CN101268510A - 具有光检测器的介质驱动器和检测可信制品的方法 - Google Patents

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拉迪斯拉夫·波蒂雷洛
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Abstract

本发明披露了介质驱动器。在一种实施方式中，介质驱动器可包括：盘片支架、驱动激光器、盘片读取器和光检测器。该盘片支架能够将旋转力施加到介质盘片。当驱动激光器设置在盘片支架中时，它设置用来将来自激光器的光入射到介质盘片上。该盘片读取器设置用来从介质盘片接收数据。也披露了鉴别介质盘片的方法。该方法可包括：将该制品置于读取器中，用该信息读取器照射该制品的至少一部分，监测被照射的制品的光发射；和确定该光发射是否与可信制品一致。如果存在发光材料，该信息读取器就激发该发光材料，产生光发射。

Description

具有光检测器的介质驱动器和检测可信制品的方法
背景技术
在数据存储介质领域中，数字内容所有者例如音乐公司、电影工作室、视频游戏制造商、计算机软件制造商等，希望当将他们的数字内容分布到各种形式的数据存储介质上时具有增加的灵活性。数据存储介质例如光盘(CD)、数字激光视盘(DVD)、增强的影碟(EVD)、可录式光盘(CD-R)和可记录数字激光视盘(DVD-R)的制造者和使用者面临的主要问题是未被授权的制造商、售货商和/或使用者进行的未被授权的信息的再现(reproduction)和拷贝。这种未被授权的数据存储介质的再现或复制常常被称作盗版。盗版可以各种方式发生，包括在最终使用者处的消费者级别的盗版，以及数据、基片(substrate)和反-盗版信息的商业级别的大规模复制。无论是那种方式，数据存储介质的盗版都使合法的数字内容提供者和制造商丧失大量的收入和利润。
在消费者级别停止盗版的尝试包括在信息携带的基片上与要寻求保护的信息一起放置电子反-盗版信号。这种数据存储介质的机器读取器和播放器配置为需要在容许获得期望的信息之前鉴定这种反-盗版信号。理论上，消费者级别的复制不能够在未被授权的拷贝上再现这些电子反-盗版信号，并且因此导致不可用的复制品和拷贝。
但是，已经开发了阻止这种消费者级别的反-盗版技术的许多技术，并且还在继续开发。而且，商业级别的复制已经发展到未被授权的复制品现在可以含有最初的电子反-盗版电路(circuit)、代码等的程度。例如，商业级别的复制方法包括pitcopying，射频(RF)拷贝，″位到位(bit to bit)″拷贝和其它镜像拷贝技术，这种技术导致将反-盗版信号与寻求保护的信息一起置于复制品的信息携带基片上。电脑黑客们通常使用的其它技术包括修改计算机代码以除去反-盗版(也称为拷贝保护(copy-protection)或防拷贝(copy-proofing))特征，并且使得能够无限制地获取数据。
期望具有一种数据存储介质，其能够容易地被识别为可信的或盗版的。一种旨在对抗这些更加复杂的消费者和商业级别的再现和拷贝实践的反-盗版技术包括在构造数据存储介质时使用的基片中放置′标记物′或鉴别标记。这种标记物或鉴别标记能够在数据存储介质的制造或销售链(distributionchain)上的一个或多个点处检测到，或者被用于在特定数据存储介质上获取数据的最终用途读取器或播放器检测到。
自动化地识别在数据存储介质中使用的塑料组合物(plastic composition)对于各种应用都是非常理想的，所述的各种应用例如回收(recycling)、跟踪制造源、防盗版保护等。而且，可能期望自动鉴别数据存储介质。
尽管如此，仍然还期望有使用它们的鉴别检测器和方法。
发明内容
本发明涉及鉴别(authentication)系统、数据设备，和使用该数据设备的方法。在一种实施方式中，介质驱动器可包括：盘片支架(disk holder)、驱动激光器(laser)、盘片读取器、和光检测器。该盘片支架能够将旋转力施加到介质盘片。当该驱动激光器设置在盘片支架中时，它设置用来将来自激光器的光入射到介质盘片上。该光能够用于在介质盘片上记录、对介质盘片上的信息进行回放(playback)，或者两种作用都有。该盘片读取器设置用来从介质盘片接收数据。
在一种实施方式中，该鉴别介质盘片的方法可包括：将该介质盘片置于介质驱动器中，旋转该盘片，用驱动激光器照射该盘片的至少一部分，监测被照射的介质盘片的光发射(如果有的话)，测定该光发射是否与可信盘片(authentic disk)一致。
在另一实施方式中，一种鉴别制品的方法，包括：将该制品置于读取器中，用该信息读取器照射该制品的至少一部分，监测被照射的制品的光发射(例如，经时)，并且确定该光发射是否与可信制品一致。如果存在发光材料，该信息读取器就激发该发光材料产生光发射。该读取器可包括制品支架、信息读取器和光检测器。
通过下图和具体实施方式示例上述和其它特征。
附图说明
现在参考附图，其为示例性实施方式，并且其中相同的元件使用相同的数字标号。
图1图示使用光驱(optical drive)的激光器识别光盘材料的原理。
图2图示当光盘开始播放时光驱中650nm和780nm激光器的光谱响应。
图3图示当光盘开始播放时光驱中650nm和780nm激光器的时间响应(temporal response)。
图4图示在光驱中使用激光器从具有(实线)和不具有(虚线)红外荧光团标签剂(taggant)的盘片收集到的光谱。
图5图示使用外部激光器(光驱之外)收集的具有近红外荧光团的光盘的荧光光谱。
图6图示地比较了使用外部激光器(实线)和光驱中的原始激光器(虚线)激发时的荧光光谱。
