專利名稱：光盤、光盤條形碼形成方法、光盤重放裝置、標志形成裝置、在光盤上形成激光標志的方法 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及光盤、光盤條形碼形成方法、光盤重放裝置、標志形成裝置、在光盤上形成激光標志的方法以及制作光盤的方法。
背景技術：
在光盤制作過程中，通常要遇到以條形碼形式在每張光盤上記錄序號、批號等等。
由于此類信息不能寫入光盤的凹坑信息區，故須將條形碼信息寫到光盤上的非信息區域即未用的空間。
當重放(播放)此類光盤時，通過光學頭讀出凹坑信息；然而，要采用另一個讀出裝置讀出記錄在非信息區域內的諸如序號之類的條形碼信息。
如上所述，在上述現有技術的光盤中，由于載有序號一類的信息未記錄在凹坑區域而是記錄在非信息區域，故除了通常的光學頭外，還必須設置另外的讀取裝置，由此所產生的問題是增加了播放裝置的結構復雜性。
發明內容
考慮到上述現有技術所存在的問題，本發明的目的在于提供一種光盤，其中，諸如光盤ID號等等數據轉換成條形碼并以疊寫形式記錄在凹坑區域內，由此允許采用單個光學頭讀取比特數據和條形碼數據。本發明的另一目的在于為這樣一種光盤提供一種條形碼形成方法。
第1項發明是其上用CLV記錄數據的光盤，其中，通過在所述指定區域有選擇地除去反射膜，在所述光盤的預留凹坑信號區域的指定區域內用疊寫形式寫入全部或部分條形碼。
第2項發明是根據第一項發明的一種光盤，其中，提供一個控制數據區用于保持與所述光盤有關的物理特征信息，在所述控制數據區記錄一個表示所述條形碼存在或不存在的標識符。
第3項發明是根據第2項發明的一種光盤，其中，未記錄數據的防護頻帶區域設置在所述控制數據區與所述預留凹坑信號區的所述指定區域之間。
第4項發明是根據第1項發明的一種光盤，其中，所述條形碼以如此方式形成，即在一個指定時隙內不能存在兩個或多個條形碼信號。
第5項發明是根據第一項發明的一種光盤，其中，所述條形碼包括至少含有單獨提供給所述光盤的ID信息的數據。
第6項發明是根據第5項發明的一種光盤，其中，所述條形碼包含的數據除了所述ID信息以外，還包括具有對應于所述ID信息的一種共用鍵加密功能的共用鍵，所述共用鍵用以加密指定數據，所加密的指定數據被發送到外部用戶，以從所述外部用戶獲得再現所述光盤所需的口令。
第7項發明是根據第5項發明的一種光盤，其中，所述ID信息被加密或附加一個數字特征符。
第8項發明是根據第7項發明的一種光盤，其中，當把加密或數字特征符加到所述ID信息時，采用一種具有共用鍵加密功能的密鍵。
第9項發明是根據第1至第8項任一發明的一種光盤，其中，所述光盤由兩個層疊在一起的光盤基盤構成。
第10項發明是一種光盤條形碼形成方法，其中，利用一種矩形掩模使來自光源的脈沖激光器的光成為一種矩形光束圖形，所述矩形光束圖形聚焦在其上記錄數據的光盤的指定半徑部分內的預留凹坑信號區的反射膜上，同時，使所述光盤旋轉，由此在所述反射膜上相同半徑部分內形成多個矩形的反射膜去除區域作為條形碼。
第11項發明是根據第10項發明的一種光盤條形碼形成方法，其中，所述光盤包括用以保持與所述光盤有關的物理特征信息的控制數據區，用以表示所述條形碼存在或不存在的標識符記錄在所述控制數據區。
第12項發明是根據第11項發明的一種光盤條形碼形成方法，其中，所述條形碼按這樣一種方式形成，即兩個或多個條形碼信號不能在一個指定時隙內產生。
第13項發明是根據第10至12項任一發明的一種光盤條形碼形成方法，其中，所述光盤由兩個層疊在一起的光盤基盤構成。
第14項發明是一種光盤重放裝置，其中，通過對電動機采用一種旋轉相位控制，重放由光盤上形成的凹坑所記錄的記錄區的記錄內容，而通過對所述電動機采用一種旋轉速度控制，重放不同于所述記錄區的不同記錄區的記錄內容，該記錄內容是通過在所述不同記錄區的反射膜上有選擇地形成低反射率部分而記錄的，所述記錄區的記錄內容和所述不同記錄區的記錄內容都是采用同一個光學頭重放的。
第15項發明是根據第14項發明的一種光盤重放裝置，其中，在所述不同記錄區不執行軌跡控制。
第16項發明是根據第14項發明的一種光盤重放裝置，其中，在所述不同記錄區有效執行軌跡控制。
第17項發明是根據第16項發明的一種光盤重放裝置，其中，旋轉速度是施加所述旋轉相位控制時在所述不同記錄區內應當達到的旋轉速度。
第18項發明是根據第14項發明的一種光盤重放裝置，其中，根據對所述不同記錄區內最小長度凹坑的測量獲得的結果，使按所述旋轉速度控制的所述電動機的旋轉速度維持在一個指定值。
第19項發明是根據第14項發明的一種光盤重放裝置，其中，所述低反射率部分是有選擇地除去所述反射膜所形成的條形碼。
第20項發明是根據第14項發明的一種光盤重放裝置，其中，所述低反射率部分為條形碼，所述不同記錄區也是用凹坑記錄內容的這種區域，當重放所述不同記錄區的記錄內容時，通過低通濾波器減小或濾除在所述不同記錄區形成的所述凹坑重放期間所產生的高頻分量信號，由此可以從所述條形碼中分離要重放的信號。
第21項發明是根據第14項發明的一種光盤重放裝置，其中，所述低反射率部分為條形碼，當重放所述不同記錄區的記錄內容時，使讀取所述條形碼所獲得的信號的寬度增加到指定的寬度，然后用控制部分的抽樣脈沖測量。
第22項發明是根據第14至21項任一發明的一種光盤重放裝置，其中，所述光盤由層疊在一起的兩個光盤基盤構成。
第23項發明是根據第14項發明的一種光盤重放裝置，其中，所述光盤包括控制數據區，用以保持與所述光盤有關的物理特征信息，表示所述條形碼存在或不存在的標識符記錄在所述控制數據區。
第24項發明是根據第23項發明的一種光盤重放裝置，其中，在讀取所述控制數據區的記錄內容和判斷所述條形碼的存在或不存在之后，判斷光學頭應當移到所述光盤的內部還是外部。
第25項發明是一種標記形成裝置，它包括將標記加到盤片上所形成的反射膜上的標記形成裝置；測定所述標記位置的標記位置測定裝置；以及位置信息寫入裝置，將至少所述測得的位置信息或與所述位置信息有關的信息轉換為條形碼，并有選擇地除去所述反射膜，以將所述條形碼寫到在其上用CLV記錄數據的光盤，其中，全部或部分所述條形碼以疊寫形式寫到所述光盤上的預留凹坑信號區的指定區域。
第26項發明是根據第25項發明的一種標記形成裝置，其中，所述光盤由兩個層疊在一起的光盤基盤構成。
第27項發明是根據第25項發明的一種標記形成裝置，其中，所述位置信息寫入裝置包括對至少測得的位置信息或與所述位置信息有關的信息進行加密的加密裝置，由此將加密的內容寫入到所述光盤。
第28項發明是根據第25項發明的一種標記形成裝置，其中，所述位置信息寫入裝置包括數字特征符裝置，將數字特征符加到至少測得的位置信息或與所述位置信息有關的信息，寫入至少測得的位置信息或與所述位置信息有關的信息的裝置，將與所述數字特征符結果有關的信息寫入所述光盤。
第29項發明是一種重放裝置，它包括位置信息讀取裝置，讀取某標記的位置信息或與所述位置信息有關的信息，所述位置信息或所述信息如此形成，(1)將標記加到光盤上形成的反射膜上，(2)檢測標記的位置，(3)將測得的位置信息或所述信息轉換為條形碼，(4)通過有選擇地除去所述反射膜，將條形碼寫在用CLV記錄數據的所述光盤上；標記讀取裝置，讀取與所述標記的物理位置有關的信息；比較/判斷裝置，利用由所述位置信息讀取裝置讀得的結果和由所述標記讀取裝置讀取的結果進行比較和判斷；以及重放裝置，根據由所述比較/判斷裝置作出的比較和判斷結果，重放記錄在所述光盤上的數據，其中，全部或部分所述條形碼以疊寫方式寫入所述光盤的預留凹坑信號區的指定區域。
第30項發明是根據第29項發明的一種重放裝置，其中，通過位置信息寫入裝置將至少測得的位置信息或與所述位置信息有關的信息寫入所述光盤。
第31項發明是根據第30項發明的一種重放裝置，其中，所述位置信息寫入裝置包括用以加密至少測得的位置信息或與所述位置信息有關的信息的加密裝置，以及所述位置信息讀取裝置包括對應于所述加密裝置的破譯裝置，通過所述破譯裝置對所述加密的位置信息或與所述位置信息有關的信息進行破譯。
第32項發明是根據第30項發明的一種重放裝置，其中，所述位置信息寫入裝置包括數字特征符裝置，將數字特征符加到至少測得的位置信息或與所述位置信息有關的信息，并將與所述數字特征符應用結果有關的信息寫到所述光盤，所述位置信息讀取裝置包括
對應于所述數字特征符裝置的鑒別裝置，以及位置信息提取裝置，所述位置信息從所述鑒別裝置進行的鑒別過程和/或從與所加的數字特征符結果有關的所述信息獲得，當所述鑒別裝置產生表示所述鑒別結果為正確的輸出時，所述比較/判斷裝置利用由所述位置信息提取裝置獲得的位置信息以及由所述標記讀取裝置讀取的結果進行比較和判斷，當未產生表示正確的所述輸出時，不進行重放。
第33項發明是一種制造光盤的方法，它包括以下步驟形成至少一個光盤；為所述形成的光盤形成反射膜；將至少一個標記加到所述反射膜；檢測所述標記的至少一個位置，以及加密所述測得的位置信息并將所述加密的信息寫入所述光盤，其中，當進行加密和寫入時，至少將所述加密的信息轉換為條形碼，通過在用CLV記錄數據的所述光盤上有選擇地除去所述反射膜寫入所述條形碼，并以疊寫方式將全部或部分的條形碼寫入所述光盤的預留凹坑信號區的指定區域。
第34項發明是一種制造光盤的方法，它包括以下步驟形成至少一個光盤；為所述形成的光盤形成反射膜；將至少一個標記加到所述反射膜；檢測所述標記的至少一個位置，以及將數字特征符加到所測位置信息并寫入所述光盤，其中，當加入所述數字特征符和寫入時，至少將所述數字特征符的結果轉換為條形碼，通過在用CLV記錄數據的所述光盤上有選擇地除去所述反射膜寫入所述條形碼，并以疊寫方式將全部或部分的條形碼寫入所述光盤的預留凹坑信號區的指定區域。
第35項發明是一種光盤，其中，通過激光照射到所述光盤的反射膜形成一種標記，所述光盤保持其上所寫的數據，至少對所述標記的位置信息或與所述位置信息有關的信息加密或附加數字特征符，將至少所述加密的信息或附加的數字特征符信息轉換為條形碼，并通過在用CLV記錄數據的所述光盤上有選擇地除去所述反射膜寫入所述條形碼，并以疊寫方式將全部或部分的條形碼寫入所述光盤的預留凹坑信號區的指定區域。
附圖簡述
圖1是一個示意圖，表示根據本發明的實施例的光盤制造過程和二次記錄過程；圖2(a)是根據本發明實施例的光盤的頂面圖，(b)是根據該實施例的光盤的頂面圖，(c)是根據該實施例的光盤的頂面圖，(d)是根據該實施例的光盤的橫截面圖，(e)是根據該實施例的重放信號的波形圖；圖3是一個流程表示根據本發明實施例的以條形碼形式在光盤上記錄加密的位置信息的過程；圖4是一個示意圖，表示根據本發明實施例的光盤制造過程和二次記錄過程(部分1)；圖5是一個示意圖，表示根據本發明實施例的光盤制造過程和二次記錄過程(部分2)；圖6是一個示意圖，表示根據本發明實施例的雙層光盤制造過程(部分1)；圖7是一個示意圖，表示根據本發明實施例的雙層光盤制造過程(部分2)；圖8(a)是根據本發明實施例的層疊形式的非反射部分的放大圖，(b)是根據本發明實施例的單盤形式的非反射部分的放大圖；圖9(a)是根據本發明實施例的非反射部分的重放波形圖，(b)是根據該實施例的非反射部分的重放波形圖，(c)是根據該實施例的非反射部分的重放波形圖，(d)是通過主光盤方法形成主光盤的平面圖；圖10(a)是根據本發明實施例的層疊形式的非反射部分的截面圖；(b)是根據本發明實施例的單盤形式的非反射部分的截面圖；圖11是通過透射電子顯微鏡觀察的一個示意圖，表示根據本發明實施例的非反射部分的截面；圖12(a)是根據本發明實施例的光盤的截面圖，(b)是根據本發明實施例的非反射部分的剖面圖；圖13(a)是根據本發明實施例的合法CD上地址的具體設置，(b)是根據本發明實施例的非法復制的CD上地址的具體配置；圖14(a)是更詳細表示圖33部分(b)的示意圖，(b)是表示ECC編碼/譯碼的等效數據結構的示意圖，(c)是表示供EDC計算的數學公式的示意圖，(d)是表示供ECC計算的數學公式的示意圖；圖15是根據本發明實施例的一個低反射率位置檢測器的方框圖；圖16是一個示意圖，表示根據本發明實施例的檢測低反射率部分的地址/時鐘位置的原理；圖17是一個示意圖，表示對合法光盤和復制光盤低反射率部分地址表的比較；圖18A是一個流程圖，表示根據本發明實施例的采用RSA功能的加密等等的步驟；圖18B是一個流程圖，表示根據本發明實施例的位置信息檢查過程；圖19是一個流程圖，表示根據本發明實施例的低反射率位置檢測程序；圖20是一個示意圖，表示根據本發明實施例的第一層標記信號的檢測波形；圖21是一個示意圖，表示根據本發明實施例的第二層標記信號的檢測波形；圖22是一個流程圖，表示在根據本發明實施例的程序安裝過程中，驅動ID與光盤ID之間的轉換以及擾頻標識符的功能；圖23是根據本發明實施例的一個條紋記錄裝置的方框圖；圖24是一個示意圖，表示根據本發明實施例的RZ記錄中的信號波形和微調圖案；圖25是一個示意圖，表示NRZ記錄中的信號波形和微調圖案；圖26是一個示意圖，表示根據本發明實施例的PE-RZ記錄中的信號波形和微調圖案；圖27是一個示意圖，表示根據本發明實施例的光盤條紋的頂面圖及信號波形；圖28(a)是根據本發明實施例的會聚單元的透視圖，(b)是表示條紋配置和發射脈沖信號的示意圖；圖29(a)是根據本發明實施例的會聚單元以及附加的光束偏轉器的透視圖，(b)是表示條紋配置和發射脈沖信號的示意圖；圖30是一個示意圖，表示根據本發明實施例的光盤上的條紋配置以及控制數據的內容；圖31是一個流程圖，表示根據本發明實施例，當播放條紋時，控制方式是如何在CAV與CLV之間轉換的；圖32是表示根據本發明實施例的光盤上條紋區和地址區的示意圖；圖33(a)是一個示意圖，表示根據本發明實施例的在ECC編碼后的數據結構，(b)是一個示意圖，表示根據本發明實施例(當n＝1)的在ECC編碼后的數據結構，(c)是一個示意圖，表示根據本發明實施例的ECC糾錯性能；圖34是一個示意圖，表示同步碼的數據結構；圖35(a)是一個示意圖，表示LPF的結構，(b)是一個示意圖，表示經LPF濾波的波形；圖36(a)表示根據本發明實施例的重放信號波形，(b)是解釋根據本發明實施例的條紋尺寸精度的示意圖；圖37表示同步碼和激光發射脈沖信號波形；圖38表示根據本發明實施例的播放時讀控制數據的步驟；
