DE102009054056A1 - Signal for e.g. DVD, has standard digital signal coded by slopes, and digital additional signal for standard signal, where distance between slopes lie below preset jitter-tolerance, and additional signal is coded by jitter deviations - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Signal für einen optischen Datenträger, einen optischen Datenträger mit einem solchen Signal sowie eine Vorrichtung zum Schreiben eines solchen Signals als auch eine Vorrichtung zum Lesen eines solchen Signals.The present invention relates to a signal for an optical data carrier, an optical data carrier with such a signal and a device for writing such a signal as well as a device for reading such a signal.
Optische Datenträger sind in unterschiedlichen Formaten, wie zum Beispiel Compact Discs (CD), Blue-ray Disc (BD), Digital Versatile Disc (DVD), High Density DVD (HD DVD), Holographic Versatile Disc (HVD), Laser Disc (LD), etc. bekannt. Allen diesen optischen Datenträgern ist gemeinsam, dass sie ein transparentes Substrat und eine auf dem Substrat aufgebrachte Reflexionsschicht aufweisen. In der Reflexionsschicht sind digitale Signale durch aufeinander folgende Erhebungen und Vertiefungen codiert, wobei an den Übergängen zwischen der Erhebung und der Vertiefung jeweils Kanten bzw. Flanken ausgebildet sind. Der Abstand zu aufeinanderfolgenden Flanken codiert ein bestimmtes digitales Signal.Optical discs come in a variety of formats, such as Compact Discs (CD), Blue-ray Disc (BD), Digital Versatile Disc (DVD), High Density DVD (HD DVD), Holographic Versatile Disc (HVD), Laser Disc (LD ), etc. known. All these optical data carriers have in common that they have a transparent substrate and a reflection layer applied to the substrate. In the reflection layer, digital signals are encoded by successive elevations and depressions, edges or flanks being formed at the transitions between the elevation and the depression. The distance to successive edges encodes a particular digital signal.
Für die einzelnen Formate optischer Datenträger gibt es unterschiedliche Standards und Normen. So ist zum Beispiel die CD im so genannten „Red Book” spezifiziert. Neben dem mechanischen Aufbau der CDs sind darin auch grundlegende Parameter zu dem auf der CD gespeicherten Signal festgelegt.
Diese Längen sind als Zeit definiert, die der Laserstrahl zum Abfahren der Strecke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flanken zwischen Erhebungen und Vertiefungen auf dem optischen Datenträger benötigt. In der Tabelle in
Bei DVDs sind die Toleranzen auf maximal 8% der Soll-Länge der Erhebungen bzw. der Vertiefungen festgelegt.For DVDs, the tolerances are set to a maximum of 8% of the desired length of the elevations or depressions.
Die Toleranzen erlauben Abweichungen in den Längen, wobei innerhalb der Toleranzen das digitale Signal zuverlässig und korrekt ausgelesen werden kann. Beim Abspielen eines digitalen Signales verursachen die Schwankungen in der Länge des Abstandes aufeinanderfolgender Flanken ein Taktzittern im digitalen Signal. Diese Schwankungen werden als Jitter bezeichnet. Im Allgemeinen ist Jitter in der Übertragungstechnik ein abrupter und unerwünschter Wechsel der Signalcharakteristik. Dies kann sowohl die Amplitude als auch die Frequenz und Phasenlage betreffen.The tolerances allow deviations in the lengths, whereby within the tolerances the digital signal can be read reliably and correctly. When playing a digital signal, the variations in the length of the spacing of consecutive edges cause a jitter in the digital signal. These fluctuations are called jitter. In general, jitter in transmission technology is an abrupt and undesirable change in the signal characteristic. This can affect both the amplitude and the frequency and phase.
In der
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Aus der
Es sind unterschiedliche Signale bekannt, bei welchen der physikalische Datenstrom eines optischen Datenträgers so modifiziert werden soll, dass ein allgemeines Lesegerät, das zum Kopieren dieser Daten verwendet wird, den Datenstrom nicht korrekt auslesen und weitergeben kann. Derartige Systeme und Verfahren sind beispielsweise aus der
Ein weiteres Verfahren zum Verhindern eines unerlaubten Kopierens von Daten optischer Datenträger geht aus der
In der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Signal für einen optischen Datenträger, einen optischen Datenträger, eine Vorrichtung zum Schreiben eines solchen Signals und eine Vorrichtung zum Lesen eines solchen Signals zu schaffen, mit welchem auf einfache Art und Weise die Informationsdichte auf dem optischen Datenträger erhöht werden kann.The invention has for its object to provide a signal for an optical disk, an optical disk, a device for writing such a signal and a device for reading such a signal, with which increases the information density on the optical disk in a simple manner can be.