图7是在光驱中使用鉴别系统的方法的一种实施方式的流程图。
图8是以下方法的一种实施方式的流程图，该方法基于来自自助服务终端机(kiosk machine)中鉴别系统的多个光电二极管的信号来鉴别数据存储介质。
具体实施方式
应该指出，术语″第一″、″第二″等在本申请中不指代任何数量、顺序或重要性，而是用来区别一个元件和另一个元件，本申请的术语“一个”和“一种”(“a”、“an”)不是指数量限制，而是指存在至少一个参考项。此外，本申请披露的所有范围都包括端点，并且是可组合的(例如范围“至多25wt％，5wt％至20wt％是期望的，”包括端点以及范围“5wt％至25wt％”中的所有的中间值等)。与数量联用的修饰语“约”包括所述的值，并且具有上下文所述的意义(例如包括与特定数量的测量相关的误差级别)。介质中的″颜色″意图在该介质上引导的至少一部分可见能量受该介质影响。可见量可例如通过某些波长的吸收、散射、扩散和/或反射而受影响，由此产生″颜色″。注意到，即使″无色/透明″介质或具有ppm范围的蓝色染料含量的介质都会吸收光，并且因此具有″颜色″。类似地，金属反射层或CD-R染料与可见光源相互作用，所以认为包括任何这些的任何介质都具有″颜色″。发光是暴露于辐射的对象或物质发射的电磁辐射，例如通过磷光、荧光或生物发光产生。
介质系统可包括：盘片读取器(例如光学拾波器(optical pickup))，能够诱导发光材料发光的电磁辐射源(例如驱动激光器)，与电磁辐射源可操作相通的光检测器(例如光学滤波光敏器件(light sensing device)，等；其可包括光纤)。除了电磁辐射源之外，介质系统(例如介质驱动器)还可包括比较器，和介质接收部分(例如运送系统、驱动器、机械手、介质(例如盘片)捡拾系统，和/或类似物)。此外，期望屏蔽该鉴别系统而不受外部光的照射，所述外部光能够通过产生能限制该系统性能的不期望的噪音而影响鉴别。屏蔽该鉴别系统的方法包括安装不透明的外壳(例如光驱外壳，鉴别仅当托盘关闭时才进行)，使用不透明的壁板/垫板进行接触测量(例如当系统与介质接触，而外部光被该垫板阻断时，进行测量)。
当可信介质置于介质驱动器中时，该驱动激光器激发介质中的荧光团，从介质产生光发射(例如从数据存储介质基片的读取侧产生光发射，在此处该基片、标签和/或该基片上的层各自都具有荧光团)。然后该光检测器检测发光，从而使得该发光能够用于鉴别该盘片。例如，当将光学介质插入光驱中时，驱动器的两个激光器顺次开启，并且运用算法以确定盘片(光学介质)的类型。一旦光盘的类型已知了，就关闭合适的激光器。当该激光器确定盘片的类型时，至少一个激光器激发光学介质(如果存在的话)中的荧光团。连接到该盘片读取器的检测器检测该荧光团的光发射(例如经时)。将荧光团信号(例如光谱、时间(temporal)、强度、放射测量(ratiometric)和/或其它特征)用于确定该盘片的真实性。如果该盘片是可信的，则该工艺继续(例如对该盘片进行相应的读取和/或写入)。但是，如果该盘片不是可信的，则阻止读取和/或写入过程。任选地，一旦该盘片确认为赝品，可以进行一种或多种以下行为：驱动器可打开以弹出该盘片，驱动器可锁定以防止取走该盘片，可以再次确认该盘片不可信的身份，标记该盘片以阻止在将来使用该盘片，关闭驱动器，驱动器可显示警告(例如伪造的盘片，发出需要服务的信号)，驱动器对制造商发信息(如果连接到合适的服务的话)，其它行为，以及包括至少一种前述行为的组合。
在一种实施方式中，该光敏器件可包括光检测器，其光谱灵敏度范围包括至少一部分意图检测的荧光团的光谱分布(例如可见光谱分布)(即，由可信介质发出的光发射的波长范围)。期望的是，至少一个光敏器件包括期望的光致发光邻近峰值发射波长(photoluminescence near peak emissionwavelength)(例如离期望的峰值光致发光波长±20nm)，更期望的是，至少一个光敏器件包括期望的光致发光峰值发射波长。
在一种实施方式中，数据存储介质的鉴别可使用盘片驱动器来完成，所述盘片驱动器还包括例如连接到盘片读取器的光检测器。用于激发荧光团(如果存在的话)的能量可通过驱动激光器(例如用于对介质进行读取和写入的激光器)提供。如果该系统包括多个激光器，就可使用一个或多个激光器。因此，该鉴别系统能够用于各种检测应用和设备，包括自助服务终端机(例如能够将选自内容库(content library)的声音和/或可视数据置于盘片上的机器)、光驱(例如CD/DVD设备，等)、信用卡/借记卡(debit card)读卡器、护照读卡器、娱乐用盘片(casino chip)鉴别设备、部件鉴别/排序机(partauthentication/sorting machines)，等。虽然本申请针对存储盘片和盘片驱动器描述了该系统和设备，但是应该理解，该系统和方法适用于其它存储介质，包括上述的那些(例如信用卡/借记卡，护照，娱乐用盘片，个人标识(personal identification)(例如驾驶执照，雇佣识别卡(employment identificationcard)，签证，会员卡，等)，等)，以及它们的机器(例如信用卡/借记卡读卡器，护照读卡器，个人标识读卡器，娱乐用盘片鉴别设备，部件鉴别/排序机，等)。
在另一实施方式中，该鉴别系统可为鉴别设备，其为数据设备(例如能够对数据存储介质进行读取和/或写入的设备(其中写入包括将数据置于介质上/中的所有形式))的一部分。在本申请中，鉴别设备能够从数据存储介质的读取侧产生一种或多种检测到的模拟信号，两种或更多的信号是优选的。测量设备能够测量发光。能够确定检测信号是否来自可信介质的比较器使用从发光产生的检测信号。
