JPH10233057A - 光学式記録媒体の情報記録再生装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録データの改ざんの有無を判定して正確な
再生を行うにあたって、記録面の汚れや傷による誤判定
を除去し、実際の改ざんの有無のみをできるだけ正確に
判定できるようにする。 【解決手段】 所望の情報を表わすピットパターンから
なる第１の記録データと前記情報の一部分ないしは全部
についてそのピットパターンを反転したピットパターン
からなる第２の記録データとを光学式記録媒体に記録す
る。再生時に、第１及び第２の記録データをそれぞれ再
生し、再生した第１及び第２の記録データのそれぞれに
対してエラー訂正を行う。エラー訂正を行った第１及び
第２の記録データの排他的論理和を演算し、その演算結
果に基づいて記録データの改ざんの有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光カードや光ディ
スクのような光学式記録媒体の情報記録再生装置及び方
法に関し、特に記録データの改ざんの有無を判定して正
確な再生を行うことができるようにしたことに関する。

【０００２】

【従来の技術】光カードのような光学式記録媒体に情報
を記録する場合、記録すべきディジタル情報の“１”又
は“０”に応じてピットを形成する又は形成しないよう
にして、該情報に対応するピットパターンをデータトラ
ックに形成するようにしている。ところで、追記型の光
学式記録媒体においては、一般に記録済みデータの書き
換えは不可能であるが、ピットの形成されていない位置
にピットを追記形成することにより、記録されている情
報の内容を改ざんすることは可能である。このような記
録済み情報の改ざんを防止するために考えられた従来技
術として、所要の情報を記録したデータトラックとは別
のデータトラックに、該所要情報のピットパターンを反
転したピットパターンを記録し、両ピットパターンの排
他的論理和をとることにより、改ざんの有無を検出する
ようにしたものがある。例えば、“１００１００１１”
というデータに対応するピットパターンに対する反転ピ
ットパターンは“０１１０１１００”であり、この排他
的論理和は全て“１”であり、そのような場合は改ざん
無しと判定できる。一方、改ざんによって本来“０”の
位置に“１”のピットが追記形成されると、そのピット
に対応する排他的論理和は必ず“０”となり、これによ
って改ざん有りと判定できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光カードは
個人が財布の中などに入れて携帯して使用するのが普通
であるから、光カードの表面には指紋などによる汚れや
ひっかき傷などがつき易い。光カードの表面に汚れやひ
っかき傷などがあると、記録情報の再生時に光カードの
記録面に照射された光ビームは該表面の汚れや傷で吸収
され、反射光が減少する。このことは、再生用の微小光
ビームが実際にはピットが形成されていない位置
（“０”のデータ位置）を照射しているときでも、ピッ
トがある位置（“１”のデータ位置）と同等の反射光強
度の減少をもたらすことを意味し、本来、データ“０”
が再生されるべきところをデータ“１”を誤再生してし
まうことを意味する。

【０００４】上述のような正規のピットパターンと反転
ピットパターンの排他的論理和を用いる改ざん判定方法
では、上記のような記録面の汚れによる誤再生があって
も改ざん有りと誤判定してしまい、本来、その光カード
が改ざんの無い正式のものであっても、これを改ざん有
り故に使用禁止としてしまう、という不都合を引き起こ
す。本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、光カー
ドや光ディスクのような光学式記録媒体における記録デ
ータの改ざんの有無を判定して正確な再生を行うにあた
って、記録面の汚れや傷による誤判定の問題を解決し、
実際の改ざんの有無のみをできるだけ正確に判定できる
ようにした光学式記録媒体の情報記録再生装置及び方法
を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学式記録
媒体の情報記録再生装置は、所望の情報を表わすピット
パターンからなる第１の記録データと前記情報の一部分
ないしは全部についてそのピットパターンを反転したピ
ットパターンからなる第２の記録データとを光学式記録
媒体に記録する装置と、前記光学式記録媒体から前記第
１の記録データと第２の記録データをそれぞれ再生する
装置と、再生した前記第１及び第２の記録データのそれ
ぞれに対してエラー訂正を行うエラー訂正装置と、エラ
ー訂正を行った前記第１及び第２の記録データの排他的
論理和を演算する論理演算装置と、前記排他的論理和の
演算結果に基づいて前記光学式記録媒体における記録デ
ータの改ざんの有無を判定する装置とを備え、改ざん無
しと判定されたときエラー訂正済みの前記第１の記録デ
ータに基づく情報を前記所望の情報の再生情報として提
供することを特徴とするものである。