Die Aufgabe wird durch ein Signal mit dem Merkmal des Anspruchs 1, einem optischen Datenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 6, eine Vorrichtung zum Schreiben eines solchen Signals mit dem Merkmal des Anspruchs 9 und eine Vorrichtung zum Lesen des Signals mit dem Merkmal des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a signal having the feature of
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Signal für einen optischen Datenträger, einen optischen Datenträger, eine Vorrichtung zum Schreiben eines solchen Signals und eine Vorrichtung zum Lesen eines solchen Signals zu schaffen, mit welchen zuverlässig sensible Informationen auf einem optischen Datenträger codierbar sind, ohne dass sie von Unbefugten einfach auf einen weiteren optischen Datenträger kopiert werden können.A further object of the present invention is to provide a signal for an optical data carrier, an optical data carrier, a device for writing such a signal and a device for reading such a signal, with which sensitive information can be reliably coded on an optical data carrier, without that they can be easily copied by unauthorized persons to another optical disk.
Das erfindungsgemäße Signal für einen optischen Datenträger umfasst ein durch Flanken zwischen Erhebungen und Vertiefungen codiertes digitales Standardsignal, wobei der Abstand zweier aufeinanderfolgender Flanken einer vorbestimmten Jitter-Toleranz unterliegen kann. Das Signal zeichnet sich dadurch aus, dass es zusätzlich zum Standardsignal ein digitales Zusatzsignal aufweist, das durch gesteuerte Jitter-Abweichung innerhalb der Jitter-Toleranz codiert ist.The signal for an optical data carrier according to the invention comprises a digital standard signal coded by flanks between elevations and depressions, wherein the distance between two successive flanks can be subject to a predetermined jitter tolerance. The signal is characterized by the fact that in addition to the standard signal it has an additional digital signal which is coded by controlled jitter deviation within the jitter tolerance.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass vor allem bei nichtbeschreibbaren optischen Datenträgern, die mittels Spritzprägen hergestellt werden, wobei ein Master (Komplementärform) verwendet wird, der die komplementäre Kontur der Erhebungen und Vertiefungen eines Substrats des optischen Datenträgers aufweist, die Präzision der einzelnen Erhebungen und Vertiefungen wesentlich exakter als die in den Standards und Normen geforderten Jitter-Toleranzen sind. Hierdurch ist es möglich, eine Abweichung von der Soll-Länge der einzelnen Erhebungen und Vertiefungen derart einzustellen, dass die Abweichung innerhalb der Jitter-Toleranzen liegen, so dass das Standardsignal nicht beeinflusst wird und gleichzeitig ein weiteres Zusatzsignal mit denselben Erhebungen und Vertiefungen codierbar ist.The inventors of the present invention have recognized that especially in non-writable optical data carriers produced by injection compression using a master (complementary shape) having the complementary contour of the protrusions and pits of a substrate of the optical data carrier, the precision of the individual Elevations and depressions are much more accurate than the jitter tolerances required by the standards and standards. This makes it possible to set a deviation from the desired length of the individual elevations and depressions such that the deviation lie within the jitter tolerances, so that the standard signal is not influenced and at the same time a further additional signal can be coded with the same elevations and depressions.
Ein grundsätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Signals ist, dass das herkömmliche Standardsignal auf dem optischen Datenträger derart aufgezeichnet ist, dass es mit herkömmlichen Lesegeräten gelesen werden kann. Das Standardsignal wird somit in keinster Weise durch das zusätzliche Signal beeinträchtigt.A fundamental advantage of the signal according to the invention is that the conventional standard signal is recorded on the optical data carrier in such a way that it can be read by conventional readers. The standard signal is thus in no way affected by the additional signal.
Das Zusatzsignal hingegen kann nicht mit herkömmlichen Lesegeräten ausgelesen werden. Jedoch ist zum Lesen des Zusatzsignals keine zusätzliche Detektionseinrichtung notwendig, die weitere physikalische Parameter des optischen Datenträgers detektiert, sondern das herkömmlich gelesene Detektionssignal, das den Zeitpunkt der Detektion der einzelnen Flanken zwischen Erhebungen und Vertiefungen wiedergibt, wird lediglich einer weiteren Auswertung unterzogen. Hierzu müssen lediglich weitere Auswertemittel am Lesegerät, jedoch keine weiteren Detektionsmittel zum Detektieren eines weiteren physikalischen Parameters des optischen Datenträgers vorgesehen werden.The additional signal, however, can not be read with conventional readers. However, to read the additional signal, no additional detection device is necessary which detects further physical parameters of the optical data carrier, but the conventionally read detection signal, which reproduces the time of detection of the individual flanks between elevations and depressions, is merely subjected to a further evaluation. For this purpose, only further evaluation means on the reading device, but no further detection means for detecting a further physical parameter of the optical data carrier must be provided.
