CN101065803A - 光学信息载体 - Google Patents

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Abstract

一种光学信息载体包括：数据层，用于承载信息，外表面，用于接收光束以读取信息，和透明层，用于将光束透射到数据层。透明层包括物理损坏的图案，用于使光束局部变形。该物理损坏被嵌在透明层中的位于外表面和数据层之间的一个深度处。在物理损坏的图案中编码附加信息。该附加信息可被用于拷贝保护的目的。

Description

光学信息载体
技术领域
本发明涉及一种光学信息载体，其包括用于包含信息的数据层、接收用于读取信息的光束的外表面、和用于将光束传送给数据层的透明层，该透明层包括用于使光束变形的变形图案，该图案包括附加信息。
本发明还涉及一种用于制造光学信息载体的方法。
本发明还涉及一种用于从光学信息载体读取信息的装置。
背景技术
通过涉及发布的内容工业经由音乐、软件程序和视频的光学介质已经做出了许多努力，来防止未授权拷贝光学存储介质的内容。软件解决方案以及硬件解决方案已经用于这个目的。大多解决方案限制未授权拷贝的数量，但能够很容易地被黑客避开。
先前所述的硬件解决方案之一是美国专利US5572589中所披露的对光盘的一部分物理损坏的有意引进。该专利披露了一种光盘和物理损坏轨迹或扇区。将激光用于选择地损坏轨迹或使用一个锋利的工具来刮擦盘表面。损坏的部分形成一个表示盘的识别值的图案。在盘表面处，光束的直径相对较大。随着光束通过透明层，光束变得较小。在盘上的小刮擦只会使光束的相对小的一部分变形并且难于检测。为了施加能够通过读取装置检测的物理损坏，物理损坏由此必须相对较大。根据US5572589的光盘的缺点是由于相对较大的物理损坏，附加信息的数据密度相对较低。另外，黑客可使用尖锐的工具产生包括外表面物理损坏的信息载体的拷贝。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有变形的图案的光学信息载体，该图案包括具有高数据密度的附加数据。
根据本发明，提供一种如开头段落中所述的光学信息载体，其中该变形被嵌入在透明层中，即在外表面和数据层之间的深度处。
变形例如是气泡或空腔，其可引发指数(index)调制或双折射。因为变形被嵌入在基底中，所以它们比盘表面的物理损坏更靠近数据层，并且不会如现有技术中所披露的损坏数据轨迹本身。因此能够使用相对小的变形，从而能够实现具有更高附加数据密度的可靠图案。
根据本发明的信息载体的优点在于变形比现有盘中的物理损坏更难于改变或拷贝。尤其是当损坏相对较大并能以机械方式施加时，对信息载体的外表面添加损坏相对容易。为了对透明层的内部结构施加较小的变形，需要特殊的设备。
在根据本发明的光学信息载体的一个有利实施例中，信息的至少一部分被锁定并且图案构成用于解开锁定信息的至少一部分的密钥。锁定信息可例如通过密码被保护或使用加密技术(例如，PGP)进行加密。密钥由此可以是使(或允许)读取装置开始从数据层提取信息的密码或者可以是用于解密加密信息所需的。即使黑客不管变形如何都可以成功地将信息拷贝到另一个信息载体的数据层上，他将不能拷贝密钥并且复制品将是无用的。
数据层上的信息可以包括当运行时询问密钥的软件应用。当软件应用指示读取装置读取密钥并且没有发现正确的密钥时，(部分)数据是不可访问的。
在根据本发明的光学信息载体的一个实施例中，图案包括在至少两个不同深处嵌入在外表面和数据层之间的透明层中的变形。当将变形嵌入在透明层中的不同深度处时，将甚至更难于拷贝包括变形的信息载体。不同的层可被用于包括不同的密钥。例如，需要两个不同的密钥来解开锁定信息或者需要不同的密钥来解开数据层上的信息的不同部分。
