專利名稱：光盤和用于光盤的記錄裝置、記錄方法以及重放裝置的制作方法
本案是申請?zhí)枮?01267272.6的中國專利申請的分案申請。
本申請是以日本的申請No.2000-185374為基礎(chǔ)的，其內(nèi)容在這里引入作為參考。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種光盤以及用于光盤的記錄裝置、記錄方法和重放裝置。尤其，本發(fā)明涉及通過把次要數(shù)字信息嵌入主要數(shù)字信息而向光盤記錄主要數(shù)字信息和次要數(shù)字信息的技術(shù)。
背景技術(shù)：
最近幾年，以DVD(數(shù)字通用/視頻盤)為典型的光盤已經(jīng)被普遍用作用于記錄長的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)如AV(音頻和視頻)數(shù)據(jù)和計算機數(shù)據(jù)的媒體。例如，各自記錄兩個小時以上的高質(zhì)量活動圖像的DVD-ROMs已經(jīng)在市場上銷售。要求用于防止對象DVDs的記錄媒體的數(shù)字內(nèi)容的未授權(quán)的復(fù)制的技術(shù)來支持?jǐn)?shù)字內(nèi)容的安全分配。
下面的描述涉及用于防止這種未授權(quán)的復(fù)制的傳統(tǒng)的技術(shù)(稱為“內(nèi)容加密方法”)(參見Nikkei Electronics 1996年11月18日，第13-14頁)。
下面參考圖1描述內(nèi)容加密方法，其表示了DVD上的普通記錄區(qū)。根據(jù)這個方法，壓縮的數(shù)字內(nèi)容，如電影使用三個分級水平(標(biāo)題密鑰、盤密鑰和主版密鑰)上的保密密鑰被加密，并且加密的內(nèi)容被記錄到可被用戶訪問的用戶信息區(qū)9a。原版密鑰是這些密鑰中最重要的并且僅對授權(quán)(許可)制造的DVD設(shè)備提供。分別需要被指定給DVD和題目的盤密鑰和標(biāo)題密鑰使用原版密鑰被加密并被存儲在用戶不能訪問的控制信息區(qū)(讀入?yún)^(qū))9b。
上述設(shè)置防止未授權(quán)(未許可)的DVD制造裝置對加密的內(nèi)容進(jìn)行解碼。結(jié)果，可防止如存儲未加密的數(shù)字內(nèi)容的DVD的批量生產(chǎn)和零售的非法行為。
日本公開專利申請?zhí)柶?1-39721公開另一種防止非法復(fù)制數(shù)字內(nèi)容的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，通過對參考時鐘執(zhí)行FM調(diào)制而產(chǎn)生的防復(fù)制信息被保密地記錄在光盤上。
但是，這些傳統(tǒng)技術(shù)不能停止DVD盜版行為。DVD的未授權(quán)的復(fù)制可被容易地執(zhí)行，例如通過把兩個主軸馬達(dá)進(jìn)行完善的同步化、把原始DVD和另一個DVD放置在這些主軸馬達(dá)上、通過重放從原始DVD讀出的數(shù)據(jù)串和使用PLL同步化這個數(shù)據(jù)串而產(chǎn)生位流以及把位流按原來的樣子記錄在另一個DVD上而執(zhí)行。
以這種方式，DVD的數(shù)字內(nèi)容可與防復(fù)制信息或存儲在控制信息去中的信息一起被復(fù)制到另一個DVD上。以這種方式非法制造的DVD的加密的內(nèi)容可被許可的DVD設(shè)備讀出和解密，好像它是真正的盤片。
盡管上述技術(shù)防止存儲未加密的內(nèi)容的DVD的非法制造，記錄在DVD上的加密的內(nèi)容按原樣被復(fù)制到其它DVD的非法行為可被停止。這意味著有在市場上出現(xiàn)低價盜版DVD和引起對內(nèi)容的版權(quán)人的嚴(yán)重商業(yè)損害的危險。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種以防止數(shù)字內(nèi)容的完善復(fù)制的方式來記錄數(shù)字內(nèi)容的光盤以及一種用于該光盤的記錄裝置、記錄方法和重放裝置。
規(guī)定的目的是通過其上記錄主要數(shù)字信息和次要數(shù)字信息的光盤實現(xiàn)的，以形成在軌道上不連續(xù)參考位置上的凹坑的形式，其中主要數(shù)字信息被記錄，以相應(yīng)的參考位置的某些凹坑位置中的微量偏離的形式，次要數(shù)字信息被記錄。
用這種結(jié)構(gòu)，次要數(shù)字信息被嵌入主要數(shù)字信息從而難以讀出次要數(shù)字信息。因此，即使光盤上的信息根據(jù)凹坑的存在與不存在被復(fù)制到另一個光盤，次要數(shù)字信息不能被復(fù)制。這使原始光盤與復(fù)制的光盤區(qū)分開并且防止非法復(fù)制光盤的數(shù)字內(nèi)容的侵權(quán)。
這里各個微量可處于重放期間光盤上的僅記錄主要數(shù)字信息的凹坑與相應(yīng)參考位置的偏離的范圍內(nèi)。這使得普通重放裝置非常難以檢測隱藏在抖動或徑向誤差內(nèi)的次要數(shù)字信息。結(jié)果，可防止次要數(shù)字信息與主要數(shù)字信息一起復(fù)制。
這里，次要數(shù)字信息可用相位調(diào)制來記錄，其中確定軌道方向上的某凹坑的長度的邊緣被形成于其相位從某凹坑被形成來僅記錄主要數(shù)字信息的情況下的相應(yīng)位置被提前或延遲了該微量的位置處，并且對于僅記錄主要數(shù)字信息的光盤上的凹坑而言，各個微量可以是恒定的并且處于在重放期間觀察到的抖動的范圍內(nèi)。
而且，次要數(shù)字信息可用徑向調(diào)制來記錄，其中某凹坑的每一個被形成于在徑向方向上從軌道中心線被向內(nèi)或向外位移微量的位置處，對于僅記錄主要數(shù)字信息的光盤上的凹坑而言，各個微量可以是恒定的并處于在重放期間觀察到的徑向位置誤差的范圍內(nèi)。
次要數(shù)字信息已經(jīng)被嵌入其中的本發(fā)明的光盤可通過在抖動調(diào)制期間在相應(yīng)于凹坑串的信道信號中控制延遲產(chǎn)生、恒定的延遲時間而制造。而且，本發(fā)明的光盤可通過在徑向調(diào)制期間控制記錄頭在徑向上的微量位移來制造。這簡化了用于執(zhí)行抖動調(diào)制或徑向調(diào)制的相位調(diào)制電路結(jié)構(gòu)。
這里次要數(shù)字信息可被記錄在光盤的某些區(qū)域并且在該某些區(qū)域中，形成在其相位被提前的位置處的邊緣的總數(shù)可基本上等于形成在其相位被延遲的位置處的邊緣的總數(shù)。而且在該某些區(qū)域中，形成在被向內(nèi)位移的位置處的邊緣的總數(shù)可基本上等于形成在被向外位移的位置處的邊緣的總數(shù)。
結(jié)果，在抖動調(diào)制的情況下，包括在進(jìn)行相位調(diào)制以記錄次要數(shù)字信息的信道信號中的提前的相位分量和延遲的相位分量的數(shù)目基本上彼此相等。結(jié)果，在重放期間，與信道信號同步的信道位時鐘被穩(wěn)定提取并且檢測相位調(diào)制分量的敏感性被增強。類似地，在徑向調(diào)制的情況下，向內(nèi)位移的數(shù)基本上等于向外位移的數(shù)。結(jié)果，在重放期間，穩(wěn)定地檢測到推挽信號，循跡伺服信號沒有偏移地來驅(qū)動，并且檢測徑向調(diào)制分量的敏感性被增強。
這里，在該某些區(qū)域，用于把相位提前的調(diào)制和用于延遲相位的調(diào)制均等機率地對于主要數(shù)字信息的各個單元編碼來執(zhí)行。而且，在該某些區(qū)域，用于向內(nèi)位移凹坑的調(diào)制和用于向外位移凹坑的調(diào)制均等機率地對于主要數(shù)字信息的各個單元編碼來執(zhí)行。
在抖動調(diào)制的情況下，信道信號的提前的邊緣和延遲的邊緣在重放期間以短時間間隔被循環(huán)地檢測到。結(jié)果，信道位時鐘被穩(wěn)定地提取并且高難確度地再構(gòu)造次要數(shù)字信息。類似地，在徑向調(diào)制的情況下，向內(nèi)圓周位移的信道信號和向外圓周位移的信道信號在重放期間以短時間間隔被循環(huán)地檢測到。結(jié)果，穩(wěn)定地檢測到推挽信號，循跡伺服信號沒有偏移地來驅(qū)動，并且高準(zhǔn)確度地再構(gòu)造次要數(shù)字信息。
上述目的也通過經(jīng)把次要數(shù)字信息嵌入主要數(shù)字信息而把主要數(shù)字信息和次要數(shù)字信息記錄在光盤上的記錄裝置來實現(xiàn)，該記錄裝置包括一個用于通過在光盤的軌道上的不連續(xù)參考位置形成凹坑而記錄主要數(shù)字信息的主要數(shù)字信息記錄單元；和一個用于把某些凹坑的位置從相應(yīng)的參考位置位移微量而記錄次要數(shù)字信息的次要數(shù)字信息記錄單元。這里，次要數(shù)字信息記錄單元可包括一個用于產(chǎn)生隨機號碼串的隨機號碼串產(chǎn)生單元和一個用于根據(jù)次要數(shù)字信息邏輯上轉(zhuǎn)換隨機號碼串的邏輯轉(zhuǎn)換單元，其中PE調(diào)制單元根據(jù)邏輯轉(zhuǎn)換的隨機號碼串產(chǎn)生PE調(diào)制信號。
用這種結(jié)構(gòu)，在抖動調(diào)制的情況下，凹坑的邊緣位置根據(jù)隨機號碼串被抖動調(diào)制。這使得難以對隱藏在抖動內(nèi)的次要數(shù)字信息進(jìn)行解碼。類似地，在徑向調(diào)制的情況下，凹坑的記錄位置根據(jù)隨機號碼串被抖動調(diào)制。這使得難以對隱藏在抖動內(nèi)的次要數(shù)字信息進(jìn)行解碼。
