JP4639023B2 - 書換え可能なデータ記憶媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、トラックを有するトラッキング構造が設けられる書換え可能な記録層を有する書換え可能なデータ記憶媒体に係り、記録層は、データ記録領域と、データ記録領域以外の識別マーク領域内に存在し、データ記録領域内のトラッキング構造の幾つかのトラックに亘る半径幅に延在する消去可能な識別マークとを有する。
【０００２】
上述のような書換え可能なデータ記憶媒体は、日本国特許出願ＪＰ−０９０７３６６６−Ａから公知である。公知の媒体は、光学記録媒体である。光学的に読出し可能なパターンが、記録層のデータ記録領域の外に書込みされる。パターンは、肉眼又は機械で読出し可能であり、識別マークとして作用し得る。
【０００３】
書換え可能なデータ記憶、特に、光学記録媒体における書換え可能な記録は、現在、大容量のデータの高密度記憶における使用が増加している。光学記録媒体では、情報は、放射線ビーム、例えば、集束レーザビームの光学記録媒体との相互作用によって回収される。最近導入されているタイプの光学記憶媒体は、媒体が製造された後に情報を媒体上に記録する能力を有する。更に、時間が経過した後、記憶された情報は、消去又は変更することが可能である。ディスク型に具現化されるこのようなタイプの光学記憶媒体は、一般的に、消去可能な又は書換え可能な光学記憶ディスクとして称される。例としては、ＣＤ−リライタブル（ＲＷ）、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び、デジタルビデオレコーディング（ＤＶＲ）−レッド及びブルーディスクが上げられ、レッド及びブルーは、例えば、記録及び読出しレーザビームといった放射線ビームの波長を指す。
【０００４】
書換え可能な光学記録ディスクは、比較的高い出力レベルを有する放射線に反応する記録層を有する。放射線を当てることによって、記録層の特性が変化する。これらの特性の変化は、比較的低い出力レベルの衝突放射線ビームとの相互作用によって光学的に検出され、特性の変化によって符号化されるデータを回収することが可能となる。例えば、反射放射線の強度又は偏光の変化は、フォトダイオードによって検出され、電気信号に変換され得る。電気信号は続いて、信号処理システムによって便利に取り扱われることが可能となるフォーマットに変換される。
【０００５】
記憶媒体上に格納されるデータに対しコピープロテクションセキュリティを供給するために、識別マークを有する光学記憶媒体を供給する技術が必要であることが感じられてきた。この識別マークは、例えば、光学ディスクといったどの記憶媒体にも付加される。識別マークは、例えば、シリアルナンバーを表すバーコードであり得る。コピープロテクトされたコンテンツを記録する際に、データはこの識別マークに基づいたキーによって暗号化される。これによって、いわゆるディスクのビットコピー又はクローニングが阻止される。例として、ＤＶＤ−ＲＡＭ、及び、或いはＤＶＤ−ＲＷの記録可能な媒体（ＣＰＲＭ）に対するコピープロテクションが上げられる。データ記録領域内にある暗号化されたコンテンツをコピーする際に、もとの識別マークは、ターゲット媒体にコピーされない。空のターゲット媒体は、別の識別マークを有し、この別の識別マークはこのターゲット媒体が製造される際に既に付加される。クローン化された媒体を読出しするプレーヤは、クローン化された媒体が、コピーされたコンテンツに属する正しい識別マークではないクローン化された媒体の識別マークに必ず基づくので、正しいもとの復号化キーを再構成することができない。もとのディスクの正しい識別マークを置くには、ハッカーは最初に空のディスクの識別マークを消去し、続けて暗号化されたデータに対応する識別マークを書込む必要がある。
【０００６】
