CN1173942A - 光盘,光盘条形码形成方法,光盘重放装置,标志形成装置,在光盘上形成激光标志的方法以及制作光盘的方法 - Google Patents

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    • G11B20/1419—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels code representation depending on a single bit, i.e. where a one is always represented by a first code symbol while a zero is always represented by a second code symbol to or from biphase level coding, i.e. to or from codes where a one is coded as a transition from a high to a low level during the middle of a bit cell and a zero is encoded as a transition from a low to a high level during the middle of a bit cell or vice versa, e.g. split phase code, Manchester code conversion to or from biphase space or mark coding, i.e. to or from codes where there is a transition at the beginning of every bit cell and a one has no second transition and a zero has a second transition one half of a bit period later or vice versa, e.g. double frequency code, FM code
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    • G11B23/00—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
    • G11B23/0014—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture record carriers not specifically of filamentary or web form
    • G11B23/0021—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture record carriers not specifically of filamentary or web form discs
    • G11B23/0028—Details
    • G11B23/0035—Details means incorporated in the disc, e.g. hub, to enable its guiding, loading or driving
    • G11B23/0042—Details means incorporated in the disc, e.g. hub, to enable its guiding, loading or driving with provision for auxiliary features
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    • G11B23/00—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
    • G11B23/28—Indicating or preventing prior or unauthorised use, e.g. cassettes with sealing or locking means, write-protect devices for discs
    • G11B23/281—Indicating or preventing prior or unauthorised use, e.g. cassettes with sealing or locking means, write-protect devices for discs by changing the physical properties of the record carrier
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    • G11B23/28—Indicating or preventing prior or unauthorised use, e.g. cassettes with sealing or locking means, write-protect devices for discs
    • G11B23/283—Security features, e.g. digital codes
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    • G11B23/284—Security features, e.g. digital codes on the record carrier
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    • G11B23/30—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture with provision for auxiliary signals
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    • G11B23/00—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
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    • G11B23/34—Signal means additional to the main recording track, e.g. photoelectric sensing of sprocket holes for timing
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    • G11B23/00—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00736—Auxiliary data, e.g. lead-in, lead-out, Power Calibration Area [PCA], Burst Cutting Area [BCA], control information
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035—Recording layers
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    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
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    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
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    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
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    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K2019/06215—Aspects not covered by other subgroups
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    • G11B13/00—Recording simultaneously or selectively by methods covered by different main groups among G11B3/00, G11B5/00, G11B7/00 and G11B9/00; Record carriers therefor not otherwise provided for; Reproducing therefrom not otherwise provided for
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    • G11B13/045—Recording simultaneously or selectively by methods covered by different main groups among G11B3/00, G11B5/00, G11B7/00 and G11B9/00; Record carriers therefor not otherwise provided for; Reproducing therefrom not otherwise provided for magnetically or by magnetisation and optically or by radiation, for changing or sensing optical properties combined recording by magnetic and optic means
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    • G11B20/1403—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
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    • G11B2020/1218—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the formatting concerns a specific area of the disc
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Abstract

一种在光盘上形成条形码的方法,它产生用以防盗版的条形码的位置信息作为一种ID,并对光盘的PCA区域的反射膜进行激光微调。根据该方法生产光盘。如图所示,在用CLV记录了数据的光盘的预留凹坑信号区的PCA区域(998),部分除去PCA区域(998)的反射膜,故用重叠方式写入条形码(923)和(938),因此,可以采用相同的光学头重现条形码数据。