圖39表示根據本發明實施例的一個光盤的頂面圖，它將針孔狀光學標志作為一種物理特征；圖40表示根據本發明實施例的在跟蹤ON情況下播放PCA區的步驟；圖41是根據本發明實施例的實現轉速控制的一個重放裝置的方框圖；圖42是根據本發明實施例的實現轉速控制的一個重放裝置的方框圖；圖43是根據本發明實施例的實現轉速控制的一個重放裝置的方框圖；圖44是根據本發明實施例的說明一個防盜版算法的示意圖；圖45是根據本發明實施例的解釋條形碼加密的示意圖；圖46是表示根據本發明實施例的另一種條形碼應用實例的示意圖；圖47是一個透視圖，表示根據本發明實施例在雙層光盤內形成的非反射部分；圖48是一個示意圖，表示根據本發明實施例的在不同的主光盤上，對地址坐標位置的一種比較。
標號說明584低反射率部分，586低反射率光量檢測器，587光量級比較器，588光量參考值，599低反射率部分起始/結束位置檢測器，600低反射率部分位置檢測器，601低反射率部分角位置信號輸出部分，602低反射率部分角位置檢測器，605低反射率部分起始點，606低反射率部分結束點，607延時校正器，816光盤制作過程，817附屬記錄過程，818光盤制作過程步驟，819附屬記錄過程步驟，820軟件制作過程步驟，830編碼裝置，831公用鍵加密，833第一機密鍵，834第二機密鍵，835結合部分，836錄制電路，837糾錯編碼器，838REED-SOLOMON編碼器，839插入紙，840脈沖間隙調制器，841時鐘信號發生器，908 ID發生器，909輸入部分，910 RZ調制器，913時鐘信號發生器，915電動機，915旋轉傳感器，916準直儀，917圓柱形透鏡，918掩蔽，919聚焦透鏡，920第一時隙，921第二時隙，922第三時隙，923條紋，924脈沖，925第一記錄區，926二次記錄區，927 ECC編碼器，928 ECC譯碼器，929激光電源電路，930步驟(CAV播放流程中)，931光束偏轉器，932狹縫，933條紋，934副條紋，935偏轉信號發生器，936控制數據區，937條紋有/無標識符，938附加條紋部分，939附加條紋有/無標識符，940步驟(用于條紋有/無標識符播放流程)，941光學標記(針孔)，942 PE-RZ解調器，943 LPF，944地址區，945主光束，946副光束，948條紋反面記錄的標識符，949條紋縫隙部分，950掃描裝置，951數據行，952 ECC行，953邊緣間隔檢測裝置，954比較裝置，955存儲裝置，956振蕩器，957控制器，958電動機驅動電路，959條形碼閱讀裝置，963模式切換開關，964光學頭移動裝置，965頻率比較器，966振蕩器，967頻率比較器，968振蕩器，969電動機。
最佳實施方式以下將參照附圖描述本發明的較佳實施例。在以下的描述中，將ID形式的防盜位置信息作為一例編成條形碼的信息。
在說明書的前半部(I)，將詳細解釋ID形式的防盜位置信息，接下來簡要說明信息是如何轉換為條形碼完成光盤的，以及光盤是如何播放的。在說明書的后半部(II)，將進一步詳細而具體地描述使防盜位置信息條形碼化的技術。尤其是，前半部(I)涉及(A)制作光盤，(B)利用激光形成標記，(C)讀取標記的位置信息，(D)對位置信息加密，將加密的位置信息轉換為條形碼，以及用疊寫形式將條形碼寫入光盤的預制凹坑區，(E)在播放機上播放光盤。后半部(II)首先說明(A)條形碼對層疊型光盤的實用性，然后，繼續說明(B)使標記的位置信息條形碼化為光盤獨有的ID，(C)條形碼記錄的光盤格式的特征，在讀取條形碼期間的跟蹤控制方法，以及轉速控制方法，(D)播放條形碼記錄的光盤。后半部(II)進一步詳細涉及(E)實施條形碼記錄方法的制作技術，繼之以對條形碼播放裝置(播放機)作簡要說明。最后，描述(F)上述條形碼加密舉例以及條形碼的另一例應用。
(I)在對上述(A)至(E)進行描述之前，我們將利用圖1的流程圖首先描述從盤的制作到完成光盤的整個流程。
在本專利說明書中，激光微調也稱為激光標記，而把非反射光標記部分簡單地稱為條形碼、條紋、標記或光標記，有時稱為光盤獨有的自然ID。
首先，軟件公司在軟件生產過程820中完成軟件創作。完成的軟件從軟件公司送到光盤制造廠。在光盤制造廠的光盤制造過程816中，在步驟818a輸入完成的軟件，生產主盤(步驟818b)，壓制盤片(步驟818e，818g)，在各個盤片上形成反射膜(步驟818f，818h)，將兩張光盤層疊在一起(步驟818i)，最后完成諸如DVD或CD一類的只讀(ROM)光盤(步驟818m等等)。
這樣，完工的光盤800送到軟件制造商或在軟件制造商的管理下送到工廠，進入二次記錄過程817，形成如圖2所示一種的反盜版標志584(步驟819)，由一個測量裝置讀得該標志的精確位置信息(步驟819b)，以獲得作為光盤的物理特征信息的位置信息。步驟819c對該光盤的物理特征信息加密。加密的信息轉換為PE-RZ調制信號，然后，在步驟819d利用激光在光盤上將其記錄為條形碼信號。步驟819c可以將該光盤物理特征信息與軟件特征信息結合在一起而實現加密。
以下將更詳細地描述上述過程。即參照圖4、圖5和圖8至12，詳細描述根據本發明的光盤的制作過程、標記形成過程、標記位置讀取過程以及加密信息寫入過程。還將參照圖6和圖7補充說明采用兩個反射層的光盤。以下的描述中，標記形成過程和標記位置讀取過程統稱為二次記錄過程。
(A)首先將描述光盤制作過程。在圖4所示的光盤制作過程806，首先按步驟(1)壓制一透明基盤801。步驟(2)，噴濺鋁或金之類的金屬形成一個反射層802。通過旋轉涂敷將由紫外固化樹脂形成的粘合層804加到在不同加工步驟中形成的基盤803，該基盤803粘合到具有反射層802的透明基盤801，將它們高速旋轉使粘合面均勻。通過外部紫外輻射使樹脂變硬，由此將兩個基盤牢固地粘合在一起。步驟(4)，通過篩網印刷或膠版印刷工藝印刷其中有CD或DVD標題名稱的印刷層805。這樣，在步驟(4)就完成了最初的層疊型ROM光盤。
(B)接下來，將參照圖4和圖5描述標記形成過程。圖4中，使來自脈沖激光器813諸如YAG激光器的激光束經會聚透鏡814聚焦到反射層802，形成非反射部分815如圖5中步驟(6)所示。即，由圖5中步驟(6)形成的非反射部分815重現如步驟(7)所示波形(A)的清晰波形。通過對該波形的限幅處理，獲得如波形(B)所示的標記檢測信號，由此，可以測量包括信號(d)所示之類的地址、以及如信號(e)所示的地址、幀同步信號數和重放時鐘計數的分層的標記位置信息。
在所獲得的標記檢測信號的上升沿，通過光學頭從圖5(d)所示的多個地址中讀得一個特定地址(由圖5(d)的地址n表示)。圖5(b)示意性地表示該特定地址的具體位置。另一方面，圖5(e)表示數據的邏輯結構。如圖5(e)所示，在地址n下有m個幀同步信號，在每個幀同步信號下有k個重放時鐘脈沖。因此，可用地址、幀同步信號數和重放時鐘計數可以表示由光學頭測得的標記位置。
如前所述，以下將參照圖6和圖7補充說明另一種類型的光盤(雙層層疊光盤)。
圖4和圖5表示通常為單層層疊光盤的一種光盤，它僅僅在一個基盤801上具有反射層。另一方面，圖6和圖7表示通常為雙層層疊光盤的一種光盤，它在基盤801和803上都有反射層。至于激光微調，除了以下簡述的重要差別外，過程步驟(5)和(6)基本上與兩種類型的光盤相同。首先，單層盤采用由鋁膜形成的反射率高達70％或以上的反射層，雙層盤中，在讀取面基盤801上形成的反射層801是反射率為30％的半透明金(Au)膜，而在印刷面基盤803上形成的反射層802與單層盤中所用的相同。其次，與單層盤相比，雙層盤要求有較高的光學精度；例如，粘合層804必須透光且厚度均勻，不會因激光微調而損失透光度。
圖7的(7)、(8)和(9)表示從雙記錄層光盤的第一層獲得的信號波形。同樣，圖7的(10)，(11)和(12)表示從雙記錄層光盤的第二層獲得的信號波形。這些信號波形的內容基本上與參照圖5(a)至(c)所述波形的內容相同。
來自第二層的波形與來自第一層的波形相同，盡管其信號電平比來自第一層的為低。然而，由于第一層和第二層粘合在一起，它們之間的相對定位精度是任意的且只能控制在幾百微米的精度。如以下將要描述的，由于激光束通過兩層反射膜，為了制作非法光盤，例如用于第一標記的第一和第二層上的位置信息必須與合法光盤上相同的數值匹配。但使它們匹配要求有接近亞微米的層疊精度，因此，制作非法的雙層類型的光盤實際上是不可能的。
以下將參照圖8至12等在(a)至(d)部分更詳細地描述形成非反射光學標記部分的技術，與單盤型比較它涉及層疊型。圖8(a)和(b)是顯微圖，表示非反射光學標記部分的平面圖，圖10(a)是簡化的雙層層疊光盤的非反射部分的示意性剖面圖。
(a)采用5微焦耳/脈沖YAG激光器，將激光束加到位于1.2毫米厚ROM光盤表面下0.6毫米的500埃鋁層，該光盤由層疊在一起的兩個0.6毫米厚的光盤組成，結果，如圖8(a)的X750顯微圖所示，形成一12微米寬的狹縫狀非反射部分815。該X750顯微圖中，在非反射部分815上未觀察到鋁的殘余物。沿著非反射部分815與反射部分之間邊界觀察到厚為2000埃、寬為2微米的加厚鋁層。如圖10(a)所示，可以確認其內部未發生嚴重傷害。在此情況下，假定脈沖激光器的應用熔化了鋁反射層，由于表面的張力沿兩面邊界積聚了熔化鋁的現象。我們稱之謂熱熔表面張力(HMST)記錄方法。這是僅僅在層疊光盤800上所觀察到的一種特別現象。圖11是以透射電子顯微鏡(TEM)觀察為基礎的一個示意圖，表示由上述激光微調過程所形成的非反射部分的剖面圖。圖11表示通過溶劑除去光盤的粘合層。
圖中，如果鋁膜加厚部分為1.3微米寬和0.20微米厚，該部分所增加的鋁的量為1.3×(0.20-0.05)＝0.195平方微米。原來沉積在激光照射區(10微米)一半區域(5微米)上的鋁的量為5×0.05＝0.250平方微米。其差值為0.250-0.195＝0.055平方微米。就長度而言，它相當于0.055/0.05＝1.1微米。這意味著保留了厚度為0.05微米、長度為1.1微米的鋁層，因此，可以確切地說，幾乎所有的鋁都收縮到膜的加厚部分。這樣，對該圖的分析結果也證實了有關上述特別現象的描述。
(b)接下來我們將論述單光盤(一種包含單個盤片的光盤)。所作的有關實驗是將同樣功率的激光脈沖加到單面模壓盤片上形成的一個0.05微米厚的鋁反射膜，其結果示于圖8(b)。如圖所示，可以看到殘余的鋁，由于這些殘余的鋁將引起重放噪聲，可見單片盤型不適合輔助記錄要求高密度和低誤差率的光盤信息。此外，與層疊光盤不同，在單片盤的情況下，當非反射部分經受激光微調時，保護層862將不可避免地遭到損壞，如圖10(b)所示。損壞程度取決于激光功率，但即使精確地控制激光功率也不能避免這種損壞。再者，根據我們的實驗，當其熱吸收比為高時將損害保護層862上通過篩網印刷到幾百微米厚度的印刷層805。在單片盤的情況下，為了解決保護層損害的問題，要么必須再次施加保護層，要么激光切割操作必須在沉積保護層之前進行。任何情況下，單片盤型都存在這樣一個問題，即在模壓過程中必須結合激光切割過程。這樣就限制了單片盤的應用，忽視了它的有用性。