識別マークの重要な要件は、識別マークを、製造過程の際に、低費用で記録可能な／書換え可能な媒体に付加することが可能であるということである。１つの可能性は、ＤＶＤ−ＲＯＭに対し提案されているように、２２．３乃至２３．５ミリメートルの半径のいわゆるバースト・カッティング・エリア（ＢＣＡ）内にＹＡＧレーザによって「バーコード」形式のマークのような消去不可の識別マークの削摩書込みである。このようなレーザは、その費用及びそのようなレーザによる削摩書込みによる悪影響の危険性により、ほとんど使用されていない。別の案としては、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、及びＤＶＲレッド又はブルーに適しているナロー・バースト・カッティング・エリア（ＮＢＣＡ）である。このＮＢＣＡは、消去可能な識別マークを書込むために、ＢＣＡ内の消去不可の識別マークと比較すると比較的狭い領域、例えば、２２．７乃至２３．５ミリメートルの半径をカバーする。
【０００７】
上述の媒体に対し使用される相変化記録層は、蒸着又はスパッタリングによって付加されることが可能である。このように蒸着される記録層は、非結晶であり、低反射を示す。高反射を有する好適な記録層を得るためには、この層のデータ記録領域は最初に、完全に結晶化されなければならず、これは、一般的に初期化と称され、各媒体の製造における最終段階において行われる。これは、レーザビームが動いている記録層を走査し、動いている記録層をその融点より下ではあるが再結晶温度より上の温度にまで加熱し、それにより非結晶記録層を結晶化させるイニシアライザと称される製造装置内で行われる。この製造装置は、トラッキング構造の多くのトラックに亘る半径幅を有する路を結晶化させる。データ記録領域全体が結晶化される必要があり、これは、媒体を回転しながら、イニシアライザのビームを半径方向に動かすことによって達成される。
【０００８】
しかし、例えば、ＤＶＤ＋ＲＷに対し２３．５ミリメートルの半径の内側、及び５８．５ミリメートルの半径を超えるディスクの内側領域及び外側領域では、ディスクは、イニシアライザ内においてパルスレーザビームを使用することによって部分的に結晶化され得る。従って、識別マーク、例えば、バーコードパターンは、データ記録領域の外に書込みされ得る。ディスクの一回転に対し固定されるパルスシーケンスを開始し、ディスクを一定角速度（ＣＡＶ）モードで回転することによって、識別マークはディスク上に書込みされる。製造費用は、識別マークは初期化の際に書込みされ、この処理段階に数パーセントの時間のみを追加するだけなので無視できる程度に小さい。識別マークは、ユーザデータ記録に使用されるように記録層の同じ又は逆の特性変化を使用することによって書込みされるので、消去可能である。
【０００９】
２３．５ミリメートルの内側、及び、５８．５ミリメートルを超えるディスクの層の光学品質及び一様性は、一般的に、データ記録領域より悪い。従って、信頼度の高い検出を得るには、低密度パターンを使用することが好適である。
【００１０】
一般的に、初期化レーザビームは矩形であり、接線方向に約１マイクロメートル、及び、半径方向に１００マイクロメートルの寸法である。識別マークの書込みは、ＤＶＤ−ＲＷ及びＤＶＤ＋ＲＷに対し示される。識別マークを書込みすることは、既に必要とされる初期化段階の一部であるので、これは魅力的且つ経済的な方法である。
【００１１】
上述の日本国出願では、識別マークは、上述の説明にあるように、相変化型の書換え可能な光学記録媒体の初期化の際に書込みされる。
【００１２】
上述の出願に説明される公知の媒体の不利点は、消費者光学ディスクレコーダが比較的容易に識別マークを消去することが可能なことである。このようなレコーダは、識別マークを消去、識別マークに上書き、又は、識別マークを変更するよう使用され得る書込みレーザを含む。識別マークは、消費者レコーダによって読出しの為にアクセス可能な領域に書込みされる。レコーダドライブを制御するファームウェアを変更し、レーザ書込み／読出しヘッドを位置決めすることにより、識別マークは、識別マークの正確な位置に書込み／読出しヘッドを動かすことによって消去され得、且つ、ソースディスクの違法にコピーされたコンテンツに属する別の識別マークが書込みされ得る。このような方法によって、ハッカーは、識別マークのコピープロテクション機能を出し抜くことが可能である。
