保護コードを備える光ディスク及びその保護コードを得るための方法並びにデータの読み出しのためのそれぞれの装置
【課題】保護コードを備える光ディスク及びその保護コードを得るための方法並びにデータの読み出しのためのそれぞれの装置を提供すること。
【解決手段】光ディスクは、基板層２と、その基板層２上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むピット／ランドデータ構造を有する読み出し専用のデータ層３と、そのデータ層上に配置される超解像構造を備える非線形層４とを含み、その制御データは、ディスクの逆回転を含むことによってのみ正しく読み出し可能である。制御データは、特に、ディスクのための保護コード、例えば、コピー防止コードを含み、その結果ディスクのユーザーデータは、制御データの読み出しの後でのみ読み出し可能である。
【解決手段】光ディスクは、基板層２と、その基板層２上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むピット／ランドデータ構造を有する読み出し専用のデータ層３と、そのデータ層上に配置される超解像構造を備える非線形層４とを含み、その制御データは、ディスクの逆回転を含むことによってのみ正しく読み出し可能である。制御データは、特に、ディスクのための保護コード、例えば、コピー防止コードを含み、その結果ディスクのユーザーデータは、制御データの読み出しの後でのみ読み出し可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板層と、その基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、そのデータ層上に配置される非線形層とを含む光ディスクであって、その制御データは、光ディスクのための保護コードを含む光ディスクに関する。本発明は、さらに、保護コードを得るための方法及びデータの読み出しのためのそれぞれの装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記憶媒体は、ピックアップ内に統合されている、例えば、レーザー及び光検出器を用いて光学的に読み出し可能な方法でデータを記憶する媒体である。光検出器は、記憶媒体のデータを読み出すときにレーザービームの反射光を検出するために使用される。その一方で、多種多様な光記憶媒体が周知であり、それらは、異なるレーザー波長で動作し、１ギガバイトより下から５０ギガバイト（ＧＢ）に至るまでの記憶容量を提供するために異なるサイズを有する。フォーマットは、オーディオＣＤ及びビデオＤＶＤなどの読み出し専用フォーマット、ＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒなどの追記型光媒体、並びにＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ及びＤＶＤ＋ＲＷのような書換え可能なフォーマットを含んでいる。デジタルデータは、媒体の１つ又は複数の層のトラックに沿ってこれらの媒体に記憶される。
【０００３】
最高データ容量を有する記憶媒体は、現在のところブルーレイディスク（ＢＤ）であり、そのディスクは、二重層ディスクに約５０ＧＢに至るまで記憶することを可能にする。ブルーレイディスクの読み出し及び書き込みのために、４０５ｎｍのレーザー波長及び０．８５の開口数を有する光ピックアップが使用される。ブルーレイディスクでは、３２０ｎｍのトラックピッチ及び２Ｔから８Ｔ又は９Ｔのマーク長が、使用され、ここでＴは、チャネルビット長であり、２Ｔは、１３８、１４９又は１６０ｎｍの最小マーク長と一致する。
【０００４】
アッベ（Ａｂｂｅ）理論によって述べられるような光学機器の回折限界は、約ラムダ／２ＮＡであり、それは、波長ラムダ＝４０５ｎｍ及び開口数ＮＡ＝０．８５を持つブルーレイ型ピックアップについては２３８ｎｍである。回折理論からのこの理論的最小限の検出可能な長さは、同じ長さを有するピット及びランドから形成されるパターン関数の周期に対応している。そのようなシステムの最小の検出可能な要素は、約ラムダ／４ＮＡの長さを有するピット又はランドであり、その長さは、ブルーレイ型ピックアップについては１２０ｎｍの長さと一致する。
【０００５】
超解像構造を備える新しい光記憶媒体は、ブルーレイディスクと比べて一次元で２から４倍だけ光記憶媒体のデータ密度を増加させる可能性を提示する。これは、非線形層を含むことによって可能であり、その非線形層は、光記憶媒体のデータ層上に置かれ、光記憶媒体からの読み出し又は光記憶媒体への書き込みのために使用される光スポットの有効サイズを著しく低減する。非線形層は、それがデータ層上に配置されるのでマスク層として理解でき、いくつかの特定材料については、レーザービームの高い強度の中心部分だけが、そのマスク層を貫通することができる。さらに、半導体材料、例えば、ＩｎＳｂが、非線形層として使用でき、その半導体材料は、焦点の合ったレーザービームの中心部分でより高い反射率を示し、その中心反射率は、対応するデータ層のピット構造に依存する。従って、超解像効果は、対応するピックアップのラムダ／４ＮＡの光学的解像限界より下のサイズを有する光ディスクのマークに記憶されるデータを記録し、読み出すことを可能にする。
【０００６】
いくつかの特定材料については、レーザービームの有効スポットサイズを低減する光学的効果は、データ層のマーク及びスペースと非線形層との間の近接場相互作用に基づくと推測されるので、非線形層は、しばしば、超解像近接場構造（Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ）層と呼ばれる。金属酸化物、高分子化合物又はＧｅＳｂＴｅもしくはＡｇＩｎＳｂＴｅを含む相変化層から形成される超解像近接場構造を含むＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ光ディスクは、周知である。
【０００７】
基板層と、その基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、そのデータ層上に配置される非線形層とを含む光ディスクであって、その制御データは、保護コードを含む光ディスクは、周知である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２１３６３６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、基板層と、その基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、そのデータ層上に配置される非線形層とを含む光ディスクであって、その制御データは、光ディスクのための保護コードを含む光ディスク及び保護コードを得るための方法並びにデータの読み出しのためのそれぞれの装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
光ディスクは、基板層と、その基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むピット／ランドデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、そのデータ層上に配置される超解像構造を備える非線形層とを含み、その制御データは、ディスクの逆回転を含むことによってのみ正しく読み出し可能である。制御データは、特に、ディスクのための保護コード、例えば、コピー防止コードを含み、その結果、ディスクのユーザーデータは、制御データの読み出しの後でのみ読み出し可能である。
【００１１】
光ディスクは、非線形層の超解像効果の特定の特徴を利用し、その特徴では、ある種のピット／ランドの並び、例えば、大きなピットに続く超解像ランド又はピットについては、超解像ピット及び／又はランドは、ディスクが逆回転しているときにのみ検出されるが、ディスクが正常方向に回転しているときには検出されない。制御データを含むディスクの領域を第１のステップでは順回転を使用し、第２のステップでは逆回転を使用して走査することによって、最小ピット及び／又はランドのいくつかが超解像効果の性質に起因して再生されないという点で異なる、第１及び第２のデータ信号が得られる。
【００１２】
制御データは、例えば、データの読み出しのためのピックアップの解像限界よりも上である大きなピット及びランドならびに解像限界より下である小さなピット及びランドを含み、ここで制御データの大きな及び小さなピットならびにランドは、制御データの正しい読み出しが、ユーザーデータの読み出しのためのディスク回転に対してディスク回転を逆にすることによってのみ可能であるように配列される。
