CN1035792C - 光盘，检测光盘的装置及在光盘上记录信息的装置 - Google Patents

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Abstract

一种光盘包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则凹坑串，每个的规则的凹坑串中的凹坑被相对于光道的中心对称地排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，从不规则凹坑串中可得到一个跟踪误差信号。当利用传统的方法对含有不规则凹坑的正常光盘进行拷贝时，这种不规则凹坑不能被拷贝。因此检测光盘中是否含有不规则凹坑即可将非法拷贝盘与正常盘区分出来。

Description

光盘，检测光盘的装置及在光盘上记录信息的装置
本发明涉及一种用于例如CD-ROM(compact disc read-onlymemory)中的光盘，它可以防止对其上记录的信息(例如，视频游戏(即计算机游戏))进行未经授权的拷贝(即非法复制)。另外，本发明涉及一种用于检测光盘确定是否光盘上含有非法拷贝的信息的检测装置。此外，本发明涉及一种用于在这种光盘上记录信息的记录装置。
一般来说，数字信息信号和模拟信息信号二者都可以用来确定代表例如，一段音乐，一幅图象，一个字符，数据之类的同样信息。此外，当信息从数字信息信号被拷贝(即被复制)时，被拷贝的信息的传送质量或特性不象拷贝模拟信息信号的相同信息的情况那样会有所降低。因此，在保护象表现一段音乐的信息的原始信息的版权方面，以数字信息信号所表现的原始信息的拷贝(即制造与表现例如，一段音乐的原始信息一样好的复制信息)已成为一个重要问题。即需要对数字信息信号的复制(或拷贝)加以禁止或限制。
例如，可以用公共标准如由国际标准组织建立的ISO 9660标准来制造CD-ROM或类似装置。遵从这一标准，当防止拷贝光盘上的原始数字信息时，一个拷贝保护密码事先被记录在光盘上。因此，一个包含这样一个密码的光盘会被确定为正常盘。相反，如果光盘不包含这样一个密码，这个光盘便会被确定为非法的拷贝盘。然后采取适当的步骤(例如，停止从这样一个非法的拷贝盘上重现信息)。进而，期望大量制造遵从这一标准的CD-ROM。
然而，即使利用这种拷贝保护的方法，使用一种能进行盘拷贝(即对光盘上记录的数据进行准确的复制)的拷贝设备时，也可以很容易地制作一个可被确定为正常盘的光盘。这就造成了光盘在拷贝保护方面较弱的现象。结果，非法拷贝光盘在市场上盛行。
因此，已经提出了另外一种拷贝保护的方法，利用这种拷贝保护的方法，一种不同于前述光盘标准的标准被建立起来，根据这种标准制造的光盘不能由用于阅读根据通常标准如ISO 9660制造的光盘的软件来读出。但是，即使在利用这种拷贝保护的方法的情况下，利用拷贝装置，从光盘中的物理帧单元读出数据并且将读出的数据拷贝到一次写入型的光盘中，任何光盘都可以被拷贝或复制。
另外，在由索尼公司利用直径为6.4CM的光盘研制的称为小型盘(MD)的光盘介质的情形中，开发了另一种称为“连续拷贝管理系统”(SCMS)的拷贝保护系统。这种SCMS技术是利用一种与拷贝数据的许可性有关的保护码来防止记录在光盘上的数据被数字地两次或多次拷贝。这种保护码是由记录在MD上的一部分数字信号来表示的。即，保护码被事先被写到MD上记录的数据区的“整体内容”(TOC)区。
此外，(1)如果保护码指示没有保护，数据或信息可以从此MD(即源盘MD)拷贝到目标MD。另外，当从源MD向目标MD拷贝时，一个指示有拷贝保护的保护码被写到目标MD的TOC区。
相反，(2)如果一个写入MD的保护码指示有拷贝保护码，这意味着该MD上记录的数据已经被拷贝了一次，不能再次拷贝。以这种方式，在MD上记录的数字信号可以防止以数字的形式拷贝两次或多次。
如上所述，在利用SCMS技术的情况中，代表保护码的信息被写入到一个光盘。然后，一个拷贝设备阅读记录在MD上的保护码并根据此保护码判断是否可以从此MD中拷贝数据或信息。
但是，在记录在光盘(即，源光盘)的信息信号被从中读出并准确地拷贝到另一个光盘时，不仅是数据，而且保护码也被拷贝到后者。结果，数据可以从一个源盘被无限次拷贝到另一个光盘。因此，侵犯版权的拷贝数据的行为不能被防止。
