CN1271452A - 反盗版记录盘、读取方法和记录头 - Google Patents

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Abstract

一种信息记录盘,包含一主记录轨道,该主记录轨道包含一个或多个圆圈中断和/或转变处,这些中断和/或转变处能够引起非顺序读取,并因而产生很难访问的信息。通过传统装置对这种盘进行的复制变得非常困难,这样就能一方面通过检测所述信息而检测到伪造品,而另一方面致使任何复制品都不可用。

Description

反盗版记录盘、读取方法和记录头
本发明涉及一种反盗版记录盘和一种对这种盘进行记录和读取的方法。尤其是，本发明可应用于光盘和磁光盘领域。
CD-ROM类型的光盘和DVD(数字视盘)用于传播各种信息(数据、节目)。传统上讲，这些盘不容易受到数据盗版的冲击，因为它们的容量大于市面上大多数存储装置的容量。随着一方面高容量硬盘的出现，以及另一方面廉价CD-ROM蚀刻机的出现，情况完全发生了变化。数据的复制现在发生在半职业者或者甚至是业余爱好者范围之内。
在从硬盘到光盘再到磁带等的各种记录介质中，信息组成通常称为数据块的单元。将各数据块分配给各种文件的内容表记录在相同介质上的某个地方。例如，数字音频(DA)CD的数据块经该内容表分配给每一个记录的音乐片段。同样，CD-ROM的数据块中的每一块都分配给相关的计算机文件。每个数据块号码包含一个数据组，检索该数据组的目的是完美地再现所记录的内容，即每次存取时的内容相同。纠错码可以将不可避免的错误率减小到有关应用可接受的值。
在传统的盘中，信息顺序记录在螺旋线上。各种地址以数字次序安排。因此，信息的读取是顺序进行的。本发明涉及其中数据的读取不以顺序方式进行的记录盘。
本发明提供了一种能够检测被非法复制的记录的方案，该方案甚至能够致使这种记录不可用。
因此，本发明涉及一种信息记录盘，该信息记录盘包含以通用方式即以螺旋线形式记录的一主记录轨道，该螺旋线包含多个几乎为同心圆圈(concentric turns)的分段，其特征在于，所述主轨道包含一个或多个圆圈中断和/或转变处，并且，轨道上的数据块和/或扇区的地址不是顺序安排的。
通过下面的描述及附图，本发明的各种目的和特性将变得更清楚明白，附图中：
图1是按照本发明的具有两种螺旋线记录轨道的记录盘的例子；
图2a到2e是从主轨道到辅助轨道的切换点的各个例子；
图3是对主轨道和辅助轨道寻址的例子；
图4是能够将两条轨道写到一盘上的读取头设备；
图5a和5b是按照本发明的一个另一种形式的实施例。
在传统的光盘中，信息记录在螺旋形轨道上。读取器跟踪该螺旋线，以便恢复信息。若需要位于远离光学头所处位置点的数据，则该光学头需移动由原始位置和内容表(table of contents，TOC)所规定的距离，然后利用所读取的扇区号信息对所请求区域进行精细搜索。按照本发明，在盘的至少一个区域引入至少一个与主轨道平行的辅助轨道，并且该辅助轨道与初始轨道嵌套。通常，在读取时，读取器以随机方式定位于主轨道上或者辅助轨道上。
按照图2a到2c，辅助轨道Ps可以“Y”形切换点与主轨道Pp联接。在图2a中，该切换点由较大尺度的轨道单元Y组成。在图2b中，该单元Y在分支点变宽。在图2c中，主轨道Pp1中断，并且经主轨道Pp2连续，该主轨道Pp2从轨道Pp1的轴略微偏移。辅助轨道Ps相对于轨道Pp1的轴与轨道Pp2对称。