Description

光盘、光盘条形码形成方法、光盘重放装置、标志形成装置、 在光盘上形成激光标志的方法以及制作光盘的方法
技术领域
本发明涉及光盘、光盘条形码形成方法、光盘重放装置、标志形成装置、在光盘上形成激光标志的方法以及制作光盘的方法。
技术背景
在光盘制作过程中，通常要遇到以条形码形式在每张光盘上记录序号、批号等等。
由于此类信息不能写入光盘的凹坑信息区，故须将条形码信息写到光盘上的非信息区域即未用的空间。
当重放(播放)此类光盘时，通过光学头读出凹坑信息；然而，要采用另一个读出装置读出记录在非信息区域内的诸如序号之类的条形码信息。
如上所述，在上述现有技术的光盘中，由于载有序号一类的信息未记录在凹坑区域而是记录在非信息区域，故除了通常的光学头外，还必须设置另外的读取装置，由此所产生的问题是增加了播放装置的结构复杂性。
发明内容
考虑到上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种光盘，其中，诸如光盘ID号等等数据转换成条形码并以叠写形式记录在凹坑区域内，由此允许采用单个光学头读取比特数据和条形码数据。本发明的另一目的在于为这样一种光盘提供一种条形码形成方法。
第1项发明是其上用CLV记录数据的光盘，其中，通过在所述指定区域有选择地除去反射膜，在所述光盘的预留凹坑信号区域的指定区域内用叠写形式写入全部或部分条形码。
第2项发明是根据第一项发明的一种光盘，其中，提供一个控制数据区用于保持与所述光盘有关的物理特征信息，在所述控制数据区记录一个表示所述条形码存在或不存在的标识符。
第3项发明是根据第2项发明的一种光盘，其中，未记录数据的防护频带区域设置在所述控制数据区与所述预留凹坑信号区的所述指定区域之间。
第4项发明是根据第1项发明的一种光盘，其中，所述条形码以如此方式形成，即在一个指定时隙内不能存在两个或多个条形码信号。
第5项发明是根据第一项发明的一种光盘，其中，所述条形码包括至少含有单独提供给所述光盘的ID信息的数据。
第6项发明是根据第5项发明的一种光盘，其中，所述条形码包含的数据除了所述ID信息以外，还包括具有对应于所述ID信息的一种共用键加密功能的共用键，所述共用键用以加密指定数据，所加密的指定数据被发送到外部用户，以从所述外部用户获得再现所述光盘所需的口令。
第7项发明是根据第5项发明的一种光盘，其中，所述ID信息被加密或附加一个数字特征符。
第8项发明是根据第7项发明的一种光盘，其中，当把加密或数字特征符加到所述ID信息时，采用一种具有共用键加密功能的密键。
第9项发明是根据第1至第8项任一发明的一种光盘，其中，所述光盘由两个层叠在一起的光盘基盘构成。
第10项发明是一种光盘条形码形成方法，其中，利用一种矩形掩模使来自光源的脉冲激光器的光成为一种矩形光束图形，所述矩形光束图形聚焦在其上记录数据的光盘的指定半径部分内的预留凹坑信号区的反射膜上，同时，使所述光盘旋转，由此在所述反射膜上相同半径部分内形成多个矩形的反射膜去除区域作为条形码。
第11项发明是根据第10项发明的一种光盘条形码形成方法，其中，所述光盘包括用以保持与所述光盘有关的物理特征信息的控制数据区，用以表示所述条形码存在或不存在的标识符记录在所述控制数据区。
第12项发明是根据第11项发明的一种光盘条形码形成方法，其中，所述条形码按这样一种方式形成，即两个或多个条形码信号不能在一个指定时隙内产生。
第13项发明是根据第10至12项任一发明的一种光盘条形码形成方法，其中，所述光盘由两个层叠在一起的光盘基盘构成。
第14项发明是一种光盘重放装置，其中，通过对电动机采用一种旋转相位控制，重放由光盘上形成的凹坑所记录的记录区的记录内容，而通过对所述电动机采用一种旋转速度控制，重放不同于所述记录区的不同记录区的记录内容，该记录内容是通过在所述不同记录区的反射膜上有选择地形成低反射率部分而记录的，所述记录区的记录内容和所述不同记录区的记录内容都是采用同一个光学头重放的。
第15项发明是根据第14项发明的一种光盘重放装置，其中，在所述不同记录区不执行轨迹控制。
第16项发明是根据第14项发明的一种光盘重放装置，其中，在所述不同记录区有效执行轨迹控制。
第17项发明是根据第16项发明的一种光盘重放装置，其中，旋转速度是施加所述旋转相位控制时在所述不同记录区内应当达到的旋转速度。
第18项发明是根据第14项发明的一种光盘重放装置，其中，根据对所述不同记录区内最小长度凹坑的测量获得的结果，使按所述旋转速度控制的所述电动机的旋转速度维持在一个指定值。
第19项发明是根据第14项发明的一种光盘重放装置，其中，所述低反射率部分是有选择地除去所述反射膜所形成的条形码。
第20项发明是根据第14项发明的一种光盘重放装置，其中，所述低反射率部分为条形码，所述不同记录区也是用凹坑记录内容的这种区域，当重放所述不同记录区的记录内容时，通过低通滤波器减小或滤除在所述不同记录区形成的所述凹坑重放期间所产生的高频分量信号，由此可以从所述条形码中分离要重放的信号。
第21项发明是根据第14项发明的一种光盘重放装置，其中，所述低反射率部分为条形码，当重放所述不同记录区的记录内容时，使读取所述条形码所获得的信号的宽度增加到指定的宽度，然后用控制部分的抽样脉冲测量。
第22项发明是根据第14至21项任一发明的一种光盘重放装置，其中，所述光盘由层叠在一起的两个光盘基盘构成。
第23项发明是根据第14项发明的一种光盘重放装置，其中，所述光盘包括控制数据区，用以保持与所述光盘有关的物理特征信息，表示所述条形码存在或不存在的标识符记录在所述控制数据区。
第24项发明是根据第23项发明的一种光盘重放装置，其中，在读取所述控制数据区的记录内容和判断所述条形码的存在或不存在之后，判断光学头应当移到所述光盘的内部还是外部。
第25项发明是一种标记形成装置，它包括：
将标记加到盘片上所形成的反射膜上的标记形成装置；
测定所述标记位置的标记位置测定装置；以及
位置信息写入装置，将至少所述测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息转换为条形码，并有选择地除去所述反射膜，以将所述条形码写到在其上用CLV记录数据的光盘，其中，全部或部分所述条形码以叠写形式写到所述光盘上的预留凹坑信号区的指定区域。
第26项发明是根据第25项发明的一种标记形成装置，其中，所述光盘由两个层叠在一起的光盘基盘构成。
第27项发明是根据第25项发明的一种标记形成装置，其中，所述位置信息写入装置包括对至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息进行加密的加密装置，由此将加密的内容写入到所述光盘。
第28项发明是根据第25项发明的一种标记形成装置，其中，所述位置信息写入装置包括数字特征符装置，将数字特征符加到至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息，写入至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息的装置，将与所述数字特征符结果有关的信息写入所述光盘。
第29项发明是一种重放装置，它包括：
位置信息读取装置，读取某标记的位置信息或与所述位置信息有关的信息，所述位置信息或所述信息如此形成，(1)将标记加到光盘上形成的反射膜上，(2)检测标记的位置，(3)将测得的位置信息或所述信息转换为条形码，(4)通过有选择地除去所述反射膜，将条形码写在用CLV记录数据的所述光盘上；
标记读取装置，读取与所述标记的物理位置有关的信息；
比较/判断装置，利用由所述位置信息读取装置读得的结果和由所述标记读取装置读取的结果进行比较和判断；以及
重放装置，根据由所述比较/判断装置作出的比较和判断结果，重放记录在所述光盘上的数据，
其中，全部或部分所述条形码以叠写方式写入所述光盘的预留凹坑信号区的指定区域。
第30项发明是根据第29项发明的一种重放装置，其中，通过位置信息写入装置将至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息写入所述光盘。
第31项发明是根据第30项发明的一种重放装置，其中，所述位置信息写入装置包括用以加密至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息的加密装置，以及
所述位置信息读取装置包括对应于所述加密装置的破译装置，通过所述破译装置对所述加密的位置信息或与所述位置信息有关的信息进行破译。
第32项发明是根据第30项发明的一种重放装置，其中，所述位置信息写入装置包括数字特征符装置，将数字特征符加到至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息，并将与所述数字特征符应用结果有关的信息写到所述光盘，
所述位置信息读取装置包括：
对应于所述数字特征符装置的鉴别装置，以及
位置信息提取装置，所述位置信息从所述鉴别装置进行的鉴别过程和/或从与所加的数字特征符结果有关的所述信息获得，当所述鉴别装置产生表示所述鉴别结果为正确的输出时，所述比较/判断装置利用由所述位置信息提取装置获得的位置信息以及由所述标记读取装置读取的结果进行比较和判断，当未产生表示正确的所述输出时，不进行重放。
第33项发明是一种制造光盘的方法，它包括以下步骤：
形成至少一个光盘；
为所述形成的光盘形成反射膜；
将至少一个标记加到所述反射膜；
检测所述标记的至少一个位置，以及
加密所述测得的位置信息并将所述加密的信息写入所述光盘，
其中，当进行加密和写入时，至少将所述加密的信息转换为条形码，通过在用CLV记录数据的所述光盘上有选择地除去所述反射膜写入所述条形码，并以叠写方式将全部或部分的条形码写入所述光盘的预留凹坑信号区的指定区域。
第34项发明是一种制造光盘的方法，它包括以下步骤：
形成至少一个光盘；
为所述形成的光盘形成反射膜；
将至少一个标记加到所述反射膜；
检测所述标记的至少一个位置，以及
将数字特征符加到所测位置信息并写入所述光盘，
其中，当加入所述数字特征符和写入时，至少将所述数字特征符的结果转换为条形码，通过在用CLV记录数据的所述光盘上有选择地除去所述反射膜写入所述条形码，并以叠写方式将全部或部分的条形码写入所述光盘的预留凹坑信号区的指定区域。
第35项发明是一种光盘，其中，通过激光照射到所述光盘的反射膜形成一种标记，所述光盘保持其上所写的数据，至少对所述标记的位置信息或与所述位置信息有关的信息加密或附加数字特征符，将至少所述加密的信息或附加的数字特征符信息转换为条形码，并通过在用CLV记录数据的所述光盘上有选择地除去所述反射膜写入所述条形码，并以叠写方式将全部或部分的条形码写入所述光盘的预留凹坑信号区的指定区域。
附图简述
图1是一个示意图，表示根据本发明的实施例的光盘制造过程和二次记录过程；
图2(a)是根据本发明实施例的光盘的顶面图，(b)是根据该实施例的光盘的顶面图，(c)是根据该实施例的光盘的顶面图，(d)是根据该实施例的光盘的横截面图，(e)是根据该实施例的重放信号的波形图；
图3是一个流程表示根据本发明实施例的以条形码形式在光盘上记录加密的位置信息的过程；
图4是一个示意图，表示根据本发明实施例的光盘制造过程和二次记录过程(部分1)；
图5是一个示意图，表示根据本发明实施例的光盘制造过程和二次记录过程(部分2)；
图6是一个示意图，表示根据本发明实施例的双层光盘制造过程(部分1)；
图7是一个示意图，表示根据本发明实施例的双层光盘制造过程(部分2)；
图8(a)是根据本发明实施例的层叠形式的非反射部分的放大图，(b)是根据本发明实施例的单盘形式的非反射部分的放大图；
图9(a)是根据本发明实施例的非反射部分的重放波形图，(b)是根据该实施例的非反射部分的重放波形图，(c)是根据该实施例的非反射部分的重放波形图，(d)是通过主光盘方法形成主光盘的平面图；
图10(a)是根据本发明实施例的层叠形式的非反射部分的截面图；(b)是根据本发明实施例的单盘形式的非反射部分的截面图；
图11是通过透射电子显微镜观察的一个示意图，表示根据本发明实施例的非反射部分的截面；
图12(a)是根据本发明实施例的光盘的截面图，(b)是根据本发明实施例的非反射部分的剖面图；
图13(a)是根据本发明实施例的合法CD上地址的具体设置，(b)是根据本发明实施例的非法复制的CD上地址的具体配置；
图14(a)是更详细表示图33部分(b)的示意图，(b)是表示ECC编码/译码的等效数据结构的示意图，(c)是表示供EDC计算的数学公式的示意图，(d)是表示供ECC计算的数学公式的示意图；
图15是根据本发明实施例的一个低反射率位置检测器的方框图；
图16是一个示意图，表示根据本发明实施例的检测低反射率部分的地址/时钟位置的原理；
图17是一个示意图，表示对合法光盘和复制光盘低反射率部分地址表的比较；
图18A是一个流程图，表示根据本发明实施例的采用RSA功能的加密等等的步骤；
图18B是一个流程图，表示根据本发明实施例的位置信息检查过程；
图19是一个流程图，表示根据本发明实施例的低反射率位置检测程序；
图20是一个示意图，表示根据本发明实施例的第一层标记信号的检测波形；
图21是一个示意图，表示根据本发明实施例的第二层标记信号的检测波形；
图22是一个流程图，表示在根据本发明实施例的程序安装过程中，驱动ID与光盘ID之间的转换以及扰频标识符的功能；
图23是根据本发明实施例的一个条纹记录装置的方框图；
图24是一个示意图，表示根据本发明实施例的RZ记录中的信号波形和微调图案；
图25是一个示意图，表示NRZ记录中的信号波形和微调图案；
图26是一个示意图，表示根据本发明实施例的PE-RZ记录中的信号波形和微调图案；
图27是一个示意图，表示根据本发明实施例的光盘条纹的顶面图及信号波形；
图28(a)是根据本发明实施例的会聚单元的透视图，(b)是表示条纹配置和发射脉冲信号的示意图；
图29(a)是根据本发明实施例的会聚单元以及附加的光束偏转器的透视图，(b)是表示条纹配置和发射脉冲信号的示意图；
图30是一个示意图，表示根据本发明实施例的光盘上的条纹配置以及控制数据的内容；
图31是一个流程图，表示根据本发明实施例，当播放条纹时，控制方式是如何在CAV与CLV之间转换的；
图32是表示根据本发明实施例的光盘上条纹区和地址区的示意图；
图33(a)是一个示意图，表示根据本发明实施例的在ECC编码后的数据结构，(b)是一个示意图，表示根据本发明实施例(当n＝1)的在ECC编码后的数据结构，(c)是一个示意图，表示根据本发明实施例的ECC纠错性能；
图34是一个示意图，表示同步码的数据结构；
图35(a)是一个示意图，表示LPF的结构，(b)是一个示意图，表示经LPF滤波的波形；
图36(a)表示根据本发明实施例的重放信号波形，(b)是解释根据本发明实施例的条纹尺寸精度的示意图；
图37表示同步码和激光发射脉冲信号波形；
图38表示根据本发明实施例的播放时读控制数据的步骤；
图39表示根据本发明实施例的一个光盘的顶面图，它将针孔状光学标志作为一种物理特征；
图40表示根据本发明实施例的在跟踪ON情况下播放PCA区的步骤；
图41是根据本发明实施例的实现转速控制的一个重放装置的方框图；
图42是根据本发明实施例的实现转速控制的一个重放装置的方框图；
图43是根据本发明实施例的实现转速控制的一个重放装置的方框图；
图44是根据本发明实施例的说明一个防盗版算法的示意图；
图45是根据本发明实施例的解释条形码加密的示意图；
图46是表示根据本发明实施例的另一种条形码应用实例的示意图；
图47是一个透视图，表示根据本发明实施例在双层光盘内形成的非反射部分；
图48是一个示意图，表示根据本发明实施例的在不同的主光盘上，对地址坐标位置的一种比较。
标号说明
