に対して微少量だけ変位させることによって前記副デジタル情報を記録する副デジタル情報記録ステップとを含み、
前記副デジタル情報記録ステップは、ピットのトラック方向における長さを決定づけるエッジを、副デジタル情報を含まないで主デジタル情報だけを記録する場合におけるピットのエッジ位置に対して一定の前記微少量だけ位相を進めた位置及び遅らせた位置のいずれかに形成する位相変調によって前記副デジタル情報を記録し、
前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのジッタの範囲内であり、
前記副デジタル情報記録ステップは、
記録される主デジタル情報の各チャネルコードの中央において論理反転するPE変調信号を生成するPE変調サブステップと、
前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては前記主デジタル情報のピット位置を示すチャネル信号のエッジの位相を前記微少量だけ進め、前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては前記エッジの位相を前記微少量だけ遅らせる位相変調サブステップと、
前記位相変調サブステップによって生成された被変調チャネル信号に基づいて前記光ディスクにピットを形成する書き込みサブステップと、
乱数系列を発生する乱数発生サブステップと、
前記副デジタル情報を構成する各ビット値に基づいて前記乱数発生サブステップから発生された一定長の乱数系列に論理変換を施す論理変換サブステップとを含み、
前記PE変調サブステップは、前記論理変換サブステップによって論理変換された乱数系列を構成する各ビット値に基づいて前記PE変調信号を生成する
ことを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項５】
主デジタル情報に副デジタル情報を重畳させて光ディスクに記録する方法であって、
前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置にピットを形成することによって前記主デジタル情報を記録する主デジタル情報記録ステップと、
ピットの位置を前記基準位置に対して微少量だけ変位させることによって前記副デジタル情報を記録する副デジタル情報記録ステップとを含み、
前記副デジタル情報記録ステップは、ピットを、トラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させた位置及び外周側に変位させた位置のいずれかに形成するラジアル変調によって前記副デジタル情報を記録し、
前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのラジアルエラーの範囲内であり、
前記副デジタル情報記録ステップは、
前記副デジタル情報に基づいて、記録される主デジタル情報の各チャネルコードの中央において論理反転するＰＥ変調信号を生成するPE変調サブステップと、
前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては、ピットを形成するためのビームスポットの位置をトラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させるための信号を生成し、前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては、ピットを形成するためのビームスポットの位置をトラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ外周側に変位させるための信号を生成するラジアル変調サブステップと、
前記ラジアル変調サブステップによって生成された信号に基づいてビームスポットの位置を変位させるビーム偏向サブステップと、
乱数系列を発生する乱数発生サブステップと、
前記副デジタル情報を構成する各ビット値に基づいて前記乱数発生サブステップから発生された一定長の乱数系列に論理変換を施す論理変換サブステップとを含み、
前記PE変調サブステップは、前記論理変換サブステップによって論理変換された乱数系列を構成する各ビット値に基づいて前記PE変調信号を生成する
ことを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項６】
前記副デジタル情報記録ステップはさらに、
前記副デジタル情報を秘密に保持する副デジタル情報記録サブステップを含み、
前記論理変換サブステップは、前記副デジタル情報記録サブステップに保持された副デジタル情報を構成する各ビット値と前記乱数発生サブステップから発生された一定長の乱数系列との排他的論理和を算出することを前記副デジタル情報の全ビットについて繰り返していく
ことを特徴とする請求項4または5記載の光ディスク記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク、その記録装置、記録方法及び再生装置に関し、特に、副デジタル情報を主デジタル情報に埋め込みながら光ディスクに記録する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤ（Digital Versatile/Video Disc）に代表される光ディスクは、ＡＶ（Audio Video）データやコンピュータデータ等の大容量のデジタルデータを記録する媒体として広く普及している。例えば、２時間以上の高品質な動画がＤＶＤ−ＲＯＭに記録され、販売されている。このようなデジタル著作物の健全な流通を確保するためには、記録媒体上のデジタル著作物が不正に他の記録媒体にコピーされることを防止する技術が必要とされる。
【０００３】
不正コピーを防止する従来の技術として、コンテンツ暗号と呼ばれる方式がある（日経エレクトロニクス1996.11.18 P.13-14参照）。
図３０は、その方式を説明するための図面であり、ＤＶＤの一般的な記録領域を示す。この従来の方式では、映画等の圧縮化されたデジタルコンテンツを３階層の秘密鍵（タイトル鍵、ディスク鍵、マスター鍵）を用いて暗号化した後に、その暗号化コンテンツをユーザがアクセス可能なユーザ情報領域９ａに記録しておくものである。そして、それら暗号鍵の中で最も重要なマスター鍵についてはライセンスを受けた正規のＤＶＤ機器メーカーにだけ通知しておき、個々のＤＶＤ毎及びタイトル毎に必要とされるディスク鍵及びタイトル鍵については、マスター鍵に基づいて暗号化した後に、ユーザがアクセスできない制御情報領域（リードイン領域）９ｂに格納しておくというものである。
【０００４】
これによって、ライセンスを受けていない不正なＤＶＤ再生装置による暗号化コンテンツの復号は不可能となるので、暗号化されていない状態のデジタル著作物が記録されたＤＶＤを大量に製造し販売する等の不正行為が防止される。
また、特開平１１−３９７２１号公報に記載されているように、基準クロックにＦＭ変調をかけるなどして、光ディスク上にコピーガード情報を潜在させて違法な複製を防ぐ方法等も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術は、いわゆる海賊版の発生を防止することができない。例えば、完全に回転同期を取った二機のスピンドルモータの一方にＤＶＤを、他方に複製原盤を装着し、ＤＶＤから再生されるデータ列を再生してＰＬＬを用いて同期化してビットストリームを生成し、このビットストリームをそのまま記録すれば、容易に複製が実行できる。
【０００６】
つまり、コピーガード情報や制御情報領域も含めたＤＶＤの全記憶領域の内容がそのまま他のＤＶＤにデッドコピーされてしまった場合には、正規のＤＶＤと同様に、ライセンスを受けたＤＶＤ機器によって暗号化コンテンツが読み出され、復号されてしまう。
これでは、非暗号化コンテンツが格納されたＤＶＤの不正な製造を防止することはできても、暗号化コンテンツが格納されたＤＶＤをそっくりそのまま不正にコピーするという不正行為を防止することはできない。このような海賊版が安価に市場に出回ることとなれば、そのコンテンツの著作権は侵害されてしまう。
【０００７】
そこで、本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、デジタル著作物が記録された光ディスクがそっくりそのまま不正にコピーされることを防止することが可能な光ディスク、その記録装置、記録方法及び再生装置等を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る光ディスク記録装置は、主デジタル情報に副デジタル情報を重畳させて光ディスクに記録する装置であって、前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置にピットを形成することによって前記主デジタル情報を記録する主デジタル情報記録手段と、 ピットの位置を前記基準位置に対して微少量だけ変位させることによって前記副デジタル情報を記録する副デジタル情報記録手段とを備え、前記副デジタル情報記録手段は、ピットのトラック方向における長さを決定づけるエッジを、副デジタル情報を含まないで主デジタル情報だけを記録する場合におけるピットのエッジ位置に対して一定の前記微少量だけ位相を進めた位置及び遅らせた位置のいずれかに形成する位相変調によって前記副デジタル情報を記録し、前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのジッタの範囲内であり、前記副デジタル情報記録手段は、記録される主デジタル情報の各チャネルコードの中央において論理反転するPE変調信号を生成するPE変調部と、前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては前記主デジタル情報のピット位置を示すチャネル信号のエッジの位相を前記微少量だけ進め、前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては前記エッジの位相を前記微少量だけ遅らせる位相変調部と、前記位相変調部によって生成された被変調チャネル信号に基づいて前記光ディスクにピットを形成する書き込み部と、乱数系列を発生する乱数発生部と、前記副デジタル情報を構成する各ビット値に基づいて前記乱数発生部から発生された一定長の乱数系列に論理変換を施す論理変換部とを有し、前記PE変調部は、前記論理変換部によって論理変換された乱数系列を構成する各ビット値に基づいて前記PE変調信号を生成する ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光ディスク記録装置は、主デジタル情報に副デジタル情報を重畳させて光ディスクに記録する装置であって、前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置にピットを形成することによって前記主デジタル情報を記録する主デジタル情報記録手段と、 