该比较器与该测量设备和信息设备可操作相通。该信息设备能够在一个或多个会话(session)中对该可信介质进行读取和/或写入。例如，比较器能够接受可信的介质或拒绝不可信的介质，从而使得该信息设备对介质进行读取/写入，或者拒绝对介质进行读取/写入。任选地，该数据设备可具有介质支架，从而使得数据存储介质能够存储在该设备中以备用，和/或用于从外部源接收数据存储介质(例如可记录或可擦写光盘，其不含有数据但是可以含有数字识别信息)的处理系统。该处理系统能够容许使用者将介质插入到自助服务终端机中。任选地，该数据设备能够将该鉴别系统用作鉴别设备。
可鉴别在该鉴别系统中可接收的任何制品。该可信的制品应该具有标记物，该标记物当用能量接触时发射荧光，使得该发光能够与参考信号对比。例如，示例性的数据存储介质包括能够产生可检测的信号(例如可检测的光发射的介质(例如以下介质，其包括标记物或光学标识符(opticalidentifier)，能够在盘片驱动器的读取和/或写入激光器的波长处被激发))。数据存储介质包括例如，光学和磁光(magneto-optical)介质格式，例如光盘(CD)(例如可录式光盘(CD-R)，可擦写式光盘(CD-RW)，等)、磁-光型光盘、数字激光视盘(例如DVD-5、DVD-9、DVD-IO、DVD-18、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、HD-DVD等)、蓝光光盘(Blu-Ray discs)、增强视频光盘(enhanced video discs)(EVD)和可录式和可擦写式蓝光光盘等，以及包括至少一种前述的组合(例如杂化光盘，其包括例如，CD和DVD格式)。可检测的发光可由该介质的任何部分产生，例如基片、涂层、粘合层和/或类似物。通常，数据存储介质包括基片，具有一个或多个数据存储部分(例如磁，磁-光(magneto-optic)，光，等；其中该部分可为一层物质和/或表面特征(凹点(pits)、凹槽、平台、等))、反射层、半反射层、保护层、介电层、绝缘层、粘合层等、以及包括至少一种前述的组合。
该基片的厚度可为约0.3mm至约2mm，或者更具体地，约0.3mm至约1.5mm，或者更具体地，约0.6mm至约0.2mm。基片材料的实例包括无定形、结晶和/或半-结晶热塑性材料，例如：聚氯乙烯、聚烯烃(包括线型和环状聚烯烃，并且包括聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯(包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己亚甲酯(polycyclohexylmethylene terephthalate)等)、聚酰胺、聚砜(包括氢化的聚砜等)、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、ABS树脂、聚苯乙烯(包括氢化的聚苯乙烯、间同立构的和无规立构的聚苯乙烯、聚环己基乙烯、苯乙烯-共聚-丙烯腈、苯乙烯-共聚-马来酸酐等)、聚丁二烯、聚丙烯酸酯(包括聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-聚酰亚胺共聚物等)、聚丙烯腈、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚(包括衍生自2，6-二甲基苯酚和与2，3，6-三甲基苯酚的共聚物的那些等)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、液晶高分子、乙烯-四氟乙烯共聚物、芳族聚酯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、以及热固性树脂例如环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、无机填料的有机硅树脂、二-马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、乙烯基树脂和苯并环丁烯树脂，以及包括至少一种前述物质的组合、共混物、共聚物、混合物、反应产物和复合物。
为了能够鉴别该数据存储介质，该介质(例如聚合物(例如基片))应该包括标识符，例如在激发时能够产生可检测的光发射的标签剂(该术语在本申请中可与术语″标记物″交换使用)例如发光染料，或类似物。任选地，该聚合物可显示出固有光致发光，从而使得为了产生可检测的光致发光不需要加入标签剂。例如，通过使用发光(例如荧光)光谱可在聚碳酸酯中检测到Fries产物。在另一实施方案中，将荧光单体(fluorescent monomer)共聚合到聚合物的主链或封端中。任选地，介质可以包含光学上可变的标记物，例如，具有荧光发光的化合物，该荧光发光的荧光强度和/或波长随时间发生改变。在一种实施方式中，介质可以设计为被评价数次，即，鉴别信号是可重复的，而在其他实施方案中，鉴别信号仅能够评价一次，因为使用了例如在一次或多次鉴别程序后就退化的光学可变标记物。在一种示例性实施方式中，该可鉴别的聚合物将包括光学上可变的标记物，其能够在光学设备或自助服务终端中使用的过程中的的不同点处被鉴别多次。
合适的光学上可变的标记物包括发光材料，它的选择是与该聚合物可化学相容，并且具有与工程塑料复合相符合尤其是与包括它的介质部分(例如聚合物基片)的加工条件相符合的热稳定性。在示例性的实施方式中，该发光标记物选自多种类型的染料，其对周围环境条件显示出高稳健性(robustness)，和大于或等于约350℃，或者，更具体地大于或等于约375℃，并且甚至更具体地大于或等于约400℃的温度稳定性。期望地是，该标记物在近-红外(例如在约650和/或约780nm处；这是许多光驱中使用的激光器的波长)，和/或在可见光谱(例如在约405nm处，蓝色激光器的波长)区域有吸收。也可以接受在其它波长的激发，这取决于可获得的激光器(激发源)。