Das Zusatzsignal ist ein digitales Signal. Der Begriff „digital” heißt, dass das Signal nicht analog ist, sondern vorbestimmte, abgestufte Werte einnimmt. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass eine Wert eines Standardsignals auf mehr als zwei Werte codiert. Hierdurch kann das „digitale Zusatzsignal” pro Wert eines Standardsignals auf mehr als zwei Werte codieren.The additional signal is a digital signal. The term "digital" means that the signal is not analog but takes predetermined graded values. Within the scope of the invention, it is possible for a value of a standard signal to be coded to more than two values. As a result, the "digital additional signal" per value of a standard signal can code for more than two values.
Das Zusatzsignal erlaubt eine deutlich Steigerung der Informationsdichte auf einem Datenträger, wobei der zusätzliche technische Aufwand sehr gering ist.The additional signal allows a significant increase in the information density on a disk, the additional technical effort is very low.
Herkömmliche Vorrichtungen zum Beschreiben von optischen Datenträgern besitzen keine Mittel zum gezielten Steuern von Jitter-Abweichungen, so dass es mit derartigen Vorrichtungen nicht möglich ist, das erfindungsgemäße Signal auf einen optischen Datenträger zu schreiben. Weiterhin verwenden Raubkopierer so genannte Brenner zum Brennen von RW-CDs bzw. RW-DVDs, bei welchen die Jitter-Abweichungen nicht mit der für das erfindungsgemäße Signal erforderlichen Präzision einstellbar sind. Die Verwendung industrieller Spritzprägeverfahren zur Herstellung von Raubkopien stellt für Raubkopierer sowohl in wirtschaftlicher als auch in technischer Hinsicht eine erhebliche Anforderungen dar, die in der Praxis kaum überwunden werden dürfte. Hierdurch wird der Kreis der potentiellen Raubkopierer erheblich eingeschränkt und die Gefahr von Raubkopien minimiert. Andererseits kann sich ein Raubkopierer, der mit industriellen Mitteln Raubkopien im industriellen Maßstab herstellt, nicht in der großen Menge anonymer Raubkopierer verstecken, da eine industrielle Fertigung sich nur ab einer großen Menge von Datenträgern lohnt. Ein Raubkopierer mit industrieller Fertigung muss beträchtlich investieren, bevor Raubkopieren hergestellt werden können und geht somit ein erhebliches Risiko ein.Conventional devices for writing optical data carriers have none Means for targeted control of jitter deviations, so that it is not possible with such devices to write the signal according to the invention on an optical disk. Furthermore, pirate copiers use so-called burners for burning RW-CDs or RW-DVDs, in which the jitter deviations can not be set with the precision required for the inventive signal. The use of industrial injection-compression molding methods for the production of pirated copies represents a considerable requirement for pirates, both economically and technically, which is unlikely to be overcome in practice. This significantly restricts the number of potential pirates and minimizes the risk of piracy. On the other hand, a pirate making industrial-scale piracy on an industrial scale can not hide in the large amount of anonymous pirates because industrial manufacturing pays off only from a large amount of data carriers. An industrial-robbery copier needs to invest a lot of money before piracy can be produced, and therefore carries a significant amount of risk.
Das Codieren sensibler, insbesondere zum Kopieren notwendiger Informationen mittels des Zusatzsignals auf einem optischen Datenträger erhöht somit die Sicherheit gegen Kopieren erheblich, wobei der zusätzliche Aufwand im Vergleich zu nichtkopiergeschützten optischen Datenträgern sehr gering ist.The coding sensitive, in particular for copying necessary information by means of the additional signal on an optical disk thus significantly increases the security against copying, the additional effort compared to non-copy protected optical media is very low.
Das erfindungsgemäße Signal erlaubt es auch bestimmte Bereiche des optischen Datenträgers mit einer jeden herkömmlichen Vorrichtung zum Lesen von optischen Datenträgern les- und kopierbar auszubilden und andere Bereiche gegen Kopieren zu schützen. So kann beispielsweise ein erster Bereich vorgesehen sein, in dem das Standardsignal unverschlüsselt auf dem optischen Datenträger codiert ist, so dass es mit jedem beliebigen Lesegerät lesbar und bei Wunsch auf einen weiteren optischen Datenträger kopierbar ist. Im ersten Bereich sind durch das Zusatzsignal Steuersignale gespeichert, die zum Ansteuern und Lesen des zweiten Bereiches notwendig sind. Der zweite Bereich kann somit nur gelesen werden, wenn die Zusatzsignale im ersten Bereich gelesen worden sind. Hierzu sind die entsprechenden zusätzlichen Auswertemittel zum Auswerten des erfassten Detektionssignals notwendig. Das Lesegerät muss hierfür speziell ausgebildet sein. Derartige Lesegeräte sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie Signale des zweiten Bereichs nicht für einen Kopiervorgang zur Verfügung stellen, wie dies auch bei herkömmlichen Lese- und Schreibgeräten mit Kopierschutz bekannt ist.The signal according to the invention also makes it possible to make certain areas of the optical data carrier readable and copyable with any conventional apparatus for reading optical data carriers and to protect other areas against copying. Thus, for example, a first area can be provided, in which the standard signal is encoded unencrypted on the optical data carrier, so that it can be read by any reader and, if desired, copied to another optical data carrier. In the first area control signals are stored by the additional signal, which are necessary for driving and reading the second area. The second area can thus only be read if the additional signals in the first area have been read. For this purpose, the corresponding additional evaluation means for evaluating the detected detection signal are necessary. The reader must be specially designed for this purpose. Such readers are preferably designed so that they do not provide signals of the second area for a copying process, as is also known in conventional reading and writing instruments with copy protection.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung enthält das Standardsignal Steueranweisungen zum Lesen des Zusatzsignals. Beim Kopieren wird der als Standardsignal codierte Datenstrom auf einen anderen Datenträger übertragen. Auf diesen anderen Datenträger ergeben die Steueranweisungen keinen Sinn, da es kein Zusatzsignal gibt. Sie stellen somit sinnlose Daten dar, die das Lesen des kopierten Datenträgers behindern oder sogar vollständig beeinträchtigen.According to a preferred embodiment of the invention, the standard signal contains control instructions for reading the additional signal. During copying, the data stream coded as standard signal is transferred to another data medium. The control instructions make no sense on this other data carrier, since there is no additional signal. They thus represent meaningless data that hinder or even completely interfere with the reading of the copied volume.