這里次要數(shù)字信息記錄單元還可進(jìn)一步包括一個用于秘密地維持該次要數(shù)字信息的次要數(shù)字信息維持單元，并且邏輯轉(zhuǎn)換單元順序計算構(gòu)成次要數(shù)字信息記錄單元中的次要數(shù)字信息的各位的值與具有恒定長度隨機號碼串的各個部分的異或。用這種結(jié)構(gòu)，隨機號碼串不被原樣嵌入，而是嵌入通過計算隨機號碼串與保密信息之間的異或而產(chǎn)生的大量隨機號碼串。這使得更難以對次要數(shù)字信息進(jìn)行解碼。
上述的目的還可以通過用于記錄主要數(shù)字信息和次要數(shù)字信息的光盤的重放裝置實現(xiàn)，包括一個用于通過檢測形成在在光盤的軌道上的不連續(xù)參考位置處的凹坑而重放主要數(shù)字信息的主要數(shù)字信息重放單元；一個用于從相應(yīng)于檢測到的凹坑串的信道信號中提取與參考位置同步的信道位時鐘的時鐘提取單元；和一個用于根據(jù)信道信號與信道位時鐘之間的相位差提取次要數(shù)字信息的次要數(shù)字信息提取單元。
上述的目的還可以通過用于記錄主要數(shù)字信息和次要數(shù)字信息的光盤的重放裝置實現(xiàn)，包括一個用于通過檢測形成在在光盤的軌道上的不連續(xù)參考位置處的凹坑而重放主要數(shù)字信息的主要數(shù)字信息重放單元；一個用于檢測各個檢測到的凹坑的位置與軌道的中心線在徑向上的位移的徑向誤差檢測單元；和一個用于根據(jù)檢測到的位移提取次要數(shù)字信息的次要數(shù)字信息提取單元。
這里重放裝置還可進(jìn)一步包括一個用于在次要數(shù)字信息產(chǎn)生單元判斷由積分單元計算的各個積分不超出預(yù)定閾值時限制主要數(shù)字信息的重放的重放限制單元。
而且，次要數(shù)字信息產(chǎn)生單元可判斷對于由積分單元計算的各個積分存在第一相關(guān)性、第二相關(guān)性和沒有相關(guān)性中的一個，如果對于各個積分存在第一相關(guān)性或第二相關(guān)性，輸出現(xiàn)有的相關(guān)性作為次要數(shù)字信息，第一相關(guān)性意味著積分大于預(yù)定的位置閾值，第二相關(guān)性意味著積分小于預(yù)定的負(fù)位置閾值，其中重放裝置還包括一個用于存儲安全信息的安全信息存儲單元和一個用于比較安全信息和從次要數(shù)字信息產(chǎn)生單元輸出的次要數(shù)字信息的驗證單元，其中如果驗證單元判斷安全信息與次要數(shù)字信息不匹配，重放限制單元也可限制主要數(shù)字信息的重放。
這實現(xiàn)了一種具有通過讀出用抖動調(diào)制和徑向調(diào)制嵌入的次要數(shù)字信息而保護(hù)版權(quán)的功能的光盤重放裝置。
這里，主要數(shù)字信息可以是與預(yù)定參考時鐘同步形成的信息凹坑串，次要數(shù)字信息是由通過把相位誤差局部地增加于預(yù)定參考時鐘而形成的凹坑串來表示的防復(fù)制信息。
用這種結(jié)構(gòu)，在記錄期間，參考時鐘響應(yīng)于防復(fù)制信息被相位調(diào)制，數(shù)據(jù)串根據(jù)相位調(diào)制時鐘而被記錄。結(jié)果，光盤的復(fù)制是困難的。在重放期間，防復(fù)制信息通過檢測抖動值而被檢測為相位移動分量。這使得可能應(yīng)用具有簡單電路結(jié)構(gòu)的裝置來鑒別出非法復(fù)制的光盤。
本發(fā)明作為一種記錄方法和一種重放方法而實現(xiàn)，該方法包括實現(xiàn)光盤記錄裝置和光盤重放裝置的特性構(gòu)成元件的功能的步驟。
用本發(fā)明的抖動調(diào)制和徑向調(diào)制，防止復(fù)制存儲數(shù)字內(nèi)容的光盤的非法行為并且實現(xiàn)數(shù)字內(nèi)容的安全分配。因此，本發(fā)明具有很大的實用價值。
本發(fā)明提供一種用于光盤的重放裝置，在光盤上參考預(yù)定參考時鐘形成信息凹坑串并且通過形成局部地被增加相位誤差的凹坑串來記錄防復(fù)制信息，包括一種用于根據(jù)PLL的相位比較誤差的振幅的變化來檢測防復(fù)制信息的裝置。


本發(fā)明的這些和其它的目的、優(yōu)點和特征從下面聯(lián)系附圖的說明中可明顯看出，這些附示出本發(fā)明的特定實施例。在附圖中圖1表示基于傳統(tǒng)技術(shù)的DVD的記錄區(qū)域；圖2是表示本發(fā)明的第一實施例的光盤記錄裝置的結(jié)構(gòu)的方分框圖；圖3是表示與光盤記錄裝置的操作相關(guān)的主信號的時間圖；圖4是表示光盤記錄裝置的格式器的具體結(jié)構(gòu)的分框圖；圖5表示保密密鑰、偽隨機號碼串和記錄數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系；圖6是光盤記錄裝置的偽隨機號碼發(fā)生器的具體結(jié)構(gòu)的電路圖；圖7是表示光盤記錄裝置的相位調(diào)制器的具體結(jié)構(gòu)的分框圖；圖8表示光盤記錄裝置在其上形成凹坑的DVD的表面；圖9是表示對于光盤記錄裝置形成的凹坑觀察到的抖動的分配圖；圖10是表示本發(fā)明的第一實施例的光盤重放裝置的結(jié)構(gòu)分框圖；圖11是光盤重放裝置的時鐘提取器的具體結(jié)構(gòu)的分框圖；圖12是時鐘提取器的相位誤差信號分離器的具體結(jié)構(gòu)的電路圖；圖13是與圖12所示的相位誤差信號分離器的操作相關(guān)的信號的時間圖；圖14是表示光盤重放裝置的重放信號處理電路的具體結(jié)構(gòu)的分框圖；圖15是表示光盤重放裝置的同步檢測器的具體結(jié)構(gòu)的電路圖；圖16表示從光盤重放裝置的積分器輸出的模擬信號的例示波形圖；圖17是表示光盤重放裝置的驗證單元的具體結(jié)構(gòu)的分框圖；圖18是表示本發(fā)明的第二實施例的光盤記錄裝置的結(jié)構(gòu)分框圖；圖19是表示與光盤記錄裝置的操作相關(guān)的主信號的時間圖；圖20表示光盤記錄裝置在其上形成凹坑的DVD的表面；圖21表示對于光盤記錄裝置形成的凹坑觀察到的徑向誤差的分配圖；圖22是表示本發(fā)明的第二實施例的光盤重放裝置的結(jié)構(gòu)分框圖；圖23表示與徑向誤差信號的產(chǎn)生相關(guān)的光盤重放裝置的重放頭部分的具體結(jié)構(gòu)的分框圖；圖24是表示光盤重放裝置的徑向誤差信號檢測器的具體結(jié)構(gòu)的分框圖；圖25表示記錄到本發(fā)明的第三實施例的光盤上的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)；圖26表示圖25所示的光盤的A和B去的放大視圖；
圖27是本發(fā)明的第三實施例的光盤裝置的分框圖；圖28是表示圖27所示的光盤裝置的操作的時間圖；圖29是表示圖27所示的光盤裝置的操作的時間圖；圖30是通常用于復(fù)制光盤的裝置的分框圖。
具體實施例方式
<第一實施例>
本發(fā)明的第一實施例在下面參考附圖描述。
(光盤記錄裝置)圖2是表示第一實施例的光盤記錄裝置100的特性部分的結(jié)構(gòu)的分框圖。注意在該圖中主信號B、D、E和F的波形在圖3中以時間圖表示。而且，圖2中的雙線矩形包圍的塊指的是該塊的結(jié)構(gòu)元件是保密安裝的，以防止對它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分解。例如，通過一個LSI內(nèi)限定的電路來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)元件。
光盤記錄裝置100是DVD-ROM記錄裝置并具有唯一的功能，即，光盤記錄裝置100不僅通過在光盤的軌道上的不連續(xù)參考位置處形成記錄標(biāo)記而記錄主要數(shù)字信息而且通過對各個記錄標(biāo)記的邊緣(確定軌道方向上的記錄標(biāo)記的長度的邊緣)執(zhí)行相位調(diào)制把諸如水位標(biāo)(在本實施例中是56位保密密鑰)的隱藏信息嵌入主要數(shù)字信息中作為次要數(shù)字信息。這樣做，光盤記錄裝置100包括格式器1、偽隨機號碼發(fā)生器2、時間發(fā)生器3、XOR(異或)門4、PE(相位編碼)調(diào)制器5、相位調(diào)制器6、記錄信道7和記錄頭8。
格式器1調(diào)制主要數(shù)字信息(此后稱為“記錄數(shù)據(jù)”)，產(chǎn)生次要數(shù)字信息并控制次要數(shù)字信息的記錄。
圖4是表示格式器1的具體結(jié)構(gòu)的分框圖。如該圖所示，格式器1包括用于調(diào)制從外部發(fā)送來的記錄數(shù)據(jù)以產(chǎn)生適合于DVD9的信號(信道信號B)的調(diào)制單元1a、8用于安全地預(yù)存儲要被偽隨機號碼發(fā)生器2產(chǎn)生的偽隨機號碼串的初值的初值存儲單元1b和用于預(yù)存儲56位保密密鑰的保密密鑰存儲單元1c。
調(diào)制單元1a把記錄數(shù)據(jù)的每8位編碼(各個字節(jié)編碼)轉(zhuǎn)換為16位信道編碼A(8向16位轉(zhuǎn)換)，通過把信道編碼A進(jìn)行NRZI轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生信道信號B，并輸出信道信號B到相位調(diào)制器6，如圖3的時間圖所示。
而且，一被控制器(未示出)指令開始記錄保密密鑰，調(diào)制單元1a輸出表示每一字節(jié)的記錄數(shù)據(jù)的開始的時間信號到時間發(fā)生器3。注意此后保密密鑰的記錄被稱為“保密密鑰記錄操作”，執(zhí)行保密密鑰記錄操作的模式此后被稱為“保密密鑰記錄模式”。
在保密密鑰記錄操作開始后，初值存儲單元1b輸出安全地被預(yù)存儲在那里的15位數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))到偽隨機號碼發(fā)生器2。