【０００６】光学式記録媒体の記録面に汚れや傷がある
場合、前述のようにピットのない位置でピット有りと同
等の再生信号が得られてしまうことがあるので、再生し
た第１の記録データまたは第２の記録データの内容に一
部誤りが含まれることになり、両データの反転関係が崩
れることとなる。しかし、エラー訂正装置によって、再
生した第１及び第２の記録データのそれぞれに対してエ
ラー訂正を行うことにより、汚れや傷による再生エラー
をそれぞれ訂正することができ、特段の改ざんがない限
り両データの反転関係を正しく保つように修正すること
ができる。従って、こうしてエラー訂正を行った第１及
び第２の記録データの排他的論理和を演算することによ
り、比較的軽微な汚れや傷による再生エラーの影響を排
除して、実際の改ざんの有無のみをできるだけ正確に判
定することができるようになる。

【０００７】また、本発明に係る光学式情報記録再生方
法は、所望の情報を表わすピットパターンからなる第１
の記録データと前記情報の一部分ないしは全部について
そのピットパターンを反転したピットパターンからなる
第２の記録データとを光学式記録媒体に記録するステッ
プと、前記光学式記録媒体から前記第１の記録データと
第２の記録データをそれぞれ再生するステップと、再生
した前記第１及び第２の記録データのそれぞれに対して
エラー訂正を行うステップと、エラー訂正を行った前記
第１及び第２の記録データの排他的論理和を演算するス
テップと、前記排他的論理和の演算結果に基づいて前記
光学式記録媒体における記録データの改ざんの有無を判
定するステップとを備え、改ざん無しと判定されたとき
エラー訂正済みの前記第１の記録データに基づく情報を
前記所望の情報の再生情報として提供することを特徴と
するものである。これによっても、上記と同様に、比較
的軽微な汚れや傷による再生エラーの影響を排除して、
実際の改ざんの有無のみをできるだけ正確に判定するこ
とができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明しよう。図１は、本発明を
実施する際に使用される光学式情報記録再生装置の一例
を概略的に示すハード構成ブロック図である。入力部５
０は、記録しようとする情報のデータを入力する装置／
機器や、装置に対する各種動作命令等を指示するための
キーボード又はパネル等、各種の入力手段の集合からな
る。出力部５１は、再生データを印字出力又はビデオ／
オーディオ出力又はデータ出力する等の適宜の手段で出
力する出力手段の集合からなる。ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５
３、ＲＡＭ５４等を含んで構成されるマイクロコンピュ
ータ部ＣＯＭは、この記録再生装置における記録及び再
生動作を制御する。光カード１が着脱可能にセットされ
る光カードドライバ５５は、上記マイクロコンピュータ
部ＣＯＭの制御の下で、セットされた光カード１に対し
て情報の記録及び／又は再生を行う。

【０００９】なお、入力部５０と出力部５１は、光学式
情報記録再生装置とは別体の端末装置として構成されて
いてもよい。そのような端末装置には、用途に応じて種
々のものがある。例えば、電子カルテや電子通帳として
光カード１を利用する場合は、該端末装置は、電子カル
テや電子通帳に対して必要な情報処理を行う業務プログ
ラムを搭載したコンピュータシステムであってよい。