可能的光学上可变的标记物包括噁二唑衍生物，发光共轭聚合物(luminescent conjugated polymers)等。合适的发光共轭聚合物的说明性实例是蓝色发光聚合物，例如聚-对亚苯基亚乙烯基衍生物。合适的噁二唑衍生物的说明性实例包括2-位上被联苯基或者取代联苯基取代的和在5-位上被苯基衍生物取代的噁二唑衍生物。例如，叔丁基苯基噁二唑、二(联苯基)噁二唑，以及包括至少一种这些标记物的混合物。
或者和/或另外，该标记物可为非-光学上可变的化合物以及任选地发光标记物(选择该发光标记以在组合使用时增强光学可变标记物的信号)。发光标记物包括有机荧光团、无机荧光团、有机金属荧光团、磷光材料、发光材料、半导体(semi-conducting)发光纳米粒子(也称为″量子点″(例如CdSe、CdTe、CdS、ZnS、Cd3P2、PbSe，包括芯-壳粒子例如CdSe/ZnS、CdTe/CdS、InGaP/ZnS，例如被Evident Technologies，Troy，NY，USA商业化了的那些))，以及包括至少一种前述标记物的组合。
期望使发光标记物隐藏在基质吸收之下，其中基质吸收是指来自介质(例如在基片中的)的或者来自存在于该基片中的除标记物之外的任何添加剂或着色剂的吸收。或者，期望具有在可见光区域外具有峰值激发波长(例如在紫外光范围内)和在光谱的可见区域或近红外区域有峰值发射的发光的标记物。当激发和发射峰之间的差值大于约50nm时，这些化合物常常称为长(正)斯托克司频移染料(long Stokes shift dye)，在示例性实施方式中，该发光的标记物选自各种类型的长斯托克司频移染料，其被长紫外波长激发并在可见光区域发光。
说明性的发光标记物包括例如，染料如polyazaindacenes和/或香豆素(包括美国专利5,573,909中列出的那些)；镧系元素复合物，烃和取代的烃染料；多环芳烃；闪烁染料(例如噁唑和噁二唑)；芳基-和杂芳基-取代的聚烯烃(C2-C8烯烃部分)；羰花青染料；酞菁染料和颜料；噁嗪染料；喹诺酮染料(carbostyryl dye)；卟啉染料；吖啶染料；蒽醌染料；蒽吡啶酮染料(anthrapyridone dye)；萘二酰亚胺染料(naphtalimide dye)；苯并咪唑衍生物；芳甲烷染料；偶氮染料；重氮鎓染料；硝基染料；醌亚胺染料；四唑鎓染料；噻唑染料；苝染料；苝酮(perinone)染料；双-苯并噁唑基噻吩(BBOT)；呫吨染料(例如噻吨染料)；靛青染料(例如硫靛染料(thioindigoid dyes))；色酮染料，黄酮染料，以及包括至少一种本申请披露的发光标记物的衍生物，和包括至少一种本申请披露的发光标记物的组合。发光标记物也包括反-斯托克司频移染料，其在近红外波长中有吸收并且在可见光波长区域发光。
以下是一些发光染料的部分列表：5-氨基-9-二乙基亚氨基苯并吩噁嗪酮鎓高氯酸盐(5-amino-9-diethyliminobenzo(a)phenoxazonium perchlorate)、7-氨基-4-甲基喹诺酮(7-amino-4-methylcarbostyryl)、7-氨基-4-甲基香豆素、7-氨基-4-三氟甲基香豆素、3-(2′-苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素、3-(2′-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑、2-(4-联苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑、2-(4-联苯基)-6-苯基苯并噁唑-1，3，2，5-二-(4-联苯基)-1，3，4-噁二唑、2，5-二-(4-联苯基)-噁唑、4，4′-二-(2-丁基辛氧基)-对-四联苯、对-二(邻-甲基苯乙烯基)-苯、5，9-二氨基苯并吩噁嗪酮鎓高氯酸盐、4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃、1，1′-二乙基-2，2′-羰花青碘化物、1，1′-二乙基-4，4′-羰花青碘化物、3，3′-二乙基-4，4′，5，5′-二苯并硫杂三羰花青碘化物(3，3’-diethyl-4，4’，5，5’-dibenzothiatricarbocyanine iodide)、1，1’-二乙基-4，4′-二羰花青碘化物、1，1′-二乙基-2，2′-二羰花青碘化物、3，3′-二乙基-9，11-亚新戊基硫杂三羰花青碘化物、1，3′-二乙基-4，2′-醌基氧杂羰花青碘化物(1，3′-diethyl-4，2′-quinolyloxacarbocyanine