在保密密鑰記錄操作已經(jīng)開始后，保密密鑰存儲單元1c順序輸出安全地預(yù)存儲在那里的56位保密密鑰的每一位到XOR門4。尤其，每次調(diào)制單元1a調(diào)制256字節(jié)記錄數(shù)據(jù)，保密密鑰存儲單元1c以NRZ格式順序輸出來自LSB的56位保密密鑰的每一位到MSB。由于保密密鑰存儲單元1c以作為保密密鑰位串的位串行方式輸出56位保密密鑰到XOR門4，56位保密密鑰被嵌入256×56字節(jié)的記錄數(shù)據(jù)。
圖5表示保密密鑰、偽隨機號碼串和記錄數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。該圖表示為把作為隱藏信息的56位保密密鑰記錄到光盤上，256位偽隨機號碼串被用于保密密鑰的每一位，偽隨機號碼串的每一位被嵌入1字節(jié)的記錄數(shù)據(jù)(16位信道編碼)中。注意56位保密密鑰的每一位被用作表示相應(yīng)的256位偽隨機號碼串是否應(yīng)被邏輯上反向的標(biāo)記，這一點后面描述。
時間發(fā)生器3根據(jù)來自調(diào)制單元1a的時間信號產(chǎn)生與記錄數(shù)據(jù)的各個字節(jié)同步的時鐘信號(字節(jié)時鐘)并輸出該時鐘信號到偽隨機號碼發(fā)生器2。根據(jù)來自調(diào)制單元1a的時間信號和來自時鐘振蕩器(未示出)的時鐘信號，時間發(fā)生器3還產(chǎn)生表示從格式器1發(fā)送來的信道信號B的各個中心(當(dāng)相位變成180度時的各個點)的時間信號并輸出該時間信號到PE調(diào)制器5。
偽隨機號碼發(fā)生器2產(chǎn)生偽隨機號碼串(M串)，其中215位串被設(shè)置為1個循環(huán)。這樣做時，偽隨機號碼發(fā)生器2設(shè)置來自初值存儲單元1b的初值作為當(dāng)前值、來自時間發(fā)生器3的字節(jié)時鐘作為移位時鐘。
圖6是偽隨機號碼發(fā)生器2的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。如該圖中所示，偽隨機號碼發(fā)生器2包括用于維持來自初值存儲單元1b的初值的15位預(yù)置寄存器2a、具有15行(位)的移位寄存器2b和用于計算來自MSB的輸出值(第14個數(shù)字)與移位寄存器2b的第10個數(shù)字的異或的異或門2c。
在從初值存儲單元1b被發(fā)送并被設(shè)置在預(yù)置寄存器2a中后，在初值被設(shè)置在預(yù)置寄存器2a中后初值立刻被從格式器1發(fā)送來的選通信號寫入移位寄存器2b。然后，與來自時間發(fā)生器3的字節(jié)時鐘同步，移位寄存器2b中的15位值被移向左1位并且來自XOR 2c的輸出值被發(fā)送到移位寄存器2b的LSB(第0個數(shù)字)并被存儲在那里。以這種方式，在移位寄存器2b的MSB中對于各個1字節(jié)記錄數(shù)據(jù)新產(chǎn)生1位隨機數(shù)字并將其發(fā)送到XOR 4作為偽隨機號碼串的一部分。
應(yīng)注意在本實施例中，在保密密鑰記錄模式中，偽隨機號碼發(fā)生器2被用于產(chǎn)生要被嵌入256×56字節(jié)的記錄數(shù)據(jù)中的偽隨機號碼串，比如說256×56位的偽隨機號碼串。
XOR門4通過計算來自偽隨機號碼發(fā)生器2的偽隨機號碼串與來自保密密鑰存儲單元1c的位串的異或來產(chǎn)生偽隨機號碼串D，并輸出該偽隨機號碼串D到PE調(diào)制器5。即，根據(jù)56位保密密鑰的每一位值，XOR門4按原樣輸出偽隨機號碼發(fā)生器2產(chǎn)生的偽隨機號碼串的256位部分到PE調(diào)制器5或輸出已經(jīng)被邏輯上反向的偽隨機號碼串的256位部分到PE調(diào)制器5。
PE調(diào)制器5通過對從XOR門4發(fā)送的偽隨機號碼串D執(zhí)行PE調(diào)制產(chǎn)生PE調(diào)制信號E并根據(jù)來自時間發(fā)生器3的時間信號輸出該PE調(diào)制信號E到相位調(diào)制器6。以這種方式產(chǎn)生的PE調(diào)制信號E具有如圖3的時間所示的波形。如該時間圖所示，如果從XOR門4輸出的偽隨機號碼串D為“0”，PE調(diào)制信號E落在信道信號B的中心，如果從XOR門4輸出的偽隨機號碼串D為“1”，PE調(diào)制信號E在信道信號B的中心提高，如果XOR門4輸出與原來的一個相同的隨機號碼，PE調(diào)制信號E在信道信號B的邊界被反向。
相位調(diào)制器6對來自格式器1的信道信號B根據(jù)PE轉(zhuǎn)換信號E執(zhí)行相位調(diào)制。即，相位調(diào)制器6通過提前或延遲信道信號B的各個邊緣一固定的短時間而產(chǎn)生調(diào)制的信道信號F。然后相位調(diào)制器6輸出調(diào)制的信道信號F到記錄信道7。固定的短時間被預(yù)先設(shè)置為在普通重放裝置重放僅記錄主要數(shù)字信息的普通DVD，即不用相位調(diào)制器6產(chǎn)生的從而不記錄次要數(shù)字信息的DVD時觀察到的抖動的頻率分配(變化)中的標(biāo)準(zhǔn)偏離的一半(0.5σ)。
圖7是表示相位調(diào)制器6的具體結(jié)構(gòu)的分框圖。如該圖所示，相位調(diào)制器6包括用于延遲從格式器1發(fā)送來的信道信號B少量時間的延遲單元6a和具有兩個輸入終端和一個輸出終端的選擇器6b。如果作為控制信號輸入的PE調(diào)制信號E為“1”，選擇器6b選擇直接從格式器1發(fā)送來的信道信號B并且，如果PE調(diào)制信號E為“0”，選擇器6b選擇經(jīng)延遲單元6a從格式器1發(fā)送來的信道信號B。
結(jié)果，相對于時間軸，如果PE調(diào)制信號E為“1”(0-180度)，被輸入到相位調(diào)制器6的信道信號B的上升沿和尾沿被提前了少量時間，并且，PE調(diào)制信號E為“0”(180-360度)，被輸入到相位調(diào)制器6的信道信號B的上升沿和尾沿被延遲了少量時間。即，被輸入到相位調(diào)制器6的信道信號B基于偽隨機號碼串D進(jìn)行抖動調(diào)制并被轉(zhuǎn)換為圖3所示的調(diào)制的信道信號F。
記錄信道7產(chǎn)生用于與來自相位調(diào)制器6的調(diào)制的信道信號F中的改變(1/0)同步地控制激光束到DVD9上的輻射(開/關(guān))的控制信號，并輸出該控制信號到記錄頭8。記錄頭8根據(jù)來自記錄信道7的控制信號在DVD9上形成凹坑。尤其，記錄頭8根據(jù)控制信號螺旋地檢測旋轉(zhuǎn)DVD的表面上的光光束斑點點(輻射激光束)。以這種方式，由光學(xué)上可讀出的凹坑(凸區(qū)或凹槽)形成的調(diào)制的記錄標(biāo)記G被形成于DVD9上。
圖8表示記錄頭8已經(jīng)在其上形成凹坑的DVD9的記錄層的表面。以保密密鑰記錄模式形成的各個凹坑具有其相位在軌道方向上從非保密密鑰記錄模式的情況下的邊緣位置被位移(提前或延遲)了的邊緣位置。這里各個位移量相應(yīng)于固定的少量時間。
圖9是表示對于以上述的保密密鑰記錄模式形成的凹坑觀察到的抖動的分配圖(即，作為抖動調(diào)制的結(jié)果獲得調(diào)制的記錄標(biāo)記G)。
曲線121表示在PE調(diào)制信號E為“0”時形成的調(diào)制的記錄標(biāo)記G的邊緣觀察到的抖動的分配圖。如該圖所示，曲線121類似其峰值出現(xiàn)在相位被位移量延遲了的點X(L)處的高斯曲線。曲線122表示在PE調(diào)制信號E為“1”時形成的調(diào)制的記錄標(biāo)記G的邊緣觀察到的抖動的分配圖。如該圖所示，曲線122類似其峰值出現(xiàn)在相位被提前了位移量的點X(H)處的高斯曲線。曲線123表示通過組合曲線121和122而得到的抖動的分配圖。
本發(fā)明是基于以曲線123代表的抖動分配可通過利用與用于記錄保密密鑰的偽隨機號碼串相同的偽隨機號碼串來執(zhí)行同步檢測而被分開為以曲線121和122代表的分配的原則的。在其中已經(jīng)由光盤記錄裝置100嵌入56位保密密鑰的DVD9具有下面的特征。
如上所述，保密密鑰通過執(zhí)行抖動調(diào)制而被記錄。用該抖動調(diào)制各個記錄標(biāo)記的各個邊緣(在軌道方向上的兩個邊緣)在軌道方向上(在光束斑點掃描的方向)被位移小的數(shù)量。因此，不具有讀出隱藏在抖動中的信息的功能的普通的重放裝置不能讀出保密密鑰。
因此，即使保密密鑰已經(jīng)以上述方式已被記錄其中的DVD的整個內(nèi)容被普通重放裝置讀出并被記錄到另一個DVD上，僅主要數(shù)字信息被復(fù)制并且隱藏在抖動中的次要數(shù)字信息(保密密鑰)不被復(fù)制。這使得可能把原始DVD與沒有正確授權(quán)的翻印的DVD分開。結(jié)果，可通過例如提供一種帶有僅允許包括保密密鑰的DVD的重放的功能的重放裝置而避免復(fù)制的DVD的侵權(quán)。
光盤記錄裝置100不按原樣記錄56位保密密鑰到DVD上，而是記錄隨機號碼串的256位部分到DVD上，其中256位部分的每一位相應(yīng)于保密密鑰的一位。即，隱藏在抖動中的信息不是保密密鑰的位串而是間接代表保密密鑰的隨機號碼串。這使得難以把保密密鑰裂解并增強保密密鑰的保密性。
而且，為對信道信號B執(zhí)行抖動調(diào)制，光盤記錄裝置100不按原樣使用隨機號碼串，而是使用通過對隨機號碼串進(jìn)行PE調(diào)制而獲得的PE調(diào)制信號E。結(jié)果，用于提前相位的調(diào)制和用于延遲相位的調(diào)制用均等的機率對每1字節(jié)記錄數(shù)據(jù)(每一信道編碼)來執(zhí)行。尤其，這些調(diào)制之一對于1字節(jié)記錄數(shù)據(jù)的0-180度的相位范圍執(zhí)行，而另一調(diào)制對于記錄數(shù)據(jù)的180-360度的相位范圍執(zhí)行。這使得在光盤重放期間時鐘的提取和重放穩(wěn)定。
