盘形记录介质及其生产方法、盘记录方法和装置以及盘重放方法和装置的制作方法

专利名称：盘形记录介质及其生产方法、盘记录方法和装置以及盘重放方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有记录在其中的数字信号盘形记录介质以及生产这种盘形 记录介质的方法，以及用于记录数字信号到盘形记录介质的盘记录方法和装 置，以及再现记录在盘形记录介质中的数字信号的盘重放方法和装置。
背景技术：
为了在记录介质上记录诸如内容信号之类的数字信号，已经将错误检测石马(error detection code, EDC)和纟44告石马(error correction code， ECC)W十力口5'J 这样的数字信号。由于该原因，当播放具有例如记录在其中的上述数信号的记录介质时， 将从记录介质中读取的数据信号经历使用错误检测码(EDC)的错误检测和 使用纠错码的纠错，以再现数据信号。[专利文献1]日本专利No, 3580041发明内容本发明要解决的问题现在，世界上流行着具有诸如在其中记录的内容信号之类的数字信号的 记录介质，包括CD(致密盘)、CD-ROM(致密盘-只读存储器)、DVD(数字多 功能盘)等。读取记录在诸如CD、 CD-ROM、 DVD之类的记录介质上的信号、进行 上述信号纠错来再现全部数字信号、将所再现的数字信号复制到诸如硬盘这 样的可写/可读记录介质上并且将复制到硬盘的数字信号提供给用于CD、 CD-ROM、 DVD或类似物的编码系统来再现新的CD、 CD-ROM、 DVD或类 似物是众所周知的。在这种情况下，该新的CD、 CD-ROM、 DVD或类似物 将已经在其中正确地记录了相同的数字信号作为原始数字信号。如果反复像上述那样基于记录介质生成新记录介质，将不会知道记录在新的记录介质上的数字信号是原始还是非法复制的数字信号。因此，已经希望能够判断记录在记录介质上的数字信号是原始还是经复 制数字信号，并且不能播放其中非法复制了数字信号的记录介质。由于该原因，专利文献1公开了用于判断数字信号是原始还是经复制数 字信号的技术，在其中，通过替换附加到数字信号的纠错码的一部分来与该 数字信号分离地记录诸如指示数字信号是原始还是经复制数字信号的标识信 息之类的特殊信息，并且在播放记录了该数字信号的记录介质的时候，从该 部分纠错码中提取该特殊信息。然而，公开在该专利文献1中的技术的缺点在于，由于以一部分附加到 数字信号的纠错码被替换来记录该特殊信息，所以纠错能力低。因此，已经 希望记录该特殊信息并再现所记录的特殊信息，而不用替换一部分纠错码。本发明具有这样的目的通过提供具有在其中记录了特殊信息而又不影 响纠错能力的盘形记录介质以及该盘形记录介质的生产方法、用于在该盘形 记录介质上记录特殊信息的方法和装置以及用于再现记录在该盘形记录介质 上的特殊信息的方法和装置，来克服现有技术的上述不足。上述目的可以通过提供在其中至少一预定信号被以扇区为基础记录在第 一区域中的盘形记录介质来实现，其中，第一区域的每一个扇区都包括第一 数据和基于第一数据编码的错误检测码，并且根据第二数据中的位信息改变 一部分错误检测码和/或第 一数据。此外，上述目的可以通过提供生产盘形记录介质的方法来实现，该方法 包括步骤附加错误检测码到第一数据，通过^^艮据第二数据中的位信息改变 一部分错误检测码和/或第 一数据并在母盘的第 一 区域中记录由此而根据第 二数据中的位信息改变过的该第 一数据和错误检测码作为每一扇区的信号来 制作压模(stamper),并且使用该压模生产该盘形记录介质。此外，上述目的可以通过提供盘记录方法和装置来实现，其中错误检 测码被附加到第 一数据， 一部分错误检测码和/或第 一数据根据第二数据中的 位信息改变，并且在盘形记录介质的第一区域中记录由此而根据第二数据中 的位信息改变过的该第一数据和错误检测码，作为每一扇区的信号。此外，上述目的可以通过提供用于播放在其中至少一预定信号被以扇区 为基础记录在第一区域中的盘形记录介质的盘重放方法和装置来实现，其中， 第 一 区域的每一个扇区都包括第 一数据和基于第 一数据编码的错误检测码，根据第二数据中的位信息改变一部分错误检测码和/或第 一数据，对第 一 区域 的每一个扇区进行错误检测，并且根据每一个扇区的错误检测的结果来恢复 该第二数据。根据本发明，特殊信息(例如，用于内容信号的复制保护的密胡信息) 可以记录在盘形记录介质上，可以再现记录在该盘形记录介质上的特殊信息， 而不影响纠错能力。