(c)以上將雙層層疊盤作為一個例子，描述了單片盤與層疊盤之間的比較。從以上描述可見，用單層層疊盤可以獲得用雙層層疊盤獲得的相同效果。采用圖12(a)、12(b)等等，將進一步描述單層層疊盤。如圖12(a)所示，反射層802的一面上具有由聚碳酸酯組成的透明基盤801，另一面上具有硬粘合層804和基盤，這樣，反射層802就氣密地密封于其間。
在此情況下，將脈沖激光器的光聚集其上進行加熱；在本實驗中，將5微焦耳/脈沖熱量加到反射層802上10至20微米直徑的圓點達70毫微秒。結果，溫度立即上升到600℃，形成了熔化點和熔化狀態。通過熱傳遞，靠近該圓點的小部分透明基盤801熔化，一部分粘合層804也熔化。在此情況下，隨著張力施加到兩面，沿著邊界821a和821b建立由表面張力而引起的熔化的鋁，由此形成硬化鋁的組織822a和822，如圖12(b)所示。這樣就形成了沒有殘余的鋁的非反射部分584。這表明通過激光微調層疊盤可以獲得清楚限定的非反射部分584，如圖10(a)和12(a)所示。在采用單片盤的例子中，即使激光功率增加到最佳值的10倍以上，也未觀察到因保護層的損害而使反射層暴露于外環境。在激光微調后，非反射層584具有圖12(b)所示的結構，它夾在兩個透明基盤801、803之間，用抵御外環境的粘合層804密封，這樣就產生了保護結構免遭環境影響的效果。
(d)接下來將描述將兩個盤片層疊在一起的另一優點。在單片盤的情況下，當以條形碼形式進行二次記錄時，非法廠商通過剝開保護層可以露出鋁層，如圖10(b)所示。這樣，通過在合法光盤上的條形碼部分上預先沉積鋁層，然后激光微調不同條形碼，而增加了可能損壞未加密數據的可能性。例如，如果把ID號記錄在普通文本或與主要的密碼文本分開，在單片盤的情況下有可能改變ID號，從而可以利用某個不同的口令非法使用軟件。然而，如果二次記錄是在如圖10(a)所示的層疊盤上實施例，則難以將層疊盤分成兩面。此外，當把一側從另一側移去時，鋁反射膜將被部分損壞。當反盜版標記損壞時，將判斷該光盤為盜版盤而不能運行。因此，當對層疊光盤進行非法改造時其成品率很低，非法改造因經濟原因而受到抑制。實際上，在兩層層疊盤的情況下，由于聚碳酸酯材料具有溫度/濕度膨脹系數，故幾乎不可能通過用幾微米的精度對準第一和第二層上的反盜版標記層疊曾經分離的兩個光盤，并批量生產光盤。這樣，雙層型光盤在防盜版方面就提供了很大的效力。由此發現通過激光微調層疊盤800，可以獲得非反射部分584清楚限定的狹縫。
在上述(a)至(d)中已經描述了形成此種非反射光學標記部分的技術。
(c)下面描述讀取由此形成的標記位置的過程。
圖15是一個方框圖，表示在光盤制造過程中，用以檢測非反射光學標記部分的低反射率光量檢測器586及其外圍電路。圖16是一個示意圖，表示檢測低反射率部分的地址/時鐘位置的原理。為了便于說明，以下的描述涉及在由單片盤構成的光盤上形成的非反射部分上進行讀操作的操作原理。這將認為，相同的操作原理也適用于由兩張層疊在一起盤片所構成的光盤。
如圖15所示，將光盤800裝入配備低反射率位置檢測器600的標記讀取裝置讀取標記，此時，由于因凹坑的存在和不存在產生的信號波形823與因非反射部分584的存在而產生的信號波形824的信號電平有很大的差別(如圖9(a)所示)，故采用一種簡單的電路就可以清楚地區別開來。
圖9(a)是一個波形圖，表示后面將要描述的來自PCA區域的播放信號的波形，它包含由激光形成的非反射部分584。圖9(b)是一個波形圖，表示圖9(a)的波形但采用不同的時間軸。
如上所述，通過用激光除去反射膜，可以獲得很容易與凹坑信號區分的波形。除了上述用激光除去反射膜形成反盜版識別標記外，還可以通過改變主盤上凹坑的形狀形成反盜版標記。接下來將描述這種方法。圖9(c)表示通過在主盤上制作比其他數據凹坑更長的凹坑，形成反盜版識別標記時的播放信號波形。從波形中可見，可以將反盜版識別標記的波形824p與其他凹坑數據波形區別開來。這樣，通過在主盤上形成更長的凹坑，可以獲得以下將要描述的與從PCA區域獲得的波形相同的波形；然而，在此情況下，與圖9(a)和(b)所示波形比較，對該波形的識別不是很難。
如上所述，通過用激光除去反射膜，獲得可容易地與凹坑信號區別的波形。除了如上所述用激光除去反射膜形成本發明的條形碼以外，還可以通過改變主盤上凹坑的形狀形成條形碼。以下將要描述該主盤方法。圖9(d)是表示主盤部分的平面圖，其中，位于主盤上幾百條軌跡中的凹坑824q比其他的數據凹坑更長，并等于條形碼寬度t(＝10微米)。由于該較長比特區域內的反射率下降，故獲得圖9(c)所示的波形824p。從圖中可見，采用主盤方法的波形824p可同其他凹坑數據的波形區分出來。這樣，通過主盤方法可以獲得與以下所述由PCA區域獲得的相同的波形；然而，在此情況下，與圖9(a)和(b)所示波形比較，區分這樣的波形不是很難。
如圖16(1)所示，通過圖15的方框圖所示的低反射率光量檢測器586可以方便地檢測具有上述波形的非反射部分564的起始和結束位置。將重放的時鐘信號用作基準信號，可以在低反射率位置信息輸出部分596獲得位置信息。圖16(1)表示光盤的截面圖。
如圖15所示，低反射率光量檢測器586內的比較器587，通過檢測信號電平低于光量基準值588的模擬光重放信號，檢測低反射率發光部分。檢測期間，輸出圖16(5)所示波形的低反射率部分檢測信號。測得該信號的起始位置和結束位置的地址和時鐘位置。
重放的光信號經具有AGC590a的波形整形電路590整形，轉換為數字信號。時鐘發生器38a根據整形信號產生時鐘信號。解調部分591中的EFM解調器592解調該信號，ECC校正誤差并輸出數字信號。
EFM解調的信號還送到物理地址輸出部分593，在CD的情況下由地址輸出部分594輸出來自子碼之Q位的MSF地址，由同步信號輸出部分595輸出諸如幀同步信號的同步信號。由時鐘再生器38a輸出解調的時鐘。
在低反射率部分地址/時鐘信號位置信號輸出部分596，低反射率部分起始/結束位置檢測器599利用(n-1)地址輸出部分597和地址信號以及時鐘計數器598和同步時鐘信號或解調時鐘，精確測量低反射率部分584的起始位置和結束位置。以下利用圖16所示的波形圖詳細描述該方法。如圖16(1)的光盤剖面圖所示，部分形成標記號1的低反射率部分584。輸出如圖16(3)所示的反射包絡信號，反射部分的信號電平低于光量基準值588。它由光量級比較器587檢測，并由低反射率光量檢測器586輸出圖16(5)所示的低反射率光檢測信號。如圖16(4)的重放數字信號所示，由于沒有反射層，無數字信號從標記區域輸出。
接下來，為了獲得低反射率光檢測信號的起始和結束位置，連同地址信息采用圖16(6)所示的解調時鐘或同步時鐘。首先，測量圖16(7)中的地址n的基準時鐘605。當(n-1)地址輸出部分597檢測到地址n前面的地址時，發現下一個同步604為地址n處的同步。由時鐘計數器598計數從同步604至基準時鐘605的時鐘數，它就是低反射率光檢測信號的起始位置。該時鐘計數定義為基準延遲時間TD，它由存儲其中的基準延遲時間TD測量部分608測量。電路延遲時間隨著用于讀取的重放裝置而改變，這意味著基準延遲時間TD根據所用的重放裝置而改變。因此，采用TD，延時校正器607執行時間校正，其結果是若采用不同設計的重放裝置讀取，可以精確地測量低反射率部分的起始時鐘計數。接下來，通過在下一軌道找到1號光學標記的時鐘計數和起始、結束地址，獲得地址n+12的時鐘m+14，如圖16(8)所示。由于TD＝m+2，時鐘計數校正為12，但為了便于說明，采用n+14。接下來將描述另一種方法，它取消了改變延遲時間的效果，不必在用于讀取的重放裝置中獲得基準延時TD。該方法通過檢驗圖16(8)中地址n處的標記1相對另一標記2的定位關系是匹配還是不匹配，可以檢驗該光盤是合法還是非法。即TD作為變量而忽略，獲得所測標記1的位置A1＝a1+TD與所測標記2的位置A2＝a2+TD之差，給出A1-A2＝a1-a2。同時檢驗該差值是否與破譯標記1的位置與標記2的位置信息a2之間的差值a1-a2匹配，由此判斷光盤是否合法。該方法的效果在于可在利用較為簡單的結構補償基準延時TD的變化之后檢驗該位置。
(D)接下來將描述加密信息寫入過程。首先將過程(C)中讀取的位置信息轉換為具有數字特征符的密碼文本或“簽名”。然后，將加密或簽名的標記位置信息轉換為條形碼作為光盤獨特的ID，該條形碼按疊寫方式記錄在光盤上預留凹坑區域的指定區域。圖2(a)中的條形碼圖形584c-584e表示寫入預留凹坑區域的指定區域即預留凹坑區域最內部的條形碼。
圖3(1)至(5)表示通過PE-RZ調制信號解調器，從條形碼記錄到條形碼檢測信號的解調的過程。圖3(1)中，通過脈沖激光器微調反射層，并形成如圖3(2)所示像條形碼的微調圖形。在播放裝置(播放機)，獲得圖3(3)所示缺少某些部分的包絡波形。該缺少部分導致低電平信號的發生，它不能隨著由普通凹坑產生的信號而產生。因此，通過第二限幅電平比較器限幅該信號，以獲得圖3(4)所示的低反射率部分檢測信號。圖3(5)中，通過在后半部(II)將要詳細描述的PE-RZ調制信號解調器621，由該低反射率部分檢測信號解調條形碼的播放信號。幸好，可以用脈寬調制信號解調器(PWM解調器)替代PE-RZ調制信號解調器621，在此情況下，可以獲得同樣的效果。
當采用上述加密或數字特征符時，采用具有公用鍵加密功能的密鍵。作為加密一例，圖18A和18B示出了采用RSA功能的加密過程。如圖18A所示，該過程包括下列主要的程序步驟735a，在光盤制造商處測量標記位置信息，步驟695，加密位置信息(或附加數字特征符)，步驟698，在重放裝置中破譯位置信息(或驗證或鑒定特征符)，步驟735w，進行檢驗，以確定該光盤是否為合法光盤。
首先，在步驟735a中，步驟735b，測量光盤上的標記位置信息。然后，步驟735d壓縮該位置信息，步驟735e獲得該壓縮的位置信息H。
在步驟695中，構成壓縮的位置信息H的密碼文本。首先，步驟695，設置具有512或1024位的密鍵d或具有256或512位的密鍵p和q，步驟695b，利用RSA功能進行加密。當用M表示位置信息H時，M提升到d次冪并計算模數n以產生密碼文本C。步驟695d，將密碼文本C記錄在光盤上。這樣就完成了光盤制作并出廠(步驟735k)。
步驟735m，在重放裝置中裝入光盤，步驟698破譯密碼文本C。尤其是，在步驟698e恢復密碼文本C，步驟698f設置公用鍵e和n；然后，步驟b，破譯密碼文本C，密碼文本C提升到e次冪并計算結果的模數n以獲得普通文本M。普通文本M是壓縮的位置信息H。步驟698g可以完成誤差校驗。如無誤差，則判斷對位置信息無改變，過程進入圖18B所示的光盤校驗程序735w。如檢測出誤差，則判斷該數據為不合法數據，操作停止。
在下一步驟736a，擴展壓縮的位置信息H，以恢復原始位置信息。步驟736c，進行測量以校驗標記是否實際上位于由該位置信息所表示的光盤上的位置。步驟736d，校驗破譯的位置信息與實測的位置信息之差是否落在容許量之內。如步驟736e通過校驗，過程進入步驟736h，輸出軟件或數據，或執行光盤上存儲的程序。如校驗結果在容許量之外，即如果兩個位置信息不相符，顯示光盤為非法復制品的結果，操作在步驟736g停止。由于僅需記錄密碼文本，故RSA具有減少所需容量的效果。
(E)以上描述了光盤制作過程中的處理步驟。接下來將參照圖44描述在播放機上用以重放如此制成的光盤的重放裝置(播放機)的構成和操作。
圖中，首先將描述光盤9102的構成。標記9103形成于沉積在光盤9102上的反射層(未圖示)上。在光盤制作過程中，由位置檢測裝置檢測標記9103的位置，所檢測的位置加密為標記位置信息并以條形碼9104的形式寫在光盤上。
位置信息讀取裝置9101讀取條形碼9104，其中所含破譯裝置9105破譯條形碼的內容用于輸出。標記讀取裝置9106讀取標記9103的實際位置并輸出該結果。比較/判斷裝置9107比較來自位置信息讀取裝置9101中破譯裝置9105的破譯結果與標記讀取裝置9106讀取的結果，并判斷兩者在一預定容許范圍內是否相符。如它們相符，輸出重放光盤的重放信號9108；如不相符，輸出重放停止信號9109。控制裝置(未圖示)根據這些信號控制光盤的重放操作；當輸出重放停止信號時，一個表示該光盤為非法復制光盤的指示顯示在顯示器(未圖示)上，重放操作停止。從上述原理中可以認為，當讀取標記9103的實際位置時，標記讀取裝置9106利用破譯裝置9105的破譯結果也是可能的。即，在此情況下，標記讀取裝置9106校驗該標記是否實際位于光盤上由破譯裝置9105破譯的位置信息所表示的位置。
