CN1091918C - 防拷贝的光介质器件及其方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种故意改变光介质(1150)上编码信息的可读性以指示与此相关的物品的状态或变化过程的方法和系统。在一个实施例中，光介质(1150)的改变包括用来在初次访问信息时故意损坏光介质(1150)的器件(1170)，以便在随后试图对光介质(1150)上信息访问时，先前对信息的访问能根据故意产生的访问错误检测到。因而，本发明提供一种有效的用于限制对例如在密纹盘和多用途数字盘上的软件、电影、和音乐非法复制和/或使用的技术。而且，本发明还可用于在财务交易中对人和/或财务交易卡的可靠性的鉴别。

Description

防拷贝的光介质器件及其方法

技术领域

本发明广泛涉及与光扫描设备一起使用的数据存储介质，该数据存储介质适用于限制对其上所存信息的访问。更具体地，本发明涉及用于计算机光读出系统中的光盘，该光盘限制光读出系统对所存数据的连续或重复性的非限制性访问。本发明还提供一种限制对光介质环境中所存数据进行访问的方法。

背景技术

长期以来计算机产业受到软件产品非法盗用的困扰。软件发行商协会(SPA)，是一个花很大资源追踪和分析非法翻印问题的组织，它判断在1994年一年中个人计算机软件产业因商务应用软件非法拷贝而损失超过80亿美元。SPA进一步估计1994年中实际上一半的在用商务软件为非法翻印，这个估计不包括操作系统、教育、娱乐或个人制作的软件的非法拷贝。非法翻印问题在更发达的市场如美国尤其尖锐。

软件生产者采取了很多措施来与反对非法翻印。其中包括：加密、对特殊数据格式化的复杂安装程序、及口令，这仅是列举的一小部分。不幸地是，最终用户对这些反非法翻印措施的抵制一直很大，因为他们受到一种或多种限制的困扰，例如：不能“先试后买”、对合法备份拷贝的限制、以及一旦口令泄密或被发现而失败的口令保护技术。赢得最终用户认可的防拷贝措施是如此无能以致于许多发行商已简单地放弃努力，而是依赖他们的用户诚实地遵守版权法规。

不论数据存储介质是磁性的还是光学的，软件盗用都很猖獗。磁存储盘尤其容易非法翻印。市场上买到的磁盘，例如常规软盘，是读/写/擦除存储器件，其中数据以离散磁性形式存储在可磁化表面层中。通过包含绕在铁芯上的线圈的读/写头来存储和检索信息。

虽然磁存储介质仍是最流行的，但近年来利用光介质环境存储和检索数据已有越来越强的趋势。此种趋势的原因是显而易见的。市场上买到的软磁盘只能存储1.44Mb数据，而相同尺寸的光学CD-ROM能存储超过600Mb。

在用于计算机光读出系统的典型光盘中，数据以一系列的平面和凹坑存储。这通过在透明塑料圆盘上沿螺旋轨道压印、在其上涂敷反射涂层、随后在此涂层上叠加保护层来完成。从半导体激光器发出的光从下面聚焦到平面或凹坑上，反射光照射到能把有无凹坑转换成二进制电信号的检光器上。因为聚焦的激光点是如此微小，以致于能存储到圆盘表面上的信息量是巨大的。由于相邻轨道之间只需相隔大约6μm，因此，在常规120mm直径(5英寸)光盘上可有20000条轨道。传送到光读出系统的电信号对应于反射光的光度，该光度因预先形成的数据结构引起的干涉和/或衍射而增加或减小。

在七十年代，研究人员开始尝试用激光器给光盘上的信息编码，随后开发了视盘。在1980年代，开发了更多的能用低功率二极管激光器编码的敏感材料。现在，这些以大约800nm波长工作的二极管激光器广泛用于读音频和计算机CD。随着能用激光二极管阅读的密纹盘的出现，研究人员现已致力于开发适合市场的、能由最终用户在其上记录数据的密纹盘。如上所述，这种性能的益处在于光学激光器记录比磁记录提供高得多的信息密度。

目前，有一种写一次和读多次(WORM)的密纹盘。这种密纹盘利用一种染料，当该染料暴露在高功率激光二极管下时不可逆地变化状态而当用低功率阅读激光器阅读时保持此种状态。因此，用光读出系统检测编码数据不会影响编码数据。

可以预料，下一代光盘将会与磁盘类似，可多次地在其上进行写、读、擦除和重写等。把光色材料(或称光致变色材料)或载色体用于此种目的是有吸引力的。光色性是一种当材料用具有一定波长的光照射时分子或晶体的吸收光谱可逆变化的现象。因而例如，当用紫外(UV)光照射时无色化合物可把其分子状态变化成似稳定着色状态，而当暴露在可见光下时回复成无色状态。多年前就知道了具有这些特性的有机和无机材料。

近来，光色化合物已在光记录领域吸引了许多注意力。如Jun’EtsuSeto的光色染料中所论述的，最初研究用于此种用途的光色材料在接近800nm的红外线区域，即常规激光二极管的波长区域，不具有显著的敏感性。然而，Seto注意到一种称作螺吡喃(spiropyran)的特殊类型光色化合物，它能控制用来在红外线区域中显现提高了的敏感性。具体地，Seto讨论一种在分子结构中有苯并硫吡喃单元的光色螺吡喃，并得出结论：合成螺旋苯并硫吡喃很适合使用常规激光二极管系统中可擦除光记录介质的要求。

在光学通信，109，54-58(1994)，Tarkka、Richard U.、Talbot、Marc E.等的“在近铱敏感光色染料中的全息照相存储”中论述了另一种螺吡喃类染料，它具有6-硝基-1’3’3’-三甲基螺旋[2H-1-苯并硫吡喃-2，2’-吲哚]，或简写为6-硝基-1-S-BIPS的化学成份。这篇文章论述6-硝基-1-S-BIPS在全息照相领域的应用，其中当暴露在具有780nm波长的光下时该染料变成彩色的。当暴露在337nm的紫外光源下时膜回复成准透明状态。

基于最近这些研究成果可以预料，常规磁盘将因近来光存储技术的发展而最终变得过时。与此所预料的磁盘终止同时发生的是有必要完全解决常期困扰软件产业的非法翻印问题，从而使知识产权的非法盗用得到制止。相应地，虽然过去的研究已集中在利用光色材料上，该材料用于在密纹盘上记录信息，但本发明人已意识到相似的光色材料也可用来保护密纹盘免于非法拷贝和扩散。另外，本发明者还注意到某些其它的光致反应材料以及与氧发生反应的材料可用于此种目的。也就是说，例如这些的化合物可在一种或多种授权使用之外拒绝对特殊涂敷过的密纹盘的访问。也就是说，当作为涂层涂敷在圆盘上时，这些化合物用来有效地改变其暴露在低功率阅读激光器下时的光透射特性，由此使圆盘上的涂层变暗并使数据变得不能被光读出系统检测到。而且，本发明人还注意到其它的用于本发明的光介质数据保护技术也可解决对如上所述信息的非限制性复制。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种新型有用的光介质例如光盘，以及为此提供一种适合与例如计算机的光读出系统一起使用的系统，其中读出系统包括用来产生阅读光介质上数据结构的询问光束的光源。

本发明的另一个目的是提供这样一种光介质，它尤其适合防止光读出系统对其上编码信息的非限制性访问，其中信息可例如为图形数据、视频数据、音频数据、文本数据、和/或软件程序。

本发明的另一个目的是利用常规光介质阅读器检测错误的能力来：(a)判断根据本发明形成的光介质的状态，和/或(b)验证物或人是否可靠。也就是说，为以上(a)和/或(b)利用在光介质上检测到的错误是本发明的一个目的。例如，在光介质预定区域中检测到的错误总数、在光介质预定单元中检测到的错误密度、和/或在光介质预定区域中的错误图案，根据本发明提供足够的信息用于以上(a)和/或(b)。

本发明的另一个目的是提供对形成在本发明新型光介质上的信息或与该光介质一起形成的信息的验证或鉴别。例如，本发明可用于验证其上有音频和/或多媒体表现物的光盘的可靠性。另外，当本发明光介质引入到例如财务交易卡中时，能对卡验证可靠性。