ピットの位置を前記基準位置に対して微少量だけ変位させることによって前記副デジタル情報を記録する副デジタル情報記録手段とを備え、前記副デジタル情報記録手段は、ピットを、トラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させた位置及び外周側に変位させた位置のいずれかに形成するラジアル変調によって前記副デジタル情報を記録し、前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのラジアルエラーの範囲内であり、前記副デジタル情報記録手段は、前記副デジタル情報に基づいて、記録される主デジタル情報の各チャネルコードの中央において論理反転するＰＥ変調信号を生成するPE変調部と、前記PE変調信号が第1の状態を示す時間においては、ピットを形成するためのビームスポットの位置をトラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させるための信号を生成し、前記PE変調信号が第2の状態を示す時間においては、ピットを形成するためのビームスポットの位置をトラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ外周側に変位させるための信号を生成するラジアル変調部と、前記ラジアル変調部によって生成された信号に基づいてビームスポットの位置を変位させるビーム偏向部と、乱数系列を発生する乱数発生部と、前記副デジタル情報を構成する各ビット値に基づいて前記乱数発生部から発生された一定長の乱数系列に論理変換を施す論理変換部とを有し、前記PE変調部は、前記論理変換部によって論理変換された乱数系列を構成する各ビット値に基づいて前記PE変調信号を生成する ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記光ディスク記録装置における特徴的な構成要素をステップとする記録方法として実現することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を用いて説明する。
［光ディスク記録装置］
図１は、本発明に係る光ディスク記録装置１００の特徴的な部分についての構成を示すブロック図である。なお、本図に示された主な信号Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆの波形は、図２のタイミングチャートに示される通りである。また、二重線で囲まれたブロックは、その構成要素が秘密状態で実装されている、例えば、それらが１個のＬＳＩに閉じ込められた回路により実現されているように、外部から容易に解読できない態様で実装されていることを示す。
【００１６】
本装置１００は、光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主デジタル情報を記録するだけでなく、そのときの記録マークのエッジ（記録マークのトラック方向における長さを決定づけるエッジ）を位相変調することによってウォータマーク等の隠し情報（ここでは、５６ビットの秘密鍵）を副デジタル情報として主デジタル情報に埋め込みながら同時に記録していく機能を有するＤＶＤ−ＲＯＭ用の記録装置であり、フォーマッタ１、擬似乱数発生器２、タイミング生成器３、排他的論理和ゲート４、ＰＥ（Phase Encoding）変調器５、位相変調器６、記録チャネル７及び記録ヘッド８を備える。
【００１７】
フォーマッタ１は、主デジタル情報（記録データ）を変調したり、副デジタル情報を指定したり、副デジタル情報を記録するための制御を行ったりする回路である。
図３は、フォーマッタ１の詳細な構成を示すブロック図である。フォーマッタ１は、本装置１００に入力された記録データをＤＶＤ９に適した信号（チャネル信号Ｂ）に変調する変調部１ａと、擬似乱数発生器２により生成される擬似乱数系列の初期値を予め秘密に記憶する初期値記憶部１ｂと、５６ビットの秘密鍵を予め記憶する秘密鍵記憶部１ｃとから構成される。
【００１８】
変調部１ａは、図２のタイミングチャートに示されるように、入力された記録データを８ビット長の符号（バイト）ごとに、対応する１６ビット長のチャネルコードＡに変換（８to１６変換）した後に、ＮＲＺＩ変換することによりチャネル信号Ｂを生成し、位相変調器６に出力する。
また、変調部１ａは、秘密鍵の記録（以下、このような動作を「秘密鍵記録モード」という。）を開始する旨の通知を図示されていないコントローラ等から受けた場合には、１バイトの記録データが入力されてくる度に、そのバイトの先頭を示すタイミング信号をタイミング生成器３に出力する。
【００１９】
初期値記憶部１ｂは、秘密鍵記録モードが開始されたときに、予め秘密に保持していた１５ビット長のデータ（初期値）を擬似乱数発生器２に出力する。
秘密鍵記憶部１ｃは、秘密鍵記録モードが開始されると、予め秘密に保持していた５６ビット長の秘密鍵をＬＳＢから１ビットずつ順にＮＲＺフォーマットで排他的論理和ゲート４に出力していく。このとき、秘密鍵記憶部１ｃは、変調部１ａが２５６バイト分の記録データを変調する毎に次の上位ビットを出力する。つまり、秘密鍵記憶部１ｃは、合計２５６×５６バイト分の記録データに対応させて、５６ビットの１個の秘密鍵をビットシリアルに、秘密鍵ビット系列としてＸＯＲ４に出力していく。
【００２０】
図４は、秘密鍵、擬似乱数系列及び記録データの対応関係を示す図である。５６ビットの秘密鍵を隠し情報として光ディスクに記録するために、秘密鍵の各ビットにつき２５６ビットの擬似乱数系列が用いられ、その擬似乱数系列における各ビットが１バイトの記録データ（１６ビットのチャネルコード）に埋め込まれることが示されている。なお、５６ビットの秘密鍵の各ビットは、後述するように、対応する２５６ビットの擬似乱数系列を論理反転するか否かのフラグとして用いられる。
【００２１】
タイミング生成器３は、（i）変調部１ａからのタイミング信号に基づいて、記録データの各バイトに同期したクロック信号（バイトクロック）を擬似乱数発生器２に出力すると共に、（ii）そのタイミング信号と図示されていないクロック発振器からのクロック信号とに基づいて、フォーマッタ１から出力されるチャネル信号Ｂの中央（位相が１８０度となる時点）を示すタイミング信号をＰＥ変調器５に出力する。
【００２２】
擬似乱数発生器２は、初期値記憶部１ｂからの初期値をプリセット値とし、タイミング生成器３から入力されるバイトクロックをシフトクロックとして、２の１５乗個のビット系列を１サイクルとする擬似乱数系列（Ｍ系列）を生成する。図５は、擬似乱数発生器２の詳細な構成を示す回路図である。擬似乱数発生器２は、初期値記憶部１ｂからの初期値を保持する１５ビット長のプリセットレジスタ２ａと、１５段（ビット）のシフトレジスタ２ｂと、そのシフトレジスタ２ｂのＭＳＢ（第１４桁）と第１０桁それぞれの出力値の排他的論理和を算出する排他的論理和ゲート２ｃとから構成される。
【００２３】
初期値記憶部１ｂから送られてくる初期値がプリセットレジスタ２ａにセットされると、その直後に送られてくるフォーマッタ１からのストローブ信号によって、その初期値がシフトレジスタ２ｂに書き込まれる。その後、タイミング生成器３からのバイトクロックに同期して、シフトレジスタ２ｂに格納された１５ビットの値は左方向に桁シフトされると共に、排他的論理和ゲート２ｃからの出力値がシフトレジスタ２ｂのＬＳＢ（第０桁）にフィードバックされて格納される。これによって、シフトレジスタ２ｂのＭＳＢには、バイトごとに１ビットの新たな乱数が生成され、擬似乱数系列として、排他的論理和ゲート４に送られる。
【００２４】
なお、第１の実施の形態では、この擬似乱数発生器２は、秘密鍵記録モードにおいて、合計２５６×５６バイトの記録データに埋める擬似乱数系列、即ち、２５６×５６ビットの擬似乱数系列を生成するために用いられている。
排他的論理和ゲート４は、擬似乱数発生器２からの擬似乱数系列と秘密鍵記憶部１ｃからのビット系列との排他的論理和を算出し、その結果得られる擬似乱数系列ＤをＰＥ変調器５に出力する。つまり、この排他的論理和ゲート４は、５６ビットの秘密鍵の各ビット値に応じて、擬似乱数発生器２から発生された２５６ビット分の擬似乱数系列をそのままＰＥ変調器５に入力させるか、又は、論理反転した後にＰＥ変調器５に入力させるかを選択的に行っている。
【００２５】
ＰＥ変調器５は、タイミング生成器３からのタイミング信号に基づいて、排他的論理和ゲート４から送られてくる擬似乱数系列ＤをＰＥ変換し、得られたＰＥ変調信号Ｅを位相変調器６に出力する。その結果、ＰＥ変調信号Ｅは、図２のタイミングチャートに示されるように、排他的論理和ゲート４から出力された擬似乱数Ｄが０の場合にはチャネル信号Ｂの中央において立ち下がり、擬似乱数Ｄが１の場合には立ち上がり、同じ乱数値が続く場合にはチャネル信号Ｂの境目でもう一度反転するような波形となる。
【００２６】
位相変調器６は、ＰＥ変調器５からのＰＥ変調信号Ｅに基づいて、フォーマッタ１からのチャネル信号Ｂのエッジを一定の微少時間だけ遅らせるか進ませるかの位相変調を行い、得られた被変調チャネル信号Ｆを記録チャネル７に出力する。なお、上記微少時間は、この位相変調器６をバイパスして（副デジタル情報を記録しないで）主デジタル情報だけを記録した通常のＤＶＤ９が通常の再生装置で再生された場合に観測されるジッタの度数分布（ばらつき）における標準偏差σの半分の値（０．５σ）に予め設定されている。
【００２７】
図６は、位相変調器６の詳細な構成を示すブロック図である。位相変調器６は、上記微少時間だけ信号を遅延させる遅延器６ａと、２入力１出力のセレクタ６ｂとから構成される。セレクタ６ｂは、制御信号として入力されるＰＥ変調信号Ｅが“１”のときには、フォーマッタ１から直接に入力されるチャネル信号Ｂを通過させ、ＰＥ変調信号Ｅが“０”のときには、遅延器６ａを経て入力されるチャネル信号Ｂを通過させる。
【００２８】
これによって、位相変調器６に入力されたチャネル信号Ｂの立ち上がり及び立ち下がりエッジは、結果として（相対的な時間関係において）、ＰＥ変調信号Ｅが“１”を示しているとき（０〜１８０度）には上記微少時間だけ位相が進められ、ＰＥ変調信号Ｅが“０”を示しているとき（１８０〜３６０度）には上記微少時間だけ位相が遅らされる。つまり、位相変調器６に入力されたチャネル信号Ｂは、擬似乱数系列Ｄに基づいてジッタ変調を受け、図２に示されるような被変調チャネル信号Ｆに変換される。
【００２９】
記録チャネル７は、位相変調器６からの被変調チャネル信号Ｆの１／０に同期してＤＶＤ９に露光させるレーザービームをＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号を生成し記録ヘッド８に送る。記録ヘッド８は、記録チャネルからの制御信号に基づいて、レーザビームをＯＮ／ＯＦＦさせながら、回転するＤＶＤ９の表面に螺旋状にビームスポットを当てていくことにより、カッティングしていく。このようにして、光学的に読み取り可能な凹又は凸のピットからなる被変調記録マークＧがＤＶＤ９に形成される。
【００３０】