584低反射率部分，586低反射率光量检测器，587光量级比较器，588光量参考值，599低反射率部分起始/结束位置检测器，600低反射率部分位置检测器，601低反射率部分角位置信号输出部分，602低反射率部分角位置检测器，605低反射率部分起始点，606低反射率部分结束点，607延时校正器，816光盘制作过程，817附属记录过程，818光盘制作过程步骤，819附属记录过程步骤，820软件制作过程步骤，830编码装置，831公用键加密，833第一机密键，834第二机密键，835结合部分，836录制电路，837纠错编码器，838REED-SOLOMON编码器，839插入纸，840脉冲间隙调制器，841时钟信号发生器，908ID发生器，909输入部分，910RZ调制器，913时钟信号发生器，915电动机，915旋转传感器，916准直仪，917圆柱形透镜，918掩蔽，919聚焦透镜，920第一时隙，921第二时隙，922第三时隙，923条纹，924脉冲，925第一记录区，926二次记录区，927ECC编码器，928ECC译码器，929激光电源电路，930步骤(CAV播放流程中)，931光束偏转器，932狭缝，933条纹，934副条纹，935偏转信号发生器，936控制数据区，937条纹有/无标识符，938附加条纹部分，939附加条纹有/无标识符，940步骤(用于条纹有/无标识符播放流程)，941光学标记(针孔)，942PE-RZ解调器，943LPF，944地址区，945主光束，946副光束，948条纹反面记录的标识符，949条纹缝隙部分，950扫描装置，951数据行，952ECC行，953边缘间隔检测装置，954比较装置，955存储装置，956振荡器，957控制器，958电动机驱动电路，959条形码阅读装置，963模式切换开关，964光学头移动装置，965频率比较器，966振荡器，967频率比较器，968振荡器，969电动机。
最佳实施方式
以下将参照附图描述本发明的较佳实施例。在以下的描述中，将ID形式的防盗位置信息作为一例编成条形码的信息。
在说明书的前半部(I)，将详细解释ID形式的防盗位置信息，接下来简要说明信息是如何转换为条形码完成光盘的，以及光盘是如何播放的。在说明书的后半部(II)，将进一步详细而具体地描述使防盗位置信息条形码化的技术。尤其是，前半部(I)涉及(A)制作光盘，(B)利用激光形成标记，(C)读取标记的位置信息，(D)对位置信息加密，将加密的位置信息转换为条形码，以及用叠写形式将条形码写入光盘的预制凹坑区，(E)在播放机上播放光盘。后半部(II)首先说明(A)条形码对层叠型光盘的实用性，然后，继续说明(B)使标记的位置信息条形码化为光盘独有的ID，(C)条形码记录的光盘格式的特征，在读取条形码期间的跟踪控制方法，以及转速控制方法，(D)播放条形码记录的光盘。后半部(II)进一步详细涉及(E)实施条形码记录方法的制作技术，继之以对条形码播放装置(播放机)作简要说明。最后，描述(F)上述条形码加密举例以及条形码的另一例应用。
(I)
在对上述(A)至(E)进行描述之前，我们将利用图1的流程图首先描述从盘的制作到完成光盘的整个流程。
在本专利说明书中，激光微调也称为激光标记，而把非反射光标记部分简单地称为条形码、条纹、标记或光标记，有时称为光盘独有的自然ID。
首先，软件公司在软件生产过程820中完成软件创作。完成的软件从软件公司送到光盘制造厂。在光盘制造厂的光盘制造过程816中，在步骤818a输入完成的软件，生产主盘(步骤818b)，压制盘片(步骤818e，818g)，在各个盘片上形成反射膜(步骤818f，818h)，将两张光盘层叠在一起(步骤818i)，最后完成诸如DVD或CD一类的只读(ROM)光盘(步骤818m等等)。
这样，完工的光盘800送到软件制造商或在软件制造商的管理下送到工厂，进入二次记录过程817，形成如图2所示一种的反盗版标志584(步骤819)，由一个测量装置读得该标志的精确位置信息(步骤819b)，以获得作为光盘的物理特征信息的位置信息。步骤819c对该光盘的物理特征信息加密。加密的信息转换为PE-RZ调制信号，然后，在步骤819d利用激光在光盘上将其记录为条形码信号。步骤819c可以将该光盘物理特征信息与软件特征信息结合在一起而实现加密。
以下将更详细地描述上述过程。即参照图4、图5和图8至12，详细描述根据本发明的光盘的制作过程、标记形成过程、标记位置读取过程以及加密信息写入过程。还将参照图6和图7补充说明采用两个反射层的光盘。以下的描述中，标记形成过程和标记位置读取过程统称为二次记录过程。
(A)首先将描述光盘制作过程。在图4所示的光盘制作过程806，首先按步骤(1)压制一透明基盘801。步骤(2)，喷溅铝或金之类的金属形成一个反射层802。通过旋转涂敷将由紫外固化树脂形成的粘合层804加到在不同加工步骤中形成的基盘803，该基盘803粘合到具有反射层802的透明基盘801，将它们高速旋转使粘合面均匀。通过外部紫外辐射使树脂变硬，由此将两个基盘牢固地粘合在一起。步骤(4)，通过筛网印刷或胶版印刷工艺印刷其中有CD或DVD标题名称的印刷层805。这样，在步骤(4)就完成了最初的层叠型ROM光盘。
(B)接下来，将参照图4和图5描述标记形成过程。图4中，使来自脉冲激光器813诸如YAG激光器的激光束经会聚透镜814聚焦到反射层802，形成非反射部分815如图5中步骤(6)所示。即，由图5中步骤(6)形成的非反射部分815重现如步骤(7)所示波形(A)的清晰波形。通过对该波形的限幅处理，获得如波形(B)所示的标记检测信号，由此，可以测量包括信号(d)所示之类的地址、以及如信号(e)所示的地址、帧同步信号数和重放时钟计数的分层的标记位置信息。
在所获得的标记检测信号的上升沿，通过光学头从图5(d)所示的多个地址中读得一个特定地址(由图5(d)的地址n表示)。图5(b)示意性地表示该特定地址的具体位置。另一方面，图5(e)表示数据的逻辑结构。如图5(e)所示，在地址n下有m个帧同步信号，在每个帧同步信号下有k个重放时钟脉冲。因此，可用地址、帧同步信号数和重放时钟计数可以表示由光学头测得的标记位置。
如前所述，以下将参照图6和图7补充说明另一种类型的光盘(双层层叠光盘)。
图4和图5表示通常为单层层叠光盘的一种光盘，它仅仅在一个基盘801上具有反射层。另一方面，图6和图7表示通常为双层层叠光盘的一种光盘，它在基盘801和803上都有反射层。至于激光微调，除了以下简述的重要差别外，过程步骤(5)和(6)基本上与两种类型的光盘相同。首先，单层盘采用由铝膜形成的反射率高达70％或以上的反射层，双层盘中，在读取面基盘801上形成的反射层801是反射率为30％的半透明金(Au)膜，而在印刷面基盘803上形成的反射层802与单层盘中所用的相同。其次，与单层盘相比，双层盘要求有较高的光学精度；例如，粘合层804必须透光且厚度均匀，不会因激光微调而损失透光度。
图7的(7)、(8)和(9)表示从双记录层光盘的第一层获得的信号波形。同样，图7的(10)，(11)和(12)表示从双记录层光盘的第二层获得的信号波形。这些信号波形的内容基本上与参照图5(a)至(c)所述波形的内容相同。
来自第二层的波形与来自第一层的波形相同，尽管其信号电平比来自第一层的为低。然而，由于第一层和第二层粘合在一起，它们之间的相对定位精度是任意的且只能控制在几百微米的精度。如以下将要描述的，由于激光束通过两层反射膜，为了制作非法光盘，例如用于第一标记的第一和第二层上的位置信息必须与合法光盘上相同的数值匹配。但使它们匹配要求有接近亚微米的层叠精度，因此，制作非法的双层类型的光盘实际上是不可能的。
以下将参照图8至12等在(a)至(d)部分更详细地描述形成非反射光学标记部分的技术，与单盘型比较它涉及层叠型。图8(a)和(b)是显微图，表示非反射光学标记部分的平面图，图10(a)是简化的双层层叠光盘的非反射部分的示意性剖面图。
(a)采用5微焦耳/脉冲YAG激光器，将激光束加到位于1.2毫米厚ROM光盘表面下0.6毫米的500埃铝层，该光盘由层叠在一起的两个0.6毫米厚的光盘组成，结果，如图8(a)的X750显微图所示，形成一12微米宽的狭缝状非反射部分815。该X750显微图中，在非反射部分815上未观察到铝的残余物。沿着非反射部分815与反射部分之间边界观察到厚为2000埃、宽为2微米的加厚铝层。如图10(a)所示，可以确认其内部未发生严重伤害。在此情况下，假定脉冲激光器的应用熔化了铝反射层，由于表面的张力沿两面边界积聚了熔化铝的现象。我们称之谓热熔表面张力(HMST)记录方法。这是仅仅在层叠光盘800上所观察到的一种特别现象。图11是以透射电子显微镜(TEM)观察为基础的一个示意图，表示由上述激光微调过程所形成的非反射部分的剖面图。图11表示通过溶剂除去光盘的粘合层。
图中，如果铝膜加厚部分为1.3微米宽和0.20微米厚，该部分所增加的铝的量为1.3×(0.20-0.05)＝0.195平方微米。原来沉积在激光照射区(10微米)一半区域(5微米)上的铝的量为5×0.05＝0.250平方微米。其差值为0.250-0.195＝0.055平方微米。就长度而言，它相当于0.055/0.05＝1.1微米。这意味着保留了厚度为0.05微米、长度为1.1微米的铝层，因此，可以确切地说，几乎所有的铝都收缩到膜的加厚部分。这样，对该图的分析结果也证实了有关上述特别现象的描述。
(b)接下来我们将论述单光盘(一种包含单个盘片的光盘)。所作的有关实验是将同样功率的激光脉冲加到单面模压盘片上形成的一个0.05微米厚的铝反射膜，其结果示于图8(b)。如图所示，可以看到残余的铝，由于这些残余的铝将引起重放噪声，可见单片盘型不适合辅助记录要求高密度和低误差率的光盘信息。此外，与层叠光盘不同，在单片盘的情况下，当非反射部分经受激光微调时，保护层862将不可避免地遭到损坏，如图10(b)所示。损坏程度取决于激光功率，但即使精确地控制激光功率也不能避免这种损坏。再者，根据我们的实验，当其热吸收比为高时将损害保护层862上通过筛网印刷到几百微米厚度的印刷层805。在单片盘的情况下，为了解决保护层损害的问题，要么必须再次施加保护层，要么激光切割操作必须在沉积保护层之前进行。任何情况下，单片盘型都存在这样一个问题，即在模压过程中必须结合激光切割过程。这样就限制了单片盘的应用，忽视了它的有用性。
(c)以上将双层层叠盘作为一个例子，描述了单片盘与层叠盘之间的比较。从以上描述可见，用单层层叠盘可以获得用双层层叠盘获得的相同效果。采用图12(a)、12(b)等等，将进一步描述单层层叠盘。如图12(a)所示，反射层802的一面上具有由聚碳酸酯组成的透明基盘801，另一面上具有硬粘合层804和基盘，这样，反射层802就气密地密封于其间。
在此情况下，将脉冲激光器的光聚集其上进行加热；在本实验中，将5微焦耳/脉冲热量加到反射层802上10至20微米直径的圆点达70毫微秒。结果，温度立即上升到600℃，形成了熔化点和熔化状态。通过热传递，靠近该圆点的小部分透明基盘801熔化，一部分粘合层804也熔化。在此情况下，随着张力施加到两面，沿着边界821a和821b建立由表面张力而引起的熔化的铝，由此形成硬化铝的组织822a和822，如图12(b)所示。这样就形成了没有残余的铝的非反射部分584。这表明通过激光微调层叠盘可以获得清楚限定的非反射部分584，如图10(a)和12(a)所示。在采用单片盘的例子中，即使激光功率增加到最佳值的10倍以上，也未观察到因保护层的损害而使反射层暴露于外环境。在激光微调后，非反射层584具有图12(b)所示的结构，它夹在两个透明基盘801、803之间，用抵御外环境的粘合层804密封，这样就产生了保护结构免遭环境影响的效果。
(d)接下来将描述将两个盘片层叠在一起的另一优点。在单片盘的情况下，当以条形码形式进行二次记录时，非法厂商通过剥开保护层可以露出铝层，如图10(b)所示。这样，通过在合法光盘上的条形码部分上预先沉积铝层，然后激光微调不同条形码，而增加了可能损坏未加密数据的可能性。例如，如果把ID号记录在普通文本或与主要的密码文本分开，在单片盘的情况下有可能改变ID号，从而可以利用某个不同的口令非法使用软件。然而，如果二次记录是在如图10(a)所示的层叠盘上实施例，则难以将层叠盘分成两面。此外，当把一侧从另一侧移去时，铝反射膜将被部分损坏。当反盗版标记损坏时，将判断该光盘为盗版盘而不能运行。因此，当对层叠光盘进行非法改造时其成品率很低，非法改造因经济原因而受到抑制。实际上，在两层层叠盘的情况下，由于聚碳酸酯材料具有温度/湿度膨胀系数，故几乎不可能通过用几微米的精度对准第一和第二层上的反盗版标记层叠曾经分离的两个光盘，并批量生产光盘。这样，双层型光盘在防盗版方面就提供了很大的效力。由此发现通过激光微调层叠盘800，可以获得非反射部分584清楚限定的狭缝。
在上述(a)至(d)中已经描述了形成此种非反射光学标记部分的技术。
(c)下面描述读取由此形成的标记位置的过程。
图15是一个方框图，表示在光盘制造过程中，用以检测非反射光学标记部分的低反射率光量检测器586及其外围电路。图16是一个示意图，表示检测低反射率部分的地址/时钟位置的原理。为了便于说明，以下的描述涉及在由单片盘构成的光盘上形成的非反射部分上进行读操作的操作原理。这将认为，相同的操作原理也适用于由两张层叠在一起盘片所构成的光盘。
如图15所示，将光盘800装入配备低反射率位置检测器600的标记读取装置读取标记，此时，由于因凹坑的存在和不存在产生的信号波形823与因非反射部分584的存在而产生的信号波形824的信号电平有很大的差别(如图9(a)所示)，故采用一种简单的电路就可以清楚地区别开来。
图9(a)是一个波形图，表示后面将要描述的来自PCA区域的播放信号的波形，它包含由激光形成的非反射部分584。图9(b)是一个波形图，表示图9(a)的波形但采用不同的时间轴。
如上所述，通过用激光除去反射膜，可以获得很容易与凹坑信号区分的波形。除了上述用激光除去反射膜形成反盗版识别标记外，还可以通过改变主盘上凹坑的形状形成反盗版标记。接下来将描述这种方法。图9(c)表示通过在主盘上制作比其他数据凹坑更长的凹坑，形成反盗版识别标记时的播放信号波形。从波形中可见，可以将反盗版识别标记的波形824p与其他凹坑数据波形区别开来。这样，通过在主盘上形成更长的凹坑，可以获得以下将要描述的与从PCA区域获得的波形相同的波形；然而，在此情况下，与图9(a)和(b)所示波形比较，对该波形的识别不是很难。
如上所述，通过用激光除去反射膜，获得可容易地与凹坑信号区别的波形。除了如上所述用激光除去反射膜形成本发明的条形码以外，还可以通过改变主盘上凹坑的形状形成条形码。以下将要描述该主盘方法。图9(d)是表示主盘部分的平面图，其中，位于主盘上几百条轨迹中的凹坑824q比其他的数据凹坑更长，并等于条形码宽度t(＝10微米)。由于该较长比特区域内的反射率下降，故获得图9(c)所示的波形824p。从图中可见，采用主盘方法的波形824p可同其他凹坑数据的波形区分出来。这样，通过主盘方法可以获得与以下所述由PCA区域获得的相同的波形；然而，在此情况下，与图9(a)和(b)所示波形比较，区分这样的波形不是很难。
如图16(1)所示，通过图15的方框图所示的低反射率光量检测器586可以方便地检测具有上述波形的非反射部分564的起始和结束位置。将重放的时钟信号用作基准信号，可以在低反射率位置信息输出部分596获得位置信息。图16(1)表示光盘的截面图。
如图15所示，低反射率光量检测器586内的比较器587，通过检测信号电平低于光量基准值588的模拟光重放信号，检测低反射率发光部分。检测期间，输出图16(5)所示波形的低反射率部分检测信号。测得该信号的起始位置和结束位置的地址和时钟位置。
重放的光信号经具有AGC590a的波形整形电路590整形，转换为数字信号。时钟发生器38a根据整形信号产生时钟信号。解调部分591中的EFM解调器592解调该信号，ECC校正误差并输出数字信号。
EFM解调的信号还送到物理地址输出部分593，在CD的情况下由地址输出部分594输出来自子码之Q位的MSF地址，由同步信号输出部分595输出诸如帧同步信号的同步信号。由时钟再生器38a输出解调的时钟。