本发明的另一个目的是提供对例如想在Internet网上进行电子财务交易的用户的验证或鉴别。

本发明进一步的目的是提供一种新型有用的、相对来讲易于制造且基本不增加成本的光盘。

本发明还有另一个目的是提供一种限制对于计算机光读出系统中光介质上所存信息的访问的方法。

本发明至少一部分的实施例还有进一步的目的是提供一种光盘，该光盘特别构造，以使最终用户意识不到光盘的防拷贝特征，直到特征用过才知道。

本发明第一批实施例通过提供一种适于用数据编码、并进一步适于限制光扫描机(即光读出系统)对数据的复制的产品(例如光盘)。这种产品包含从选定的材料制作的基片，其表面形成有数据。活性化合物在至少一部分基片表面上形成为涂层，在被具有所需特性的红外光照射过一段累积的时间后活性化合物从光学透明状态改变到光学不透明状态，由此，防止光扫描机发出的光穿透活性化合物，并使数据变得不被光扫描机检测到。

更具体地，提供适用于计算机光读出系统的光盘，其中光读出系统包括用来产生阅读数据结构的询问光束的光源。大致地，根据本发明第一批实施例的光盘包含具有上表面和下表面的内层，其下表面用存储为多个数据结构的信息编码，该数据结构能被询问光束阅读。外层与下表面相对放置，活性化合物膜叠加在至少一部分的这些数据结构上。选择的活性化合物类型要能随所选刺激物而改变物理特性，由此影响询问光束对数据的可读性。

优选地，光盘包含放在下表面和活性化合物中间的反射材料层。此活性化合物可由光盘第二层的下表面承托并且厚度大约为2-5微米，或者另一方面，它可放在下表面和光盘外层中间。下表面优选在轮廓上包括一系列的定义多个数据结构的凹坑和平面，活性化合物叠加在至少一部分的这些凹坑和平面上。

与活性化合物对应的所选刺激物是从可见光、红外光、光和氧气、或简单的空气中选择的周围环境。当刺激物只是光时，活性化合物可为光致反应材料并优选从螺吡喃类光色化合物中选择一种。这样一种化合物可为6-硝基-1’3’3’-三甲基螺旋-[2H-1-苯并硫吡喃-2，2’-吲哚]，或简写为6-硝基-1-S-BIPS。这种光色化合物用来随着大约780纳米(nm)波长的询问光束而变成光学不透明或暗淡状态，随后在用具有约337纳米(nm)波长的光束照射后回复成光学透明状态。

当刺激物是光和氧气的组合时，活性化合物因此是与氧发生光致反应的并优选随着具有约650纳米(nm)波长的询问光束而改变物理特性，这在多用途数字盘(DVD)阅读器中可以遇到。

当环境刺激物只是空气时(更精确地，是氧)，活性化合物是一种在一段累积的时间后氧化并改变其光特性的化合物。例如，这种活性化合物从光学透明状态改变成光学不透明状态，其中它吸收波长在所需范围内的光。此种波长可为上述的650纳米(nm)，但也可在780-820纳米(nm)的范围内。氧化活性化合物可从包括亚甲蓝、亮甲苯基蓝、碱蓝3和甲苯胺蓝0的组中选择。

第一批实施例提供一种限制对光介质如光盘上所存数据的访问的方法。大致地，这种方法包括在光驱中以选定转速旋转光盘的步骤，光盘包含用在其上存储为多个可读数据结构的信息进行编码的基片层。活性化合物优选叠加在至少一部分的这些数据结构上，这种活性化合物在包含氧的周围环境中随着用波长在所需范围内的光照射一段累积的时间而改变光透射率。波长在所需范围内的询问光束射向基片层并穿过活性化合物一段累积的时间。

引导询问光束的步骤可通过把光束射向基片层一段连续的足以引起光介质中光透射率改变的时间来完成。另一方面，询问光束可射向基片层足以引起此种改变的多段离散的时间。在这种情况下，可以预料，询问光束可以有选择性地沿径向横过光盘的最外表面，直到光束与活性化合物发生多段离散时间的反应。询问光束的波长可为CD-ROM光盘使用的大约780纳米(nm)，或为多用途数字盘(DVD)使用的大约650纳米(nm)。优选地，询问光束还具有大约1毫瓦(mW)功率的强度，这典型地在常规光阅读器中遇到。

在本发明的第二批实施例中，提供防止对光介质如光盘上的信息非限制性复制的方法和设备，其中用户在初次使用光盘时人工影响光盘的物理变化。例如，用户激活或运行使光盘一个或多个预定区域或位置变得不可读或更易出错误的预定程序。这实际上“标记”光盘对用户可见且对访问光盘上信息(例如：图形数据、视频数据、音频数据、文本数据和/或软件安装程序)的程序，当该程序先前已访问过光盘上信息时，是可计算的。因而，在随后对光盘上的信息试图进行访问时(例如，随后试图观看多媒体表现物如电影，或随后试图重新安装光盘上应用软件)，有可能检测到光盘上信息先前已访问过，因为盘上信息的变化能被光阅读器读出。例如，光阅读器可检测到比光盘第一次被访问以检索信息时更多的阅读错误。

另一方面，在本发明的其它实施例中，不是在光盘上故意产生不可读的部分，而是使用相反的方法和设备，其中光盘预定部分最初是不可读的，然后变得可读。也就是说，在制造过程中掩模或覆盖物可连接到光盘上以使光盘上预定部分的信息最初不被光阅读器可读，但在光盘初次使用时，用户物理除去或改变掩模，由此让在掩模下的足够量的先前不可读部分变得可读。相应地，可运行检测光盘中因除去或改变掩模而引起的状态变化的光盘访问软件。

在初次使用本发明光介质时给用户提供编码标识是本发明至少一部分实施例的进一步的方面。由于标识来自光盘的唯一物理变化并且例如安装计算机的序列号，这种编码标识对于防止对商业软件不需要的复制和/或使用是特别有用的。因而，编码标识，当在试图重新安装过程中提供和译码时，让本发明判断用户是否在试图把软件安装到不同于原始安装的计算机上。因而，一旦检测到指示软件先前已安装过的状态变化，本发明限制对光介质上信息的各种访问。具体地，如果光盘提供可安装在用户计算机上的软件程序，且如果该安装不是在与初次安装相同的计算机上进行，会禁止初次安装之外的安装。

本发明其它批的实施例还在下面提供。具体地，实施例结合对财务交易卡或财务交易的验证和/或鉴别进行描述。

附图说明考虑到以下对本发明实施例的详细描述并结合附图，本发明这些和其它的目的会变得易于评价和理解，在附图中：

图1示出利用根据本发明光盘的光读出系统(以局部剖视图示出)；

图2为竖直面上的部分横截面的侧视图，示出位于存储在光盘上的第一类型数据结构之下的光读出系统询问光束，该光盘是根据本发明的第一实施例制作的；

图3A为图2中区域“A”的放大剖视图；

图3B为图2中区域“A”在一段累积的时间之后的放大剖视图，这使与本发明第一实施例光盘相联系的活性化合物经历物理特性的变化；

图4为竖直面上的且为部分横截面的侧视图，示出位于存储在光盘上的第二类型数据结构之下的光读出系统询问光束，该光盘根据本发明的第一实施例；

图5A为图4中区域“A”的放大剖视图；

图5B为图4中区域“A”在一段累积的时间之后的放大剖视图，这时与本发明第一实施例光盘相关的活性化合物已发生物理特性的变化；

图6A为根据本发明第二实施例光盘的“B1”区域的放大剖视图，并有光读出系统询问光束位于存储在光盘上的第一类型数据结构之下；

图6B为所述区域“B”在一段累积的时间之后的放大剖视图，这时与本发明第二实施例光盘相关的活性化合物已发生物理特性的变化；

图7A为根据本发明第二实施例的光盘的“B”区域的放大剖视图，并有光读出系统询问光束位于存储在光盘上的第二类型数据结构之下；

图7B为所述区域“B”在一段累积的时间之后的放大剖视图，这时与本发明第二实施例光盘相关的活性化合物已发生物理特性的变化；

图8示出装有使用根据本发明任一类型活性化合物的光盘的封装，已部分剥除；

图9为底面视图，示出与根据本发明的光盘相关的活性化合物的各种应用；

图10A、10B和10C示出在本发明用于安装保存在与本发明的发明方面一致的光盘上的计算机软件时所进行步骤的流程图，其中要求用户在使用该光盘进行第一次安装时对光盘做人工改变；