按照图2d，在辅助轨道和主轨道之间不对称。例如，主轨道方向不变，并且辅助轨道与主轨道联接。
对随机定位的介绍可以参照在轨道上某个地方具有分叉的图，读取器在根据轨道信号的瞬时状态进行读取时选取一条或另一条分支。
按照图2e，在主轨道和辅助轨道之间没有联接。辅助轨道仅仅与主轨道平行放置。
读取器的读取管理器负责对辅助轨道和主轨道这两者进行读取。在后面的描述中将对此进行更详细的解释。
按照本发明，还提供了将不同数据写入辅助轨道和主轨道的处理过程。在这些条件下，容易识别原始盘和复制盘。
上述结果的原因是盘的复制行为不能对辅助轨道和主轨道这两者都进行复制。复制***考虑一组且仅考虑一组数据。此外，即使了解了设备的计算机专家对编码扇区多次进行读取，以便能够访问两组信息，他也不会具有能够再现所暗指的随机行为的设备。
此外，本发明不仅能够检测所述盘的复制，而且通过在辅助轨道上提供对于盘的软件操作所必需的数据，能够致使这种复制不可用。
对于这种盘的管理，本发明提供的方案是可以使辅助轨道包含一个或多个信息块。其起始块地址可以等于位于与其相邻的主轨道上的起始块地址。更准确地讲，其可以位于盘上基本相同的半径上。
按照另一种不同的形式，辅助轨道上所含各块的地址可以不包含在主轨道上。因此，为读取盘的连续块，必须读取辅助轨道上的各块。
通过提供嵌套在主轨道螺旋线中的一个或多个辅助轨道，本发明的盘不可能被全部再现，从而能够致使“盗版”复制可检测到，或者甚至能够致使这些复制不可用。
按照另一种不同形式，本发明的盘包含至少一个具有较大数目的不连续或连续轨道分段的区域，该区域可以是盘绕式的。这种配置的一个例子描述在图5a中。举例来说，CD-ROM包含2K字节的近300,000个数据块。修改形式的区域可包括以块数目的数量等级排列的多个分叉，也就是说，每个块后面可跟随连续的沟槽(直线、向右弯或者向左弯)或者中断的沟槽。
在光读取器类设备的辅助下对上述修改形式的区域进行的分析可能要花很长时间，甚至会受到粗劣定位和块数目重复的负面影响。例如，轨道分段可包括不严格按其物理位置排列的块地址，即与常规相反。此外，需要追溯其盘上扇区的构形的区段(field)的构成使得几乎不可能通过光学装置访问到盘的构形。
仅有相应于本发明的盘构形上的信息才使得访问所有分段成为可能，从而使得访问所有信息成为可能。
为制作这样一种盘，两个或者三个光束可并行地对螺旋轨道进行写入(或者不写入)。为保持盘读取器的正常操作，可以增加两个螺旋线的节距，以便保持间隔等于由标准规则所规定实施的节距(CD-ROM为1.6μm，第一代DVD为0.65μm)。
当前用于制作母盘的机器仅仅在旋转盘的同时蚀刻单一沟槽，光束与盘的旋转同步地进行径向运动。因此，有必要对这种用于制作母盘的机器进行改善。另一方面，由于各种螺旋线的可变节距，因而有必要控制蚀刻激光以随时间变化的速度进行径向运动。另一方面，用于调制光束的声光分量在使用时可以具有两种或三种频率，这些频率虽然不同，但足以相互接近到能够根据传统的电路电子电路来控制。两种方向的区分及零等级(zero order)的区分也需要对聚焦光学进行改善。图4以简化方式提供了这样一种***，其中，接收激光束的声光变换器AO以两种频率f1和f2或者更多种频率对该激光束进行调制。然后，两个角度偏离的光束使得能够同时或顺序地对两个轨道进行蚀刻，以便制作一个或两个平行轨道。不偏斜的光束(等级0)被屏幕罩M遮住。
在声光变换器AO之间提供了将光束聚焦到盘上的设备L。而且，该设备可包括用于阻挡由声光设备AO所发射的等级的光束的发射的装置。