這樣，上述結構的重放裝置就可以檢測非法復制的光盤并停止該光盤的重放操作，它可以實際防止非法復制。
(II)現在結束對前半部(I)的描述，進入對后半部(II)的描述。后半部實際上集中于技術方面，包括將上述標記位置信息(ID信息)條形碼化作為光盤獨特的ID時所采用的條形碼形成方法。
(A)以下將描述本發明的光盤特征。
當在上述單片盤上通過激光微調記錄條形碼時，保護層862被損壞，如結合圖10(b)所示。因此，在模壓廠進行激光微調之后，在模壓廠必須重新形成被損壞的保護層862。這意味著在不具備必要設備的經銷商或軟件公司那里，條形碼無法記錄在光盤上。這一問題表明條形碼記錄的應用受到了極大的限制。
另一方面，當在本發明由兩個層疊在一起的透明基盤形成的層疊型光盤上，通過激光微調作為條形碼記錄標記位置信息時，證實該保護層804幾乎仍未改變，如已經結合圖10(a)所述的。這一點通過實驗在放大800倍的光學顯微鏡下觀察光盤得到了證實。還證實，在進行85℃溫度和95％濕度的96小時環境試驗后，微調部分的反射膜并未發生改變。
這樣，當本發明的激光微調應用于諸如DVD之類的層疊光盤時，就無需在工廠重新形成保護層。這樣就提供了一種極大的優點，即可以在模壓廠以外的一個地方，例如軟件公司或經銷商，通過在光盤上進行微調記錄條形碼。由此證實記錄在層疊型光盤上的條形碼的有用性。
在此情況下，由于軟件公司要求的用以加密的密鍵信息未送到公司以外的客戶，故安全性大大提高，尤其在除了上述位置信息外，將諸如防拷貝序號的安全信息作為條形碼記錄時更是如此。再者，在DVD的情況下，因通過設置數值大于14T或1.82微米的微調線條寬度可以將條形碼信號與DVD凹坑信號分離(以下將作描述)，故條形碼信號可以用重疊方式記錄在DVD上的凹坑記錄區內。如此形成的條形碼具有這樣的效果，即利用讀取凹坑信號的光學頭可以讀取該條形碼。這種效果不僅層疊型光盤可以得到，而且前述的單片盤光盤也能獲得。
這樣，將本發明的條形碼形成方法和調制記錄方法應用于DVD之類的層疊型光盤，層疊型光盤可以在工廠出廠以后允許進行二次記錄。以上描述主要涉及在雙層單面結構(一面上形成兩個反射層)的層疊型光盤上，通過激光微調形成條形碼的一種情況。該單面雙層光盤是這樣一種光盤，它允許從光盤的一面播放兩面而無需翻轉光盤。
另一方面，當在播放時需要翻面的雙面層疊型光盤上進行微調時，激光則穿過各自在光盤一面上形成的兩個反射膜。因此，在兩面可以同時形成條形碼。這樣就為多媒體制作提供了一種優點，即條形碼可以一次同時記錄在兩面。
在此情況下，當在播放裝置上翻轉光盤以播放反面時，可以按照與在正面上播放條形碼信號的方向相反的方向播放該條形碼信號。因此，需要有識別其反面的一種方法。下面將詳述該方法(B)參見圖23至26等附圖，接下來將描述用以將標記位置信息(ID號)轉換為條形碼作為光盤獨特的ID，并用以將條形碼記錄在預留凹坑區的指定區域的一種光盤條形碼形成裝置的結構和操作。還將描述條形碼記錄方法等等。
(a)首先將參照圖23描述光盤條形碼記錄裝置。
圖23是一個示意圖，它表示用以實施本發明一個實施例的光盤條形碼形成方法的條形碼記錄裝置的結構。在以上實施例中，作為條形碼的數據是標記位置信息的加密版本的數據。但作為條形碼的該數據并不局限于上述實施例。例如，它可以包括輸入數據和由ID發生器908產生的ID號，如圖23所示，或任何其它的數據。
圖23中，在輸入部分909中將輸入數據與ID發生器908產生的ID號組合在一起；在加密編碼器830中，組合的數據按需要采用RSA功能等經受簽名或加密，在ECC編碼器907中，采用糾錯編碼和交錯。以下將通過參照圖45的例子描述加密過程和播放過程。
然后，將該數據送到RZ調制器910，其中，完成以下將要描述的相位編碼(PE)RZ調制。這里所用的調制時鐘由一個時鐘信號發生器913產生，與來自電動機915或旋轉傳感器915a的旋轉脈沖同步。
根據RZ調制信號，在激光發射電路911內產生觸發脈沖，該觸發脈沖加到由激光電源電路929所建立的諸如YAG之類的激光器912。由此驅動的激光器912發射脈沖激光，它通過會聚單元914聚焦到層疊光盤800上的反射膜802，按條形碼圖形除去反射膜。以下將詳細描述糾錯方法。至于加密，將諸如圖18所示的一種公用鍵密碼作為一個特征符附加到只有軟件公司擁有的具有密鍵的序號。此時，由于除了軟件公司以外的其它人不具有密鍵，故不能將合法的特征符加到新的序號，這在防止非法廠商發行序號方面具有巨大的效果。如前所述，由于公用鍵不能破譯，安全性大大提高。這樣，即便公用鍵記錄在交付的光盤上，也可以防止光盤盜版。
以下將更詳細地描述本實施例的光盤條形碼形成裝置中的會聚單元914。
如圖28(a)所示，從激光器912發出的光進入會聚單元914，其中，入射光由準直儀916轉換為平行光束，然后通過柱面透鏡917會聚在唯一一個平面上，由此產生一條形光。該光由掩模918限制并通過會聚透鏡919聚焦在光盤上的反射膜802，以條紋圖形除去反射膜。這樣就形成了如圖28(b)所示的條紋。在PE調制中，條紋按三個不同的間隔1T、2T和3T隔開。如果該間隔移動，將產生圖象跳動，誤碼率增高。本發明中，時鐘發生器913產生與來自電動機915的旋轉脈沖同步的調制時鐘，并將該調制時鐘加到調制器910，保證根據電動機915的旋轉，即隨著光盤800的旋轉，將每個條紋923記錄在正確的位置上。這樣具有減小圖像跳動的效果。此外，可以采用如圖3(1)所示的激光掃描裝置950，通過其沿徑向掃描連續波激光以形成條形碼。
(b)接下來將參照圖24至26描述采用上述條形碼記錄裝置形成條形碼的條形碼記錄方法等等。
圖24表示用本發明的RZ記錄(極性歸零記錄)編碼的信號，以及對應于這類信號而形成的微調圖形。圖25表示用常規條形碼格式編碼的信號以及對應于這類信號而形成的微調圖形。
如圖24所示，本發明采用RZ記錄。在RZ記錄中，一個單位時間被劃分為多個時隙，例如第一時隙920a、第二時隙921、第三時隙922等等。例如，當數據為“00”時，將持續時間短于時隙周期，即通道時鐘的周期T的信號924a記錄在第一時隙920a內，如圖26(1)所示。在t＝T1和t＝T2之間輸出持續時間短于記錄時鐘之周期T的脈沖924a。在此情況下，利用電動機915上旋轉傳感器915a輸出的旋轉脈沖，由時鐘信號發生器913產生圖24(1)所示的調制時鐘脈沖；通過與時鐘脈沖同步地進行記錄，可以消除電動機的旋轉變化。這樣，如圖24(2)所示，表示“00”的條紋923a記錄在光盤上的記錄區925a內，形成所示4個記錄區的第一個區域，以及如圖27(1)所示的環形條形碼。
接下來，當數據為“01”時，如圖24(3)所示，脈沖924b記錄在t＝T2和t＝T3之間的第二時隙921b內。這樣，條紋923b即記錄在光盤上的記錄區926b內，即圖24(4)所示從左邊數起的第二區域。
接下來，當記錄數據為“10”和“11”時，這些數據分別記錄在第三時隙922a和第四時隙內。
作為比較，這里將參照圖25描述常規條形碼記錄所用的NRZ記錄(非歸零記錄)。
在NZR記錄中，如圖25(1)所示輸出寬度等于時隙920a的周期T的脈沖928a和928b。在RZ記錄中，每個脈沖的寬度為1/nT；另一方面，在NZR記錄情況下，需要像T那樣寬的脈沖，再者，如圖25(3)所示，當T連續出現時，就需要具有兩倍或三倍寬度2T或3T的脈沖。在進行如本發明所述激光微調的例子中，由于它必須改變設置，故改變激光微調的寬度實際上較難，因此，NRZ不合適。如圖25(2)所示，條紋929a和929b分別在左側數起的第一和第三記錄區925a和927a內形成，在數據為“10”的情況下，寬度為2T的條紋929b記錄在左側數起的第二和第三記錄區929b和927b內，如圖25(4)所示。
常規的NRZ記錄中，脈寬為1T和2T，如圖25(1)和(3)所示；因此NRZ記錄顯然不適合于本發明的激光微調。根據本發明的激光微調，如圖8(a)的實驗結果所示形成條形碼，但由于微調線條寬度各個光盤不同，故難以精確地控制該線條寬度；當微調光盤上的反射膜時，微調線條寬度根據激光輸出的變化、反射膜的厚度和材料、以及基盤的熱導率和厚度而變化。此外，同一光盤上不同線條寬度形成的狹槽將導致增加記錄裝置的復雜度。例如，如圖25(1)和(2)所示，在用NZR記錄產生條形碼記錄的情況下，微調線條寬度必須與時鐘信號的周期1T、或2T或3T相符，即與nT準確相符。實際上是很難通過改變每條條形(每條條紋)的線條寬度來記錄諸如2T和3T的各個線條寬度。由于常規產品條形碼的格式為NRZ格式，如果這種格式應用于本發明的激光記錄條形碼，其生產成品率將因難以在同樣光盤上精確地記錄改變線條寬度諸如2T和2T而下降；再者，由于激光微調寬度變化，不可能實現穩定的記錄。這樣就使解調產生困難。采用RZ記錄時，即使激光微調寬度改變，本發明也能得到穩定的數字記錄。此外，由于RZ記錄僅需一種線條寬度，故本發明具有能簡化記錄裝置結構的效果，因此，激光功率不必調制。
如上所述，根據本發明，通過采用上述RZ記錄執行光盤的條形碼記錄，可以獲得保證穩定的數字記錄的效果。
以下將參照圖26描述RZ記錄的相位編碼(PE)調制一例。
圖26表示當圖24所示的RZ記錄為PE調制時的信號和條紋配置。如圖所示，數據“0”記錄在兩個時隙920a和921a的左側時隙920a內。另一方面，數據“1”記錄在右側時隙921a內，如圖26(3)所示。光盤上，數據“0”記錄為左側記錄區925a內的條紋923a，數據“1”記錄為右側記錄區926b內的條紋923b，它們分別如圖26(2)和(4)所示。這樣，如圖26(5)所示，對于數據“010”，脈沖924c在左側時隙輸出為“0”，脈沖924d在右側時隙輸出為“1”，脈沖924e在左側時隙輸出為“0”；光盤上，通過激光微調，第一條紋在左側位置形成，第二條紋在右側位置形成，第三條紋在左側位置形成。圖26(5)表示用數據“010”調制的信號。如圖所示，對每個通道比特都有一個信號。即由于信號密度恒定，直流分量不變。由于直流分量不變，即使在播放期間測得脈沖邊沿，PE調制也能抵御低頻分量變化。其結果就是簡化了光盤播放裝置的播放解調電路。此外，由于每個通道時鐘2T總有一個信號923，其結果是能夠為通道時鐘重新產生同步時鐘，無需采用PLL。
這樣，在光盤上形成了如圖27(1)所示的環形條形碼。當記錄如圖27(4)所示數據“01000”時，如圖27(2)所示，采用本發明的PE-RZ調制，記錄具有與圖27(3)所示記錄信號相同圖形的條形碼923a。當用光學頭重現該條形碼時，輸出如圖27(5)所示的信號波形REPRODUCED SIGNAL，其下降部分對應于凹坑調制信號的缺損部分，其中，因反射膜的除去而無法獲得反射信號，這可參照圖5(6)的說明。此重放信號經由圖35(a)所示的二階或三階LPF濾波器934，獲得圖27(6)所示經濾波的信號波形。通過電平限幅器限幅該信號，解調圖27(7)所示的重放數據“01000”。
(C)接下來將描述用上述方式形成條形碼的光盤格式的特征、跟蹤控制方法以及在重放光盤時所用的轉速控制方法。
(a)首先將描述根據本實施例形成條形碼的光盤格式的特征，同時涉及一例狀態，說明它在播放期間允許跟蹤控制的狀態(該狀態也稱為跟蹤ON狀態)。圖40表示采用跟蹤控制的重放操作，以下將作詳細描述。如圖30所示，在本實施例的DVD光盤的情況下，所有數據都用CLV記錄在凹坑內。條紋923(形成條形碼)用CAV記錄。CLV記錄裝置用恒定的線性速度記錄，而CAV記錄裝置則用恒定的角速度記錄。本發明中，用CAV記錄條紋923，它疊加在引入數據區中預留凹坑信號上，該引入數據區保持著用CLV記錄的地址。即，用條紋疊寫的數據。本發明中，預留凹坑信號區映射到形成凹坑的所有數據區。如本發明所述的預留凹坑信號區的指定區域對應于光盤的內部；該區域還稱為后切割區(PCA)。在PCA區域，用CAV記錄的條形碼疊加在預置比特信號上。這樣，用主盤的凹坑圖形記錄CLV數據，而用激光除去部分的反射膜記錄CAV數據。由于條形碼數據用疊寫方式寫入，故凹坑記錄在條形碼條紋1T、2T和3T之間。采用該凹坑信息，完成光學頭跟蹤，并可以檢測凹坑信息的Tmax或Tmin；因此，通過檢測該信號控制電動機的轉速。為了檢測Tmin，條紋923a的微調寬度t與凹坑時鐘T(pit)之間的關系應為t＞14T(pit)，如圖30所示，以達到上述效果。如果t短于14T，條紋923a的信號的脈沖寬度變成等于凹坑信號的脈沖寬度，它們之間不會有差異，故無法解調條紋923a的信號。為了能在與條紋相同的半徑位置上讀取凹坑地址信息，使地址區944長于具有一個凹坑信息地址的單元，如圖32所示；由此可以獲得地址信息，使它能夠跳到所需軌跡。此外，使條紋區與非條紋區之比，即占空比小于50％，即T(S)＜T(NS)；由于有效的反射率僅減低6dB，故具有保證光學頭聚焦穩定的效果。