图11A和11B示出对根据本发明制造的光盘的物理特性进行不可逆改变的人工方法。也就是说，该光盘包括粘合到光盘上的辅助层，如果它一旦被用户除去，编码在光盘上的、与辅助层相邻的信息就被损坏；

图12示出辅助层(称作“拉索”)的除去，它也在图11A和11B中示出；

图13A和13B示出图11A-12B中光盘实施例的替代实施例，用于故意损坏根据本发明制造的光盘。具体地，在图13A和13B中，化学容器或囊粘合到光盘上，以使容器一旦裂开时(例如在光盘初次使用时)，光盘上的信息被故意损坏，由此允许后续的安装步骤检测先前对光盘上信息的访问；

图14A和14B示出图13A和13B中光盘的横截面，其中，图14A示出在裂开前的化学容器，而图14B示出在裂开后的化学容器；

图15A和15B示出另一故意损坏光盘的替代实施例，其中，外部器件用来腐蚀或划伤光盘，由此降低光盘特定区域中光盘信息的可读性；

图16A和16B示出另一故意损坏根据本发明制造的光盘的本发明实施例。在这些图的实施例中，外部器件用于涂敷一种或多种化学物到光盘的特定或预定部分，由此引发光盘阅读器的额外读出错误；

图17A和17B示出根据本发明制造的光盘的替代实施例，其中，在制造过程中在光盘上形成辅助层用于隐藏或掩蔽光盘上特定部分的信息；

图18示出从图17中光盘上除去辅助层(也称作“拉索”)，其中，拉索掩蔽的光盘信息现在能被光学阅读器阅读；

图19A和19B示出本发明的另一实施例，其中，具有一种或多种化学物的容器或囊在制造过程中连接到光盘上，以便此容器最初掩蔽或变形编码到光盘中的信息；然而，容器一旦裂开，光盘上掩蔽的信息现在能被光学阅读器阅读；

图20示出图19A和19B中所示的本发明实施例，其中，图20示出在化学容器裂开后的光盘横截面；以及

图21A和21B示出具有包装化学物的外部器件的使用，该器件能用于除去或改变用来掩蔽光盘信息的补片或辅助层的光特性；

图22为本发明在验证要求通过例如，Internet网进行电子财务交易的用户身份时的步骤流程图。

具体实施方式

在某种意义上，本发明的目的在于一种用于计算机光读出系统中的光盘，该光盘构造为禁止读出系统对盘上所存信息的非限制性访问。因此，本发明光盘尤其适合作为反对因软件产品非法盗用而引起的日益猖獗的非法翻印问题的替代手段。可以理解，本发明另一目的在于一种限制对光介质上所存数据的访问的方法。尽管本发明光盘和在计算机光读出系统中利用该光盘的方法在此处参照常规CD ROM盘进行描述，但一般技术人员会易于理解本发明的描述还可用于其它类型的光盘，例如音频CD、WORM(一次写入多次读出)光盘、和DVD(多用途数字盘)，这仅仅是列举了一小部分。

考虑到这点，下面介绍图1和2中的包括本发明第一实施例光盘的计算机典型光读出系统10。光读出系统10笼统地包括能以选定转速旋转光盘50的光驱12、用于产生询问光束的光源20和收集询问光束的返回成分并产生与此返回成分相关的输出信号的检测器40。

更具体地且为本领域所公知地，光驱12包括：具有驱动轴16和芯轴18的电机14，CD-ROM光盘50安装在该转轴18上，电机14恒定地改变光盘50旋转的速率，以使检测器40所处位置与光盘50的半径无关，位于检测器40正上方的光盘50部分总是以相同速率移动。与径向分成扇区并以恒定角速度旋转的常规磁盘不同地是，CD-ROM盘上的数据包含在从盘中心螺旋向其圆周的单一轨道内。此轨道仍然分成扇区，但每一扇区有相同的物理尺寸。通过使用恒定线速度方法，光驱12恒定地改变(光盘)50旋转的速率，以使当检测器40移向光盘50中心时光盘增加其转速。其效果是光盘50能比常规磁盘容纳更多的扇区从而容纳更多的数据。

光源20通过激光二极管22产生入射光束或询问光束，此光束23先由准直仪26进行校准。然后校准光束被导向偏振光束分离器或棱镜28，随后穿过1/4波长片30射出。可选地，对于其中激光二极管22和准直仪26相对于光束分离器28在位置上相偏离的光读出系统，楔形镜面棱镜可用于在光盘50的轴向方向上引导光束。在校准光束24遇到1/4波长片30之后，被引导穿过物镜32和合适的聚焦线圈以产生集中和聚焦的询问光束25。

聚焦的询问光束25穿过光盘50的基片52并通常射到涂敷在基片52上的金属反射层56上。金属层56本身用存储为多个数据结构58的信息进行编码，具体地说，在轮廓上包括一系列的定义这些数据结构58的平面57和凹坑59。这可用常规压印工艺来完成，其中金属层56压入基片52形成凹坑59。平面57是那些没有压制且保持其原始位置的区域。金属层56大约为1微米厚，而凹坑59根据设计只有询问光束25波长的1/4波长。平面57和凹坑59对应存储数据信息的1和0。从激光二极管22发出的询问光束25聚焦在平面57的表面层，如图所示。然而，射到凹坑59的光被散射，射到平面57的光反射作为返回光束27并通过偏振光束分离器28被导回。光束分离器28使返回光束27偏转，到达控制寻轨并把激光束聚焦到次微米级的寻轨错误检测器42，并最终被导向光检测光电二极管44。射到光电二极管44的光在电导线46、48上产生小电压，这些电压与计时电路配合而产生计算机能理解的1和0数据流。相应地，光电二极管44把有无平面转化成电信号。

光盘50的第一实施例的构造现在可参照图2中区域“A”的分解图，即图3(a)，更好地理解。光盘50构造为与现有CD-ROM盘或音频密纹盘有点相似。也就是说，如上所述，光盘50包括基片52和其上置有保护涂层54的金属层56。金属层如此形成，以使它用在其上存储为能被询问光束25可读的多个数据结构58的信息编码。由聚碳酸酯形成的基片层52与金属层56相对置。如图所示，金属层56置于保护涂层54的下表面55和基片52中间。

可是，只有本发明的本实施例独有的是，包括叠放在至少一部分数据结构58上的活性化合物膜60。此种活性化合物60选用能随所选刺激物而改变物理特性，并由此影响询问光束25对信息的可读性的类型。

在光盘50的第一实施例中，活性化合物60在基片52下表面51上形成为涂层。在替代实施例中，活性化合物可：

(a)置于金属层56和基片52内表面中间，下面将参照图

7A-7D更详尽地论述它，或者

(b)嵌入基片52内。所选的与活性化合物相对应的环境刺

激物，与其在光盘上的位置无关，还将在以后参照一定类型的

且有活性化合物从其中选择的化学材料进行更详尽地论述。然

而，简单地，对于每一与活性化合物相对应的环境刺激物而言，

活性化合物的光透射特性从光学透明状态向光学不透明状态变

化，由此掩蔽数据结构并影响计算机光读出系统产生的电信号

的完整性。

例如，图3A和3B示出当询问光束25遇到平面57时光读出系统的电信号的完整性如何被影响。如图3A所示，询问光束25最初能穿透活性化合物60和基片52检测平面57的存在，仅为讨论起见平面57可对应于二进制1的数据信息。相应地，询问光束25被金属(反射)层56反射回作为返回光束27，光束27随后被光检测光电二极管44检测到，导致产生对应于平面57的电信号。

然而，如现在参照图3B可看到的，在一段累积的时间之后，活性化合物60的区域62把其物理特性改变成光学不透明状态，由此询问光束25被活性化合物60吸收并且不能再穿透基片52检测平面57的存在。因此，光检测光电二极管44接收不到预期的返回光束并且产生不适当的电信号给计算机。就所涉及到的光读出系统10而言，询问光束25正好位于与平面相反的凹坑之下，导致不正确的数据传送给计算机。