図７は、記録ヘッド８によってピットが形成されたＤＶＤ９の記録膜の表面を示す外観図である。秘密鍵記録モードにおいて形成されたピットのトラック方向における２つのエッジそれぞれの位置は、秘密鍵記録モードでない場合に形成されるピットのエッジ位置に対して、上記一定の微少時間に相当する変位量だけ位相が進んだ（又は遅れた）位置にずれて形成されている。
【００３１】
図８は、このような秘密鍵記録モードにおいて形成されたピット、即ち、ジッタ変調を受けて記録された被変調記録マークＧについて観測されるジッタの頻度（度数）分布を示すグラフである。
曲線１２１は、ＰＥ変調信号Ｅが“０”のときに生成された被変調記録マークＧのエッジだけについてのジッタ分布を示し、上記変位量だけ位相が遅れる方向にずれた位置Ｘ（Ｌ）を最大頻度とするガウス曲線に近い曲線となる。曲線１２２は、ＰＥ変調信号Ｅが“１”のときに生成された被変調記録マークＧのエッジだけについてのジッタ分布を示し、上記変位量だけ位相が進んだ方向にずれた位置Ｘ（Ｈ）を最大頻度とするガウス曲線に近い曲線となる。曲線１２３は、それら両曲線１２１及び１２２を足し合わせた全体のジッタ分布を示す。
【００３２】
本発明は、秘密鍵の記録時に用いられた擬似乱数系列と同一の擬似乱数系列で同期検波するならば、曲線１２３のジッタ分布を曲線１２１と曲線１２２それぞれの分布に分離し得ることを利用している。
以上のように、本装置１００によって５６ビットの秘密鍵が埋め込まれたＤＶＤは以下の性質を有する。
【００３３】
秘密鍵は、記録マークのエッジ（トラック方向の２つのエッジそれぞれ）の位置をトラックの進行方向（ビームスポットの走査方向）に微少量だけずらすというジッタ変調によって記録されているので、ジッタに埋もれた情報を読み出す機能を持たない通常の再生装置によっては、その秘密鍵を読み出すことはできない。
【００３４】
従って、通常の再生装置を用いて、このような秘密鍵が記録されたＤＶＤの全ての内容をそっくりそのまま読み出した後に他のＤＶＤに記録したとしても、元の主デジタル情報だけがコピーされ、ジッタに埋もれて記録されていた副デジタル情報（秘密鍵）はコピーされることがない。これによって、オリジナルのＤＶＤと不正にコピーされたＤＶＤとを区別することが可能となるので、例えば、再生装置において、秘密鍵が含まれたＤＶＤの再生だけを許可する機構を設けることで、海賊版のＤＶＤが出回ることによる著作権の侵害を回避することが可能となる。
【００３５】
また、本装置１００は、５６ビットの秘密鍵をそのままＤＶＤに記録するのではなく、秘密鍵の各ビットに２５６ビットの乱数系列を対応させ、それら乱数系列をＤＶＤに記録している。つまり、ジッタに埋もれた情報は、秘密鍵のビット系列ではなく、秘密にされた乱数系列なので、その解読は困難であり、情報の秘匿化が高くなる。
【００３６】
さらに、本装置１００は、乱数系列によって直接にチャネル信号Ｂをジッタ変調するのではなく、乱数系列を一旦ＰＥ変換して得られるＰＥ変調信号Ｅによってチャネル信号Ｂをジッタ変調しているので、１バイトの記録データ（１個のチャネルコード）ごとに、位相を進める変調と位相を遅らせる変調とが等しい確立（１８０度ずつ）で行われることとなり、再生時においては安定したクロックの抽出再生が行われる。
【００３７】
つまり、もし、エッジの位相を進める第１の状態又は遅らせる第２の状態だけが長く続いた場合には、再生時において、クロックを抽出するＰＬＬ（Phase Locked Loop）がそのように偏った位相変調後のエッジ位置に追従することとなり、位相誤差信号が消失してしまうので、位相変調成分の検出感度が低下してしまう。しかし、本装置１００では、ＰＥ変調信号Ｅでジッタ変調が行なわれているので、そのような問題の発生が回避される。
［光ディスク再生装置］
次に、以上にようにして秘密鍵が記録されたＤＶＤに対応する再生装置について説明する。
【００３８】
図９は、本発明に係る光ディスク再生装置１１０の特徴的な部分についての構成を示すブロック図である。なお、本図に示された主な信号Ｈ、Ｉの波形は、図２のタイミングチャートに示される通りである。
本装置１１０は、上記光ディスク記録装置１００に対応するＤＶＤ再生装置であり、ＤＶＤ上の記録マークの位置に基づいて主デジタル情報を再生するだけでなく、そのときに観測される記録マークのジッタに埋もれた副デジタル情報（秘密鍵）を検出し、その検出結果に基づいて著作権を保護するための動作を行なう機能を有し、再生ヘッド１１、再生チャネル１２、再生信号処理回路１３、クロック抽出器１４、同期検波器１５、検証部１６及び擬似乱数発生器１７を備える。
【００３９】
再生ヘッド１１は、光ピックアップであり、回転するＤＶＤ９上の記録マークに光ビームを集光して照射し、その反射光から、被変調記録マークＧのエッジ位置を示すアナログの読み出し信号を生成して再生チャネル１２に出力する。
再生チャネル１２は、再生ヘッド１１からのアナログの読み出し信号を波形等化したり整形したりすることによってデジタルの読み出し信号に変換し、再生信号処理回路１３とクロック抽出器１４に出力する。
【００４０】
クロック抽出器１４は、再生チャネル１２からの読み出し信号に基づいて、４種類のクロック信号、即ち、（i）チャネルコードを構成する各ビットに同期したチャネルビットクロック、（ii）そのチャネルビットクロックを基準とした場合の読み出し信号の進み成分だけを示す進相誤差信号Ｈ、（iii）同様に、その遅れ成分だけを示す遅相誤差信号Ｉ、及び、（iv）読み出し信号における各記録データ（バイト単位）に同期したバイトクロックを抽出して生成し、それぞれ、（i）再生信号処理回路１３、（ii）同期検波器１５、（iii）同期検波器１５、（iv）再生信号処理回路１３、同期検波器１５及び擬似乱数発生器１７に出力する。
【００４１】
図１０は、クロック抽出器１４の詳細な構成を示すブロック図である。クロック抽出器１４は、位相比較器１４ａ、ループフィルタ１４ｂ及びＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１４ｃからなるＰＬＬ回路と、４ビットカウンタ１４ｄと、同期信号検出器１４ｅと、位相誤差信号分離器１４ｆとから構成される。
【００４２】
位相比較器１４ａは、カウンタ、排他的論理和ゲート及びフリップフロップ等からなり、ＶＣＯ１４ｃからフィードバックされて入力されるチャネルビットクロックと再生チャネル１２からの読み出し信号とから、その読み出し信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジとそのエッジに最も近いチャネルビットクロックの立ち上がりエッジとの位相差を算出し、位相誤差信号としてループフィルタ１４ｂ及び位相誤差信号分離器１４ｆに出力する。
【００４３】
ループフィルタ１４ｂは、位相比較器１４ａからの位相誤差信号を平滑化し、直流の電圧信号に変換するローパスフィルタである。ＶＣＯ１４ｃは、ループフィルタ１４ｂからの電圧信号に対応する周波数のチャネルビットクロックを生成する電圧制御発振器である。
同期信号検出器１４ｅは、読み出し信号に含まれる同期パターンを検出し、リセット信号として４ビットカウンタ１４ｄに出力する。４ビットカウンタ１４ｄは、ＶＣＯ１４ｃからのチャネルビットクロックを１／１６に分周するカウンタであり、同期信号検出器１４ｅからのリセット信号によってリセットされる。つまり、４ビットカウンタ１４ｄは、読み出し信号における各記録データ（バイト単位）に同期したバイトクロックを出力する。
【００４４】
位相誤差信号分離器１４ｆは、位相比較器１４ａからの位相誤差信号を進相誤差信号Ｈと遅相誤差信号Ｉとに分離し、同期検波器１５に出力する回路である。図１１は、位相誤差信号分離器１４ｆの詳細な構成を示す回路図である。位相誤差信号分離器１４ｆは、２個のインバータ３０ａ、ｂと２個の論理積ゲート３０ｃ、ｄとから構成される。
【００４５】
図１２は、図１１に示された位相誤差信号分離器１４ｆの動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。位相比較器１４ａから出力される位相誤差信号には進相誤差成分と遅相誤差成分とが含まれるが、これら位相誤差信号Ｈ、Ｉがチャネルビットクロックに同期して分離されるので、論理積ゲート３０ｃから出力される信号（進相誤差信号Ｈ）は進相誤差成分だけを示し、論理積ゲート３０ｄから出力される信号（遅相誤差信号Ｉ）は遅相誤差成分だけを示す波形となる。
【００４６】
再生信号処理回路１３は、再生チャネル１２からの読み出し信号を復調したり、副デジタル情報の検出のための制御やその検出結果に基づく著作権保護のための動作を行なったりする回路である。
図１３は、再生信号処理回路１３の詳細な構成を示すブロック図である。再生信号処理回路１３は、復調部１３ａ、出力ゲート１３ｂ及び初期値記憶部１３ｃから構成される。
【００４７】
復調部１３ａは、光ディスク記録装置１００の変調部１ａに対応する復調回路であり、クロック抽出器１４からのチャネルビットクロックに同期して再生チャネル１２からの読み出し信号をサンプリングすることによりチャネルコードＡに復調した後に、クロック抽出器１４からのバイトクロックに同期して各チャネルコードに対応する８ビットの記録データに変換（１６to８変換）し、その記録データ列を出力ゲート１３ｂに送る。
【００４８】
出力ゲート１３ｂは、著作権保護のためのバッファゲートであり、検証部１６からのイネーブル信号（ＤＶＤ９に正規の秘密鍵が記録されていることを確認できた旨の通知）が入力されている間だけ、復調部１３ａからの記録データ列を通過させ、再生信号として外部に出力する。
初期値記憶部１３ｃは、光ディスク記録装置１００の初期値記憶部１ｂと同一の値（１５ビットの初期値）を予め秘密に記憶するレジスタであり、秘密鍵の読み出し（以下、このような動作を「秘密鍵読み出しモード」という。）を開始した旨の通知を図示されていないコントローラから受けた場合に、その初期値を擬似乱数発生器１７に出力する。
【００４９】
擬似乱数発生器１７は、光ディスク記録装置１００の擬似乱数発生器２と同一の機能を有し、初期値記憶部１ｂからの初期値をプリセット値とし、クロック抽出器１４から入力されるバイトクロックをシフトクロックとして、２の１５乗個のビット系列を１サイクルとする擬似乱数系列（Ｍ系列）を生成する。本装置１１０においては、２５６×５６ビットの擬似乱数系列を生成するために用いられている。
【００５０】
同期検波器１５は、クロック抽出器１４から出力された進相誤差信号Ｈ及び遅相誤差信号Ｉと擬似乱数発生器１７からの擬似乱数系列との間の相関性を検出する回路であり、各擬似乱数（１ビット）毎の結果（正の相関性あり、負の相関性あり、相関性なし）を検証部１６に伝える。
図１４は、同期検波器１５の詳細な構成を示す回路図である。同期検波器１５は、ＰＥ変調器１５ａ、セレクタ１５ｂ、積分器１５ｃ、しきい値判定部１５ｄ及び８ビットカウンタ１５ｅから構成される。
【００５１】