iodide)、1，3′-二乙基-4，2′-醌基硫杂羰花青碘化物、3-二乙基氨基-7-二乙基亚氨基吩噁嗪酮鎓高氯酸盐、7-二乙基氨基-4-甲基香豆素、7-二乙基氨基-4-三氟甲基香豆素、7-二乙基氨基香豆素、3，3′-二乙基氧杂二羰花青碘化物、3，3′-二乙基硫杂羰花青碘化物、3，3′-二乙基硫杂二羰花青碘化物、3，3′-二乙基硫杂三羰花青碘化物、4，6-二甲基-7-乙基氨基香豆素、2，2′-二甲基-对-四联苯、2，2-二甲基-对-三联苯、7-二甲基氨基-1-甲基-4-甲氧基-8-氮杂喹诺酮-2、7-二甲基氨基-4-甲基喹诺酮-2、7-二甲基氨基-4-三氟甲基香豆素、2-(4-(4-二甲基氨基苯基)-1，3-丁二烯基)-3-乙基苯并噻唑鎓高氯酸盐、2-(6-(对-二甲基氨基苯基)-2，4-亚新戊基-1，3，5-己三烯基)-3-甲基苯并噻唑鎓高氯酸盐、2-(4-(对-二甲基氨基苯基)-1，3-丁二烯基)-1，3，3-三甲基-3H-吲哚鎓高氯酸盐(2-(4-(对-dimethylaminophenyl)-1，3-butadienyl)-1，3，3-trimethyl-3H-indoliumperchlorate)、3，3′-二甲基氧杂三羰花青碘化物、2，5-二苯基呋喃、2，5-二苯基噁唑、4，4′-二苯基均二苯乙烯、1-乙基-4-(4-(对-二甲基氨基苯基)-1，3-丁二烯基)-吡啶鎓高氯酸盐、1-乙基-2-(4-(对-二甲基氨基苯基)-1，3-丁二烯基)-吡啶鎓高氯酸盐、1-乙基-4-(4-(对-二甲基氨基苯基)-1，3-丁二烯基)-喹啉鎓高氯酸盐、3-乙基氨基-7-乙基亚氨基-2，8-二甲基吩噁嗪-5-鎓高氯酸盐、9-乙基氨基-5-乙基氨基-10-甲基-5H-苯并吩噁嗪酮鎓高氯酸盐、7-乙基氨基-6-甲基-4-三氟甲基香豆素、7-乙基氨基-4-三氟甲基香豆素、1，1′，3，3，3′，3′-六甲基-4，4′，5，5′-二苯并-2，2′-碘代三羰花青碘化物、1，1′，3，3，3′，3′-六甲基碘代二羰花青碘化物、1，1′，3，3，3′，3′-六甲基碘代三羰花青碘化物、2-甲基-5-叔丁基-对-四联苯、N-甲基-4-三氟甲基哌啶子基-<3，2-g>香豆素、3-(2′-N-甲基苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素、2-(1-萘基)-5-苯基噁唑、2，2′-对-亚苯基-二(5-苯基噁唑)、3，5，3″″，5″″-四-叔丁基-对-联六苯、3，5，3″″，5″″-四-叔丁基-对-五联苯、2，3，5，6-1H，4H-四氢化-9-乙酰基喹嗪并-<9，9a，1-gh>香豆素、2，3，5，6-1H，4H-四氢化-9-乙氧羰基喹嗪并-<9，9a，1-gh>香豆素、2，3，5，6-1H，4H-四氢化-8-甲基喹嗪并-<9，9a，1-gh>香豆素、2，3，5，6-1H，4H-四氢化-9-(3-吡啶基)-喹嗪并-<9，9a，1-gh>香豆素、2，3，5，6-1H，4H-四氢化-8-三氟甲基喹嗪并-<9，9a，1-gh>香豆素、2，3，5，6-1H，4H-四氢化喹嗪并-<9，9a，1-gh>香豆素、3，3′，2″，3″′-四甲基-对-四联苯、2，5，2″″，5″′-四甲基-对-五联苯、对-三联苯、对-四联苯、尼罗红、若丹明700、噁嗪750、若丹明800、IR125、IR144、IR140、IR132、IR26、IR5、二苯基己三烯(diphenylhexatriene)、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、萘、蒽、9，10-二苯基蒽、芘、屈(chrysene)、红荧烯(rubrene)、晕苯(coronene)、菲；等。
发光标记物可包括荧光纳米粒子，其尺寸(沿主要直径测量)为约1纳米(nm)至约50纳米。示例性的发光纳米粒子包括稀土元素铝酸盐(rare earthaluminate)(例如掺杂有铕和镝的铝酸锶，等)；半-导性纳米粒子(例如CdS、ZnS、Cd3P2、PbS等)；等，以及包括至少一种前述的组合。在一种实施方式中，包括苝例如蒽[2，1，9-def：6，5，10-d′e′f′]二异喹啉-1，3，8，10(2H，9H)-四酮(anthra[2，1，9-def：6，5，10-d′e′f′]diisoquinoline-1，3，8，10(2H，9H)-tetrone)、2，9-二[2，6-二(1-甲基乙基)苯基]-5，6，12，13-四苯氧基的发光标记物用作该发光标记物。
发光标记物的浓度取决于该标记物的量子产率(quantum efficiency)、激发波长和发射波长，以及使用的检测技术，并且通常存在的量为该基片(或者该标记物所在的层)的约10-18wt％至约2wt％，其量任选地为约10-15wt％至约0.5wt％，并且典型地为约10-12wt％至约0.05wt％。
为了进一步增强鉴别，该聚合物组合物可额外地含有着色剂。这些着色剂可，例如，在正常光照条件(例如日光)下给标识的聚合物或标识的数据存储介质赋予特有的外观。为了使得能够容易和精确地鉴别存储介质，期望所用的任何着色剂都不干扰光发射。例如，该着色剂在UV激发下能够不显示出发光或者与标签剂(例如荧光染料)相比仅显示出非常微弱的发光。合适的着色剂可包括以下染料家族的非-荧光衍生物：蒽醌，次甲基，苝酮，偶氮，蒽吡啶酮(anthrapyridone)，喹啉并酞酮等，以及包括至少一种前述着色剂的组合。
注意到，上述介质组合物以及标签剂和光学标识符都仅是示例性的。所披露的设备和系统能够检测各种制品上的各种标签剂和/或标识符。
该鉴别系统能够包括一个或多个用于接受发光的设备。这些设备能够包括光敏器件例如光电二极管(例如光学滤波光电二极管(optically filteredphotodiode)，RGB(红-绿-蓝)光电二极管等)、光伏光敏检测器、光导光敏检测器、光电倍增管、电荷耦合器件(CCD)、光-频率转换器(light to frequencyconverters)等，以及包括至少一种这些光敏器件的组合。
此外，该光敏器件可为滤波光敏检测器(例如使用带通滤波器滤波)，从而使得在特定的波长处检测到发光，其中期望的波长是基于要检测的特定标记物(例如光学标识符)的。可使用任何合适的带通滤波器，带宽选择取决于所期望的精度和光敏器件的类型。例如，该滤波器可为10纳米(nm)带通滤波器(例如接收仅在10nm带宽范围(例如480nm至490nm，或者550nm至560nm等)内的发光的滤波器)、20nm带通滤波器、30nm带通滤波器、40nm带通滤波器、60nm带通滤波器等。