接下來將描述一例在播放期間不能應用跟蹤控制的狀態(該狀態也稱為跟蹤OFF(脫離)狀態)。由于條紋923寫在凹坑上，遮斷凹坑信號和防止正確播放凹坑數據，故不可能在有些播放機上進行跟蹤控制。在此類播放機中，通過采用電動機17中的霍爾元件等輸出的旋轉脈沖進行旋轉控制，可以由光學頭讀取作為CAV數據的條紋923。
圖31示出一個流程圖，它表示當不能正確重現條紋區域中光學軌跡內的凹坑數據時，一個重放裝置的操作程序。
圖31中，當步驟930a將光盤插入時，步驟930b使光學頭向內部移動一個指定距離。這樣，光學頭就定位于記錄圖30所示條紋923的區域。
這里，不可能正確播放來自條紋區923所記錄的所有凹坑的數據。因此，該例中，通常的旋轉相位控制不能用來播放用CLV記錄的凹坑數據。
步驟930c，通過采用由電動機中的霍爾元件組成的旋轉傳感器，或測量凹坑信號頻率的T(max)或T(min)，應用轉速控制。如步驟930i判斷無條紋，過程跳到步驟930f。如判斷有條紋，步驟930d重現條形碼，當步驟930e重現條形碼結束時，步驟930f使光學頭移到未記錄條紋的外區域。在該區域，由于未記錄條紋，故可以正確地播放凹坑并實現精確聚焦和跟蹤伺服。因可以播放凹坑信號，故可以進行通常的旋轉相位控制，以旋轉用CLV記錄的光盤。結果，步驟930h中，可正確地播放凹坑信號。
通過凹坑信號在兩種旋轉控制方式，即轉速控制和旋轉相位控制之間的轉換，可以獲得這樣的效果，即可以播放兩種不同的數據條形碼條紋數據和凹坑記錄數據。由于條紋記錄在最內部的區域，故轉換裝置測量光學頭離光學頭制動器或離凹坑信號地址的半徑位置，并根據該測量結果正確進行兩種旋轉控制方式之間的轉換。
(b)接下來參照圖41和42，將描述當按照本實施例重現條形碼時，用以控制轉速的兩種控制方法。
圖41表示第一種轉速控制方法，其中通過檢測比特信號的Tmax(Tmax指對各種凹坑長度中長度為最大的凹坑的測量時間)，應用轉速控制。
來自光學頭的信號首先進行整形，然后，通過邊沿間距測量裝置953測量凹坑信號的脈沖間距。t0基準值發生裝置956產生基準值信息t0，其脈寬大于同步信號的脈寬(14T)，但小于條形碼信號的脈寬。在比較裝置954中比較基準值信息t0與重放信號的脈寬TR；僅當TR小于基準值t0且大于存儲裝置955內保持的Tmax時，才將TR提供給存儲裝置955，此時的TR設為Tmax。控制器957參照該Tmax控制電動機驅動電路958，實現以Tmax為基礎的電動機轉速控制。在本發明的例子中，由條形碼條紋產生3至10微秒循環周期的大量脈沖，如圖9(a)所示。在DVD的例子中，同步脈沖寬度為14T，即1.82微米。另一方面，條形碼的條紋寬度為15微米。在Tmax為基礎的控制中，比脈寬為14T的同步脈沖更長的條形碼脈沖將被錯誤地判斷和測定為Tmax。因此，通過圖41所示，經過與基準值t0比較，除去比基準值t0為大的條形碼信號，可以在重現條形碼條紋區期間對正常轉速進行轉速控制。
接下來將參照圖42描述第二種轉速控制方法。該方法通過檢測Tmin(Tmin是指對各種凹坑長度中具有最小凹坑長度之凹坑的測量時間)進行轉速控制。
在圖42所示以Tmin為基礎的控制中，在比較裝置954a中，將來自邊沿-間距檢測裝置953的脈沖信息TR與保持在存儲裝置955a中的Tmin進行比較，如TR＜Tmin，產生一個選通脈沖并用TR取代存儲器內的Tmin。
此例中，條形碼脈寬t為3至10微米，如上所述，而Tmin為0.5至0.8微米。結果，如重現條形碼區域，則因條形碼脈寬t始終大于Tmin，故不能滿足TR＜Tmin的條件。即，不可能錯誤地將條形碼脈沖判斷為Tmin。因此，與Tmax為基礎的方法相比，當把Tmin為基礎的轉速控制與條形碼讀取裝置959結合使用時，在重現條形碼時可以更穩定地應用Tmin為基礎的轉速控制。此外，振蕩器時鐘956在條形碼讀取裝置959中產生用于解調的基準時鐘，同時檢測邊沿間距；其效果是能與旋轉同步地解調條形碼。
(D)接下來將描述采用上述控制方法等的一組光盤重放操作(播放操作)。
首先參照圖31和43，將結合通過模式開關963在旋轉相位控制方式與轉速控制方式之間進行轉換的方式，描述第一種重放方法。然后將參照圖38、40等等，描述播放本實施例的光盤的第二種和第三種方法。以下將要描述的第一和第二種播放方法的每一種涉及不能進行跟蹤控制的情況，而第三種播放方法則涉及可以進行跟蹤控制的情況。
同時，圖31中，步驟930b和930c將光學頭移到光盤的內部，圖43所示的模式切換開關963切換到A。此外，采用拾波器(PU)位置傳感器962等檢測時，模式開關963可以轉換到A。這樣，由移動裝置964移動的光學頭已經到達光盤的內部。
接下來，將參照圖43描述進入轉速控制模式(圖31中的步驟930)時的操作。
在第二頻率比較器967中，比較來自電動機969的電動機旋轉頻率fm與第二振蕩器968的頻率f2，將差頻信號送到電動機驅動電路958以控制電動機969，由此實現了轉速控制。此時，由于光盤用CAV旋轉，故可以重現條形碼條紋。
圖31，當步驟930e完成條形碼播放時，光學頭由移動裝置964移動到外區，同時，通過PU位置傳感器962等輸出的信號將模式開關963切換到B實行旋轉相位控制方式。
在旋轉相位控制方式中，通過時鐘提取裝置960把PLL控制應用于來自光學頭的凹坑信號。第一振蕩器966的頻率f1和播放同步信號的頻率fS在第一頻率比較器965中比較，差頻信號反饋到電動機驅動電路958。于是進入旋轉相位控制模式。由于PLL相位控制由凹坑信號控制，故播放與f1的同步信號同步的數據。如果光學頭經旋轉相位控制移動到條形碼的條紋區域，電動機的旋轉相位控制與電動機的轉速控制之間不切換，由于條紋的存在而不能進行相位控制，將發生諸如電動機失控或停轉之類的故障，由此造成出錯等等。因此，如圖43所示，切換到合適的控制模式不僅保證穩定地重現條形碼，而且能夠避免與電動機操作有關的故障。
以下將參照圖38描述播放本實施例的光盤的第二種方法，圖38示出了說明該操作的流程圖。第二種播放方法是第一種播放方法的改進。尤其是，第一種播放方法是一種用以播放光盤的方法，該光盤上未定義條紋存在/不存在識別符937。由于在此類光盤上的條紋區域未應用跟蹤，故需要區別光盤上合法形成的條紋圖形與光盤表面上因擦傷而引起的不規則條紋。因此，不管條紋記錄與否，播放程序必須首先執行條紋讀取操作，以檢驗條紋的存在與否或條紋是否記錄在光盤的內部。由此產生的問題是在實際播放數據之前需要花費額外的時間。第二種播放方法對此進行了改進。
首先，如圖38所示，當插入光盤時，步驟940a播放控制數據。通常，將光盤的物理特征信息和屬性信息作為控制數據記錄在控制數據區。例如，物理特征信息包括這樣一種信息，它表示該光盤是一種兩層、單面結構的層疊型光盤。
如圖30所示，在本發明中，記錄在光盤控制數據區936中的控制數據包含作為凹坑信號記錄的PCA條紋存在/不存在識別符937。因此，步驟940n光學頭首先移動到記錄有控制數據的外區。然后，光學頭向內穿過多條軌跡跳移直至到達控制數據區436。然后，步驟940a，播放控制數據。由此可以檢驗條紋是否已記錄。步驟940b，如果條紋存在/不存在識別符為0，過程進入步驟940f初始化旋轉相位控制，用CLV正常播放。另一方面，步驟940b，如果存在/不存在識別符937為1，則過程進入步驟940h，檢驗反面記錄識別符948的存在或不存在，它表示條紋記錄在與播放面相反的一面，即反面上。如果條紋記錄在反面，過程進入步驟940i，以播放光盤反面上的記錄面。如果反面不能自動播放，輸出一個顯示要求用戶翻轉該光盤。如果步驟940h判斷條紋記錄在播放一面上，過程進入步驟940c，光學頭移到光盤內部的條紋區923，步驟940d，控制模式切換到轉速控制用CAV旋轉播放條紋923。如果在步驟940e完成了播放，則在步驟940f使控制模式切換回旋轉相位控制用CLV播放，光學頭移到光盤的外部播放凹坑信號數據。
如前所述，由于條紋存在/不存在識別符937記錄在保持控制數據等等的凹坑區內，與參照圖31所述的第一種播放方法相比，第二種方法能夠更可靠、更快地播放條紋。
當PCA區為跟蹤OFF時，由凹坑產生的噪聲信號電平下降。如跟蹤設為OFF，PCA信號電平保持不變。因此，在圖35(b)所示的濾波波形中，凹坑信號下降，使其更易區分PCA信號與凹坑信號。這樣就能夠簡化電路并減少差錯率。
此外，條紋反面記錄識別符948的規定使其能識別條紋記錄在光盤的反面；其效果是可以在雙面DVD光盤的情況下可靠地播放條形碼條紋。根據本發明，由于條紋是穿通反射膜記錄在光盤兩面上，故條紋圖形也可以從光盤的反面讀得。通過校驗條紋的反面識別符948并在讀取條紋時按反方向重現編碼，可以從光盤的反面重現條紋。如圖34(a)所示，本發明采用一種比特串“01000110”作為同步編碼。當從反面播放時，同步碼重現為“01100010”，由此可以確定該條形碼是從反面重現的。在此情況下，通過在圖15所示播放裝置的解調器942中按反方向解調該編碼，即使從雙面光盤的反面播放，也可以正確地播放按穿透形式記錄的條形碼。以下將更詳細地描述圖15所示的播放裝置。
此外，如圖30所示，如果在PCA區域998與控制數據區936之間設置了一個300微米寬的防護帶區域999，它僅僅記錄了地址信息但未記錄其他數據，對控制數據的訪問可以變得更穩定。
以下將更詳細地描述防護帶區域999。
當光學頭從光盤的外部訪問控制數據時，光學頭穿過多條軌跡向內跳移直至到達控制數據區936。在某些情況下，光學頭可以穿越目標控制數據區936移動，落到控制數據區的更朝內的部分。此時，如果PCA區域998直接鄰近控制數據區的內圓周，由于PCA區域998不能重現地址，故光學頭將迷失其自身的位置。這樣就不可能控制光學頭。
因此，當上述部分設置寬度例如為300微米、大于光學頭一個跳移寬度的防護帶區域時，如果光學頭穿過控制數據區936移動，則光學頭將總是落在該防護帶區域內。然后，通過讀取防護帶區域內的地址，光學頭即知道其位置，由此可以重新定位于指定的控制數據區。這樣，可以更可靠和更快地控制光學頭。
此外，如圖30所示，控制數據還包含了附加的條紋數據存在/不存在識別符和條紋記錄量。即將第一條紋記錄在光盤上后，可以將附加的條紋記錄在區域、無記錄的空檔部分。首先記錄的條紋將稱為第一組條紋，附加記錄的條紋稱為第二組條紋。采用此種結構，當如圖30所示通過微調記錄了第一組條紋923時，可以計算用以微調第二組條紋938的有效空間容量。因此，當圖23的記錄裝置執行微調記錄第二組條紋時，控制數據提供一種顯示，表示有多少空間適用于附加記錄；這樣就防止了因該區域上的記錄多于360度而破壞第一組條紋的可能性。此外，如圖30所示，在第一組條紋923與第二組條紋938之間提供比一個凹坑信號幀長度更長的間隙949；它用以防止原先記錄的微調數據被破壞。
再者，如以后將要描述的圖34(b)所示，微調計數識別符947記錄在同步碼區域。該識別符用以區別第一組條紋和第二組條紋。沒有這種識別符，圖30中第一組條紋923與第二組條紋938之間的區別將變得不可能。最后，將參照圖40描述第三種播放方法。
當光盤上條紋的占空比，即面積比為低時，在條紋區域可以維持大致為正確的跟蹤，如圖32所示。因此，可以播放光盤上相同半徑位置的地址區944內的地址信息。由于在播放條紋時無需改變光學頭位置即可播放地址，故具有插入光盤后即加快光盤工作時間的效果。
該例中，地址區、未記錄條紋的區域應當沿著一個長度連續形成，該長度長于光盤相同半徑部分中的一個幀。
以下將參照圖40描述該方法的操作步驟。
步驟947a，當插入光盤時，光學頭移到內圓周部分。步驟974n，如未實施跟蹤，則步驟947P，跟蹤模式從相位控制切換到推-拉模式。步驟947b，進行轉速控制(CAV控制)以播放地址信息。步驟947c，如果不能播放地址，過程進入步驟947i，向內移動光學頭以播放PCA條紋。如果可以從PCA區域(未疊寫部分)的空余部分播放地址，過程進入步驟947e，根據該地址，光學頭按徑向移到記錄了條紋的地址區。步驟947q，校驗PCA條紋的存在或不存在。如判斷無PCA條紋，過程進入步驟947r，嘗試讀取控制數據內的PCA標志。然后，步驟947s校驗PCA標志的存在或不存在。如測得PCA標志存在，過程返回步驟947c；否則，過程越至步驟947m。另一方面，步驟947q，如判斷有PCA條紋，過程進入步驟947f播放PCA條紋。當步驟947g完成播放時，模式切換到旋轉相位控制，光學頭移到外區播放凹坑信號。步驟947t讀取控制數據中的PCA標志；如果無PCA標志，步驟947k發出錯誤信息，過程返回947m繼續該過程。