ＰＥ変調器１５ａは、光ディスク記録装置１００のタイミング生成器３とＰＥ変調器５それぞれに対応する機能を併せ持つ変調器であり、クロック抽出器１４からのバイトクロックに基づいて擬似乱数発生器１７からの擬似乱数系列をＰＥ変換し、切り換え制御信号としてセレクタ１５ｂに出力する。つまり、擬似乱数発生器１７からの擬似乱数が０の場合には再生された読み出し信号における各記録データ（バイト）の中央のタイミングにおいて立ち下がり、擬似乱数が１の場合には立ち上がり、同じ乱数値が続く場合には各記録データの境目でもう一度反転するような波形の信号をセレクタ１５ｂに出力する。
【００５２】
セレクタ１５ｂは、２個の２入力１出力切替回路からなり、クロック抽出器１４からの進相誤差信号Ｈ及び遅相誤差信号Ｉそれぞれを、ＰＥ変調器１５ａからの制御信号が“１”のときには積分器１５ｃの正入力端子及び負入力端子に通過させ、“０”のときにはクロスさせて積分器１５ｃの負入力端子及び正入力端子に通過させる。
【００５３】
８ビットカウンタ１５ｅは、クロック抽出器１４からのバイトクロックを１／２５６に分周するカウンタであり、その結果をリセット信号として積分器１５ｃ、しきい値判定部１５ｄ及び検証部１６に出力する。従って、このリセット信号は、擬似乱数発生器１７が２５６ビットの乱数系列を出力するごとに１回のリセットパルスを出力する波形となる。
【００５４】
積分器１５ｃは、差動入力バイポーラ出力のアナログ積分器であり、正入力端子に入力されたパルスの面積を加算して蓄積するのと並行して、負入力端子に入力されたパルスの面積を減算して蓄積し、蓄積された合計面積に相当するアナログ信号をしきい値判定部１５ｄに出力する。このとき、８ビットカウンタからリセット信号が入力された場合には、再びゼロから蓄積していく。
【００５５】
その結果、この積分器１５ｃの出力波形は、ＰＥ変調器１５ａから出力されるＰＥ変調信号が１である期間においては、進相誤差信号Ｈに現れたパルスの面積を加算して蓄積する共に遅相誤差信号Ｉに現れたパルスの面積を減算して蓄積し、ＰＥ変調信号が０である期間においては、進相誤差信号Ｈに現れたパルスの面積を減算して蓄積する共に遅相誤差信号Ｉに現れたパルスの面積を加算して蓄積した場合の蓄積面積を示す。
【００５６】
従って、ＰＥ変調信号が１である期間において進相誤差信号Ｈにのみパルスが現れ、かつ、ＰＥ変調信号が０である期間において遅相誤差信号Ｉにのみパルスが現れる正の相関性が続く場合には、積分器１５ｃの出力波形は正方向に増加するランプ波形となり、逆に、ＰＥ変調信号が１である期間において遅相誤差信号Ｉにのみパルスが現れ、かつ、ＰＥ変調信号が０である期間において進相誤差信号Ｈにのみパルスが現れる負の相関性が続く場合には、積分器１５ｃの出力波形は負方向に減少していくランプ波形となる。また、いずれの相関性も存在しない場合、即ち、ＰＥ変調信号の値に依存しないでランダムに進相誤差信号Ｈ及び遅相誤差信号Ｉにパルスが現れる場合には、それら誤差信号に現れる両パルスの出現頻度が略等しくなるので、積分器１５ｃの出力波形はゼロレベルに近い値が維持される。
【００５７】
しきい値判定部１５ｄは、積分器１５ｃからのアナログ信号が、予め設定された正のしきい値電圧と負のしきい値電圧で区切られる３つの電圧区間のいずれに属するか判定するコンパレータ等からなる。
図１５は、しきい値判定部１５ｄの動作を説明するための図であり、積分器１５ｃからしきい値判定部１５ｄに入力されるアナログ信号波形の例を示す。しきい値判定部１５ｄは、８ビットカウンタ１５ｅからリセット信号が入力された時点（直前）において、（i）積分器１５ｃからの信号電圧が上記正のしきい値より大きい場合には１とし、負のしきい値より小さい場合には０とするＮＲＺフォーマットの符号列を検証部１６に出力すると共に、（ii）積分器１５ｃからの信号電圧がそれら両しきい値の間に属する場合には、その旨を示すバイオレンス信号を検証部１６に通知する。
【００５８】
なお、上記しきい値電圧は、本発明に係るジッタ変調が行われている場合においては確実に（極めて高い確率で）越えるが、そうでない場合には越えることがない（極めて確率が低い）ような積分器１５ｃの出力電圧値に設定されており、その具体的な値は、記録時におけるジッタ変調度（位相変調器６の遅延器６ａの遅延量）、積分器１５ｃに入力するバイト数（２５６）、バイト当たりの平均エッジ数、自然な（ランダムに生じる）ジッタ分布における標準偏差などによって決定される。
【００５９】
このように、しきい値判定部１５ｄから出力される符号列は、２５６ビットの擬似乱数毎に観測された相関性の極性（正又は負）の変化を示す。このような極性の変化は、２５６ビットの擬似乱数系列毎に、それら擬似乱数系列が論理反転しないでジッタ変調により記録されたか論理反転した後に記録されたかを示すビット列に対応する情報である。
【００６０】
検証部１６は、同期検波器１５から送られてくる符号列及びバイオレンス信号に基づいて、いま読み出されているＤＶＤ９が正規の光ディスク記録装置１００によって記録された媒体であるか否かを検証し、肯定的に判定できた場合にのみ、その旨を示すイネーブル信号を再生信号処理回路１３に出力する。
図１６は、検証部１６の詳細な構成を示すブロック図である。検証部１６は、秘密鍵記憶部１６ａ、シフトレジスタ１６ｂ、一致比較部１６ｃ及び出力ラッチ部１６ｄから構成される。
【００６１】
秘密鍵記憶部１６ａは、光ディスク記録装置１００の秘密鍵記憶部１ｃと同一の５６ビットの秘密鍵を予め記憶するレジスタである。シフトレジスタ１６ｂは、クロック抽出器１４からのリセット信号をシフトクロックとして同期検波器１５からの符号列をシフトさせながら記憶する５６段（ビット）のシフトレジスタである。
【００６２】
一致比較部１６ｃは、シフトレジスタ１６ｂに５６ビットの符号列が入力された直後において、その符号列と秘密鍵記憶部１６ａに保持されている５６ビットの秘密鍵とが完全に一致するか否か比較し、その結果を出力ラッチ部１６ｄに通知する。
出力ラッチ部１６ｄは、同期検波器１５からバイオレンス信号が通知されず、かつ、一致比較部１６ｃから完全一致した旨の通知が送られてきた場合にのみ、再生信号処理回路１３にイネーブル信号を出力する。つまり、擬似乱数発生器１７から同期検波器１５に入力される２５６ビットの擬似乱数系列と読み出し信号に含まれる位相誤差信号との間に正又は負の相関性が存在することが連続して５６回（２５６×５６ビットの擬似乱数系列について）確認され、かつ、そのときの相関性の極性の変化が秘密鍵記憶部１６ａに格納されている５６ビットの秘密鍵と一致する場合においてのみ、検証部１６から再生信号処理回路１３にイネーブル信号が出力される。
【００６３】
このようにして秘密鍵読み出しモードが終了し、その時点において、検証部１６から再生信号処理回路１３にイネーブル信号が出力されている場合には、そのＤＶＤ９は正規の光ディスク記録装置１００によって秘密鍵が埋め込まれた媒体であると判断し、再生信号処理回路１３は、再生チャネル１２からの読み出し信号を復調して得られる再生信号を外部に出力する。一方、検証部１６から再生信号処理回路１３にイネーブル信号が出力されてこない場合には、そのＤＶＤ９は正規の光ディスク記録装置１００によって秘密鍵が埋め込まれた媒体ではないと判断し、再生信号処理回路１３は、著作権保護のために、再生信号を外部に出力しない。
【００６４】
これによって、秘密鍵の埋め込みが確認できないＤＶＤ９については、不正に記録データが読み出されてしまうことが防止される。従って、秘密鍵を含む正規のＤＶＤをデッドコピーすることによって新たなＤＶＤを作成しても、ジッタ変調によって埋め込まれていた秘密鍵も一緒にコピーされない限りは、そのＤＶＤは、本装置１１０によって再生されることが禁止され、著作権が保護される。
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について図面を用いて説明する。
［光ディスク記録装置］
図１７は、本発明に係る光ディスク記録装置２００の特徴的な部分についての構成を示すブロック図である。なお、本図に示された主な信号Ｂ、Ｄ、Ｅの波形は、図１８のタイミングチャートに示される通りである。また、二重線で囲まれたブロックは、その構成要素が秘密状態で実装されていることを示す。
【００６５】
本装置２００は、光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に記録マークを形成することによって主デジタル情報を記録するだけでなく、そのときの記録マークの位置をＤＶＤ９のラジアル方向（内周側及び外周側の少なくとも１つ）にずらして形成する（以下、ラジアル方向に位置をずらして記録マークを形成することを「ラジアル変調」という。）ことによってウォータマーク等の隠し情報（ここでは、５６ビットの秘密鍵）を副デジタル情報として主デジタル情報に埋め込みながら同時に記録していく機能を有するＤＶＤ−ＲＯＭ用の記録装置であり、フォーマッタ１、擬似乱数発生器２、タイミング生成器３、排他的論理和ゲート４、ＰＥ変調器５、ラジアル変調器１８、トラッキングアクチュエータ１９、記録チャネル７及び記録ヘッド８を備える。
【００６６】
なお、第１の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を付している。以下、第１の実施の形態と異なる箇所を中心に説明する。
ラジアル変調器１８は、ＰＥ変調器５からのＰＥ変調信号Ｅに基づいて、一定の微小量だけ記録ヘッド８をＤＶＤ９の内周側又は外周側に変位させるための信号を生成し（ラジアル変調を行い）、トラッキングアクチュエータ１９に出力する。これによって、チャネル信号Ｂに同期して形成される記録マークは、ＤＶＤ９のトラック中心から内周側又は外周側に一定の微小量だけ変位した位置にカッティングされる。
【００６７】
なお、上記微少量は、主デジタル情報だけを記録した通常のＤＶＤ９が通常の再生装置でプッシュプル再生された場合に観測されるラジアルエラー（ラジアル方向における、ピット形成位置のトラック中心からのずれ）の範囲内（つまり、ノイズ振幅程度以下の振幅で変動するように）予め設定されている。具体的には、記録ヘッド８のレーザビームの波長をλ（例えば、０．６５μｍ）、レンズの開口率をＮＡ（例えば、０．６）とした場合に、λ／ＮＡで決定されるビームスポットの２％以下の値（例えば、０．０１μｍ）となるように設定されている。
【００６８】
このラジアル変調器１８は、ＰＥ変調信号Ｅが“１”を示しているときには、トラック中心に対して上記微少量だけ記録ヘッド８を内周側に変位させ、ＰＥ変調信号Ｅが“０”を示しているときには、上記微少量だけ外周側に変位させる。第１の実施の形態では、位相変調器６が、記録マークの長さを決定づける２つのエッジそれぞれの位置をシフトさせるのに対して、第２の実施の形態では、このラジアル変調器１８が、記録マークの位置（言い換えれば、記録マークの幅を決定づける２つのエッジの位置）をラジアル方向にシフトさせ、副デジタル情報を記録する。
【００６９】
記録チャネル７は、チャネル信号Ｂの１／０に同期してＤＶＤ９に露光させるレーザービームをＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号を生成し記録ヘッド８に送る。記録ヘッド８は、記録チャネルからの制御信号とラジアル変調器１８からトラッキングアクチュエータ１９への駆動信号とに基づいて、レーザビームをＯＮ／ＯＦＦさせる共にラジアル方向に微小量だけ変位させながら、回転するＤＶＤ９の表面に螺旋状にビームスポットを当てていくことにより、カッティングしていく。