在低反射率部分地址/时钟信号位置信号输出部分596，低反射率部分起始/结束位置检测器599利用(n-1)地址输出部分597和地址信号以及时钟计数器598和同步时钟信号或解调时钟，精确测量低反射率部分584的起始位置和结束位置。以下利用图16所示的波形图详细描述该方法。如图16(1)的光盘剖面图所示，部分形成标记号1的低反射率部分584。输出如图16(3)所示的反射包络信号，反射部分的信号电平低于光量基准值588。它由光量级比较器587检测，并由低反射率光量检测器586输出图16(5)所示的低反射率光检测信号。如图16(4)的重放数字信号所示，由于没有反射层，无数字信号从标记区域输出。
接下来，为了获得低反射率光检测信号的起始和结束位置，连同地址信息采用图16(6)所示的解调时钟或同步时钟。首先，测量图16(7)中的地址n的基准时钟605。当(n-1)地址输出部分597检测到地址n前面的地址时，发现下一个同步604为地址n处的同步。由时钟计数器598计数从同步604至基准时钟605的时钟数，它就是低反射率光检测信号的起始位置。该时钟计数定义为基准延迟时间TD，它由存储其中的基准延迟时间TD测量部分608测量。电路延迟时间随着用于读取的重放装置而改变，这意味着基准延迟时间TD根据所用的重放装置而改变。因此，采用TD，延时校正器607执行时间校正，其结果是若采用不同设计的重放装置读取，可以精确地测量低反射率部分的起始时钟计数。接下来，通过在下一轨道找到1号光学标记的时钟计数和起始、结束地址，获得地址n+12的时钟m+14，如图16(8)所示。由于TD＝m+2，时钟计数校正为12，但为了便于说明，采用n+14。接下来将描述另一种方法，它取消了改变延迟时间的效果，不必在用于读取的重放装置中获得基准延时TD。该方法通过检验图16(8)中地址n处的标记1相对另一标记2的定位关系是匹配还是不匹配，可以检验该光盘是合法还是非法。即TD作为变量而忽略，获得所测标记1的位置A1＝a1+TD与所测标记2的位置A2＝a2+TD之差，给出A1-A2＝a1-a2。同时检验该差值是否与破译标记1的位置与标记2的位置信息a2之间的差值a1-a2匹配，由此判断光盘是否合法。该方法的效果在于可在利用较为简单的结构补偿基准延时TD的变化之后检验该位置。
(D)接下来将描述加密信息写入过程。首先将过程(C)中读取的位置信息转换为具有数字特征符的密码文本或“签名”。然后，将加密或签名的标记位置信息转换为条形码作为光盘独特的ID，该条形码按叠写方式记录在光盘上预留凹坑区域的指定区域。图2(a)中的条形码图形584c-584e表示写入预留凹坑区域的指定区域即预留凹坑区域最内部的条形码。
图3(1)至(5)表示通过PE-RZ调制信号解调器，从条形码记录到条形码检测信号的解调的过程。图3(1)中，通过脉冲激光器微调反射层，并形成如图3(2)所示像条形码的微调图形。在播放装置(播放机)，获得图3(3)所示缺少某些部分的包络波形。该缺少部分导致低电平信号的发生，它不能随着由普通凹坑产生的信号而产生。因此，通过第二限幅电平比较器限幅该信号，以获得图3(4)所示的低反射率部分检测信号。图3(5)中，通过在后半部(II)将要详细描述的PE-RZ调制信号解调器621，由该低反射率部分检测信号解调条形码的播放信号。幸好，可以用脉宽调制信号解调器(PWM解调器)替代PE-RZ调制信号解调器621，在此情况下，可以获得同样的效果。
当采用上述加密或数字特征符时，采用具有公用键加密功能的密键。作为加密一例，图18A和18B示出了采用RSA功能的加密过程。如图18A所示，该过程包括下列主要的程序：步骤735a，在光盘制造商处测量标记位置信息，步骤695，加密位置信息(或附加数字特征符)，步骤698，在重放装置中破译位置信息(或验证或鉴定特征符)，步骤735w，进行检验，以确定该光盘是否为合法光盘。
首先，在步骤735a中，步骤735b，测量光盘上的标记位置信息。然后，步骤735d压缩该位置信息，步骤735e获得该压缩的位置信息H。
在步骤695中，构成压缩的位置信息H的密码文本。首先，步骤695，设置具有512或1024位的密键d或具有256或512位的密键p和q，步骤695b，利用RSA功能进行加密。当用M表示位置信息H时，M提升到d次幂并计算模数n以产生密码文本C。步骤695d，将密码文本C记录在光盘上。这样就完成了光盘制作并出厂(步骤735k)。
步骤735m，在重放装置中装入光盘，步骤698破译密码文本C。尤其是，在步骤698e恢复密码文本C，步骤698f设置公用键e和n；然后，步骤b，破译密码文本C，密码文本C提升到e次幂并计算结果的模数n以获得普通文本M。普通文本M是压缩的位置信息H。步骤698g可以完成误差校验。如无误差，则判断对位置信息无改变，过程进入图18B所示的光盘校验程序735w。如检测出误差，则判断该数据为不合法数据，操作停止。
在下一步骤736a，扩展压缩的位置信息H，以恢复原始位置信息。步骤736c，进行测量以校验标记是否实际上位于由该位置信息所表示的光盘上的位置。步骤736d，校验破译的位置信息与实测的位置信息之差是否落在容许量之内。如步骤736e通过校验，过程进入步骤736h，输出软件或数据，或执行光盘上存储的程序。如校验结果在容许量之外，即如果两个位置信息不相符，显示光盘为非法复制品的结果，操作在步骤736g停止。由于仅需记录密码文本，故RSA具有减少所需容量的效果。
(E)以上描述了光盘制作过程中的处理步骤。接下来将参照图44描述在播放机上用以重放如此制成的光盘的重放装置(播放机)的构成和操作。
图中，首先将描述光盘9102的构成。标记9103形成于沉积在光盘9102上的反射层(未图示)上。在光盘制作过程中，由位置检测装置检测标记9103的位置，所检测的位置加密为标记位置信息并以条形码9104的形式写在光盘上。
位置信息读取装置9101读取条形码9104，其中所含破译装置9105破译条形码的内容用于输出。标记读取装置9106读取标记9103的实际位置并输出该结果。比较/判断装置9107比较来自位置信息读取装置9101中破译装置9105的破译结果与标记读取装置9106读取的结果，并判断两者在一预定容许范围内是否相符。如它们相符，输出重放光盘的重放信号9108；如不相符，输出重放停止信号9109。控制装置(未图示)根据这些信号控制光盘的重放操作；当输出重放停止信号时，一个表示该光盘为非法复制光盘的指示显示在显示器(未图示)上，重放操作停止。从上述原理中可以认为，当读取标记9103的实际位置时，标记读取装置9106利用破译装置9105的破译结果也是可能的。即，在此情况下，标记读取装置9106校验该标记是否实际位于光盘上由破译装置9105破译的位置信息所表示的位置。
这样，上述结构的重放装置就可以检测非法复制的光盘并停止该光盘的重放操作，它可以实际防止非法复制。
(II)
现在结束对前半部(I)的描述，进入对后半部(II)的描述。后半部实际上集中于技术方面，包括将上述标记位置信息(ID信息)条形码化作为光盘独特的ID时所采用的条形码形成方法。
(A)以下将描述本发明的光盘特征。
当在上述单片盘上通过激光微调记录条形码时，保护层862被损坏，如结合图10(b)所示。因此，在模压厂进行激光微调之后，在模压厂必须重新形成被损坏的保护层862。这意味着在不具备必要设备的经销商或软件公司那里，条形码无法记录在光盘上。这一问题表明条形码记录的应用受到了极大的限制。
另一方面，当在本发明由两个层叠在一起的透明基盘形成的层叠型光盘上，通过激光微调作为条形码记录标记位置信息时，证实该保护层804几乎仍未改变，如已经结合图10(a)所述的。这一点通过实验在放大800倍的光学显微镜下观察光盘得到了证实。还证实，在进行85℃温度和95％湿度的96小时环境试验后，微调部分的反射膜并未发生改变。
这样，当本发明的激光微调应用于诸如DVD之类的层叠光盘时，就无需在工厂重新形成保护层。这样就提供了一种极大的优点，即可以在模压厂以外的一个地方，例如软件公司或经销商，通过在光盘上进行微调记录条形码。由此证实记录在层叠型光盘上的条形码的有用性。
在此情况下，由于软件公司要求的用以加密的密键信息未送到公司以外的客户，故安全性大大提高，尤其在除了上述位置信息外，将诸如防拷贝序号的安全信息作为条形码记录时更是如此。再者，在DVD的情况下，因通过设置数值大于14T或1.82微米的微调线条宽度可以将条形码信号与DVD凹坑信号分离(以下将作描述)，故条形码信号可以用重叠方式记录在DVD上的凹坑记录区内。如此形成的条形码具有这样的效果，即利用读取凹坑信号的光学头可以读取该条形码。这种效果不仅层叠型光盘可以得到，而且前述的单片盘光盘也能获得。
这样，将本发明的条形码形成方法和调制记录方法应用于DVD之类的层叠型光盘，层叠型光盘可以在工厂出厂以后允许进行二次记录。以上描述主要涉及在双层单面结构(一面上形成两个反射层)的层叠型光盘上，通过激光微调形成条形码的一种情况。该单面双层光盘是这样一种光盘，它允许从光盘的一面播放两面而无需翻转光盘。
另一方面，当在播放时需要翻面的双面层叠型光盘上进行微调时，激光则穿过各自在光盘一面上形成的两个反射膜。因此，在两面可以同时形成条形码。这样就为多媒体制作提供了一种优点，即条形码可以一次同时记录在两面。
在此情况下，当在播放装置上翻转光盘以播放反面时，可以按照与在正面上播放条形码信号的方向相反的方向播放该条形码信号。因此，需要有识别其反面的一种方法。下面将详述该方法
(B)参见图23至26等附图，接下来将描述用以将标记位置信息(ID号)转换为条形码作为光盘独特的ID，并用以将条形码记录在预留凹坑区的指定区域的一种光盘条形码形成装置的结构和操作。还将描述条形码记录方法等等。
(a)首先将参照图23描述光盘条形码记录装置。
图23是一个示意图，它表示用以实施本发明一个实施例的光盘条形码形成方法的条形码记录装置的结构。在以上实施例中，作为条形码的数据是标记位置信息的加密版本的数据。但作为条形码的该数据并不局限于上述实施例。例如，它可以包括输入数据和由ID发生器908产生的ID号，如图23所示，或任何其它的数据。
图23中，在输入部分909中将输入数据与ID发生器908产生的ID号组合在一起；在加密编码器830中，组合的数据按需要采用RSA功能等经受签名或加密，在ECC编码器907中，采用纠错编码和交错。以下将通过参照图45的例子描述加密过程和播放过程。
然后，将该数据送到RZ调制器910，其中，完成以下将要描述的相位编码(PE)RZ调制。这里所用的调制时钟由一个时钟信号发生器913产生，与来自电动机915或旋转传感器915a的旋转脉冲同步。
根据RZ调制信号，在激光发射电路911内产生触发脉冲，该触发脉冲加到由激光电源电路929所建立的诸如YAG之类的激光器912。由此驱动的激光器912发射脉冲激光，它通过会聚单元914聚焦到层叠光盘800上的反射膜802，按条形码图形除去反射膜。以下将详细描述纠错方法。至于加密，将诸如图18所示的一种公用键密码作为一个特征符附加到只有软件公司拥有的具有密键的序号。此时，由于除了软件公司以外的其它人不具有密键，故不能将合法的特征符加到新的序号，这在防止非法厂商发行序号方面具有巨大的效果。如前所述，由于公用键不能破译，安全性大大提高。这样，即便公用键记录在交付的光盘上，也可以防止光盘盗版。
以下将更详细地描述本实施例的光盘条形码形成装置中的会聚单元914。
如图28(a)所示，从激光器912发出的光进入会聚单元914，其中，入射光由准直仪916转换为平行光束，然后通过柱面透镜917会聚在唯一一个平面上，由此产生一条形光。该光由掩模918限制并通过会聚透镜919聚焦在光盘上的反射膜802，以条纹图形除去反射膜。这样就形成了如图28(b)所示的条纹。在PE调制中，条纹按三个不同的间隔1T、2T和3T隔开。如果该间隔移动，将产生图象跳动，误码率增高。本发明中，时钟发生器913产生与来自电动机915的旋转脉冲同步的调制时钟，并将该调制时钟加到调制器910，保证根据电动机915的旋转，即随着光盘800的旋转，将每个条纹923记录在正确的位置上。这样具有减小图像跳动的效果。此外，可以采用如图3(1)所示的激光扫描装置950，通过其沿径向扫描连续波激光以形成条形码。
(b)接下来将参照图24至26描述采用上述条形码记录装置形成条形码的条形码记录方法等等。
图24表示用本发明的RZ记录(极性归零记录)编码的信号，以及对应于这类信号而形成的微调图形。图25表示用常规条形码格式编码的信号以及对应于这类信号而形成的微调图形。
如图24所示，本发明采用RZ记录。在RZ记录中，一个单位时间被划分为多个时隙，例如第一时隙920a、第二时隙921、第三时隙922等等。例如，当数据为“00”时，将持续时间短于时隙周期，即通道时钟的周期T的信号924a记录在第一时隙920a内，如图26(1)所示。在t＝T1和t＝T2之间输出持续时间短于记录时钟之周期T的脉冲924a。在此情况下，利用电动机915上旋转传感器915a输出的旋转脉冲，由时钟信号发生器913产生图24(1)所示的调制时钟脉冲；通过与时钟脉冲同步地进行记录，可以消除电动机的旋转变化。这样，如图24(2)所示，表示“00”的条纹923a记录在光盘上的记录区925a内，形成所示4个记录区的第一个区域，以及如图27(1)所示的环形条形码。
接下来，当数据为“01”时，如图24(3)所示，脉冲924b记录在t＝T2和t＝T3之间的第二时隙921b内。这样，条纹923b即记录在光盘上的记录区926b内，即图24(4)所示从左边数起的第二区域。
接下来，当记录数据为“10”和“11”时，这些数据分别记录在第三时隙922a和第四时隙内。
作为比较，这里将参照图25描述常规条形码记录所用的NRZ记录(非归零记录)。
在NZR记录中，如图25(1)所示输出宽度等于时隙920a的周期T的脉冲928a和928b。在RZ记录中，每个脉冲的宽度为1/nT；另一方面，在NZR记录情况下，需要像T那样宽的脉冲，再者，如图25(3)所示，当T连续出现时，就需要具有两倍或三倍宽度2T或3T的脉冲。在进行如本发明所述激光微调的例子中，由于它必须改变设置，故改变激光微调的宽度实际上较难，因此，NRZ不合适。如图25(2)所示，条纹929a和929b分别在左侧数起的第一和第三记录区925a和927a内形成，在数据为“10”的情况下，宽度为2T的条纹929b记录在左侧数起的第二和第三记录区929b和927b内，如图25(4)所示。
常规的NRZ记录中，脉宽为1T和2T，如图25(1)和(3)所示；因此NRZ记录显然不适合于本发明的激光微调。根据本发明的激光微调，如图8(a)的实验结果所示形成条形码，但由于微调线条宽度各个光盘不同，故难以精确地控制该线条宽度；当微调光盘上的反射膜时，微调线条宽度根据激光输出的变化、反射膜的厚度和材料、以及基盘的热导率和厚度而变化。此外，同一光盘上不同线条宽度形成的狭槽将导致增加记录装置的复杂度。例如，如图25(1)和(2)所示，在用NZR记录产生条形码记录的情况下，微调线条宽度必须与时钟信号的周期1T、或2T或3T相符，即与nT准确相符。实际上是很难通过改变每条条形(每条条纹)的线条宽度来记录诸如2T和3T的各个线条宽度。由于常规产品条形码的格式为NRZ格式，如果这种格式应用于本发明的激光记录条形码，其生产成品率将因难以在同样光盘上精确地记录改变线条宽度诸如2T和2T而下降；再者，由于激光微调宽度变化，不可能实现稳定的记录。这样就使解调产生困难。采用RZ记录时，即使激光微调宽度改变，本发明也能得到稳定的数字记录。此外，由于RZ记录仅需一种线条宽度，故本发明具有能简化记录装置结构的效果，因此，激光功率不必调制。
如上所述，根据本发明，通过采用上述RZ记录执行光盘的条形码记录，可以获得保证稳定的数字记录的效果。
以下将参照图26描述RZ记录的相位编码(PE)调制一例。
图26表示当图24所示的RZ记录为PE调制时的信号和条纹配置。如图所示，数据“0”记录在两个时隙920a和921a的左侧时隙920a内。另一方面，数据“1”记录在右侧时隙921a内，如图26(3)所示。光盘上，数据“0”记录为左侧记录区925a内的条纹923a，数据“1”记录为右侧记录区926b内的条纹923b，它们分别如图26(2)和(4)所示。这样，如图26(5)所示，对于数据“010”，脉冲924c在左侧时隙输出为“0”，脉冲924d在右侧时隙输出为“1”，脉冲924e在左侧时隙输出为“0”；光盘上，通过激光微调，第一条纹在左侧位置形成，第二条纹在右侧位置形成，第三条纹在左侧位置形成。图26(5)表示用数据“010”调制的信号。如图所示，对每个通道比特都有一个信号。即由于信号密度恒定，直流分量不变。由于直流分量不变，即使在播放期间测得脉冲边沿，PE调制也能抵御低频分量变化。其结果就是简化了光盘播放装置的播放解调电路。此外，由于每个通道时钟2T总有一个信号923，其结果是能够为通道时钟重新产生同步时钟，无需采用PLL。