Erfindungsgemäß können die Nutzsignale, die auf einen optischen Datenträger gespeichert sind, sowohl in Form der Standardsignale als auch zum Teil in Form des Zusatzsignals codiert sein. Hierdurch ist zur vollständigen Ausgabe der Nutzsignale notwendig, dass sowohl das Standardsignal als auch das Zusatzsignal gelesen wird. Wenn das Zusatzsignal nicht lesbar ist, dann fehlen dem Nutzsignal wesentliche Teile, wodurch deren Nutzung eingeschränkt oder eventuell sogar vollständig unmöglich ist. Dies hat zur Folge, dass ein optischer Datenträger, bei dem die Nutzinformationen sowohl als Standardsignal als auch als Zusatzsignal codiert sind, nur von speziellen zum Lesen des Zusatzsignales geeigneten Lesegeräten lesbar sind. Mit herkömmlichen Lesegeräten ist ein derartige optischer Datenträger nicht lesbar. Wenn die zum Lesen des Zusatzsignales geeigneten Lesegerät mit einem Kopierschutz versehen sind, dann wird sicher gestellt, dass Datenträger, bei welchem die Information sowohl in Form des Standardsignals als auch in Form des Zusatzsignals codiert ist, nur von einem mit Kopierschutz versehenen zum Lesen des Zusatzsignales geeigneten Lesegerät ausgelesen werden können. Andere Lesegeräte können das Signal nicht lesen.According to the invention, the useful signals which are stored on an optical data carrier can be coded both in the form of the standard signals and partly in the form of the additional signal. This makes it necessary for complete output of the useful signals that both the standard signal and the additional signal is read. If the additional signal is not readable, then the useful signal missing essential parts, whereby their use is limited or possibly even completely impossible. This has the consequence that an optical data carrier, in which the payload information is coded both as a standard signal and as an additional signal, can only be read by special readers suitable for reading the additional signal. With conventional readers such optical disk is unreadable. If the reading device suitable for reading the additional signal is provided with a copy protection, then it is ensured that data carriers in which the information is coded both in the form of the standard signal and in the form of the additional signal, only by a copy-protected for reading the additional signal suitable reader can be read. Other readers can not read the signal.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. The drawings show in:
Die Übergänge zwischen den einzelnen Erhebungen
Der Ort der Flanken
Im Red Book ist für CDs eine Jitter-Toleranz als zeitlicher Toleranzbereich von ±40 μs bis zu ±60 μs für eine jede Zeitdauer t einer Erhebung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben weiterhin erkannt, dass bei der industriellen Produktion von CDs mittels Spritzprägen oder Spritzgießen die tatsächlich auftretende Toleranz kleiner als +/–20 μs und bei optimierten Verfahren sogar noch kleiner sein kann. Bei der industriellen Produktion von optischen Datenträgern wird die tatsächlich auftretende Toleranz vor allem durch die Qualität, mit welcher ein Master hergestellt wird, bestimmt. Diese Master sind in der Regel Glasmaster, die eine zum Substrat des optischen Datenträgers
Deshalb ist es möglich, den Jitter-Toleranzbereich
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die logischen Jitterabschnitte
Die logischen Jitter-Abschnitte
Ist die tatsächlich realisierbare Jitter-Toleranz kleiner als die Hälfte des Jitter-Toleranzbereiches
Ein erster logischer Jitter-Abschnitt
Ein dritter logischer Jitter-Abschnitt ist bzgl. des Ortes der Flanke
Da bei diesem Ausführungsbeispiel die tatsächliche Jitter-Toleranz kleiner als +/–10 μs ist, sollten die Längen bzw Zeitdauern t exakt in einem der drei logischen Jitter-Abschnitte J0, J1 oder J2 liegen. Für den Fall, dass tatsächlich ein Zeitdauer t einer Erhebung
Da die logischen Jitter-Abschnitte
Durch die Unterteilung des Jitter-Toleranzbereichs
Nachfolgend wird anhand der
Ein optischer Datenträger
Die Auswerteeinrichtung
Die Leitungen P3 bis P11 sind mit der Vergleichsschaltung
Soll das Zusatzsignal decodiert werden, dann wird grundsätzlich die gleiche Auswerteeinrichtung verwendet. Bei dem in
Da auf einen jeden möglichen Wert des Standardsignales (3T, 4T, ... 11T) jeweils zwei logische Werte J0, J1 (Ausführungsform gemäß
Die Auswerteschaltung zum Detektieren des Standardsignals und des Zusatzsignals entspricht somit der herkömmlichen Auswerteschaltung zum Detektieren alleine des Standardsignals, wobei die Auswerteschaltung zum Detektieren des Standardsignals und des Zusatzsignals das Detektionssignal nach