【００７０】
このようにして、図１８のタイミングチャートに示されるように、光学的に読み取り可能な凹又は凸のピットからなる被変調記録マークＦがＤＶＤ９に形成される。図１８に示された標準記録マークＣと被変調記録マークＦとを比較して分かるように、この光ディスク記録装置２００によって形成される被変調記録マークＦは、通常の標準記録マークＣの一部又は全部がラジアル方向に変位したものに等しい。
【００７１】
図１９は、このようなピット（記録マーク）が形成されたＤＶＤ９記録膜の表面の様子を示す。秘密鍵記録モードにおいて形成されたピットのラジアル方向における位置は、秘密鍵記録モードでない場合に形成されるピットの位置に対して、上記微少量に相当する変位量だけ内周側（又は外周側）にずれている。なお、微少量は、上述したように、再生時に観察されるノイズに埋もれる量であり、実際には、本図に示されるほど顕著にずれた位置にピットが形成されるものではない。つまり、図１８に示される被変調記録マークＦの形状やラジアルエラー信号Ｇの波形、図１９に示されるピットの形状や変位等は、実際のものよりも誇張して描かれている。
【００７２】
図２０は、このような秘密鍵記録モードにおいて形成されたピット、即ち、ラジアル変調を受けて記録された被変調記録マークＦについて観測されるラジアルエラーの頻度（度数）分布を示すグラフである。
曲線２２１は、ＰＥ変調信号Ｅが“０”のときに生成された被変調記録マークＦだけについてのラジアルエラー分布（ばらつき）を示し、上記変位量だけ内周側にずれた位置Ｘ（Ｌ）を最大頻度とするガウス曲線に近い曲線となる。曲線２２２は、ＰＥ変調信号Ｅが“１”のときに生成された被変調記録マークＦだけについてのラジアルエラー分布を示し、上記変位量だけ外周側にずれた位置Ｘ（Ｈ）を最大頻度とするガウス曲線に近い曲線となる。曲線２２３は、それら両曲線２２１及び２２２を足し合わせた全体のラジアルエラー分布を示す。
【００７３】
本発明は、秘密鍵の記録時に用いられた擬似乱数系列と同一の擬似乱数系列で同期検波するならば、第１の実施の形態と同様、曲線２２３のラジアルエラー分布を曲線２２１と曲線２２２それぞれの分布に分離し得ることを利用している。以上のように、本装置２００によって５６ビットの秘密鍵が埋め込まれたＤＶＤは以下の性質を有する。
【００７４】
秘密鍵は、記録マークの位置をトラックの進行方向と直交する方向（ラジアル方向）に微少量だけずらすというラジアル変調によって記録されているので、単にプッシュプル検出しただけでは、ノイズに埋もれた情報を読み出す機能を持たない通常の再生装置によっては、その秘密鍵を読み出すことはできない。
従って、通常の再生装置を用いて、このような秘密鍵が記録されたＤＶＤの全ての内容をそっくりそのまま読み出した後に他のＤＶＤに記録したとしても、元の主デジタル情報だけがコピーされ、ノイズに埋もれて記録されていた副デジタル情報（秘密鍵）はコピーされることがない。これによって、オリジナルのＤＶＤと不正にコピーされたＤＶＤとを区別することが可能となるので、例えば、再生装置において、秘密鍵が含まれたＤＶＤの再生だけを許可する機構を設けることで、海賊版のＤＶＤが出回ることによる著作権の侵害を回避することが可能となる。
【００７５】
また、本装置２００は、５６ビットの秘密鍵をそのままＤＶＤに記録するのではなく、秘密鍵の各ビットに２５６ビットの乱数系列を対応させ、それら乱数系列をＤＶＤに記録している。つまり、ノイズに埋もれた情報は、秘密鍵のビット系列ではなく、秘密にされた乱数系列なので、その解読は困難であり、情報の秘匿化が高くなる。
【００７６】
さらに、本装置２００は、乱数系列によって直接に、チャネル信号Ｂに対応する記録マークをラジアル変調するのではなく、乱数系列を一旦ＰＥ変換して得られるＰＥ変調信号Ｅによって、チャネル信号Ｂに対応する記録マークをラジアル変調しているので、１バイトの記録データ（１個のチャネルコード）ごとに、記録マークを内周側に変位させる変調（１）と外周側に変位させる変調（０）とが等しい確率で行われることとなり、再生時においては安定したプッシュプル検出が行われる。
【００７７】
言い換えれば、両変位が等確立で発生しない場合、プッシュプル信号（通常はトラッキングサーボ検出に使用）にオフセットが発生し、結果的にトラッキングセンターからずれた位置にサーボがかかることになる。さらに、トラッキングセンターからずれた位置にサーボがかかると、ラジアルエラー信号（ラジアル方向における、記録マークの位置のトラック中心からのずれ量を示す信号）の振幅が小さくなり、ラジアル変調成分の検出感度が低下してしまう。しかし、本装置２００では、ＰＥ変調信号Ｅでラジアル変調が行なわれているので、そのような問題の発生が回避される。
【００７８】
なお、この第２の実施の形態においてラジアル方向の変位を発生させるにあたってＰＥ変調器５を用いるとしたが、ＰＥ(Phase Encoding)とはそもそも位相すなわちジッタ方向の変位を与えることを意味するのであって、この第２の実施の形態のようにジッタ方向に対し垂直であるラジアル方向の変位を与えるといったものを本来意味するものではない。しかし、この第２の実施の形態において、第１の実施の形態で用いたＰＥ変調器５と同じ構成の回路を用いてラジアル方向の変位を実現できるといった意味で、第１の実施の形態と同じ文言を用いて説明している。
【００７９】
また、本発明の光ディスク記録装置の第１及び第２の実施の形態において、ＰＥ変調信号は“０”と“１”との２値をとると記載したが、ＰＥ変調信号の“０”はＰＥ変調がかかっていない場合、つまり著作権保護情報を入れない場合を含んではいない。すなわち、著作権保護情報を入れないトラックを形成する場合は、ピットエッジがジッタ方向又はラジアル方向へ一切変位しないようにする必要があり、第３の値（例えば“Ｚ”）が必要となる。
［光ディスク再生装置］
次に、以上にようにして秘密鍵が記録されたＤＶＤに対応する再生装置について説明する。
【００８０】
図２１は、本発明に係る光ディスク再生装置２１０の特徴的な部分についての構成を示すブロック図である。なお、本図に示されたラジアルエラー信号Ｇの波形は、概念的には、図１８のタイミングチャートに示される通りである。ただし、上述のように、このラジアルエラー信号Ｇは、実際には、ノイズに埋もれているため、図１８に示される波形のように顕著には検出されない。
【００８１】
本装置２１０は、上記光ディスク記録装置２００に対応するＤＶＤ再生装置であり、ＤＶＤ上のトラック方向における記録マークの位置に基づいて主デジタル情報を再生するだけでなく、そのときに観測されるラジアルエラー信号のノイズに埋もれた副デジタル情報（秘密鍵）を検出し、その検出結果に基づいて著作権を保護するための動作を行なう機能を有し、再生ヘッド１１、再生チャネル１２、再生信号処理回路１３、クロック抽出器１４、同期検波器１５、検証部１６、擬似乱数発生器１７及びラジアルエラー検出器２０を備える。
【００８２】
再生ヘッド１１は、光ピックアップであり、回転するＤＶＤ９上の記録マークに光ビームを集光して照射し、その反射光から、被変調記録マークＦのラジアル方向におけるトラック中心からの変位量を示すラジアルエラー信号Ｇを生成してラジアルエラー検出器２０に出力する。
図２２は、再生ヘッド１１のうちラジアルエラー信号Ｇの生成に関わる部分の詳細な構成を示すブロック図である。再生ヘッド１１において、半導体レーザ１１ａから出射された光ビームは、光学系１１ｂで平行光となり、対物レンズ１１ｄを通過した後に光ビームスポットとして集光されてＤＶＤ９に照射される。
【００８３】
ＤＶＤ９によりラジアル方向に反射回折された反射光は、対物レンズ１１ｄを通過し、平行光となって光学系１１ｂ内で入射光と分離され、分割された２つの光検出素子１１ｅに照射され、被変調記録マークＦの内周側及び外周側変位量を示す２つの電気信号に変換される。そして、それら２つの電気信号は、差動演算器１１ｆに入力され、それら電気信号が示す両変位量の差を示すラジアルエラー信号Ｇとなり、ラジアルエラー検出器２０に出力される。
【００８４】
ラジアルエラー検出器２０は、光ディスク記録装置２００が有していたラジアル変調器１８に対応する復調器であり、再生チャネル１２からのデジタル読み出し信号を同期信号として、再生ヘッド１１から送られてきたラジアルエラー信号Ｇから、被変調記録マークＦの記録位置がトラック中心からラジアル方向の内周側又は外周側のいずれに変位しているかを示す内周側変位信号Ｈ及び外周側変位信号Ｉを復調し、同期検波器１５に出力する。ここで、もし、通常のノイズ（ラジアル変調を施していない場合のラジアルエラー）が存在しないならば、内周側変位信号Ｈ及び外周側変位信号Ｉは、それぞれ、図１８のタイミングチャートに示されるように、被変調記録マークのうち、トラック中心から内周側及び外周側にずれている箇所（部分又は全体）を示すロジック信号となる。
【００８５】
図２３は、ラジアルエラー検出器２０の詳細な構成を示すブロック図である。ラジアルエラー検出器２０は、ＬＰＦ（ローパスフィルター）２０ａ、２個のコンパレータ２０ｂ、２０ｃ、２個の出力ゲート２０ｄ、２０ｅ、直流成分抽出部２０ｆ等から構成される。
直流成分抽出部２０ｆは、再生ヘッド１１から出力されたラジアルエラー信号Ｇから、トラック中心を示す直流成分を抽出し、それに基づいて、コンパレータ２０ｂ、２０ｃへの比較基準電圧を作るための２つの基準電圧（±Ｖ）を生成する。
【００８６】
ラジアルエラー検出器２０に入力されたラジアルエラー信号Ｇは、ＬＰＦ２０ａによって高周波ノイズがカットされた後に、２つのコンパレータ２０ｂ、２０ｃに入力され、正負２つの比較基準電圧を超える振幅を有するか否か判定される。コンパレータ２０ｂ、２０ｃの比較基準電圧は、被変調記録マークＦの記録位置がトラック中心から内周側又は外周側に有意に変位していると判定するためのしきい値、例えば、トラック中心から±０．００５μｍだけずれた位置に相当する電圧に設定されている。これによって、例えば、記録マークの位置がトラック中心から上述の微小量（±０．０１μｍ）だけ変位していることが検出される。
【００８７】
出力ゲート２０ｄ、２０ｅは、再生チャネル１２によって被変調記録マークＦが検出されている時間だけ、コンパレータ２０ｂ、２０ｃの出力を通過させるゲートである。
本装置２１０におけるクロック抽出器１４は、再生チャネル１２からの読み出し信号に基づいて、２種類のクロック信号、（i）チャネルコードを構成する各ビットに同期したチャネルビットクロック、（ii）読み出し信号における各記録データ（バイト単位）に同期したバイトクロックを抽出して生成し、それぞれ、（i）再生信号処理回路１３、（ii）再生信号処理回路１３、同期検波器１５及び擬似乱数発生器１７に出力する。
【００８８】
再生信号処理回路１３、擬似乱数発生器１７、同期検波器１５及び検証部１６は、第１の実施の形態で説明した機能を有する回路である。同期検波器１５は、ラジアルエラー検出器２０から出力された内周側変位信号Ｈ及び外周側変位信号Ｉと擬似乱数発生器１７からの擬似乱数系列との間の相関性を検出する回路であり、各擬似乱数（１ビット）毎の結果（正の相関性あり、負の相関性あり、相関性なし）を検証部１６に伝える。