图1示出如本发明的实施方式那样的记录信号生成器的示意框图。图2示出CPID的ECC格式。图3详细示出记录信号生成器中的加扰电路。图4示出ECC块的ECC格式。图5示出如本发明的实施方式那样的盘记录器的示意框图。 图6示出光盘的整体布局。图7示出如本发明的实施方式那样的盘播放器的示意框图。 图8详细示出盘播放器中的调制解调电路。 图9详细示出盘播放器中的CPID解码器。
具体实施方式
现在将参考附图、联系本发明的实施方式来详细描述本发明。参考图1，这里以框图的形式示意性地图解了用于生成包括作为记录在 光盘中的特殊信息的复制保护信息的记录信号的记录信号生成器。如图l所 示，记录信号生成器10包括ECC(Error Correction Code，纠错码)附加电路11、 混洗电路(shuffling circuit) 12、 EDC(Error Detection Code,错误检测码)附加 电路13、 EDC重写电路14、加扰电路15、 ECC附加电路16、同步附加电路 17以及调制电路18。注意，在该实施方式中， -假设作为特殊信息的CPID包括128位(16字 节)。还假设作为在光盘中进行记录的一个单位的扇区包括2K字节(2048字 节)的用户数据作为第一数据、10字节的扇区标题和4字节的EDC,而作为 一个RW单位的ECC块(簇)包括16个扇区ECC附加电路11向CPID附加基于CPID进行了编码的ECC奇偶校验码(ECC parity )。在图2中示出了 CPID的ECC格式。如图2所示，纠错码是 RS(20， 16， 5)的RS(ReedSolomon)码，即，码长为20、数据长为16而距离 为5的RS码。因此，通过向CPID附加ECC奇偶校验码，可以在恢复CPID 时提高位信息的可靠性。混洗电路12使用由随机数形成的表，对由附加32位ECC到128位CPID 产生的160位(20字节)数据进行混洗。这种混洗使得在该160位数据由bl59:b158..... bl和bO构成的情况下，例如，将位b159移到位b121的位置、将位b158移到位b35的位置、将位bl移到位b142的位置、而将位b0移到 位b13的位置。此外，混洗电路12对其信息已经由此而进行了位置置换的 160位数据进行加扰。更具体地说，这种加扰使得由M序列生成的160位随 机数并且对每一位计算该160位数据与160位的随机数之间的异或(exclusive OR)。由此，将经混洗的CPID位块作为第二数据提供。因此，由于混洗电路 12的混洗和加扰，可以提高CPID的机密性。EDC附加电路13基于扇区向包括总共16扇区、每个扇区包括2048字 节、10字节扇区标题和4字节EDC的用户数据进行附加。基于该用户数据 和扇区标题来编码EDC，以便在再现该用户数据时，检查该数据是否正确。EDC重写电路按照要求，基于CPID位块中的位信息重写EDC。例如， 当在CPID位块中的第一位中的位信息为"1"时，重写在第一扇区中EDC 的一字节(或一位)。如果该位信息为"0",则不重写该第一扇区中的EDC。 同样，关于CPID位块中的160位位信息，按照要求重写该160扇区中的EDC。加扰电路15使用地址PSN (Physical Sector Number,物理扇区号)作为种 子，对每个扇区包括已经附加了 EDC的2052字节的、总共16扇区的数据进 行力口扰。现在参考图3来更详细地描述这种加扰。