所用的光敏器件的数目应该足以确定期望的发光标记物。可使用一个或多个光敏器件(例如光纤)，例如连接到光驱的盘片读取器(例如在盘片上翻译以读取该盘片的各个部分的读取器)。可使用大于或等于3个光敏器件来增强识别的精度(例如大于或等于3个光学滤波的光电二极管)，具体地，大于或等于4个光敏器件，更具体地，大于或等于8个光敏器件，并且甚至更具体地，大于或等于10个光电二极管，其中光敏器件可为滤波的和未滤波的组合，其中期望大于或等于约3个光学滤波的光敏器件。光敏器件的数目的上限取决于空间限制和成本，而下限取决于足以获得期望的识别能力和/或期望的精度的数目。任选地，为了提高鉴别可靠性和/或减少/避免在鉴别设备的使用寿命期间的维修，可使用多余的光敏器件和/或光敏源(source)。
在一种实施方式中，该鉴别系统包括三个任选地可进行RGB颜色测定的光学滤波的光敏器件(例如光学滤波的光电二极管)。这些光学滤波的光敏器件能够检测光谱灵敏度范围内的模拟发光强度，其中每个光敏器件具有不同的器件光谱灵敏度范围，所述范围包括光源之一的至少一部分可见光多波长光谱分布(期望地，所述范围处于可见光多波长光谱分布内)。同样地，为了获得更高的精度，将光敏器件的至少之一(更具体地至少两个，并且甚至更具体地，至少三个)的器件光谱灵敏度范围置于光学标识符(例如荧光标记物)的光致发光波长范围(photoluminescent emission wavelength range)的至少一部分内。换句话说，如果该光致发光波长范围是400nm至500nm，该第一光敏器件的光谱灵敏度范围可为380nm至425nm，第二光敏器件的光谱灵敏度范围可为450nm至480nm，并且第三光敏器件的光谱灵敏度范围可为475nm至510nm。在可供选择的示例性系统中，如果光致发光波长范围为400nm至500nm，则第一光敏器件的光谱灵敏度范围可为400nm至425nm，第二光敏器件的光谱灵敏度范围可为435nm至455nm，和第三光敏器件的光谱灵敏度范围可为475nm至510nm。在光致发光波长范围为400nm至500nm，峰值发光波长为475nm的另一实施方式中，第一光敏器件的光谱灵敏度范围可为400nm至425nm，第二光敏器件的光谱灵敏度范围可为435nm至455nm，和第三光敏器件的光谱灵敏度范围可为460nm至475nm。任选地，也可使用光谱灵敏度范围大于该峰值发射波长的另外的光敏器件。
在一种实施方式中，第一光敏器件是绿色滤光的(green filtered)光电二极管，第二光敏器件是蓝色滤光的光电二极管，和第三光敏器件是红色滤光的光电二极管。任选地，除了该滤波的光敏器件之外，可使用在光源之一的可见光多波长光谱分布区域中不滤波的(即，未滤波的)光敏器件。注意，术语″未滤波的″光敏器件是指在可见光范围不存在选择性波长滤波。该″未滤波的″光敏器件可包括窗口或滤波器，来阻止会干扰模拟信号的检测的紫外或近红外波长。
在另一实施方所中，光源是驱动激光器。该光敏器件(例如光检测器)可邻近该驱动读取器放置，例如连接到该驱动读取器，从而使用该驱动读取器翻译整个盘片并获得经时发光(例如荧光)。
期望各个光敏器件的每一个的光谱灵敏度范围不同(但是在系统中也可以有冗余(redundancy))。光敏器件的一个或多个可具有窄的器件光谱灵敏度带宽(即，小于或等于60nm)；例如，5nm至65nm，或者峰值±小于或等于30nm。具体地，光敏器件的组合期望地覆盖约360nm至约780nm的波长，波长覆盖为约400nm至约780nm是可接受的，并且约400nm至约700nm的覆盖是更加实用的，同时也能够得到较好的颜色测定。
光敏器件的器件光谱灵敏度带宽可为小于或等于40nm，具体地，器件光谱灵敏度带宽可为小于或等于20nm，并且更具体地器件光谱灵敏度带宽可为小于或等于10nm。光敏器件组合的各种实施方式包括1、2、3或更多个具有窄器件光谱灵敏度带宽的光敏器件，其结合有0、1、2、3或更多未滤波的光敏器件(其中未滤波是指在多-波长光源的光谱分布范围内)。
可使用另外的光敏器件(例如滤波光电二极管)，其峰值光谱灵敏度波长对应于一个波长，在此处发光带的强度小于或等于它峰值强度的约1％。例如，第四峰值光谱波长可为小于或等于发光标记物的发光强度变成0(即，不再可检测)的波长±15nm。
也任选的是使用透明(即，未滤波的)光电二极管。该透明光电二极管能够检测在宽光谱中的颜色，例如能够检测着色剂、CD-R染料吸收的可见光部分、金属效果(metal effect)、金属层(例如反射层)和/或″透明/无色″介质，在具体的标记物(例如荧光)之外使用它们。该透明光电二极管通常提供关于光致发光的总亮度或颜色的亮度/暗度(darkness)的信息。也可在内校准或自检测过程中将其用于验证该源正在正确地操作。
该光检测器可包括光电倍增管、电荷转移设备(例如电荷耦合器件、强化电荷转移设备、电荷注入器件和/或类似物)、光探针(optical probe)(例如光纤探针)和/或光导元件。
介质驱动器可任选地具有光探针或光导元件、温度传感器、内校准光检测器(例如具有或不具有参照的(reference)发光标记物的高反射性白色部分)和/或检测它的组件完整性的能力、比较器，以及包括至少一种前述的组合，其中校准可为使用者引发的和/或自动的。当以正常的方式进行操作时，检测器可能能够返回合格(pass)/失败(fail)信号，以及任选的错误状态信号。注意到，比较器单元可包括进行信号加工任务的组件例如放大(amplify)、滤波和/或转换来自光敏器件的模拟信号以形成检测的模拟信号，比较器能够直接将其与可信的模拟信号对比。