【００１０】図２は光カード１の一例を示す概略平面図
であり、該光カード１の一面において、適宜の面積を占
めて、情報記録領域２が形成されている。情報記録領域
２は、図のＸ方向に延びた情報記録トラック（図示せ
ず）を、図のＹ補方向に並列に複数本具備する。光カー
ドドライバ５５内に含まれる光学式情報記録／再生ヘッ
ド（図示せず）を該トラックに沿って相対的に移動させ
る方向がＸ方向であり、また、該ヘッドを所望のトラッ
クに対して位置決めするために該トラックを横切る方向
に相対的に移動させる方向がＹ方向である。なお、この
例で、光カード１は追記型のものであるとする。

【００１１】図３は、光カードドライバ５５にセットさ
れた光カード１に対して情報の記録を行うときの処理プ
ログラムの一例を示す。まず、ステップＳ１では、記録
すべき情報（以下、正規の記録情報という）を入力部５
０から取り込む。次に、ステップＳ２では、正規の記録
情報の各ビットを反転した情報（以下、反転情報とい
う）を作成する。例えば、正規の記録情報が“１００１
００１１”であれば、その反転情報は“０１１０１１０
０”である。次に、ステップＳ３〜Ｓ６の処理では、上
記正規の記録情報に対応するピットパターンと上記反転
情報に対応するピットパターンをそれぞれ所定のトラッ
クに記録する処理を行う。

【００１２】この記録処理方法の一例を具体的に例示す
ると、ステップＳ３では、光カード１において利用可能
な記録領域（追記可能な、空き領域）の中から、その情
報を記録するトラックを決定し、決定したトラックに対
応して、記録すべき情報のデータマップを作成する。こ
の記録データマップ作成処理においては、例えば、記録
すべき情報を所定データサイズ（例え１９０ビット）毎
のパケットに分類し、各パケット毎に所定のビット数
（例えば８５ビット）からなるエラー訂正符号を付加
し、１パケットにつき２７２ビット構成の、１又は複数
パケットからなるデータ群を作成する。そして、１つの
トラックにつき、図４に示すような４０行×２７２列の
マトリックス状のデータマップ形式で、各パケット毎の
情報及びエラー訂正符号を所定の記録／再生バッファメ
モリに記憶する。なお、上記記録／再生バッファメモリ
としては、マイクロコンピュータ部ＣＯＭ側のＲＡＭ５
４を使用してもよいが、ドライバ５５の側に設けたＲＡ
Ｍ（図示せず）を使用してもよい。なお、記録する情報
が、反転情報の場合は、その反転情報が正規の記録情報
のどの部分に対応するものであるかが判るように、適宜
の対応付けをしておくものとする。ここで、エラー訂正
符号の形式は、どのようなものでもよく、例えばＣＤ
（コンパクトディスク）や文字放送などに採用されてい
る既知のリードソロモン符号や差集合巡回多数決符号な
どを適宜採用してよい。

【００１３】次に、ステップＳ４では、光カードドライ
バ５５における記録／記録再生ヘッド（図示せず）を、
前記記録すべきことが決定された所定のトラックにアク
セスする処理を行う。所定のトラックにアクセスしたこ
とが確認されると、ドライバ５５では、該トラックに沿
う記録／記録再生ヘッドの相対的移動を行い、この移動
に伴って次に述べるような記録処理を行う。