【００８９】
第１の実施の形態では、副デジタル情報（鍵情報）を、位相変調によって記録マークのトラック方向におけるエッジ位置の変位として埋め込んだのに対して、第２の実施の形態では、ラジアル変調によって記録マークのラジアル方向への記録位置の変位として埋め込むことを特徴としているため、第１の実施の形態における位相誤差信号（進相誤差信号と遅相誤差信号）が、第２の実施の形態におけるラジアルエラー信号（内周側変位信号と外周側変位信号）に対応すると考えれば、第１の実施の形態と同様の著作権保護システムが実現される。
【００９０】
第１の実施の形態に比べ、第２の実施の形態が優る点の１つは、より低速の回路を用いて、より安価に、ほぼ同等の機能を実現できるところにある。すなわち、第１の実施の形態では、ジッタの変動量を検出するための位相誤差信号分離器１４ｆ等の動作から分かるように、これら回路は、少なくともチャネルクロックレートで動作する必要があり、しかも、時間軸方向に高精度が要求される。
【００９１】
一方、第２の実施の形態では、これらに代えて、単に差動アンプの変形である差動演算器１１ｆやラジアルエラー検出器２０が用いられていることから分かるように、これら回路は、被変調記録マークＦの出現頻度、つまり、チャネル信号のレートで動作すれば済む。
以上、本発明のジッタ変調及びラジアル変調に係る記録媒体や記録再生装置について、第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られないことは勿論である。
【００９２】
例えば、第１及び第２の実施の形態では、５６ビットの１個の秘密鍵に対応して論理反転させた２５６×５６ビットの擬似乱数系列が、５６バイトの連続する記録データに埋め込まれたが、本発明は、このような数値に限定されるものではない。ＥＣＣブロック、セクタ、フレーム等の物理的な記録構造に関連したバイト数や特定領域の記録データに対して、１種類だけでなく２種類以上の初期値から始まる擬似乱数系列を複数の領域に埋め込む方式とすることもできる。
【００９３】
また、第１及び第２の実施の形態では、正当なＤＶＤ９であると確認されるためには、２５６バイトごとに位相誤差信号と擬似乱数系列との間に正又は負の相関性が存在することが５６回連続することが条件とされたが、例えば、５６回中の５０回以上とすることもできる。ジッタやラジアルエラーの分布は、図８や図２０に示されるように、ある程度の広がりを持つので、相関性の判断に用いるパルスの個数やジッタ変調度、ラジアル方向の変位量等によっては、ある程度の広がりを持つ判断基準によって有意な相関関係の存否を判断するほうが適切な場合もあり得るからである。
【００９４】
また、第１及び第２の実施の形態では、同期検波器から出力される符号列と秘密鍵との一致が所定数以下の場合に主デジタル情報の再生制限を行なう構成としたが、秘密鍵を用いずとも、同期検波器において積分された位相誤差信号又は変位信号と、単に所定のしきい値との大小比較の結果、しきい値を越えた場合には擬似乱数系列との相関が強いと判断し、再生制限を行なう構成とすれば、より簡単な構成で、ある程度の実施効果を得ることが可能である。
【００９５】
また、第１及び第２の実施の形態では、位相誤差信号及び変位信号の同期検波において、パルス面積をアナログ的に積分することによって相関性を判定したが、回路を簡易化するために、単にそれらの個数を加算及び減算しながらカウントしていくデジタル方式に替えてもよい。
また、本発明に係るジッタ変調及びラジアル変調は、ＤＶＤ９のユーザ情報領域９ａに記録する記録データに対して適用できるだけでなく、制御情報領域９ｂに格納する秘密鍵に対しても適用することができるので、上述の従来技術のコンテンツ暗号と重畳させて用いることも可能である。例えば、制御情報領域９ｂに格納しておくディスク鍵やタイトル鍵の記録に際して本発明に係るジッタ変調やラジアル変調を施しておくことにより、従来のコンテンツ暗号による記録内容（デジタル情報）を一切変更することなく、海賊版の製造等の不正コピーに対する著作権保護を強化することが可能となる。
【００９６】
また、第１及び第２の実施の形態では、光ディスク再生装置は、ＤＶＤ９に埋もれた秘密鍵の存在を検証することができた場合にのみ復調後の再生信号を出力したが、本発明は、このような検証結果の利用形態に限定されるものではない。例えば、ＤＶＤ９の正当性が検証できなかった場合には、そのＤＶＤ９の特定領域に記録されたタイトルだけの再生を許可する等の利用形態であってもよい。
【００９７】
また、第１及び第２の実施の形態では、副デジタル情報として用いられる秘密鍵は、光ディスク記録装置１００及び光ディスク再生装置１１０それぞれに予め格納されていたが、ユーザからの指示や外部機器との秘密通信によって書き換えられる構成としてもよい。
また、第１及び第２の実施の形態では、本発明に係るジッタ変調は副デジタル情報を秘匿化して光ディスクに埋め込む用途に利用されたが、本発明はこのような秘匿化の用途に限定されるものではない。例えば、音声情報（副デジタル情報）を画像情報（主デジタル情報）に重畳させて記録媒体に書き込むなど、種類の異なるデジタル情報を分離再生可能な状態で記録し、それによって記録密度を向上させる非暗号用途に利用してもよい。
【００９８】
また、第２の実施の形態では、ラジアル変調のためにトラッキングアクチュエータ１９が用いられたが、これに代えて、ＡＯ（Acoustic Optical）偏向素子を用い、レーザビームをラジアル方向に微小量だけ内周側又は外周側に偏向させてもよい。
（第３の実施の形態）
以下、図面を参照しながら第３の実施の形態について説明する。
【００９９】
図２４は、本発明の第３の実施形態に係る光ディスク３１１の構成図である。この光ディスク３１１上に、コピーガード情報３１２が記録されている。その部分は、基準クロックを局所的に位相変調し、その位相変調したクロックのタイミングで、ピット及びランド列としてデータを記録する。すなわち、光ディスク３１１上に、部分的に基準チャネルクロックから適度にずれて記録されたデータ列が存在する。その部分は、基準クロックから位相がずれているので、再生する場合、ジッタ値が大きい部分として検出される。
【０１００】
この第３の実施の形態では、再生時にジッタとして観測される範囲内で、基準クロックの位相をずらすことによって副デジタル情報（コピーガード情報３１２）を埋め込んでいる点で、第１の実施の形態と共通するが、そのずれ量がノイズに埋もれるほど微小ではない点で、第２の実施の形態と異なる。
図２４において領域Ａは通常の基準クロックで記録された部分を、領域Ｂは位相変調されたクロックで記録された部分を表す。その部分を拡大したものを図２５に示している。
【０１０１】
図２５における領域Ａ及び領域Ｂのピット３２１は、３Ｔ単一信号が記録された場合である。縦の波線は、基準チャネルクロックタイミングを示している。基準クロックタイミングで記録された領域Ａにおけるピットは、ピット及びランドの始端と終端の位置が、チャネルクロックタイミングと同期がとれるよう記録されている。それに対し、位相変調されたクロックタイミングで、記録された領域Ｂにおけるピットまたはランドは始端または、終端の位置がチャネルクロックの立ち上がり、立ち下がり位置と部分的に位相誤差を持って形成される。
【０１０２】
位相変調の方法としては、例えば、図２５に示すように、両エッジ左シフトａ、拡大シフトｂ、縮退シフトｃ、両エッジ右シフトｄ、といったように順次所定量の位相シフトを加える方法がある。そのほか、片方右シフト、片方左シフトなど、位相変調されたクロックの位相偏移に関連した位相偏移があると考えられる。また、クロック信号を所定の分散値で規定されるランダムノイズによって位相変調する方法も考えられる。いずれにせよ、部分的にこれらのエッジシフトがあるため、領域Ｂの部分は、ジッタが増大し、そのジッタ値の偏移に対応させてコピーガード情報を付加することができる。
【０１０３】
図２６は、コピーガード情報をジッタ値から検出するための識別情報検出手段を具備した光ディスク装置のブロック図である。光ディスクから再生ヘッドを介して読みとられた再生信号ＨＦは、コンパレータ３３１で二値化され、この二値化信号ＰＳＧは、システム基準クロックを生成すためのＰＬＬ（ｐｈａｓｅ  ｌｏｃｋ  ｌｏｏｐ）回路３３２に供給される。さらに、ＰＬＬ回路３３２は再生クロックＣＫを生成し、フリップフロップ３３４はこれにより二値化信号ＰＳＧを同期化し、再生信号ＤＡＴが生成される。
【０１０４】
図２７に再生信号ＨＦのアイパターンの一例を示している。図２４に対応させて、基準クロックタイミングで記録された領域Ａを再生した信号からは、再生チャネルのノイズや波形歪みなどによって生じる多少のジッタを持ったアイパターンが得られる。これに対して、位相変調されたクロックタイミングで、記録された領域Ｂを再生した信号からは、アイの位相が部分的にずれることから、領域Ａの信号に比べてさらに再生信号ジッタは大きくなる。
【０１０５】
ＰＬＬ回路３３２において、位相比較器３３２ａは、電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）３３２ｃより出力される再生クロックＣＫと再生信号ＨＦとを位相比較し、位相比較結果を出力する。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３２ｂは、この位相差結果を帯域制限して位相誤差信号を生成する。電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）３３２ｃは、この位相誤差信号に応じて、再生クロックＣＫを生成する。
【０１０６】
ここで、光ディスクに信号を記録する際の上記位相変調による変動が、ＰＬＬ回路３３２の追従動作帯域を越えていれば、ＰＬＬ回路３３２で生成されるクロックＣＫは、この部分的に位相変調されたクロックに追従しない。さらにこのとき、記録側で加えられる位相変動は、ＰＬＬ回路３３２の追従帯域外の期間での位相誤差の平均値が０でならなくてはならない。すなわち、記録側で位相変調する場合、ＰＬＬ回路３３２が応答しない周波数帯域でかつ位相誤差の平均値が０になるように、図２５で示したエッジシフトのパターンを組み合わせる必要がある。このとき図２７に示されるように、ＬＰＦ３３２ｂを通過した位相比較器３３２ａの出力信号はその高域成分がすべて除去され、平坦な信号となる。
【０１０７】
これにより、ＰＬＬ回路３３２は、位相変調されたクロックに追従せず、本来の基準クロックからずれようとしないため、部分的に位相変調かけた部分では、クロックと信号エッジとの間に位相誤差すなわちジッタが発生する。振幅検出器３３３は、位相比較器３３２ａの出力信号の振幅すなわちＬＰＦ３３２ｂ通過前の位相誤差信号の振幅（すなわち位相誤差の絶対値）に応じた信号を生成する。図２７に、再生信号ＨＦに対応させた再生信号ジッタ検出信号ＪＴの波形を示している。この検出信号ＪＴの変化によりコピーガード情報を識別することができる。