图4和5A-5B示出询问光束25正好位于用平面57表示的数据结构58之下的情况。在此可以理解，光源20已根据计算机程序的指令沿径向或沿圆周横过基片52的外表面51前进到不同的位置。参见图5A中的分解区域A′，看到询问光束25最初能穿透活性化合物60和基片52射到涂有平面57的金属层56上。因为此区域中的反射材料56不位于询问光束的焦点层上，询问光束25被散射。因而，没有返回光束反射或者不充分量的光反射回光电二极管44，由此导致检测器40产生对应所遇到的凹坑59存在的二进制电信号。这是所期望的结果。

在一段累积的时间之后，暴露于询问光束25下的活性化合物60的区域62变暗或不透明。在此区域62的光被吸收且不允许穿透基片52来检测凹坑59是否存在。因此结果是，在检测器40中的光产生二进制电信号，例如对应于凹坑存在的0。

现在可参照图6A-6B和7A-7B评价根据第一批实施例的光盘第二实施例。在此，光盘150的活性化合物160如图所示位于基片152和金属层156中间。尽管制造光盘150本身比制造参照本发明第一实施例的光盘50更困难，但从性能观点考虑光盘150的构造更优选，这是因为在活性化合物160位于的区域内，询问光束125因其在此区域相对地降低聚焦宽度而比光束25有更大的光束强度。然而对于所有实用目的而言，结果仍然是相同的。

例如，图6A再次示出询问光束125位于平面157之下，以使该光束被金属层156反射作为可被检测器识别的返回光束127并正确地转换为相应的二进制电信号的情况。另一方面，在图6B中示出在一段累积的时间之后，已暴露于给定环境刺激物下的活性化合物160的区域162把其物理特性从光学透明状态改变成光学不透明或暗淡状态。因此，在区域162中询问光束125被吸收并且检测不到返回光束，导致尽管存在凹坑159，计算机光读出系统仍有二进制电信号产生。在图7A-7B中，情况类似于以上参照图5A-5B所讨论的情况。因而，当询问光束125正好位于凹坑159之下时，计算机光读出系统都会产生适当的二进制电信号，与在区域162中的活性化合物160的物理特性无关。

A.活性化合物材料的种类

已发现许多种材料具有适合用于根据本发明实施例的光盘中的物理特性。这些材料中每种对应于特定的环境条件或环境条件的组合，以掩蔽在光盘上的数据结构，由此影响计算机光读出系统对它们的可读性。

1.光致反应化合物

已发现光致反应材料具有所需的光吸收特性，这些材料可在光盘上形成为涂层以掩蔽至少一部分的光盘数据结构免于被光读出系统检测到。光色物质，尤其是螺吡喃类光色物质具有特殊的用途。光色性是一种当试样用具有一定波长的光照射时分子的吸收光谱可逆或不可逆变化的现象。例如，当用红外光照射时无色化合物可变化到似稳定状态着色结构。尽管特定的螺吡喃类光色或光敏材料在此处讨论用于本发明，但一般技术人员会理解，其它的光色材料例如氮丙啶衍生物、吡啶衍生物、二氢芘衍生物、衍生物、硫代靛衍生物、偶氮苯衍生物、水扬酰替苯胺衍生物、黄原酸盐衍生物、或嗪衍生物也证明是有用的。

在光学通信，109，54-58(1994)，Tarkka、Richard U.、Talbot、Marc E.等的“在近铱敏感光色染料中的全息照相存储”中论述了一种螺吡喃类染料，它具有6-硝基-1’3’3’-三甲基螺旋-[2H-1-苯并硫吡喃-2，2’-吲哚]，或简写为6-硝基-1-S-BIPS的化学成份，其论述在此引作参考。当暴露在具有大约780nm波长，即普遍用于当前光读出系统中的波长的红外光下时，这种染料变成带色的。这种染料随后当暴露在大约337纳米(nm)的紫外光源下时回复成其光学透明状态。在需要相对昂贵和困难地寻找光源时，此种从染料除去颜色的能力不是重要的。6-硝基-1-S-BIPS优选作为涂层涂敷到光盘基片上，如以上图3-5所示。对于这种螺吡喃衍生物或其它合适的载色体，环境刺激物简单地暴露在光源询问光束之下。

2.在氧存在情况下光致反应的化合物

也可与根据本发明的光盘一起使用的两种材料在包含氧的周围环境存在的情况下是光致反应的。

a.化合物I

一种这样的材料以下称作化合物I：

                          化合物I

化合物I通过把四甲基吲哚碘化物和10摩尔当量的1N钠氢氧化物在水中进行良好混合处理而制成。当化合物I形成时，它根据以下反应萃取进入己烷助溶剂：

另一方面，可使用在二氯甲烷中的一摩尔当量的三乙基胺，该产品可通过用水萃取、蒸发溶剂和溶解于己烷中而分离。含水碱的方法是优选的，它可生产出超过80％的所需最终产品。

化合物I与氧光致反应，并在经过几次暴露后(＞18小时)对周围荧光灯敏感，当距离12英寸暴露在150W白炽灯下迅速光电氧化(＜-10分钟)。化合物I当暴露在具有大约650纳米(nm)的波长和近似于多用途数字盘(DVD)播放器光源的强度的光下时也发生反应。因此，化合物I对涂敷到包含在已开发的DVD驱动器中的光盘上是有用的。

b.化合物II

另一种在氧存在情况下发生光致反应的材料可由喹啉盐和相关烯胺衍生物制成。此种光致反应材料以下称作化合物II，并可根据下述反应与化合物I相似地制备而成。

对于以上的化合物I和II，应当理解，使它们在光透射率上发生改变的环境刺激物是光和氧的组合。而且，这些化合物尤其适用于使用具有650纳米(nm)波长光源的计算机光读出系统中。因为这些化合物在包含氧的周围环境的存在下发生反应改变其光吸收特性，用于此改变所需的时间随周围光的波长而变化。因此，把涂敷有化合物I或II的光盘包装在惰性环境中和/或把它标准密封包装是需要的。为此，图8示出此种光盘250优选装在具有涂敷聚乙烯的铝袋形式的封套210中。包含在封套210中的是例如氩、氮、氖、氦或其它大气气体的惰性气体环境。

c.易与氧发生反应的材料

还发现了某些易与氧发生反应的材料可用于具有选定波长光源的光读出系统中。一类这样的材料基于众所周知的染料亚甲蓝的还原形式。基于氧形成亚甲蓝染料着色形式的再氧化与合成方法如下所示：

许多种还原剂可用于还原亚甲蓝或其许多衍生物，锌和乙酸就是一种可能的还原剂。亚甲蓝还原后为淡黄色，被空气中的氧迅速再氧化成为深蓝色。然而，此反应的速率在某种程度上依赖于介质。在聚氨酯膜中，此速率根据浓度在大约10分钟-30分钟之间变化。当钠氢硼化物残余物在这些膜中没有硬化时，经过几小时后它们逐渐地从透明转变成蓝色。亚甲蓝染料的蓝色形式在650纳米(nm)即DVD激光阅读器的中心波长上强烈进行吸收。

在空气中发生反应(例如与氧)的其它染料具有与亚甲蓝相似的性能并具有能变化几十纳米的最大吸光度。可以象亚甲蓝一样起作用的一些染料的结构和它们的商业名字如下所示：

最后，对于使用具有780纳米(nm)波长，即普遍用于CD-ROM阅读器的波长，的询问光束的光读出系统，一种染料已表现物出再氧化超过大约48小时并随后在此波长吸收光。这种称作化合物III的染料的合成和氧化如下所示：

可以肯定地预料，大量的其它相似染料能被合成，有效地用于给定的光读出系统中。对于此处讨论的每种易与空气发生反应的材料和那些在上面讨论的在包含氧的周围环境中发生光致反应的材料而言，把包含染料的光盘在惰性环境中进行封装是需要的，如图8所示。

根据对本发明活性化合物所采用的各种化合物的了解，本领域一般技术人员易于理解所选的具体化合物取决于工作环境的各种参数。在优选应用CD ROM的地方，活性化合物必需是这样一种化合物，它与此环境兼容、对用于CD-ROM光读出系统中的红外激光(即650nm或780-830nm)敏感、并与低功率强度的询问光束(大约15-6mW功率)发生反应。对于那些在有氧存在的情况下发生反应的活性化合物，用户当然会小心地避免把光盘暴露在包含氧或者光和氧的周围环境中以延长光盘的有用寿命。