在光学设备中使用该检测器使得能够鉴别置于该设备中的介质。通过鉴别该介质，能够确定是否应该将数据(例如数字内容)置于该介质上或者从该介质读取数据(例如如果该介质是可信的，则就可将数据置于该介质上或者从该介质读取数据，而如果它不是可信的，则该设备就会拒绝该介质，并不对该介质进行数据的读取和写入)。任选地，数据选自数字内容库，在数字内容库中通常将内容转移到可记录盘片(例如DVD-R、CD-R等)。数据可为压缩的(例如MP3、MPEG-2、JPEG等)或没有压缩的格式。
例如，鉴别数据存储介质的方法可包括给使用者提供可信介质(例如销售可信介质给使用者)。一旦将介质放入光学器件中，就对它鉴别(例如以确保正当购得)。图7说明一种基于对介质例如CD-R盘片上的颜色和/或发光的检测控制自助服务终端机操作的可行方法。在该检测过程中，激发源发射使可信介质在预定的波长/波长范围产生光致发光的辐射。该滤波光电二极管检测该发光，并且给比较器提供信号(例如在特定的滤波光电二极管的峰值光谱灵敏度波长处发光的强度)。比较器(例如计算机、微处理器、逻辑电路板(logic circuit board)等)能够将接收的信号与期望的信号相比较以确定该介质是否是可信的。如果该介质不是可信的，则该比较器能够禁止该光学器件对该介质进行读取和写入使用者选择的数字内容。
可例如使用预编程到计算机中的颜色发射(color emission)和/或光发射的预存值(preexisting value)，将该预存值与从正在鉴别的数据存储介质获得的发射值对比，来操作比较器。或者，能够将获得的颜色发射和/或发光的值与预先设定的颜色和发光值对比，所述预先设定的颜色发射和光发射值通过从使用者提供的数据存储介质读取可读的颜色和/或发光鉴别代码而获得。任选地，该鉴别可包括确认存在数字安全标识符(盘片上的序列号或代码，错误图案(pattern of errors)、数字水印图案(digital watermark)、目录中的特定标识符、该盘片的引导区(lead-in region)中的特定数字代码、当暴露于驱动激光器时就会发生状态改变的数据扇区或簇，等)。
参考图8，说明用于鉴别介质驱动器中的介质(例如自助服务终端中的CD-R或DVD播放器中的DVD)的鉴别方案。检测器中的多个光电二极管各自检测到信号(S1，S2...Sn)。将检测的信号与预定的范围对比(上限分别为X1，max，X2，max，...Xn，max；下限分别为X1，min，X2，min，Xn，min)。如果检测的信号是可信的(即，X1，max≥S1≥X1，min；X2，max≥S2≥X2，min...，并且Xn，max≥Sn≥Xn，min)，则驱动器就准备刻录/读取...但是，如果该介质不是可信的(即，X1，max≤S1，S1≤X1，min，X2，max≤S2，S2≤X2，min，...，Xn，max≤Sn，和/或Sn≤Xn，min)，则该驱动器的托盘将会打开，而不对该介质进行读取或写入。或者，或此外，可通过驱动器接口发送错误信号来防止对不可信的盘片进行读取和/或写入数据。
注意，该范围可以以任何期望的方式建立，例如可包括端点或不包括端点(或者其组合，对于不同的信号)，如果介质不能满足一个信号标准就将其拒绝，或者可仅在多于1个标准失败后才将其拒绝。此外，该类型的系统可为新介质系统的一部分，或者可为目前介质系统的升级。该逻辑可以是固定的或者是可变化的(例如可升级的)，取决于具体介质鉴别设备的需要和使用。最后，可在设备中使用多种逻辑(multiple logics)以使得它能够鉴别许多不同的介质。
例如，对来自含有光学标识符的数据存储介质的颜色发射和/或发光的检测可包括，将使用者提供的数据存储介质的标签和/或读取侧(read side)暴露于光，并且收集和分析在使用者提供的数据存储介质的侧面或边缘检测的发光和散射。仅当鉴别的使用者提供的数据存储介质含有光学标识符时，自助服务终端计算机才容许将使用者选择的数字内容记录到自助服务终端机的使用者提供给自助服务终端机的数据存储介质上。优选地，该自助服务终端机可安装在防干预结构(tamper-proof structure)中以防止改变自助服务终端计算机或其它自助服务终端机组件。
除了标记物之外，鉴别过的数据存储介质以及置于其上的数据可在其上具有额外记录的关于使用者、记录该数字内容的机器(例如为了使介质可追踪)等的识别信息。可附加地记录在该数据存储介质上的识别信息的一些非限制性的例子可为使用者的姓名、信用卡信息、记录的时间和日期、记录所收取的总费用(amount charged for the recording)、使该数据存储介质防拷贝(copy-proof)的附加安全特征，等。
如上所述，示例性的系统包括使用多个(例如两个或更多)激光器来确认介质类型的介质驱动器中的光检测器。该方法能够使用由该盘片识别方法导致的光发射。参考图1A-1D，图示了该识别的原理。图1A示出当光盘的材料在650nm或780nm激光器的激发下不发射荧光时，检测器的响应。图2B示出当光盘的材料仅在650nm激光器的激发下发射荧光时，检测器的响应。图2C示出当光盘的材料仅在780nm激光器的激发下发射荧光时，检测器的响应。图2D示出当光盘的材料在650和780nm激光器的激发下都发射荧光时，检测器的响应。也可构思其它可能的激发，例如蓝色激光器，例如405nm。
在图2和3中，使用快速光谱光敏检测器例如Ocean Optics分光光度计测量来自光驱的激光器发光(laser emission)。图2说明当开始播放光盘时，光驱中650nm和780nm激光器的光谱响应，而图3说明当开始播放光盘时，光驱中650nm和780nm激光器的光谱时间响应。