【００１３】
本発明は、データ記憶媒体上に記録し、データ記憶媒体上で書換えし、且つ、データ記憶媒体から読出しするのに好適である消費者装置による識別マークの消去が防止される冒頭部に記載されるような種類のデータ記憶媒体を提供することを目的とする。
【００１４】
この目的は、データ記録領域は第１のトラッキング構造を有し、その一方で、識別マーク領域は実質的にトラッキング構造がないか又は第１のトラッキング構造とは実質的に異なる第２のトラッキング構造を有することによって達成される。識別マーク領域において、第２のトラッキング構造が無いこと又は第２のトラッキング構造の変更によって、消費者レコーダによる識別マークの消去が防止され、レーザヘッドのトラッキング、及び、データ記録領域と同様の方法で幾つかのトラックに対する消去動作の一貫した実行は一般的に不可能となる。識別マークは、通常は、半径方向においてある距離に亘り、この距離は、データ記録領域内のトラッキング構造の何百のトラックに対応する。本願では、幾つかという用語は、２、３から何百という範囲を意味する。
【００１５】
好適な実施例では、識別マーク領域は、実質的にトラッキング構造がない。トラックキング構造、又は、記録の際に書込みヘッドを「案内」するために使用する他の任意の手段は、非常に浅く、又はない場合もある。データ記録領域のトラッキング構造は、例えば、データ記録領域に隣接する領域といった識別マーク領域内に部分的に存在する場合があり、放射内方に動くと、唐突に中断する。このことは、本発明の媒体の非常に簡潔で且つ容易に実施される実施例である。一般的に消費者レコーダは、識別マーク領域内をトラックすることができないので、一貫した書込み又は消去は、ほとんど不可能である。消費者レコーダの書込みスポットは一般的に、約０．５乃至１マイクロメートルの直径を有するので、例えば、半径方向において０．８ミリメートルの幅である識別マークをディスクの一回転で消去することができない。レコーダは、レーザヘッドを半径方向に動かしながら、何百回の回転に対し一貫して消去しなければならない。レコーダ内のレーザヘッドは、識別マーク領域にはトラッキング構造が実質的にないので、ディスクに対し近似円のみ回転することが可能である。ディスク及びヘッド位置合わせ機構の両方に常に許容偏差があるという事実によって、レーザスポットは、識別マークを完全に且つ一貫して消去／書換えすることがほとんどできないか又は全くできない。識別マークの読出しの際に近似円のみが描かれるので、この識別マークの幅は、これらの許容誤差に対処するために必ず識別マーク領域における、例えば、半径方向において０．８ミリメートルの全体の利用可能な空間に亘る。識別マークの読出しの際に、識別マーク領域にトラッキング構造がないことは、プレーヤはその読出しヘッドを識別マーク領域内の中心にある所定の位置に大まかに置き、ディスクを１回転し、その間に反射率の変化又は他の任意の検出可能な特性を読出しするので問題がない。識別マークは、ユーザデータと比較すると、例えば、単一の回転で数百ビットのみといった低い空間周波数を有するので、読出しスポットによって描かれる曲線が理想の円形から、例えば、偏心して逸脱しても問題はない。
【００１６】
他の実施例では、第２のトラッキング構造は、少なくとも１つの場所で中断されるスパイラルの溝の形状である少なくとも１つのトラックを含む。識別マーク領域において、このスパイラルが中断されると、読出し／書込みヘッドは、トラッキングを「見失い」、識別マークの一貫した消去又は書込みがほとんど不可能となる。スパイラルは、様々な場所において中断されることが好適であり、それによってレーザヘッドはトラッキングを頻繁に「見失う」。このような変更されたトラッキング構造は、同様の方法でトラッキング構造を製造する際に使用されるレーザを中断することによって比較的容易に得られる。