变形可被实现为不同类型的变形，每种类型的变形都能以不同的方式使光束局部变形。例如，一些变形可使得读取装置的光检测单元检测在盘表面处的光束的总反射的变化。可选择地，特定类型的变形可对自动增益控制、聚焦误差或跟踪误差信号产生较小的变化，该变化可由读取装置检测。
本发明还涉及一种用于从根据本发明的光学信息载体读取信息的装置，该装置包括光检测单元，用于从光束获得信息，该光检测单元被布置用于分析在光检测单元上的光强度分布，以检测嵌入的变形。透明层中的变形对用于读取信息的光束进行局部变形。透明层中的变形使得它们的存在可从光束的强度图案推出。例如，光检测单元可检测代表数据层上的信息的正常数据块的图案和代表透明层中的变形的错误块。从该图案可推测出用于解开部分数据的密钥。
当软件应用请求密钥时，该应用指示读取装置从预期有密钥的信息载体部分读取数据。从由光检测单元测量的光束强度图案，可以推测出在信息载体中是否存在密钥。软件应用可例如查找特定的错误数据块。如果该装置被布置用于提供相关的信号并且该相关信号被编码在变形中，则聚焦误差信号、跟踪误差信号或自动增益控制信号也可包括密钥。
本发明还涉及一种用于制造根据本发明的光学信息载体的方法，其包括在外表面和数据层之间的一个深度将变形图案嵌入到信息载体的透明层中的步骤。
所述嵌入变形图案的步骤可例如包括通过掩模使透明层对来自辐射源的辐射曝光，用于产生嵌入在透明层中的变形。
在根据本发明的方法的一个优选实施例中，掩模包括微透镜阵列并且辐射源是光源，该微透镜被布置用于将光源会聚在透明层中的特定深度处，以在透明层中产生变形。该光束可例如由Nd-Yag激光单元来提供。会聚的Nd-Yag激光在基底中引发变形。该变形可以是例如气泡或空腔的形式。
本发明的这些和其它方面通过此后所述的实施例是显而易见的并将参照这样的实施例来对其进行说明。
附图说明
在附图中：
图1示意的表示根据本发明的信息载体的一个实施例；
图2示意的表示根据本发明的在不同深度处包含变形的信息载体的一个实施例；
图3示意的表示根据本发明的包括两个数据层的信息载体的一个实施例；
图4示意的表示根据本发明的包括位于不同深度处的变形和两个数据层的信息载体的一个实施例；
图5示意的表示根据本发明的读取装置的一个实施例；
图6表示根据本发明的方法的流程图；和
图7a和7b示意的表示用于制造根据本发明的信息载体的过程的掩模。
具体实施方式
图1示意的表示根据本发明的信息载体1的一个实施例。信息载体1可具有任何可能的几何形状。信息载体1可例如是类似CD或DVD的盘形或类似信用卡的矩形。用于读取信息的光束7在信息载体1的外表面2处进入信息载体1的透明层3。透明层3将光束7透射到数据层4。信息被包括在数据层4中，并且可例如存储在如在CD、DVD或蓝光盘中的凹坑图案中或在如CD-R或CD-RW中的黑暗和发光区域的图案中。在CD和DVD中，透明层一般是聚碳酸酯基底层。在蓝光盘中，透明层通常是保护盒(cartridge)的盖。光束在反射层5处被反射。读取装置使用反射束来检测信息。信息载体1还可包括一个覆盖层8，用于保护反射层5和/或包括一个可视标签。
变形6被嵌在透明层3中并且通过使透明层(3)的材料变形来实现。在图1所示的信息载体1中，该变形被安排在平面9中，平面9与记录载体的数据层4和外表面2平行并位于其间。当光束7通过透明层3传输到数据层4上时，该变形使光束7局部变形。读取装置被布置用于从反射束获得信息和检测与透明层3中的变形6相应的光束7的变形。附加数据被编码在透明层3的变形6中并由读取装置来检测。附加数据可例如用于拷贝保护、唯一盘识别码或关于制造过程的信息。
附加数据可包括解开锁定信息所需的密钥。存储在数据层4上的信息的一部分可被锁定。锁定的信息可例如使用密码来保护或使用诸如PGP的加密技术来加密。该密钥由此可以是使(或允许)读取装置开始从数据层4提取信息的密码，或者可以是解密加密信息所需的。当需要密钥来获得(部分)信息时，信息载体1的拷贝必须在透明层中包括变形。即使黑客不管变形如何都可以成功的将信息拷贝到另一个信息载体的数据层上，他将不能拷贝密钥并且复制品将是无用的。
