光ディスク装置における乱数データ発生装置、及び乱数データ発生方法
【課題】既存の回路を用いて品位のよい乱数データを生成する。
【解決手段】ピックアップヘッド１１から出力された信号を処理するヘッドアンプ１４と、ヘッドアンプ１４により処理された信号、例えばトラッキングエラー信号を増幅するサーボアンプ１８と、サーボアンプ１８により増幅された信号をデジタル化して特定のビット幅のデータを出力するＡ／Ｄコンバータ２４ａと、Ａ／Ｄコンバータ２４ａにより出力されるデータをもとに乱数データを生成する乱数生成部２４ｂを有する。乱数生成部２４ｂは、トラッキングエラー信号が出力される信号経路からホワイトノイズが出力されるタイミング、例えば電源投入直後に乱数データを生成する。
【解決手段】ピックアップヘッド１１から出力された信号を処理するヘッドアンプ１４と、ヘッドアンプ１４により処理された信号、例えばトラッキングエラー信号を増幅するサーボアンプ１８と、サーボアンプ１８により増幅された信号をデジタル化して特定のビット幅のデータを出力するＡ／Ｄコンバータ２４ａと、Ａ／Ｄコンバータ２４ａにより出力されるデータをもとに乱数データを生成する乱数生成部２４ｂを有する。乱数生成部２４ｂは、トラッキングエラー信号が出力される信号経路からホワイトノイズが出力されるタイミング、例えば電源投入直後に乱数データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置における乱数データ発生装置、及び乱数データ発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＳＳ（Content Scramble System）、ＡＡＣＳ（Advanced Access Control System）、ＣＰＲＭ（Content Protection For Recordable Media）、ＶＣＰＳ（Video Content Protection System）などのコンテンツ保護技術を使用する場合、光ディスク装置では、ホストとの機器認証の際に秘密鍵に対してスクランブルをかける（暗号化する）ための乱数データが必要となる。悪意のあるユーザーによるクラックを回避するため、この乱数データには再現性がないなどの品位が良いことが要求される。
【０００３】
従来、乱数データを発生する乱数発生器としては、ホワイトノイズのような物理現象によるランダムパルスを利用したものが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載された乱数発生器は、ノイズ源と、ノイズを増幅する増幅器と、基準パルス信号と、当該基準パルス信号を基準に、ノイズレベルに応じてランダムにパルス幅を変動するパルス幅変調回路と、当該パルス幅変調回路の出力パルスの「０」、「１」の状態と前記基準パルス信号の「０」、「１」の状態を対比して乱数データ「０」もしくは「１」を生成する乱数生成回路を有している。
【特許文献１】特開２００３−１５０３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の乱数発生器では、ホワイトノイズなどのランダムパルスを発生させるノイズ源や増幅回路などの回路を追加する必要があった。また、ノイズ源から発生されたホワイトノイズなど、微小な信号を増幅する必要があるため、乱数データを発生させるためだけに余分な電力消費が必要となっていた。
【０００５】
また、従来では、論理回路によって擬似乱数を生成する擬似乱数発生器もある。この擬似乱数発生回路では、追加回路が必要ないが、初期値に特別な工夫をしないかぎり乱数のパターンが毎回同じになってしまうなど品位としての問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、既存の回路を用いて品位のよい乱数データを生成することが可能な光ディスク装置における乱数データ発生装置、及び乱数データ発生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ピックアップヘッドから出力された信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された信号をデジタル化して特定のビット幅のデータを出力するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段により出力されるデータをもとに乱数データを生成する乱数データ生成手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光ディスク装置に設けられた既存の回路を利用して、再現性のない品位の良い乱数データを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるシステムの構成を示すブロック図である。
記録媒体としての光ディスク１０は、スパイラル状のトラックが形成されており、ディスクモータ３２（例えばスピンドルモータ）によって回転駆動される。
【００１０】
光ディスク１０に対するデータの記録、再生は、ピックアップヘッド（ＰＵＨ）１１（光ピックアップヘッド）から出力されるレーザ光によって行われる。ピックアップヘッド１１は、光ディスク１０のデータ読み取り面に対向する位置に、送りモータ２８によって光ディスク１０の半径方向に移動自在なように支持されている。
【００１１】
ピックアップヘッド１１には、レーザダイオード、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ１２、シリンドリカルレンズ、フォトディテクタ、レンズポジションセンサ、モニタダイオード等が含まれている。
【００１２】
また、ピックアップヘッド１１には、対物レンズ１２を直交する２方向に移動させる２軸アクチュエータ、すなわちフォーカシング方向（レンズの光軸方向）に移動させてフォーカスを調整するフォーカスアクチュエータ、対物レンズ１２をトッラキング方向（光ディスク１０の半径方向）に移動させてトラッキングを調整するトラッキングアクチュエータが設けられている。フォーカスアクチュエータは、ドライバ２０から出力されるフォーカス駆動信号により制御され、トラッキングアクチュエータは、ドライバ２２からのトラッキング駆動信号により制御される。
【００１３】
レーザダイオードは、コントローラ２４の制御のもとで、ＡＰＣ（Auto Power Control）３６により駆動されることによりレーザ光を出力する。レーザダイオードから出力されたレーザ光は、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ１２を介して光ディスク１０上に照射される。
【００１４】
光ディスク１０からの反射光は、対物レンズ１２、ビームスプリッタ、及びシリンカドリカルレンズを介して、フォトディテクタに導かれる。フォトディテクタは、例えば４分割されている。４分割されたフォトディテクタにより検知された信号は、所定の電圧値に増幅されてＲＦアンプ１３に出力される。
【００１５】
ＡＰＣ３６は、コントローラ２４の制御のもとでレーザダイオードを駆動するもので、レーザ出力のオン／オフ、再生時または記録時におけるレーザ光の強度を制御する。
【００１６】
レーザダイオードから出力されたレーザ光は、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ１２を介して光ディスク１０に照射される。光ディスク１０による反射されたレーザ光は、対物レンズ１２、ビームスプリッタ、及びシリンカドリカルレンズを介して、フォトディテクタ（フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）に導かれる。
【００１７】
ヘッドアンプ１４は、光ディスク装置に設けられた既存の回路であり、フォトディテクタからの信号を処理して出力するもので、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号（ＴＥ）、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号（ＦＥ）、例えば４分割されたフォトディテクタから出力される信号を加算したＲＦ信号または加算信号（フォーカス和信号）などを生成して出力する（詳細については後述する（図２参照））。
【００１８】
また、ヘッドアンプ１４から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥはサーボアンプ１６に出力され、トラッキングエラー信号ＴＥ（ＤＰＤ信号、ＰＰ信号）はサーボアンプ１８に出力される。
【００１９】
サーボアンプ１６は、ヘッドアンプ１４から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥを増幅し、ドライバ２０からピックアップヘッド１１のフォーカシングアクチュエータ（図示せず）に対してフォーカス駆動信号を出力させる。また、サーボアンプ１６により増幅された信号は、コントローラ２４のＡ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。