【００１７】
別の実施例では、第２のトラッキング構造は、同心の溝の形状である複数のトラックを含む。スパイラルではなく同心の溝が使用されると、レーザビームはトラッキングの際に１つの同心の溝に残ったままとなる。同心の溝は、それ自体で閉じられるので、レーザビームを発生するレーザヘッドの位置は、トラッキングしながらディスクに対し半径方向に変化しない。識別マーク領域で消去する又は書込みする消費者レコーダドライブの書込みレーザビームは、かつての４５ｒｐｍのビニールレコードの最端にある針と略同様に、溝に追随しその溝自体に戻る。同心の溝によって、消費者ディスクレコーダは、例えば、少なくとも数百トラックに亘る識別マークを消去することができない。１つの同心の溝上の識別マークの一部の消去は可能であるが、隣接する同心の溝上の識別マークの残りの部分は完全なままである。消費者が、識別マークの一部を含む各同心の溝にレーザビームを配置することは非常に困難、又は略不可能である。識別マークの読出しは、識別マーク領域にトラッキング構造が実質的にない場合に上述したのと同様に行われる。しかし、識別マークの読出しの際に、読出しヘッドをトラッキングモードにすることが有利である。これは、識別マークの半径幅がかなり小さい、例えば、数十のトラックであるという結果がもたらされる。その場合、この狭い識別マークは、ディスクの製造の際に書込みされ、その一方で、識別マークを書込みする特別なヘッドは幾つかの同心の溝を続けてトラッキングしていることが想定される。これは、消費者レコーダにおいて利用可能ではない特別なトラッキングサーボシステムを必要とする。
【００１８】
トラッキング構造を有する又は有さないゾーンの多くの組合せが可能である。識別マーク領域には、データ記録領域内に使用されるトラックと同一のトラックを有するゾーンが存在する場合がある。特に、データ記録領域に隣接するゾーンは、データ記録領域内に使用されるトラックと同一の幾つかのトラックを含む場合がある。更には、本願に説明される実施例の全ての変形において、データ記録領域の外側にある、書換え可能なデータ記憶媒体の外径において、識別マークを書込みすることが可能である。
【００１９】
実施例の改良点として、第２のトラッキング構造の少なくとも１つのトラックは、アドレス情報によって変調される。このアドレス情報は、符号化されたラジアル位置番号、トラック番号、又は他の参照信号であることが可能である。トラッキング構造における符号化されたアドレス情報の例として、相又は周波数変調されたトラックのウォブル（wobble）、及び、ピットヘッダによって比較的短く中断される溝が上げられる。後者では、レーザヘッドはトラッキングを見失うことはない。このようなアドレス情報の利点は、製造装置の読出し／書込みヘッドは、アドレス情報を読出しすることによって、媒体上におけるヘッドの位置を正確に決定することが可能であり、本発明のデータ記憶媒体を製造する際に、識別マークの書込みが良好に画成された位置に行われることが可能なことである。製造装置内の特別なハードウェア及びソフトウェアは、例えば、同心の、又は中断されるスパイラルの溝といった変更されたトラッキング構造内に識別マークをアドレス情報によって書込みすることを可能にする。媒体の製造時間全体と比較すると追加される製造時間は比較的低く、例えば、２０のトラックに識別マークを書込みすることは、一般的な回転速度である２５Ｈｚにおいて１秒以上の時間を必要としない。尚、製造装置内の特別なハードウェア及びソフトウェアは、消費者レコーダにおいて利用可能ではなく、従って、識別マークを消去又は書込みすることができないことを強調する。
【００２０】
記録層は一般的に、非結晶状態と結晶状態の間で変化可能である材料からなり、記録層内に記録された情報は一般的に光学的に読出し可能である。今日において、上記は、書換え可能な光学記録において最も広く使用される技術である。
【００２１】