这样，在光盘上形成了如图27(1)所示的环形条形码。当记录如图27(4)所示数据“01000”时，如图27(2)所示，采用本发明的PE-RZ调制，记录具有与图27(3)所示记录信号相同图形的条形码923a。当用光学头重现该条形码时，输出如图27(5)所示的信号波形REPRODUCED SIGNAL，其下降部分对应于凹坑调制信号的缺损部分，其中，因反射膜的除去而无法获得反射信号，这可参照图5(6)的说明。此重放信号经由图35(a)所示的二阶或三阶LPF滤波器934，获得图27(6)所示经滤波的信号波形。通过电平限幅器限幅该信号，解调图27(7)所示的重放数据“01000”。
(C)接下来将描述用上述方式形成条形码的光盘格式的特征、跟踪控制方法以及在重放光盘时所用的转速控制方法。
(a)首先将描述根据本实施例形成条形码的光盘格式的特征，同时涉及一例状态，说明它在播放期间允许跟踪控制的状态(该状态也称为跟踪ON状态)。图40表示采用跟踪控制的重放操作，以下将作详细描述。如图30所示，在本实施例的DVD光盘的情况下，所有数据都用CLV记录在凹坑内。条纹923(形成条形码)用CAV记录。CLV记录装置用恒定的线性速度记录，而CAV记录装置则用恒定的角速度记录。本发明中，用CAV记录条纹923，它叠加在引入数据区中预留凹坑信号上，该引入数据区保持着用CLV记录的地址。即，用条纹叠写的数据。本发明中，预留凹坑信号区映射到形成凹坑的所有数据区。如本发明所述的预留凹坑信号区的指定区域对应于光盘的内部；该区域还称为后切割区(PCA)。在PCA区域，用CAV记录的条形码叠加在预置比特信号上。这样，用主盘的凹坑图形记录CLV数据，而用激光除去部分的反射膜记录CAV数据。由于条形码数据用叠写方式写入，故凹坑记录在条形码条纹1T、2T和3T之间。采用该凹坑信息，完成光学头跟踪，并可以检测凹坑信息的Tmax或Tmin；因此，通过检测该信号控制电动机的转速。为了检测Tmin，条纹923a的微调宽度t与凹坑时钟T(pit)之间的关系应为t＞14T(pit)，如图30所示，以达到上述效果。如果t短于14T，条纹923a的信号的脉冲宽度变成等于凹坑信号的脉冲宽度，它们之间不会有差异，故无法解调条纹923a的信号。为了能在与条纹相同的半径位置上读取凹坑地址信息，使地址区944长于具有一个凹坑信息地址的单元，如图32所示；由此可以获得地址信息，使它能够跳到所需轨迹。此外，使条纹区与非条纹区之比，即占空比小于50％，即T(S)＜T(NS)；由于有效的反射率仅减低6dB，故具有保证光学头聚焦稳定的效果。
接下来将描述一例在播放期间不能应用跟踪控制的状态(该状态也称为跟踪OFF(脱离)状态)。由于条纹923写在凹坑上，遮断凹坑信号和防止正确播放凹坑数据，故不可能在有些播放机上进行跟踪控制。在此类播放机中，通过采用电动机17中的霍尔元件等输出的旋转脉冲进行旋转控制，可以由光学头读取作为CAV数据的条纹923。
图31示出一个流程图，它表示当不能正确重现条纹区域中光学轨迹内的凹坑数据时，一个重放装置的操作程序。
图31中，当步骤930a将光盘插入时，步骤930b使光学头向内部移动一个指定距离。这样，光学头就定位于记录图30所示条纹923的区域。
这里，不可能正确播放来自条纹区923所记录的所有凹坑的数据。因此，该例中，通常的旋转相位控制不能用来播放用CLV记录的凹坑数据。
步骤930c，通过采用由电动机中的霍尔元件组成的旋转传感器，或测量凹坑信号频率的T(max)或T(min)，应用转速控制。如步骤930i判断无条纹，过程跳到步骤930f。如判断有条纹，步骤930d重现条形码，当步骤930e重现条形码结束时，步骤930f使光学头移到未记录条纹的外区域。在该区域，由于未记录条纹，故可以正确地播放凹坑并实现精确聚焦和跟踪伺服。因可以播放凹坑信号，故可以进行通常的旋转相位控制，以旋转用CLV记录的光盘。结果，步骤930h中，可正确地播放凹坑信号。
通过凹坑信号在两种旋转控制方式，即转速控制和旋转相位控制之间的转换，可以获得这样的效果，即可以播放两种不同的数据条形码条纹数据和凹坑记录数据。由于条纹记录在最内部的区域，故转换装置测量光学头离光学头制动器或离凹坑信号地址的半径位置，并根据该测量结果正确进行两种旋转控制方式之间的转换。
(b)接下来参照图41和42，将描述当按照本实施例重现条形码时，用以控制转速的两种控制方法。
图41表示第一种转速控制方法，其中通过检测比特信号的Tmax(Tmax指对各种凹坑长度中长度为最大的凹坑的测量时间)，应用转速控制。
来自光学头的信号首先进行整形，然后，通过边沿间距测量装置953测量凹坑信号的脉冲间距。t0基准值发生装置956产生基准值信息t0，其脉宽大于同步信号的脉宽(14T)，但小于条形码信号的脉宽。在比较装置954中比较基准值信息t0与重放信号的脉宽TR；仅当TR小于基准值t0且大于存储装置955内保持的Tmax时，才将TR提供给存储装置955，此时的TR设为Tmax。控制器957参照该Tmax控制电动机驱动电路958，实现以Tmax为基础的电动机转速控制。在本发明的例子中，由条形码条纹产生3至10微秒循环周期的大量脉冲，如图9(a)所示。在DVD的例子中，同步脉冲宽度为14T，即1.82微米。另一方面，条形码的条纹宽度为15微米。在Tmax为基础的控制中，比脉宽为14T的同步脉冲更长的条形码脉冲将被错误地判断和测定为Tmax。因此，通过图41所示，经过与基准值t0比较，除去比基准值t0为大的条形码信号，可以在重现条形码条纹区期间对正常转速进行转速控制。
接下来将参照图42描述第二种转速控制方法。该方法通过检测Tmin(Tmin是指对各种凹坑长度中具有最小凹坑长度之凹坑的测量时间)进行转速控制。
在图42所示以Tmin为基础的控制中，在比较装置954a中，将来自边沿-间距检测装置953的脉冲信息TR与保持在存储装置955a中的Tmin进行比较，如TR＜Tmin，产生一个选通脉冲并用TR取代存储器内的Tmin。
此例中，条形码脉宽t为3至10微米，如上所述，而Tmin为0.5至0.8微米。结果，如重现条形码区域，则因条形码脉宽t始终大于Tmin，故不能满足TR＜Tmin的条件。即，不可能错误地将条形码脉冲判断为Tmin。因此，与Tmax为基础的方法相比，当把Tmin为基础的转速控制与条形码读取装置959结合使用时，在重现条形码时可以更稳定地应用Tmin为基础的转速控制。此外，振荡器时钟956在条形码读取装置959中产生用于解调的基准时钟，同时检测边沿间距；其效果是能与旋转同步地解调条形码。
(D)接下来将描述采用上述控制方法等的一组光盘重放操作(播放操作)。
首先参照图31和43，将结合通过模式开关963在旋转相位控制方式与转速控制方式之间进行转换的方式，描述第一种重放方法。然后将参照图38、40等等，描述播放本实施例的光盘的第二种和第三种方法。以下将要描述的第一和第二种播放方法的每一种涉及不能进行跟踪控制的情况，而第三种播放方法则涉及可以进行跟踪控制的情况。
同时，图31中，步骤930b和930c将光学头移到光盘的内部，图43所示的模式切换开关963切换到A。此外，采用拾波器(PU)位置传感器962等检测时，模式开关963可以转换到A。这样，由移动装置964移动的光学头已经到达光盘的内部。
接下来，将参照图43描述进入转速控制模式(图31中的步骤930)时的操作。
在第二频率比较器967中，比较来自电动机969的电动机旋转频率fm与第二振荡器968的频率f2，将差频信号送到电动机驱动电路958以控制电动机969，由此实现了转速控制。此时，由于光盘用CAV旋转，故可以重现条形码条纹。
图31，当步骤930e完成条形码播放时，光学头由移动装置964移动到外区，同时，通过PU位置传感器962等输出的信号将模式开关963切换到B实行旋转相位控制方式。
在旋转相位控制方式中，通过时钟提取装置960把PLL控制应用于来自光学头的凹坑信号。第一振荡器966的频率f1和播放同步信号的频率fS在第一频率比较器965中比较，差频信号反馈到电动机驱动电路958。于是进入旋转相位控制模式。由于PLL相位控制由凹坑信号控制，故播放与f1的同步信号同步的数据。如果光学头经旋转相位控制移动到条形码的条纹区域，电动机的旋转相位控制与电动机的转速控制之间不切换，由于条纹的存在而不能进行相位控制，将发生诸如电动机失控或停转之类的故障，由此造成出错等等。因此，如图43所示，切换到合适的控制模式不仅保证稳定地重现条形码，而且能够避免与电动机操作有关的故障。
以下将参照图38描述播放本实施例的光盘的第二种方法，图38示出了说明该操作的流程图。第二种播放方法是第一种播放方法的改进。尤其是，第一种播放方法是一种用以播放光盘的方法，该光盘上未定义条纹存在/不存在识别符937。由于在此类光盘上的条纹区域未应用跟踪，故需要区别光盘上合法形成的条纹图形与光盘表面上因擦伤而引起的不规则条纹。因此，不管条纹记录与否，播放程序必须首先执行条纹读取操作，以检验条纹的存在与否或条纹是否记录在光盘的内部。由此产生的问题是在实际播放数据之前需要花费额外的时间。第二种播放方法对此进行了改进。
首先，如图38所示，当插入光盘时，步骤940a播放控制数据。通常，将光盘的物理特征信息和属性信息作为控制数据记录在控制数据区。例如，物理特征信息包括这样一种信息，它表示该光盘是一种两层、单面结构的层叠型光盘。
如图30所示，在本发明中，记录在光盘控制数据区936中的控制数据包含作为凹坑信号记录的PCA条纹存在/不存在识别符937。因此，步骤940n光学头首先移动到记录有控制数据的外区。然后，光学头向内穿过多条轨迹跳移直至到达控制数据区436。然后，步骤940a，播放控制数据。由此可以检验条纹是否已记录。步骤940b，如果条纹存在/不存在识别符为0，过程进入步骤940f初始化旋转相位控制，用CLV正常播放。另一方面，步骤940b，如果存在/不存在识别符937为1，则过程进入步骤940h，检验反面记录识别符948的存在或不存在，它表示条纹记录在与播放面相反的一面，即反面上。如果条纹记录在反面，过程进入步骤940i，以播放光盘反面上的记录面。如果反面不能自动播放，输出一个显示要求用户翻转该光盘。如果步骤940h判断条纹记录在播放一面上，过程进入步骤940c，光学头移到光盘内部的条纹区923，步骤940d，控制模式切换到转速控制用CAV旋转播放条纹923。如果在步骤940e完成了播放，则在步骤940f使控制模式切换回旋转相位控制用CLV播放，光学头移到光盘的外部播放凹坑信号数据。
如前所述，由于条纹存在/不存在识别符937记录在保持控制数据等等的凹坑区内，与参照图31所述的第一种播放方法相比，第二种方法能够更可靠、更快地播放条纹。
当PCA区为跟踪OFF时，由凹坑产生的噪声信号电平下降。如跟踪设为OFF，PCA信号电平保持不变。因此，在图35(b)所示的滤波波形中，凹坑信号下降，使其更易区分PCA信号与凹坑信号。这样就能够简化电路并减少差错率。
此外，条纹反面记录识别符948的规定使其能识别条纹记录在光盘的反面；其效果是可以在双面DVD光盘的情况下可靠地播放条形码条纹。根据本发明，由于条纹是穿通反射膜记录在光盘两面上，故条纹图形也可以从光盘的反面读得。通过校验条纹的反面识别符948并在读取条纹时按反方向重现编码，可以从光盘的反面重现条纹。如图34(a)所示，本发明采用一种比特串“01000110”作为同步编码。当从反面播放时，同步码重现为“01100010”，由此可以确定该条形码是从反面重现的。在此情况下，通过在图15所示播放装置的解调器942中按反方向解调该编码，即使从双面光盘的反面播放，也可以正确地播放按穿透形式记录的条形码。以下将更详细地描述图15所示的播放装置。
此外，如图30所示，如果在PCA区域998与控制数据区936之间设置了一个300微米宽的防护带区域999，它仅仅记录了地址信息但未记录其他数据，对控制数据的访问可以变得更稳定。
以下将更详细地描述防护带区域999。
当光学头从光盘的外部访问控制数据时，光学头穿过多条轨迹向内跳移直至到达控制数据区936。在某些情况下，光学头可以穿越目标控制数据区936移动，落到控制数据区的更朝内的部分。此时，如果PCA区域998直接邻近控制数据区的内圆周，由于PCA区域998不能重现地址，故光学头将迷失其自身的位置。这样就不可能控制光学头。
因此，当上述部分设置宽度例如为300微米、大于光学头一个跳移宽度的防护带区域时，如果光学头穿过控制数据区936移动，则光学头将总是落在该防护带区域内。然后，通过读取防护带区域内的地址，光学头即知道其位置，由此可以重新定位于指定的控制数据区。这样，可以更可靠和更快地控制光学头。
此外，如图30所示，控制数据还包含了附加的条纹数据存在/不存在识别符和条纹记录量。即将第一条纹记录在光盘上后，可以将附加的条纹记录在区域、无记录的空档部分。首先记录的条纹将称为第一组条纹，附加记录的条纹称为第二组条纹。采用此种结构，当如图30所示通过微调记录了第一组条纹923时，可以计算用以微调第二组条纹938的有效空间容量。因此，当图23的记录装置执行微调记录第二组条纹时，控制数据提供一种显示，表示有多少空间适用于附加记录；这样就防止了因该区域上的记录多于360度而破坏第一组条纹的可能性。此外，如图30所示，在第一组条纹923与第二组条纹938之间提供比一个凹坑信号帧长度更长的间隙949；它用以防止原先记录的微调数据被破坏。
再者，如以后将要描述的图34(b)所示，微调计数识别符947记录在同步码区域。该识别符用以区别第一组条纹和第二组条纹。没有这种识别符，图30中第一组条纹923与第二组条纹938之间的区别将变得不可能。最后，将参照图40描述第三种播放方法。
当光盘上条纹的占空比，即面积比为低时，在条纹区域可以维持大致为正确的跟踪，如图32所示。因此，可以播放光盘上相同半径位置的地址区944内的地址信息。由于在播放条纹时无需改变光学头位置即可播放地址，故具有插入光盘后即加快光盘工作时间的效果。
该例中，地址区、未记录条纹的区域应当沿着一个长度连续形成，该长度长于光盘相同半径部分中的一个帧。
以下将参照图40描述该方法的操作步骤。
步骤947a，当插入光盘时，光学头移到内圆周部分。步骤974n，如未实施跟踪，则步骤947P，跟踪模式从相位控制切换到推-拉模式。步骤947b，进行转速控制(CAV控制)以播放地址信息。步骤947c，如果不能播放地址，过程进入步骤947i，向内移动光学头以播放PCA条纹。如果可以从PCA区域(未叠写部分)的空余部分播放地址，过程进入步骤947e，根据该地址，光学头按径向移到记录了条纹的地址区。步骤947q，校验PCA条纹的存在或不存在。如判断无PCA条纹，过程进入步骤947r，尝试读取控制数据内的PCA标志。然后，步骤947s校验PCA标志的存在或不存在。如测得PCA标志存在，过程返回步骤947c；否则，过程越至步骤947m。另一方面，步骤947q，如判断有PCA条纹，过程进入步骤947f播放PCA条纹。当步骤947g完成播放时，模式切换到旋转相位控制，光学头移到外区播放凹坑信号。步骤947t读取控制数据中的PCA标志；如果元PCA标志，步骤947k发出错误信息，过程返回947m继续该过程。
(E)接下来将进一步详细描述用以实施本发明光盘条形码形成方法的制造技术。还将简要描述条形码播放装置。
(a)首先将描述用以实施条形码记录方法的制造技术。