同时，在CD设备(如目前市场上的CD唱机和CD-ROM驱动器)中有一个集成电路(IC)来检测跟踪误差。当跟踪误差等于或大于预定值时，该设备则判定受到了有震动。为了对付这种震动，该设备的伺服系统的增益增加。这种IC的实际例子为东芝公司生产的TC9236AF。另外一种IC检测由光盘反射的光量。当反射光的光量变化(即减少或增加)达到等于或大于一个摆动率的某种程度时，该设备判定光盘上有疵点或缺陷。为了克服这种缺陷要保证锁相环或静噪。这种IC的一个实际的例子为三菱电器工业有限公司生产的AN8803SB。
因此，可以通过有效的利用这种传统IC的功能而无需设计特殊的电路来实现拷贝保护。本发明就是考虑到前述情况而做出的。
本发明的目的之一是提供一种光盘，记录在其上的保护信息无法利用传统的再现记录的信号的方法读出，从而，可以有效地防止数据的非法拷贝。
本发明的另外的目的在于提供一种检测装置用于检测这样的可以有效地防止数据的非法拷贝的光盘。
此外，本发明的另一个目的是提供一种用于在这种可以防止其上的数据或信息被非法拷贝的光盘上记录数据的记录装置。
为了达到前述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光盘，它包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则(或非正常)凹坑串，每个的规则的(或正常的)凹坑串中的凹坑相对于光道的中心(下面有时称为道心)对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，从不规则凹坑串中可得到一个跟踪误差信号。
根据本发明的第二方面，提供了一种光盘，它包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则的凹坑串，每个的规则的凹坑串的凹坑相对于光道的中心对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，RF信号的波形的对称性因不规则凹坑串改变。
根据本发明的第三方面，提供了一种光盘，它包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则的凹坑串，每个的规则的凹坑串的凹坑相对于光道的中心对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，光量信号因不规则凹坑串而改变。
根据本发明的第四方面，提供了一种光盘，它包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则的凹坑串，每个的规则的凹坑串的凹坑相对于光道的中心对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，不规则凹坑间断地布置在与以规则凹坑串的形式记录的调制信号所表示的数据块相对应的预定区域。
根据本发明的第五方面，提供了一种检测装置，用于检测一个包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则的凹坑串的光盘，每个规则的凹坑串的凹坑相对于光道的中心对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，该装置包括一个重放装置，用于重放布置有不规则凹坑串的区域；一个判断装置，用于从重放的结果中检测是否存在不规则凹坑串并从检测结果中判断被检测的光盘是正常的盘还是非法复制的盘。
根据本发明的第六个方面，提供了一种记录装置，用于在一个包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则的凹坑串的光盘上记录数据，每个规则的凹坑串的凹坑相对于光道的中心对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，不规则凹坑间断地布置在与以规则凹坑串的形式记录的调制信号所表示的数据块相对应的预定区域。该装置包括：激光光源装置，用于产生并输出激光；信号转换装置，用于将数字信号转换成调制信号；激光调制装置，用于根据调制信号对从激光光源中输出的激光进行强度调制；门信号产生装置，用于产生一个与由调制信号表示的数据块同步的门信号；激光改变装置，用于与门信号同步地改变激光，使之与不规则凹坑串相对应；激光辐射装置，用于向光盘辐射经激光调制装置和激光改变装置分别调制和改变的激光，在光盘上形成凹坑串。