在根据本发明的信息载体1的一个实施例中，信息载体1是包括音乐的CD。变形6使得光束7只被变形如此多，以使得由通常的CD播放器执行的纠错方法都可以容易地校正这些变形。优选的，该变形还使得用于将数据写入到可记录盘上的通常写入装置不能校正这些变形。该变形由于写入错误而可使拷贝过程中断或可使写在盘上的数据包括不可校正的错误。还可在盘上存储软件应用，无论计算机何时使用该盘都运行该软件应用。该应用在特定的位置询问盘，以用于检测变形6的图案。如果该应用确定在该变形6的图案中编码的密钥是有效的，则该应用就播放音乐。
图2示意的表示根据本发明的在不同深度处包含变形的信息载体1的一个实施例。在该实施例中，变形6被嵌在透明层3中并被布置在两个分离的平面9a和9b中。嵌入变形6的不同深度使得甚至更难于拷贝带有变形6的信息载体。靠近数据层4的平面9b中的变形6小于另一个平面9a中的变形6。此外会聚光束7靠近数据层4比靠近外表面时小。因此在两个平面9a和9b中的变形6在光束7上具有相同的变形效果，并且读取装置不能在嵌在不同深度的变形之间做出区分。可选择地，在两个平面9a和9b中的变形6可在光束7上具有不同的变形效果。该差异可使得读取装置对嵌在不同深度处的变形之间进行辨别。
图3示意的表示根据本发明的包括两个数据层4a、4b的信息载体1的一个实施例。在图3所示的实施例中，变形6只被应用于两个数据层4a、4b之间的透明层3。在这种信息载体1中，能够保护第二数据层4b上的信息不被拷贝，而第一数据层4a上的信息不被保护。
图4示意的表示根据本发明的包括位于不同深度处的变形和两个数据层的信息载体的一个实施例。在图4所示的实施例中，变形6被应用于正好位于两个数据层4a、4b上的透明层3，并且两个数据层4a、4b上的数据可被拷贝保护。
图5示意的表示根据本发明的读取装置51的一个实施例。读取装置51包括光束产生单元52，其产生用于读取信息的光束7。在大多数用于从光学信息载体1读取信息的装置中，光束7将是激光束。物镜54会聚光束7以在光学信息载体1的数据层4上形成光斑。然后光束7在光学信息载体1的反射层5处被反射。反射的光束再次通过物镜54并且半反射镜53将光束引导到第二透镜55上，该第二透镜55将光束会聚在光检测器56上。光检测器56检测的光斑的强度取决于存储在数据层4上的会聚光斑撞击数据层4的位置处的信息。从光检测器56上的强度图案，可以获得信息载体的数据层4上的信息。信息载体1的透明层3中的变形6会影响光检测器56上的光斑的强度图案。例如，变形6可导致在检测器56上的光斑总强度中的错误数据块或波动。
图5所示的读取装置51还包括自动增益控制单元57a、聚焦误差检测单元57b和跟踪误差检测单元57c。在常规的读取装置中，这些单元用于检测和/或校正与从数据层读取信息相关的所有种类的误差。透明层3中的特殊变形6可对自动增益控制、聚焦误差或跟踪误差信号产生较小的变化。变形6可例如导致对聚焦误差信号添加高频信号，该高频信号并不会负面地影响该装置的聚焦误差校正能力。信号变化可通过检测单元57a、57b、57c使用例如高通滤波器或特殊信号元件的信号图案检测来检测。
图6表示根据本发明的方法的流程图。图6所示的方法会产生根据本发明的光学信息载体，其中解开数据层上的锁定信息需要附加信息。该方法包括下列步骤：
-数据读取步骤61，用于获取将要记录在信息载体的数据层上的信息。
-密钥产生步骤62，用于产生从信息载体读取数据所需的密钥。
-数据锁定步骤63，用于根据产生的密钥锁定信息。
-数据写入步骤64，用于将锁定的信息施加给信息载体的数据层。该步骤可包括使用激光装置在数据层上写入信息，或产生和/或使用玻璃母盘将信息压到数据层上。这些步骤在光记录技术中是公知的。