【０１０８】
遵法生成されたディスクか否かを判断する方法としては、たとえば、光ディスク作成時において、コントロール情報領域などに、上記ジッタによって記録されたコピーガード情報と一義的な関係にある鍵情報（キーワード）を通常の二値情報として記録しておき、再生時に、再生データから得た上記キーワードと、ジッタ値の変動より検出した識別情報とを比較し、相関がある場合のみ遵法であることを判断する方法などがある。
【０１０９】
以下、通常の情報の再生について説明する。上述したように、コンパレータ３３１で二値化された信号ＰＳＧは、ＰＬＬ回路３３２で生成した再生クロックＣＫのタイミングで出力され再生信号ＤＡＴに変換される。
図２８は、図２６の検出装置における動作説明のためのタイミングチャートである。再生信号ＨＦは、コンパレータ３３１により二値化信号ＰＳＧに変換される。再生信号ＨＦは、部分的に位相ずれ（ジッタ）を起こしているため二値化信号ＰＳＧにもジッタが含まれている。先述のように、この二値化信号ＰＳＧからシステムの再生クロックを生成するＰＬＬ回路では、位相ずれ（ジッタ）に追従せず、位相変動が無いような再生クロックＣＫを生成する。この再生クロックＣＫでコンパレータ３３１出力の二値化信号ＰＳＧをフリップフロップ３３４でラッチすれば、コピーガード情報を含んだジッタが除去された再生信号ＤＡＴが生成される。
【０１１０】
一方、再生信号から、例えば図２９に示された装置を用いて、ディスクを違法複製しようとする場合について説明する。図２９において、まず、コピーされる光ディスク３６１とコピーする光ディスク３６２のスピンドルモータの回転を完全同期させ、再生ヘッド３６３を介して、データを読み、再生アンプ３６４、コンパレータ３６５を通して、ＰＬＬ回路３６６にて再生クロックを生成する。その再生クロックタイミングで、フリップフロップ３６７で光ディスク３６１から読み込んだデータを同期化出力し、光変調器３６８に通して記録ヘッド３６９で、光ディスク３６２に記録する。従来の方法だと、このような装置で、簡単にディジタル化されたコンテンツを複製することができる。
【０１１１】
しかし、この第３の実施の形態の光ディスク及び光ディスク装置を用いれば、再生信号をただ単にコピーするだけでは、上述したように、フリップフロップ３６７で同期化した際にジッタによって記述されたコピーガード情報が欠落してしまうため、複製されたものは違法な光ディスクとして識別することができる。
もっとも、ＰＬＬ回路３６６、フリップフロップ３６７を用いずにコンパレータ３６５の出力信号を直接記録する方法も考えられる。この場合はジッタの情報は消えることは無い。しかし、再生信号を同期化しない場合は信号再生時に含まれているノイズジッタもそのまま記録されるから、複製によって生成された光ディスクの再生信号のＳＮが低下し、情報再生時にエラーが頻発することになる。さらに領域Ｂのように予めジッタを含ませているようなところはさらにジッタが劣化し、特にエラーが発生しやすくなる。
【０１１２】
以上のような構成によれば、局所的にクロックを位相変調してコピーガード情報を記録することによって、通常の光ディスク再生に影響を与えることなく、コピーガード情報を記録することができ、しかも、違法複製時にはその情報を消失させることができ、その結果、違法複製が困難な光ディスクを実現することができ、また、ＰＬＬの位相誤差信号の振幅を検出することにより、そのコピーガード情報を容易に識別できる光ディスク装置を実現することができる。
【０１１３】
なお、この第３の実施の形態において、コピーガード情報を記録する際にクロック信号に対して位相変調をかけるようにしたが、結果的に図２５の下段に示されるようなジッタを含んだピットが形成できるのであれば、光ディスク作成時において記録情報のビットストリームの立ち上がりおよび立ち下がりエッジを、例えば遅延量を切り替えるなどして、直接シフトさせるものであっても本発明の趣旨は失われない。
【０１１４】
また、実際に加える位相誤差としては、再生信号のエラーを増加させることなく、しかも、十分な検出感度が得られる量が望ましい。これら２つの条件を満たす量としては１クロック周期の１／８〜１／４程度が適当と考えられる。
また、この第３の実施の形態において、コンパレータ３３１の機能については特記していないが、本発明の趣旨から、局所的な位相変動に伴う再生信号のレベル変動に追従しないことが要求される。すなわち、例えば図２５の下段に示されるような、拡大シフトｂ、縮小シフトｃの場合、再生信号の中心位置が瞬時的に上下する。コンパレータ３３１が自動追従型である場合、この変動に追従すれば二値化信号ＰＳＧのジッタが低減してしまうため、コピーガード情報の識別感度が低下する。したがって、コンパレータ３３１の追従帯域はＰＬＬ回路３３２の追従帯域と同程度か、あるいはより低く設定しておいたほうがよい。
【０１１５】
また、第１〜第３の実施の形態では、対象とする記録媒体はＤＶＤ−ＲＯＭ等であったが、本発明はこのような種類の記録媒体に限られず、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＡＭ等にも適用し得る。ピット（記録マーク）の位置をジッタ変調又はラジアル変調によって書き込み可能であるならば、穴あけ方式だけでなく、相転移や磁化などの記録方式を採用する他の種類の記録媒体にも適用することができるからである。
【０１１６】
また、第１の実施の形態はジッタ変調だけを用いた著作権保護システムであり、第２の実施の形態はラジアル変調だけを用いた著作権保護システムであり、第３の実施の形態はノイズ範囲内に限定されない位相変調だけを用いた著作権保護システムであったが、これらの変調を混在させることによって、より多くの副デジタル情報を高い記録密度で光ディスクに埋め込むことが可能なセキュリティの高い著作権保護システムとすることもできる。
【０１１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、主デジタル情報と副デジタル情報が記録された光ディスクであって、前記主デジタル情報は、前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に形成されるピットの有無によって表現され、前記副デジタル情報は、ピットの位置が前記基準位置に対して微少量だけ変位しているか否かによって表現されていることを特徴とする。
【０１１８】
これによって、副デジタル情報は、読み取り困難な態様で主デジタル情報に埋め込まれるので、ピットの有無だけに基づいて光ディスクをコピーした場合には、副デジタル情報はコピーされないので、コピー元の光ディスクであるかコピー後の光ディスクであるかの区別が可能となり、光ディスク上のデジタル著作物がそっくりそのまま不正にコピーされることによる著作権侵害の防止が可能となる。
【０１１９】
ここで、前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットの前記基準位置についてのばらつきの範囲内としてもよい。これによって、通常の再生装置では、ジッタ又はラジアルエラーに埋もれた副デジタル情報を検出することが極めて困難となるので、副デジタル情報を含めた主デジタル情報のダビングという不正行為が防止される。
【０１２０】
また、前記副デジタル情報は、ピットのトラック方向における長さを決定づけるエッジを、副デジタル情報を含まないで主デジタル情報だけを記録する場合におけるピットのエッジ位置に対して一定の前記微少量だけ位相を進めた位置及び遅らせた位置のいずれかに形成する位相変調によって記録され、前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのジッタの範囲内としたり、
前記副デジタル情報は、ピットを、トラック中心からラジアル方向に一定の前記微少量だけ内周側に変位させた位置及び外周側に変位させた位置のいずれかに形成するラジアル変調によって記録され、前記微少量は、副デジタル情報を含まない主デジタル情報だけが記録された光ディスクの再生時に観測されるピットのラジアルエラーの範囲内としてもよい。
【０１２１】
これによって、ジッタ変調の場合、このような光ディスクの製造に際しては、ピット列に対応するチャネル信号を一定の遅延時間だけ遅延させることをＯＮ／ＯＦＦしながら副デジタル情報を埋め込んでいけばよいので、そのための位相変調回路は簡単化される。同様に、ラジアル変調の場合、記録ヘッドをラジアル方向に微小量偏向させさせることをＯＮ／ＯＦＦしながら副デジタル情報を埋め込んでいけばよい。
【０１２２】
また、前記副デジタル情報が記録されている一定の領域においては、位相を進めた前記位置に記録されたピットのエッジの総数と位相を遅らせた前記位置に記録されたピットのエッジの総数とが略等しいとしたり、前記副デジタル情報が記録されている一定の領域においては、内周側に変位した前記位置に記録されたピットの総数と外周側に変位した前記位置に記録されたピットの総数とが略等しいとしてもよい。
【０１２３】
これによって、ジッタ変調の場合、副デジタル情報の記録のために位相変調されたチャネル信号に含まれる進相成分と遅相成分の量は略等しくなるので、再生時において、チャネル信号に同期したチャネルビットクロックを安定して抽出することが可能となり、それら位相変調成分の検出感度が向上される。同様に、ラジアル変調の場合、内周側変位分と外周側変位分の量は略等しくなるので、安定してプシュップル信号が検出され、トラッキングサーボがオフセットを持つことなくかかり、感度よくラジアル変調成分を検出することができる。
【０１２４】
また、前記一定の領域においては、前記主デジタル情報の単位符号ごとに、位相を進める変調と位相を遅らせる変調とが等しい確率で施したり、前記一定の領域においては、前記主デジタル情報の単位符号ごとに、内周側に変位させる変調と外周側に変位させる変調とが等しい確率で施してもよい。
これによって、再生時においては、ジッタ変調の場合、短い繰り返しサイクルで進相変調されたチャネル信号のエッジと遅相変調されたチャネル信号のエッジとが検出されるので、より安定したチャネルビットクロックが抽出され、高い精度で副デジタル情報が復元される。同様に、ラジアル変調の場合、短い繰り返しサイクルで内周側に変位されたチャネル信号と外周側に変位されたチャネル信号とが検出されるので、より安定してプシュップル信号が検出され、トラッキングサーボがオフセットを持つことなく確実にかかることとなり、高い精度で副デジタル情報が復元される。
【０１２５】
また、本発明に係る光ディスク記録装置は、主デジタル情報に副デジタル情報を重畳させて光ディスクに記録する装置であって、前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置にピットを形成することによって前記主デジタル情報を記録する主デジタル情報記録手段と、ピットの位置を前記基準位置に対して微少量だけ変位させることによって前記副デジタル情報を記録する副デジタル情報記録手段とを備え、前記副デジタル情報記録手段はさらに、乱数系列を発生する乱数発生部と、前記副デジタル情報に基づいて前記乱数発生部から発生された乱数系列に論理変換を施す論理変換部とを有し、前記ＰＥ変調部は、前記論理変換部によって論理変換された乱数系列に基づいて前記ＰＥ変調信号を生成してもよい。