下面将描述对具有至少一个辅助轨道的盘进行的读取。
首先，我们先考虑这样一种情况：辅助轨道嵌套到主轨道的螺旋线中，就象在图1中所表示的那样，并且，该辅助轨道的块号码(或物理地址)与主轨道的块号码(或物理地址)不同。
若假定物理地址n既赋予辅助轨道的块也赋予主轨道的块，则当读取***请求读取该地址n时，按照读取器的当前操作，通过读取块号码且进一步通过精细搜索来进行快速搜索，例如通过对经过的轨道进行计数，接着通过可能的校正，直到检测到相关块n，来进行快速搜索。快速定位以及某种程度的较慢定位在轨道中是随机的。对此可在双螺旋线在地址n周围延伸到足够远，从而使读取***到达最大可能的平坦区域时加以利用。
然而，由于地址n既位于辅助轨道上又位于主轨道上，取决于在盘搜索期间盘读取头从盘中心移向周围还是与此相反，读取头首先找到辅助轨道的地址n或者主轨道的地址n。因此，读取***可以这种方式编程：在搜索在盘中存在两次的地址类型时，进行两次搜索；一次搜索是随着读取头从盘中心移向周围而进行的，而另一次搜索是随着读取头从盘周围移向盘中心而进行的。因此，必然到达两个地址n，并且能够对位于这些地址的块进行读取。
另一种方法的存在形式是，读取靠近区域n的主轨道的地址n+i，然后读取地址n。接下来，读取也靠近区域n的主轨道的地址n-i，然后读取地址n。以这种方式，如果辅助轨道较短(小于盘的一次旋转长度)，则辅助轨道的地址n和主轨道的地址n都会到达。
下面将描述对于如图2a到2c所表示的那样具有切换点的主轨道和辅助轨道进行的读取。
我们假定在给定点将主轨道分成两条子轨道(一条主轨道和一条辅助轨道)。于是，每个特定***将重复地转向一侧或者转向另一侧。然而，对于每个***，特定几何图形将在这两条分支之间引起随机定向。有限数目的分支点几何图形使得能够获得市面上大多数***的“随机”几何图形。
为限制对***通过分支点的干扰，只要两条分支紧靠在一起，就容易以完全同步的方式将相同数据写入两条分支。
如果想要以精细方式介入读取器的操作，可在每次通过一个方向并且接着通过另一个方向时对跟踪驱动器引入轻微偏置，以辅助定位到一个分支或者另一个分支。
在任何情况下，对位于辅助轨道和主轨道上的两个地址n进行读取的非常可靠的方式是，对位于这些地址的数据读取数次，对其进行记录并比较。如果发现在两个地址n读出了不同的数据，则据此可以推出已读取了辅助轨道和主轨道的数据。
最后将解释的情况是，对于其地址或者其块地址不存在于主轨道上的辅助轨道进行读取。
这种情况由图3表示。
我们假定一个盘至少局部拥有两条嵌套螺旋线。例如，主轨道在一个旋转圆周上拥有的相邻地址为从n到n+i，然后在第二个旋转圆周上的相邻地址为从n+2i+1到n+3i，等等。辅助轨道拥有从n+i+1到n+2i的地址，其拥有方式使得该部分“夹于”主轨道的两个相关部分之间。当读取这三组连串的地址时，由软件检测读取头的行为。轨道跳跃是块布置的特性；具体讲，如果请求读取块n到n+3i，则精细和/或粗略跟踪信号带有恢复所有块所需的两次跳跃的标记。
本发明的盘使得在读取按照本发明记录的盘上的数据时能够引入随机性。例如，对于市面上所售的任何读取器来说，当程序命令该读取器读取按照所推荐方法编码的盘的特定扇区时，该读取器有时会读取一个数据组A，而有时会读取另一个数据组B。
然而，由传统的甚至是复杂的装置复制的CD或DVD盘也只含有单个数据组。通过多次试图访问相关扇区，程序在所重读的数据总是相同的情况下则能够确定该盘是一个复制件；而如果所重读取的数据有时为数据组A有时为数据组B，则该盘为原件。