如果邊緣相位被多次成功地提前或延遲，用于提取時鐘的PLL(鎖相環(huán))將在重放期間跟隨這些非平衡的邊緣位置。這使得難以檢測相位誤差信號并降低檢測相位調(diào)制分量的敏感性。但是，如上所述，光盤記錄裝置100用PE調(diào)制信號E執(zhí)行抖動調(diào)制，使得這一問題不會出現(xiàn)在該實施例中。
(光盤重放裝置)下面是對與DVD兼容的重放裝置的描述，該DVD上已經(jīng)以上述方式記錄了保密密鑰。
圖10是本發(fā)明的光盤重放裝置110的特性部分的結(jié)構(gòu)分框圖。注意在該圖中示出的主信號H和I的波形與在圖3中的時間圖中的那些相同。
光盤重放裝置110是相應(yīng)于光盤記錄裝置100的DVD重放裝置。即，光盤重放裝置110不僅根據(jù)DVD上的記錄標(biāo)記的位置重放主要數(shù)字信息而且還檢測隱藏于在主要數(shù)字信息重放期間觀察到的記錄標(biāo)記的抖動中的次要數(shù)字信息(保密密鑰)。光盤重放裝置110根據(jù)次要數(shù)字信息的檢測結(jié)果保護(hù)DVD上的版權(quán)。這樣作，光盤重放裝置110包括重放頭11、重放信道12、重放信號處理電路13、時鐘提取器14、同步檢測器15、驗證單元16和偽隨機號碼發(fā)生器17。
重放頭11是光拾取器。即，重放頭11壓縮并輻射光束到形成于旋轉(zhuǎn)DVD9上的記錄標(biāo)記上，從反射的光產(chǎn)生表示調(diào)制的記錄標(biāo)記G的邊緣位置的模擬讀出信號并輸出該模擬讀出信號到重放信道12。
重放信道12通過對模擬讀出信號的波形進(jìn)行均衡和整形來把來自重放頭11的模擬讀出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字讀出信號。然后重放信道12把數(shù)字的讀出信號輸出到重放信號處理電路13和時鐘提取器14。
時鐘提取器14根據(jù)從重放信道12來的讀出信號提取時鐘并產(chǎn)生信號。尤其，時鐘提取器14提取與構(gòu)成信道編碼的各個位同步的信道位時鐘并產(chǎn)生相對于信道位時鐘的提前的相位信號H和延遲的相位信號I。提前的相位信號H僅表示讀出信號的提前的分量，延遲的相位信號I僅表示讀出信號的延遲的分量。時鐘提取器14還提取與讀出信號的每個1字節(jié)記錄數(shù)據(jù)同步的字節(jié)時鐘。時鐘提取器14還輸出信道位時鐘到重放信號處理電路13，輸出提前的相位信號H到同步檢測器15，輸出延遲的相位信號I到同步檢測器15，并輸出字節(jié)時鐘到重放信號處理電路13、同步檢測器15和偽隨機號碼發(fā)生器17。
圖11是表示時鐘提取器14的具體結(jié)構(gòu)的分框圖。如該圖所示，時鐘提取器14包括4位計數(shù)器14d、同步信號檢測器14e、相位誤差信號分離器14f和包括相位比較器14a、環(huán)路濾波器14b和VCO(壓控振蕩器)14c的PLL電路。
相位比較器14a包括計數(shù)器、XOR門和雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，并計算(I)從重放信道12讀出的信號的上升沿和后沿的每一個與(ii)來自VCO14c的信道位時鐘的最近的上升沿之間的相位差。相位比較器14a然后輸出作為相位誤差信號的相位差到環(huán)路濾波器14b和相位誤差信號分離器14f。
環(huán)路濾波器14b是對來自相位比較器14a的相位誤差信號進(jìn)行平滑化并把平滑化的相位誤差信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號的低通濾波器。VCO14c是產(chǎn)生相應(yīng)于來自環(huán)路濾波器14b的電壓信號的頻率的信道位時鐘的壓控振蕩器。
同步信號檢測器14e檢測包括在讀出信號中的同步模式并輸出同步模式到4位計數(shù)器14d作為復(fù)位信號。4位計數(shù)器14d是把來自VCO14c的信道位時鐘除以16的并被來自同步信號檢測器14e的復(fù)位信號復(fù)位的計數(shù)器。即，4位計數(shù)器14d輸出與讀出數(shù)據(jù)的每一個字節(jié)記錄數(shù)據(jù)同步的字節(jié)時鐘。
相位誤差信號分離器14f把來自相位比較器14a的相位誤差信號分開為提前的相位信號H和延遲的相位信號I，并輸出信號H和I到同步檢測器15。
圖12是表示相位誤差信號分離器14f的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。相位誤差信號分離器14f包括兩個反相器30a和30b以及兩個與(AND)門30c和30d。
圖13是表示各個信號中的涉及相位誤差信號分離器14f的操作的變化的時間圖。盡管從相位比較器14a輸出的相位誤差信號包括提前的相位分量和延遲的相位分量，該信號被分開為與信道位時鐘同步的相位誤差信號H和I。結(jié)果，從AND門30c輸出的信號的波形(提前的相位信號H)僅代表提前的相位分量，從AND門30d輸出的信號的波形(延遲的相位信號I)僅代表延遲的相位分量。
重放信號處理電路13解調(diào)來自重放信道12的讀出信號、控制次要數(shù)字信息的檢測并根據(jù)次要數(shù)字信息的檢測結(jié)果保護(hù)版權(quán)。
圖14是表示重放信號處理電路13的具體結(jié)構(gòu)的分框圖。如該圖所示，重放信號處理電路13包括解調(diào)單元13a、輸出門13b和初值存儲單元13c。
解調(diào)單元13a是相應(yīng)于光盤記錄裝置100的調(diào)制單元1a的解調(diào)電路。即，解調(diào)單元13a通過對來自重放信道12的讀出信號與來自時鐘提取器14的信道位時鐘同步地取樣來解調(diào)各個信道編碼A，通過與來自時鐘提取器14的字節(jié)時鐘同步地把各個調(diào)制的信道編碼轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的8位記錄數(shù)據(jù)(16到8轉(zhuǎn)換)產(chǎn)生記錄數(shù)據(jù)串，并發(fā)送記錄數(shù)據(jù)串到輸出門13b。
輸出門13b是用于保護(hù)版權(quán)的緩沖器門。即，輸出門13b僅在從驗證單元16接收啟動信號(通知已經(jīng)確認(rèn)DVD9記錄授權(quán)的保密密鑰)時把從解調(diào)單元13a發(fā)送來的記錄數(shù)據(jù)串作為重放信號輸出到外圍設(shè)備。
初值存儲單元13c是一個用于安全地預(yù)先存儲與光盤記錄裝置100的初值存儲單元1b中相同的值(15位初值)的寄存器。由一控制器(未示出)發(fā)出指令來開始讀出保密密鑰，初值存儲單元13c輸出初值到偽隨機號碼發(fā)生器17。注意保密密鑰的讀出此后被稱為“保密密鑰記錄操作”，執(zhí)行保密密鑰讀出操作的模式此后被稱為“保密密鑰讀出模式”。
偽隨機號碼發(fā)生器17具有與光盤記錄裝置100的偽隨機號碼發(fā)生器2一樣的功能。即，偽隨機號碼發(fā)生器17產(chǎn)生偽隨機號碼串(M串)，其中215位串被設(shè)置為1個循環(huán)。這樣做時，偽隨機號碼發(fā)生器2設(shè)置來自初值存儲單元13c的初值作為預(yù)置值、來自時鐘提取器14的字節(jié)時鐘作為移位時鐘。在該裝置110中，偽隨機號碼發(fā)生器17被用于產(chǎn)生256×56位偽隨機號碼串。
同步檢測器15是用于檢測(I)來自偽隨機號碼發(fā)生器17的偽隨機號碼串與(ii)從時鐘提取器14輸出的提前的相位信號H和延遲的相位信號I之間的相關(guān)性的電路。然后同步檢測器15通知驗證單元16對于各個1位隨機號碼檢測到的相關(guān)性(正相關(guān)性、負(fù)相關(guān)性或無相關(guān)性)。
圖15是同步檢測器15的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。如該圖所示，同步檢測器15包括PE調(diào)制器15a、選擇器15b、積分器15c、閾值判斷單元15d和8位計數(shù)器15e。
PE調(diào)制器15a把光盤記錄裝置100的時間發(fā)生器3和PE調(diào)制器5結(jié)合起來。即，PE調(diào)制器15a根據(jù)來自時鐘提取器14的字節(jié)時鐘對來自偽隨機號碼發(fā)生器17的偽隨機號碼串執(zhí)行PE轉(zhuǎn)換，并輸出轉(zhuǎn)換后的偽隨機號碼串到選擇器15b作為轉(zhuǎn)換控制信號。即，如果來自偽隨機號碼發(fā)生器17的偽隨機號碼串為“0”，從PE調(diào)制器15a輸出的信號落在讀出信號的每一個1字節(jié)記錄數(shù)據(jù)的中心，如果偽隨機號碼串為“1”，該信號在每一個1字節(jié)記錄數(shù)據(jù)的中心提高，如果偽隨機號碼發(fā)生器17輸出與原來的一個相同的隨機號碼，該信號在記錄數(shù)據(jù)的邊界被反向。
選擇器15b包括兩個轉(zhuǎn)換電路。每一個具有兩個輸入終端和一個輸出終端。如果來自PE調(diào)制器15a的控制信號是“1”，選擇器15b分別通過提前的相位信號H和延遲的相位信號I到積分器15c的正輸入終端和負(fù)輸入終端。如果控制信號是“0”，選擇器15b分別通過提前的相位信號H和延遲的相位信號I到負(fù)輸入終端和正輸入終端。
8位計數(shù)器15e是把來自時鐘提取器14的字節(jié)時鐘除以256的并輸出除法結(jié)果到積分器15c、閾值判斷單元15d和驗證單元16作為復(fù)位信號的計數(shù)器。因此，復(fù)位信號具有一種波形使得每次偽隨機號碼發(fā)生器17輸出偽隨機號碼串的256位部分時復(fù)位脈沖上升。