(E)接下來將進一步詳細描述用以實施本發明光盤條形碼形成方法的制造技術。還將簡要描述條形碼播放裝置。
(a)首先將描述用以實施條形碼記錄方法的制造技術。
在前述參照圖28的條形碼記錄方法的例子中，最小發射脈沖間隔為1t；因此，需要脈沖重復周期為fC＝1/fL的激光器，其中fL為激光器的頻率。該例中，可以每秒記錄條形碼的條數為fL/2。然而，如圖29所示，如采用束偏轉器931，允許有2t的最小發射脈沖間距，故脈沖重復周期為fL＝1/2t，這意味著激光頻率可以降低二分之一。還意味著，當采用相同頻率的激光器時，通過采用束偏轉器931，每秒可以記錄的條形碼的條數可以加倍至fL。其效果是可以使生產節拍(加工節拍)減低二分之一。
以下將參照圖29描述采用束偏轉器931的雙倍效率裝置(稱為“開關記錄)的操作，這些描述集中在與圖28所示結構的不同之處。
對由聲-光調制器或類似器件形成的束偏轉器931提供一偏轉信號，用以在主光束945與副光束946之間切換光束；當偏轉信號為ON時，光束切換到副光束946，它穿過副狹縫932b形成副條紋934。尤其是，為數據“0”形成一個正常的條紋933；如圖29(b)所示，僅當記錄數據“1”為設置為ON的偏轉信號時，據此束偏轉器931將光束切換到副光束946，在副條紋934的位置記錄條紋。采用此方式，如圖29(b)所示，在光盤上形成用作“0”的條紋933a和933b以及用作“1”的條紋934a。該結構中，由于僅需以2t的間隔產生激光脈沖，故可以采用圖28結構所需一半頻率的激光器。換句話說，當采用相同頻率的激光器時，由于可以以兩倍的時鐘頻率形成條紋，故如前所述，它具有將生產力提高為2倍的效果。
接下來，參照圖34所示同步碼的數據結構，描述適合于參照圖29所述開關記錄的一種格式，同步碼數據結構還構成了一種改善生產力的技術。
如圖34(a)所示，這里采用一個固定格式“01000110”。通常采用由相同數量的“0”和“1”組成的比特串，但本發明因以下將要說明的原因故意避免此種結構，而采用所述的數據結構。
首先，為了實現圖29的開關記錄，必須作出規定，使兩個或兩個以上的脈沖不發生在一個時隙內，即1T間隔內。如圖33(a)所示，由于用PE-RZ碼記錄數據，開關記錄可以在數據區內進行。然而，在圖34(a)所示的同步碼例子中，由于用在1T內可以產生兩個脈沖的方法設置不規則的通道比特，故該例中本發明的開關記錄是不可能的。為了解決該問題，本發明例如采用圖37所示的比特格式“01000110”。采用此種比特格式，T1中對右側的“1”產生脈沖，T2中無脈沖，T3中對右側的“1”產生脈沖，T4中對的左側的“1”產生脈沖；這樣，兩個或兩個以上的脈沖就不會在一個時隙內產生。這樣，本發明的同步碼結構具有如此的效果，它實現了開關記錄，將生產率提高到2倍。
(b)接下來將參照圖15，簡要描述通過上述方法播放光盤上記錄的條形碼的播放裝置。該描述也將涉及生產率的提高。
圖15是在前面(I)中描述的播放裝置的方塊圖。
前半部(I)中，該裝置作為讀取在光盤反射膜上形成之標記位置的一種裝置，但后面將其描述為條形碼讀取裝置，即一種播放裝置。以下仍將參照圖15進行說明，這次集中描述解調操作。首先，通過低通濾波器(LPF濾波器)94從條紋信號輸出中除去由凹坑產生的高頻分量。
在DVD的情況下，有可能可以播放最大為14T的信號，其中T＝0.13微米。該例中，通過實驗證實，采用圖35(a)所示的二階或三階Chevihov低通濾波器，可以分離由凹坑產生的條紋信號與高頻分量。即，采用二階或高階LPF具有能分離凹坑信號與條形碼信號的效果，這樣就保證了條形碼的穩定播放。圖35(b)表示當連續記錄凹坑長度為最大14T的信號時所產生的模擬波形。
這樣，通過采用二階或高階LPF943，在大體上除去凹坑播放信號后可以輸出條紋播放信號；這樣就保證對條紋信號的可靠解調。然而，如果如此解調的條紋信號的寬度(如圖36(b)所示條紋信號寬度為15微米)小于微計算機的取樣間隔寬度tm(見圖36(c))，則條紋信號不能精確測定。例如，采用圖36(b)所示的條紋信號，左側的條紋信號位于微計算機取樣間隔寬度的內部，因此不能測定。為了避免這一點，利用一種觸發電路整形由讀取條紋而獲得的條紋信號，使信號寬度變得大于微計算機的取樣間隔寬度tm，如圖36(d)所示。圖36(d)表示條紋信號寬度增加到寬度Bw后的波形。然后用來自微計算機的取樣脈沖(見圖36(c))檢測整形的信號。這樣就保證了對條紋信號的精確測量。
回過來參照圖15，將對此作進一步的描述。以上述方法利用PE-RZ解調器942解調數字數據。然后將數據送到ECC譯碼器928進行糾錯。即在去交織器928a中完成去交織，在RS譯碼器928b內進行里德-所羅門(Reed-Solomon)碼計算進行糾錯。
現在將簡要描述生產節拍。
圖33(a)表示根據本實施例在對條形碼進行ECC編碼后的數據結構。圖33(b)表示根據本實施例當n＝1時在ECC編碼后的數據結構。圖33(c)表示根據本實施例的ECC糾錯性能。
在本發明中，當條紋記錄在光盤上時，利用圖1所示的ECC編碼器927完成圖33(a)數據結構所示的交織和Reed-Solomon糾錯編碼。如圖33(c)所示，采用這種糾錯方法，在發生10-4誤碼率的情況下，讀數誤差在107＝一千萬張光盤中僅有一張。在此數據結構中，為了減少碼的數據長度，將相同的同步碼分配到4行，將同步碼的數量減少到原來的四分之一，由此提高效率。
以下進一步參照圖33描述數據結構的可量測性。本發明中，記錄容量例如可以在12B(12字節)至188B的范圍內按16B的增量自由改變，如圖34(c)的例子所示。即，如圖33(c)所示，n可以在n＝1至n＝12的范圍內改變。例如，如圖33(b)和14(a)所示，在n＝1的數據結構中，僅有4個數據行951a、951b、951c和951d，后接ECC行952a、952b、952c、和952d。圖14(a)是圖33(b)的更詳細的示意圖。數據行951構成具有4B的EDC。圖14(b)等效地作了表示。進行糾錯編碼計算，假定從951e至951z的數據行全都維持0。圖14(c)和14(d)分別表示計算EDC和ECC的數學公式。這樣，在圖1的記錄裝置中用ECC編碼器927對數據進行ECC編碼，并作為條形碼記錄在光盤上。當n＝1時，具有12B的數據以51度以上的角度記錄在光盤上。同樣，當n＝2時，可以記錄具有18B的數據；當n＝12時，可以把271B的數據以336度以上的角度記錄在光盤上。本發明中，當數據量小于188B時，利用圖14(c)和14(d)所示的EDC和ECC計算公式編碼和譯碼該數據，進行計算時假定所有其余的比特都為0，由此用較小的記錄容量存儲該數據。這樣可以縮短生產節拍。當如本發明那樣進行激光微調時，上述可量測性具有重要的意義。尤其是，當在工廠進行激光微調時，縮短生產節拍很重要。采用一次微調一條條紋的慢速裝置，將花費10秒以上的時間將幾千條條紋記錄到全部容量。生產每張光盤所需時間為4秒；如果必須記錄全部容量，則生產節拍增加。另一方面，目前，光盤ID號將是本發明的主要應用區；該應用中，PCA區容量可以低至10B。如果記錄271B，當僅有10B需要寫入時，激光加工時間將增加到6倍，導致生產成本提高。本發明的可量測性實現了生產成本和生產時間的下降。
在圖15所示的播放裝置中，假定如圖14(b)所示數據行951e至951z全部包含0，例如當如圖33(b)所示n＝1時，ECC譯碼器928如圖14(c)和14(d)所示完成EDC和ECC糾錯計算；其結果是采用相同的程序可以對12至271B的數據糾錯。該例中，程序步驟數減少，它允許在微計算機中采用小容量ROM。
此外，如圖36所示，由每個條紋寬度所重現的脈寬小于一個脈沖周期的1/2。由于有3種不同的脈沖間隔1T、2T和3T，一條軌跡內所有條紋面積之和與該軌跡的總面積之比小于1/3。采用此種設計，在光盤的標準反射率為70％的情況下，條紋區的反射率為2/3，即約為50％。由于該數值對于聚焦控制已足夠，故PCA區可以在通常的ROM光盤播放機上播放。
(F)接下來將參照附圖描述上述條形碼加密(包括數字特征符)一例，繼之以描述該條形碼的另一應用例。
(a)首先將參照圖45通過實例描述條形碼加密過程和播放過程。
如圖45所示，采用ID發生器4502產生每張光盤所獨有的ID4504號。同時，ID特征符部分4503采用與特定的公用鍵相應的特定密鍵將數字特征符加到ID號，由此，把所加的數字特征符4505及其相關的ID號4504一同作為一連串數據送到模壓廠4501。該數字特征符利用具有公用鍵加密功能的密鍵加到在加密編碼器4508中加密的ID號。將相應于該密鍵的公用鍵送到模壓廠4501。在模壓廠4501，利用PCA寫入裝置4507將ID號及其相應的數字特征符4505作為條形碼記錄在光盤的PCA區。該公用鍵預先記錄在主盤上，即光盤的凹坑部分上。當把如此制作的光盤4506加到播放裝置(播放機)4509時，從凹坑部分讀出公用鍵，從PCA區讀出ID號和附加到其的數字特征符，并用公用鍵解密。解密結果送到確認部分4511；作為確認結果，如果發現數字特征符數據為合法，允許繼續光盤的播放操作。如果確認結果發現數字特征符數據為非法，則操作停止。如果數字特征符數據連同ID的普通文本記錄在PCA區內，則對照該ID的普通文本檢查破譯的結果以觀察它們是否匹配。如果僅有數字特征符數據記錄在PCA區，則為確認進行誤差檢驗。當用公用鍵密碼加密數據時，如上所述，只有具有該密鍵的軟件廠商才能發布新的ID號。因此，如果制作盜版光盤，相同號的加密ID將記錄在每張光盤的PCA區；因此，此種盜版光盤的使用將受到極大的限制。原因是，在此情況下，通過采用網絡保護可以防止非法采用具有相同號的軟件。不用說，以上參照圖45所述的方法也可應用于Internet(國際互聯網)。
(b)以下將參照圖46描述條形碼的另一應用實例，作為另一方式的實施例。
該實施例與一個實例有關，其中，將通信期間采用的加密鍵作為上述條形碼記錄在PCA區。
如圖46所示，模壓廠4601以表格4602的形式保持每個ID號及其相應的加密鍵、具有公用鍵加密功能的公用鍵。在模壓廠4601，采用PCA寫入裝置4603將ID號及其相應的公用鍵記錄在光盤4604的PCA區4605。
接下來將描述購買此種成品光盤4604的用戶如何在他的播放機上進行播放。例如考慮到想要觀看光盤上記錄的電影軟件的一種情況。在用戶播放光盤4604上含有的電影之前，他必須向系統管理中心4610付費，獲得所提供的口令啟動播放機。
首先，用戶放置光盤4604。隨著通信軟件運行于個人計算機4606，播放PCA區等等并讀出公用密鍵。當用戶輸入他的信用卡號和個人密碼號時，加密編碼器4607用公用密鍵加密輸入的數據，被加密的數據通過通信信道4620傳送到系統管理中心4610。在系統管理中心4610，通信部分4611從收到的數據中讀普通文本里的ID號，并根據加密鍵表格4612，通過恢復對應于ID號的密鍵解密收到的數據。即，系統管理中心4610保持含有每個ID號的映射信息的加密鍵表格4612和對應于公用鍵的密鍵。根據從解密的數據恢復的用戶的信用卡號和個人密碼號，系統管理中心4610向用戶收費，同時，向用戶提供口令。該口令對應于光盤4604上包含的光盤ID以及用戶指定的電影或計算機軟件。采用如此提供的口令，用戶可以播放所需的電影或安裝所需的計算機軟件。
由于公用鍵可以作為條形碼預先記錄在光盤上，本實施例的方法能有效節省以前的系統所需的時間和勞力，而以前的系統要求系統管理中心單獨將公用鍵送到用戶那里。此外，即使通信密鍵(公用鍵)送到未采取特定安全措施的模壓廠，仍可維持安全性。再者，由于不同的公用鍵用于每張獨特的光盤，如果一張光盤即一位用戶的安全性被破壞，其他用戶的安全性仍可得到保護。此外，對不同的光盤采用不同的公用鍵可有效地降低第三方發出售非法定單的可能性。如果通信公用鍵記錄在主盤上，將不可能防止第三方發出非法的定單。在圖46的例子中，公用鍵用作通信鍵，但所幸如采用密鍵可以獲得相同的效果。然而，在此情況下，安全性的程度稍不如采用公用鍵的時候。不用說，在Internet網絡中也可以采用參照圖46所述的方法。