本发明对盘的设计的优点在于，它能够兼容所有的市面上现有的CD-ROM读取器，甚至不需要对它们的软件操作(驱动器)进行修改。
在图5a和5b的可替换实施例中，轨道Pp被看作主轨道，并且信息被看作是写入辅助轨道Ps1，…，Psn。轨道Psn例如被看作表示一扇区(或一块)，并且包含具有地址A的一块，因而该扇区应当位于轨道Ps1上。因此，块A应当被看作已被移动并且不在其逻辑位置。因此，盘的正常读取***不能恢复该扇区。为解决这个问题，本发明提供了各种相邻轨道来写入信息，从而能够找到地址A。例如，轨道Ps1包含地址A，并且，与该地址相关的信息项a1指示向盘的外侧跳跃3个轨道以找到地址A；轨道Ps2也包含地址A，并且，信息项a2指示向盘的外侧跳跃2个轨道；…；轨道Psn+2包含地址A，并且，信息项a5指示向盘的内侧跳跃2个轨道。因此，按照本发明，信息项a1，a2，…，a5含有定位信息，该定位信息给出了所遵循的路径，从而能找到要读取的分段。该信息可比作与逻辑信息相对的“机械”信息。
在图5a的描述中，轨道Pp被看作是主轨道，而其它轨道被看作是辅助轨道。也可以将所有的轨道看作是主轨道。无论在什么情况下，***的设计方式都是，在围绕着含有地址诸如为A的块的轨道的环中，所包含的轨道含有用于控制读取头的信息，比如上述信息a1，a2，…，a5。
下面将描述按照本发明的含有较大数目的轨道分段的盘的操作：
如上所述，为访问信息，必须获得有关盘的构形的信息。所访问信息可存在于盘上便于访问该信息的某一区域。所访问信息也可以比如以编码方式存在于盘上某一区域。该信息还可以分散于整个修改区域上。
例如，一种光盘读取器类型的光学设备采用用于粗略定位读取头的装置以及用于跟踪和跳跃轨道的电磁和/或电光装置，以保证在要读取的轨道分段上的读取点的精确定位。
当在相应于本发明的盘上搜索信息时，由粗略操作将拾取信号发送到包含较大数目的轨道部分的区域上。不可能准确确定拾取信号在盘上的位置。另一方面，重读取的轨道分段包含用户信息以及定位信息，该定位信息给出了到达附近位置处的一个或多个轨道分段上所携带的信息的路径(例如，轨道跳跃数目及其跳跃方向)。关于要遵循的所述路径的信息对重读取的分段来说是特定的。因此，合理的访问次数使得不能追溯回盘的全部映像(map)，而是朝向非法复制内容的第一步。
另一方面，如果访问相应于本发明的盘上的用户所感兴趣的信息项，则该访问与访问传统盘基本相同的时间就会达到目的。
因此，本发明对盘的设计使得能够识别原始盘和通过盗版复制的盘，即使盗版者配备有不少重要装置。
本发明不涉及任何“dongle”类型的关键字，也不涉及代码，更不涉及供货商与消费者之间的相互作用。
对于这种盘的读取与CD-ROM读取器的机械、光学和电学操作相兼容，另一方面，可能需要修改软件操作(驱动器)。

Claims (23)

1.一种信息记录盘，该信息记录盘包含以通用方式即以螺旋线形式记录的一主记录轨道，该螺旋线包含多个几乎为同心圆圈的分段，其特征在于，所述主轨道包含一个或多个圆圈中断和/或转变处，这些中断和/或转变处引起一个或多个辅助轨道，并且，其特征还在于，单一轨道上的数据块和/或扇区的地址不是顺序安排的。
2.如权利要求1所述的信息记录盘，其特征在于，所述圆圈的中断和/或转变处引起一个或多个辅助轨道。
3.如权利要求1所述的信息记录盘，其特征在于，所述主轨道和辅助轨道包含位于盘上相同角度扇区中的信息。