【００１３】
好ましい実施形態では、大きなピット及びランドは、６Ｔ乃至８Ｔピット及びランドであり、小さなピット及びランドは、２Ｔ及び／又は３Ｔピットならびにランドであり、ここで制御データは少なくとも、２Ｔ及び／又は３Ｔランドを含み、その後に６Ｔ乃至８Ｔピット及び／又は６Ｔ乃至８Ｔランドが続き、その後に２Ｔ及び／又は３Ｔピットが続く。
【００１４】
本発明のさらなる態様では、非線形層は、制御データだけを覆い、データ層のユーザーデータを覆わない。従って、ユーザーデータの読み出しのために、超解像効果は、必要とされない。ユーザーデータのデータ構造は、例えば、ブルーレイディスク又はＤＶＤのデータ構造と一致してもよい。
【００１５】
光ディスクのデータを読み出すための装置は、ディスクからユーザーデータ及び生の制御データを読み出すためのピックアップと、光ディスクを順方向及び逆方向に回転させるためのモータ及びサーボ制御装置と、保護コードの計算のためのマイクロプロセッサとを含んでいる。有利には、誤り訂正は、保護コードの計算のために制御データを読み出すときは適用されない、又は５Ｔ乃至８Ｔピットに続く２Ｔ及び／又は３Ｔランド並びに／又は５Ｔ乃至８Ｔランドに続く２Ｔ及び／又は３Ｔピットを含まない誤り訂正は、適用される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保護コードを備える光ディスク及びその保護コードを得るための方法並びにデータの読み出しのためのそれぞれの装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の好ましい実施形態は、例として概略図面を参照して以下でより詳細に説明され、その図面は、以下に示す。
【図１】基板、データ層及び非線形層を含む層スタックを備える光ディスクの断面図である。
【図２】正常回転方向に回転している光ディスクの制御データの並びのデータ信号と光ディスクが逆方向に回転しているときの同じ制御データの並びについてのデータ信号との一緒の図である。
【図３】正常回転方向についての図２の制御データの並びのデータ信号と光ディスクが逆方向に回転しているときに得られる鏡映データ信号との一緒の図である。
【図４】小さな及び大きなピットの測定された相対振幅を描写する図である。
【図５】図２で示される測定結果を説明するための図である。
【図６】光ディスクの正常回転方向を使用するときに検出可能でないデータを含む制御データの並びのデータ信号の図である。
【図７】光ディスクの逆回転方向を使用する図６の制御データの並びについてのデータ信号の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、基板、データ層及び非線形層を含む層スタックを備える光ディスクの断面図で、光記憶媒体１が、簡略化された方法で断面で示されている。光記憶媒体１は、特に、読み出し専用（ＲＯＭ）光記憶ディスクである。基板２上には、反射金属層、例えば、アルミニウム層を含んでもよいデータ層３が配置されている。データ層３は、本質的に平行なトラック上に配列されるマーク及びスペースから成るデータ構造を有する。ＲＯＭディスクについては、マーク及びスペースは、ピット及びランドから成り、ピットは、データ層３を表わすために基板２の表面にモールド加工又はエンボス加工される。データ層３上には、第１誘電体層５が配置され、その第１誘電体層５上には、非線形層４が、超解像効果を利用するためのマスク層の機能を提供するために配置されている。非線形層４は、特に、超解像効果を提供するための超解像構造、例えば、超解像近接場構造（Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ）を含んでいる。
【００１９】
非線形層４上には、第２誘電体層６が配置されている。さらなる層として、カバー層７が、保護層として第２の誘電体層５上に配置されている。この実施形態では、データ層３のデータを読み出すために、レーザービームが、記憶媒体１の上部から加えられ、最初にカバー層７を貫通する。光記憶媒体１は、特に、ＤＶＤ及びＣＤと同様の外形寸法を有する光ディスクである。第１及び第２誘電体層５，６は、例えば、材料ＺｎＳ−ＳｉＯ2を含んでいる。基板２及びカバー層７は、ＤＶＤ及びＣＤから周知であるように、プラスチック材料から成ってもよい。記憶媒体１の層は、特に、層スタックとして配置されている。非線形層４は、超解像構造として、例えば、ＩＩＩ−Ｖ半導体族の半導体材料、例えば、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓもしくはＩｎＳｂ、又は相変化材料、例えば、カルコゲナイド材料を含んでいる。
【００２０】
超解像効果は、光記憶媒体のデータの読み出しのための対応する装置の光学的解像限界より下のサイズ、特に、長さを有するピットを検出することを可能にする。相変化材料を含み、また、半導体材料のような他の材料も含む光ディスクの超解像検出は、非線形層４の光学的特性の局所的な変化に関連することが実証されている。
【００２１】
最近の実験は、いくつかの状況については、データの読み出しのためのピックアップの解像限界より下の最少ピット及びランドは、それらが大きなランド、大きなピットにそれぞれ続くときは、超解像構造を含む光ディスクについて正しく復号できないことを示した。例えば、ピックアップの解像限界より下の長さを有するランドである２Ｔランドが、大きなピット、例えば、５Ｔ又は８Ｔピットに続くときは、２Ｔランドは、ピックアップによって検出されないことになる。光ディスク１についてのチャネルビット長Ｔは、例えば、４０ｎｍ又は５０ｎｍであり、従って２Ｔピット及び２Ｔランドは、８０ｎｍ又は１００ｎｍの長さを有する。
【００２２】
ピックアップの解像限界より下の長さを有する２Ｔ及び／又は３Ｔピットならびにランドは、それらが超解像効果を使用することによってのみ検出できるので、この文脈では超解像ピット及びランドと呼ばれることになる。ピックアップの解像限界より上の長さを有する５Ｔ乃至８Ｔピット及びランドは、例えば、ブルーレイディスクから周知であるように、検出のためには回折効果が有効であるので、この文脈では回折ピット及びランドと呼ばれる。この現象は、図２で見ることができ、その図２は、先行する大きな回折ピットから超解像ランドだけ離れている超解像ピットが検出できないことを示している。
【００２３】
図２は、正常回転方向に回転している光ディスクの制御データの並びのデータ信号と光ディスクが逆方向に回転しているときの同じ制御データの並びについてのデータ信号との一緒の図である。
【００２４】
図２のグラフ２１は、各々８０ｎｍの長さを有する交互に１０個のピットＳＰ１乃至ＳＰ１０及び１０個のランドＳＬ１乃至ＳＬ１０のデータの並びの検出を示し、そのピット及びランドには、４００ｎｍ回折ランドＤＬが先行し、後に４００ｎｍ回折ピットＤＰが続く。図示されるのは、時間ｔの関数としての振幅Ａである。レーザー出力は、２．８ｍＷである。データ構造は、超解像構造としてＩｎＳｂ層によって提供される非線形層を含む光ディスク上に配列される。図２からわかるように、回折ランドＤＬに続く第１の超解像ピットＳＰ１は、明瞭に解像され、また、超解像ピット及びランドの次の並びも、明瞭に解像される。最後の超解像ランドＳＬ１０の後には長さ４００ｎｍの回折ピットＤＰが続き、その回折ピットの後には同じサイズの回折ランドＤＬが続く。
【００２５】
しかし、ディスクが、超解像ピット及びランドの同じ並びを読み出すために逆方向に回転されるときは、状況は異なる。１０個の超解像ピット及びランドの並びは、先行する回折ピットＤＰの後に、超解像ランドＳＬ１から始まる。１０個の超解像ピット及びランドの並びは、超解像ピットＳＰ１０と一致して終わり、後に回折ランドＤＬが続く。逆方向でデータを読み出すときにピックアップで得られるデータ信号、グラフ２２は、グラフ２１のデータ信号と対応させて図２で表示される。図２からわかるように、グラフ２２の最後の回折ピットＤＰの後には、超解像ランドＳＬ１が続いているので、信号振幅は、上昇しているが、その後の超解像ピットＳＰ１は、解像されない。次の超解像ランドＳＬ２だけが、解像され、また、その後の超解像ピット及びランドも解像される。
【００２６】
これは、驚くべき効果であり、なぜなら大きな回折ランドＤＬに続く超解像ピットＳＰ１は、グラフ２１によって示されるように明瞭に解像されるが、大きな回折ピットＤＰに続く超解像ピットＳＰ１は、グラフ２２によると解像されないからである。それに応じて、また、回折ピットＤＰと超解像ピットＳＰ１との間の超解像ランドＳＬ１も、検出されない。正常回転方向は、特に、ユーザーデータの読み出しに使用されるディスク回転であり、この実施形態では反時計方向回転であり、逆回転方向は、時計方向回転である。