積分器15c是差分輸入和雙極性輸出類型的模擬積分器。即，積分器15c把應(yīng)用于正輸入終端的各個脈沖的區(qū)域增加到積分中，從積分中減去應(yīng)用于負(fù)輸入終端的各個脈沖的區(qū)域，并輸出等于積分的模擬信號到閾值判斷單元15d。一接收到來自8位計數(shù)器的復(fù)位信號，積分器15c復(fù)位積分并新開始上述操作。
尤其，當(dāng)從PE調(diào)制器15a輸出的PE調(diào)制信號是“1”時，積分器15c把在提前相位信號H中出現(xiàn)的各個脈沖的區(qū)域增加到積分中并從積分減去在延遲相位信號I中出現(xiàn)的各個脈沖的區(qū)域。當(dāng)從PE調(diào)制器15a輸出的PE調(diào)制信號是“0”時，積分器15c從積分減去在提前相位信號H中出現(xiàn)的各個脈沖的區(qū)域并把在延遲相位信號I中出現(xiàn)的各個脈沖的區(qū)域增加到積分中。結(jié)果，積分器15c輸出其波形代表應(yīng)用于正和負(fù)輸入終端的脈沖的積分區(qū)的信號。
因此，如果正相關(guān)性連續(xù)存在，即，如果當(dāng)PE調(diào)制信號為“1”時脈沖連續(xù)出現(xiàn)在提前的相位信號H中而當(dāng)PE調(diào)制信號為“0”時出現(xiàn)在延遲的相位信號I中，積分器15c的輸出波形成在正向升高的斜坡波形。另一方面，如果當(dāng)PE調(diào)制信號為“1”時脈沖連續(xù)出現(xiàn)在延遲的相位信號I中而當(dāng)PE調(diào)制信號為“0”時出現(xiàn)在提前的相位信號H中，積分器15c的輸出波形成在負(fù)向降低的斜坡波形。而且如果沒有相關(guān)性，即，如果脈沖隨機與PE調(diào)制信號值無關(guān)地出現(xiàn)在提前的相位信號H和延遲的相位信號I中，在提前的相位信號H中的脈沖的外形中的頻率幾乎等于延遲的相位信號I中的頻率。因此，如果沒有相關(guān)性，積分器15c輸出具有波動的輸出波形的模擬信號使得值被保持在靠近零電平。
閾值判斷單元15d包括用于判斷來自積分器15c的模擬信號屬于哪個電壓范圍的比較器。有3個被預(yù)定正閾值電壓和預(yù)定負(fù)閾值電壓界定的電壓范圍。
圖16涉及閾值判斷單元15d的操作并表示從積分器15c發(fā)送到閾值判斷單元15d的模擬信號波形的示例。緊靠復(fù)位信號從8位計數(shù)器15e發(fā)出之前，閾值判斷單元15d以NRZ格式輸出編碼串到驗證單元16。在編碼串中，當(dāng)來自積分器15c的信號電壓大于正閾值電壓時編碼被設(shè)置為“1”，信號電壓小于負(fù)閾值電壓時編碼被設(shè)置為“0”。如果來自積分器15c的信號電壓處于正閾值電壓與負(fù)閾值電壓之間，閾值判斷單元15d輸出表示這種情況的違反信號到驗證單元16。
這里應(yīng)注意上述閾值電壓被設(shè)置來使得如果執(zhí)行本發(fā)明的抖動調(diào)制，則積分器15c的輸出電壓值超出閾值電壓的可能性極高；如果不執(zhí)行抖動調(diào)制，則可能性極低。實際上，閾值電壓由記錄期間抖動調(diào)制的程度(由相位調(diào)制器6的延遲單元6a引起的各個延遲的量)、輸入到積分器15c的字節(jié)數(shù)目(256)、每字節(jié)的邊緣的平均數(shù)目和抖動的自然(隨機)分配中的標(biāo)準(zhǔn)偏離確定。
如上所述，從閾值判斷單元15d輸出的編碼串表示對于偽隨機號碼的各個256位部分觀察到的相關(guān)性的極性(正或負(fù))變化。極性變化是相應(yīng)于表示在抖動調(diào)制期間偽隨機號碼串的各個256位部分是否被邏輯上反向的位串的信息。
驗證單元16基于從同步檢測器15發(fā)送的編碼串和違反信號驗證是否當(dāng)前正被讀出的DVD9是否是數(shù)據(jù)已經(jīng)被授權(quán)的光盤記錄裝置100記錄其上的媒體。如果驗證結(jié)果是肯定的，驗證單元16輸出啟動信號到重放信號處理電路13，用于允許DVD9的重放。
圖17是表示驗證單元16的具體結(jié)構(gòu)的分框圖。如該圖所示，驗證單元16包括保密密鑰存儲單元16a、移位寄存器16b、匹配判斷單元16c和輸出鎖存單元16d。
保密密鑰存儲單元16a是用于預(yù)先存儲與光盤記錄裝置100的保密密鑰存儲單元1c中的相同的56位保密密鑰的寄存器。移位寄存器16b包括56行(位)，維持來自同步檢測器15的編碼串并使用來自時鐘提取器14的復(fù)位信號作為移位時鐘來對編碼串進(jìn)行移位。
匹配判斷單元16c在56位編碼串被輸入到移位寄存器16b后立刻比較編碼串與保密密鑰存儲單元16a中的56位保密密鑰。即，匹配判斷單元16c判斷是否編碼串與保密密鑰完全匹配。然后匹配判斷單元16c輸出比較結(jié)果到輸出鎖存單元16d。
僅在如果它不從同步檢測器15接收違反信號并接收表示編碼串與來自匹配判斷單元16c的保密密鑰完全匹配的時候，輸出鎖存單元16d輸出啟動信號到重放信號處理電路13。即，如果它56次地連續(xù)確認(rèn)包括在讀出信號中的256位部分與相位誤差信號之間有正或負(fù)的相關(guān)性并且相關(guān)性的極性改變與保密密鑰存儲單元16a中的56位保密密鑰匹配的時候，輸出鎖存單元16d輸出啟動信號到重放信號處理電路13。
如果在保密密鑰讀出操作已經(jīng)執(zhí)行后驗證單元16輸出啟動信號到重放信號處理電路13，它判斷DVD9是保密密鑰已經(jīng)被授權(quán)的光盤記錄裝置100嵌入其中的媒體。因此，重放信號處理電路13輸出重放信號到外部，該重放信號是通過解調(diào)來自重放信道12的讀出信號而獲得的。另一方面，如果驗證單元16不輸出啟動信號到重放信號處理電路13，它判斷DVD9不是授權(quán)的媒體，從而重放信號處理電路13不輸出重放信號到外部，以保護(hù)版權(quán)。
以這種方式，如果沒有確認(rèn)DVD9包括保密密鑰，從DVD9讀出記錄數(shù)據(jù)是禁止的。因此，即使復(fù)制的DVD通過復(fù)制包括保密密鑰的授權(quán)的DVD的內(nèi)容而被制造，復(fù)制的DVD的重放也是禁止的，除非通過抖動調(diào)制被嵌入原始DVD的保密密鑰也被復(fù)制到復(fù)制的DVD。結(jié)果，保護(hù)了DVD的版權(quán)。
<第二實施例>
本發(fā)明的第二實施例下面參考附圖描述。
<光盤記錄裝置>
圖18是表示第二實施例的光盤記錄裝置200的特征部分的分框圖。注意在該圖中主信號B、D和E的波形在圖19中以時間圖表示。而且，圖18中的雙線矩形包圍的塊指的是該塊的結(jié)構(gòu)元件是保密安裝的。
光盤記錄裝置200是具有唯一的功能DVD-ROM記錄裝置。即，光盤記錄裝置200不僅通過在光盤的軌道上的不連續(xù)參考位置處形成記錄標(biāo)記而記錄主要數(shù)字信息而且通過在DVD9的徑向(朝向內(nèi)圓周或外圓周至少一個)上位移的位置處形成記錄標(biāo)記而把諸如水印(在本實施例中是56位保密密鑰)的隱藏信息嵌入主要數(shù)字信息中作為次要數(shù)字信息。這里應(yīng)注意在徑向上的位移的位置處形成記錄標(biāo)記此后被稱為“徑向調(diào)制”。這樣做，光盤記錄裝置100包括格式器1、偽隨機號碼發(fā)生器2、時間發(fā)生器3、XOR(異或)門4、PE調(diào)制器5、徑向調(diào)制器18、循跡致動器19、記錄信道7和記錄頭8。
這里應(yīng)注意本實施例的與在第一實施例中的那些相同的結(jié)構(gòu)元件被給出與圖1中相同的序號。因此，下面的描述集中在第二實施例的獨特的方面。
徑向調(diào)制器18根據(jù)來自PE調(diào)制器5的PE調(diào)制信號產(chǎn)生用于把記錄頭8朝向DVD9的內(nèi)圓周或外圓周位移一固定微量的信號。即，徑向調(diào)制器18執(zhí)行徑向調(diào)制。然后徑向調(diào)制器18輸出該信號到循跡致動器19。結(jié)果，與信道信號B同步形成的各個記錄標(biāo)記從軌道中心被位移向內(nèi)圓周或外圓周(即向內(nèi)或向外)該固定微量。
這里應(yīng)注意上述微量被預(yù)先設(shè)置為落在徑向誤差的范圍內(nèi)(在徑向上從軌道中心的各個位位置中的偏離)，該范圍是在普通重放裝置重放(執(zhí)行推挽重放)其上僅記錄主要數(shù)字信息的普通DVD時產(chǎn)生的。尤其，微量被預(yù)先設(shè)置為值(例如0.01微米)，不超出由λ/NA確定的光光束斑點點的2％，這里λ是由記錄頭輻射的激光束的波長(例如0.65微米)，NA是透鏡的數(shù)值孔徑(例如0.6)。
如果PE調(diào)制信號E是“1”，徑向調(diào)制器18把記錄頭8從軌道中心朝向內(nèi)圓周位移該微量，并且如果PE調(diào)制信號E是“0”，徑向調(diào)制器18把記錄頭8朝向外圓周位移該微量。當(dāng)?shù)谝粚嵤├南辔徽{(diào)制器6移動確定記錄標(biāo)記的長度的兩個邊緣的位置時，第二實施例的徑向調(diào)制器18在徑向上移動記錄標(biāo)記(兩個邊緣的位置確定記錄標(biāo)記的寬度)的位置。以這種方式記錄次要數(shù)字信息。
記錄信道7產(chǎn)生用于與來自相位調(diào)制器6的信道信號F中的改變(1/0)同步地控制激光束在DVD9上的輻射(開/關(guān))的控制信號，并輸出該控制信號到記錄頭8。記錄頭8根據(jù)來自記錄信道7的控制信號和經(jīng)循跡致動器19從徑向調(diào)制器18發(fā)送來的驅(qū)動信號在DVD9上形成凹坑。尤其，記錄頭8根據(jù)控制信號和驅(qū)動信號螺旋地檢測旋轉(zhuǎn)DVD的表面上的光束斑點(輻射激光束)。在輻射激光束期間，記錄頭8在徑向上被位移該微量。