本发明的关键目的当然是在一次或多次授权使用之后，拒绝对特殊涂敷的光盘优选CD-ROM盘的访问。为此，对于用活性化合物涂敷光盘的一个潜在用途是把样盘分送给顾客以使他们决定是否值得购买该产品。一旦该产品得到评估，顾客有可能要求返回该产品到卖主并购买试样光盘的商业版本。在本发明的一个新应用中，这些特殊涂敷的光盘可把音乐编码在它们上以使这些盘只可使用特定的一段时间和/或特定的次数。因此，自动到期的光盘可根据本发明提供。而且，注意到电影和其它的多媒体表现物能以相似的形式商业提供。或者，顾客可以购买涂敷光盘，并在活性化合物改变其物理特性和使光盘变得不可读之前把它装到计算机硬盘上。

另一潜在用途是出租包含活性化合物的光盘。此种光盘可象录像带一样以低成本出租并播放到盘播放器的光读出系统不再能检测到有无编码信息时为止。

如图9所示，活性化合物可以各种图案涂敷到光盘上。图9当然只示出几中这样的涂敷，肯定也可使用其它的涂敷，只要不偏离本发明的原理就行。举例说明，活性化合物260可在光盘250的一整个扇区上模压成膜，例如代表性的扇区252和254。另一方面，活性化合物260可只涂敷到扇区的一部分，例如图9中的区域256。不过，没有必要在光盘250的整个表面上涂敷活性化合物260，因为化合物只需涂敷到光盘中包含关键信息的那部分，该信息由光读出系统访问以使软件产品正常运行。具体参考以上讨论的螺吡喃类光色物质，还可预料此类适于在变暗颜色状态和透明状态之间可逆变化的活性化合物最初能以变暗状态涂敷到光盘表面上。保存在本发明光盘上的应用软件只有在光读出系统连续处理信息、似乎没有数据包含在此区域中的情况下才能正常运行。当充分暴露在光下后光色物质变为透明状态时，光读出系统能检测到多个数据结构，该应用软件就不能继续发挥其正常作用。

考虑到前述情况，本发明第一批实施例以适于用数据编码的、并进一步适于限制用光扫描机对数据进行复制的产品为目的。为此，该产品包含由所选材料制作并具有包含数据的基片表面的基片。活性化合物在至少一部分基片表面上形成为涂层，这种活性化合物随着被具有选定特性的光照射一段累积的时间而从光学透明状态改变为光学不透明状态，由此防止从光扫描机发出的光穿透活性化合物并使数据不被机器检测到。

从上述还应理解，本发明的另一方面是一种限制对本发明第一批实施例光介质中所存数据的访问的方法。笼统地，这种方法包括在光驱中以选定转速旋转光盘的步骤，该光盘包含基片、用在其上存储为多个可读数据结构的信息进行编码的金属层、以及包含在至少一部分这些数据结构上叠加的活性化合物。活性化合物在包含氧的周围环境中，随着被光束波长在选定范围内的光照射一段累积的时间而改变光透射率。概括的方法还包括这样的步骤，即把光束波长在选定范围内的询问光束射向基片并在一段累积的时间内穿过活性化合物。

引导询问光束的步骤可通过在一段连续的时间内把光束射向基片来完成。本方法还想到，可在多个足以使光透射率发生改变的离散时间段中把询问光束射向基片。这例如可在后述情况下发生，即计算机光读出系统的光源有选择性地把询问光束沿径向横过光盘的最外表面，直到光束与活性化合物在多个离散时间段内发生反应为止。本方法优选用波长大约为780或650纳米(nm)的光束且强度约为0.14-0.6mW功率的光束来实施。

在图10A、10B和10C中，代表性的流程图提供实施根据以上概述部分中第二批实施例的本发明方法的步骤。也就是说，这些附图的流程图举例说明禁止对根据本发明实施例制造的光介质或光盘上的信息非限制性复制和/或访问的步骤。具体地，本方法在光盘使用过程中故意引发光盘的物理变化，即物理变化可基本上自动地被引发，例如被光盘上的软件激活；或另一方面被用户人工动作的结果故意引发。更具体地，流程图10举例说明当从根据本发明配置的光盘往用户计算机中安装软件时实施的步骤。在步骤1000，用户把光盘插入到光驱(以上也称作光读出系统或光阅读器)中。随后，在步骤1004，用户起动或激活用于在安装光盘上软件的过程中处理光盘上信息的启动或安装程序。注意，此安装程序可从光盘读出作为所读信息的第一部分。另一方面，此安装程序可从Internet网下载。一旦激活安装程序，用户可选择激活光盘软件的示范版本，其中是不需要对光盘进行人工改变的。假定此种选择是有效的，在步骤1008中用户的响应被视为例如在往用户计算机进行完全安装之前，用户需要使用软件的示范版本。相应地，假定用户要求使用示范版本，那么进行步骤1012到1020，其中软件的示范版本可装入用户的计算机，由此让用户运行例如光盘应用软件的限制性特征。

另一方面，如果在步骤1008中用户要求从光盘完全安装应用软件，那么进行步骤1024，其中一个或多个译码程序从例如光盘或Internet网装入用户计算机。注意，保存在光盘上的至少一部分信息是加密的以使它不容易以非执行位列或字符列进行复制，随后转换得到光盘上软件的全功能执行版本。因而，应理解在把从应用软件光盘安装到用户计算机的后续步骤中，在此步骤(1024)安装的加密程序被激活一次或多次用于对光盘和用户计算机之间所传递的至少一部分关键信息进行译码。

然后，在步骤1028做出判断，在光盘预定区域中光盘是否有预期的物理变化状况发生。也就是说，启动程序假定光盘从制造过程中得到时是有特定的物理配置或状态的，在此步骤中启动程序判断光盘物理特性是否符合此种假定的初始状态或判断光盘是否有预期的特定物理变化状况发生。具体地，注意，预期的物理变化，如果检测到的话，假定为归因于先前进行过光盘软件的安装。

值得一提的是，在此种软件安装程序过程中的此种预期物理变化可由大量的用户激活技术中的任一种引起。例如，可在光盘预定区域引入辅助层或物质，以便一旦用户故意(机械地或化学地)除去层或物质时，在光盘上与此层一致的光学信息以预期排列改变，以便在试图进行后续安装时能检测到这种预期排列。具体地，此种技术的实例在以下讨论并用图11A-14B举例说明。另外，在另一技术中，用户可利用外部器件故意地改变光盘的预定部分，这在下面将参照图15A-16B进行描述。在又一技术中，最初可在光盘的预定部分形成使预定部分的光盘信息变形或隐藏的辅助涂层或层，以便在第一次使用光盘以安装其中的软件时，此层以某种方式除去或改变，使其下的编码信息能被光盘阅读器读出。具体地，此种技术将参照图17A-21B进行描述和举例说明。然而，每种这样的技术都是本发明的方面，在大多数实施例中，具有故意变化的光盘的预定部分限制为占光盘容量的少数。

而且，在一类重要的实施例中，预期物理变化由检测到的错误变化(例如错误的增加或减少)引起，辅助步骤可由执行图10流程的软件来实施，其中，这些辅助步骤使用户计算机系统的光盘纠错模块激活或失效。注意，这成为本发明重要的节约时间的方面，因为在试图读出故意引起不可读的错误时纠错模块要耗费大量的时间。因而，通过在判断是否有预期的错误状况发生之前(即就在图10的步骤1028和1052之前)使纠错模块失效，并且随后立即再激活纠错模块，这在例如从光盘(再次)安装软件、从光盘中激活播放个电影等等时可节约大量的时间。

现在回到图10流程图的步骤，假定在步骤1028中从光盘的最初光特性没有检测到预期的变化，那么执行步骤1032，其中安装程序要求用户的特定数据如用户名和/或其它的用户标识信息。此步骤之后，在步骤1036中除了用于激活软件的一个或多个部分，安装程序从光盘基本上安装所有的软件。随后，在步骤1040中，安装程序设置指示已进行软件初次完全安装的内部标记。此步骤提供本发明基本的故障保护特征，以便如果在安装过程中有计算机故障，这些内部标记能随后在用户计算机的固定存储器(如硬盘)中检测到，随后用于再次激活安装程序。然后在步骤1044中，用户得到指令从计算机中取出光盘并以预定方式物理地改变光盘，再把光盘重新插入到计算机中。