-应用密钥步骤65，用于将在密钥产生步骤62中产生的密钥应用于信息载体的透明层。该密钥由在外表面和数据层之间某处的、信息载体的透明层中的变形的图案表示。应用密钥步骤65包括根据在步骤62产生的密钥计算变形的图案和在透明层中嵌入变形。变形的嵌入可例如通过使掩模对来自辐射源的辐射曝光来实现。辐射源优选的是强光源，例如Nd-Yag激光模块。该掩模可包括微透镜阵列，用于将光会聚在透明层中的特定深度以在透明层中产生期望的变形图案。可选择地，可使用写入过程来应用密钥，该写入过程包括使用辐射源和/或信息载体的机械移位将Nd-Yag激光或其他辐射源会聚在透明层的特定位置处的步骤。
图7a和7b示意的表示用于制造根据本发明的信息载体1的过程的掩模70。图7a为掩模70的顶视图，图7b为侧视图。掩模70包括用于会聚光的微透镜阵列。在图7a中通过线A-B示出了掩模的剖面的侧视图中，还示出了来自光源的光72。微透镜71将光会聚在透明层中的特定深度处，用于在光学信息载体1的透明层中产生期望的变形图案。
应该注意上述的实施例仅仅是阐释而非限制本发明，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可设计许多替换实施例。在权利要求中，置于括号之间的任何参考符号都不应构成为限制权利要求。动词“包括”及其变化形式的使用并不排除出现权利要求中所列举之外的其它元件或步骤。在元件前面的冠词“一”或“一个”并不排除出现多个这种元件。可借助包括若干个不同的元件的硬件和借助适当编程的计算机来实行本发明。在列举了若干个构件的装置权利要求中，若干个这些构件可由同一个硬件项来实行。在互不相同的从属权利要求中叙述了某些措施这样的纯粹事实并不表示这些措施的结合不能有利的使用。

Claims (11)

1、一种光学信息载体(1)，包括：
数据层(4)，用于包括信息，
外表面(2)，用于接收光束(7)以读取信息，和
透明层(3)，用于将光束(7)透射到数据层(4)，该透明层(3)包括透明层(3)的变形(6)的图案，用于使光束(7)局部变形，该图案包括附加信息，变形(6)被嵌在透明层(3)中的位于外表面(2)和数据层(4)之间的一个深度处。
2、如权利要求1所述的光学信息载体，其中该信息的至少一部分被锁定并且该图案构成用于解开该锁定信息的至少一部分的密钥。
3、如权利要求2所述的光学信息载体，其中该信息包括当运行时询问密钥的软件应用。
4、如权利要求1所述的光学信息载体，其中该图案包括在透明层中外表面和数据层之间的至少两个不同深度处嵌入的变形。
5、如权利要求4所述的光学信息载体，包括多个数据层和多个透明层，该变形被嵌入在外表面和至少一个数据层之间的至少一个透明层中。
6、如权利要求1所述的光学信息载体，其中该变形被实现为不同类型的变形，每种类型的变形都以不同的方式使光束局部变形。
7、一种用于从如权利要求1所述的光学信息载体读取信息的装置，该装置包括光检测单元，用于从光束获得信息，该光检测单元被布置用于分析在光检测单元上的光强度分布，以检测嵌入的变形。
8、如权利要求7所述的装置，还包括自动增益控制单元和/或聚焦误差检测单元和/或跟踪误差检测单元，所述单元中的至少一个被布置用于检测嵌入的变形。
9、一种用于制造如权利要求1所述的光学信息载体的方法，包括在外表面和数据层之间的一个深度处将变形图案嵌入到信息载体的透明层中的步骤。
10、如权利要求9所述的方法，其中该嵌入变形图案的步骤包括通过掩模使透明层对来自辐射源的辐射曝光，用于产生嵌入在透明层中的变形。
11、如权利要求10所述的方法，其中该掩模包括微透镜阵列并且该辐射源是光源，该微透镜被布置用于将光源会聚在透明层中的特定深度处，以在透明层中产生变形。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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