在前述参照图28的条形码记录方法的例子中，最小发射脉冲间隔为1t；因此，需要脉冲重复周期为fC＝1/fL的激光器，其中fL为激光器的频率。该例中，可以每秒记录条形码的条数为fL/2。然而，如图29所示，如采用束偏转器931，允许有2t的最小发射脉冲间距，故脉冲重复周期为fL＝1/2t，这意味着激光频率可以降低二分之一。还意味着，当采用相同频率的激光器时，通过采用束偏转器931，每秒可以记录的条形码的条数可以加倍至fL。其效果是可以使生产节拍(加工节拍)减低二分之一。
以下将参照图29描述采用束偏转器931的双倍效率装置(称为“开关记录)的操作，这些描述集中在与图28所示结构的不同之处。
对由声-光调制器或类似器件形成的束偏转器931提供一偏转信号，用以在主光束945与副光束946之间切换光束；当偏转信号为ON时，光束切换到副光束946，它穿过副狭缝932b形成副条纹934。尤其是，为数据“0”形成一个正常的条纹933；如图29(b)所示，仅当记录数据“1”为设置为ON的偏转信号时，据此束偏转器931将光束切换到副光束946，在副条纹934的位置记录条纹。采用此方式，如图29(b)所示，在光盘上形成用作“0”的条纹933a和933b以及用作“1”的条纹934a。该结构中，由于仅需以2t的间隔产生激光脉冲，故可以采用图28结构所需一半频率的激光器。换句话说，当采用相同频率的激光器时，由于可以以两倍的时钟频率形成条纹，故如前所述，它具有将生产力提高为2倍的效果。
接下来，参照图34所示同步码的数据结构，描述适合于参照图29所述开关记录的一种格式，同步码数据结构还构成了一种改善生产力的技术。
如图34(a)所示，这里采用一个固定格式“01000110”。通常采用由相同数量的“0”和“1”组成的比特串，但本发明因以下将要说明的原因故意避免此种结构，而采用所述的数据结构。
首先，为了实现图29的开关记录，必须作出规定，使两个或两个以上的脉冲不发生在一个时隙内，即1T间隔内。如图33(a)所示，由于用PE-RZ码记录数据，开关记录可以在数据区内进行。然而，在图34(a)所示的同步码例子中，由于用在1T内可以产生两个脉冲的方法设置不规则的通道比特，故该例中本发明的开关记录是不可能的。为了解决该问题，本发明例如采用图37所示的比特格式“01000110”。采用此种比特格式，T1中对右侧的“1”产生脉冲，T2中无脉冲，T3中对右侧的“1”产生脉冲，T4中对的左侧的“1”产生脉冲；这样，两个或两个以上的脉冲就不会在一个时隙内产生。这样，本发明的同步码结构具有如此的效果，它实现了开关记录，将生产率提高到2倍。
(b)接下来将参照图15，简要描述通过上述方法播放光盘上记录的条形码的播放装置。该描述也将涉及生产率的提高。
图15是在前面(I)中描述的播放装置的方块图。
前半部(I)中，该装置作为读取在光盘反射膜上形成之标记位置的一种装置，但后面将其描述为条形码读取装置，即一种播放装置。以下仍将参照图15进行说明，这次集中描述解调操作。首先，通过低通滤波器(LPF滤波器)94从条纹信号输出中除去由凹坑产生的高频分量。
在DVD的情况下，有可能可以播放最大为14T的信号，其中T＝0.13微米。该例中，通过实验证实，采用图35(a)所示的二阶或三阶Chevihov低通滤波器，可以分离由凹坑产生的条纹信号与高频分量。即，采用二阶或高阶LPF具有能分离凹坑信号与条形码信号的效果，这样就保证了条形码的稳定播放。图35(b)表示当连续记录凹坑长度为最大14T的信号时所产生的模拟波形。
这样，通过采用二阶或高阶LPF943，在大体上除去凹坑播放信号后可以输出条纹播放信号；这样就保证对条纹信号的可靠解调。然而，如果如此解调的条纹信号的宽度(如图36(b)所示条纹信号宽度为15微米)小于微计算机的取样间隔宽度tm(见图36(c))，则条纹信号不能精确测定。例如，采用图36(b)所示的条纹信号，左侧的条纹信号位于微计算机取样间隔宽度的内部，因此不能测定。为了避免这一点，利用一种触发电路整形由读取条纹而获得的条纹信号，使信号宽度变得大于微计算机的取样间隔宽度tm，如图36(d)所示。图36(d)表示条纹信号宽度增加到宽度Bw后的波形。然后用来自微计算机的取样脉冲(见图36(c))检测整形的信号。这样就保证了对条纹信号的精确测量。
回过来参照图15，将对此作进一步的描述。以上述方法利用PE-RZ解调器942解调数字数据。然后将数据送到ECC译码器928进行纠错。即在去交织器928a中完成去交织，在RS译码器928b内进行里德-所罗门(Reed-Solomon)码计算进行纠错。
现在将简要描述生产节拍。
图33(a)表示根据本实施例在对条形码进行ECC编码后的数据结构。图33(b)表示根据本实施例当n＝1时在ECC编码后的数据结构。图33(c)表示根据本实施例的ECC纠错性能。
在本发明中，当条纹记录在光盘上时，利用图1所示的ECC编码器927完成图33(a)数据结构所示的交织和Reed-Solomon纠错编码。如图33(c)所示，采用这种纠错方法，在发生10-4误码率的情况下，读数误差在107＝一千万张光盘中仅有一张。在此数据结构中，为了减少码的数据长度，将相同的同步码分配到4行，将同步码的数量减少到原来的四分之一，由此提高效率。
以下进一步参照图33描述数据结构的可量测性。本发明中，记录容量例如可以在12B(12字节)至188B的范围内按16B的增量自由改变，如图34(c)的例子所示。即，如图33(c)所示，n可以在n＝1至n＝12的范围内改变。例如，如图33(b)和14(a)所示，在n＝1的数据结构中，仅有4个数据行951a、951b、951c和951d，后接ECC行952a、952b、952c、和952d。图14(a)是图33(b)的更详细的示意图。数据行951构成具有4B的EDC。图14(b)等效地作了表示。进行纠错编码计算，假定从951e至951z的数据行全都维持0。图14(c)和14(d)分别表示计算EDC和ECC的数学公式。这样，在图1的记录装置中用ECC编码器927对数据进行ECC编码，并作为条形码记录在光盘上。当n＝1时，具有12B的数据以51度以上的角度记录在光盘上。同样，当n＝2时，可以记录具有18B的数据；当n＝12时，可以把271B的数据以336度以上的角度记录在光盘上。本发明中，当数据量小于188B时，利用图14(c)和14(d)所示的EDC和ECC计算公式编码和译码该数据，进行计算时假定所有其余的比特都为0，由此用较小的记录容量存储该数据。这样可以缩短生产节拍。当如本发明那样进行激光微调时，上述可量测性具有重要的意义。尤其是，当在工厂进行激光微调时，缩短生产节拍很重要。采用一次微调一条条纹的慢速装置，将花费10秒以上的时间将几千条条纹记录到全部容量。生产每张光盘所需时间为4秒；如果必须记录全部容量，则生产节拍增加。另一方面，目前，光盘ID号将是本发明的主要应用区；该应用中，PCA区容量可以低至10B。如果记录271B，当仅有10B需要写入时，激光加工时间将增加到6倍，导致生产成本提高。本发明的可量测性实现了生产成本和生产时间的下降。
在图15所示的播放装置中，假定如图14(b)所示数据行951e至951z全部包含0，例如当如图33(b)所示n＝1时，ECC译码器928如图14(c)和14(d)所示完成EDC和ECC纠错计算；其结果是采用相同的程序可以对12至271B的数据纠错。该例中，程序步骤数减少，它允许在微计算机中采用小容量ROM。
此外，如图36所示，由每个条纹宽度所重现的脉宽小于一个脉冲周期的1/2。由于有3种不同的脉冲间隔1T、2T和3T，一条轨迹内所有条纹面积之和与该轨迹的总面积之比小于1/3。采用此种设计，在光盘的标准反射率为70％的情况下，条纹区的反射率为2/3，即约为50％。由于该数值对于聚焦控制已足够，故PCA区可以在通常的ROM光盘播放机上播放。
(F)接下来将参照附图描述上述条形码加密(包括数字特征符)一例，继之以描述该条形码的另一应用例。
(a)首先将参照图45通过实例描述条形码加密过程和播放过程。
如图45所示，采用ID发生器4502产生每张光盘所独有的ID4504号。同时，ID特征符部分4503采用与特定的公用键相应的特定密键将数字特征符加到ID号，由此，把所加的数字特征符4505及其相关的ID号4504一同作为一连串数据送到模压厂4501。该数字特征符利用具有公用键加密功能的密键加到在加密编码器4508中加密的ID号。将相应于该密键的公用键送到模压厂4501。在模压厂4501，利用PCA写入装置4507将ID号及其相应的数字特征符4505作为条形码记录在光盘的PCA区。该公用键预先记录在主盘上，即光盘的凹坑部分上。当把如此制作的光盘4506加到播放装置(播放机)4509时，从凹坑部分读出公用键，从PCA区读出ID号和附加到其的数字特征符，并用公用键解密。解密结果送到确认部分4511；作为确认结果，如果发现数字特征符数据为合法，允许继续光盘的播放操作。如果确认结果发现数字特征符数据为非法，则操作停止。如果数字特征符数据连同ID的普通文本记录在PCA区内，则对照该ID的普通文本检查破译的结果以观察它们是否匹配。如果仅有数字特征符数据记录在PCA区，则为确认进行误差检验。当用公用键密码加密数据时，如上所述，只有具有该密键的软件厂商才能发布新的ID号。因此，如果制作盗版光盘，相同号的加密ID将记录在每张光盘的PCA区；因此，此种盗版光盘的使用将受到极大的限制。原因是，在此情况下，通过采用网络保护可以防止非法采用具有相同号的软件。不用说，以上参照图45所述的方法也可应用于Internet(国际互联网)。
(b)以下将参照图46描述条形码的另一应用实例，作为另一方式的实施例。
该实施例与一个实例有关，其中，将通信期间采用的加密键作为上述条形码记录在PCA区。
如图46所示，模压厂4601以表格4602的形式保持每个ID号及其相应的加密键、具有公用键加密功能的公用键。在模压厂4601，采用PCA写入装置4603将ID号及其相应的公用键记录在光盘4604的PCA区4605。
接下来将描述购买此种成品光盘4604的用户如何在他的播放机上进行播放。例如考虑到想要观看光盘上记录的电影软件的一种情况。在用户播放光盘4604上含有的电影之前，他必须向系统管理中心4610付费，获得所提供的口令启动播放机。
首先，用户放置光盘4604。随着通信软件运行于个人计算机4606，播放PCA区等等并读出公用密键。当用户输入他的信用卡号和个人密码号时，加密编码器4607用公用密键加密输入的数据，被加密的数据通过通信信道4620传送到系统管理中心4610。在系统管理中心4610，通信部分4611从收到的数据中读普通文本里的ID号，并根据加密键表格4612，通过恢复对应于ID号的密键解密收到的数据。即，系统管理中心4610保持含有每个ID号的映射信息的加密键表格4612和对应于公用键的密键。根据从解密的数据恢复的用户的信用卡号和个人密码号，系统管理中心4610向用户收费，同时，向用户提供口令。该口令对应于光盘4604上包含的光盘ID以及用户指定的电影或计算机软件。采用如此提供的口令，用户可以播放所需的电影或安装所需的计算机软件。
由于公用键可以作为条形码预先记录在光盘上，本实施例的方法能有效节省以前的系统所需的时间和劳力，而以前的系统要求系统管理中心单独将公用键送到用户那里。此外，即使通信密键(公用键)送到未采取特定安全措施的模压厂，仍可维持安全性。再者，由于不同的公用键用于每张独特的光盘，如果一张光盘即一位用户的安全性被破坏，其他用户的安全性仍可得到保护。此外，对不同的光盘采用不同的公用键可有效地降低第三方发出售非法定单的可能性。如果通信公用键记录在主盘上，将不可能防止第三方发出非法的定单。在图46的例子中，公用键用作通信键，但所幸如采用密键可以获得相同的效果。然而，在此情况下，安全性的程度稍不如采用公用键的时候。不用说，在Internet网络中也可以采用参照图46所述的方法。
参见图22，现在将详细描述通过参照图46描述的网络用一个口令解扰频和解密数据的方法。在图22的流程图中，步骤901a，首先由光盘上的软件校验扰频识别符以观看该识别符是否为ON。如为ON，过程进入步骤901b；如果软件未扰乱，允许继续安装。另一方面，如回答为“是”，步骤901b校验软件是否扰乱；如是，在步骤901c连接到个人计算机网络，继之以步骤901d，用户输入用户ID和软件ID。步骤901c，如有驱动ID，则在步骤901f将驱动ID数据发送到口令发布中心。在确认付费后，步骤901g，口令发布中心利用副密键对驱动ID和软件ID上进行加密计算，并产生一个口令送到用户。然后，过程进入步骤901h。用户一头的个人计算机通过副密键计算该口令，并将它与驱动ID比较。如结果为OK，过程进入步骤901n，在这里解开软件扰频或加密。
回到步骤901e，如果回答为“NO”，步骤901h校验是否有光盘ID。如有光盘ID，步骤901i将光盘ID数据传送到口令发布中心。在确认收费后，步骤901j，口令发布中心利用副密键对光盘ID和软件ID进行加密计算，并产生一个口令送到用户。步骤901m，用户一头的个人计算机通过副公用键计算该口令，并将其与驱动ID比较。如结果为OK，过程进入步骤901n，解开软件扰频。
这样，通过用光盘ID经网络与口令发布中心通信，可以解开光盘上的软件扰频或加密。在本发明的光盘ID的情况下，由于ID因各张光盘而改变，故口令也不同；这将有效地提高安全性。图22中，省去了密码文本通信，但诸如图46所示，在步骤901i和901j进行的通信期间，通过用PCA区中记录的公用键加密数据，可以进一步提高通信期间的数据安全性。这将有效地确保经诸如安全程度较低的Internet之类的通信手段，安全地发送个人帐单信息。
现在将结束对前半部(I)和后半部(II)的描述，并描述涉及从光盘制造到播放机的播放操作的过程。
(A)现在将描述低反射率部分的地址表，它是低反射率部分的位置信息表。
(a)在工厂的反盗版标记形成过程中随机形成激光标记。按此种方式形成的激光标记在物理特征上可相同。在下一个步骤中，以DVD为例，用0.13微米的分辨率测量每张光盘上形成的低反射率部分584，以构成图13(a)所示的低反射率部分地址表609。图13(a)表示低反射率部分地址表等等，用于根据本实施例制造的合法CD，图13(b)涉及非法复制的CD。利用诸如图18所示的单向函数加密低反射率部分地址表609，在第二反射层形成步骤中，在光盘最内部的条形码一类图形内记录除去了反射层的一串低反射率部分584c至584e，如图2所示。图18是一个流程图，它表示用于加密的采用单向函数的光盘检验程序。如图13所示，合法CD和非法复制的CD分别具有低反射率部分地址表609和609x，它们实际上是相互有别的。如前所述，造成这种区别的一个因素在于无法做到物理特征上相同的激光标记。另一个因素在于，如主盘不同，预先分配到光盘的扇区地址也不同。
参见图13，以下将描述合法光盘与盗版光盘之间的标记位置信息有何不同。此图表示一个组合了上述两种因素的例子。在所示的例子中，一张光盘上形成两个标记。以合法CD为例，如地址表609所示，标记号为1的第一标记位于离逻辑地址A1的扇区起始点为第262的时钟位置。以DVD为例，一个时钟等于0.13微米，并用该精度进行测量。另一方面，以盗版CD为例，第一标记位于地址为A2的扇区中的第81个时钟位置，如地址表609x所示。通过检测合法光盘与盗版光盘之间第一标记位置的区别，即可识别盗版光盘。
同样，第二标记的位置也不同。为了使该位置信息与合法光盘的位置信息匹配，必须使地址为A1的扇区中第262位置的反射膜在形成时具有一个时钟单元即0.13微米的精度；否则盗版光盘不能运行。以图16为例，合法光盘和非法复制光盘分别具有低反射率部分地址表609和609x，如图17所示它们的数值是不同的。以合法光盘为例，在标记1后面的轨迹中，起始和结束位置分别为m+14和m+267，如图16(8)所示，而非法复制光盘则分别为m+24和m+277，如图16(9)所示。因此，如图17所示，低反射率部分地址表609和609x内的相应数值不同，这样就可以区分复制光盘。如果非法厂商想要复制具有低反射率部分地址表609的光盘，它们将必须进行具有图16(8)所示重放时钟信号之分辨率的精密的激光微调操作。