如图3所示，加扰电路15包括 基于多项式(Kx)二X" + X's + X's + X4— 1的16位移位寄存器21和异或电路 22至24。移位寄存器21包括寄存器So至S15，用于在每个移位时钟移位Sn的值到Sn+l(n-0..... 14)。然而，寄存器So被提供SJS,4S,2SS3(S指示异或。对于加扰，在要加扰的数据块的开头将PSN预设在寄存器So至S15。 PSN 是用于每一个扇区中的2K字节的用户数据的物理地址，并且用4字节表示。 由于一个ECC块具有16扇区，因此其包括16个PSN。将被预设在寄存器中的值是在每一个ECC块中的第一 PSN。将从PSN的LSB (最低有效位)算 起的第6至第20位(PS5至P19 (对应于15位ECM块号))上的值预设在 寄存器So至S,4,并将"1"预设在寄存器S,5。具有在其中预设的值的来自寄 存器So至S7的输出是第一输出数据。之后，每八位移位之后来自寄存器So至S7的输出为下一输出数据。具有附加到其中的EDC的、用于每个扇区的2052字节数据的八位移位， 基于2K字节重复2051次，以便以每8位移位提供输出数据S0至S2051。应 该注意，由于预设值是每个ECC块中的第一PSN,所以基于2K字节的输出 数据S0至S2051相等。在具有附加到其中的EDC的初始数据为UDO至UD2051的假设下，记=0，…，2051)表示。将重新参考图1进行描述。ECC附加电路16将ECC奇偶校验码附加到 每一个扇区包括2052字节、总共16扇区的数据。图4示出了 ECC块的ECC 格式。如图4所示，才艮据内码(inner code )和外码(outer code)的乘积码(product code)形成ECC块。在图中，PI指示内码的奇偶校验码，而PO指示外码的奇 偶校验码。内码是RS(182， 172， 11),即码长为182、数据长为172和距 离为11的RS码。 一个ECC块包括192个码字。另一方面，外码是RS(208， 192， 17)，即码长为208、数据长为192和距离为17的RS码。 一个ECC 块包括182个码字。同步附加电路17将帧同步作为同步信号附加到ECC块的每一行的开头， 而调制电路18对开始于第一行的数据的ECC块进行8-16调制，以生成已调 信号作为记录信号。如上，记录信号生成器IO基于CPID位块中的位信息，在每个扇区中重 写附加到用户数据上的EDC。结果，会知道，当在扇区中检测到错误时，对 应于那个扇区的、CPID位块中的位信息为"1"。还会知道，当在扇区中没有 检测到任何错误时，对应于那个扇区的、CPID位块中的位信息为"0"。因此， 可以4吏用4全测对应于CPID位块中的160位的位信息的、160个扇区中的任何 错误的结果来恢复CPID。图5是如本发明的实施方式的盘记录器的示意框图，在该盘记录器中 生成包括CPID的记录信号并在母盘上记录该记录信号。如图所示，盘记录器30包括记录信号生成电路31、记录补偿电路32、 LD (激光二极管)驱动 器33、光学拾取器34、 LD35、物镜36、伺服电路37、主轴电路38和系统 计算机39。记录信号生成电路在结构上类似于记录信号生成器10，并且生成包括 CPID的已调信号。使已调信号作为用于在母盘40上进行记录的波形经历 NRZI(非归零翻转，Non-Return-to-Zero-Inversion)变换，然后提供给记录补偿 电路32。应该注意，在NRZI变换中，当8-16调制数据是"10010100"时，该 已调信号将被变换成"LLLHHLLL"或"HHHLLHHH"。记录补偿电路32对记录波形进行记录波形补偿，以提供例如脉冲序列， 以便重放时的抖动将是小波形。LD驱动器33根据记录补偿波形接通和断开光学拾取器34的LD 35。来 自LD 35的光束被物镜36聚焦到母盘40并记录在其中。伺服电路37引导光学拾取器34的查找操作(seeking operation )，而主轴 电路38控制旋转母盘40的主轴电机。