【００２０】
ドライバ２０から出力されるフォーカス駆動信号によりフォーカシングアクチュエータが駆動され、ピックアップヘッド１１から出力されるレーザ光が光ディスク１０の記録膜上にジャストフォーカスとなるようにフォーカスサーボが実行される。
【００２１】
サーボアンプ１８は、ヘッドアンプ１４から出力されるトラッキングエラー信号ＴＥを増幅し、ドライバ２２からピックアップヘッド１１のトラッキングアクチュエータ（図示せず）に対してトラッキング駆動信号を出力させる。また、サーボアンプ１８により増幅された信号は、コントローラ２４のＡ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。
【００２２】
ドライバ２２から出力されるトラッキング駆動信号によりトラッキングアクチュエータが駆動され、ピックアップヘッド１１から出力されるレーザ光が光ディスク１０上に形成されたトラック上を常にトレースするようにトラッキングサーボが実行される。
【００２３】
また、アンプ３８は、ヘッドアンプ１４から出力されるアナログ信号、例えばＲＦ信号、加算信号（フォーカス和信号）ＬＶＬ、あるいはウォブル信号などを増幅して、コントローラ２４のＡ／Ｄコンバータ２４ａに出力する。
【００２４】
なお、サーボアンプ１６，１８、アンプ３８は、光ディスク装置に設けられた既存の回路である。
【００２５】
コントローラ２４は、プロセッサやメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）を含んで構成されるもので、メモリに記憶された各種プログラムをプロセッサにより実行することで装置全体を総合的に制御する。コントローラ２４には、光ディスク１０に記録されるコンテンツの著作権保護のための機能が設けられる。コンテンツの著作権保護には、例えばＣＳＳ、ＡＡＣＳ、ＣＰＲＭ、ＶＣＰＳなどのコンテンツ保護技術が利用される。
【００２６】
コントローラ２４には、コンテンツ保護技術を利用した処理のために、Ａ／Ｄコンバータ２４ａ、乱数生成部２４ｂ、乱数処理部２４ｃ、コピープロテクション部２４ｄ、エンコーダ２４ｅ、及びデコーダ２４ｆが設けられている。
【００２７】
Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、ヘッドアンプ１４から出力される信号に応じた処理をコントローラ２４において実行するために設けられた既存の回路であり、ヘッドアンプ１４から出力されるアナログ信号を、アンプ（サーボアンプ１６，１８、あるいはアンプ３８）を介して入力してデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、例えば８ビット幅のデータを出力する。なお、Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、８ビット幅以外のデータ幅でデータを出力するものでも良い。
【００２８】
本実施形態における光ディスク装置において、例えばヘッドアンプ１４からトラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）が出力される信号経路を利用して乱数データを生成する場合、Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、サーボアンプ１８により増幅された信号を入力してＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換により生成されたデータを乱数生成部２４ｂに出力する。
【００２９】
乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される特定のビット幅のデータ（例えば８ビット）をもとに、コンテンツ保護技術において使用される鍵情報（例えば秘密鍵）の暗号化に必要な乱数データを生成する。
【００３０】
乱数処理部２４ｃは、乱数生成部２４ｂによって生成された乱数データを用いて、コンテンツ保護技術を利用した処理で使用される鍵情報を暗号化して暗号鍵を生成する。
【００３１】
コピープロテクション部２４ｄは、ＣＳＳ、ＡＡＣＳ、ＣＰＲＭ、ＶＣＰＳなどコンテンツ保護技術を用いて、光ディスク１０に記録されるコンテンツの著作権保護のための処理を実行する。コピープロテクション部２４ｄは、鍵情報を生成して乱数処理部２４ｃに出力することにより、乱数処理部２４ｃにより生成された暗号鍵を取得する。コピープロテクション部２４ｄは、乱数処理部２４ｃにより生成された暗号鍵を用いて、例えばホスト４０との間の機器認証処理を実行する。また、コピープロテクション部２４ｄは、暗号鍵をエンコーダ２４ｅあるいはデコーダ２４ｆに提供する。
【００３２】
エンコーダ２４ｅは、記録可能な光ディスク１０に対してコンテンツを記録する場合に、コピープロテクション部２４ｄから得られる暗号鍵を用いて、コンテンツデータを暗号化する。
【００３３】
デコーダ２４は、光ディスク１０に記録されたコンテンツを読み出す場合に、コピープロテクション部２４ｄから得られる暗号鍵を用いて、光ディスク１０から読み出された暗号化されたコンテンツデータをデコードする。
【００３４】
図２は、ピックアップヘッド１１のフォトディテクタ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）とヘッドアンプ１４の詳細な構成を示す図である。
４分割されたフォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにより検出された信号Ａ〜Ｄは、それぞれピックアップヘッド１１内に設けられた増幅器１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈにより、所定の電圧値となるように増幅される。
【００３５】
増幅器１１ｅから出力される信号Ａは、ヘッドアンプ１４内の加算器１４ａ，１４ｄに入力される。増幅器１１ｆから出力される信号Ｂは、加算器１４ｂ，１４ｃに入力される。増幅器１１ｇから出力される信号Ｃは、ヘッドアンプ１４内の加算器１４ａ，１４ｃに入力される。また、増幅器１１ｈから出力される信号Ｄは、ヘッドアンプ１４内の加算器１４ｂ，１４ｄに入力される。従って、加算器１４ａは、信号Ａと信号Ｃとが加算された、信号（Ａ＋Ｃ）を出力する。同様にして、加算器１４ｂは、信号（Ｂ＋Ｄ）を出力し、加算器１４ｃは信号（Ｂ＋Ｃ）を出力し、加算器１４ｄは信号（Ａ＋Ｄ）を出力する。
【００３６】
加算器１４ａから出力される信号（Ａ＋Ｃ）は、減算器１４ｅ、加算器１４ｈ、及びＨＰＦ（high pass filter）１４ｏに入力される。加算器１４ｂから出力される信号（Ｂ＋Ｄ）は、減算器１４ｅ、加算器１４ｈ、及びＨＰＦ１４ｐに入力される。加算器１４ｃから出力される信号（Ｂ＋Ｃ）は、減算器１４ｆ、加算器１４ｇに入力される。加算器１４ｄから出力される信号（Ａ＋Ｄ）は、減算器１４ｆ、加算器１４ｇに入力される。
【００３７】
減算器１４ｅは、加算器１４ａからの信号（Ａ＋Ｃ）から、加算器１４ｂからの信号（Ｂ＋Ｄ）を引いた信号を出力する。減算器１４ｅから出力された信号は、ＬＰＦ（low pass filter）１４ｓを介してフォーカスエラー信号（ＦＥ）として出力される。すなわち、フォーカスエラー信号ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）として生成される。
【００３８】
減算器１４ｆは、加算器１４ｄからの信号（Ａ＋Ｄ）から、加算器１４ｃからの信号（Ｂ＋Ｃ）を引いた信号を出力する。減算器１４ｆから出力された信号は、ＬＰＦ１４ｔを介してプッシュプル法によるトラッキングエラー信号（ＰＰ−ＴＥ）として出力される。すなわち、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号（ＰＰ−ＴＥ）＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）として生成される。
【００３９】
位相比較器１４ｑは、ＨＰＦ１４ｏを介して加算器１４ａから出力された信号（Ａ＋Ｃ）と、ＨＰＦ１４ｐを介して加算器１４ｂからの信号（Ｂ＋Ｄ）とを入力して、２つの信号の位相差を表す信号、すなわち信号（Ａ＋Ｃ）から信号（Ｂ＋Ｄ）を引いた信号を出力する。位相比較器１４ｑから出力された信号は、ＬＰＦ１４ｒを介して位相差法によるトラッキングエラー信号ＴＥ（ＤＰＤ（Deferential Phase Detection）−ＴＥ）として出力される。すなわち、位相差法によるトラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）＝φ（Ａ＋Ｃ）−φ（Ｂ＋Ｄ）として生成される。
【００４０】