【００２７】
図３は、正常回転方向についての図２の制御データの並びのデータ信号と光ディスクが逆方向に回転しているときに得られる鏡映データ信号との一緒の図である。
【００２８】
グラフ２２のグラフ２１とのより良い比較のために、図３では、グラフ２２は、振幅に関して鏡映されて、グラフ２１と一緒に表示され、その結果、グラフ２１のピット及びランドの信号は、グラフ２２の信号と一致する。図３のグラフ２２は、大きな回折ピットに続く第１の超解像ピット及び第１の超解像ランドが、ピックアップによって検出されないことを確認する。超解像ランドＳＬ２及び超解像ピットＳＰ２は、検出され、またその後の超解像ピットＳＰ３〜ＳＰ１０及び超解像ランドＳＬ３〜ＳＬ１０も、検出される。
【００２９】
この効果の理由の１つは、超解像ピット及びランドについてピックアップによって得られるデータ信号が、回折ピット及びランドについて得られるデータ信号に対して非常に小さいことである。
【００３０】
図４は、小さな及び大きなピットの測定された相対振幅を描写する図である。小さな及び大きなピットの相対振幅が、測定されて、図４で表示され、その図４は、ピット長Ｌの関数としてピットの解像度Ｒを示している。この解像度は、この文脈では６００ｎｍの長さを有するピットの振幅で割られた、所与の長さのピットの振幅として定義される。調べられたのは、１００ｎｍの最小ピット長から始まり、６００ｎｍの最大ピット長に至るまで５０ｎｍの階段状に増加するピット長を持つピットを含むピットである。ピットは、非線形層の超解像材料としてＩｎＳｂを含む超解像光ディスク上に配列される。
【００３１】
グラフ４１は、０．８ｍＷのレーザー出力を使用するときに得られるピットの解像度を示し、そのレーザー出力は、非線形層の超解像効果を提供するのに十分ではない。グラフ４２は、１．８ｍＷのレーザー出力を使用するときの同じピットの解像度を示し、そのレーザー出力は、超解像効果を提供するのに十分である。図４でわかるように、超解像効果は、ピックアップの解像限界ぐらいである１５０ｎｍのピット長より下で有効であるだけでなく、またより大きなピット長についても有効である。さらに、１００ｎｍのピット長については、解像度Ｒは、１．８ｍＷのレーザー出力の場合でさえ、より大きなピットと比較して非常に小さく、従って１００ｎｍ長以下の超解像ピット及びランドについて得られるデータ信号の振幅は、それに応じて非常に小さい。これらの測定に、また図２及び図５乃至図７の他の測定にも使用されるピックアップは、４０５ｎｍのレーザー波長及び開口数ＮＡ＝０．８５を有するブルーレイ型ピックアップである。このピックアップの解像限界は、回折理論によるとそれに応じて約１２０ｎｍのマーク長であり、マーク長は、ここではランド又はピット長のことである。
【００３２】
さらに、超解像効果を説明するためのシミュレーションは、超解像効果が主として、超解像ランドによって提供されること、及び超解像ピットが、超解像ランドに対して比較的小さな信号だけを提供することを示した。これは、なぜ大きな回折ピットに続く超解像ランド及びその後の超解像ピットが、図２のグラフ２２によって示されるように検出されないのかを説明する。
【００３３】
図５は、図２で示される測定結果を説明するための図である。
この効果は、図５に関してより詳細に説明される。グラフ５１は、図２及び図３のグラフ２１と同様の、先行する回折ランドＤＬと後に続く回折ピットＤＰとの間に配列された１０個の超解像ピット及び１０個の超解像ランドの並びを示す。相違点としては、超解像ピット及びランドの長さは、各々１００ｎｍであり、回折ピット及びランドの長さは、各々４００ｎｍである。図５のグラフ５２は、これらのピット及びランドについてだが、光ディスクの逆回転を使用するデータ信号を示す。この場合もまた、回折ピットＤＰに続く第１の超解像ランド及び第１の超解像ピットは、図２と一致して、逆方向でのデータ読み出しの間は解像されないが、その後の超解像ピット及びランドだけは、解像される。
【００３４】
加えて、図５で示されるのは、回折ピットのサイズＤＰＳ及び超解像ピットのサイズＳＰＳである。また、ピット及びランドについての対応する反射率も、回折効果及び超解像効果から生じるように、矢印によって示される。第１の回折ピットＤＰは、グラフ５１では、低反射率１０を提供し、その後の回折ランドＤＬは、高反射率１１を提供する。回折ランドＤＬについては、また、図４に従って超解像効果によって加えて提供される反射率１２も示される。超解像ランドもまた、より高い反射率１３を有し、超解像ピットは、より低い反射率１４を有するが、しかし、超解像ピットについては、反射率１４は、超解像ランドのデータ信号と比較してデータ信号へのはるかにより小さい寄与だけを提供する。これは、なぜ回折ランドＤＬの後の第１の超解像ランドがグラフ５１で明瞭に解像され、従ってまた回折ランドＤＬの後の第１の超解像ピットも明瞭に解像されるのかを説明する。
【００３５】
しかし、ディスクが逆方向に回転されるときは、状況が異なり、グラフ５２となる。サイズＤＰＳの回折ピットＤＰは、反射率１５を提供する。この回折ピットＤＰに続く第１の超解像ランドは、データ信号の振幅の上昇につながる大きな信号寄与１６を提供するが、その後の超解像ピットは、先行する超解像ランドの信号寄与に対して小さな信号寄与１７だけを提供する。従って、データ信号の振幅は、なお増加し続け、その結果超解像データの並びの第１の超解像ランド及びそれに応じてまた第１の超解像ピットも、グラフ５２によるとピックアップによって検出されない。反射率１８を有するその後の超解像ランド及び反射率１９を有するその後の超解像ピットだけが検出される。
【００３６】
これは、保護コード、例えば、コピー防止コードの機能を有する制御コードをディスクに含むことを可能にする。超解像ランドＳＬ１、例えば、２Ｔ又は３Ｔランドは、それが、回折ピットである大きなピットＤＰ、例えば、５Ｔ乃至８Ｔピットに続くときは検出できない。また、大きなピットの後の超解像ランドＳＬ１に続く超解像ピットＳＰ１、例えば、２Ｔ又は３Ｔピットも、図６でより詳細に示されるように検出されない。
【００３７】
図６は、光ディスクの正常回転方向を使用するときに検出可能でないデータを含む制御データの並びのデータ信号の図である。また、図７は、光ディスクの逆回転方向を使用する図６の制御データの並びについてのデータ信号の図である。
【００３８】
ディスクの回転方向が、逆回転に変えられるときは、小さなランドＳＬ１は、図７で示されるように、回折ピットＤＰに先行している。従って、図６でのディスクの正常回転の間は復号できないデータは、ディスクの逆回転を使用するときは明瞭に復号できる。従って、この種のデータの並びを使用することによって、ディスクの正常回転だけを使用することによって読み出すことができないいくらかのコードを、ディスク上で制御データ内に隠すことができる。制御データは特に、光ディスクのユーザーデータを読み出すために必要なすべての情報を含んでいる。ユーザーデータは、ユーザーが求める情報データ、例えば、映画又はコンピュータゲームを含んでいる。
【００３９】
光ディスクの読み出しのための装置は、ユーザーデータ及び制御データの読み出しのためのピックアップと、保護コードを計算するためのマイクロプロセッサと、ディスクを順方向及び逆方向に回転させることを可能にするモータ及びそれぞれのサーボ制御装置とを含んでいる。
【００４０】
制御データの読み出しのために、最初にディスクの保護コードが、検証されなければならない。保護コードを見いだすためには、保護コードを含む制御データは、第１のデータ信号を得るためにディスクの順回転を含む初回に読み出され、第２のデータ信号を得るためにディスクの逆回転を使用する２回目に読み出されなければならない。第１のデータ信号を第２のデータ信号と比較することによって、例えば、両方のデータ信号の減算又は加算を含む簡単な計算が使用されてもよいその計算によって、正しい保護コードが、得られる。保護コードが、例えば、装置のメモリに記憶されるコードと一致するときのみ、ユーザーデータは、装置によって読み出すことができる。
【００４１】
述べられるようなディスク及び装置を含むこのシステムの応用は、例えば、独占的システム、例えば、ゲーム機又は同様の応用のためである。
【００４２】
逆回転は、ディスクの制御データを得るために必要とされるので、ディスク読取り装置及び記録装置又は任意の他のディスクコピーステーションを含む現在のコンピュータは、最初のステップで制御データが復号されるときに、ユーザーデータにアクセスできるだけなので、ディスクをコピーできない。現在のシステムは、データの読み出しのためにディスクを逆方向に回転させることを許容しないので、これは、現在のシステムでは不可能である。保護コードは、大きな組の制御データ内に隠すことができ、ユーザーデータの始まりは、例えば、その制御データ又はユーザーデータの読み出しに必要な任意の他の制御データ内に含まれてもよいので、制御データは、また、単にコンピュータの処理能力を使用することによって又は試行錯誤によっても見いだせない。従って、制御データは有利には、ユーザーデータの前に、ディスクの内側トラック又は内側区画に配列される。従って、ユーザーデータは、制御データを読み出し、復号することなく見いだすことができない。
