CN1639734A - 包括集成电路的记录载体 - Google Patents

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Abstract

本发明的记录载体包括用于存储信息的第一区域3和具有集成电路4’的第二区域4。集成电路具有发射附加信息的发射装置和接收用于集成电路的电源的信号的装置，该接收装置包括一光电二极管。该集成电路还包括用于控制发射装置所发射的频率的频率的控制装置。本发明还涉及一种用于读出记录载体的设备和一种集成电路。

Description

包括集成电路的记录载体
本发明涉及一种记录载体，它具有用于存储信息的第一区域和包括一集成电路的第二区域，其中在该集成电路中集成有用于发射附加信息的发射装置和用于接收用于集成电路电源的电源信号的接收装置，该接收装置包括光敏传感器。本发明还涉及用于读出记录载体的设备和一集成电路。
在开始段落中所描述的类型的纪录载体、设备和集成电路已经在未公开PCT专利申请WO/EP01/09628(NL010233)(申请日2001.8.13)中被描述。该专利申请将被引用结合在本申请中。
本发明的一个目的是改进该记录载体、设备和集成电路。
为了这一目的，本发明的记录载体包括一集成电路，该集成电路包括用于控制发射装置所发射的频率的频率控制装置。为了实现这一目的，本发明的设备还包括用于控制由发射装置所发射的频率的频率控制装置。为了实现这一目的，集成电路还包括用于控制由发射装置所发射的频率的频率控制装置。
本发明人已经认识到，可以很方便地控制由集成电路上的发射装置所发射的附加信息的频率。这种控制可以由外部执行，即在用于读出记录载体的设备中执行，也可以在内部执行，即在该记录载体的集成电路中执行。发射装置所发射的附加信息的频率取决于用于制造集成电路的处理的公差和流过该光电二极管中的电流。对由发射装置发射的附加信息的接收还可能受到出现的频率干扰的影响，这些频率干扰例如存在于播放记录载体的播放器中。
在根据本发明的记录载体的最佳实施例中，频率控制装置包括由光敏传感器直接供电的发射装置。在根据本发明的记录载体的另一最佳实施例中，接收装置包括用于检测电源信号的平均光功率的检测装置，且发射装置包括用于根据所检测到的平均光功率来调谐发射频率的调谐装置。
这些实施例的优点在于可以利用相对简单和低成本的元件来实现频率控制装置。例如，通过监视简单光电二极管的读出信号可以检测出平均光功率。
在根据本发明的设备的最佳实施例中，频率控制装置包括用于产生控制信号的装置，该控制信号设定所需发射频率ftransmit，desired。在根据本发明的设备的另一最佳实施例中，利用频率误差ferror产生控制信号，该频率误差ferror等于ftransmit-ftransmit，desired。
这些实施例的优点在于控制信号用于很容易地修改设备的操作条件。
在根据本发明的集成电路的最佳实施例中，频率控制装置包括由光敏传感器直接供电的发射装置。在根据本发明的集成电路的另一最佳实施例中，接收装置包括用于检测电源信号的平均光功率的检测装置，且发射装置包括用于根据所检测到的平均光功率来调谐发射频率的调谐装置。
现有技术中已知具有集成电路或芯片的光盘。美国专利US5862117公开一种具有芯片的光盘，其中该光盘具有与芯片通信的天线，从而实现芯片和位于光盘播放器中的接收机之间的通信。除了芯片和天线，光盘还具有将线圈的匝与芯片连接的连接电路。这样使得该光盘的制造复杂而且昂贵。
德国专利公开出版物DE19506313A1公开一种具有芯片的光盘，其中利用光盘播放器的驱动机构中的设备来提供该芯片所需的能量。该光盘具有序列排列的光电二极管和LED，它们都可以与芯片通信。该设备还具有序列排列的光电二极管和LED。芯片和该设备之间的能量供应和通信可以由这些光电二极管和LED来保证。由于除了芯片以外，光盘还包括序列排列的光电二极管和LED，因此使得光盘的制造变得更为复杂和昂贵。
US专利US5652838公开一种具有芯片的CD-ROM，其中该CD-ROM包括光敏传感器。该CD-ROM还包括用于芯片电源的电池。由于除了芯片和电池之外，CD-ROM还包括多个光敏传感器和用于将这些传感器连接到芯片的连接器，因此该光盘的制造变得更为复杂和昂贵。
本发明的这些和其它方面将从下面实施例的描述中变得显而易见。
在附图中：
图1示出根据本发明的记录载体；
图2示出根据本发明的读出设备；