加算器１４ｇは、加算器１４ｄから出力された信号（Ａ＋Ｄ）と加算器１４ｃから出力された信号（Ｂ＋Ｃ）とを加算して出力する。また、加算器１４ｈは、加算器１４ａから出力された信号（Ａ＋Ｃ）と加算器１４ｂから出力された信号（Ｂ＋Ｄ）とを加算して出力する。加算器１４ｉは、加算器１４ｇと加算器１４ｈから出力された信号を加算して出力する。すなわち、加算器１４ｉは、全てのフォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから出力された信号の全てを加算した信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を出力する。加算器１４ｉから出力された信号は、ＬＰＦ１４ｊを介して加算信号（フォーカス和信号）ＬＶＬ（以下、ＬＶＬ信号と称する）として出力される。また、加算器１４ｉから出力された信号は、ＨＰＦ１４ｋを介して情報信号ＲＦ（以下、ＲＦ信号と称する）として出力される。ＨＰＦ１４ｋを介して出力される信号は、振幅検波器１４ｌに入力される。振幅検波器１４ｌは、ＲＦ信号の振幅値を検知し、この振幅値に比例して変化するＲＦ振幅信号ＲＦＲＰを出力する。
【００４１】
振幅検波器１４ｌから出力されるＲＦ振幅信号は、比較器１４ｎに入力される。比較器１４ｎは、基準器１４ｍに予め設定されている基準値とＲＦ振幅信号のレベルとを比較し、基準値よりＲＦ振幅信号のレベルが高い場合に、ＲＦ検出信号ＳＩＧＤＥＴ（以下、ＳＩＧＤＥＴ信号と称する）を出力する。
【００４２】
以下、図面を参照しながら本実施例の動作について説明する。
本実施形態では、ヘッドアンプ１４からトラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）が出力される信号経路を利用し、この信号経路から出力されるホワイトノイズをもとに乱数データを生成する場合を例にして説明する。
【００４３】
光ディスク装置は、光ディスク１０に対してデータのリード／ライトを実行する場合の通常の動作時では、ヘッドアンプ１４から出力されるトラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）をサーボアンプ１８により増幅し、ドライバ２２を介してトラッキング駆動信号をピックアップヘッド１１に出力する。ピックアップヘッド１１のトラッキングアクチュエータは、トラック駆動信号に応じてトラッキングを調整する。
【００４４】
一方、光ディスク装置は、電源が投入された直後、すなわちＡＰＣ３６によりピックアップヘッド１１のレーザダイオードを駆動する前では、フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに全く光が入らない。
【００４５】
フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、全く光が入らない状態ではホワイトノイズを出力する。フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれから出力されるホワイトノイズは、図２に示すように、増幅器１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈにより増幅される。
【００４６】
ヘッドアンプ１４は、増幅器１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈにより増幅されたホワイトノイズに対して、図２に示すように、対角成分を加算（信号（Ａ＋Ｃ）、信号（Ｂ＋Ｄ））し、対角成分を加算した相関のない信号同士の移相差から信号を生成する。この結果、ヘッドアンプ１４は、ランダムノイズであるホワイトノイズを生成して出力することになる。
【００４７】
ヘッドアンプ１４は、トラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）を出力する信号経路から前述したようなホワイトノイズを出力する。ヘッドアンプ１４から出力されたホワイトノイズは、サーボアンプ１８により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、サーボアンプ１８により増幅された信号をＡ／Ｄ変換して、例えば８ビット幅のデータを乱数生成部２４ｂに出力する。
【００４８】
図３は、この方式により生成したＡ／Ｄコンバータ２４ａから出力される８ビットのデータの一例を示している。図３は、電源投入後に同じクロックタイミングで１００回測定（Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力されるデータの取得）した場合の各測定時の値を示している。図３に示すように、８ビットのデータが示す０〜２５６の値が再現性なく現れている。
【００４９】
乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａによりホワイトノイズをもとにしたデータが生成されると、このデータ（初期乱数データ）を用いて、コンテンツ保護技術において必要となる乱数データを生成する。
【００５０】
Ａ／Ｄコンバータ２４ａのビット幅が８ビットとすると、初期乱数データのビットと幅は、秘密鍵のスクランブル（暗号化）に要求される乱数データのビット幅よりも少ない。
【００５１】
このため、乱数生成部２４ｂは、乱数生成処理を実行して、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを用いて、秘密鍵のスクランブルに要求される乱数データを生成する。
【００５２】
図４は、第１の乱数生成処理を説明するためのフローチャートである。図５は、第１の乱数生成処理を説明するための図である。
【００５３】
乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから特定のビット幅（ここでは８ビット）の初期乱数データを取得すると（ステップＡ１）、この初期乱数データを接続して乱数データを生成する（ステップＡ２）。
【００５４】
ここで、乱数データに要求されるビット幅となっていなければ（ステップＡ３、Ｎｏ）、乱数生成部２４ｂは、さらに初期乱数データを接続して乱数データを生成する（ステップＡ２）。乱数生成部２４ｂは、図５に示すように、乱数データに要求されるビット幅となるまで初期乱数データを繰り返し接続する。
【００５５】
乱数生成部２４ｂは、初期乱数データを用いて乱数データの生成を完了すると（ステップＡ３、Ｙｅｓ）、この乱数データを乱数処理部２４ｃに出力する（ステップＡ４）。
【００５６】
このように、第１の乱数生成処理では、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを連続して接続することで乱数データを生成することができる。従って、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから品位の良い（再現性のない）初期乱数データが出力されるタイミングで取得された初期乱数データのみを利用することができる。
【００５７】
図６は、第２の乱数生成処理を説明するためのフローチャートである。図７は、第２の乱数生成処理を説明するための図である。
【００５８】
乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから特定のビット幅（ここでは８ビット）の初期乱数データを取得すると（ステップＢ１）、この初期乱数データを接続して乱数データを生成する（ステップＢ２）。
【００５９】
ここで、乱数データに要求されるビット幅となっていなければ（ステップＢ３、Ｎｏ）、乱数生成部２４ｂは、さらにＡ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを取得し（ステップＢ１）、同様にして、新たに取得された初期乱数データを接続して乱数データを生成する（ステップＢ２）。乱数生成部２４ｂは、図６に示すように、乱数データに要求されるビット幅となるまで、初期乱数データを取得し、これを繰り返し接続することで乱数データを生成する。
【００６０】
乱数生成部２４ｂは、初期乱数データを用いて乱数データの生成を完了すると（ステップＢ３、Ｙｅｓ）、この乱数データを乱数処理部２４ｃに出力する（ステップＢ４）。
【００６１】
このように、第２の乱数生成処理では、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを複数回取得し、複数の初期乱数データを連続して接続することで、再現性のない乱数データを生成することができる。
【００６２】
乱数処理部２４ｃは、コンテンツ保護技術を利用した処理で使用される鍵情報をコピープロテクション部２４ｄから取得し、乱数生成部２４ｂによって生成された乱数データを用いて鍵情報を暗号化して暗号鍵を生成する。
【００６３】
コピープロテクション部２４ｄは、乱数処理部２４ｃにより生成された暗号鍵を用いて、コンテンツ保護のための処理を実行する。
【００６４】
次に、乱数生成部２４ｂの別の構成例について説明する。
前述した説明では、乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力されたデータ（初期乱数データ）をそのまま用いて乱数データを生成しているが、初期乱数データをもとに擬似乱数データを生成する構成としても良い。
【００６５】