如图20(5)所示，表示重放光信号之外的PLL重放时钟信号的波形，以DVD光盘为例，当转换到光盘上的一段距离时，一个重放时钟脉冲的周期T，即光盘上的一个脉冲间隔为0.13微米。因此，为了制作非法复制光盘，必须用0.1微米的亚微米分辨率除去反射膜。实际上，当采用为光盘而设计的光学头时，可以以亚微米分辨率在诸如CD-R的记录膜上进行记录。但在此情况下，重放波形将如图9(c)所示，除非除去反射膜，否则不能获得如图9(a)所示的清晰波形824。
(b)通过除去反射膜批量生产盗版光盘的第一种方法可以是采用高输出激光诸如YAG激光器进行激光微调。按目前的技术状态，即使是最高精度的机器，激光微调也只能达到几微米的加工精度。可以说，在半导体掩模校正的激光微调中，1微米已是极限的加工精度。这意味着按批量生产规模难以达到0.1微米的加工精度。
(c)第二种方法，目前众所周知的加工VLSI半导体掩模的X射线曝光设备和离子束加工设备作为设备，它可以达到亚微米数量级的加工精度，但此种设备非常昂贵，再者，它要花费许多时间来加工一张光盘，如果每张光盘都采用此种设备加工，则每张光盘的成本将极高。因此，目前其成本将高于大多数合法光盘的零售价，故制作盗版光盘将得不偿失且毫无意义。
(d)如上所述，采用涉及激光微调的第一种方法，难以达到亚微米的加工精度，因此，难以批量生产盗版光盘。另一方面，采用第二种方法，应用诸如X射线曝光之类的亚微米加工技术，每张光盘的成本如此之高，从经济的观点来看制作盗版光盘已毫无意义。因此，在将来用于批量生产的廉价亚微米加工技术变成现实的那一天到来之前，可以有效地防止非法复制光盘的制作。由于实际实施该技术还有很多年，故可以防止盗版光盘的生产。在双层光盘的情况下，由于低反射率部分形成于每一层上，如图33所示，除非在层叠时用极高的精度对准顶部和底部上的凹坑，否则就不能制作非法复制光盘，由此可有效地防止盗版。
(B)接下来将描述如何才能规定光盘上低反射率部分的设置角。
本发明中，通过反射层对准机理，即通过单独的低反射标记提供防盗版的效力。在此情况下，即使主盘被复制防盗版也有效。
然而，通过在主盘将其与防盗版技术组合，可以进一步提高其效力。如果按图13(a)的表532a和表609所示规定光盘上低反射率部分的设置角，即使是主盘上每个凹坑的设置角，非法厂商也必须复制。这将增加盗版光盘的成本，由此提高了制止盗版的能力。
(C)以下将进一步描述读取双层层叠光盘的非反射光学标记部分的操作，集中在未涉及前述操作原理的方面。
即，如图16所示，在标准DVD的情况下，采用常规的播放机可以精确地以1T单位的分辨率，即0.13微米的分辨率测量起始位置地址数、帧数和时钟数，由此而精确测量本发明的光学标记。图20和21表示图16所示的光学标记地址读取方法。由于其操作原理与图16所示的相同，故不再对图20和21中的信号(1)、(2)、(3)、(4)和(5)进行说明。
以下给出图16与图20和21之间的相应性，图16表示检测CD上低反射率部分位置的检测操作的原理，图20和21则针对DVD。
图16(5)对应于图20(1)和21(1)。图16(6)的重放时钟信号对应于图20(5)和21(5)所示的时钟信号。图16(7)的地址603对应于图20(2)和21(2)所示的地址。
图16(7)的帧同步604对应于图20(4)和21(4)所示的帧同步。图16(8)的起始时钟数605a对应于图20(6)的重放通道时钟数。图20(7)和21(7)中，采用6位标记长度压缩数据替代图16(7)中的结束时钟数606。
如前所述，CD与DVD之间的检测操作基本上相同。第一个区别在于包括图20(7)所示一位标记层识别符603a，用以识别低反射率部分是单层型还是双层型。如前所述，双层DVD结构提供了较大的反盗版效果。第二个区别在于因线性记录密度接近两倍那么高，重放时钟的1T像0.13微米那样短，它提高了检测位置信息的分辨率，并提供了较大的反盗版效力。
图20所示是来自双层光盘中第一层的信号，该双层光盘具有两个反射层。信号(1)表示检测第一层上光学标记的起始位置时的情况。图21表示来自第二层之信号的情况。
为了读取第二层，图15的第一/第二层转换部分827将转换信号送到聚焦控制部分828，后者控制聚焦驱动部分829，将聚焦从第一层转换到第二层。从图20可见，标记在地址(n)里，通过用计数器计数帧同步信号(4)，发现标记在帧4内。从信号(5)可见PLL重放时钟数，并获得信号(6)所示的光学标记位置数据。采用该位置数据，在常规的消费类DVD播放机上可以用0.13微米的分辨率测量光学标记。
(D)以下将进一步描述与双盘层叠光盘有关的附加内容。
图21表示附属于第二层上形成的光学标记的地址位置信息。由于激光通过图7中步骤(6)所示的同一个孔穿过第一层和第二层，故第一反射层802上形成的非反射部分815与第二反射层825上形成的非反射部分826的形状是相同的，这可从图47的透视图中可见。本发明中，在透明基片801和第二基片803层叠在一起以后，施加的激光穿通至第二层，在其上形成相同的标记。此时，由于第一层与第二层之间的凹坑的坐标设置不同，且由于当将它们层叠在一起时第一层与第二层之间的定位关系是随机的，故在第一层与第二层之间形成标记的凹坑位置是不同的，从每一层得到完全不同的位置信息。对该两种位置信息加密以产生反盗版光盘。如企图非法复制该光盘，将必须用大约0.13微米的分辨率对准这两层上的光学标记。如前所述，在目前的技术条件下，不可能通过用0.13微米的精度，即0.1微米数量级的精度对准光学标记与凹坑而复制光盘，但也有可能在将来商业上实施该批量生产技术，按低成本用0.1微米的加工精度微调大量单层光盘。即使如此，由于在双层层叠盘800的情况下顶盘和底盘同时被微调，故两张光盘层叠在一起时，凹坑位置与光学标记必须用几微米的精度对准。然而，其次，由于聚碳酸酯基片的温度系数等等原因，要用这样的精度层叠光盘是不可能的。当通过使激光穿通双层光盘800形成光学标记时，所产生的反盗版标记极难复制。这样就提供了更高的反盗版效力。由此完成具有反盗版机理的光盘。作为防盗版应用，在单片盘的光盘加工与激光切割加工不能分开的情况下，作为整个激光切割加工的加密过程和包括加密密键的过程都必须在光盘制造厂进行。这意味着，在单片盘的情况下，保存在软件公司的加密密键必须送到光盘制造厂。这样就大大降低了加密的安全性。另一方面，根据对层叠光盘进行激光加工的方法，它构成了本发明的一个方面，该激光微调过程完全可以与光盘制作过程分离开来。因此，激光微调和加密操作都可以在软件开发商的工厂完成。由于软件开发商保存的加密键无需送到光盘制造厂，故加密键可以继续在软件开发商的安全监护下。这样就大大增加了加密的安全性。
(E)如上所述，在本发明中，合法制造商通过用加工精度为几十微米的通用激光微调装置加工光盘，可以制作合法光盘。尽管需要0.13微米的测量精度，通过消费类DVD播放机包含的常规电路就可以实现。通过用加密密键加密测量结果，可以制造合法光盘。即，合法厂商仅需具有密键和测量精度为0.13微米的测量装置，而所需的加工精度低两至三个数量级，即为几十微米。这意味着常规的激光加工装置也能采用。另一方面，无密键的非法厂商将必须直接复制记录在合法光盘上的加密信息。这意味着必须用0.13微米的加工精度形成与加密位置信息，即合法光盘上的位置信息对应的物理标记。即，必须用加工精度比合法厂商所用加工装置高两个数量级的加工装置来形成低反射标记。即使在可预测的未来，用提高两个数量级的精度，即，0.1微米的精度进行大量生产，在技术上和经济上也是很难的。这意味着在DVD的标准寿命期间，可以有效地防止盗版光盘的生产。本发明的一个方面是披露这样一种事实，即测量精度通常比加工精度高几个数量级。
在CLV的情况下，上述方法披露了这样一个事实，即如前所述，各主盘的地址坐标设置相互不同。图48表示实际CD上地址位置的测量结果。通常，有两类主盘，一类是通过以恒定转速，即恒定角速度(CAV)旋转电动机而记录，另一类是通过用恒定的线性速度(CLV)旋转光盘而记录。以CAV光盘为例，由于逻辑地址位于光盘上的预定角度位置，不管制造多少主盘，位于光盘上的逻辑地址及其实际角度位置是精确地相同的。另一方面，以CLV光盘为例，由于仅控制线性速度，主盘上逻辑地址的角度位置是随机的。从图48对实际CD的逻辑地址位置的测量结果来看，即使采用相同的主控装置记录精确相同的数据，各光盘的跟踪节距、起始点以及线性速度仍稍有变化，这些误差累积起来导致不同的实际位置。图48中，分别用白圆点表示第一主盘上每个逻辑地址的位置，用黑圆点和黑三角表示第二和第三主盘上的位置。可见，每次制作主盘时，逻辑地址的实际位置都改变。图17表示作为比较的用于合法光盘和非法复制光盘的低反射率部分地址表。
以上描述了在主盘方面防盗版的方法。即，如图48所示，当采用主盘装置根据相同的逻辑数据制作CLV记录的主盘，诸如CD或DVD时，光盘上每个凹坑的实际位置在主盘，即在合法光盘与盗版光盘之间有变化。该方法通过其独特的优点，可以从合法光盘中区别盗版光盘。主盘级的防盗版技术可以在逻辑级防止仅从合法光盘上简单地复制数据制作的盗版光盘。然而，近年来已经发现盗版厂商配备了更先进的技术，它们通过熔化合法光盘的聚碳酸酯基片来制作其物理特征与合法光盘相同的主盘复制品。在此情况下，主盘级的防盗版方法将无效。为了防止这种盗版光盘生产的新威胁，本发明设计了反射层级的防盗版方法，其中，把标记形成于反射膜上。
根据本发明的方法，即使光盘由主盘压制，通过在反射膜形成过程中除去一部分反射膜，使标记形成于由母盘压制的每张光盘上。结果，所产生的低反射标记的位置和形状每张光盘都不同。采用通常的工艺，要用亚微米的精度部分除去反射膜几乎不可能。由于复制本发明的光盘成本上不合算，故提高了防复制的效力。
图19表示采用低反射率部分的地址表检测复制CD的流程图。检测光学标记所需的延迟时间仅因所用重放装置的光学头和电路设计而稍有变化。该延迟时间TD电路可以在设计阶段或批量生产时设计。通过测量时钟数，即帧同步信号的时间，可以获得光学标记位置信息。由于电路延迟时间的影响，光学标记位置信息的检测数据可能引起误差。结果，合法光盘可能被误判为盗版光盘，使合法用户不安。以下将描述降低该电路延迟时间TD之影响的方法。此外，购买后在光盘上造成的擦伤可能引起重放时钟信号的中断，在光学标记位置信息的测量中引起几个时钟的出错。为了解决这个问题，在光盘上记录容差866和合格计数867，如图20所示，在重放时根据实际情况允许某种程度的测量值容差，当达到合格计数867时即允许重放操作；可以由版权拥有者在光盘出厂之前控制因光盘上的表面擦伤而允许的误差界限。这将参照图19描述。
图19中，步骤865a重放光盘，从本发明的条形码记录部分或凹坑记录部分恢复加密的位置信息。步骤865b，进行解密或特征符确认，步骤865c，恢复一串光学标记位置信息。接下来，如果重放电路的延迟时间TD存储在图15所示的重放装置内的电路延迟时间存储部分608a，则在步骤865h读出TD，过程进入步骤865x。如果TD未存储在重放装置，或者测量指令记录在光盘上，过程进入步骤865d，进入基准延时测量子程序。当测得地址Ns-1时，发现下一地址Ns的起始位置。对帧同步信号和重放时钟计数，步骤865f，检测基准光学标记。步骤865g，测量并存储电路延时TD。该操作与以下将参照图16(7)所述的操作相同。步骤865x，测量位于地址Nm内的光学标记。步骤865i，865j，865k和865m，像步骤865d，865y，865f和865y那样，用一个时钟单位的分辨率检测光学标记位置信息。接下来，步骤865n进入盗版光盘检测子程序。首先，校正电路延时TD。步骤865p，如图20所示，读取记录在光盘上的容差866，即tA和合格计数867，以检验步骤865g测量的位置信息是否落在容差tA内。如果步骤865r该结果为OK，则在步骤865s检验所检验的标记计数是否已达到合格计数。如结果为OK，则在步骤865u判断光盘为合法光盘，并允许重放。如合格计数仍未达到，则过程返回步骤865z。如步骤865r该结果为否，则步骤865f检验误差检测计数是否小于NA，且仅当结果为OK时，过程才返回步骤865s。如不为OK，步骤865v判断该光盘为非法光盘，操作停止。如上所述，由于重放装置的电路延时TD存储在IC ROM内，可用更高的精度获得光学标记位置信息。此外，通过为每个光盘上的软件设置容差866和合格计数，可以根据实际情况改变检测盗版光盘的标准，以容许出厂后光盘上的擦伤。其效果就是降低合法光盘被误判为非法光盘的概率。
如以上实施例所述，反射层级的防盗版方法在光盘上的反射膜的预留凹坑区中形成了物理标记，以替代以前在母盘级的实际物理标记。这样，即使光盘在母盘级复制，也可以防止盗版光盘的生产。
在上述实施例中，采用一种新的光盘记录装置，它利用激光器完成双盘层叠光盘上的二次记录。第一步，随机形成物理标记，第二步，用0.13微米那样高的测量精度测量物理标记。第三步，用二次记录装置加密其位置信息，用通常加工精度的几十微米的精度将加密的信息作为条形码记录在光盘上。这样，用远远高于常规装置加工精度的例如0.1微米的精度获得光学标记位置信息。由于这种光学标记不能用市售的设备用0.1微米的精度形成，故可以防止盗版光盘的复制。
在上述实施例中，本发明的反盗版标记的位置信息每张光盘是不同的，它作为一个光盘识别符。位置信息和光盘序号即光盘ID组合在一起，并用数字特征符加密；由此加密的信息转换为条形码并以重写方式写入预留凹坑区的指定区域，由此将不可变更的光盘ID附加到每张光盘。
由于每张完成的光盘具有不同的ID，故口令也不同。一张光盘所用的口令不适用于其它的光盘。这样就提高了口令的安全性。此外，采用本发明的二次记录技术，口令二次记录在光盘上，永久地使光盘为可操作的光盘。
前半部主要涉及条形码的一种应用方式，其中，条形码用作防盗版光盘的方法。如图2所示，该例中，条形码(条纹)584c-584e写在预留凹坑区的指定区域(条纹区)；因此，跟踪在该指定区域受到扰乱。如果如图2所示，由激光形成的标记584形成于记录条形码584c-584e的指定区域内，则难以精确测量标记的地址/时钟位置。为了避免此问题，如图39所示，如果标记941形成于其半径位置不同于条纹区923a的半径位置的一个凹坑区941a内，则用一个时钟的精度可以稳定地测量标记941的位置，如图20(5)所示。其结果是能够更稳定地识别盗版光盘。
此时，如图39所示，通过形成仅仅破坏几条轨迹的小孔，不仅可以使误差减至最小，而且在目前的标准范围内可以实现防盗版。
同样，标记941可以记录在如图30所示的保护带区域999内。由于保护带区域999不包含数据而是包含地址信息，其结果可以通过记录标记941，避免破坏已经记录的数据。
本发明的光盘采用此种结构，其中，反射膜直接或间接地夹在两片之间阻挡激光，并通过激光在反射膜上形成标记。上述实施例涉及这样的例子，其中该结构用于条形码等等的二次记录以及防盗版技术，但显然此种结构也可应用于其它技术。在上述实施例中，通过用插入其间的粘合层层叠两片基片制成本发明的光盘。然而，该粘合层可以省略，或由其它不同材料制成的层诸如保护层替代；即只要反射膜直接或间接地夹在两层之间阻挡激光，任何合适的结构都可采用。此外，在上述实施例中，所述本发明的光盘包括层叠在一起的基片，但诸如保护层之类的层也可采用；即对激光有阻挡作用的任何层都可采用。
如上所述，根据本发明，由于把专用于每张光盘的ID例如转换为条形码并以重写方式写入原始的凹坑区，故通过同一个光学头都可读取凹坑数据和条形码数据。其结果例如可以简化播放装置的结构。
此外，通过使标记位置信息条形码化并用作光盘独特的ID，与现有技术相比，本发明大大改善了对盗版光盘和其它非法复制光盘的防止能力。现有技术的防盗版技术例如采用这样一种方法，即在制作光盘模型时，故意按迂回的形式设置凹坑。由于可精确地根据合法光盘复制模型的形状而容易地制作盗版光盘，这种现有技术的方法不能有效地防盗版。另一方面，根据本发明，由于标记通过激光形成于反射膜上，且它的位置信息按条形码编码，故在进行非法复制时，其内容不能一致。这样就取得了上述效果。
工业应用性
如上所述，本发明的光盘上用CLV记录数据，其中，在所述光盘上的预留凹坑信号区的指定区域，通过有选择地除去所述指定区域内的反射膜，以重写方式写入全部或部分条形码，当采用重放装置播放光盘时，可以用相同的光学头重现条形码数据。