图3示出根据申请号为WO/EP01/09628的未公开PCT专利申请的系统的实施例；
图4示出根据本发明用于读出记录载体的设备的实施例；
图5示出根据本发明用于读出记录载体的设备的最佳实施例；
图6示出根据本发明用于读出记录载体的设备的另一最佳实施例；
图7示出根据本发明的集成电路的实施例；
图8示出根据本发明的集成电路的另一实施例。
在不同图中的对应元件都使用相同的附图标记。
图1示出具有中心孔2和轨道3的同心记录载体1，它可以包含信息。该轨道3以螺旋形或同心图案分布，并包含用于存储信息的第一区域。在记录载体1上还存在第二区域4，该第二区域包含具有发射装置和接收装置的集成电路，用于发射和接收附加信息。关于适当的发射装置和接收装置，可以参照图3及其说明。
图2示出用于读出记录载体1的设备6。该设备6具有用于旋转记录载体1的驱动装置26，和用于读出记录载体上的轨道3的读出头27。该读出头27包括已知类型的光学系统，该光学系统可以利用光学元件导引光束29产生聚焦到记录载体的轨道上的光斑28，该光学元件可以是例如用于校准光束的准直透镜39和用于聚焦该光束的物镜40。该光束29由发光源41产生，该法光源41可以是例如波长为780nm且光功率为3mW的红外激光二极管。读出头27还包括用于将光束29聚焦在记录载体上的调节器(未示出)和用于将光斑28在径向方向上仔细定位在轨道中心的寻迹调节器30。通过改变物镜40的位置也可以影响到激光光束的后面的轨道。在由记录载体反射之后，利用已知类型的检测器例如象限检测器可以检测到光束29，并产生检测信号31，例如读出信号、寻迹误差信号和聚焦误差信号。可以使用例如分光立方体43、极化分光立方体、薄膜(pellicle)或延迟器(retarder)。驱动器6具有寻迹装置32，它与读出头27耦合并用于从读出头27接收寻迹误差信号和用于控制寻迹调节器30。在读出期间，在该读出装置34中将读出信号转换为输出信息，这用箭头3来表示。读出装置34包括例如用于将所检测到的信道字转换为源字的信道解码器，和用于校正读出信号中存在的误差的误差校正器。该设备6还包括用于定位装置36在轨道径向方向上大体定位读出头27的定位装置36，和用于接收来自控制计算机系统或用户的命令的系统控制单元37，该系统控制单元37用于利用控制线38来控制该设备，例如与驱动装置26连接的系统总线、定位装置36、寻迹装置32和读出装置34。为此，本系统控制单元37包含用于执行下述处理的控制电路，例如微处理器、程序存储器和控制门电路。也可以在逻辑电路的状态机中实现该系统控制单元37。
设备6还包括用于接收和发射存储在集成电路中的附加信息的接收和发射装置5，其中该集成电路位于记录载体1上的第二区域4中。在最佳实施例中，该附加信息包括用于加扰和/或解扰该信息的密钥。该解扰密钥可以被加入解扰装置35中。在这些解码装置中顺序解扰加扰后的输出信息33，并按箭头44所指示的那样将这些信息顺序输出。该解扰后的信息可以包括例如将要在适当装置上显示的音频或视频信息。应当注意术语信息的加扰和解扰也可以理解为加密和解密。事实上，对本领域技术人员来说加扰和加密信息之间并没有实际区别。在本实施例中，首先在读出装置34中将信息转换为源字并对其纠错，然后在解扰装置35中顺序解扰。但是，本发明并不局限于这种顺序。本领域技术人员也可以将该顺序反转。对于合适的发射装置和接收装置，可以参照图3和它的说明。在本发明设备的最佳实施例中，该设备还包括用于在记录载体1上提供光学可读符号的写入装置。在这种情况下，记录载体必须当然为可写入的记录载体，例如CD-R盘或DVD+RW盘。
在根据本发明的设备的本实施例中，设备包括用于检测记录载体上表示信息的光学可读符号的检测装置(例如检测器42和读出装置34)。在本发明设备的其它实施例中，该设备仅包括用于读出和接收存储在集成电路中的附加信息的接收和发射装置5，该集成电路存在于记录载体1上的第二区域4上。在这种情况下，可以利用一独立设备来检测记录载体上的信息。
图3示出根据申请号为WO/EP01/09628的未公开PCT专利申请的系统实施例。在该实施例中，通过发光二极管(LED)7可以实现将能量8和数据9光学转移到集成电路4’上，该集成电路4’位于记录载体1上，该发光二极管7存在于设备6的接收和发射装置5中。LED7发出的光被集成电路4’的光电二极管12收集到。从光电二极管12输出的信号13可以得到用于记录载体上的集成电路的电源的能量。该信号13也可以被提供到检测器10。检测器用于从设备接收附加信息。该附加信息用于复制保护算法系统14中，在本实施例中，该复制保护算法系统用于在接收到的附加信息的影响下，产生用于解扰记录载体上的信息的解扰密钥。可以将该解扰密钥顺序提供给射频发射器11，该射频发射器11可以通过天线16将密钥顺序发射给设备6。该设备还包括用于通过天线16接收该密钥的射频接收器17。可以将该密钥顺序提供给接收和发射装置5中的复制保护算法系统18。该密钥可以被顺序提供给解扰装置35，从而从记录载体中解扰该信息。