假定光盘已重新插入，在步骤1052安装程序判断在光盘预定区域是否有预期的物理变化发生。具体地，本发明的多种实施例通过分析例如当试图阅读光盘上某些预定单元时产生的错误的变化，来判断光盘中的物理变化。例如，当出现以下情况时可检测到变化：(a)在光盘区域的抽样单元中所产生的错误的总数(例如检测到的错误数量大于最小限值或小于最大限值)；(b)光盘区域的抽样单元中所产生错误的密度(例如检测到的错误密度大于最小限值或小于最大限值)；(c)光盘区域的抽样单元中所产生错误的相对数量；(d)光盘区域的抽样单元中所产生错误的图案；(e)光盘区域的抽样单元中所产生错误的统计分析(例如回归分析)。而且，不用判断各种与所检测错误相关的测量结果，而是可通过计算与光盘区域不产生错误的单元相关的测量结果来检测光盘中的物理变化。因而，通过用词“非错误”替代(a)-(e)中的“错误”，可得到检测光盘变化的辅助实例。进一步地，注意到可随机地检测到变化，其中例如计算可能性或相似性来判断是否已检测到变化。注意，物理变化可以是除去、替代或重新安排沿光盘所有层延伸的整个楔形。例如，在光盘边缘的连接片可从光盘边缘折断作为初次安装的一部分。而且在一些实施例中，这些错误不仅是可检测到的，而且因为错误是如此普遍，它们还不能被纠错电路纠正。然而，通过错误检测之外的其它技术来检测这种变化也在本发明的范围之内。例如，可分离的光学可读层掩蔽其它的光学可读信息。因而，通过除去(和/或重新安排)可分离的光学可读层并暴露出其它的数据，可检测到光盘的变化。

再参照图10C的步骤1052，如果所要求的光盘物理变化的预期形状没有发生，那么安装程序就终止(即采用“no”分支)。然而，假定检测到此种预期物理变化的状况，就执行步骤1056，其中安装程序判断独特识别计算机和光盘组合的一些特征。例如，与用户计算机相关的特征可为与中央处理器、其它外围处理器或器件相关的各种序列号。另外，关于光盘特征，安装程序在预定区域抽样光盘所检测到的变化，随后通过产生一个或多个与在预定区域中盘的光学可读性相关的编码来对在此预定区域中的变化单元进行编码。因而，通过结合用户计算机的特征和光盘物理变化的编码特征，以及有可能结合所输入的用户数据的编码，产生唯一的编码标识，例如步骤1060中所描述的字符串。注意，唯一标识以后称作“配置指印”。另外，注意到把光盘唯一物理特征编码到配置指印中是重要的，这是因为用户有可能使用仅基于该用户计算机特征的配置指印从本发明光盘把软件非法安装到任意数量的计算机中。

在步骤1064中，配置指印写入用户计算机的固定存储器中，另外，配置指印输出给用户。然后，在步骤1068中，安装程序指令用户从计算机中取出光盘，人工把配置指印写在光盘上。另外，如步骤1072所述，用户得到指令把写在光盘上的配置指印输入用户计算机。注意，用户输入配置指印和随后用来判断所计算的配置指印和用户输入的是否一致的检查提供一种保证，即写在光盘上的配置指印与所计算的配置指印是一致的。这种保证是重要的，因为以后从光盘试图再次安装时，重新计算配置指印，在软件(再次)安装到用户计算机之前要求匹配用户输入的配置指印。

假定最终在步骤1076中通过配置指印匹配，那么执行步骤1080，其中安装程序完成光盘软件的安装。

现在回到步骤1028，如果安装程序判断在光盘预定区域中，所制造光盘的原始光特性确实有预期的变化的状况发生，那么进行步骤1084，其中象在步骤1056和1060那样计算光盘的配置指印。在此步骤之后，在步骤1088中，用户得到指令输入写在光盘上的配置指印。因而，在步骤1092中，安装程序判断所计算的配置指印与用户输入的配置指印是否匹配。相应地，如果这两个指印不匹配，那么安装程序就放弃而不完全安装软件。另一方面，如果指印匹配就完成剩余的安装部分。

然而值得一提的是，即使光盘软件不能在不同于初始安装计算机的计算机上安装，在因例如根据以上步骤1092中所判断的配置指印不匹配而不能安装软件的情况下，直接从光盘运行软件也是本发明的一个方面。也就是说，通过直接从光盘运行软件，用户能在任何可读出该光盘的计算机上运行光盘软件是本方法的一个方面。

在本发明的一些实施例中，配置指印不需要完全匹配，这是为了执行再次完全安装(步骤1096)。具体地，只要配置指印足够相似就执行步骤1096的安装程序，这是本发明这些实施例的一个方面。因而，如果光盘的预定区域偶然划伤，此处发生预期的变化，并且用户计算机的某些装置被替代，那么因为所计算的配置指印与输入的配置指印足够相似，仍然允许用户安装光盘上的软件。

现在参照图11A-21B，举例说明本发明的第二批实施例(以下称作“人工激活实施例”)。相应地，这些实施例与前述实施例一样，禁止对根据本发明制造的光盘上的信息进行非限制性的复制。然而，在人工激活实施例中，用户在初次使用过程中人工影响光盘的物理变化，以便此变化能在光盘随后的使用时被检测到。因而，如同当被光扫描机照射时会自动改变光学状态的前述实施例一样，有防止拷贝、复制、未授权安装或使用光盘上的数据的保护。

在图11A-12中举例说明第一类人工激活实施例。在这些附图所示的实施例中，光盘1150包括着色表面1154和作为最上表面的保护性漆层1158。另外，对于此种盘典型地还有金属化层或反射层1162和透明聚碳酸酯层1166。对于这些层，本发明提供额外或辅助的组件1170(这个辅助组件1170以后也称作“拉索”)，当这个组件例如被机械除去时，在光盘1150上故意产生预期的阅读错误状况。

在本实施例中，拉索1170包括(a)嵌入光盘1150中的基本抗拉的补片1174(正如图11B所示)；以及(b)牢固地连接到补片1174上的拉片(pull tab)1178。注意到，在本附图中有把补片粘合到反射层1162上的粘合层1182。然而一般地，补片1174连接或粘合到光盘1150的金属化层1162和/或漆层1158的至少一侧上。例如，补片1174可拧紧、胶合、焊接、低温焊接、夹紧或层叠在光盘1150上。而且，补片1174和/或拉片1178可由金属、塑料、木材或其它在拉扯下不易撕裂的合适材料制成。补片1174也可制作成光盘1150另一层例如反射层1162的一部分。

注意到，可以有拉索1170的各种实施例，拉索能机械控制以提供本发明光盘的物理变化。例如，这种机械拉索能采用这样的形式：

(1.1)带有拉片的层叠层(基本如图11A、11B所示)；

(1.2)产生错误的压力或扭力按钮(未示出)，它例如具有特定排列的针或其它尖锐物体，它们在施加压力和/或扭力时腐蚀或划伤光盘1150表面；

(1.3)当从光盘分离时能有效产生数据访问错误的尖物、金属条、粘合带、针或其它相似的物体。

相应地，当此种拉索1170从光盘除去时(图12)或以其它一些方式移去或分开时，拉索1170还除去、移去、损坏和/或随它带走和/或更改光盘1150的反射特性，以便在试图阅读访问时其上数据结构产生增加数量的读错误。也就是说，光阅读器(例如光读出系统10)就不能检测和/或访问存在或接近光盘1150拉索1170位置上的信息。

在图13A-14B中示出拉索的另一实施例，这是形成在光盘1350上的“化学物拉索”1370，其中此盘具有对应那些光盘1150的层即着色表面1154、漆层1158、反射层1162和聚碳酸酯层1166。化学物拉索1370以玻管、珠滴、囊、带有脂质体的宏观或微观化学物的形式引入到光盘1350中，脂质体由塑料、木材、金属或其它能连接、粘合、胶合或铺放在光盘上作为制造过程的一部分的合适材料制成。例如，参照图14A和14B，当施加压力(例如用力矢量1404表示)时，这种化学物拉索如图14B所示裂开(或移走、接触、磨擦或扰动)。然后，其中的化学物释放和/或激活用于故意损坏光盘1370，具体地是损坏反射层1162，从而例如在与现在扰动的化学物拉索1370相邻的区域或位置上产生更多数量(或密度或图案)的光盘阅读错误。因而，假定光阅读器能检测和/或访问相应于数据结构的信息，该数据结构位于或接近化学物拉索1370的位置，光阅读器和/或与本发明相关的应用软件(例如如图10所述)能检测出接近或相邻此位置上的信息已经改变状态(例如从可读到不可读)，并相应地使用此种状态改变信息来判断后续对保存在光盘1370上的信息的访问和/或使用，例如如图10所述。