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Standardsignal und das Zusatzsignal gleichzeitig aus dem Detektionssignal extrahiert. Das Zusatzsignal kann nicht ohne dem Standardsignal extrahiert werden, denn zur Auswertung eines Zusatzsignals ist es notwendig, ein Ausgangspunkt für die Verschiebung der Flanke zu besitzen, der durch die jeweilige Länge des Standardsignals (3T, 4T, ... 11T) vorgegeben ist.In the embodiment described above, the standard signal and the supplemental signal are simultaneously extracted from the detection signal. The additional signal can not be extracted without the standard signal, because to evaluate an additional signal, it is necessary to have a starting point for the displacement of the edge, which is given by the respective length of the standard signal (3T, 4T, ... 11T).
Es ist selbstverständlich möglich, zunächst in herkömmlicher Weise das Standardsignal zu analysieren und danach separat die Jitter-Abweichungen bzw. das Zusatzsignal zu bestimmen. Nachdem die Werte des Standardsignals bekannt sind, ist auch der ideale Zeitpunkt der Flanke der jeweiligen Erhebung
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß
Ein wesentlicher Vorteil des Zusatzsignales ist, dass ohne großen zusätzlichen technischen Aufwand wesentlich mehr Information auf einem optischen Datenträger codiert werden kann, als dies bei einer herkömmlichen Codierung alleine mittels Erhebungen und Vertiefungen der Fall ist. Hierdurch kann die Informationsdichte erheblich erhöht werden, ohne dass hierzu ein erheblicher Aufwand bezüglich der Hardware notwendig ist.A significant advantage of the additional signal is that much more information can be encoded on an optical disk without much additional technical effort, as is the case with conventional coding alone by surveys and wells. As a result, the information density can be increased significantly without the need for a considerable effort in terms of hardware is necessary.
Für die Nutzung des Zusatzsignales gibt es vielerlei Möglichkeiten. Das Zusatzsignal kann zusammen mit dem Standardsignal verwendet werden, um gemeinsam eine bestimmte Informationsmenge zu codieren. Würde man das Standardsignal unverändert lassen, dann könnte man gewisse Informationen eines Frames als Zusatzsignal codieren, wodurch sich die Länge der Frames verkürzen und damit die Informationsdichte erhöhen würde. Eine solche Änderung lässt sich einfach mit der auf der EFM-Modulation beruhenden Auswerteeinrichtung
Andererseits könnte man das Zusatzsignal auch als Fehlerkorrektursignal zum Korrigieren des herkömmlichen Standardsignals verwenden. Dies würde die Fehlersicherheit erhöhen und es ermöglichen, anstelle der EFM-Modulation eine andere Modulation zu verwenden, bei welcher kürzere Längen für die Erhebungen und Vertiefungen verwendet werden, wodurch auch eine höhere Informationsdichte erzielt werden würde, ohne dass dabei das Zusatzsignal unmittelbar selbst Informationen trägt. Hierbei müsste die Auswerteeinrichtung an die neue Modulationsart angepasst werden, was einen erheblich größeren Aufwand verursacht.On the other hand, one could also use the additional signal as an error correction signal to correct the conventional standard signal. This would increase the reliability of the error and make it possible to use another modulation instead of the EFM modulation, in which shorter lengths are used for the elevations and depressions, whereby a higher information density would also be achieved without the additional signal itself carrying information itself , In this case, the evaluation would have to be adapted to the new modulation, which causes a considerably greater effort.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Zusatzsignales liegt in der physikalischen Natur des Zusatzsignals, da dieses mit herkömmlichen einfach oder mehrfach beschreibbaren CDs und DVSs nicht nachgebildet werden kann, da mit diesen die Erhebungen und Vertiefungen nicht mit der notwendigen Präzision erzeugt werden können. Das Zusatzsignal kann somit nicht unmittelbar kopiert werden. Ein Kopieren wäre nur möglich, wenn es decodiert werden würde und in anderer Form auf einen Datenträger codiert werden würde. Da man jedoch zum Lesen des Zusatzsignals eine spezielle Vorrichtung benötigt, die gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen zum Lesen von optischen Datenträgern modifiziert sein muss – auch wenn nur geringfügig –, kann man sicherstellen, dass das Zusatzsignal nicht mehr frei zur Verfügung gestellt wird, um es auf einen anderen Datenträger übertragen zu können. Hierzu gibt es bereits Sicherheitsmechanismen. Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass aufgrund der speziellen physikalischen Natur des Zusatzsignals dieses als Zusatzsignal einfach zu identifizieren ist, mit industriellen Fertigungsverfahren ohne spezielle Umstellung herstellbar und nicht mittels der von Raubkopierern üblicherweise verwendeten Verfahren nachbildbar ist.Another essential advantage of the additional signal lies in the physical nature of the additional signal, since this can not be reproduced with conventional single or multiple recordable CDs and DVSs, since with these the elevations and depressions can not be generated with the necessary precision. The additional signal can thus not be copied directly. A copy would only be possible if it were decoded and encoded in a different form on a data medium. However, since one needs a special device for reading the additional signal, which must be modified compared to conventional devices for reading optical data carriers - even if only slightly -, one can ensure that the additional signal is no longer freely available to it to a to transfer other media. There are already security mechanisms for this. The essential advantage of the present invention is that due to the special physical nature of the additional signal this is easy to identify as additional signal can be produced with industrial manufacturing processes without special conversion and can not be reproduced by the methods commonly used by pirates.
Die Trennung des Standardsignals und des Zusatzsignals kann beispielsweise mittels eines Demultiplexers erfolgen, der aus dem Signal T3-J0, T3-J1, ggfs. T3-J2, T4-J0, T4-J1, ggfs. T4-J2, ... T11-J0, T11-J1, ggfs. T11-J2 nur die Signale J0, J1, ggfs. J2 herausfiltert.The separation of the standard signal and the additional signal can be effected for example by means of a demultiplexer which consists of the signal T3-J0, T3-J1, if necessary T3-J2, T4-J0, T4-J1, if necessary. T4-J2,... T11 -J0, T11-J1, if necessary. T11-J2 filters out only the signals J0, J1, if necessary J2.
Ein Kopierschutz kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass im Zusatzsignal eine Authentifizierung codiert ist und nur wenn die Authentifizierung erfolgreich gelesen worden ist und mit einer vorab gespeicherten Authentifizierung verglichen wird, erfolgt die Freigabe der auf dem optischen Datenträger gespeicherten Daten für die Nutzung. Ein solcher Kopierschutz hat gegenüber herkömmlichen Kopierschutzsystemen den Vorteil, dass keine Fehlinformationen auf dem optischen Datenträger zwischen den Nutzdaten eingetragen werden müssen, wie dies bei einer Vielzahl herkömmlicher Kopierschutzsystemen der Fall ist. Der vorliegende Kopierschutz ist somit abwärts kompatibel zu bestehenden Kopierschutzsystemen, da die Codierung des Zusatzsignals auf eine völlig andere Art und Weise erfolgt, die die bisher auf dem optischen Datenträger codierte Information unberührt lässt.A copy protection can take place, for example, in that an authentication is coded in the additional signal and only when the authentication has been successfully read and is compared with a previously stored authentication, the release of the stored data on the optical disk for use. Such copy protection has the advantage over conventional copy protection systems that no misinformation must be entered on the optical data carrier between the user data, as is the case with a large number of conventional copy protection systems. The present copy protection is thus downwardly compatible with existing copy protection systems, since the coding of the additional signal takes place in a completely different manner, which leaves the previously encoded on the optical disk information unaffected.
Informationsbereiche sind auf optischen Datenträgern, insbesondere CDs und DVDs, durch Start- und Endsignale codiert. Diese werden typischerweise als LEAD-IN und LEAD-OUT bezeichnet. Codiert man bestimmte Start- und Endsignale als Zusatzsignale, dann sind diese nur für spezielle Vorrichtungen zum Lesen optischer Datenträger zugänglich. Andere Bereiche auf dem optischen Datenträger, die herkömmliche Start- und Endsignale aufweisen, sind hingegen für herkömmliche Vorrichtungen zum Lesen von optischen Datenträgern zugänglich. Hierdurch ist es möglich, auf einem optischen Datenträger Bereiche vorzusehen, die frei zugänglich sind und andere Bereiche, die lesegeschützt sind.Information areas are coded on optical data carriers, in particular CDs and DVDs, by start and end signals. These are typically referred to as LEAD-IN and LEAD-OUT. If one codes certain start and end signals as additional signals, these are only accessible for special devices for reading optical data carriers. On the other hand, other areas on the optical disk having conventional start and end signals are accessible to conventional optical disk reading devices. This makes it possible to provide on an optical disk areas that are freely accessible and other areas that are read-protected.