下面，描述本发明的基本实施例。
(1)首先，在本发明的一个实施例(即光盘)中，所述的串中的每一个不规则凹坑都被布置在沿径向摆动的中心线上，其摆动幅度小于光道间距。
(2)其次，在本发明的这个实施例中，摆动频率比那些称为跟踪伺服频带的任何频率高，在该频率，当一个信号利用用于跟踪的副光束由光拾取器(以下有时简称为拾取器)重放时，包含在跟踪误差信号中的重放的信号成分变为最小并相反，摆动信号载波变为最小。
(3)此外，在本发明的实施例中，不规则的凹坑串被布置或设置在包含在跟踪误差信号中的重放信号成分变小的盘的部分。
(4)另外，在本发明的实施例中，每个不规则凹坑的占空比(或因子)与每个规则凹坑的占空比不相等。
(5)另外，每个不规则凹坑的径向宽度与每个正常凹坑的径向宽度不相等。
(6)此外，本发明的用于检测光盘的检测装置的实施例包括一个解码单元，用于从光盘的信息记录部分阅读信息(或数据块)并对数据块进行解码；一个第一检测单元，用于检测一个伺服信号(或数据信号)是正常还是不正常；一个第二检测单元，用于检测解码单元的输出信号和第一检测单元的输出信号在预定的规则时间点是否相互相关；以及一个判断单元，用于从第二检测单元中输出的检测信号判断是否检测到预先记录在光盘上的不规则凹坑，从而，对于每一个被检测的光盘，都可以确定是一个仅有规则凹坑的光盘还是有预先记录在光盘的不规则凹坑的光盘。
(7)另外，该检测装置的实施例包括一个跟踪误差信号检测单元，用于检测跟踪误差信号；一个第三检测单元，用于检测跟踪误差信号的信号电平是否接近不变或象脉冲信号那样改变；一个控制单元，用于从跟踪误差信号中判断在阅读的光盘上是否有不规则凹坑被检测到，在判断作出之后，启动重放操作，从而，每一个光盘都可以在是否存在不规则凹坑的基础上被识别出来。
(8)此外，在(7)中所述的检测装置的实施例中，所述的拾取器采用了一种称为三光束方法(即，三点跟踪方法)，所述的第三检测单元包括一个带通滤波电路，一个整流电路和一个比较电路，所述的带通滤波电路的中心频率是这样设定的，在该频率，跟踪误差信号中的脉冲信号的电平变为最大而跟踪误差信号中出现的数据信号的泄露变为最小。
(9)另外，(6)中描述的检测装置还包括一个第三检测单元，用于检测一个RF信号的波形相对于RF信号的中心或基准电平(即，分层电平(后面将要解释))的对称性；一个分层电平改变单元，用于根据检测到的对称性改变RF信号的分层电平；一个比较单元，用于确定所述的分层电平的改变是否在基准范围之内；一个判断单元，用于从该比较单元的输出信号中判断在阅读的光盘中是否检测到不规则的凹坑，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
(10)另外，在(6)中所述的检测装置中还有一个光反射量信号产生单元，用于向光盘的信息记录部分辐射激光并输出一个代表光盘反射量的光反射量信号；一个比较单元，用于确定光反射量的改变是否在基准范围内；一个扩展单元，用于扩展比较单元的输出信号；一个判断单元，用于从扩展单元的输出信号中判断在阅读的光盘中是否有不规则的凹坑被检测到，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
(11)另外，在(6)中所述的检测装置的另一个实施例中，还包括一个第三检测单元，用于阅读在光盘上记录的数据块中每一个预定的地址记录的数据，并通过确定是否有象脉冲信号那样改变的跟踪误差信号与按照在阅读地址记录的数据确定的规则时间点同步地被检测到，或通过确定根据相对分层电平的RF信号波形对称性而得到的分层电平的改变是否与规则时间点同步地检测到，或通过确定由光盘反射的光量的改变是否与规则时间点同步地检测到，判断在光盘上是否有不规则凹坑被检测到，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