図８は、擬似乱数データを生成する乱数生成部２４ｂの構成を示すブロック図である。図８に示すように、乱数生成部２４ｂは、初期データをもとに擬似乱数データを生成する擬似乱数生成回路２４ｂ２と、Ａ／Ｄコンバータ２４ａにより出力される特定のビット幅のデータを複数接続して、擬似乱数生成回路２４ｂ２で用いられる初期データを生成する初期値生成部２４ｂ１が設けられている。擬似乱数生成回路２４ｂ２は、例えば論理回路の組み合わせにより構成されており、最初に入力される初期データをもとに擬似乱数データを発生する。
【００６６】
初期値生成部２４ｂ１は、例えば図４に示す第１乱数生成処理によって、擬似乱数生成回路２４ｂで用いられる初期データを生成する。すなわち、初期値生成部２４ｂ１は、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを複数シリアルに接続して、初期データを生成する。
【００６７】
擬似乱数生成回路２４ｂ２は、初期値生成部２４ｂ１により生成された初期データを入力し、擬似乱数データを生成して乱数処理部２４ｃに出力する。擬似乱数生成回路２４ｂ２は、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される再現性のない初期乱数データ（ホワイトノイズをもとにして生成されたデータ）を用いて擬似乱数データを生成する。従って、擬似乱数生成回路２４ｂ２から出力される擬似乱数データの乱数パターンが同じになることを回避できる。
【００６８】
このようにして、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される、ホワイトノイズをもとに生成される初期乱数データを、擬似乱数生成回路２４ｂ２の初期データとして使用することが可能となる。
【００６９】
なお、前述した説明では、トラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）が出力される信号経路を利用して、この信号経路から入力されたホワイトノイズをサーボアンプ１８により増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２４ａによりＡ／Ｄ変換して、乱数データを生成しているが、ヘッドアンプ１４から出力される他の信号の信号経路を用いて、乱数データを生成するように構成することも可能である。
【００７０】
例えば、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号（ＰＰ−ＴＥ）が出力される信号経路を利用することができる。トラッキングエラー信号（ＰＰ−ＴＥ）の信号経路は、トラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）と同様にして、サーボアンプ１８により増幅されて、Ａ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。
【００７１】
また、フォーカスエラー信号ＦＥが出力される信号経路を利用することができる。フォーカスエラー信号ＦＥは、サーボアンプ１６により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。ピックアップヘッド１１のレーザダイオードがＡＰＣ３６によって駆動されていない時、フォーカスエラー信号ＦＥの信号経路からホワイトノイズが出力される。この信号経路から入力されたホワイトノイズをサーボアンプ１６により増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２４ａによりＡ／Ｄ変換する。乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力されるデータを用いて乱数データを生成する。
【００７２】
同様にして、ヘッドアンプ１４から出力されるＲＦ信号、加算信号（フォーカス和信号）ＬＶＬ、あるいはウォブル信号など、その他のヘッドアンプ１４から出力される信号の信号経路を利用することができる。アンプ３８は、これらの信号経路から出力される信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２４ａに出力する。この信号経路からホワイトノイズが出力されるタイミングで、乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａによりＡ／Ｄ変換されたデータを用いて乱数データを生成することで、再現性のない品位の良い乱数データを生成することができる。
【００７３】
また、前述した説明では、光ディスク装置の電源投入直後のピックアップヘッド１１（フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）に光が入力されていないタイミングでＡ／Ｄコンバータ２４ａから出力されるデータをもとに、乱数データを生成するとしているが、電源投入直後に限るものではない。ヘッドアンプ１４からホワイトノイズが出力されるタイミングであれば、いつでも良い。
【００７４】
このようにして、何れの信号の信号経路を利用しても、光ディスク装置に設けられた既存の回路（ピックアップヘッド１１、ヘッドアンプ１４、サーボアンプ１６，１８、アンプ３８等）を使用するので、乱数データを生成するためだけの専用の回路、例えば雑音源とする回路などを追加することなく、再現性のない品位の良い乱数データを生成することができる。
【００７５】
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態におけるシステムの構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態におけるピックアップヘッド１１のフォトディテクタとヘッドアンプ１４の詳細な構成を示す図。
【図３】本実施形態におけるＡ／Ｄコンバータ２４ａから出力される８ビットのデータの一例を示す図。
【図４】本実施形態における第１の乱数生成処理を説明するためのフローチャート。
【図５】第１の乱数生成処理を説明するための図。
【図６】本実施形態における第２の乱数生成処理を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の乱数生成処理を説明するための図。
【図８】本実施形態における擬似乱数データを生成する乱数生成部２４ｂの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７７】
１０…光ディスク、１１…ピックアップヘッド（ＰＵＨ）、１２…対物レンズ、１４…ヘッドアンプ、１６，１８…サーボアンプ、２０，２２，２６…ドライバ、２４…コントローラ、２４ａ…Ａ／Ｄコンバータ、２４ｂ…乱数生成部、２４ｃ…乱数処理部、２４ｄ…コピープロテクション部、２４ｅ…エンコーダ、２４ｆ…デコーダ、２８…送りモータ、３０…モータ制御回路、３２…ディスクモータ、３６…ＡＰＣ、３８…アンプ、４０…ホスト。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置における乱数データ発生装置、及び乱数データ発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＳＳ（Content Scramble System）、ＡＡＣＳ（Advanced Access Control System）、ＣＰＲＭ（Content Protection For Recordable Media）、ＶＣＰＳ（Video Content Protection System）などのコンテンツ保護技術を使用する場合、光ディスク装置では、ホストとの機器認証の際に秘密鍵に対してスクランブルをかける（暗号化する）ための乱数データが必要となる。悪意のあるユーザーによるクラックを回避するため、この乱数データには再現性がないなどの品位が良いことが要求される。
【０００３】
従来、乱数データを発生する乱数発生器としては、ホワイトノイズのような物理現象によるランダムパルスを利用したものが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載された乱数発生器は、ノイズ源と、ノイズを増幅する増幅器と、基準パルス信号と、当該基準パルス信号を基準に、ノイズレベルに応じてランダムにパルス幅を変動するパルス幅変調回路と、当該パルス幅変調回路の出力パルスの「０」、「１」の状態と前記基準パルス信号の「０」、「１」の状態を対比して乱数データ「０」もしくは「１」を生成する乱数生成回路を有している。
【特許文献１】特開２００３−１５０３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の乱数発生器では、ホワイトノイズなどのランダムパルスを発生させるノイズ源や増幅回路などの回路を追加する必要があった。また、ノイズ源から発生されたホワイトノイズなど、微小な信号を増幅する必要があるため、乱数データを発生させるためだけに余分な電力消費が必要となっていた。
【０００５】