參見圖22，現在將詳細描述通過參照圖46描述的網絡用一個口令解擾頻和解密數據的方法。在圖22的流程圖中，步驟901a，首先由光盤上的軟件校驗擾頻識別符以觀看該識別符是否為ON。如為ON，過程進入步驟901b；如果軟件未擾亂，允許繼續安裝。另一方面，如回答為“是”，步驟901b校驗軟件是否擾亂；如是，在步驟901c連接到個人計算機網絡，繼之以步驟901d，用戶輸入用戶ID和軟件ID。步驟901c，如有驅動ID，則在步驟901f將驅動ID數據發送到口令發布中心。在確認付費后，步驟901g，口令發布中心利用副密鍵對驅動ID和軟件ID上進行加密計算，并產生一個口令送到用戶。然后，過程進入步驟901h。用戶一頭的個人計算機通過副密鍵計算該口令，并將它與驅動ID比較。如結果為OK，過程進入步驟901n，在這里解開軟件擾頻或加密。
回到步驟901e，如果回答為“NO”，步驟901h校驗是否有光盤ID。如有光盤ID，步驟901i將光盤ID數據傳送到口令發布中心。在確認收費后，步驟901j，口令發布中心利用副密鍵對光盤ID和軟件ID進行加密計算，并產生一個口令送到用戶。步驟901m，用戶一頭的個人計算機通過副公用鍵計算該口令，并將其與驅動ID比較。如結果為OK，過程進入步驟901n，解開軟件擾頻。
這樣，通過用光盤ID經網絡與口令發布中心通信，可以解開光盤上的軟件擾頻或加密。在本發明的光盤ID的情況下，由于ID因各張光盤而改變，故口令也不同；這將有效地提高安全性。圖22中，省去了密碼文本通信，但諸如圖46所示，在步驟901i和901j進行的通信期間，通過用PCA區中記錄的公用鍵加密數據，可以進一步提高通信期間的數據安全性。這將有效地確保經諸如安全程度較低的Internet之類的通信手段，安全地發送個人帳單信息。
現在將結束對前半部(I)和后半部(II)的描述，并描述涉及從光盤制造到播放機的播放操作的過程。
(A)現在將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)在工廠的反盜版標記形成過程中隨機形成激光標記。按此種方式形成的激光標記在物理特征上可相同。在下一個步驟中，以DVD為例，用0.13微米的分辨率測量每張光盤上形成的低反射率部分584，以構成圖13(a)所示的低反射率部分地址表609。圖13(a)表示低反射率部分地址表等等，用于根據本實施例制造的合法CD，圖13(b)涉及非法復制的CD。利用諸如圖18所示的單向函數加密低反射率部分地址表609，在第二反射層形成步驟中，在光盤最內部的條形碼一類圖形內記錄除去了反射層的一串低反射率部分584c至584e，如圖2所示。圖18是一個流程圖，它表示用于加密的采用單向函數的光盤檢驗程序。如圖13所示，合法CD和非法復制的CD分別具有低反射率部分地址表609和609x，它們實際上是相互有別的。如前所述，造成這種區別的一個因素在于無法做到物理特征上相同的激光標記。另一個因素在于，如主盤不同，預先分配到光盤的扇區地址也不同。
參見圖13，以下將描述合法光盤與盜版光盤之間的標記位置信息有何不同。此圖表示一個組合了上述兩種因素的例子。在所示的例子中，一張光盤上形成兩個標記。以合法CD為例，如地址表609所示，標記號為1的第一標記位于離邏輯地址A1的扇區起始點為第262的時鐘位置。以DVD為例，一個時鐘等于0.13微米，并用該精度進行測量。另一方面，以盜版CD為例，第一標記位于地址為A2的扇區中的第81個時鐘位置，如地址表609x所示。通過檢測合法光盤與盜版光盤之間第一標記位置的區別，即可識別盜版光盤。
同樣，第二標記的位置也不同。為了使該位置信息與合法光盤的位置信息匹配，必須使地址為A1的扇區中第262位置的反射膜在形成時具有一個時鐘單元即0.13微米的精度；否則盜版光盤不能運行。以圖16為例，合法光盤和非法復制光盤分別具有低反射率部分地址表609和609x，如圖17所示它們的數值是不同的。以合法光盤為例，在標記1后面的軌跡中，起始和結束位置分別為m+14和m+267，如圖16(8)所示，而非法復制光盤則分別為m+24和m+277，如圖16(9)所示。因此，如圖17所示，低反射率部分地址表609和609x內的相應數值不同，這樣就可以區分復制光盤。如果非法廠商想要復制具有低反射率部分地址表609的光盤，它們將必須進行具有圖16(8)所示重放時鐘信號之分辨率的精密的激光微調操作。
如圖20(5)所示，表示重放光信號之外的PLL重放時鐘信號的波形，以DVD光盤為例，當轉換到光盤上的一段距離時，一個重放時鐘脈沖的周期T，即光盤上的一個脈沖間隔為0.13微米。因此，為了制作非法復制光盤，必須用0.1微米的亞微米分辨率除去反射膜。實際上，當采用為光盤而設計的光學頭時，可以以亞微米分辨率在諸如CD-R的記錄膜上進行記錄。但在此情況下，重放波形將如圖9(c)所示，除非除去反射膜，否則不能獲得如圖9(a)所示的清晰波形824。
(b)通過除去反射膜批量生產盜版光盤的第一種方法可以是采用高輸出激光諸如YAG激光器進行激光微調。按目前的技術狀態，即使是最高精度的機器，激光微調也只能達到幾微米的加工精度。可以說，在半導體掩模校正的激光微調中，1微米已是極限的加工精度。這意味著按批量生產規模難以達到0.1微米的加工精度。
(c)第二種方法，目前眾所周知的加工VLSI半導體掩模的X射線曝光設備和離子束加工設備作為設備，它可以達到亞微米數量級的加工精度，但此種設備非常昂貴，再者，它要花費許多時間來加工一張光盤，如果每張光盤都采用此種設備加工，則每張光盤的成本將極高。因此，目前其成本將高于大多數合法光盤的零售價，故制作盜版光盤將得不償失且毫無意義。
(d)如上所述，采用涉及激光微調的第一種方法，難以達到亞微米的加工精度，因此，難以批量生產盜版光盤。另一方面，采用第二種方法，應用諸如X射線曝光之類的亞微米加工技術，每張光盤的成本如此之高，從經濟的觀點來看制作盜版光盤已毫無意義。因此，在將來用于批量生產的廉價亞微米加工技術變成現實的那一天到來之前，可以有效地防止非法復制光盤的制作。由于實際實施該技術還有很多年，故可以防止盜版光盤的生產。在雙層光盤的情況下，由于低反射率部分形成于每一層上，如圖33所示，除非在層疊時用極高的精度對準頂部和底部上的凹坑，否則就不能制作非法復制光盤，由此可有效地防止盜版。
(B)接下來將描述如何才能規定光盤上低反射率部分的設置角。
本發明中，通過反射層對準機理，即通過單獨的低反射標記提供防盜版的效力。在此情況下，即使主盤被復制防盜版也有效。
然而，通過在主盤將其與防盜版技術組合，可以進一步提高其效力。如果按圖13(a)的表532a和表609所示規定光盤上低反射率部分的設置角，即使是主盤上每個凹坑的設置角，非法廠商也必須復制。這將增加盜版光盤的成本，由此提高了制止盜版的能力。
(C)以下將進一步描述讀取雙層層疊光盤的非反射光學標記部分的操作，集中在未涉及前述操作原理的方面。
即，如圖16所示，在標準DVD的情況下，采用常規的播放機可以精確地以1T單位的分辨率，即0.13微米的分辨率測量起始位置地址數、幀數和時鐘數，由此而精確測量本發明的光學標記。圖20和21表示圖16所示的光學標記地址讀取方法。由于其操作原理與圖16所示的相同，故不再對圖20和21中的信號(1)、(2)、(3)、(4)和(5)進行說明。
以下給出圖16與圖20和21之間的相應性，圖16表示檢測CD上低反射率部分位置的檢測操作的原理，圖20和21則針對DVD。
圖16(5)對應于圖20(1)和21(1)。圖16(6)的重放時鐘信號對應于圖20(5)和21(5)所示的時鐘信號。圖16(7)的地址603對應于圖20(2)和21(2)所示的地址。
圖16(7)的幀同步604對應于圖20(4)和21(4)所示的幀同步。圖16(8)的起始時鐘數605a對應于圖20(6)的重放通道時鐘數。圖20(7)和21(7)中，采用6位標記長度壓縮數據替代圖16(7)中的結束時鐘數606。
如前所述，CD與DVD之間的檢測操作基本上相同。第一個區別在于包括圖20(7)所示一位標記層識別符603a，用以識別低反射率部分是單層型還是雙層型。如前所述，雙層DVD結構提供了較大的反盜版效果。第二個區別在于因線性記錄密度接近兩倍那么高，重放時鐘的1T像0.13微米那樣短，它提高了檢測位置信息的分辨率，并提供了較大的反盜版效力。
圖20所示是來自雙層光盤中第一層的信號，該雙層光盤具有兩個反射層。信號(1)表示檢測第一層上光學標記的起始位置時的情況。圖21表示來自第二層之信號的情況。
為了讀取第二層，圖15的第一/第二層轉換部分827將轉換信號送到聚焦控制部分828，后者控制聚焦驅動部分829，將聚焦從第一層轉換到第二層。從圖20可見，標記在地址(n)里，通過用計數器計數幀同步信號(4)，發現標記在幀4內。從信號(5)可見PLL重放時鐘數，并獲得信號(6)所示的光學標記位置數據。采用該位置數據，在常規的消費類DVD播放機上可以用0.13微米的分辨率測量光學標記。
(D)以下將進一步描述與雙盤層疊光盤有關的附加內容。
圖21表示附屬于第二層上形成的光學標記的地址位置信息。由于激光通過圖7中步驟(6)所示的同一個孔穿過第一層和第二層，故第一反射層802上形成的非反射部分815與第二反射層825上形成的非反射部分826的形狀是相同的，這可從圖47的透視圖中可見。本發明中，在透明基片801和第二基片803層疊在一起以后，施加的激光穿通至第二層，在其上形成相同的標記。此時，由于第一層與第二層之間的凹坑的坐標設置不同，且由于當將它們層疊在一起時第一層與第二層之間的定位關系是隨機的，故在第一層與第二層之間形成標記的凹坑位置是不同的，從每一層得到完全不同的位置信息。對該兩種位置信息加密以產生反盜版光盤。如企圖非法復制該光盤，將必須用大約0.13微米的分辨率對準這兩層上的光學標記。如前所述，在目前的技術條件下，不可能通過用0.13微米的精度，即0.1微米數量級的精度對準光學標記與凹坑而復制光盤，但也有可能在將來商業上實施該批量生產技術，按低成本用0.1微米的加工精度微調大量單層光盤。即使如此，由于在雙層層疊盤800的情況下頂盤和底盤同時被微調，故兩張光盤層疊在一起時，凹坑位置與光學標記必須用幾微米的精度對準。然而，其次，由于聚碳酸酯基片的溫度系數等等原因，要用這樣的精度層疊光盤是不可能的。當通過使激光穿通雙層光盤800形成光學標記時，所產生的反盜版標記極難復制。這樣就提供了更高的反盜版效力。由此完成具有反盜版機理的光盤。作為防盜版應用，在單片盤的光盤加工與激光切割加工不能分開的情況下，作為整個激光切割加工的加密過程和包括加密密鍵的過程都必須在光盤制造廠進行。這意味著，在單片盤的情況下，保存在軟件公司的加密密鍵必須送到光盤制造廠。這樣就大大降低了加密的安全性。另一方面，根據對層疊光盤進行激光加工的方法，它構成了本發明的一個方面，該激光微調過程完全可以與光盤制作過程分離開來。因此，激光微調和加密操作都可以在軟件開發商的工廠完成。由于軟件開發商保存的加密鍵無需送到光盤制造廠，故加密鍵可以繼續在軟件開發商的安全監護下。這樣就大大增加了加密的安全性。
(E)如上所述，在本發明中，合法制造商通過用加工精度為幾十微米的通用激光微調裝置加工光盤，可以制作合法光盤。盡管需要0.13微米的測量精度，通過消費類DVD播放機包含的常規電路就可以實現。通過用加密密鍵加密測量結果，可以制造合法光盤。即，合法廠商僅需具有密鍵和測量精度為0.13微米的測量裝置，而所需的加工精度低兩至三個數量級，即為幾十微米。這意味著常規的激光加工裝置也能采用。另一方面，無密鍵的非法廠商將必須直接復制記錄在合法光盤上的加密信息。這意味著必須用0.13微米的加工精度形成與加密位置信息，即合法光盤上的位置信息對應的物理標記。即，必須用加工精度比合法廠商所用加工裝置高兩個數量級的加工裝置來形成低反射標記。即使在可預測的未來，用提高兩個數量級的精度，即，0.1微米的精度進行大量生產，在技術上和經濟上也是很難的。這意味著在DVD的標準壽命期間，可以有效地防止盜版光盤的生產。本發明的一個方面是披露這樣一種事實，即測量精度通常比加工精度高幾個數量級。
在CLV的情況下，上述方法披露了這樣一個事實，即如前所述，各主盤的地址坐標設置相互不同。圖48表示實際CD上地址位置的測量結果。通常，有兩類主盤，一類是通過以恒定轉速，即恒定角速度(CAV)旋轉電動機而記錄，另一類是通過用恒定的線性速度(CLV)旋轉光盤而記錄。以CAV光盤為例，由于邏輯地址位于光盤上的預定角度位置，不管制造多少主盤，位于光盤上的邏輯地址及其實際角度位置是精確地相同的。另一方面，以CLV光盤為例，由于僅控制線性速度，主盤上邏輯地址的角度位置是隨機的。從圖48對實際CD的邏輯地址位置的測量結果來看，即使采用相同的主控裝置記錄精確相同的數據，各光盤的跟蹤節距、起始點以及線性速度仍稍有變化，這些誤差累積起來導致不同的實際位置。圖48中，分別用白圓點表示第一主盤上每個邏輯地址的位置，用黑圓點和黑三角表示第二和第三主盤上的位置。可見，每次制作主盤時，邏輯地址的實際位置都改變。圖17表示作為比較的用于合法光盤和非法復制光盤的低反射率部分地址表。