Mit dem Zusatzsignal ist es auch möglich, Steuersignale für die Abtasteinrichtung zum Abtasten der optischen Datenträger zu codieren, die notwendig sind, um die Detektionseinrichtung an die zum Abtasten notwendige Stelle auf dem Datenträger zu positionieren. Hierdurch können bestimmte Bereiche des optischen Datenträgers nur mittels einer Vorrichtung zum Lesen eines optischen Datenträgers gelesen werden, die auch das Zusatzsignal lesen kann.With the additional signal, it is also possible to encode control signals for the scanning device for scanning the optical data carriers, which are necessary in order to position the detection device at the location necessary for scanning on the data carrier. As a result, certain areas of the optical data carrier can only be read by means of a device for reading an optical data carrier, which can also read the additional signal.
Weiterhin kann mit dem Zusatzsignal eine interaktive Abfrage zum Eingeben eines Codierungsschlüssels aufgerufen werden, so dass der Benutzer zum Lesen eines bestimmten Bereiches des optischen Datenträgers einen entsprechenden Codierungsschlüssel eingeben muss. Herkömmliche optische Datenträger besitzen unterschiedliche Bereiche, die bei einer CD als Kanäle bezeichnet werden. In bestimmten Kanälen sind Anzeige- und Steuerinformationen codiert. Sie enthalten beispielsweise den Titel, Inhaltsverzeichnis oder bestimmte Steuerinformationen zur Adressierung bzw. Fehlerkorrektur. Das erfindungsgemäße Zusatzsignal kann auch zum Codieren dieser Steuer- und/oder Anzeigeinformationen genutzt werden. Wenn die Steuerinformationen mittels des Zusatzsignales codiert werden, dann kann der optische Datenträger nur von einer Vorrichtung gelesen werden, die die Zusatzsignale lesen kann, da die Steuerinformationen zum Lesen der übrigen auf dem optischen Datenträger gespeicherten Informationen notwendig sind.Furthermore, the auxiliary signal can be used to call up an interactive query for inputting a coding key, so that the user must enter a corresponding coding key to read a specific area of the optical data carrier. Conventional optical data carriers have different areas, which are referred to as channels in a CD. Display and control information is coded in certain channels. They include, for example, the title, table of contents, or certain control information for addressing or error correction. The additional signal according to the invention can also be used to encode this control and / or display information. If the control information is coded by means of the additional signal, then the optical data carrier can only be read by a device which can read the additional signals, since the control information is necessary for reading the remaining information stored on the optical data carrier.
Die Fehlerkorrektur ist ein wichtiger Bestandteil der digitalen Informationsspeicherung, da bei den großen Datenmengen (Typo), die gespeichert werden, schon äußerst minimale Fehlerraten von bis zu 10–6 zu einer Nicht-Abspielbarkeit des optischen Datenträgers führen können. Dieses Problem wird durch die Anwendung einer Fehlerkorrektur behoben. Dabei werden zusätzliche Paritätsbits benutzt, um die Fehler zu korrigieren und mittels Interleaving eine lokale Fehlerhäufung zu minimieren. Das Standardverfahren wird als so genanntes „Cross Interleaved Reed-Salomon Code (CIRC)”-Verfahren bezeichnet. Das erfindungsgemäße Zusatzsignal kann beispielsweise zum Codieren der Paritätsbits verwendet werden. Dies hätte zur Folge, dass ein größerer Datenbereich mittels Standardcodierung zur Verfügung steht, aber andererseits bei einem direkten Kopiervorgang, der das Zusatzsignal nicht überträgt, die Abspielbarkeit des kopierten Datenträgers verloren gehen würde. Dies setzt jedoch eine grundsätzliche Anpassung der Fehlerkorrektur-Hardware voraus. Error correction is an important part of digital information storage, since with the large amounts of data (Typo) being stored, even extremely low error rates of up to 10 -6 can lead to non-playability of the optical data carrier. This issue is resolved by applying an error correction. Additional parity bits are used to correct the errors and to minimize local error accumulation by means of interleaving. The standard method is referred to as the so-called "Cross Interleaved Reed-Salomon Code (CIRC)" method. The additional signal according to the invention can be used for example for coding the parity bits. This would mean that a larger data area is available by means of standard coding, but on the other hand, in the case of a direct copying process which does not transmit the additional signal, the playability of the copied data medium would be lost. However, this requires a fundamental adaptation of the error correction hardware.