また、従来では、論理回路によって擬似乱数を生成する擬似乱数発生器もある。この擬似乱数発生回路では、追加回路が必要ないが、初期値に特別な工夫をしないかぎり乱数のパターンが毎回同じになってしまうなど品位としての問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、既存の回路を用いて品位のよい乱数データを生成することが可能な光ディスク装置における乱数データ発生装置、及び乱数データ発生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ピックアップヘッドから出力された信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された信号をデジタル化して特定のビット幅のデータを出力するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段により出力されるデータをもとに乱数データを生成する乱数データ生成手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光ディスク装置に設けられた既存の回路を利用して、再現性のない品位の良い乱数データを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるシステムの構成を示すブロック図である。
記録媒体としての光ディスク１０は、スパイラル状のトラックが形成されており、ディスクモータ３２（例えばスピンドルモータ）によって回転駆動される。
【００１０】
光ディスク１０に対するデータの記録、再生は、ピックアップヘッド（ＰＵＨ）１１（光ピックアップヘッド）から出力されるレーザ光によって行われる。ピックアップヘッド１１は、光ディスク１０のデータ読み取り面に対向する位置に、送りモータ２８によって光ディスク１０の半径方向に移動自在なように支持されている。
【００１１】
ピックアップヘッド１１には、レーザダイオード、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ１２、シリンドリカルレンズ、フォトディテクタ、レンズポジションセンサ、モニタダイオード等が含まれている。
【００１２】
また、ピックアップヘッド１１には、対物レンズ１２を直交する２方向に移動させる２軸アクチュエータ、すなわちフォーカシング方向（レンズの光軸方向）に移動させてフォーカスを調整するフォーカスアクチュエータ、対物レンズ１２をトッラキング方向（光ディスク１０の半径方向）に移動させてトラッキングを調整するトラッキングアクチュエータが設けられている。フォーカスアクチュエータは、ドライバ２０から出力されるフォーカス駆動信号により制御され、トラッキングアクチュエータは、ドライバ２２からのトラッキング駆動信号により制御される。
【００１３】
レーザダイオードは、コントローラ２４の制御のもとで、ＡＰＣ（Auto Power Control）３６により駆動されることによりレーザ光を出力する。レーザダイオードから出力されたレーザ光は、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ１２を介して光ディスク１０上に照射される。
【００１４】
光ディスク１０からの反射光は、対物レンズ１２、ビームスプリッタ、及びシリンカドリカルレンズを介して、フォトディテクタに導かれる。フォトディテクタは、例えば４分割されている。４分割されたフォトディテクタにより検知された信号は、所定の電圧値に増幅されてＲＦアンプ１３に出力される。
【００１５】
ＡＰＣ３６は、コントローラ２４の制御のもとでレーザダイオードを駆動するもので、レーザ出力のオン／オフ、再生時または記録時におけるレーザ光の強度を制御する。
【００１６】
レーザダイオードから出力されたレーザ光は、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ１２を介して光ディスク１０に照射される。光ディスク１０による反射されたレーザ光は、対物レンズ１２、ビームスプリッタ、及びシリンカドリカルレンズを介して、フォトディテクタ（フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）に導かれる。
【００１７】
ヘッドアンプ１４は、光ディスク装置に設けられた既存の回路であり、フォトディテクタからの信号を処理して出力するもので、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号（ＴＥ）、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号（ＦＥ）、例えば４分割されたフォトディテクタから出力される信号を加算したＲＦ信号または加算信号（フォーカス和信号）などを生成して出力する（詳細については後述する（図２参照））。
【００１８】
また、ヘッドアンプ１４から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥはサーボアンプ１６に出力され、トラッキングエラー信号ＴＥ（ＤＰＤ信号、ＰＰ信号）はサーボアンプ１８に出力される。
【００１９】
サーボアンプ１６は、ヘッドアンプ１４から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥを増幅し、ドライバ２０からピックアップヘッド１１のフォーカシングアクチュエータ（図示せず）に対してフォーカス駆動信号を出力させる。また、サーボアンプ１６により増幅された信号は、コントローラ２４のＡ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。
【００２０】
ドライバ２０から出力されるフォーカス駆動信号によりフォーカシングアクチュエータが駆動され、ピックアップヘッド１１から出力されるレーザ光が光ディスク１０の記録膜上にジャストフォーカスとなるようにフォーカスサーボが実行される。
【００２１】
サーボアンプ１８は、ヘッドアンプ１４から出力されるトラッキングエラー信号ＴＥを増幅し、ドライバ２２からピックアップヘッド１１のトラッキングアクチュエータ（図示せず）に対してトラッキング駆動信号を出力させる。また、サーボアンプ１８により増幅された信号は、コントローラ２４のＡ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。
【００２２】
ドライバ２２から出力されるトラッキング駆動信号によりトラッキングアクチュエータが駆動され、ピックアップヘッド１１から出力されるレーザ光が光ディスク１０上に形成されたトラック上を常にトレースするようにトラッキングサーボが実行される。
【００２３】
また、アンプ３８は、ヘッドアンプ１４から出力されるアナログ信号、例えばＲＦ信号、加算信号（フォーカス和信号）ＬＶＬ、あるいはウォブル信号などを増幅して、コントローラ２４のＡ／Ｄコンバータ２４ａに出力する。
【００２４】
なお、サーボアンプ１６，１８、アンプ３８は、光ディスク装置に設けられた既存の回路である。
【００２５】
コントローラ２４は、プロセッサやメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）を含んで構成されるもので、メモリに記憶された各種プログラムをプロセッサにより実行することで装置全体を総合的に制御する。コントローラ２４には、光ディスク１０に記録されるコンテンツの著作権保護のための機能が設けられる。コンテンツの著作権保護には、例えばＣＳＳ、ＡＡＣＳ、ＣＰＲＭ、ＶＣＰＳなどのコンテンツ保護技術が利用される。
【００２６】
コントローラ２４には、コンテンツ保護技術を利用した処理のために、Ａ／Ｄコンバータ２４ａ、乱数生成部２４ｂ、乱数処理部２４ｃ、コピープロテクション部２４ｄ、エンコーダ２４ｅ、及びデコーダ２４ｆが設けられている。
【００２７】
Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、ヘッドアンプ１４から出力される信号に応じた処理をコントローラ２４において実行するために設けられた既存の回路であり、ヘッドアンプ１４から出力されるアナログ信号を、アンプ（サーボアンプ１６，１８、あるいはアンプ３８）を介して入力してデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、例えば８ビット幅のデータを出力する。なお、Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、８ビット幅以外のデータ幅でデータを出力するものでも良い。
【００２８】
本実施形態における光ディスク装置において、例えばヘッドアンプ１４からトラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）が出力される信号経路を利用して乱数データを生成する場合、Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、サーボアンプ１８により増幅された信号を入力してＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換により生成されたデータを乱数生成部２４ｂに出力する。