【００４３】
コンピュータが、順回転を使用することによって得られるようなディスクのデータの１：１コピーを単に提供することによってディスクをコピーするときには、コピーされたディスクは、制御データ内の隠されたデータを含まない。従って、コピーされたディスクが、応用に使用されるときには、装置は、第１のデータ信号を得るために順方向で及び第２のデータ信号を得るために逆回転方向で制御データを読み出すが、しかし、２つのデータ信号が比較されるとき、装置は、両方のデータ信号が同じであると、又は特に保護されたコードがディスクに含まれないと認識する。従って、本発明は、非常に有効なコピー防止モードを提供する。
【００４４】
制御データの読み出しのために、どんな欠落ピット及びランドも計算する誤り訂正は、もちろん、含むことができない。有利には、隠されたコードについては有効ではないが、制御データの残りの部分についてのみ有効である誤り訂正は、使用されてもよい。
【００４５】
超解像効果の特定の特徴が制御データを得るために使用されるので、完全な制御データの正しい読み出しのためには、超解像層が、必要とされる。従って、本発明のさらなる態様では、超解像層は、制御データだけを覆い、ユーザーデータを覆わなくてもよい。ユーザーデータは、例えば、現在のＤＶＤ又はブルーレイディスクから周知であるようなデータ構造と一致してもよい。従って、この種のコピー防止は、また、現在のゲーム機にも応用できる。それぞれの装置のサーボ制御装置及びマイクロプロセッサのソフトウェアだけが、ディスクの逆回転を含むことによって制御データを得るために変更されなければならず、また、超解像効果を応用するのに十分なレーザー出力を提供することを可能にするピックアップも、使用されなければならない。従って、光ディスクは、現在の光ディスクと同様に設計されてもよいが、しかし、ユーザーがディスクのユーザーデータを読み出すことをほとんど不可能にする制御データを含んでいる。
【００４６】
また、本発明の他の実施形態も、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって利用されてもよい。従って、本発明は、本明細書の後に添付される特許請求の範囲に存在する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板層と、その基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、そのデータ層上に配置される非線形層とを含む光ディスクであって、その制御データは、光ディスクのための保護コードを含む光ディスクに関する。本発明は、さらに、保護コードを得るための方法及びデータの読み出しのためのそれぞれの装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記憶媒体は、ピックアップ内に統合されている、例えば、レーザー及び光検出器を用いて光学的に読み出し可能な方法でデータを記憶する媒体である。光検出器は、記憶媒体のデータを読み出すときにレーザービームの反射光を検出するために使用される。その一方で、多種多様な光記憶媒体が周知であり、それらは、異なるレーザー波長で動作し、１ギガバイトより下から５０ギガバイト（ＧＢ）に至るまでの記憶容量を提供するために異なるサイズを有する。フォーマットは、オーディオＣＤ及びビデオＤＶＤなどの読み出し専用フォーマット、ＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒなどの追記型光媒体、並びにＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ及びＤＶＤ＋ＲＷのような書換え可能なフォーマットを含んでいる。デジタルデータは、媒体の１つ又は複数の層のトラックに沿ってこれらの媒体に記憶される。
【０００３】
最高データ容量を有する記憶媒体は、現在のところブルーレイディスク（ＢＤ）であり、そのディスクは、二重層ディスクに約５０ＧＢに至るまで記憶することを可能にする。ブルーレイディスクの読み出し及び書き込みのために、４０５ｎｍのレーザー波長及び０．８５の開口数を有する光ピックアップが使用される。ブルーレイディスクでは、３２０ｎｍのトラックピッチ及び２Ｔから８Ｔ又は９Ｔのマーク長が、使用され、ここでＴは、チャネルビット長であり、２Ｔは、１３８、１４９又は１６０ｎｍの最小マーク長と一致する。
【０００４】
アッベ（Ａｂｂｅ）理論によって述べられるような光学機器の回折限界は、約ラムダ／２ＮＡであり、それは、波長ラムダ＝４０５ｎｍ及び開口数ＮＡ＝０．８５を持つブルーレイ型ピックアップについては２３８ｎｍである。回折理論からのこの理論的最小限の検出可能な長さは、同じ長さを有するピット及びランドから形成されるパターン関数の周期に対応している。そのようなシステムの最小の検出可能な要素は、約ラムダ／４ＮＡの長さを有するピット又はランドであり、その長さは、ブルーレイ型ピックアップについては１２０ｎｍの長さと一致する。
【０００５】
超解像構造を備える新しい光記憶媒体は、ブルーレイディスクと比べて一次元で２から４倍だけ光記憶媒体のデータ密度を増加させる可能性を提示する。これは、非線形層を含むことによって可能であり、その非線形層は、光記憶媒体のデータ層上に置かれ、光記憶媒体からの読み出し又は光記憶媒体への書き込みのために使用される光スポットの有効サイズを著しく低減する。非線形層は、それがデータ層上に配置されるのでマスク層として理解でき、いくつかの特定材料については、レーザービームの高い強度の中心部分だけが、そのマスク層を貫通することができる。さらに、半導体材料、例えば、ＩｎＳｂが、非線形層として使用でき、その半導体材料は、焦点の合ったレーザービームの中心部分でより高い反射率を示し、その中心反射率は、対応するデータ層のピット構造に依存する。従って、超解像効果は、対応するピックアップのラムダ／４ＮＡの光学的解像限界より下のサイズを有する光ディスクのマークに記憶されるデータを記録し、読み出すことを可能にする。
【０００６】
いくつかの特定材料については、レーザービームの有効スポットサイズを低減する光学的効果は、データ層のマーク及びスペースと非線形層との間の近接場相互作用に基づくと推測されるので、非線形層は、しばしば、超解像近接場構造（Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ）層と呼ばれる。金属酸化物、高分子化合物又はＧｅＳｂＴｅもしくはＡｇＩｎＳｂＴｅを含む相変化層から形成される超解像近接場構造を含むＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ光ディスクは、周知である。
【０００７】
基板層と、その基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、そのデータ層上に配置される非線形層とを含む光ディスクであって、その制御データは、保護コードを含む光ディスクは、周知である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２１３６３６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、基板層と、その基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、そのデータ層上に配置される非線形層とを含む光ディスクであって、その制御データは、光ディスクのための保護コードを含む光ディスク及び保護コードを得るための方法並びにデータの読み出しのためのそれぞれの装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
光ディスクは、基板層と、その基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むピット／ランドデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、そのデータ層上に配置される超解像構造を備える非線形層とを含み、その制御データは、ディスクの逆回転を含むことによってのみ正しく読み出し可能である。制御データは、特に、ディスクのための保護コード、例えば、コピー防止コードを含み、その結果、ディスクのユーザーデータは、制御データの読み出しの後でのみ読み出し可能である。