以這種方式，如圖19的時間圖所示的那樣，以光學(xué)可讀出凹坑(凸區(qū)和凹槽)代表的調(diào)制的記錄標(biāo)記F被形成于DVD9上。通過比較圖19中的標(biāo)準(zhǔn)記錄標(biāo)記C和調(diào)制的記錄標(biāo)記F可理解這一點，光記錄裝置200形成的調(diào)制的記錄標(biāo)記F等于各自整體地或部分地在徑向上位移的標(biāo)準(zhǔn)記錄標(biāo)記C。
圖20表示以上述方式已經(jīng)在其上形成凹坑(記錄標(biāo)記)的DVD9的記錄層的表面。以保密密鑰記錄模式形成的各個凹坑的位置在徑向(向內(nèi)圓周或外圓周)上從非保密密鑰記錄模式中使用的凹坑位置被位移了一相應(yīng)于固定的微量的位移量。這里應(yīng)注意如上所述，該微量被設(shè)置成落在重放期間產(chǎn)生的噪音中，并且各個凹坑的實際位置不被突出地位移，如圖20所示。即，圖19示出的各個調(diào)制的記錄標(biāo)記F的形狀和徑向誤差信號G的波形以及圖20示出的各個凹坑的形狀和位移量為了圖示的目的而被夸大了。
圖21是表示對于以上述的保密密鑰記錄模式形成的凹坑觀察到的徑向誤差的分配圖，即，作為徑向調(diào)制的結(jié)果獲得調(diào)制的記錄標(biāo)記F。
曲線221表示對在PE調(diào)制信號E為“0”時形成的調(diào)制的記錄標(biāo)記F觀察到的徑向誤差的分配圖。如該圖所示，曲線221類似其峰值出現(xiàn)在記錄標(biāo)記向內(nèi)圓周被位移了該位移量的點X(L)處的高斯曲線。曲線222表示對在PE調(diào)制信號E為“1”時形成的調(diào)制的記錄標(biāo)記F觀察到的徑向誤差的分配圖。如該圖所示，曲線222類似其峰值出現(xiàn)在記錄標(biāo)記向外圓周被位移了該位移量的點X(H)處的高斷曲線。曲線223表示通過組合曲線221和222而得到的徑向誤差的分配圖。
本發(fā)明是基于以曲線223代表的徑向誤差分配可通過利用與用于記錄保密密鑰的偽隨機號碼串相同的偽隨機號碼串來執(zhí)行同步檢測而被分開為以曲線221和222代表的分配的原則的。
在其中已經(jīng)由光盤記錄裝置200嵌入56位保密密鑰的DVD9具有下面的特征。
保密密鑰通過執(zhí)行徑向調(diào)制而被記錄，其中各個記錄版材的位置在垂直于軌道方向的方向上(徑向)被位移微量。因此，僅執(zhí)行推挽檢測舍不能讀出隱藏在噪音中的信息的普通的重放裝置不能讀出保密密鑰。
因此，即使保密密鑰已經(jīng)以上述方式被記錄其中的DVD的整個內(nèi)容被普通重放裝置讀出并被記錄在另一個DVD上，僅主要數(shù)字信息被復(fù)制并且隱藏在噪音中的次要數(shù)字信息(保密密鑰)不被復(fù)制。這使得可能把原始DVD與沒有正確授權(quán)的復(fù)制的DVD分開。結(jié)果，可通過例如提供一種帶有僅允許包括保密密鑰的DVD的重放的功能的重放裝置而避免復(fù)制的DVD的侵權(quán)。
光盤記錄裝置200不按原樣記錄56位保密密鑰到DVD上，而是記錄隨機號碼串的256位部分到DVD上，其中256位部分的每一位相應(yīng)于保密密鑰的一位。即，隱藏在噪音中的信息不是保密密鑰的位串而是間接代表保密密鑰的隨機號碼串。這使得難以把保密密鑰解密并增強保密密鑰的保密性。
而且，為對相應(yīng)于信道信號B的記錄標(biāo)記執(zhí)行徑向調(diào)制，光盤記錄裝置200不按原樣使用隨機號碼串，而是使用通過對隨機號碼串進(jìn)行PE調(diào)制而獲得的PE調(diào)制信號E。結(jié)果，用于把記錄標(biāo)記向內(nèi)圓周位移的調(diào)制(1)和用于把記錄標(biāo)記向外圓周位移的調(diào)制(2)用均等的機率對每1字節(jié)記錄數(shù)據(jù)(每一信道編碼)來執(zhí)行。尤其，這些調(diào)制之一對于1字節(jié)記錄數(shù)據(jù)的0-180度的相位范圍執(zhí)行，而另一調(diào)制對于記錄數(shù)據(jù)的180-360度的相位范圍執(zhí)行。這使得在光盤重放期間推挽檢測穩(wěn)定。
如果這些位移不用相等的機率執(zhí)行，對于推挽信號產(chǎn)生偏移(通常被用于執(zhí)行循跡伺服檢測)并且伺服將被驅(qū)動到遠(yuǎn)離軌道中心的位置。這使得徑向誤差信號的振幅(表示在徑向上從軌道中心的各個記錄標(biāo)記位置的偏離量的信號)小并且降低檢測徑向調(diào)制分量的敏感性。但是，如上所述，光盤記錄裝置200用PE調(diào)制信號E執(zhí)行徑向調(diào)制，使得這一問題不會出現(xiàn)在該實施例中。
在本實施例中，PE調(diào)制器5被用于產(chǎn)生在徑向上各個記錄標(biāo)記的位移。術(shù)語“PE”(相位編碼)原來指的是抖動方向上的相位移動而不是垂直于抖動方向的徑向上的位移。但是，在第二實施例中，徑向的位移可用具有與第一實施例的PE調(diào)制器5相同結(jié)構(gòu)的電路執(zhí)行。因此，第二實施例利用與第一實施例相同的詞語來描述。
而且，如第一和第二實施例所述，本發(fā)明的光盤記錄裝置中的PE調(diào)制信號在“0”和“1”之間變化。尤其，注意PE調(diào)制信號“0”并非指的是不執(zhí)行PE調(diào)制的情況，這種情況是不包括用于保護(hù)版權(quán)的信息的情況。為形成不包括版權(quán)保護(hù)信息的情況，要求防止凹坑邊緣在抖動方向或徑向上被位移。這指的是要求另一個值(例如“Z”)來形成這種軌道。
(光盤重放裝置)下面是對與DVD兼容的重放裝置的描述，該DVD上已經(jīng)以上述方式記錄了保密密鑰。
圖22是本發(fā)明的光盤重放裝置210的特性部分的結(jié)構(gòu)分框圖。注意在該圖中徑向誤差信號G的波形與在圖19中的時間圖中的那些基本相同。但是，如上所述，徑向誤差信號G隱藏在噪音中并且不象圖19中的波形一樣被清楚地檢測到。
光盤重放裝置210是相應(yīng)于光盤記錄裝置200的DVD重放裝置。即，光盤重放裝置210不僅根據(jù)在軌道方向上的DVD上的各個記錄標(biāo)記的位置重放主要數(shù)字信息而且還檢測隱藏于在主要數(shù)字信息重放期間觀察到的徑向誤差信號的噪音中的次要數(shù)字信息(保密密鑰)。光盤重放裝置210根據(jù)次要數(shù)字信息的檢測結(jié)果保護(hù)DVD上的版權(quán)。這樣做，光盤重放裝置210包括重放頭11、重放信道12、重放信號處理電路13、時鐘提取器14、同步檢測器15、驗證單元16、偽隨機號碼發(fā)生器17和徑向誤差檢測器20。
重放頭11是光拾取器。即，重放頭11壓縮并輻射光束到旋轉(zhuǎn)DVD9上的記錄標(biāo)記上，從反射的光產(chǎn)生徑向誤差信號G并輸出徑向誤差信號到徑向誤差檢測器20。這里徑向誤差信號G表示各個調(diào)制的記錄標(biāo)記F在徑向上離開軌道中心的位移量。
圖23是與徑向誤差信號G的產(chǎn)生相關(guān)的重放頭11的部分的具體結(jié)構(gòu)的分框圖。在重放頭11中，從半導(dǎo)體激光器11a發(fā)出的光束被光學(xué)系統(tǒng)11b轉(zhuǎn)換為平行束，平行束被物鏡11d壓縮以形成輻射到DVD9上的光光束斑點點。
在徑向上被DVD9反射和衍射的反射光被物鏡11d轉(zhuǎn)換為平行束。然后平行束與光學(xué)系統(tǒng)11b中的入射束分開，被輻射到兩個分開的光電檢測器11e上，并被光電檢測器11e轉(zhuǎn)換為兩個電信號。這些電信號之一代表向內(nèi)圓周位移的各個調(diào)制的記錄標(biāo)記F的位移量，而另一個信號代表向外圓周位移的各個調(diào)制的記錄標(biāo)記F的位移量。這些電信號然后被輸入到差分計算單元11f，然后該單元把電信號轉(zhuǎn)換為表示以電信號代表的位移量的差的徑向誤差信號G。以這種方式獲得的徑向誤差信號G被輸入到徑向誤差檢測器20。
徑向誤差檢測器20是相應(yīng)于光盤記錄裝置200的徑向調(diào)制器18的解調(diào)器。即，徑向誤差檢測器20通過使用來自重放信道12的數(shù)字讀出信號作為同步信號解調(diào)從重放頭11發(fā)送來的徑向誤差信號G而產(chǎn)生內(nèi)位移信號H和外位移信號I。然后徑向誤差檢測器20輸出這些信號H和I到同步檢測器15。內(nèi)位移信號H表示調(diào)制的記錄標(biāo)記F的位置從軌道中心向內(nèi)圓周位移，外位移信號I表示調(diào)制的記錄標(biāo)記F的位置從軌道中心向外圓周位移。這里如果不包括通常產(chǎn)生的噪音(不由徑向調(diào)制引起的徑向誤差)，內(nèi)位移信號H和外位移信號I具有圖19的時間圖所示的波形。即，內(nèi)位移信號H是表示被部分或整體朝向內(nèi)圓周位移的各個調(diào)制的記錄標(biāo)記的被位移的部分的邏輯信號。而且，外位移信號I是表示被部分或整體朝向外圓周位移的各個調(diào)制的記錄標(biāo)記的被位移的部分的邏輯信號。
圖24是表示徑向誤差檢測器20的具體結(jié)構(gòu)的分框圖。如該圖所示，徑向誤差檢測器20包括LPE(低通濾波器)20a、兩個比較器20b和20c、兩個輸出門20d和20e以及直流分量提取單元20f。
直流分量提取單元20f從由重放頭11發(fā)出的徑向誤差信號G中提取表示軌道中心的直流分量，并根據(jù)提取的直流分量產(chǎn)生兩個參考電壓(±V)。這些參考電壓被用來產(chǎn)生被輸入到比較器20b和20c的比較參考電壓。
LPF20a消除包括在從重放頭11發(fā)出的徑向誤差信號G中的高頻噪音并發(fā)送高頻噪音被消除的徑向誤差信號到比較器20b和20c。比較器20b和20c判斷是否徑向誤差信號具有正負(fù)比較參考電壓之間的范圍以外的振幅。比較參考電壓是用于判斷是否各個調(diào)制的記錄標(biāo)記F的位置被明顯地從軌道中心位移向內(nèi)周緣或外周緣的閾值。例如，比較參考電壓被設(shè)置為相應(yīng)于從軌道中心位移±0.005μm的位置。結(jié)果，記錄標(biāo)記從軌道中心位移上述的微量(±0.01μm)可被檢測到。