【００２９】
乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される特定のビット幅のデータ（例えば８ビット）をもとに、コンテンツ保護技術において使用される鍵情報（例えば秘密鍵）の暗号化に必要な乱数データを生成する。
【００３０】
乱数処理部２４ｃは、乱数生成部２４ｂによって生成された乱数データを用いて、コンテンツ保護技術を利用した処理で使用される鍵情報を暗号化して暗号鍵を生成する。
【００３１】
コピープロテクション部２４ｄは、ＣＳＳ、ＡＡＣＳ、ＣＰＲＭ、ＶＣＰＳなどコンテンツ保護技術を用いて、光ディスク１０に記録されるコンテンツの著作権保護のための処理を実行する。コピープロテクション部２４ｄは、鍵情報を生成して乱数処理部２４ｃに出力することにより、乱数処理部２４ｃにより生成された暗号鍵を取得する。コピープロテクション部２４ｄは、乱数処理部２４ｃにより生成された暗号鍵を用いて、例えばホスト４０との間の機器認証処理を実行する。また、コピープロテクション部２４ｄは、暗号鍵をエンコーダ２４ｅあるいはデコーダ２４ｆに提供する。
【００３２】
エンコーダ２４ｅは、記録可能な光ディスク１０に対してコンテンツを記録する場合に、コピープロテクション部２４ｄから得られる暗号鍵を用いて、コンテンツデータを暗号化する。
【００３３】
デコーダ２４は、光ディスク１０に記録されたコンテンツを読み出す場合に、コピープロテクション部２４ｄから得られる暗号鍵を用いて、光ディスク１０から読み出された暗号化されたコンテンツデータをデコードする。
【００３４】
図２は、ピックアップヘッド１１のフォトディテクタ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）とヘッドアンプ１４の詳細な構成を示す図である。
４分割されたフォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにより検出された信号Ａ〜Ｄは、それぞれピックアップヘッド１１内に設けられた増幅器１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈにより、所定の電圧値となるように増幅される。
【００３５】
増幅器１１ｅから出力される信号Ａは、ヘッドアンプ１４内の加算器１４ａ，１４ｄに入力される。増幅器１１ｆから出力される信号Ｂは、加算器１４ｂ，１４ｃに入力される。増幅器１１ｇから出力される信号Ｃは、ヘッドアンプ１４内の加算器１４ａ，１４ｃに入力される。また、増幅器１１ｈから出力される信号Ｄは、ヘッドアンプ１４内の加算器１４ｂ，１４ｄに入力される。従って、加算器１４ａは、信号Ａと信号Ｃとが加算された、信号（Ａ＋Ｃ）を出力する。同様にして、加算器１４ｂは、信号（Ｂ＋Ｄ）を出力し、加算器１４ｃは信号（Ｂ＋Ｃ）を出力し、加算器１４ｄは信号（Ａ＋Ｄ）を出力する。
【００３６】
加算器１４ａから出力される信号（Ａ＋Ｃ）は、減算器１４ｅ、加算器１４ｈ、及びＨＰＦ（high pass filter）１４ｏに入力される。加算器１４ｂから出力される信号（Ｂ＋Ｄ）は、減算器１４ｅ、加算器１４ｈ、及びＨＰＦ１４ｐに入力される。加算器１４ｃから出力される信号（Ｂ＋Ｃ）は、減算器１４ｆ、加算器１４ｇに入力される。加算器１４ｄから出力される信号（Ａ＋Ｄ）は、減算器１４ｆ、加算器１４ｇに入力される。
【００３７】
減算器１４ｅは、加算器１４ａからの信号（Ａ＋Ｃ）から、加算器１４ｂからの信号（Ｂ＋Ｄ）を引いた信号を出力する。減算器１４ｅから出力された信号は、ＬＰＦ（low pass filter）１４ｓを介してフォーカスエラー信号（ＦＥ）として出力される。すなわち、フォーカスエラー信号ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）として生成される。
【００３８】
減算器１４ｆは、加算器１４ｄからの信号（Ａ＋Ｄ）から、加算器１４ｃからの信号（Ｂ＋Ｃ）を引いた信号を出力する。減算器１４ｆから出力された信号は、ＬＰＦ１４ｔを介してプッシュプル法によるトラッキングエラー信号（ＰＰ−ＴＥ）として出力される。すなわち、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号（ＰＰ−ＴＥ）＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）として生成される。
【００３９】
位相比較器１４ｑは、ＨＰＦ１４ｏを介して加算器１４ａから出力された信号（Ａ＋Ｃ）と、ＨＰＦ１４ｐを介して加算器１４ｂからの信号（Ｂ＋Ｄ）とを入力して、２つの信号の位相差を表す信号、すなわち信号（Ａ＋Ｃ）から信号（Ｂ＋Ｄ）を引いた信号を出力する。位相比較器１４ｑから出力された信号は、ＬＰＦ１４ｒを介して位相差法によるトラッキングエラー信号ＴＥ（ＤＰＤ（Deferential Phase Detection）−ＴＥ）として出力される。すなわち、位相差法によるトラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）＝φ（Ａ＋Ｃ）−φ（Ｂ＋Ｄ）として生成される。
【００４０】
加算器１４ｇは、加算器１４ｄから出力された信号（Ａ＋Ｄ）と加算器１４ｃから出力された信号（Ｂ＋Ｃ）とを加算して出力する。また、加算器１４ｈは、加算器１４ａから出力された信号（Ａ＋Ｃ）と加算器１４ｂから出力された信号（Ｂ＋Ｄ）とを加算して出力する。加算器１４ｉは、加算器１４ｇと加算器１４ｈから出力された信号を加算して出力する。すなわち、加算器１４ｉは、全てのフォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから出力された信号の全てを加算した信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を出力する。加算器１４ｉから出力された信号は、ＬＰＦ１４ｊを介して加算信号（フォーカス和信号）ＬＶＬ（以下、ＬＶＬ信号と称する）として出力される。また、加算器１４ｉから出力された信号は、ＨＰＦ１４ｋを介して情報信号ＲＦ（以下、ＲＦ信号と称する）として出力される。ＨＰＦ１４ｋを介して出力される信号は、振幅検波器１４ｌに入力される。振幅検波器１４ｌは、ＲＦ信号の振幅値を検知し、この振幅値に比例して変化するＲＦ振幅信号ＲＦＲＰを出力する。
【００４１】
振幅検波器１４ｌから出力されるＲＦ振幅信号は、比較器１４ｎに入力される。比較器１４ｎは、基準器１４ｍに予め設定されている基準値とＲＦ振幅信号のレベルとを比較し、基準値よりＲＦ振幅信号のレベルが高い場合に、ＲＦ検出信号ＳＩＧＤＥＴ（以下、ＳＩＧＤＥＴ信号と称する）を出力する。
【００４２】
以下、図面を参照しながら本実施例の動作について説明する。
本実施形態では、ヘッドアンプ１４からトラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）が出力される信号経路を利用し、この信号経路から出力されるホワイトノイズをもとに乱数データを生成する場合を例にして説明する。
【００４３】
光ディスク装置は、光ディスク１０に対してデータのリード／ライトを実行する場合の通常の動作時では、ヘッドアンプ１４から出力されるトラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）をサーボアンプ１８により増幅し、ドライバ２２を介してトラッキング駆動信号をピックアップヘッド１１に出力する。ピックアップヘッド１１のトラッキングアクチュエータは、トラック駆動信号に応じてトラッキングを調整する。
【００４４】
一方、光ディスク装置は、電源が投入された直後、すなわちＡＰＣ３６によりピックアップヘッド１１のレーザダイオードを駆動する前では、フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに全く光が入らない。
【００４５】
フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、全く光が入らない状態ではホワイトノイズを出力する。フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれから出力されるホワイトノイズは、図２に示すように、増幅器１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈにより増幅される。
【００４６】
ヘッドアンプ１４は、増幅器１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈにより増幅されたホワイトノイズに対して、図２に示すように、対角成分を加算（信号（Ａ＋Ｃ）、信号（Ｂ＋Ｄ））し、対角成分を加算した相関のない信号同士の移相差から信号を生成する。この結果、ヘッドアンプ１４は、ランダムノイズであるホワイトノイズを生成して出力することになる。
【００４７】