【００１１】
光ディスクは、非線形層の超解像効果の特定の特徴を利用し、その特徴では、ある種のピット／ランドの並び、例えば、大きなピットに続く超解像ランド又はピットについては、超解像ピット及び／又はランドは、ディスクが逆回転しているときにのみ検出されるが、ディスクが正常方向に回転しているときには検出されない。制御データを含むディスクの領域を第１のステップでは順回転を使用し、第２のステップでは逆回転を使用して走査することによって、最小ピット及び／又はランドのいくつかが超解像効果の性質に起因して再生されないという点で異なる、第１及び第２のデータ信号が得られる。
【００１２】
制御データは、例えば、データの読み出しのためのピックアップの解像限界よりも上である大きなピット及びランドならびに解像限界より下である小さなピット及びランドを含み、ここで制御データの大きな及び小さなピットならびにランドは、制御データの正しい読み出しが、ユーザーデータの読み出しのためのディスク回転に対してディスク回転を逆にすることによってのみ可能であるように配列される。
【００１３】
好ましい実施形態では、大きなピット及びランドは、６Ｔ乃至８Ｔピット及びランドであり、小さなピット及びランドは、２Ｔ及び／又は３Ｔピットならびにランドであり、ここで制御データは少なくとも、２Ｔ及び／又は３Ｔランドを含み、その後に６Ｔ乃至８Ｔピット及び／又は６Ｔ乃至８Ｔランドが続き、その後に２Ｔ及び／又は３Ｔピットが続く。
【００１４】
本発明のさらなる態様では、非線形層は、制御データだけを覆い、データ層のユーザーデータを覆わない。従って、ユーザーデータの読み出しのために、超解像効果は、必要とされない。ユーザーデータのデータ構造は、例えば、ブルーレイディスク又はＤＶＤのデータ構造と一致してもよい。
【００１５】
光ディスクのデータを読み出すための装置は、ディスクからユーザーデータ及び生の制御データを読み出すためのピックアップと、光ディスクを順方向及び逆方向に回転させるためのモータ及びサーボ制御装置と、保護コードの計算のためのマイクロプロセッサとを含んでいる。有利には、誤り訂正は、保護コードの計算のために制御データを読み出すときは適用されない、又は５Ｔ乃至８Ｔピットに続く２Ｔ及び／又は３Ｔランド並びに／又は５Ｔ乃至８Ｔランドに続く２Ｔ及び／又は３Ｔピットを含まない誤り訂正は、適用される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保護コードを備える光ディスク及びその保護コードを得るための方法並びにデータの読み出しのためのそれぞれの装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の好ましい実施形態は、例として概略図面を参照して以下でより詳細に説明され、その図面は、以下に示す。
【図１】基板、データ層及び非線形層を含む層スタックを備える光ディスクの断面図である。
【図２】正常回転方向に回転している光ディスクの制御データの並びのデータ信号と光ディスクが逆方向に回転しているときの同じ制御データの並びについてのデータ信号との一緒の図である。
【図３】正常回転方向についての図２の制御データの並びのデータ信号と光ディスクが逆方向に回転しているときに得られる鏡映データ信号との一緒の図である。
【図４】小さな及び大きなピットの測定された相対振幅を描写する図である。
【図５】図２で示される測定結果を説明するための図である。
【図６】光ディスクの正常回転方向を使用するときに検出可能でないデータを含む制御データの並びのデータ信号の図である。
【図７】光ディスクの逆回転方向を使用する図６の制御データの並びについてのデータ信号の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、基板、データ層及び非線形層を含む層スタックを備える光ディスクの断面図で、光記憶媒体１が、簡略化された方法で断面で示されている。光記憶媒体１は、特に、読み出し専用（ＲＯＭ）光記憶ディスクである。基板２上には、反射金属層、例えば、アルミニウム層を含んでもよいデータ層３が配置されている。データ層３は、本質的に平行なトラック上に配列されるマーク及びスペースから成るデータ構造を有する。ＲＯＭディスクについては、マーク及びスペースは、ピット及びランドから成り、ピットは、データ層３を表わすために基板２の表面にモールド加工又はエンボス加工される。データ層３上には、第１誘電体層５が配置され、その第１誘電体層５上には、非線形層４が、超解像効果を利用するためのマスク層の機能を提供するために配置されている。非線形層４は、特に、超解像効果を提供するための超解像構造、例えば、超解像近接場構造（Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ）を含んでいる。
【００１９】
非線形層４上には、第２誘電体層６が配置されている。さらなる層として、カバー層７が、保護層として第２の誘電体層５上に配置されている。この実施形態では、データ層３のデータを読み出すために、レーザービームが、記憶媒体１の上部から加えられ、最初にカバー層７を貫通する。光記憶媒体１は、特に、ＤＶＤ及びＣＤと同様の外形寸法を有する光ディスクである。第１及び第２誘電体層５，６は、例えば、材料ＺｎＳ−ＳｉＯ2を含んでいる。基板２及びカバー層７は、ＤＶＤ及びＣＤから周知であるように、プラスチック材料から成ってもよい。記憶媒体１の層は、特に、層スタックとして配置されている。非線形層４は、超解像構造として、例えば、ＩＩＩ−Ｖ半導体族の半導体材料、例えば、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓもしくはＩｎＳｂ、又は相変化材料、例えば、カルコゲナイド材料を含んでいる。
【００２０】
超解像効果は、光記憶媒体のデータの読み出しのための対応する装置の光学的解像限界より下のサイズ、特に、長さを有するピットを検出することを可能にする。相変化材料を含み、また、半導体材料のような他の材料も含む光ディスクの超解像検出は、非線形層４の光学的特性の局所的な変化に関連することが実証されている。
【００２１】
最近の実験は、いくつかの状況については、データの読み出しのためのピックアップの解像限界より下の最少ピット及びランドは、それらが大きなランド、大きなピットにそれぞれ続くときは、超解像構造を含む光ディスクについて正しく復号できないことを示した。例えば、ピックアップの解像限界より下の長さを有するランドである２Ｔランドが、大きなピット、例えば、５Ｔ又は８Ｔピットに続くときは、２Ｔランドは、ピックアップによって検出されないことになる。光ディスク１についてのチャネルビット長Ｔは、例えば、４０ｎｍ又は５０ｎｍであり、従って２Ｔピット及び２Ｔランドは、８０ｎｍ又は１００ｎｍの長さを有する。
【００２２】
ピックアップの解像限界より下の長さを有する２Ｔ及び／又は３Ｔピットならびにランドは、それらが超解像効果を使用することによってのみ検出できるので、この文脈では超解像ピット及びランドと呼ばれることになる。ピックアップの解像限界より上の長さを有する５Ｔ乃至８Ｔピット及びランドは、例えば、ブルーレイディスクから周知であるように、検出のためには回折効果が有効であるので、この文脈では回折ピット及びランドと呼ばれる。この現象は、図２で見ることができ、その図２は、先行する大きな回折ピットから超解像ランドだけ離れている超解像ピットが検出できないことを示している。
【００２３】
図２は、正常回転方向に回転している光ディスクの制御データの並びのデータ信号と光ディスクが逆方向に回転しているときの同じ制御データの並びについてのデータ信号との一緒の図である。
【００２４】
図２のグラフ２１は、各々８０ｎｍの長さを有する交互に１０個のピットＳＰ１乃至ＳＰ１０及び１０個のランドＳＬ１乃至ＳＬ１０のデータの並びの検出を示し、そのピット及びランドには、４００ｎｍ回折ランドＤＬが先行し、後に４００ｎｍ回折ピットＤＰが続く。図示されるのは、時間ｔの関数としての振幅Ａである。レーザー出力は、２．８ｍＷである。データ構造は、超解像構造としてＩｎＳｂ層によって提供される非線形層を含む光ディスク上に配列される。図２からわかるように、回折ランドＤＬに続く第１の超解像ピットＳＰ１は、明瞭に解像され、また、超解像ピット及びランドの次の並びも、明瞭に解像される。最後の超解像ランドＳＬ１０の後には長さ４００ｎｍの回折ピットＤＰが続き、その回折ピットの後には同じサイズの回折ランドＤＬが続く。
【００２５】