系统计算机39在控制每一块的同时进 行与记录信号生成电路31的通信。将具有如上那样记录在其上的记录信号的母盘用作压模，通过注射成型 来制造盘基，然后将诸如铝之类的反射膜涂敷在该盘基上，并且将覆盖层涂 敷该反射膜上，从而生产出具有CPID的光盘。图6示出了如上那样生产出来的光盘的整体布局。如图6所示，光盘50 具有中心孔，并且在从内到外半径的方向上还具有导入区51、数据区54和 导出区55。导入区51包括形成来从盘中心延伸到22.6mm至24mm的半径、具有诸 如在其中记录的CPID之列的复制保护信息的保留区52，以及具有在其中记 录的盘管理信息的管理区53。如上，CPID被记录在保留区。与导入区51的 管理区53和数据区54不同，保留区52可以让人在其中将CPID记录为秘密 信息，因为不存在再现保留区的用户数据的命令。因此，可以实现保证数据 的高4几密性的复制保护系统。形成数据54以便从盘中心延伸到24到58mm的半径，并在其中记录先 盘50的内容数据。在从盘中心起58mm的半径之外形成导出区55,并且该导出区55与导 入区51 —样具有在其中记录的盘管理信息。导出区55还用作允许在查找期间可能发生的过速(overrun)的緩沖区。图7是如本发明的实施方式那样的、用以再现记录在如上那样生产的光 盘50上的信号的盘播放器的示意框图。如图7所示，播放器60包括光学拾 取器61、 RW(读/写)电路62、调制解调(调制/解调)电路63、 CPID解码 器64、 AV (音频/视觉)系统65、伺服电路66、主轴电路67和系统计算机 68。光学才合取器61由包括LD的光学系统、重放OEIC(Opto Electronic Integrated Circuit,光电子集成电路)、二轴激励器等组成，用以/人光盘50读 取信号。RW电路62通过PLL (锁相环)或类似物再现二进制数据，以生成8-16 已调信号。如图8所示，调制解调电路63包括解调器71、 ECC解码器72、解扰器 73、 EDC检查器。解调器71从再现信号中检测帧-同步，进行帧-同步同步(frame-sync synchronization)并基于帧-同步同步的定时来解调8-16已调信号。ECC解码器72利用PI块中的192 RS(182， 171, ll)纠错码字与PO块 中的182个RS(208, 192, 17)纠错码字的乘积码来对ECC块进行纠错。解扰器73利用地址PSN作为种子解扰每扇区带有附加到其中的EDC的 2052字节的、总共16个扇区的数据。EDC检查器74对16个扇区的每一个进行错误检测检查。同时，该EDC 检查器74对不包括CPID的扇区将经错误检测检查的用户数据提供给AV系统 65。对于包括CPID的扇区，EDC检查器74基于错误检测检查的结果来恢复 CPID位块，并将所恢复的CPID位块提供给CPID解码器64。也就是说，当已 经在扇区中检测到错误时，EDC检查器74将对应于那个扇区的位信息取为 "1",并恢复该CPID位块。当在扇区中没有检测到错误信息时，EDC检查器 74将对应于那个扇区的位信息取为"0"并恢复该CPID位块。图7中的CPID解码器64包括如图9中所示的解混洗器(deshuffler ) 81和ECC解码器82。解混洗器81解扰然后解混洗CPID位块来生成其中已经将32位ECC附加 到128位CPID的160位数据。EDC解码器82使用RS (20, 16， 5 )纠错字对160位数据进行纠错，以恢复128位CPID。将CPID作为用于内容信号的复制保护的密钥信息提供给 AV系统65。图7中的伺服电路66查找光学拾取器61，而主轴电路67控制旋转光盘 50的主轴电机。系统计算机68在控制每个块的同时进行与AV系统65的通 信。为了再现在上述磁盘播放器60中的CPID,将CPID再现命令从AV系统 65发送到系统计算机68。系统计算机68从调制解调电路63获取地址信息并 且让伺服电路66查找光学拾取器61以便将光学拾取器61的头移动到光盘 50上被期望的地址。