ヘッドアンプ１４は、トラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）を出力する信号経路から前述したようなホワイトノイズを出力する。ヘッドアンプ１４から出力されたホワイトノイズは、サーボアンプ１８により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、サーボアンプ１８により増幅された信号をＡ／Ｄ変換して、例えば８ビット幅のデータを乱数生成部２４ｂに出力する。
【００４８】
図３は、この方式により生成したＡ／Ｄコンバータ２４ａから出力される８ビットのデータの一例を示している。図３は、電源投入後に同じクロックタイミングで１００回測定（Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力されるデータの取得）した場合の各測定時の値を示している。図３に示すように、８ビットのデータが示す０〜２５６の値が再現性なく現れている。
【００４９】
乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａによりホワイトノイズをもとにしたデータが生成されると、このデータ（初期乱数データ）を用いて、コンテンツ保護技術において必要となる乱数データを生成する。
【００５０】
Ａ／Ｄコンバータ２４ａのビット幅が８ビットとすると、初期乱数データのビットと幅は、秘密鍵のスクランブル（暗号化）に要求される乱数データのビット幅よりも少ない。
【００５１】
このため、乱数生成部２４ｂは、乱数生成処理を実行して、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを用いて、秘密鍵のスクランブルに要求される乱数データを生成する。
【００５２】
図４は、第１の乱数生成処理を説明するためのフローチャートである。図５は、第１の乱数生成処理を説明するための図である。
【００５３】
乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから特定のビット幅（ここでは８ビット）の初期乱数データを取得すると（ステップＡ１）、この初期乱数データを接続して乱数データを生成する（ステップＡ２）。
【００５４】
ここで、乱数データに要求されるビット幅となっていなければ（ステップＡ３、Ｎｏ）、乱数生成部２４ｂは、さらに初期乱数データを接続して乱数データを生成する（ステップＡ２）。乱数生成部２４ｂは、図５に示すように、乱数データに要求されるビット幅となるまで初期乱数データを繰り返し接続する。
【００５５】
乱数生成部２４ｂは、初期乱数データを用いて乱数データの生成を完了すると（ステップＡ３、Ｙｅｓ）、この乱数データを乱数処理部２４ｃに出力する（ステップＡ４）。
【００５６】
このように、第１の乱数生成処理では、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを連続して接続することで乱数データを生成することができる。従って、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから品位の良い（再現性のない）初期乱数データが出力されるタイミングで取得された初期乱数データのみを利用することができる。
【００５７】
図６は、第２の乱数生成処理を説明するためのフローチャートである。図７は、第２の乱数生成処理を説明するための図である。
【００５８】
乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから特定のビット幅（ここでは８ビット）の初期乱数データを取得すると（ステップＢ１）、この初期乱数データを接続して乱数データを生成する（ステップＢ２）。
【００５９】
ここで、乱数データに要求されるビット幅となっていなければ（ステップＢ３、Ｎｏ）、乱数生成部２４ｂは、さらにＡ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを取得し（ステップＢ１）、同様にして、新たに取得された初期乱数データを接続して乱数データを生成する（ステップＢ２）。乱数生成部２４ｂは、図６に示すように、乱数データに要求されるビット幅となるまで、初期乱数データを取得し、これを繰り返し接続することで乱数データを生成する。
【００６０】
乱数生成部２４ｂは、初期乱数データを用いて乱数データの生成を完了すると（ステップＢ３、Ｙｅｓ）、この乱数データを乱数処理部２４ｃに出力する（ステップＢ４）。
【００６１】
このように、第２の乱数生成処理では、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを複数回取得し、複数の初期乱数データを連続して接続することで、再現性のない乱数データを生成することができる。
【００６２】
乱数処理部２４ｃは、コンテンツ保護技術を利用した処理で使用される鍵情報をコピープロテクション部２４ｄから取得し、乱数生成部２４ｂによって生成された乱数データを用いて鍵情報を暗号化して暗号鍵を生成する。
【００６３】
コピープロテクション部２４ｄは、乱数処理部２４ｃにより生成された暗号鍵を用いて、コンテンツ保護のための処理を実行する。
【００６４】
次に、乱数生成部２４ｂの別の構成例について説明する。
前述した説明では、乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力されたデータ（初期乱数データ）をそのまま用いて乱数データを生成しているが、初期乱数データをもとに擬似乱数データを生成する構成としても良い。
【００６５】
図８は、擬似乱数データを生成する乱数生成部２４ｂの構成を示すブロック図である。図８に示すように、乱数生成部２４ｂは、初期データをもとに擬似乱数データを生成する擬似乱数生成回路２４ｂ２と、Ａ／Ｄコンバータ２４ａにより出力される特定のビット幅のデータを複数接続して、擬似乱数生成回路２４ｂ２で用いられる初期データを生成する初期値生成部２４ｂ１が設けられている。擬似乱数生成回路２４ｂ２は、例えば論理回路の組み合わせにより構成されており、最初に入力される初期データをもとに擬似乱数データを発生する。
【００６６】
初期値生成部２４ｂ１は、例えば図４に示す第１乱数生成処理によって、擬似乱数生成回路２４ｂで用いられる初期データを生成する。すなわち、初期値生成部２４ｂ１は、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される初期乱数データを複数シリアルに接続して、初期データを生成する。
【００６７】
擬似乱数生成回路２４ｂ２は、初期値生成部２４ｂ１により生成された初期データを入力し、擬似乱数データを生成して乱数処理部２４ｃに出力する。擬似乱数生成回路２４ｂ２は、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される再現性のない初期乱数データ（ホワイトノイズをもとにして生成されたデータ）を用いて擬似乱数データを生成する。従って、擬似乱数生成回路２４ｂ２から出力される擬似乱数データの乱数パターンが同じになることを回避できる。
【００６８】
このようにして、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力される、ホワイトノイズをもとに生成される初期乱数データを、擬似乱数生成回路２４ｂ２の初期データとして使用することが可能となる。
【００６９】
なお、前述した説明では、トラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）が出力される信号経路を利用して、この信号経路から入力されたホワイトノイズをサーボアンプ１８により増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２４ａによりＡ／Ｄ変換して、乱数データを生成しているが、ヘッドアンプ１４から出力される他の信号の信号経路を用いて、乱数データを生成するように構成することも可能である。
【００７０】
例えば、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号（ＰＰ−ＴＥ）が出力される信号経路を利用することができる。トラッキングエラー信号（ＰＰ−ＴＥ）の信号経路は、トラッキングエラー信号（ＤＰＤ−ＴＥ）と同様にして、サーボアンプ１８により増幅されて、Ａ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。
【００７１】
また、フォーカスエラー信号ＦＥが出力される信号経路を利用することができる。フォーカスエラー信号ＦＥは、サーボアンプ１６により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２４ａに出力される。ピックアップヘッド１１のレーザダイオードがＡＰＣ３６によって駆動されていない時、フォーカスエラー信号ＦＥの信号経路からホワイトノイズが出力される。この信号経路から入力されたホワイトノイズをサーボアンプ１６により増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２４ａによりＡ／Ｄ変換する。乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａから出力されるデータを用いて乱数データを生成する。