しかし、ディスクが、超解像ピット及びランドの同じ並びを読み出すために逆方向に回転されるときは、状況は異なる。１０個の超解像ピット及びランドの並びは、先行する回折ピットＤＰの後に、超解像ランドＳＬ１から始まる。１０個の超解像ピット及びランドの並びは、超解像ピットＳＰ１０と一致して終わり、後に回折ランドＤＬが続く。逆方向でデータを読み出すときにピックアップで得られるデータ信号、グラフ２２は、グラフ２１のデータ信号と対応させて図２で表示される。図２からわかるように、グラフ２２の最後の回折ピットＤＰの後には、超解像ランドＳＬ１が続いているので、信号振幅は、上昇しているが、その後の超解像ピットＳＰ１は、解像されない。次の超解像ランドＳＬ２だけが、解像され、また、その後の超解像ピット及びランドも解像される。
【００２６】
これは、驚くべき効果であり、なぜなら大きな回折ランドＤＬに続く超解像ピットＳＰ１は、グラフ２１によって示されるように明瞭に解像されるが、大きな回折ピットＤＰに続く超解像ピットＳＰ１は、グラフ２２によると解像されないからである。それに応じて、また、回折ピットＤＰと超解像ピットＳＰ１との間の超解像ランドＳＬ１も、検出されない。正常回転方向は、特に、ユーザーデータの読み出しに使用されるディスク回転であり、この実施形態では反時計方向回転であり、逆回転方向は、時計方向回転である。
【００２７】
図３は、正常回転方向についての図２の制御データの並びのデータ信号と光ディスクが逆方向に回転しているときに得られる鏡映データ信号との一緒の図である。
【００２８】
グラフ２２のグラフ２１とのより良い比較のために、図３では、グラフ２２は、振幅に関して鏡映されて、グラフ２１と一緒に表示され、その結果、グラフ２１のピット及びランドの信号は、グラフ２２の信号と一致する。図３のグラフ２２は、大きな回折ピットに続く第１の超解像ピット及び第１の超解像ランドが、ピックアップによって検出されないことを確認する。超解像ランドＳＬ２及び超解像ピットＳＰ２は、検出され、またその後の超解像ピットＳＰ３〜ＳＰ１０及び超解像ランドＳＬ３〜ＳＬ１０も、検出される。
【００２９】
この効果の理由の１つは、超解像ピット及びランドについてピックアップによって得られるデータ信号が、回折ピット及びランドについて得られるデータ信号に対して非常に小さいことである。
【００３０】
図４は、小さな及び大きなピットの測定された相対振幅を描写する図である。小さな及び大きなピットの相対振幅が、測定されて、図４で表示され、その図４は、ピット長Ｌの関数としてピットの解像度Ｒを示している。この解像度は、この文脈では６００ｎｍの長さを有するピットの振幅で割られた、所与の長さのピットの振幅として定義される。調べられたのは、１００ｎｍの最小ピット長から始まり、６００ｎｍの最大ピット長に至るまで５０ｎｍの階段状に増加するピット長を持つピットを含むピットである。ピットは、非線形層の超解像材料としてＩｎＳｂを含む超解像光ディスク上に配列される。
【００３１】
グラフ４１は、０．８ｍＷのレーザー出力を使用するときに得られるピットの解像度を示し、そのレーザー出力は、非線形層の超解像効果を提供するのに十分ではない。グラフ４２は、１．８ｍＷのレーザー出力を使用するときの同じピットの解像度を示し、そのレーザー出力は、超解像効果を提供するのに十分である。図４でわかるように、超解像効果は、ピックアップの解像限界ぐらいである１５０ｎｍのピット長より下で有効であるだけでなく、またより大きなピット長についても有効である。さらに、１００ｎｍのピット長については、解像度Ｒは、１．８ｍＷのレーザー出力の場合でさえ、より大きなピットと比較して非常に小さく、従って１００ｎｍ長以下の超解像ピット及びランドについて得られるデータ信号の振幅は、それに応じて非常に小さい。これらの測定に、また図２及び図５乃至図７の他の測定にも使用されるピックアップは、４０５ｎｍのレーザー波長及び開口数ＮＡ＝０．８５を有するブルーレイ型ピックアップである。このピックアップの解像限界は、回折理論によるとそれに応じて約１２０ｎｍのマーク長であり、マーク長は、ここではランド又はピット長のことである。
【００３２】
さらに、超解像効果を説明するためのシミュレーションは、超解像効果が主として、超解像ランドによって提供されること、及び超解像ピットが、超解像ランドに対して比較的小さな信号だけを提供することを示した。これは、なぜ大きな回折ピットに続く超解像ランド及びその後の超解像ピットが、図２のグラフ２２によって示されるように検出されないのかを説明する。
【００３３】
図５は、図２で示される測定結果を説明するための図である。
この効果は、図５に関してより詳細に説明される。グラフ５１は、図２及び図３のグラフ２１と同様の、先行する回折ランドＤＬと後に続く回折ピットＤＰとの間に配列された１０個の超解像ピット及び１０個の超解像ランドの並びを示す。相違点としては、超解像ピット及びランドの長さは、各々１００ｎｍであり、回折ピット及びランドの長さは、各々４００ｎｍである。図５のグラフ５２は、これらのピット及びランドについてだが、光ディスクの逆回転を使用するデータ信号を示す。この場合もまた、回折ピットＤＰに続く第１の超解像ランド及び第１の超解像ピットは、図２と一致して、逆方向でのデータ読み出しの間は解像されないが、その後の超解像ピット及びランドだけは、解像される。
【００３４】
加えて、図５で示されるのは、回折ピットのサイズＤＰＳ及び超解像ピットのサイズＳＰＳである。また、ピット及びランドについての対応する反射率も、回折効果及び超解像効果から生じるように、矢印によって示される。第１の回折ピットＤＰは、グラフ５１では、低反射率１０を提供し、その後の回折ランドＤＬは、高反射率１１を提供する。回折ランドＤＬについては、また、図４に従って超解像効果によって加えて提供される反射率１２も示される。超解像ランドもまた、より高い反射率１３を有し、超解像ピットは、より低い反射率１４を有するが、しかし、超解像ピットについては、反射率１４は、超解像ランドのデータ信号と比較してデータ信号へのはるかにより小さい寄与だけを提供する。これは、なぜ回折ランドＤＬの後の第１の超解像ランドがグラフ５１で明瞭に解像され、従ってまた回折ランドＤＬの後の第１の超解像ピットも明瞭に解像されるのかを説明する。
【００３５】
しかし、ディスクが逆方向に回転されるときは、状況が異なり、グラフ５２となる。サイズＤＰＳの回折ピットＤＰは、反射率１５を提供する。この回折ピットＤＰに続く第１の超解像ランドは、データ信号の振幅の上昇につながる大きな信号寄与１６を提供するが、その後の超解像ピットは、先行する超解像ランドの信号寄与に対して小さな信号寄与１７だけを提供する。従って、データ信号の振幅は、なお増加し続け、その結果超解像データの並びの第１の超解像ランド及びそれに応じてまた第１の超解像ピットも、グラフ５２によるとピックアップによって検出されない。反射率１８を有するその後の超解像ランド及び反射率１９を有するその後の超解像ピットだけが検出される。
【００３６】
これは、保護コード、例えば、コピー防止コードの機能を有する制御コードをディスクに含むことを可能にする。超解像ランドＳＬ１、例えば、２Ｔ又は３Ｔランドは、それが、回折ピットである大きなピットＤＰ、例えば、５Ｔ乃至８Ｔピットに続くときは検出できない。また、大きなピットの後の超解像ランドＳＬ１に続く超解像ピットＳＰ１、例えば、２Ｔ又は３Ｔピットも、図６でより詳細に示されるように検出されない。
【００３７】
図６は、光ディスクの正常回転方向を使用するときに検出可能でないデータを含む制御データの並びのデータ信号の図である。また、図７は、光ディスクの逆回転方向を使用する図６の制御データの並びについてのデータ信号の図である。
【００３８】
ディスクの回転方向が、逆回転に変えられるときは、小さなランドＳＬ１は、図７で示されるように、回折ピットＤＰに先行している。従って、図６でのディスクの正常回転の間は復号できないデータは、ディスクの逆回転を使用するときは明瞭に復号できる。従って、この種のデータの並びを使用することによって、ディスクの正常回転だけを使用することによって読み出すことができないいくらかのコードを、ディスク上で制御データ内に隠すことができる。制御データは特に、光ディスクのユーザーデータを読み出すために必要なすべての情報を含んでいる。ユーザーデータは、ユーザーが求める情報データ、例えば、映画又はコンピュータゲームを含んでいる。
【００３９】
光ディスクの読み出しのための装置は、ユーザーデータ及び制御データの読み出しのためのピックアップと、保護コードを計算するためのマイクロプロセッサと、ディスクを順方向及び逆方向に回転させることを可能にするモータ及びそれぞれのサーボ制御装置とを含んでいる。
【００４０】