当接收到来自光学拾取器61的再现信号时，RW电路62使用PLL或类似 技术再现包括CPID的ECC块中的信号。调制解调电路63解调、进行纠错并 解扰所再现的调制信息，然后进行错误检测检查来恢复CPID位块。CPID解 码器64从CPID位块恢复CPID。在AV系统65和系统计算机68之间进行验 证或类似处理之后，将所恢复的CPID从CPID解码器64发送到AV系统65。注意，这里，不能从用户数据中恢复CPID，原因是它没有被记录为任何 用户数据，而是基于如上的CPID位块中的位信息、经由附加到每个扇区中的 用户数据的EDC的重写、以错误的检测/非检测的指示的形式记录在多个扇 区，原因还在于不存在读取EDC内容的命令。因此，即使将用户数据复制到 任何其他介质，也不能恢复该CPID。此外，CPID被记录在保留区，并且不存在用于再现与导入区51中的管 理区53和数据区54不同的保留区中的用户数据的命令。因此，可以不将错 误检测结果发送到AV系统65,并且不能知道已经存储了 CPID。此外，由于ECC是在基于CPID位块中的位信息重写EDC后被附加到ECC 块的，因此EDC将保持在重写状态下。因此，即使已经使用ECC来进行纠错， 也能再现记录在EDC中的CPID而不会被擦除，从而可以保证足够的纠错能力 而不会实际地受到光盘上的任何划痕的影响。而且，因为ECC被附加到CPID 自身，所以可以增强对再现错误的稳健性。另一方面，当由盘播放器60播放作为内容信号的AV流时，从AV系统 65发送再现命令到系统计算机68。该系统计算机68将从调制解调电路63获 取地址信息，并让伺服电路66引导查找操作来将光学拾取器61的头移动到 所期望的地址。当接收到学拾取器61的再现信号时，RW电路62使用PLL或类似技术再 现ECC块中的信号。调制解调电路63解调、进行纠错并解扰所再现的调制信 息，然后进行错误检测检查，并将其作为图像再现位流发送到AV系统65。 AV系统65可以依赖于CPID的存在/不存在判断记录在光盘上的数字信号是 原始还是非法复制的数字信号。因此，仅当已经从CP ID解码器6 4发送了 CP ID 时，才能解码该图像再现位流并提供到外部。也可以采用这样一种模式该 图像再现位流被预先加密并且使用CPID解密该经加密的位流。在以上，已经参考附图、关于作为示例的本发明的某些优选实施方式详 细描述了本发明。然后，本领域普通技术人员应该理解，本发明不限于这些 实施方式，在不脱离附录的权利要求书中提出并限定的本发明的精神和范围 的情况下，可以以各种方式修改、替换性地构造或以各种其他形式实施本发 明。例如，已经在本发明的实施方式的上述描述中描述了基于在CPID位块中 的位信息重写附加到每个扇区中的用户数据的EDC。然而，可重写没有EDC 的用户数据。也就是说，可以重写用户数据和EDC的一部分，以使得在CPID 位块中的位信息例如是"1"时在扇区中检测到错误。此外，已经在本发明的实施方式的上述描述中描述了在导入区中的保留 区中记录诸如CPID之类的复制保护信息。然而，复制保护信息可以记录在导 出区的保留区中。
权利要求
1、一种在其中至少一预定信号被以扇区为基础记录在第一区域中的盘形记录介质，其中，该第一区域的每一个扇区都包括第一数据和基于该第一数据编码的错误检测码，并且根据第二数据中的位信息改变一部分错误检测码和/或该第一数据。
2、 根据权利要求1的盘形记录介质，其中，包括预定数量的扇区的每一个块都具有附加到其中的纠错码。
3、 根据权利要求1的盘形记录介质，其中，该第二数据包括特殊信息和 基于该特殊信息编码的纠错码。
4、 根据权利要求3的盘形记录介质，其中， 将内容信号以扇区为基础记录在第二区域中，并且 该特殊信息是用于该内容信号的复制保护的密钥信息。
5、 根据权利要求1的盘形记录介质，其中，该第二数据已经被混洗以置 换信息位置。
6、 根据权利要求1的盘形记录介质，其中，该第二数据已经被加扰以随 机化信息位。