4.如权利要求1所述的信息记录盘，其特征在于，在相同角度扇区中，辅助轨道的相邻轨道以及该辅助轨道中含有信息。
5.如权利要求3和4中的一个权利要求所述的信息记录盘，其特征在于，轨道的指定扇区中含有定位信息，利用该定位信息就能够访问相对于其盘上正常位置而移位了的块或扇区。
6.如权利要求1所述的信息记录盘，其特征在于，所述多个圆圈分段组成包括指定地址(A)所处块的一圆圈分段的环，这些圆圈分段中的每一个都包含所述地址，该地址与用于控制一盘读取头的信息项相关。
7.如权利要求6所述的信息记录盘，其特征在于，与指定块或扇区的地址相关并且包含在一轨道分段中的定位信息项含有一指示，该指示表示将所述轨道分段与所述指定块或扇区所处的轨道分段分开的轨道的数目。
8.如权利要求7所述的信息记录盘，其特征在于，所述定位信息项是能够指令所述盘读取头移动的轨道跳跃信息项。
9.如权利要求2和3中的一个权利要求所述的信息记录盘，其特征在于，该盘还包括与主信息轨道平行的辅助信息轨道。
10.如权利要求9所述的信息记录盘，其特征在于，所述辅助轨道比所述主轨道短。
11.如权利要求9所述的信息记录盘，其特征在于，附加轨道通过“Y”形切换点连接到主轨道。
12.如权利要求8所述的信息记录盘，其特征在于，所述辅助轨道包含与所述主轨道的信息不同的信息。
13.如权利要求7所述的信息记录盘，其特征在于，所述辅助轨道的起始地址与所述主轨道的一个块的地址相同。
14.如权利要求9所述的信息记录盘，其特征在于，所述辅助轨道的长度小于所述轨道的螺旋线的一个旋转圆周。
15.如权利要求9所述的信息记录盘，其特征在于，处于所述辅助轨道上的数据的地址与所述主轨道上的数据地址不同。
16.如权利要求9所述的信息记录盘，其特征在于，处于所述辅助轨道上的数据的地址相应于所述主轨道上的未使用地址。
17.如权利要求1所述的信息记录盘，其特征在于，所述主轨道的形式是螺旋线，其轨道节距可变，其变化方式能够在想要包含辅助轨道的区域中提供较大节距。
18.一种用于对如权利要求9所述的信息记录盘进行读取的方法，其特征在于，通过使读取头从盘中心向周围移动而实现第一步搜索，和通过使读取头从周围向盘中心移动而实现第二步搜索，从而提供对辅助轨道上和主轨道上都存在的地址n的搜索。
19.如权利要求18所述的读取方法，其特征在于，在第一步中，对位于处在地址n和盘中心之间的主轨道的一圆圈上的地址(n-i)进行搜索，然后对地址n进行搜索，接着在第二步中，对位于处在地址n和盘周围之间的主轨道的一圆圈上的地址(n+i)进行搜索，然后对地址n进行搜索。
20.一种用于对如权利要求1所述的信息记录盘进行读取的方法，其特征在于，对位于处在辅助轨道上和主轨道上的地址(n)处的数据进行数次读取，其特征还在于，对所读取的数据进行记录，直到检测到读出了不同的数据。
21.一种用于对如权利要求11所述的信息记录盘进行读取的方法，其特征在于，使读取头跟踪的方式能够有助于在第一步定位朝向切换点的一个分支上，然后在第二步定位朝向切换点的另一个分支上。
22.一种用于记录盘的读取头，其特征在于，该读取头包含位于读取光束的路径中的一个声光变换器，该变换器由两个不同频率(f1，f2)的声波激励，其激励方式使得能够产生至少两个调制的写光束。
23.如权利要求22所述的读取头，其特征在于，所述变换器使得能够对至少两个平行的信息轨道进行写入。
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