制御データの読み出しのために、最初にディスクの保護コードが、検証されなければならない。保護コードを見いだすためには、保護コードを含む制御データは、第１のデータ信号を得るためにディスクの順回転を含む初回に読み出され、第２のデータ信号を得るためにディスクの逆回転を使用する２回目に読み出されなければならない。第１のデータ信号を第２のデータ信号と比較することによって、例えば、両方のデータ信号の減算又は加算を含む簡単な計算が使用されてもよいその計算によって、正しい保護コードが、得られる。保護コードが、例えば、装置のメモリに記憶されるコードと一致するときのみ、ユーザーデータは、装置によって読み出すことができる。
【００４１】
述べられるようなディスク及び装置を含むこのシステムの応用は、例えば、独占的システム、例えば、ゲーム機又は同様の応用のためである。
【００４２】
逆回転は、ディスクの制御データを得るために必要とされるので、ディスク読取り装置及び記録装置又は任意の他のディスクコピーステーションを含む現在のコンピュータは、最初のステップで制御データが復号されるときに、ユーザーデータにアクセスできるだけなので、ディスクをコピーできない。現在のシステムは、データの読み出しのためにディスクを逆方向に回転させることを許容しないので、これは、現在のシステムでは不可能である。保護コードは、大きな組の制御データ内に隠すことができ、ユーザーデータの始まりは、例えば、その制御データ又はユーザーデータの読み出しに必要な任意の他の制御データ内に含まれてもよいので、制御データは、また、単にコンピュータの処理能力を使用することによって又は試行錯誤によっても見いだせない。従って、制御データは有利には、ユーザーデータの前に、ディスクの内側トラック又は内側区画に配列される。従って、ユーザーデータは、制御データを読み出し、復号することなく見いだすことができない。
【００４３】
コンピュータが、順回転を使用することによって得られるようなディスクのデータの１：１コピーを単に提供することによってディスクをコピーするときには、コピーされたディスクは、制御データ内の隠されたデータを含まない。従って、コピーされたディスクが、応用に使用されるときには、装置は、第１のデータ信号を得るために順方向で及び第２のデータ信号を得るために逆回転方向で制御データを読み出すが、しかし、２つのデータ信号が比較されるとき、装置は、両方のデータ信号が同じであると、又は特に保護されたコードがディスクに含まれないと認識する。従って、本発明は、非常に有効なコピー防止モードを提供する。
【００４４】
制御データの読み出しのために、どんな欠落ピット及びランドも計算する誤り訂正は、もちろん、含むことができない。有利には、隠されたコードについては有効ではないが、制御データの残りの部分についてのみ有効である誤り訂正は、使用されてもよい。
【００４５】
超解像効果の特定の特徴が制御データを得るために使用されるので、完全な制御データの正しい読み出しのためには、超解像層が、必要とされる。従って、本発明のさらなる態様では、超解像層は、制御データだけを覆い、ユーザーデータを覆わなくてもよい。ユーザーデータは、例えば、現在のＤＶＤ又はブルーレイディスクから周知であるようなデータ構造と一致してもよい。従って、この種のコピー防止は、また、現在のゲーム機にも応用できる。それぞれの装置のサーボ制御装置及びマイクロプロセッサのソフトウェアだけが、ディスクの逆回転を含むことによって制御データを得るために変更されなければならず、また、超解像効果を応用するのに十分なレーザー出力を提供することを可能にするピックアップも、使用されなければならない。従って、光ディスクは、現在の光ディスクと同様に設計されてもよいが、しかし、ユーザーがディスクのユーザーデータを読み出すことをほとんど不可能にする制御データを含んでいる。
【００４６】
また、本発明の他の実施形態も、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって利用されてもよい。従って、本発明は、本明細書の後に添付される特許請求の範囲に存在する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板層と、
該基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むピット／ランドデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、
該データ層上に配置される超解像構造を備える非線形層とを含む光ディスクであって、
前記制御データは、前記光ディスクの逆回転を含むことによってのみ正しく読み出し可能であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】
前記制御データは、前記光ディスクのための保護コードを含み、前記ユーザーデータは、前記制御データの読み出し及び前記保護コードの抽出の後でのみ読み出し可能であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
【請求項３】
前記制御データは、前記ユーザーデータの前に前記光ディスクの内側トラック又は内側区画に配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク。
【請求項４】
前記制御データは、
前記データの読み出しのためのピックアップの解像限界より上である大きなピット（ＤＰ）及びランド（ＤＬ）と、
前記ピックアップの前記解像限界より下である小さなピット（ＳＰ１）及びランド（ＳＬ１）とを含み、
前記制御データの前記大きな及び小さなピットならびにランドは、前記制御データの正しい読み出しが、前記ユーザーデータの読み出しのための前記ディスク回転に対して前記光ディスク回転を逆にすることによってのみ可能であるように配列されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の光ディスク。
【請求項５】
前記大きなピット及びランドは、５Ｔ乃至８Ｔピット及びランドであり、前記小さなピット及びランドは、２Ｔ及び／又は３Ｔピットならびにランドであり、前記制御データは少なくとも、５Ｔ乃至８Ｔピットに続く２Ｔ及び／もしくは３Ｔランド、ならびに／又は２Ｔ及び／もしくは３Ｔピットが後に続く５Ｔ乃至８Ｔランドを含むことを特徴とする請求項４に記載の光ディスク。
【請求項６】
前記非線形層は、前記超解像構造として、例えば、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓもしくはＩｎＳｂのＩＩＩ−Ｖ半導体族の半導体材料、又は、例えば、カルコゲナイド材料の相変化材料を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光ディスク。
【請求項７】
前記非線形層は、前記制御データだけを覆い、前記データ層の前記ユーザーデータを覆わないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光ディスク。
【請求項８】
前記ピックアップの前記解像限界は、ラムダ／２ＮＡとして定義され、ラムダは、レーザー波長であり、ＮＡは、前記ピックアップの開口数であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光ディスク。
【請求項９】
前記非線形層上のカバー層と、前記非線形層と前記データ層との間に配置される第１誘電体層と、前記非線形層と前記カバー層との間に配置される第２誘電体層とを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光ディスク。
【請求項１０】
基板層と、該基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むピット／ランドデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、該データ層上に配置される超解像構造を備える非線形層とを含む光ディスクからデータを読み出すためのデータ読み出し方法であって、
第１のデータ信号を得るために前記光ディスクを順方向に回転させることによって前記制御データを読み出すステップと、
第２のデータ信号を得るために前記光ディスクを逆方向に回転させることによって前記制御データを読み出すステップと、
前記第１のデータ信号及び前記第２のデータ信号から前記光ディスクのための保護コードを計算するステップと
を含むことを特徴とするデータ読み出し方法。
【請求項１１】
前記光ディスクの超解像効果を利用するためのしきいより上である、前記制御データの読み出しのためのレーザー出力を使用するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載のデータ読み出し方法。
【請求項１２】
前記光ディスクのコピー防止のため又は読み出し防止のために前記保護コードを使用するステップを含み、