【００７２】
同様にして、ヘッドアンプ１４から出力されるＲＦ信号、加算信号（フォーカス和信号）ＬＶＬ、あるいはウォブル信号など、その他のヘッドアンプ１４から出力される信号の信号経路を利用することができる。アンプ３８は、これらの信号経路から出力される信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２４ａに出力する。この信号経路からホワイトノイズが出力されるタイミングで、乱数生成部２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２４ａによりＡ／Ｄ変換されたデータを用いて乱数データを生成することで、再現性のない品位の良い乱数データを生成することができる。
【００７３】
また、前述した説明では、光ディスク装置の電源投入直後のピックアップヘッド１１（フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）に光が入力されていないタイミングでＡ／Ｄコンバータ２４ａから出力されるデータをもとに、乱数データを生成するとしているが、電源投入直後に限るものではない。ヘッドアンプ１４からホワイトノイズが出力されるタイミングであれば、いつでも良い。
【００７４】
このようにして、何れの信号の信号経路を利用しても、光ディスク装置に設けられた既存の回路（ピックアップヘッド１１、ヘッドアンプ１４、サーボアンプ１６，１８、アンプ３８等）を使用するので、乱数データを生成するためだけの専用の回路、例えば雑音源とする回路などを追加することなく、再現性のない品位の良い乱数データを生成することができる。
【００７５】
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態におけるシステムの構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態におけるピックアップヘッド１１のフォトディテクタとヘッドアンプ１４の詳細な構成を示す図。
【図３】本実施形態におけるＡ／Ｄコンバータ２４ａから出力される８ビットのデータの一例を示す図。
【図４】本実施形態における第１の乱数生成処理を説明するためのフローチャート。
【図５】第１の乱数生成処理を説明するための図。
【図６】本実施形態における第２の乱数生成処理を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の乱数生成処理を説明するための図。
【図８】本実施形態における擬似乱数データを生成する乱数生成部２４ｂの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７７】
１０…光ディスク、１１…ピックアップヘッド（ＰＵＨ）、１２…対物レンズ、１４…ヘッドアンプ、１６，１８…サーボアンプ、２０，２２，２６…ドライバ、２４…コントローラ、２４ａ…Ａ／Ｄコンバータ、２４ｂ…乱数生成部、２４ｃ…乱数処理部、２４ｄ…コピープロテクション部、２４ｅ…エンコーダ、２４ｆ…デコーダ、２８…送りモータ、３０…モータ制御回路、３２…ディスクモータ、３６…ＡＰＣ、３８…アンプ、４０…ホスト。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピックアップヘッドから出力された信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号をデジタル化して特定のビット幅のデータを出力するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により出力されるデータをもとに乱数データを生成する乱数データ生成手段と
を具備したことを特徴とする光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項２】
前記乱数データ生成手段は、
前記光ディスク装置の電源が投入された直後に前記Ａ／Ｄ変換手段により出力されたデータをもとに乱数データを生成することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項３】
前記乱数データ生成手段によって生成された乱数データを用いて、コンテンツ保護技術を利用した処理で使用される鍵情報を暗号化する乱数処理手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項４】
前記乱数データ生成手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段により出力される特定のビット幅のデータを複数接続して、前記乱数データを生成することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項５】
前記乱数データ生成手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段により複数回出力される特定のビット幅のデータを接続して、前記乱数データを生成することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項６】
前記乱数データ生成手段は、
初期データをもとに擬似乱数データを生成する擬似乱数生成手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により出力される特定のビット幅のデータを複数接続して、前記初期データを生成する初期値生成手段とを具備したことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項１】
ピックアップヘッドから出力された信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号をデジタル化して特定のビット幅のデータを出力するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により出力されるデータをもとに乱数データを生成する乱数データ生成手段と
を具備したことを特徴とする光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項２】
前記乱数データ生成手段は、
前記光ディスク装置の電源が投入された直後に前記Ａ／Ｄ変換手段により出力されたデータをもとに乱数データを生成することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項３】
前記乱数データ生成手段によって生成された乱数データを用いて、コンテンツ保護技術を利用した処理で使用される鍵情報を暗号化する乱数処理手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項４】
前記乱数データ生成手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段により出力される特定のビット幅のデータを複数接続して、前記乱数データを生成することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項５】
前記乱数データ生成手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段により複数回出力される特定のビット幅のデータを接続して、前記乱数データを生成することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【請求項６】
前記乱数データ生成手段は、
初期データをもとに擬似乱数データを生成する擬似乱数生成手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により出力される特定のビット幅のデータを複数接続して、前記初期データを生成する初期値生成手段とを具備したことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置における乱数データ発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２７３０３０（Ｐ２００７−２７３０３０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９９３６６（Ｐ２００６−９９３６６）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（５０４２２４８５４）東芝サムスン ストレージ・テクノロジー株式会社 (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（５０４２２４８５４）東芝サムスン ストレージ・テクノロジー株式会社 (74)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]