【０１２６】
これによって、ジッタ変調の場合、ピットのエッジ位置は、乱数系列に基づいてジッタ変調が施されるので、ジッタに埋もれた副デジタル情報の解読は困難となる。同様に、ラジアル変調の場合、ピットのラジアル方向における記録位置は、乱数系列に基づいてラジアル変調が施されるので、ノイズに埋もれた副デジタル情報の解読は困難となる。
【０１２７】
ここで、前記副デジタル情報記録手段はさらに、前記副デジタル情報を秘密に保持する副デジタル情報記録部を有し、前記論理変換部は、前記副デジタル情報記録部に保持された副デジタル情報を構成する各ビット値と前記乱数発生部から発生された一定長の乱数系列との排他的論理和を算出することを前記副デジタル情報の全ビットについて繰り返していってもよい。これによって、一つの乱数系列がそのまま埋め込まれるのでなく、秘密情報と排他的論理和をとって得られる複数の乱数系列が埋め込まれていくので、副デジタル情報の解読がより困難となる。
【０１２８】
また、本発明に係る光ディスク再生装置は、主デジタル情報と副デジタル情報が記録された光ディスクの再生装置であって、前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に形成されたピットを検出することによって主デジタル情報を再生する主デジタル情報再生手段と、検出したピットの列に対応するチャネル信号から、前記基準位置に同期するチャネルビットクロックを抽出するクロック抽出手段と、前記チャネル信号と前記チャネルビットクロックとの位相差に基づいて副デジタル情報を抽出する副デジタル情報抽出手段とを備えるように構成したり、
主デジタル情報と副デジタル情報が記録された光ディスクの再生装置であって、前記光ディスクのトラック上の離散的な基準位置に形成されたピットを検出することによって主デジタル情報を再生する主デジタル情報再生手段と、検出された前記ピットの位置についてのトラック中心からラジアル方向への変位を検出するラジアルエラー検出手段と、検出された変位に基づいて副デジタル情報を抽出する副デジタル情報抽出手段とを備えるように構成してもよい。
【０１２９】
ここで、前記光ディスク再生装置はさらに、前記副デジタル情報生成部において前記積算値の大きさが前記しきい値より大きくないと判定された場合に、前記主デジタル情報の前記再生動作を制限する再生制限手段を備えてもよい。
また、前記副デジタル情報生成部は、前記積算部による積算値が予め定められた正のしきい値より大きい第１の相関性が存在する場合であるか、予め定められた負のしきい値より小さい第２の相関性が存在する場合であるか、いずれでもない相関性が存在しない場合であるか判定し、相関性が存在する場合に、その結果を副デジタル情報として出力し、前記光ディスク再生装置はさらに、秘密情報を記憶する秘密情報記憶手段と、前記秘密情報記憶手段に記憶された秘密情報と前記副デジタル情報生成部が生成した副デジタル情報とを比較する検証手段とを備え、再生制限手段は、前記場合に加えて、前記検証手段での比較において一致しないと判定された場合にも、前記主デジタル情報の前記再生動作を制限してもよい。
【０１３０】
これによって、上述のジッタ変調及び、ラジアル変調によって埋め込まれた副デジタル情報を読み出すことが可能な著作権保護機能を有する光ディスク再生装置が実現される。
また、本発明に係る光ディスクは、上記光ディスクにおいて、前記主デジタル情報は、所定の基準クロックに同期して形成された情報ピット列であり、前記副デジタル情報は、前記基準クロックに対して局所的に位相誤差を加えて形成されたピット列により表現されるコピーガード情報であるとしてもよい。
【０１３１】
これによって、記録時の基準クロックをコピーガード情報に対応させて位相変調し、その位相変調クロックでデータ列を記録させることにより複製を困難にし、再生側では、その位相変動成分をジッタ値として検出することによりコピーガード情報を検出することができ、簡単な回路構成で、違法な複製を容易に識別することができる。
【０１３２】
このように、本発明に係るジッタ変調及びラジアル変調により、デジタル著作物が格納された光ディスクのダビング等による不正行為が防止され、デジタル著作物の健全な流通が確保されることとなり、その実用的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同装置における主な信号のタイミングチャートである。
【図３】同装置のフォーマッタの詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】秘密鍵、擬似乱数系列及び記録データの対応関係を示す図である。
【図５】同装置の擬似乱数発生器の詳細な構成を示す回路図である。
【図６】同装置の位相変調器の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】同装置によってピットが形成されたＤＶＤの表面を示す外観図である。
【図８】同装置によって形成されたピットについてのジッタの頻度分布を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態における光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】同装置のクロック抽出器の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１１】クロック抽出器における位相誤差信号分離器の詳細な構成を示す回路図である。
【図１２】図１１に示された位相誤差信号分離器の動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。
【図１３】同装置の再生信号処理回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１４】同装置の同期検波器の詳細な構成を示す回路図である。
【図１５】同装置の積分器から出力されるアナログ信号波形の例を示す図である。
【図１６】同装置の検証部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】同装置における主な信号のタイミングチャートである。
【図１９】同装置によってピットが形成されたＤＶＤの表面を示す外観図である。
【図２０】同装置によって形成されたピットについてのラジアルエラーの頻度分布を示すグラフである。
【図２１】本発明の第２の実施の形態における光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】同装置の再生ヘッドのうちラジアルエラー信号の生成に関わる部分の詳細な構成を示すブロック図である。
【図２３】同装置のラジアルエラー検出器の詳細な構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態における光ディスクの構成図である。
【図２５】図２４に示された光ディスクの部分図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態における光ディスク装置のブロック図である。
【図２７】図２６に示された光ディスク装置の動作説明のためのタイミングチャートである。
【図２８】図２６に示された光ディスク装置の動作説明のためのタイミングチャートである。
【図２９】本発明の効果を説明するための典型的な光ディスク複製装置のブロック図である。
【図３０】従来技術におけるＤＶＤの記録領域を説明する図である。
【符号の説明】
１          フォーマッタ
２          擬似乱数発生器
３          タイミング生成器
４          排他的論理和ゲート
５          ＰＥ変調器
６          位相変調器
７          記録チャネル
８          記録ヘッド
９          ＤＶＤ
１１          再生ヘッド
１２          再生チャネル
１３          再生信号処理回路
１４          クロック抽出器
１５          同期検波器
１６          検証部
１７          擬似乱数発生器
１８          ラジアル変調器
１９          トラッキングアクチュエータ
２０          ラジアルエラー検出器
１００、２００  光ディスク記録装置
１１０、２１０  光ディスク再生装置
３１１    光ディスク
３１２    コピーガード情報
３２１    ピット
３３１    コンパレータ
３３２    ＰＬＬ回路
３３２ａ  位相比較器
３３２ｂ  ＬＰＦ
３３２ｃ  ＶＣＯ
３３３    振幅検出器
３３４    フリップフロップ
３６１    光ディスク
３６２    光ディスク
３６３    再生ヘッド
３６４    再生アンプ
３６５    コンパレータ
３６６    ＰＬＬ回路
３６７    フリップフロッ
３６８    光変調器
３６９    記録ヘッド
【図１】
0004354614.tif 000002
【図２】
0004354614.tif 000003
【図３】
0004354614.tif 000004
【図４】
0004354614.tif 000005
【図５】
0004354614.tif 000006
【図６】
0004354614.tif 000007
【図７】
0004354614.tif 000008
【図８】
0004354614.tif 000009
【図９】
0004354614.tif 000010
【図１０】
0004354614.tif 000011
【図１１】
0004354614.tif 000012
【図１２】
0004354614.tif 000013
【図１３】
0004354614.tif 000014
【図１４】
0004354614.tif 000015
【図１５】
0004354614.tif 000016
【図１６】
0004354614.tif 000017
【図１７】
0004354614.tif 000018
【図１８】
0004354614.tif 000019
【図１９】
0004354614.tif 000020
【図２０】
0004354614.tif 000021
【図２１】
0004354614.tif 000022
【図２２】
0004354614.tif 000023
【図２３】
0004354614.tif 000024
【図２４】
0004354614.tif 000025
【図２５】
0004354614.tif 000026
【図２６】
0004354614.tif 000027
【図２７】
0004354614.tif 000028
【図２８】
0004354614.tif 000029
【図２９】
0004354614.tif 000030
【図３０】
0004354614.tif 000031