以上描述了在主盤方面防盜版的方法。即，如圖48所示，當采用主盤裝置根據相同的邏輯數據制作CLV記錄的主盤，諸如CD或DVD時，光盤上每個凹坑的實際位置在主盤，即在合法光盤與盜版光盤之間有變化。該方法通過其獨特的優點，可以從合法光盤中區別盜版光盤。主盤級的防盜版技術可以在邏輯級防止僅從合法光盤上簡單地復制數據制作的盜版光盤。然而，近年來已經發現盜版廠商配備了更先進的技術，它們通過熔化合法光盤的聚碳酸酯基片來制作其物理特征與合法光盤相同的主盤復制品。在此情況下，主盤級的防盜版方法將無效。為了防止這種盜版光盤生產的新威脅，本發明設計了反射層級的防盜版方法，其中，把標記形成于反射膜上。
根據本發明的方法，即使光盤由主盤壓制，通過在反射膜形成過程中除去一部分反射膜，使標記形成于由母盤壓制的每張光盤上。結果，所產生的低反射標記的位置和形狀每張光盤都不同。采用通常的工藝，要用亞微米的精度部分除去反射膜幾乎不可能。由于復制本發明的光盤成本上不合算，故提高了防復制的效力。
圖19表示采用低反射率部分的地址表檢測復制CD的流程圖。檢測光學標記所需的延遲時間僅因所用重放裝置的光學頭和電路設計而稍有變化。該延遲時間TD電路可以在設計階段或批量生產時設計。通過測量時鐘數，即幀同步信號的時間，可以獲得光學標記位置信息。由于電路延遲時間的影響，光學標記位置信息的檢測數據可能引起誤差。結果，合法光盤可能被誤判為盜版光盤，使合法用戶不安。以下將描述降低該電路延遲時間TD之影響的方法。此外，購買后在光盤上造成的擦傷可能引起重放時鐘信號的中斷，在光學標記位置信息的測量中引起幾個時鐘的出錯。為了解決這個問題，在光盤上記錄容差866和合格計數867，如圖20所示，在重放時根據實際情況允許某種程度的測量值容差，當達到合格計數867時即允許重放操作；可以由版權擁有者在光盤出廠之前控制因光盤上的表面擦傷而允許的誤差界限。這將參照圖19描述。
圖19中，步驟865a重放光盤，從本發明的條形碼記錄部分或凹坑記錄部分恢復加密的位置信息。步驟865b，進行解密或特征符確認，步驟865c，恢復一串光學標記位置信息。接下來，如果重放電路的延遲時間TD存儲在圖15所示的重放裝置內的電路延遲時間存儲部分608a，則在步驟865h讀出TD，過程進入步驟865x。如果TD未存儲在重放裝置，或者測量指令記錄在光盤上，過程進入步驟865d，進入基準延時測量子程序。當測得地址Ns-1時，發現下一地址Ns的起始位置。對幀同步信號和重放時鐘計數，步驟865f，檢測基準光學標記。步驟865g，測量并存儲電路延時TD。該操作與以下將參照圖16(7)所述的操作相同。步驟865x，測量位于地址Nm內的光學標記。步驟865i，865j，865k和865m，像步驟865d，865y，865f和865y那樣，用一個時鐘單位的分辨率檢測光學標記位置信息。接下來，步驟865n進入盜版光盤檢測子程序。首先，校正電路延時TD。步驟865p，如圖20所示，讀取記錄在光盤上的容差866，即tA和合格計數867，以檢驗步驟865g測量的位置信息是否落在容差tA內。如果步驟865r該結果為OK，則在步驟865s檢驗所檢驗的標記計數是否已達到合格計數。如結果為OK，則在步驟865u判斷光盤為合法光盤，并允許重放。如合格計數仍未達到，則過程返回步驟865z。如步驟865r該結果為否，則步驟865f檢驗誤差檢測計數是否小于NA，且僅當結果為OK時，過程才返回步驟865s。如不為OK，步驟865v判斷該光盤為非法光盤，操作停止。如上所述，由于重放裝置的電路延時TD存儲在IC ROM內，可用更高的精度獲得光學標記位置信息。此外，通過為每個光盤上的軟件設置容差866和合格計數，可以根據實際情況改變檢測盜版光盤的標準，以容許出廠后光盤上的擦傷。其效果就是降低合法光盤被誤判為非法光盤的概率。
如以上實施例所述，反射層級的防盜版方法在光盤上的反射膜的預留凹坑區中形成了物理標記，以替代以前在母盤級的實際物理標記。這樣，即使光盤在母盤級復制，也可以防止盜版光盤的生產。
在上述實施例中，采用一種新的光盤記錄裝置，它利用激光器完成雙盤層疊光盤上的二次記錄。第一步，隨機形成物理標記，第二步，用0.13微米那樣高的測量精度測量物理標記。第三步，用二次記錄裝置加密其位置信息，用通常加工精度的幾十微米的精度將加密的信息作為條形碼記錄在光盤上。這樣，用遠遠高于常規裝置加工精度的例如0.1微米的精度獲得光學標記位置信息。由于這種光學標記不能用市售的設備用0.1微米的精度形成，故可以防止盜版光盤的復制。
在上述實施例中，本發明的反盜版標記的位置信息每張光盤是不同的，它作為一個光盤識別符。位置信息和光盤序號即光盤ID組合在一起，并用數字特征符加密；由此加密的信息轉換為條形碼并以重寫方式寫入預留凹坑區的指定區域，由此將不可變更的光盤ID附加到每張光盤。
由于每張完成的光盤具有不同的ID，故口令也不同。一張光盤所用的口令不適用于其它的光盤。這樣就提高了口令的安全性。此外，采用本發明的二次記錄技術，口令二次記錄在光盤上，永久地使光盤為可操作的光盤。
前半部主要涉及條形碼的一種應用方式，其中，條形碼用作防盜版光盤的方法。如圖2所示，該例中，條形碼(條紋)584c-584e寫在預留凹坑區的指定區域(條紋區)；因此，跟蹤在該指定區域受到擾亂。如果如圖2所示，由激光形成的標記584形成于記錄條形碼584c-584e的指定區域內，則難以精確測量標記的地址/時鐘位置。為了避免此問題，如圖39所示，如果標記941形成于其半徑位置不同于條紋區923a的半徑位置的一個凹坑區941a內，則用一個時鐘的精度可以穩定地測量標記941的位置，如圖20(5)所示。其結果是能夠更穩定地識別盜版光盤。
此時，如圖39所示，通過形成僅僅破壞幾條軌跡的小孔，不僅可以使誤差減至最小，而且在目前的標準范圍內可以實現防盜版。
同樣，標記941可以記錄在如圖30所示的保護帶區域999內。由于保護帶區域999不包含數據而是包含地址信息，其結果可以通過記錄標記941，避免破壞已經記錄的數據。
本發明的光盤采用此種結構，其中，反射膜直接或間接地夾在兩片之間阻擋激光，并通過激光在反射膜上形成標記。上述實施例涉及這樣的例子，其中該結構用于條形碼等等的二次記錄以及防盜版技術，但顯然此種結構也可應用于其它技術。在上述實施例中，通過用插入其間的粘合層層疊兩片基片制成本發明的光盤。然而，該粘合層可以省略，或由其它不同材料制成的層諸如保護層替代；即只要反射膜直接或間接地夾在兩層之間阻擋激光，任何合適的結構都可采用。此外，在上述實施例中，所述本發明的光盤包括層疊在一起的基片，但諸如保護層之類的層也可采用；即對激光有阻擋作用的任何層都可采用。
如上所述，根據本發明，由于把專用于每張光盤的ID例如轉換為條形碼并以重寫方式寫入原始的凹坑區，故通過同一個光學頭都可讀取凹坑數據和條形碼數據。其結果例如可以簡化播放裝置的結構。
此外，通過使標記位置信息條形碼化并用作光盤獨特的ID，與現有技術相比，本發明大大改善了對盜版光盤和其它非法復制光盤的防止能力。現有技術的防盜版技術例如采用這樣一種方法，即在制作光盤模型時，故意按迂回的形式設置凹坑。由于可精確地根據合法光盤復制模型的形狀而容易地制作盜版光盤，這種現有技術的方法不能有效地防盜版。另一方面，根據本發明，由于標記通過激光形成于反射膜上，且它的位置信息按條形碼編碼，故在進行非法復制時，其內容不能一致。這樣就取得了上述效果。
工業應用性如上所述，本發明的光盤上用CLV記錄數據，其中，在所述光盤上的預留凹坑信號區的指定區域，通過有選擇地除去所述指定區域內的反射膜，以重寫方式寫入全部或部分條形碼，當采用重放裝置播放光盤時，可以用相同的光學頭重現條形碼數據。
權利要求
1.一種其上記錄數據的光盤，其特征在于，在所述光盤的規定區域內提供一種標識符以表示所述光盤上是否存在條形碼標記，所述標識符和所述條形碼標記分別位于所述光盤上的不同位置，所述條形碼標記沿圓周方向設置，且所述條形碼標記具有多個條，每個所述的條沿徑向延伸，以及所述條形碼標記包括含有對所述光盤所獨特的至少識別信息值的數據。
2.如權利要求1所述的光盤，其特征在于，所述識別信息用于對所述光盤的主信息記錄區內的信息加密和解密。
3.如權利要求1所述的光盤，其特征在于，提供控制數據以保持與所述光盤有關的物理特征信息，所述規定區域包括所述控制數據。
4.如權利要求3所述的光盤，其特征在于，在所述條形碼標記與所述控制數據之間提供其中記錄至少地址的保護帶區域。
5.如權利要求1所述的光盤，其特征在于，所述條的一個條的反射率比所述條的一個條與所述條的另一個條之間的區域的平均反射率低。
6.如權利要求1所述的光盤，其特征在于，所述識別信息被加密或施加數字特征。
7.如權利要求1所述的光盤，其特征在于，所述光盤由兩個基片構成。
8.一種光盤再現設備，所述光盤其上記錄數據，在所述光盤的規定區域內提供一種標識符以表示所述光盤上是否存在條形碼標記，所述標識符和所述條形碼標記分別位于所述光盤上的不同位置，所述條形碼標記沿圓周方向設置，且所述條形碼標記具有多個條，每個所述的條沿徑向延伸，其中，從包含在所述條形碼標記內的識別信息中獲得解密鑰，其特征在于，所述設備包括再現所述光盤上的所述條形碼標記的再現裝置；以及檢測所述光盤上所述標識符的標識符檢測裝置，其中，從所述識別信息獲得解密鑰，以及當所述標識符表示所述條形碼標記不存在時，通知所述控制裝置不再現所述條形碼標記。
9.如權利要求8所述的光盤再現設備，其特征在于，所述再現裝置包括執行再現的光頭。
10.如權利要求8所述的光盤再現設備，其特征在于，當所述標識符表示所述條形碼標記不存在時，通知所述控制裝置不再現所述條形碼標記。
11.如權利要求9所述的光盤再現設備，其特征在于，輸出所述標記不存在的表示。
12.如權利要求2所述的光盤，其特征在于，提供控制數據以保持與所述光盤有關的物理特征信息，所述規定區域包含所述控制數據。
13.如權利要求2所述的光盤，其特征在于，所述條的一個條的反射率比所述條的一個條與所述條的另一個條之間的區域的平均反射率低。
14.如權利要求3所述的光盤，其特征在于，所述條的一個條的反射率比所述條的一個條與所述條的另一個條之間的區域的平均反射率低。
15.如權利要求4所述的光盤，其特征在于，所述條的一個條的反射率比所述條的一個條與所述條的另一個條之間的區域的平均反射率低。
16.如權利要求2所述的光盤，其特征在于，所述識別信息被加密或施加數字特征。
17.如權利要求3所述的光盤，其特征在于，所述識別信息被加密或施加數字特征。
18.如權利要求4所述的光盤，其特征在于，所述識別信息被加密或施加數字特征。
19.如權利要求5所述的光盤，其特征在于，所述識別信息被加密或施加數字特征。
20.如權利要求2所述的光盤，其特征在于，所述光盤由兩個光盤基片構成。
21.如權利要求3所述的光盤，其特征在于，所述光盤由兩個光盤基片構成。
22.如權利要求4所述的光盤，其特征在于，所述光盤由兩個光盤基片構成。
23.如權利要求5所述的光盤，其特征在于，所述光盤由兩個光盤基片構成。
24.如權利要求6所述的光盤，其特征在于，所述光盤由兩個光盤基片構成。
25.如權利要求8所述的光盤再現設備，其特征在于，當所述標識符表示所述條形碼標記不存在時，通知所述控制裝置不再現所述條形碼標記。
26.如權利要求9所述的光盤再現設備，其特征在于，當所述標識符表示所述條形碼標記不存在時，通知所述控制裝置不再現所述條形碼標記。
27.如權利要求10所述的光盤再現設備，其特征在于，輸出所述標記的不存在表示。
28.如權利要求11所述的光盤再現設備，其特征在于，輸出所述標記的不存在表示。
全文摘要
一種在光盤上形成條形碼的方法,它產生用以防盜版的條形碼的位置信息作為一種ID,并對光盤的PCA區域的反射膜進行激光微調。根據該方法生產光盤。如圖所示,在用CLV記錄了數據的光盤的預留凹坑信號區的PCA區域(998),部分除去PCA區域(998)的反射膜,故用重疊方式寫入條形碼(923)和(938),因此,可以采用相同的光學頭重現條形碼數據。
文檔編號G11B20/18GK1379394SQ0111089
公開日2002年11月13日 申請日期2001年2月28日 優先權日1995年10月9日
發明者后藤芳稔, 大島光昭, 田中伸一, 小石健二, 守屋充郎 申請人:松下電器產業株式會社