在图15A-16B中举例说明另外两种用于故意损坏光盘的拉索技术，其中使用外部的或没连接到光盘的器件。在这些参考图中示出的光盘1550，除了着色表面1154可指示光盘何处将被故意损坏之外，可以为常规光盘。举例说明这样一种的盘损坏技术，它使用例如具有尖点的外部器件1554，该尖点能用于机械地且故意地腐蚀、划伤或损坏光盘1550，如图15B所示。现在参照16A和16B举例说明另一用于盘例如1550的盘损坏技术。也就是说，在此技术中，外部的或与光盘1550分开的器件1654用于施加特定的能故意损坏至少一部分光盘1550的化学物1658，从而改变被光阅读器检测的光盘反射特性。具体地，所述外部器件1654具有封闭的化学腔室1662，化学物1658由此施加到光盘1550上，其中化学物与光盘1550发生反应用来除去或损坏光盘的反射特性，以便在施加有化学物的预定区域中产生更多数量的阅读错误。

因此，在图15和16的实施例中，光阅读器不能检测或访问大量的对应于在或接近使用外部器件上的数据结构的信息。另外，光阅读器(和/或其它的用于访问或处理光盘1550上信息的装置或模块)可根据在其上作用有外部器件的预定区域内检测到的访问错误，来判断在光盘上的信息已改变状态(例如指示以前使用过)(如图10B中的步骤1052)。相应地注意到，如1554或1654的外部器件还可包括用于物理地和化学地损坏光盘的针(或其它尖锐工具)。而且，其它故意损坏光盘的实施例也在本发明的范围内。例如，可使用以下东西：垫片、引起变化的划痕、或者在化学应用实施例中的带有浆糊的脂质体、用于在分隔开的腔室中装有两种或多种化学化合物的容器，当这两种或多种化合物结合时故意损坏(更一般地，改变)盘的光特性。

因而，如图10所述，一旦光盘由以上技术单独地或联合地进行物理变化、变更或损坏(例如图10B的步骤1044)，那么用户计算机系统可判断光盘上信息能在用户要求的操作中访问或使用的程度。也就是说，光盘的变化和/或损坏为例如与光盘有关的访问程序(例如安装程序)和/或其上任何应用软件提供一种可识别的状态变化，从而作出判断光盘上信息是否先前已经访问过。而且，此种光盘变化和/或损坏还为用户提供一种指示光盘上数据已访问过的可视标记。更普遍地，光盘故意变更或变化，提供一种机制用来通过计算机或对光盘的视觉检查来判断光盘使用的历史。

在图17A-21B中举例说明故意损坏以上实施例的相反实施例。也就是说，不是用拉索从光盘上除去信息(当拉索被控制和/或激活时)，而是当拉索被控制和/或激活时，本实施例的拉索让辅助的或不同的光盘信息变为有效(即可读)。因而，在这些相反实施例中，不是根据在光盘预定区域中的预期形状增加阅读错误，而是根据预期形状减少阅读错误。也就是说，拉索最初用基本不可读的覆盖物隐藏或掩蔽光盘上的信息。然而，这种拉索覆盖物可读并提供与光盘不同的信息也是在本发明的范围之内。例如，光盘可包容一个或多个用于观看的电影，而拉索本身可提供必需的信息以使电影可以观看。因而，一旦除去拉索，由此提供对另外信息的访问，该电影只可以观看一次。所以，在此实施例中，状态变化的检测不需要检测与所产生访问错误有关的预期形状。在此还值得一提的是，本领域技术人员会理解，用本发明其它的防复制实施例可提供相似的能力。例如，通过使用因例如光盘阅读器发出激光的作用而从不透明改变到透明的光盘涂层，光盘上故意掩蔽的信息能变得可读并伴随着使检测到的错误数量减少，因而在光盘中提供一种可检测的状态变化。

现在具体地参照图17A和17B(此处所示光盘1750具有与前述附图相似的相似层)，拉索连接或粘合到光盘1750聚碳酸酯1166的外表面上，例如拉索1770可层叠、拧紧、胶合、焊接、低温焊接或夹紧到光盘1750上。而且，拉索1770可包括金属、塑料、木材、纸张或其它用于隐藏编码在光盘1750反射层1182上的信息的合适材料。另外，注意到拉索1770可制成光盘的一部分，并是按钮、尖物、金属条、粘合带、纸片或其它能被除去或对光阅读器的激光变得透明的光盘信息掩模(或光学变形器(distorter))的形式。相应地，当本实施例拉索1770从光盘1750除去(图18)或以某种方式移动或扰动，光盘1750上辅助的(或另外的)信息变得可读。因而，光盘阅读器就能检测和/或访问光盘上在或接近先前拉索位置上的此信息。

注意，还可用化学物手段提供其它的相反实施例。参照图19A和19B(此处所示光盘1950具有与前述附图相似的相似层)，此处拉索1970包括在制造过程中与光盘1950连接、粘合、胶合或结合的化学物携带容器(例如玻管、珠滴、囊或脂质体)。相应地，如图20所示，当此化学容器除去、扰动或裂开时，封闭化学物释放和/或激活以变更光盘1950的反射特性，从而该信息变得可读。例如，拉索1970的化学物囊可用不透明的或带颜色的胶，胶合到聚碳酸酯层的外表面上，在化学物囊中的化学物是胶的溶剂，由此当囊裂开溶剂释放出时而除去化学物囊和胶。因而，光阅读器随后能检测和/或访问对应于光盘1950上数据结构的信息，该数据结构位于或接近光盘上拉索1970的先前位置。而且，此种光盘变化让光阅读器(和/或其它光盘访问装置或模块)和人，通过视觉检查来判断光盘1950已发生状态变化。

在图21A和21B中举例说明本发明光盘1750(图17)的实施例，其中外部器件2104用于向光盘施加化学物，由此除去连接到光盘1750表面上的掩模或拉索1770，以使拉索1770隐藏的光盘信息可读。注意，外部器件2104在此可为例如针、垫片、或带有浆糊或液体的脂质体，其中拉索可变为透明或被除去。

在本发明第三批实施例中，提供用于鉴别光盘的鉴别方法和设备。此第三批实施例在制造过程中或至少在成批发行之前，形成其中含有故意引发的数据访问错误的光盘。而且，在每个单独的光盘中还包含指明这些故意引发的错误所处位置的鉴别信息。因而，当鉴别信息精确地识别故意引发的错误的位置，那么就认为此光盘是可靠的而不是非法拷贝。注意，在此第三批中的一个特别值得注意的实施例，通过在光盘上全部编码信息的不同位置上连接“微点”即微观不可读点或片而形成。相应地，如果微点足够小仅使光盘小区域(例如小于约300微米)模糊或变形，那么包含在光盘访问器件中的纠错电路可纠正这些错误以使它们对光盘用户变得透明。另外，对于许多应用例如音频(例如音乐)表现物，光盘信息在光盘上冗余地编码。因而可引入更大的微点而不影响从光盘上访问的信息表现物的质量。

在本发明第四批实施例中，根据本发明可制成用于财务交易的有效的不可仿制的交易卡。也就是说，光介质(例如一部分光盘材料)与用于故意损坏光介质的机制例如拉索一起形成在交易卡上。因而，在把这种交易卡发放给用户之前，故意损坏光介质并且财务机构存储光介质损坏和/或未损坏区域的编码映射。随后，提供给用户损坏的交易卡。因而无论何时用该交易卡进行交易，其上损坏的光介质被光学抽样用于判断抽样是否与财务机构存储的编码映射一致。如果是，就允许交易。如果不是，就取消交易。