【００１４】次に、ステップＳ５では、上記記録／再生
バッファメモリに記憶したデータマップ（図４）から、
インターリーブ方式で、各フレーム毎のデータを読み出
し、各フレーム毎の同期信号を参照しつつ、読み出した
データを、対応するフレームの記録領域に順次記録す
る。例えば、まず、各パケット１〜４０の１番目のデー
タ１ビットずつを順次取り出した４０ビットをａ1，ｂ
1，ｃ1，…ｎ1の順に配列した合計４０ビットのデータ
をシリアルに読み出し、これをフレーム１に対応する記
録領域に記録する。次に、各パケット１〜４０の２番目
のデータ１ビットずつを順次取り出した４０ビットをａ
2，ｂ2，ｃ2，…ｎ2の順に配列した合計４０ビットのデ
ータをシリアルに読み出し、これをフレーム２に対応す
る記録領域に記録する。以下、同様に、データマップを
行方向に１ビットづつ順に読み出して各パケットのデー
タを１ビットづつ順々に取り出し、フレーム１からフレ
ーム２７２までの合計２７２フレーム分のデータ列を夫
々に対応する記録領域に記録する。このとき、各フレー
ム毎の記録領域は、光カード１の情報記録領域２の各ト
ラックにおいてプリフォーマット済みの各フレーム同期
信号を参照する（再生する）ことにより確認するように
すれば、相対的移動速度にむらが出たとしても夫々のフ
レーム同期信号を確認した上で記録動作を行うことによ
り、トラックにおける正確な定位置に各フレームのデー
タを記録することができる。勿論、この場合、記録済み
のパケットに対応する位置（例えばパケット１及び２が
記録済みならばデータａ1〜ａ272及びｂ1〜ｂ272の位
置）は飛び越して各フレームの追記記録を行うようにす
る。なお、本発明の実施に際して採用する情報記録方式
は、上記のようなインターリーブ方式に限らず、その他
の方式（例えばインターリーブせずに単純にパケット毎
に記録する方式）であってもよい。

【００１５】上記のようにして１トラック分のデータの
記録動作を終了したらステップＳ６に行き、残りの（未
記録の）情報があるかどうかを調べる。残りの情報があ
れば、ステップＳ３に戻り、上述と同様の処理を繰り返
す。すなわち、光カード１の情報記録領域２において利
用可能な記録領域の中から、残りの未記録情報を記録す
るトラックを決定し、決定したトラックに対して、上記
と同様の手法で記録を行う。典型的には、追記型情報記
録媒体の場合、利用可能なトラックが隣接して存在する
ので、前サイクルで記録したトラックの隣の空きトラッ
クを選んで、残りの未記録情報を記録するようにすると
よい。

【００１６】次に、図５を参照して、光カードドライバ
５５にセットされた光カード１から情報の再生を行うと
きの処理プログラムの一例につき説明する。まず、ステ
ップＳ１０では、再生すべきトラック（１又は複数）を
指示する。すなわち、再生すべき正規の記録情報を記録
しているトラックと、その正規の記録情報に対応する反
転情報を記録しているトラックを指示する。勿論、両ト
ラックは同じ場合もあれば、異なっている場合もある。
次に、ステップＳ１１では、光カードドライバ５５にお
ける記録／記録再生ヘッドを、再生指示された所定のト
ラックにアクセスする処理を行う。所定のトラックにア
クセスしていることが確認されると、ドライバ５５で
は、該トラックに沿う記録／記録再生ヘッドの相対的移
動を行い、次に述べるように、この移動に伴って再生処
理を行う。

【００１７】ステップＳ１２では、再生トラックの各フ
レーム毎の再生データを上記記録／再生バッファメモリ
に一旦記憶し、それから、そのインターリーブを解除し
て該バッファメモリから各パケット毎のデータを読み出
し、夫々のエラー訂正符号（８２ビット）を用いて夫々
の再生データ（１９０ビット）をエラーチェックし、訂
正を行う。次のステップＳ１３では、再生指示されたト
ラックのデータがすべて再生されたかどうかを調べ、未
だであれば、ステップＳ１１に戻り、再生指示されたト
ラックのうち未再生のトラックに関して上述と同様の処
理を繰り返す。この場合、前述の通り、夫々のフレーム
同期信号を参照した正確な定位置に各フレームのデータ
を記録したものを再生するので、ジッタが発生しない良
質の再生信号を得ることができる。また、インターリー
ブ方式で分散して記録されたデータを再生するので、光
カード表面のごみや汚れ、傷などにより一部のデータ記
録領域に欠陥が生じても、エラー訂正を行い易いという
利点がある。