前記保護コードは、前記第１のデータ信号及び前記第２のデータ信号の差、合計、又は任意の数学的組合せを考慮に入れることによって計算されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のデータ読み出し方法。
【請求項１３】
前記光ディスクは、請求項１乃至９のいずれかに記載の光ディスクであることを特徴とする請求項１０，１１又は１２に記載のデータ読み出し方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれかに記載の方法を適用するために、光ディスクのデータを読み出すためのピックアップと、前記保護コードの前記計算のためのマイクロプロセッサと、前記光ディスクを順方向及び逆方向に回転させるためのモータ及びサーボ制御装置とを含むことを特徴とするデータ読み出し装置。
【請求項１５】
誤り訂正は、前記保護コードの前記計算のために前記制御データを読み出すときは適用されない、又は５Ｔ乃至８Ｔピットに続く２Ｔ及び／もしくは３Ｔランドならびに／又は５Ｔ乃至８Ｔランドに続く２Ｔ及び／もしくは３Ｔピットを含まない誤り訂正は、適用されることを特徴とする請求項１４に記載のデータ読み出し装置。
【請求項１】
基板層と、
該基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むピット／ランドデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、
該データ層上に配置される超解像構造を備える非線形層とを含む光ディスクであって、
前記制御データは、前記光ディスクの逆回転を含むことによってのみ正しく読み出し可能であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】
前記制御データは、前記光ディスクのための保護コードを含み、前記ユーザーデータは、前記制御データの読み出し及び前記保護コードの抽出の後でのみ読み出し可能であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
【請求項３】
前記制御データは、前記ユーザーデータの前に前記光ディスクの内側トラック又は内側区画に配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク。
【請求項４】
前記制御データは、
前記データの読み出しのためのピックアップの解像限界より上である大きなピット（ＤＰ）及びランド（ＤＬ）と、
前記ピックアップの前記解像限界より下である小さなピット（ＳＰ１）及びランド（ＳＬ１）とを含み、
前記制御データの前記大きな及び小さなピットならびにランドは、前記制御データの正しい読み出しが、前記ユーザーデータの読み出しのための前記ディスク回転に対して前記光ディスク回転を逆にすることによってのみ可能であるように配列されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の光ディスク。
【請求項５】
前記大きなピット及びランドは、５Ｔ乃至８Ｔピット及びランドであり、前記小さなピット及びランドは、２Ｔ及び／又は３Ｔピットならびにランドであり、前記制御データは少なくとも、５Ｔ乃至８Ｔピットに続く２Ｔ及び／もしくは３Ｔランド、ならびに／又は２Ｔ及び／もしくは３Ｔピットが後に続く５Ｔ乃至８Ｔランドを含むことを特徴とする請求項４に記載の光ディスク。
【請求項６】
前記非線形層は、前記超解像構造として、例えば、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓもしくはＩｎＳｂのＩＩＩ−Ｖ半導体族の半導体材料、又は、例えば、カルコゲナイド材料の相変化材料を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光ディスク。
【請求項７】
前記非線形層は、前記制御データだけを覆い、前記データ層の前記ユーザーデータを覆わないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光ディスク。
【請求項８】
前記ピックアップの前記解像限界は、ラムダ／２ＮＡとして定義され、ラムダは、レーザー波長であり、ＮＡは、前記ピックアップの開口数であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光ディスク。
【請求項９】
前記非線形層上のカバー層と、前記非線形層と前記データ層との間に配置される第１誘電体層と、前記非線形層と前記カバー層との間に配置される第２誘電体層とを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光ディスク。
【請求項１０】
基板層と、該基板層上のトラックに配列されるユーザーデータ及び制御データを含むピット／ランドデータ構造を有する読み出し専用のデータ層と、該データ層上に配置される超解像構造を備える非線形層とを含む光ディスクからデータを読み出すためのデータ読み出し方法であって、
第１のデータ信号を得るために前記光ディスクを順方向に回転させることによって前記制御データを読み出すステップと、
第２のデータ信号を得るために前記光ディスクを逆方向に回転させることによって前記制御データを読み出すステップと、
前記第１のデータ信号及び前記第２のデータ信号から前記光ディスクのための保護コードを計算するステップと
を含むことを特徴とするデータ読み出し方法。
【請求項１１】
前記光ディスクの超解像効果を利用するためのしきいより上である、前記制御データの読み出しのためのレーザー出力を使用するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載のデータ読み出し方法。
【請求項１２】
前記光ディスクのコピー防止のため又は読み出し防止のために前記保護コードを使用するステップを含み、
前記保護コードは、前記第１のデータ信号及び前記第２のデータ信号の差、合計、又は任意の数学的組合せを考慮に入れることによって計算されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のデータ読み出し方法。
【請求項１３】
前記光ディスクは、請求項１乃至９のいずれかに記載の光ディスクであることを特徴とする請求項１０，１１又は１２に記載のデータ読み出し方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれかに記載の方法を適用するために、光ディスクのデータを読み出すためのピックアップと、前記保護コードの前記計算のためのマイクロプロセッサと、前記光ディスクを順方向及び逆方向に回転させるためのモータ及びサーボ制御装置とを含むことを特徴とするデータ読み出し装置。
【請求項１５】
誤り訂正は、前記保護コードの前記計算のために前記制御データを読み出すときは適用されない、又は５Ｔ乃至８Ｔピットに続く２Ｔ及び／もしくは３Ｔランドならびに／又は５Ｔ乃至８Ｔランドに続く２Ｔ及び／もしくは３Ｔピットを含まない誤り訂正は、適用されることを特徴とする請求項１４に記載のデータ読み出し装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２２７９８６（Ｐ２０１１−２２７９８６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−９１０１１（Ｐ２０１１−９１０１１）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５０１２６３８１０）トムソン ライセンシング (2,848)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ
【住所又は居所原語表記】１−５， ｒｕｅ Ｊｅａｎｎｅ ｄ’Ａｒｃ， ９２１３０ ＩＳＳＹ ＬＥＳ ＭＯＵＬＩＮＥＡＵＸ， Ｆｒａｎｃｅ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１０１１（Ｐ２０１１−９１０１１）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５０１２６３８１０）トムソン ライセンシング (2,848)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ
【住所又は居所原語表記】１−５， ｒｕｅ Ｊｅａｎｎｅ ｄ’Ａｒｃ， ９２１３０ ＩＳＳＹ ＬＥＳ ＭＯＵＬＩＮＥＡＵＸ， Ｆｒａｎｃｅ
【Ｆターム（参考）】
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