Ein grundsätzlicher, genereller Vorteil des Zusatzsignals als Kopierschutzmittel liegt darin, dass die einfachste Realisierung eines kombinierten Standard- und Zusatzsignales in dem als Standardsignal codierten Datenstrom Steuersignale zum Steuern des Lesens des Zusatzsignales enthält. Werden diese Steuersignale korrekt interpretiert, dann werden die Zusatzsignale gelesen. Wird ein solcher Datenstrom jedoch in herkömmlicherweise kopiert, dann ergeben diese Steuersignale auf dem kopierten Datenträger keinen Sinn, da die Zusatzsignale nicht vorhanden sind. Diese Steuersignale sind somit „Datenmüll” und beeinträchtigen das Lesen des Standardsignals auf dem kopierten Datenträger. Die Beeinträchtigung kann derart ausgeprägt sein, dass der kopierte Datenträger grundsätzlich nicht lesbar ist.A fundamental, general advantage of the additional signal as a copy protection means is that the simplest realization of a combined standard and additional signal in the data stream encoded as a standard signal contains control signals for controlling the reading of the additional signal. If these control signals are interpreted correctly, then the additional signals are read. However, if such a data stream is conventionally copied, then these control signals on the copied data carrier make no sense, since the additional signals are not present. These control signals are thus "garbage" and affect the reading of the standard signal on the copied data carrier. The impairment can be so pronounced that the copied data carrier is basically unreadable.
Dies zeigt, dass alleine das Vorsehen des Zusatzsignals in seiner einfachsten Form einen gewissen Kopierschutz bietet.This shows that only the provision of the additional signal in its simplest form offers some copy protection.
Wie es oben bereits erläutert worden ist, kann ein erfindungsgemäßer optischer Datenträger mit Standardsignal und Zusatzsignal mit dem üblichen industriellen Fertigungsverfahren gefertigt werden.
Die Ansteuerungselektronik erhält von einer Datenquelle, die digitale Daten von einer Kodiereinrichtung bekommt, die als Standardsignal zu codierenden Daten und die als Zusatzsignal zu codierenden Daten. Diese beiden Informationen werden von der Ansteuerungselektronik separat von einer Standardinformationsquelle
Diese Ansteuersignale werden vom Standardsignalansteuerelement
Ist ein Glasmaster einmal hergestellt, kann in bekannter Weise mittels Spritzgießen oder Spritzprägen eine beliebige Anzahl von Kopien des optischen Datenträgers mit dem Master hergestellt werden, der sowohl das Standardsignal als auch das Zusatzsignal aufweist.Once a glass master has been produced, any number of copies of the optical data carrier with the master, which has both the standard signal and the additional signal, can be produced in a known manner by means of injection molding or injection compression.
Die obigen Erläuterungen zeigen, dass das erfindungsgemäße Signal, das das Standardsignal und das Zusatzsignal umfasst, zum einen eine Erhöhung der Informationsdichte auf dem optischen Datenträger ermöglicht, zum anderen mit ohne größeren Aufwand in die bestehende Technologie integriert werden kann, und zudem aufgrund der physikalischen Natur des Zusatzsignals das Kopieren derartiger optischer Datenträger erheblich erschweren kann.The above explanations show that the signal according to the invention, which comprises the standard signal and the additional signal, on the one hand enables an increase in the information density on the optical data carrier, on the other hand can be integrated into the existing technology with little effort, and also due to the physical nature the additional signal can make the copying of such optical media considerably more difficult.
Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel sind die Längen der Erhebungen und Vertiefungen mit Zeiteinheiten dargestellt, die über die Drehgeschwindigkeit des Datenträgers Längeneinheiten entsprechen. Dies ist bei CDs üblich. Selbstverständlich kann die Erfindung auch mittels Längeneinheiten beschrieben werden.In the embodiment explained above, the lengths of the elevations and depressions are represented by time units which correspond to length units via the rotational speed of the data carrier. This is common with CDs. Of course, the invention can also be described by means of length units.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- optischer Datenträgeroptical disk
- 22
- Erhebungsurvey
- 33
- Vertiefungdeepening
- 44
- Flankeflank
- 55
- Jitter-ToleranzbereichJitter tolerance range
- 66
- Logischer Jitter-AbschnittLogical jitter section
- 77
- Ansteuereinrichtungdriver
- 88th
- PulsPulse
- 99
- Flanken-DetektorEdge detector
- 1010
- Vergleichsschaltungcomparison circuit
- 1111
- Synchronisations-Puls-BlockSynchronization pulse block
- 1212
- PulsPulse
- 1313
- PulsPulse
- 1414
- PLL-SchaltungPLL
- 1515
- StandardinformationsquelleStandard information source
- 1616
- ZusatzinformationsquelleAdditional Information Source
- 1717
- Standardsignal-MultiplexerStandard signal multiplexer
- 1818
- Jitter-MultiplexerJitter multiplexer
- 1919
- StandardsignalsteuerelementStandard signal control
- 2020
- RotationsgeschwindigkeitsmesserRotational speed sensor
- 2121
- Verschlussshutter
- 2222
- Erstes Verschluss-VerzögerungselementFirst shutter delay element
- 2323
- Zweites Verschluss-VerzögerungselementSecond shutter delay element
- 2424
- Drittes Verschluss-VerzögerungselementThird shutter delay element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 0866454 A2 [0013] EP 0866454 A2 [0013]
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