【００１８】以上の処理によって、エラー訂正済みの正
規の記録情報と反転情報をそれぞれ提供することができ
る（ステップＳ１４）。次に、ステップＳ１５では、エ
ラー訂正済みの正規の記録情報と反転情報の対応する各
１ビット毎に排他的論理和を演算する。前述の通り、正
規の記録情報と反転情報が完全に反転関係となっていれ
ば、各ビット毎の排他的論理和の結果は、すべて“１”
である。他方、両者の反転関係が崩れていれば、少なく
とも１つの排他的論理和の結果が“０”となる。次に、
ステップＳ１６では、前ステップＳ１５で求めた排他的
論理和の結果の中に“０”があるか否かを調べる。ＮＯ
であれば、各ビット毎の排他的論理和の結果がすべて
“１”であるから、記録情報の改ざん無しとの判定を下
し（ステップＳ１７）、上記エラー訂正済みの正規の記
録情報を、再生データとして出力する。他方、ＹＥＳで
あれば、記録情報の改ざん有りとの判定を下す（ステッ
プＳ１８）。

【００１９】このように、光カード１の表面の汚れや傷
による再生エラーを訂正した正規の記録情報と反転情報
を基にして排他的論理和演算による改ざんの有無の判定
が行われるので、光カード１の表面の汚れや傷による再
生エラーを、記録情報の改ざんと誤判定する確率を大き
く下げることができ、改ざんの有無の判定精度を上げる
ことができる。

【００２０】上記のようなフォーマットによるエラー訂
正効果について実例を挙げると、１パケット（２７２ビ
ット）中でエラーの個数（ビット数）が１１個以下なら
ばほぼ完全にエラー訂正を行えることが確かめられてい
る。前述のように１トラック中に４０パケット分のデー
タを含むとすると、１トラック中のエラー個数が１１×
４０＝４４０個（ビット）以下ならばほぼ完全にエラー
訂正を行うことができることになる。この場合、データ
ピッチを５μｍとすると、上記エラー訂正可能最大個数
は５μｍ×４４０＝２２００μｍの範囲に相当する。換
言すると、例えば６０ｍｍの長さからなる１トラック中
で、２．２ｍｍの範囲が汚れや傷の影響でその記録情報
が正しく読み出せなかったとしても、エラー訂正を行う
ことにより、エラー無しの正しいデータに復元して再生
することができることになる。

【００２１】例えば、図２に示すように、光カード１の
情報記録領域２に、直線状の傷Ｋが複数本付けられたと
する。この場合でも、上記設例に従うと、１トラックの
長さ方向についての、各傷Ｋの太さ（幅）の合計が、
２．２ｍｍ以下であればエラー訂正を行うことにより、
正しいデータに復元して再生することができることにな
る。勿論、幅広い汚れのために、エラー訂正しきれず
に、改ざん有りと誤判定されることは依然として起こり
うる。そのような場合、カード１の表面を清掃して再度
再生処理を試みればよい。

【００２２】上記の例では、正規の記録情報を記録する
トラックとその反転情報を記録するトラックが別であっ
てもよいし、また同じであってもよいものとしたが、完
全に別トラックに記録するようにしてもよい。その場
合、記録再生ヘッドから２つの再生用光ビームを同時に
発生して、２つのトラックに同時に照射し、正規の記録
情報と反転情報を別トラックから同時再生するようにし
てもよく、そうすると再生速度を上げることができる。
なお、光カード１に記録するすべての正規の記録情報に
対応してその反転情報を記録するようにしてもよいし、
あるいは、正規の記録情報のうち必要な一部に対応して
その反転情報を記録するようにしてもよい。