Claims (35)

1.一种其上用CLV记录数据的光盘，其特征在于，通过在所述指定区域有选择地除去反射膜，在所述光盘的预留凹坑信号区域的指定区域内用叠写形式写入全部或部分条形码。
2.如权利要求1所述的光盘，其特征在于，提供一个控制数据区用于保持与所述光盘有关的物理特征信息，在所述控制数据区记录一个表示所述条形码存在或不存在的标识符。
3.如权利要求2所述的光盘，其特征在于，未记录数据的防护频带区域设置在所述控制数据区与所述预留凹坑信号区的所述指定区域之间。
4.如权利要求1所述的光盘，其特征在于，所述条形码以如此方式形成，即在一个指定时隙内不能存在两个或多个条形码信号。
5.如权利要求1所述的光盘，其特征在于，所述条形码包括至少含有单独提供给所述光盘的ID信息的数据。
6.如权利要求5所述的光盘，其特征在于，所述条形码包含的数据除了所述ID信息以外，还包括具有对应于所述ID信息的一种共用键加密功能的共用键，所述共用键用以加密指定数据，所加密的指定数据被发送到外部用户，以从所述外部用户获得再现所述光盘所需的口令。
7.如权利要求5所述的光盘，其特征在于，所述ID信息被加密或附加一个数字特征符。
8.如权利要求7所述的光盘，其特征在于，当把加密或数字特征符加到所述ID信息时，采用一种具有共用键加密功能的密键。
9.如权利要求1至8任一所述的光盘，其特征在于，所述光盘由两个层叠在一起的光盘基盘构成。
10.一种光盘条形码形成方法，其特征在于，利用一种矩形掩模使来自光源的脉冲激光器的光成为一种矩形光束图形，所述矩形光束图形聚焦在其上记录数据的光盘的指定半径部分内的预留凹坑信号区的反射膜上，同时，使所述光盘旋转，由此在所述反射膜上相同半径部分内形成多个矩形的反射膜去除区域作为条形码。
11.如权利要求10所述的光盘条形码形成方法，其特征在于，所述光盘包括用以保持与所述光盘有关的物理特征信息的控制数据区，用以表示所述条形码存在或不存在的标识符记录在所述控制数据区。
12.如权利要求11所述的光盘条形码形成方法，其特征在于，所述条形码按这样一种方式形成，即两个或多个条形码信号不能在一个指定时隙内产生。
13.如权利要求10至12任一所述的光盘条形码形成方法，其特征在于，所述光盘由两个层叠在一起的光盘基盘构成。
14.一种光盘重放装置，其特征在于，通过对电动机采用一种旋转相位控制，重放由光盘上形成的凹坑所记录的记录区的记录内容，而通过对所述电动机采用一种旋转速度控制，重放不同于所述记录区的不同记录区的记录内容，该记录内容是通过在所述不同记录区的反射膜上有选择地形成低反射率部分而记录的，所述记录区的记录内容和所述不同记录区的记录内容都是采用同一个光学头重放的。
15.如权利要求14所述的光盘重放装置，其特征在于，在所述不同记录区不执行轨迹控制。
16.如权利要求14所述的光盘重放装置，其特征在于，在所述不同记录区有效执行轨迹控制。
17.如权利要求16所述的光盘重放装置，其特征在于，旋转速度是施加所述旋转相位控制时在所述不同记录区内应当达到的旋转速度。
18.如权利要求14所述的光盘重放装置，其特征在于，根据对所述不同记录区内最小长度凹坑的测量获得的结果，使按所述旋转速度控制的所述电动机的旋转速度维持在一个指定值。
19.如权利要求14所述的光盘重放装置，其特征在于，所述低反射率部分是有选择地除去所述反射膜所形成的条形码。
20.如权利要求14所述的光盘重放装置，其特征在于，所述低反射率部分为条形码，所述不同记录区也是用凹坑记录内容的这种区域，当重放所述不同记录区的记录内容时，通过低通滤波器减小或滤除在所述不同记录区形成的所述凹坑重放期间所产生的高频分量信号，由此可以从所述条形码中分离要重放的信号。
21.如权利要求14所述的光盘重放装置，其特征在于，所述低反射率部分为条形码，当重放所述不同记录区的记录内容时，使读取所述条形码所获得的信号的宽度增加到指定的宽度，然后用控制部分的抽样脉冲测量。
22.如权利要求14至21任一所述的光盘重放装置，其特征在于，所述光盘由层叠在一起的两个光盘基盘构成。
23.如权利要求14所述的光盘重放装置，其特征在于，所述光盘包括控制数据区，用以保持与所述光盘有关的物理特征信息，表示所述条形码存在或不存在的标识符记录在所述控制数据区。
24.如权利要求23所述的光盘重放装置，其特征在于，在读取所述控制数据区的记录内容和判断所述条形码的存在或不存在之后，判断光学头应当移到所述光盘的内部还是外部。
25.一种标记形成装置，其特征在于包括：
将标记加到盘片上所形成的反射膜上的标记形成装置；
测定所述标记位置的标记位置测定装置；以及
位置信息写入装置，将至少所述测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息转换为条形码，并有选择地除去所述反射膜，以将所述条形码写到在其上用CLV记录数据的光盘，其中，全部或部分所述条形码以叠写形式写到所述光盘上的预留凹坑信号区的指定区域。
26.如权利要求25所述的标记形成装置，其特征在于，所述光盘由两个层叠在一起的光盘基盘构成。
27.如权利要求25所述的标记形成装置，其特征在于，所述位置信息写入装置包括对至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息进行加密的加密装置，由此将加密的内容写入到所述光盘。
28.如权利要求25所述的标记形成装置，其特征在于，所述位置信息写入装置包括数字特征符装置，将数字特征符加到至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息，写入至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息的装置，将与所述数字特征符结果有关的信息写入所述光盘。
29.一种重放装置，其特征在于包括：
位置信息读取装置，读取某标记的位置信息或与所述位置信息有关的信息，所述位置信息或所述信息如此形成，(1)将标记加到光盘上形成的反射膜上，(2)检测标记的位置，(3)将测得的位置信息或所述信息转换为条形码，(4)通过有选择地除去所述反射膜，将条形码写在用CLV记录数据的所述光盘上；
标记读取装置，读取与所述标记的物理位置有关的信息；
比较/判断装置，利用由所述位置信息读取装置读得的结果和由所述标记读取装置读取的结果进行比较和判断；以及
重放装置，根据由所述比较/判断装置作出的比较和判断结果，重放记录在所述光盘上的数据，
其中，全部或部分所述条形码以叠写方式写入所述光盘的预留凹坑信号区的指定区域。
30.如权利要求29所述的重放装置，其特征在于，通过位置信息写入装置将至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息写入所述光盘。
31.如权利要求30所述的重放装置，其特征在于，所述位置信息写入装置包括用以加密至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息的加密装置，以及
所述位置信息读取装置包括对应于所述加密装置的解密装置，通过所述解密装置对所述加密的位置信息或与所述位置信息有关的信息进行解密。
32.如权利要求30所述的重放装置，其特征在于，所述位置信息写入装置包括数字特征符装置，将数字特征符加到至少测得的位置信息或与所述位置信息有关的信息，并将与所述数字特征符应用结果有关的信息写到所述光盘，
所述位置信息读取装置包括：
对应于所述数字特征符装置的鉴别装置，以及
位置信息提取装置，所述位置信息从所述鉴别装置进行的鉴别过程和/或从与所加的数字特征符结果有关的所述信息获得，当所述鉴别装置产生表示所述鉴别结果为正确的输出时，所述比较/判断装置利用由所述位置信息提取装置获得的位置信息以及由所述标记读取装置读取的结果进行比较和判断，当未产生表示正确的所述输出时，不进行重放。
33.一种制造光盘的方法，它包括以下步骤：
形成至少一个光盘；
为所述形成的光盘形成反射膜；
将至少一个标记加到所述反射膜；
检测所述标记的至少一个位置，以及
加密所述测得的位置信息并将所述加密的信息写入所述光盘，
其中，当进行加密和写入时，至少将所述加密的信息转换为条形码，通过在用CLV记录数据的所述光盘上有选择地除去所述反射膜写入所述条形码，并以叠写方式将全部或部分的条形码写入所述光盘的预留凹坑信号区的指定区域。
34.一种制造光盘的方法，其特征在于包括以下步骤：
形成至少一个光盘；
为所述形成的光盘形成反射膜；
将至少一个标记加到所述反射膜；
检测所述标记的至少一个位置，以及
将数字特征符加到所测位置信息并写入所述光盘，
其中，当加入所述数字特征符和写入时，至少将所述数字特征符的结果转换为条形码，通过在用CLV记录数据的所述光盘上有选择地除去所述反射膜写入所述条形码，并以叠写方式将全部或部分的条形码写入所述光盘的预留凹坑信号区的指定区域。
35.一种光盘，其特征在于，通过激光照射到所述光盘的反射膜形成一种标记，所述光盘保持其上所写的数据，至少对所述标记的位置信息或与所述位置信息有关的信息加密或附加数字特征符，将至少所述加密的信息或附加的数字特征符信息转换为条形码，并通过在用CLV记录数据的所述光盘上有选择地除去所述反射膜写入所述条形码，并以叠写方式将全部或部分的条形码写入所述光盘的预留凹坑信号区的指定区域。
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Application publication date: 19980218

Assignee: China Hualu Group Ltd.

Assignor: Blue light United Co., Ltd.

Contract record no.: 2015990000016

Denomination of invention: Optical disk, optical reocorder, optical reproducing device, encrypted communication system, and authorzing system for use of program

Granted publication date: 20040616

License type: Common License

Record date: 20150108

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Granted publication date: 20040616

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