１つの実施例では、記録層は、第１の磁化状態と第２の磁化状態の間で変化可能である磁気材料からなる。記録層内に記録される情報は、磁気的に及び／又は光学的に読出し可能である。磁性記録層の磁化状態の読出しは、磁性記録層の直ぐ上に浮遊する磁気読出しヘッドによって行われる。磁性記録層の磁化状態の読出しは、磁性記録層表面に反射した後の衝突レーザビームの直線偏光状態の小さい回転を検出することによって光学的に行われる場合もある。偏光の回転が生じる方向は、記録層の、例えば、磁化状態といった、ローカルの磁界に依存する。この効果は、カー（Kerr）回転として既知である。
【００２２】
本発明は、記録層の特性が可逆的に変化することが可能であり、特性の変化を記録又は読出しするために物理的なエネルギーを発生する読出し及び書込み装置を案内するためにトラッキング構造が使用される書換え可能な媒体の全ての種類に適用することが可能である。以下に与えられる図面の説明は、非結晶状態及び結晶状態の記録層を有する書換え可能な光学記録媒体に関するが、それに制限されるものではない。
【００２３】
本発明のデータ記憶媒体の実施例は、図面を参照し説明する。尚、図面は寸法が合わされていない。例えば、トラック距離は、実際の距離よりも大きく図示される。
【００２４】
図１及び図２には、トラックを有するトラッキング構造８が設けられる書換え可能な記録層９を有する書換え可能なデータ記憶媒体１が示される。記録層９は、データ記録領域５と、データ記録領域５以外の識別マーク領域４内に存在する消去可能な識別マーク３とを有する。識別マーク３は、データ記録領域５内のトラッキング構造８の数百トラックに亘る半径幅に延在する。データ記録領域５は第１のトラッキング構造８´を有し、その一方で識別マーク領域４は実質的にトラッキング構造を有さないか、又は、第１のトラッキング構造８´とは実質的に異なる第２のトラッキング構造８´´を有する。
【００２５】
書換え可能なデータ記憶媒体１は、非結晶状態と結晶状態の間で変化可能な材料からなる書換え可能な記録層９を有する光学データ記憶媒体であり得る。これらのタイプの記憶媒体は一般的に、相変化型光学記録ディスクと称される。記憶媒体は、内周２を有する中心孔を有する。記録層９は、円１０から外周１３の間に存在する。円１１と円１２の間の領域５には、光学データ記憶媒体１のエンドユーザによってデータ記録領域５内にデータを書込み／消去する書込み／読出しヘッドを案内するために使用される第１のトラッキング構造８´が存在する。もう１つの可能性は、媒体１の製造の際に、エンドユーザに媒体１と共に販売され得る認可されたソフトウェアといったデータは、領域５内に記録される。
【００２６】
円１０と円１１の間の領域４は、データ記憶媒体１の製造の際に書込みされる識別マーク３を含む。識別マーク３は、低い光反射及び高い光反射を有する領域からなり、これらの領域は、記録層９の非結晶状態及び結晶状態にそれぞれ対応する。識別マーク３は、半径１２と、ディスクの外周１３との間の領域４´内にも存在し得、その場合、領域４に対し与えられたトラッキング構造の説明が適宜適用される。例えば、バーコードである識別マーク３は、シリアルナンバーを表す場合がある。製造業者によって領域５内にコピープロテクトされたコンテンツが記録される際に、データはこのシリアルナンバーに基づいたキーによって暗号化される。データは、識別マークによって表されるシリアルナンバーが、データのキーと対応する場合にのみ復号化される。
【００２７】
図３では、識別マーク領域４は、実質的にトラッキング構造がない。しかし、識別マーク領域４は、データ記録領域の第１のトラッキング構造８´の続きを有する、例えば、データ記録領域５に隣接する一部を含む場合がある。識別マーク３は、識別マーク領域４内に存在する。識別マーク領域４内の大部分においてトラッキング構造がないことは、光学レコーダのレーザ読出し／書込みヘッドのトラッキング、及び、識別マーク３の一貫した消去を阻止する。
【００２８】
図４では、第２のトラッキング構造８´´は、少なくとも１つの場所で中断されるスパイラルの溝の形状である少なくとも１つのトラック６を含む。この実施例では、スパイラルの溝は、幾つかの場所において中断される。レーザ読出し／書込みヘッドによるトラッキングは、中断された領域においては不可能であり、従って、識別マーク３の一貫した消去は防止される。