由于第二区域4中的发射装置和接收装置都集成在集成电路4’中，且由于设备和记录载体1之间的通信并不需要接触，因此在设备6上不需要存在外部接触，因此可以减小生产成本并简化生产。本实施例的优点还在于当盘片在运动即旋转时，也可以建立集成电路和设备之间的通信。本实施例的其它优点在于用于集成电路的电源能量转移(在这种情况下是利用LED7和光电二极管12实现的)也很简单，在任何情况下都比利用射频发射器/接收器组合来实现能量转移容易。而且将射频发射器11结合在芯片上比结合光源例如LED更具有节约能耗的优点。
如上所述，通过被保护的介质(记录载体1)和固定设备(读出设备6)之间的双向通信信道来交换信息，从而实现记录载体上的信息的复制保护。通过双方都可有的复制保护算法系统14和18，可以使该通信信道安全，从而可以将解扰密钥安全地从记录载体传输到设备中。通过将集成电路结合在记录载体中并利用该集成电路与固定设备(fixed world)进行通信，也可以实现这种具有记录载体的双向信道。从该固定设备(fixed world)例如光盘播放器的重放设备或写入设备，例如通过高能量LED可以利用光学通道可以将所需的能量发送到盘中和/或盘上的集成电路中。利用解码器复制保护算法系统可以将该附加信息调制到该信号上。将该附加信息提供到集成电路上的检测器10。该检测器检测该附加信息，在复制保护算法系统14中顺序处理这些附加信息。通过高频射频信号可以以安全方式(例如，通过利用设备中存在的密钥，例如私人密钥对该解扰后的密钥进行加扰)将解扰密钥顺序发射到设备6的接收和发射装置5中。这些装置包括具有天线16的射频接收器17，该天线16检测该信号并将该信号传输到复制保护算法系统18中。
图4示出根据本发明用于读出记录载体的设备的实施例。在该实施例中，射频接收器17通过控制驱动LED7的功率，来调节光功率。通过改变LED发射的光功率，可以改变光电二极管12所接收的光的量，从而改变施加到集成电路的电压。由于发射频率取决于该电压，因此可以控制发射附加信息的发射频率，将其设定为所需发射频率。这样，就可以实现自动频率控制(AFC)。图5示出根据本发明用于读出记录载体的设备的最佳实施例。在该实施例中，频率控制包括用于产生设定所需发射频率ftransmit，desired的控制信号的装置。接收频率由射频接收器17中的本地晶振的频率来决定。该解调器19中，得到控制信号，该控制信号改变平均光功率从而使其达到所需的发射频率。通过选择所需的发射频率，接收器可以选择最合适的接收频率，即在此频率下与设备中存在的其它信号之间的干扰最小。图6示出根据本发明用于读出记录载体的设备的另一最佳实施例。在该实施例中，接收频率由接收器中的本地晶阵的频率来决定。该控制信号由频率误差ferror来产生，该频率误差ferror等于ftransmit-ftransmit，desired。将该频率误差(ftransmit-fdesired)馈入到积分器中以便改变平均光功率。
图7示出根据本发明的集成电路的实施例。在该实施例中，由于光电二极管12直接为发射装置11，即RF晶振供电，因此平均发射频ftransmit率由平均光功率来决定。图8示出根据本发明的集成电路的另一实施例。在该实施例中，由检测到的光所产生的用于馈入集成电路的电压在被提供到发射装置11之前被稳定，利用检测器10，例如光解调器可以检测该平均光功率。该光解调器10调谐发射装置11，例如RF振荡器，以确定所需的发射频率。为了这一目的，RF振荡器包括用于根据所检测到的平均光功率来调谐发射频率的调谐装置。这些调谐装置可以是例如变容二极管。
从前面的描述我们可以知道本发明的系统具有以下优点：由于没有外部连接电路因此它可以低成本实现，它也可以很容易用于光学记录载体中，即不会使记录载体的制造变得复杂，在现有的读出设备中进行简单变化就可以提供上述的通信。