在本发明第五批实施例中，提供对要求进行财务交易的用户的鉴别。在一个这样的实施例中，例如对接触敏感(例如与油发生反应、对热敏感和/或对氨基酸敏感)的化合物可层叠或涂敷在包含于交易卡(例如身份卡)上的光介质上。因而，假定对接触敏感的化合物(例如聚合物)足够灵敏，使用户指印可靠地、精确地复制在该化合物上由此对光介质的光特性引起变化，那么一旦指印形成在对接触敏感的化合物上，它能光学抽样以检测在化合物下的光介质可读性的变化。因而，假定财务机构或某个其它的独立第三方已访问先前存储的用户指印图像，能够计算判断抽样是否与所存图像一致。而且，如果对接触敏感的化合物在化合物只保留指印图像一段相对较短的时间上是可逆的，那么对光介质抽样与对应于验证用户标识的所存指印图像的匹配可以有很强的信心。也就是说，这种匹配很可能指出卡的合法用户近来有属于他/她自己的交易卡。

在相关的实施例中，需要在Internet网上进行电子交易的用户的身份可根据本发明得到验证。例如，通过在光盘预定区域上形成上述对接触敏感的化合物用于暂时保留指印图像，可验证Internet网用户的身份。也就是说，一旦着手进行Internet网财务交易，可实施图22中流程图的步骤。相应地，在步骤2204中，需要进行此种财务交易的Internet网用户得到指令对用于Internet网用户验证的本发明光盘进行定位，其中该盘包含具有对接触敏感的化合物的预定区域。然后，在步骤2208中，用户在光盘预定的对接触敏感区域上形成他/她指印(或其他身体部分)的印迹。随后，在步骤2212中，用户把光盘插入到光盘访问器件中(例如连接到用户Internet网计算机的常规光盘外设)。接着，在步骤2216中，在用户Internet网访问器件上激活用于对光盘预定的对接触敏感区域进行光学抽样的步骤。然后，在步骤2220中，抽样的编码传送到特定的负责判断交易可靠性的Internet网结点。因而，在步骤2224中，此特定的Internet网结点比较抽样和先前存储的用户指印图像，以判断抽样是否与指印图像一致。相应地，如果抽样足够一致，就可在步骤2228中完成交易。另一方面，如果不是这样，在步骤2232中不能进行交易。

在本发明第六批实施例中，与单证相关的信息能编码在对时间敏感的超时后改变光特性的光介质上，以便使信息从可读变成不可读，或从不可读变成可读。具体地，如与本发明第一批实施例相关的前述某些化合物可在本批实施例中使用。例如，某些对时间敏感的单证需要相应的数据用于单证的标记、识别和/或证明。例如，这些单证可为必须在财务交易中在预定时间段内使用的出纳员的支票或汇票。也就是说，通过使用本发明，银行程序数字或其它字段在对时间敏感的化合物上形成，它们在预定时间到期后变得不可读。因而，在变得不可读之前，这种识别数据可由自动的或计算机化的票据清算系统读出，然而在暴露于光和/或氧下经过预定时间后，数据变得不可读。另外，事件票据和/或对时间敏感的医药品可用本发明聚合物进行类似地标记。

因此，在某种程度上已对本发明，尤其是本发明的示意性实施例进行了描述。不过应当理解，本发明是用根据现有技术理解的后述权利要求进行限定的在不偏离本发明的原理的情况下可以对这些示意实施例作出种种变形或更改。

Claims (24)

1.一种适用于计算机光读出系统的光盘，该光读出系统包括产生用于读出数据结构的询问光束的光源，其中所述光盘包括：

(a)用在其上存储为多个数据结构的信息进行编码的金属层，该数据结构可由询问光束读出；

(b)与所述金属层面对地放置的基片；

(c)叠加在至少一部分所述数据结构上的活性化合物膜，所述活性化合物类型选择为要能随施加在反应化合物上的预定刺激物而可在下述两种状态之间变化：

(i)光学透明状态，其中穿过所述活性化合物膜的所述询问光束有足够量从所述金属层上的数据结构上反射，从而使所述数据结构可读；以及

(ii)光学不透明状态，其中有足够量的用来通过其反射来读取数据结构的询问光束穿过了所述活性化合物。

2.一种根据权利要求1的光盘，其中，所述活性化合物置于所述金属层和所述基片中间。

3.一种根据权利要求2的光盘，其中，所述反射层在形貌上包括一系列的用来定义所述多个数据结构的凹坑和平面，所述活性化合物叠加在至少一部分所述凹坑和平面上。

4.一种根据权利要求1的光盘，其中，所述活性化合物由所述基片的外表面支撑，并且厚度在大约0.14-0.6微米的范围内。

5.一种根据权利要求1的光盘，其中，所述预定刺激物从包括可见光、红外光、具有光和空气的周围环境的组中选择。

6.一种根据权利要求5的光盘，其中，所述预定刺激物是光，且所述活性化合物为至少在空气中暴露时，其化学成分变化的光致反应材料。

7.一种根据权利要求6的光盘，其中，所述活性化合物包括从螺吡喃类光色化合物中选择的化合物。

8.一种根据权利要求7的光盘，其中，所述活性化合物包括6-硝基-1’3’3’-三甲基螺旋[2H-1-苯并硫吡喃-2，2’-吲哚]。

9.一种根据权利要求8的光盘，其中，所述活性化合物响应于约780纳米波长的询问光束可变成光学暗淡状态，并且响应于约337纳米波长的光束照射可回复到光学透明状态。

10.一种根据权利要求5的光盘，其中，所述预定刺激物为具有光和氧的周围环境，且所述活性化合物具有如下的化学分子式：

                          化合物I

11.一种根据权利要求5的光盘，其中，所述预定刺激物为具有光和空气的周围环境，且所述活性化合物具有如下的化学分子式：

                          化合物II

12.一种根据权利要求5的光盘，其中，所述预定刺激物为空气，且所述活性化合物在一段累积的时间后可氧化并可改变化合物的光学所述状态。

13.一种根据权利要求12的光盘，其中，在该光学不透明状态下所述活性化合物吸收波长在选定范围内的光，从而促使所述活性化合物可从光学透明变化到光学不透明状态。

14.一种根据权利要求13的光盘，其中，所述波长大约为780纳米。

15.一种根据权利要求13的光盘，其中，所述波长大约为650纳米。

16.一种根据权利要求12的光盘，其中，所述活性化合物为染料的一种化学还原形式。

17.一种根据权利要求16的光盘，其中，所述活性化合物从包括亚甲蓝、亮甲苯基蓝、碱蓝3和甲苯胺蓝0的染料组中选择。

18.一种适于用数据编码、并进一步适于防止光扫描机对数据的复制的产品，其中包括：

(a)由选定材料制作的基片，该基片具有包含有数据的基片表面；以及

(b)涂敷在所述基片表面至少一部分上的活性化合物，所述活性化合物在被具有所需特性的红外光照射过一段累积的时间后，可从光学透明状态变化到光学不透明状态，由此防止光扫描机发出的光穿透所述活性化合物，并使数据变得不被光扫描机检测到。

19.一种限制对光盘上所存数据的访问的方法，该光盘包括(a)基片，(b)金属层，该金属用在其上存储为多个数据结构的信息进行编码，和(c)活性层，射线通过该活性层后反射以读取信息，其中包括下列步骤：

将所述活性层暴露在预定的环境刺激物下，以使所述活性层的光学特性在下面两种状态(i)和(ii)之间变化：

(i)光学透明状态，其中通过检测射线光反射量可有效地读取信息；以及

(ii)光学不透明状态，其中至少对于所述信息的预定部分，该部分的所述光反射量降低足够多以阻止对信息的读取；

启动光盘阅读器，通过检测射线在所述金属层上的反射量来从所述光盘上读取信息；

当所述活性层处于透明状态时，读取该信息；

当所述活性层处于不透明状态时，不能读取该信息。

20.一种根据权利要求19的方法，其中所述光盘是只读型装置。

21.一种根据权利要求19的方法，其中所述暴露步骤在从所述光盘上读取所述信息时执行。

22.一种根据权利要求11的光盘，其中，所述刺激物为具有光和氧的周围环境，且所述活性化合物具有如下的化学分子式：

                      化合物II

23.一种根据权利要求11的光盘，其中，所述刺激物为具有光和氧的周围环境，且所述活性化合物具有如下的化学分子式：

                      化合物I

24.  一种根据权利要求11的光盘，其中，所述刺激物是以规定方式与上述光盘相互作用的使用者。

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