【００２９】
図５では、第２のトラッキング構造８´´は、同心の溝の形状である複数のトラック６を含む。レーザ読出し／書込みヘッドは、トラッキングの際に１つの同心の溝に固定されたままとなる。この同心の溝の直ぐ上の識別マーク３の一部は消去されることが可能であるが、他の全ての同心の溝及び溝のない領域上の大部分の識別マーク３は完全なままである。
【００３０】
尚、上述される実施例は本発明を説明するものであって、制限するものではなく、当業者は、請求の範囲から逸脱することなく多くの代替となる実施例を設計することが可能であることを理解するべきである。請求項において、括弧内に置かれる符号はどれも請求項を制限するものと理解するべきではない。「含む」という用語は、請求項に列挙される構成要素又は段階以外の構成要素又は段階の存在を除外するものではない。単数形で示される構成要素は、それらが複数存在することが除外されるものではない。互いに異なる従属項に記載される特定の手段は、それらの手段が組み合わされて有利に使用することができないことを示すものではない。
【００３１】
本発明では、消去可能なデータ記憶媒体が提供され、この媒体は、データ記録領域以外の識別マーク領域に存在する消去可能な識別マークを有する。データ記録領域は、第１のトラッキング構造を有し、その一方で、識別マーク領域は実質的にトラッキング構造がないか又は第１のトラッキング構造とは実質的に異なる第２のトラッキング構造を有し、それにより、消費者データ記憶レコーダによる識別マークの消去が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図３乃至５において拡大されて示される中心領域２０が指示されるデータ記憶媒体を示す平面図である。
【図２】 図５の実施例を表すデータ記憶媒体を示す、図１に示される線ＩＩ−ＩＩについての断面図である。
【図３】 第１の実施例を表すデータ記憶媒体の図１の矩形領域２０を示す拡大図である。
【図４】 第２の実施例を表すデータ記憶媒体の図１の矩形領域２０を示す拡大図である。
【図５】 第３の実施例を表すデータ記憶媒体の図１の矩形領域２０を示す拡大図である。

Claims (5)

1. トラックを有するトラッキング構造が設けられた書換え可能な記録層であって、データ記録領域を有する書換え可能な記録層と、
   上記データ記録領域以外の識別マーク領域内に存在し、上記データ記録領域内の上記トラッキング構造の幾つかのトラックに亘る半径幅に延在する消去可能な識別マークと、
   を有する書換え可能なデータ記憶媒体であって、
   上記データ記録領域は、第１のトラッキング構造を有し、上記識別マーク領域は、トラッキング構造がないか、又は、上記第１のトラッキング構造とは異なる第２のトラッキング構造を有することを特徴とする媒体。
2. 上記第２のトラッキング構造は、少なくとも１つの場所において中断されるスパイラルの溝の形状である少なくとも１つのトラックを含むことを特徴とする請求項１記載の書換え可能なデータ記憶媒体。
3. 上記第２のトラッキング構造は、同心の溝の形状である複数のトラックを含むことを特徴とする請求項１記載の書換え可能なデータ記憶媒体。
4. 上記第２のトラッキング構造の少なくとも１つのトラックは、アドレス情報によって変調されることを特徴とする請求項２又は３記載の書換え可能なデータ記憶媒体。
5. 上記記録層は、第１の磁化状態と第２の磁化状態との間で変化可能である磁気材料を含み、
   上記記録層内に記録された情報は、磁気的方法及び光学的方法から選択される方法で読出し可能であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の書換え可能なデータ記憶媒体。

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