僅在重放信道12正檢測調(diào)制的記錄標(biāo)記F時輸出門20d和20e分別通過來自比較器20b和比較器20c的輸出。
光盤重放裝置210的時鐘提取器14根據(jù)來自重放信道12的讀出信號提取兩種類型的時鐘，尤其，時鐘提取器14提取與構(gòu)成信道編碼的各個位同步的信道位時鐘并提取與讀出信號中的記錄數(shù)據(jù)的各個字節(jié)同步的字節(jié)時鐘。然后時鐘提取器14輸出信道位時鐘到重放信號處理電路13，輸出字節(jié)時鐘到重放信號處理電路13、同步檢測器15和偽隨機號碼發(fā)生器17。
重放信號處理電路13、偽隨機號碼發(fā)生器17、同步檢測器15和驗證單元16具有與第一實施例的那些有相同的結(jié)構(gòu)。同步檢測器15是用于檢測(I)來自偽隨機號碼發(fā)生器17的偽隨機號碼串與(ii)從徑向誤差檢測器20輸出的內(nèi)位移信號H和外位移信號I之間的相關(guān)性的電路。然后同步檢測器15通知驗證單元16對于各個1位隨機號碼檢測到的相關(guān)性(正相關(guān)性、負(fù)相關(guān)性或無相關(guān)性)。
在第一實施例中，相位調(diào)制被執(zhí)行并且次要數(shù)字信息(保密密鑰)通過在軌道方向上位移記錄標(biāo)記的邊緣而被嵌入。另一方面，在第二實施例中，徑向調(diào)制電路進(jìn)行被執(zhí)行并且次要數(shù)字信息通過在徑向上位移記錄標(biāo)記的位置而被嵌入。由于第一實施例中的相位誤差信號(提前的相位信號和延遲的相位信號)等于第二實施例中的徑向誤差信號(內(nèi)位移信號和外位移信號)，與第一實施例相同的版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)可在第二實施例中實現(xiàn)。
第二實施例的優(yōu)點在于使用比第一實施例慢的電路而以低成本實現(xiàn)幾乎與第一實施例相同的效果。從使用在第一實施例中的電路如用于檢測抖動的變化的相位誤差信號分離器14f的操作可以理解，這些電路需要以不小于信道時鐘率的速度以及在時間軸的方向上的高精確度來操作。
另一方面，第二實施例的差分計算單元11f和徑向誤差檢測器20僅是差分放大器的變形，從而對于這些電路而言足以按相應(yīng)于調(diào)制的記錄標(biāo)記F入射的速度，即按信道信號的速率操作。
與本發(fā)明的抖動調(diào)制和徑向調(diào)制相關(guān)的記錄媒體、記錄裝置和重放裝置已經(jīng)被實施例1和2在上面進(jìn)行了描述，盡管顯然本發(fā)明并不限制于這些實施例。
在第一和第二實施例中，已經(jīng)被邏輯上反向的相應(yīng)于1個56位保密密鑰的256×56位偽隨機號碼串被嵌入56位連續(xù)字節(jié)的記錄數(shù)據(jù)中。但是，從兩個或多個初值開始的大量偽隨機號碼串可對于特定區(qū)域中的記錄數(shù)據(jù)或與物理記錄結(jié)構(gòu)如ECC塊、扇區(qū)和幀相關(guān)的若干字節(jié)的記錄數(shù)據(jù)產(chǎn)生并被嵌入大量區(qū)域中。
在第一和第二實施例中，如果連續(xù)確認(rèn)56次(對于偽隨機號碼串的各個256位部分)相位誤差信號與偽隨機號碼串之間有正或負(fù)的相關(guān)性，確定DVD9是授權(quán)的DVD。但是，DVD的授權(quán)可通過檢查在相位誤差信號與256×56位的偽隨機號碼串之間是否存在50個相關(guān)性而驗證。如圖9和21所示，抖動和徑向誤差的分配包括一定程度的變化。因此，依據(jù)相關(guān)性判斷賴以執(zhí)行的脈沖數(shù)目和位移量，更適當(dāng)?shù)氖歉鶕?jù)有一些程度的變化的判斷準(zhǔn)則判斷是否存在明顯的相關(guān)性。
在第一和第二實施例中，如果從同步檢測器輸出的編碼串與保密密鑰之間的匹配程度不超出預(yù)定的閾值，主要數(shù)字信息的重放被禁止。但是，這種操作可不用保密密鑰來執(zhí)行。如果同步檢測器積分的相位誤差和位移信號超出閾值，確定有強烈的相關(guān)性并且允許重放。在這種情況下，裝置結(jié)構(gòu)可被簡化而不引起本發(fā)明效果的明顯損失。
在第一和第二實施例中，通過在脈沖誤差信號或位移信號的同步檢測期間積分模擬形式的脈沖區(qū)而判斷是否有相關(guān)性。但是，為簡化電路結(jié)構(gòu)，脈沖數(shù)目可被增加和減少，計算結(jié)果可以數(shù)字形式計數(shù)。
在第一和第二實施例中，抖動調(diào)制和徑向調(diào)制在要被記錄到DVD9的用戶信息區(qū)9a的記錄數(shù)據(jù)上執(zhí)行。但是，這些調(diào)制可在要被存儲在控制信息區(qū)9b的保密密鑰上執(zhí)行。因此，本發(fā)明的調(diào)制可與傳統(tǒng)內(nèi)容加密方法一起使用。例如，抖動調(diào)制或徑向調(diào)制可在盤密鑰或標(biāo)題密鑰記錄到控制信息區(qū)9b期間被執(zhí)行。在這種情況下，象翻印的未授權(quán)的復(fù)制可被防止，也就是說更可靠地不改變用內(nèi)容加密方法記錄的內(nèi)容(數(shù)字信息)保護(hù)了版權(quán)。
在第一和第二實施例中，僅在如果確認(rèn)保密密鑰被嵌入DVD9的條件下，光盤重放裝置輸出在解調(diào)后獲得的重放信號。但是，本發(fā)明并不限制于這些實施例。例如，如果DVD9的授權(quán)不能被驗證，僅記錄在DVD9的特定區(qū)域中的標(biāo)題的重放是允許的。
在第一和第二實施例中，用作次要數(shù)字信息的保密密鑰被預(yù)先存儲在光盤記錄裝置和光盤重放裝置的每一個中。這些裝置可被修改來使得預(yù)先存儲的保密密鑰可通過接收用戶的指定或通過執(zhí)行與外部裝置的保密通信而被改變。
在第一和第二實施例中，本發(fā)明的抖動調(diào)制被用來嵌入次要數(shù)字信息到光盤中作為隱藏信息。但是，本發(fā)明并不限制于這些實施例并且本發(fā)明的調(diào)制可被用于各種除加密之外的不同目的。例如，抖動調(diào)制可被用來與圖象信息(相應(yīng)于主要數(shù)字信息)一起寫入音頻信息(相應(yīng)于次要數(shù)字信息)到記錄媒體。即，本發(fā)明可通過以重放期間使信息被分開的方式記錄各種類型的數(shù)字信息到單一記錄媒體中而被用來增加記錄密度。
在第二實施例中，循跡致動器19被用來執(zhí)行徑向調(diào)制。但是，AO(聲光)偏轉(zhuǎn)元件可代替來使用以把激光束在徑向上偏轉(zhuǎn)，就是說向內(nèi)圓周或外圓周偏轉(zhuǎn)小的數(shù)量。
<第三實施例>
本發(fā)明的第三實施例下面參考附圖描述。
圖25是表示記錄到該實施例的光盤311上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如該圖所示，防復(fù)制信息312被記錄到光盤311上。該信息312通過對參考時鐘局部執(zhí)行相位調(diào)制以及參考相位調(diào)制的時鐘形成凹坑和凸區(qū)來記錄。即，記錄到光盤311上的一些數(shù)據(jù)串被適度地不與參考信道時鐘同步。因此，這些數(shù)據(jù)串的相位偏離參考時鐘并且對于這些數(shù)據(jù)串在重放期間檢測到大量的抖動。
本實施例類似于第一實施例，在于次要數(shù)字信息(防復(fù)制的信息312)通過局部地移動參考時鐘的相位一個不大于在重放期間發(fā)生的抖動量的位移量而被嵌入。但是，第三實施例不同于第二實施例的方面在于位移量不向噪音量那樣小。
在圖25中，區(qū)域A代表數(shù)據(jù)參考正常參考時鐘被記錄其上的區(qū)域，而區(qū)域B代表數(shù)據(jù)參考相位調(diào)制時鐘被記錄其上的區(qū)域。圖26是放大的區(qū)域A和B的視圖。
圖26表示3T單一信號被記錄在形成于區(qū)域A和B中的凹坑321中的情況。在該圖中，垂直虛線代表參考信道時鐘時間。區(qū)域A中的凹坑以參考時鐘的時間形成，從而凹坑和凸區(qū)的開始和結(jié)束與信道時鐘時間同步。另一方面，區(qū)域B中的凹坑以相位調(diào)制時鐘的時間形成，從而相位差局部存在于(1)凹坑和凸區(qū)的開始和結(jié)束與(2)信道時鐘的上升沿和尾沿之間。
各種相位調(diào)制方法可被用于本實施例。例如，如圖26所示，相位可通過循環(huán)執(zhí)行把兩個邊緣移向左邊的移動“a”、把兩個邊緣移向外移動的移動“b”、把兩個邊緣移向內(nèi)移動的移動“c”和然后把兩個邊緣移向有右邊的移動“d”而被移動預(yù)定數(shù)量。而且相位可響應(yīng)于相位調(diào)制的時鐘的相位移動而被移動。例如，把一個邊緣向右移動的移動和把一個邊緣向左移動的移動可被執(zhí)行。另外，時鐘信號可使用被預(yù)定變量調(diào)整的隨機噪音進(jìn)行相位調(diào)制。無論哪個方法被用來移動區(qū)域B中的邊緣，對于區(qū)域B觀察到的抖動量增加。因此，防復(fù)制信息可利用抖動量的變化來描述。
圖27是包括用于根據(jù)抖動量的變化檢測防復(fù)制信息的標(biāo)識信息檢測單元的光盤裝置的分框圖。重放信號HF被重放頭從光盤讀出并被發(fā)送到比較器331。比較器331對重放信號二進(jìn)制化并提供二進(jìn)制化的信號PSG給PLL(鎖相環(huán))電路332。PLL電路332產(chǎn)生系統(tǒng)參考時鐘和重放時鐘CK。觸發(fā)器334參考重放時鐘CK同步化二進(jìn)制化的信號PSG。以這種方式產(chǎn)生重放信號DAT。