【００２３】上記実施例では、情報記録媒体として光カ
ード１を用いているが、その他の追記型情報記録媒体例
えば光ディスクにおいても本発明を適用することができ
る。また、片面記録タイプの光カードに限らず、両面記
録タイプの光カードにも本発明を適用することができる
のは勿論である。更に、光カードのみの機能を持つ記録
媒体に限らず、光カード機能に加えて他の方式の記録機
能（例えばＩＣカードや磁気カード）をも合わせ持つハ
イブリッドタイプの情報記録媒体においても本発明を適
用することができるのは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、正規の記
録情報とその反転情報とを光学式記録媒体に記録し、そ
の再生データの排他的論理和をとることにより、改ざん
の有無を判定する場合において、正規の記録情報とその
反転情報の再生データに対してエラー訂正を行うことに
より、汚れや傷による再生エラーをそれぞれ訂正し、特
段の改ざんがない限り両データの反転関係を正しく保つ
ように修正し、こうしてエラー訂正を行った両情報の排
他的論理和を演算するようにしたので、記録面の汚れや
傷による再生エラーの影響を排除して、実際の改ざんの
有無のみをできるだけ正確に判定することができるよう
になる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施する際に使用される光学式情報
記録再生装置の一例を概略的に示すハード構成ブロック
図。

【図２】 図１における光カードの一例を示す概略平面
図。

【図３】 光カードに対して情報の記録を行うときの処
理プログラムの一例を示すフローチャート。

【図４】 光カードに対して情報の記録を行うときのイ
ンターリーブ動作例を説明するための記録データマップ
例。

【図５】 光カードから情報の再生を行うときの処理プ
ログラムの一例を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ 光カード ２ 情報記録領域 Ｋ 傷 ５０ 入力部 ５１ 出力部 ５２ ＣＰＵ ５３ ＲＯＭ ５４ ＲＡＭ ５５ 光カードドライバ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望の情報を表わすピットパターンから
   なる第１の記録データと前記情報の一部分ないしは全部
   についてそのピットパターンを反転したピットパターン
   からなる第２の記録データとを光学式記録媒体に記録す
   る装置と、 前記光学式記録媒体から前記第１の記録データと第２の
   記録データをそれぞれ再生する装置と、 再生した前記第１及び第２の記録データのそれぞれに対
   してエラー訂正を行うエラー訂正装置と、 エラー訂正を行った前記第１及び第２の記録データの排
   他的論理和を演算する論理演算装置と、 前記排他的論理和の演算結果に基づいて前記光学式記録
   媒体における記録データの改ざんの有無を判定する装置
   とを備え、改ざん無しと判定されたときエラー訂正済み
   の前記第１の記録データに基づく情報を前記所望の情報
   の再生情報として提供することを特徴とする光学式記録
   媒体の情報記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記光学式記録媒体においては、前記第
   １及び第２の記録データに対応してそれぞれエラー訂正
   情報を記録しており、前記エラー訂正を行うステップで
   はこのエラー訂正情報を使用してエラー訂正を行うこと
   を特徴とする請求項２に記載の光学式情報記録再生装
   置。
3. 【請求項３】 所望の情報を表わすピットパターンから
   なる第１の記録データと前記情報の一部分ないしは全部
   についてそのピットパターンを反転したピットパターン
   からなる第２の記録データとを光学式記録媒体に記録す
   るステップと、 前記光学式記録媒体から前記第１の記
   録データと第２の記録データをそれぞれ再生するステッ
   プと、 再生した前記第１及び第２の記録データのそれぞれに対
   してエラー訂正を行うステップと、 エラー訂正を行った前記第１及び第２の記録データの排
   他的論理和を演算するステップと、 前記排他的論理和の演算結果に基づいて前記光学式記録
   媒体における記録データの改ざんの有無を判定するステ
   ップとを備え、改ざん無しと判定されたときエラー訂正
   済みの前記第１の記録データに基づく情報を前記所望の
   情報の再生情報として提供することを特徴とする光学式
   情報記録再生方法。
4. 【請求項４】 前記光学式記録媒体においては、前記第
   １及び第２の記録データに対応してそれぞれエラー訂正
   情報を記録しており、前記エラー訂正を行うステップで
   はこのエラー訂正情報を使用してエラー訂正を行うこと
   を特徴とする請求項３に記載の光学式情報記録再生方
   法。