在记录载体的最佳实施例中，接收装置还用于接收附加信息。该附加信息最好包括用于通信信道的安全保护的加密算法。该集成电路最好可不接触读出。该集成电路最好包括用于产生在第一频率工作的第一通信信道的装置和用于产生在第二频率工作的第二通信信道，该第一频率与第二频率完全不同。该第一通信信道最好用于集成电路的电源和数据传输。该附加信息最好包括用于加扰和/或解扰该信息的密钥。该集成电路最好包括用于存储附加信息的存储器。该记录载体最好为预先记录的记录载体。该第一频率最好处于光学频率范围而第二频率最好处于射频频率范围。
在该设备的最佳实施例中，该设备包括用于产生在第一频率工作的第一通信信道的装置和用于产生在第二频率工作的第二通信信道，该第一频率与第二频率完全不同。该第一通信信道最好用于集成电路的电源提供和数据传输。该设备最好包括用于在可读记录载体上提供光学可读符号的写入装置。该设备最好包括用于读出和接收在集成电路中存储的附加信息的接收装置和发射装置。该设备最好包括光学发射器例如LED和射频接收器。该附加信息最好包括用于通信信到安全保护的加密算法。
在集成电路的最佳实施例中，该接收装置用于接收附加信息。该集成电路包括光敏传感器和射频发射器，该光敏传感器可以例如是光电二极管。
虽然上面已经参照实施例对本发明进行了说明，但很明显其它实施例也可以实现相同的目的。本发明并不局限于利用LED作为光源，它也可以利用激光或日光作为光源。记录载体例如并不局限于光学记录载体例如CD盘或DVD盘。本发明可用于任何类型的记录载体。读出设备并不局限于用于读出光学记录载体的读出设备。本发明还可用于汽车钥匙、信用卡、标签标记和所有类型的设备，只要这些设备中存在该设备用户的标识且这些设备包含用于存储被保护避免非授权复制的信息的区域就可以。
应当注意在本说明书以及权利要求书中，词汇“包含”是指所述特征、证书、步骤或部件存在，而不排除一个或更多其它特征、整数、步骤、部件或它们的组合的存在。应当注意在权利要求中元件前面的“一个”并不排除多个这种元件存在的可能。另外，权利要求中任何附图标记都不对其范围做出限定；本发明可以由硬件和软件来实现，某些“装置”可以由相同的硬件项目来表示。另外，本发明特征在于新颖特征或它们的组合。

Claims (9)

1.一种记录载体(1)，该记录载体(1)包括用于存储信息的第一区域(3)和包括集成电路(4’)的第二区域(4)，其中在集成电路中集成有用于发射附加信息的发射装置(11，15)和用于接收电源信号的接收装置(10，12)，电源信号用于集成电路的电源，该接收装置包括一光敏传感器(12)，其中该集成电路还包括用于控制发射装置所发射的频率的频率控制装置。
2.如权利要求1所述的记录载体，其中频率控制装置包括由光敏传感器直接供电的发射装置(11，15)。
3.如权利要求1或2所述的记录载体，其中接收装置(10)包括用于检测电源信号的平均光功率的检测装置，且发射装置(11)包括用于根据所检测到的平均光功率而调谐发射频率的调谐装置。
4.一种读取记录载体(1)的设备，记录载体(1)包括用于存储信息的第一区域(3)和包括集成电路(4’)的第二区域(4)，其中在集成电路中集成有用于发射附加信息的发射装置(11，15)和用于接收电源信号的接收装置(10，12)，电源信号用于集成电路的电源，该接收装置包括一光敏传感器，该设备(6)包括用于检测表示该信息的光学可读符号的检测装置(42)，和用于接收和发射在集成电路中所存储的附加信息的接收装置(16)和发射装置(7)，其中该设备还包括用于控制发射装置所发射的频率的频率控制装置。
5.如权利要求4所述的设备，其中频率控制装置包括用于产生控制信号的装置，该控制信号设定所需发射频率ftransmit，desired。
6.如权利要求5所述的设备，其中利用频率误差ferror产生控制信号，该频率误差ferror等于ftransit-ftransmit，desired。
7.一种集成电路，包括用于发射附加信息的发射装置(11，15)和用于接收电源信号的接收装置(10，12)，电源信号用于集成电路的电源该接收装置(10，12)包括光敏传感器，例如光电二极管，其中集成电路还包括用于控制发射装置所发射的频率的频率控制装置。
8.如权利要求7所述的集成电路，其中频率控制装置包括由光敏传感器直接供电的发射装置。
9.如权利要求7或8所述的集成电路，其中接收装置(10)包括用于检测电源信号的平均光功率的检测装置，且发射装置(11)包括用于根据所检测道的平均光功率而调谐发射频率的调谐装置。
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