重放信號HF的示例目視模式在圖28中表示。從圖25中表示的數(shù)據(jù)以參考時鐘時間已經(jīng)被記錄其上的區(qū)域A獲得的重放信號具有包括由重放信道中的噪音和波形失真引起的微量抖動的目視模式。另一方面，從圖25中表示的數(shù)據(jù)以相位調(diào)制的參考時鐘時間已經(jīng)被記錄其上的區(qū)域B獲得的重放信號具有目視相位被部分移動的目視模式。因此，對于從區(qū)域B的重放信號觀察到的抖動量大于從區(qū)域A觀察到的量。
PLL電路332包括相位比較器332a、LPF(低通濾波器)332b和VCO(壓控振蕩器)332c。相位比較器332a比較從VCO 332c發(fā)出的重放時鐘CK的相位與重放信號HF的相位，并輸出比較結(jié)果。LPF 332b通過消去比較結(jié)果的高頻分量而產(chǎn)生相位誤差信號。VCO 332c根據(jù)相位誤差信號產(chǎn)生重放時鐘CK。
這里為保證由PLL電路332產(chǎn)生的時鐘CK不跟隨已經(jīng)被局部相位調(diào)制的時鐘，記錄期間相位調(diào)制引起的各個相位移動需要超出PLL電路332的同步頻帶。而且相位需要被移動來使得同步頻帶外的相位誤差的平均值為“0”。即，在相位調(diào)制期間，記錄裝置必須組合圖26所示的邊緣移動模式，從而各個相位移動超出同步頻帶并且同步頻帶外的相位誤差的平均值為“0”。在這種情況下，包括在從相位比較器332a輸出的信號中的所有高頻分量被LPF 332b消除，從而輸入到VCO 332c中的信號是平整波形，如圖28所示。
結(jié)果，PLL電路332不跟隨相位調(diào)制時鐘，從而與正常參考時鐘保持同步。因此，相位誤差(抖動)發(fā)生在時鐘與從執(zhí)行相位調(diào)制的區(qū)域獲得的信號邊緣之間。振幅檢測器333產(chǎn)生相應(yīng)于從相位比較器332a輸出的信號的振幅的信號，即要被輸入到LPF 332b的相位誤差信號的振幅(各個相位誤差的絕對值)。圖28表示相應(yīng)于重放信號HF的重放信號抖動檢測信號JT的波形。防復(fù)制信息可根據(jù)抖動檢測信號JT的變化被檢測到。
一個使用第三實施例來判斷盤是否被合法地制造的可能的方法在下面描述。在重放期間，唯一相應(yīng)于嵌入抖動中的防復(fù)制信息的密鑰信息(關(guān)鍵詞)被寫入盤的控制信息區(qū)作為普通二進(jìn)制信息。在重放期間，從重放數(shù)據(jù)獲得的關(guān)鍵詞與根據(jù)抖動量變化檢測到的標(biāo)識信息比較，如果關(guān)鍵詞與標(biāo)識信息之間有相關(guān)性則判斷判是合法制造的。
在第三實施例的光盤311的正常重放操作期間，由比較器331二進(jìn)制化的信號PSG以PLL電路332產(chǎn)生的重放時鐘CK的時間被輸出并被轉(zhuǎn)換為重放信號DAT。
圖29是表示圖27中的光盤裝置的操作的時間圖。重放信號HF部分包括相位移動(抖動)，從而二進(jìn)制化的信號PSG也包括抖動。如上所述，PLL電路332不跟隨相位移動(抖動)，從而產(chǎn)生不包括相位移動的重放時鐘CK。包括防復(fù)制信息的抖動被消除的重放信號DAT通過應(yīng)用觸發(fā)器334鎖存從比較器331輸出的二進(jìn)制化的信號PSG而以重放時鐘CK的時間被產(chǎn)生。
應(yīng)用圖30所示的裝置執(zhí)行盤的非法復(fù)制的情況在下面描述。首先，用于原始光盤361的主軸馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)與用于原始光盤361的內(nèi)容要被復(fù)制到其上的另一個光盤362的主軸馬達(dá)完全同步。利用重放頭363從原始光盤361讀出數(shù)據(jù)并且讀出的數(shù)據(jù)通過重放放大器364和比較器365。觸發(fā)器367以PLL電路366產(chǎn)生的重放時鐘的時間同步化讀出的數(shù)據(jù)并經(jīng)光調(diào)制器368輸出同步化的數(shù)據(jù)到記錄頭369。同步化的數(shù)據(jù)通過記錄頭369被寫入光盤362。以這種方式，數(shù)字內(nèi)容已經(jīng)用傳統(tǒng)技術(shù)被記錄其上的光盤使用圖30的裝置被容易地復(fù)制到其它光盤上。
但是用第三實施例的光盤和光盤裝置，在觸發(fā)器367同步化操作期間使用抖動描述的防復(fù)制信息不能僅通過復(fù)制重放信號而被復(fù)制。這使得可能區(qū)分開非法復(fù)制的光盤與原始光盤。
光盤的非法復(fù)制可通過繞過PLL電路366和觸發(fā)器367部直接記錄從比較器365輸出的信號而執(zhí)行。在這種情況下，記錄的信號包括隱藏在抖動中的信息。但是由于重放信號在這種情況下不同步，在信號重放期間發(fā)生的噪音抖動也被原樣記錄。這意味著從以這種方式復(fù)制的光盤讀出的重放信號的SN(信噪)比下降并且在光盤重放期間誤差頻率增加。尤其，誤差通常出現(xiàn)在從抖動被故意記錄到那里的盤區(qū)讀出的重放信號中，如上述的區(qū)域B。這是因為從這種區(qū)域獲得的重放信號包括大的抖動量。
用上述結(jié)構(gòu)，防復(fù)制信息通過對時鐘部分執(zhí)行相位調(diào)制而記錄。因此，防復(fù)制信息被記錄，而不影響光盤的正常重放期間的重放質(zhì)量。而且，即使第三實施例的光盤被非法復(fù)制，復(fù)制的盤內(nèi)容缺少防復(fù)制信息。這使得非法復(fù)制光盤非常困難。而且，在本實施例中，光盤裝置可通過檢測來自PLL的相位誤差信號的振幅容易地檢測防復(fù)制信息。
在第三實施例中，對時鐘信號執(zhí)行相位調(diào)制以記錄防復(fù)制信息。但是，任何其它的方法可被使用，只要包括抖動的凹坑，如在圖26的下平面處表示的凹坑可被形成。例如，記錄信息的位流的上升沿和尾沿可通過各種延遲量在光盤重放期間被直接移動。甚至在這種情況下，可實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
優(yōu)選地各個增加的相位誤差的尺寸被設(shè)置來使得在不增加重放信號的誤差頻率的情況下保證足夠的檢測敏感度。因此，設(shè)置相位誤差量為大約一個時鐘循環(huán)的1/8-1/4是適當(dāng)?shù)摹?br> 比較器331的功能在第三實施例中未特殊指定。但是，為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，比較器331必須不跟隨由局部相位變化引起的重放信號電平變化。在圖26的下平面上表示的移動“b”和“c”被執(zhí)行的情況下，重放信號的中心瞬間升高或落下。如果比較器331自動跟隨重放信號電平變化，二進(jìn)制信號PSG中的抖動將降低，導(dǎo)致檢測防復(fù)制信息的低的敏感性。因此，優(yōu)選的是比較器331具有等于或窄于PLL電路332的同步化頻帶。
第一到第三實施例是基于DVD-ROM的。但是，本發(fā)明并不限制于這些實施例，而且可被應(yīng)用于其它記錄媒體，如CD-ROM和DVD-RAM。而且，除在凹坑上記錄數(shù)據(jù)的記錄媒體外，本發(fā)明可被應(yīng)用于使用相位改變和磁化來記錄數(shù)據(jù)的記錄媒體，只要記錄標(biāo)記(相應(yīng)于凹坑)的位置可通過執(zhí)行抖動調(diào)制或徑向調(diào)制而被位移。
第一實施例涉及僅應(yīng)用抖動調(diào)制的版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)，第二實施例涉及僅應(yīng)用徑向調(diào)制的版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)，第三實施例涉及僅應(yīng)用不限定于噪音范圍的相位調(diào)制的版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)。通過以高記錄密度記錄長的次要數(shù)字信息到光盤上來實現(xiàn)高安全級的版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)可組合這些調(diào)制來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于光盤的重放裝置，在光盤上參考預(yù)定參考時鐘形成信息凹坑串并且通過形成局部地被增加相位誤差的凹坑串來記錄防復(fù)制信息，包括一種用于根據(jù)PLL的相位比較誤差的振幅的變化來檢測防復(fù)制信息的裝置。
全文摘要
一種光盤記錄裝置包括一個產(chǎn)生相應(yīng)于主要數(shù)字信息的信道信號的格式器、一個預(yù)先存儲次要數(shù)字信息(保密密鑰)的存儲單元、一個產(chǎn)生偽隨機號碼串的發(fā)生器、一個根據(jù)保密密鑰使反向偽隨機號碼串邏輯上反向的XOR、一個根據(jù)邏輯上反向的偽隨機號碼串產(chǎn)生PE調(diào)制信號的調(diào)制器、一個在PE調(diào)制信號為“1”時把信道信號的各邊緣的相位提前固定的少量時間而在PE調(diào)制信號為“0”時把信道信號的各邊緣的相位延遲固定的少量時間的相位調(diào)制器、一個根據(jù)相位調(diào)制器產(chǎn)生的調(diào)制的信道信號在DVD上形成記錄標(biāo)記的記錄信道。
文檔編號G11B20/00GK1591649SQ20041005673
公開日2005年3月9日 申請日期2000年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月7日
發(fā)明者宮下晴旬, 石橋廣通, 田中伸一, 弓場隆司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社