7、 根据权利要求1的盘形记录介质，其中，该第一区域是导入或导出区。
8、 一种生产盘形记录介质的方法，包括步骤 附加错误检测码到第 一数据；通过根据第二数据中的位信息改变该错误检测码和/或该第 一数据的一 部分并在母盘的第一区域中记录由此而根据该第二数据中的该位信息改变过 的该第一数据和错误检测码作为每一扇区的信号来制作压模；并且使用该压模生产该盘形记录介质。
9、 一种记录盘的方法，包括步骤 附加错误检测码到第 一数据；根据第二数据中的位信息改变改变该错误检测码和/或该第 一数据的一 部分；并且在盘形记录介质的第 一 区域中记录由此而根据该第二数据中的该位信息 改变过的该第一数据和该错误检测码，作为每一扇区的信号。
10、 根据权利要求9的方法，其中，包括预定数量的扇区的每一个块都具有附加到其中的纠错码。
11、 根据权利要求9的方法，其中，该第二数据包括特殊信息和基于该 特殊信息编码的纠错码。
12、 根据权利要求ll的方法，其中，该特殊信息是用于记录在该盘形记 录介质的第二区域中的内容信号的复制保护的密钥信息。
13、 根据权利要求9的方法，其中，该第一区域是导入或导出区。
14、 一种盘记录装置，包括错误检测码附加部件，用于附加错误检测码到第一数据；改变部件，用于根据第二数据中的位信息改变该错误检测码和/或该第一 数据的一部分；以及记录部件，用于在盘形记录介质的第一区域中记录由此而根据该第二数 据中的该位信息改变过的该第一数据和错误检测码作为每一扇区的信号。
15 、 一种播放在其中至少 一预定信号被以扇区为基础记录在第 一 区域中 的盘形记录介质的盘重放方法，其中，该第一区域的每一个扇区都包括第一数据和基于该第一数据编码的错误 才企测码，根据第二数据中的位信息改变该错误检测码和/或该第 一数据的 一部分， 对该第 一数据的每一个扇区进行错误检测，并且 根据每一个扇区的错误检测的结果来恢复该第二数据。
16、 根据权利要求15的方法，其中，包括预定数量的扇区的每一个块都具有附加到其中的纠错码，每一块都被纠错，并且在纠错之后对每一扇区进行错误检测。
17、 根据权利要求15的方法，其中，该第二数据包括特殊信息和基于该 特殊信息编码的纠错码。
18、 根据权利要求17的方法，其中， 将内容信号以扇区为基础记录在第二区域中，并且 该特殊信息是用于内容信号的复制保护的密钥信息。
19、 根据权利要求15的方法，其中，该第一区域是导入或导出区。
20 、 一种播放在其中至少 一预定信号被以扇区为基础记录在第 一 区域中的盘形记录介质的盘重放装置，其中，该第 一 区域的每一个扇区都包括第 一数据和基于该第 一数据编码的错误 斗全测码，根据第二数据中的位信息改变该错误检测码和/或该第 一数据的 一部分， 提供错误检测部件来进行该第 一数据的每一个扇区的错误检测，并且 提供恢复部件来根据每一个扇区的错误检测的结果恢复该第二数据。
全文摘要
为了将特殊信息记录到盘形记录介质并在该特殊信息而没有对纠错能力的任何影响，将具有附加到其中的、经混洗或其他处理的纠错码的复制保护信息(CPID)作为CPID位块发送到EDC重写电路(14)。该EDC重写电路(14)根据CPID位块中的位信息、在每一个扇区中重写附加到用户数据的错误检测码。之后，加扰每个扇区中的数据，并用附加到其中的纠错码和同步信号调制包括多个扇区的ECC块。将已调信号记录在盘形记录介质的导入区的保留区。在再现期间，基于每个扇区的错误检测的结果来恢复CPID。
文档编号G11B20/00GK101278346SQ20068003637
公开日2008年10月1日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年9月30日
发明者保罗斯·G·P·韦詹伯格, 小林昭荣, 山上保, 巴特·范庞佩, 臼井诚, 高木裕司 申请人:索尼株式会社;松下电器产业株式会社;科尼克里耶克菲利浦电子有限公司