图4示出了两个光谱，其中一个光谱从不具有红外荧光团的盘片收集得到。对于具有荧光团的盘片，将近红外荧光团结合到该光盘中作为反射层顶部上的膜。使用光驱(具有780nm激光器)进行透射荧光检测(Transmission fluorescence detection)，其提供检测的荧光的最小量。为了证明在这种困难的条件下荧光检测的可能性，选择了这种挑战性的实例。无荧光团的光盘形成仅具有激光线(laser line)(虚线)的光谱。很明显，该红外荧光团的荧光光谱(实线)的解析具有高信噪比(signature-to-noise)。
为了证实该光发射图，进一步用633nm的外部激光器(例如光驱之外的激光器)激发图4中的盘片的发光。使用图5中所示的激光收集发光光谱。两个光谱(图4和5)的比较证明图6中说明的两个图形的具有好的一致性。
该鉴别系统能够用于各种鉴别应用，例如用于介质驱动器中。它可用于鉴别数据存储介质(例如盘片如DVD、CD、杂化光盘等)，其中鉴别可从介质的读取侧和/或非读取侧(例如取决于该光检测器的定位)进行。为了简单起见，可将光检测器邻近(例如连接到)驱动读取器放置，并且任选地，可将多个检测器邻近(例如连接到)一个或多个驱动读取器放置，从而使得在读取器和盘片之间形成相对运动(例如从而使得该读取器能够从盘片获得信息)，该检测器能够确定整个盘片的发光强度。因此，基于该经时发光，能够获得发光的定位和强度，使得能够进行鉴别。
因此，该系统能够包括盘片和电磁辐射源(例如该驱动激光器)之间的相对的径向移动，以及移动光检测器(例如连接到驱动读取器)。例如，该系统可包括移动电磁辐射源(例如驱动激光器和移动光检测器(例如连接到驱动读取器)，从而使得能够在鉴别的过程中旋转该盘片，同时能够径向地移动该移动电磁辐射源和移动光检测器。然后，通过确定经时发光，能够确定荧光团(例如标记物)的定位、以及它的强度，和/或其它性质，使得能够进行鉴别。如果使用运动光检测器，就能够使用自动聚焦和/或跟踪技术。例如，将该传感器件安装在能够相对于介质径向移动的滑轨上，例如铁轨(rail)上。该滑轨也能够任选地相对于该介质上下移动(在z-轴上)，例如使用马达、压电器件(piezoelectric device)等。
虽然已经参考优选实施方式描述了本发明，本领域技术人员应该理解，可以做出各种变化，并且等价物可代替其元件，而不偏离本发明的范围。此外，可以做出许多变化形式，以使具体的情况或材料适应于本发明的教导，而不偏离其基本范围。因此，期望本发明不限于作为进行本发明的最佳方式公开的具体实施方式，而本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (17)

1.介质驱动器，其包括：
盘片支架，它能够将旋转力施加到介质盘片；
驱动激光器，当它设置在所述盘片支架中时，它设置用来将来自激光器的光入射到所述介质盘片上，其中该光能够用于在介质盘片上记录、对介质盘片上的信息进行回放，或者两种作用都有；
盘片读取器，它设置用来从所述介质盘片接收数据；和
光检测器。
2.权利要求1的介质驱动器，其中所述光检测器与所述盘片读取器相邻放置。
3.权利要求1的介质驱动器，其中所述驱动激光器能够使可信介质中的发光材料发光。
4.权利要求1的介质驱动器，其中所述光检测器连接到盘片读取器。
5.权利要求1的介质驱动器，其中所述光检测器包括光纤。
6.权利要求1的介质驱动器，其包括另外的驱动激光器。
7.权利要求1的介质驱动器，还包括与光检测器可操作相通的比较器。
8.权利要求1的介质驱动器，其中光检测器包括选自以下的设备：光电倍增管、电荷转移设备、光探针、光导元件、和包括至少一种前述设备的组合。
9.鉴别介质盘片的方法，包括：
将介质盘片置于介质驱动器中，其中所述介质驱动器包括盘片支架、驱动激光器、盘片读取器、和光检测器；
旋转该盘片；
用所述驱动激光器照射该盘片的至少一部分，其中，如果存在发光材料，所述驱动激光器就激发发光材料产生光发射；
经时监测被照射的介质盘片的光发射；和
确定该光发射是否与可信盘片一致。
10.权利要求9的方法，其还包括在驱动激光器和介质盘片之间产生径向相对运动，从而使得光入射到具有各种径向定位的介质盘片的部分上。
11.权利要求10的方法，其中产生相对运动包括手动地移动该制品。
12.权利要求9的方法，其中，如果该光发射与可信盘片不一致，则该方法还包括进行选自以下的动作：防止读取介质盘片、防止向介质盘片上写入、弹出介质盘片、锁定介质驱动器以防止取走介质盘片、再次确认该介质盘片不是可信的、标记该介质盘片以阻止在将来使用该介质盘片、关闭介质驱动器、显示警告、向可信的介质制造商发送信息、以及包括至少一种以上动作的组合。
13.权利要求9的方法，其中所述发光材料是荧光物质。
14.鉴别制品的方法，其包括：
将该制品置于读取器中，其中该读取器包括制品支架、信息读取器和光检测器；
用该信息读取器照射该制品的至少一部分，其中，如果存在发光材料，该信息读取器就激发该发光材料产生光发射；
经时监测被照射的制品的光发射；和
确定该光发射是否与可信制品一致。
15.权利要求14的方法，其中该制品是选自以下的介质：信用卡/借记卡、护照、娱乐用盘片和个人标识。
16.权利要求14的方法，其中，如果该光发射与可信制品不一致，则该方法还包括进行选自以下的动作：防止读取制品，防止向制品上写入，弹出制品，锁定读取器以防止取走制品，再次确认该制品不是可信的，标记该制品以阻止在将来使用该制品，关闭读取器，显示警告，向可信的制品制造商发信息，以及包括至少一种以上动作的组合。
17.权利要求14的方法，其中发光材料是荧光物质。
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