(12)此外，(6)中所描述的检测装置的另一个实施例还包括一个第三检测单元，用于阅读在光盘上记录的数据块中的每个预定的地址记录的数据，如果判断出有多于预定次数的如脉冲信号那样改变的跟踪误差信号被与按照在阅读地址记录的数据确定的规则时间点同步地被检测到，或根据相对分层电平的RF信号波形的对称性而得到的分层电平的改变与规则时间点同步地被检测到，或由光盘反射的光量的改变与规则时间点同步地被检测到，并且如果判断出多于预定次数的如脉冲信号那样改变的跟踪误差信号没有与按照在阅读地址记录的数据确定的规则时间点同步地被检测到，或根据相对分层电平的RF信号波形的对称性而得到的分层电平的改变没有与规则时间点同步地被检测到，或由光盘反射的光量的改变没有与规则时间点同步地被检测到，则判断在盘中有不规则的凹坑被检测到。
(13)另外，在(6)中所述的检测装置的另一个实施例还包括一个存储单元，用于存储存储在光盘中的数据块的预定地址，该数据块用于根据确定在盘上形成的信息凹坑中是否有不规则凹坑被检测到的判断结果确定光盘类型，以及一个第三检测单元，用于在装入光盘时在预定地址记录的数据块，以及通过确定是否有象脉冲信号那样改变的跟踪误差信号在数据块中被检测到，或通过确定RF信号的分层电平的改变是否在数据块中被检测到，或通过确定光反射量信号的电平的改变是否在数据块中被检测到，来判断在盘上是否有不规则凹坑被检测到，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
(14)此外，在(6)中所描述的检测装置的另一个实施例还包括一个存储单元，用于存储一个预定的地址，在该地址，数据块的地址表在存储在光盘上，该数据块用来根据在光盘上形成的信息凹坑中是否有不规则凹坑被检测到的判断结果确定光盘类型，以及一个第三检测单元，用于在装入光盘时阅读在预定地址的所述的表，然后，阅读在表中所列的地址所存储的数据块，并通过确定是否有象脉冲信号那样改变的跟踪误差信号在数据块中被检测到，或通过确定RF信号的分层电平的改变是否在数据块中被检测到，或通过确定光反射量信号的电平的改变是否在数据块中被检测到，来判断在盘上是否有不规则凹坑被检测到，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
(15)一种信息记录装置，包括一个激光源；转换装置，用于将数字信号转换成调制信号，调制装置，用于对从激光源发射的激光根据调制信号进行强度调制，从而，将激光转换成记录激光；一个物镜，用于向光盘辐射记录激光，在光盘上形成凹坑串；门信号产生装置，用于产生与由调制信号表示的每个数据块同步的门信号；不规则凹坑产生装置，用于产生与所述的门信号同步的不规则凹坑。
(16)另外，另一个信息记录装置，包括一个激光源；转换装置，用于将数字信号转换成调制信号；调制装置，用于对从激光源发射的激光根据调制信号进行强度调制，从而，将激光转换成记录激光，一个物镜，用于向光盘辐射记录激光，在光盘上形成凹坑串；门信号产生装置，用于产生与由调制信号表示的每个数据块同步的门信号；摆动信号产生装置，用于产生与门信号同步的摆动信号；移动装置，用于按照摆动信号沿光盘径向移动记录激光在光盘上形成激光点。
(17)此外，另一个信息记录装置，包括一个激光源；转换装置，用于将数字信号转换成调制信号，调制装置；用于对从激光源发射的激光根据调制信号进行强度调制，从而，将激光转换成记录激光；一个物镜，用于向光盘辐射记录激光并在光盘上形成凹坑串；门信号产生装置，用于产生与由调制信号表示的每个数据块同步的门信号；一个占空因子改变装置，用于根据门信号改变调制信号的占空因子。
(18)另外，另一个信息记录装置，包括一个激光源；转换装置，用于将数字信号转换成调制信号；调制装置，用于对从激光源发射的激光根据调制信号进行强度调制，从而，将激光转换成记录激光；一个物镜，用于向光盘辐射记录激光并在光盘上形成凹坑串；门信号产生装置，用于产生与由调制信号表示的每个数据块同步的门信号，以及宽度改变装置，用于根据门信号改变凹坑串的径向宽度。
因此，在本发明的光盘中，在规则或正常的凹坑之间，至少形成有一个不规则凹坑。此外，从该不规则凹坑中可得到跟踪误差信号。另外，光量信号因不规则凹坑而改变。这可以用来检测不规则凹坑。既使利用传统的拷贝方法对含有这种不规则凹坑的正常光盘进行拷贝，这种不规则凹坑也不能被拷贝。因此，通过检测在光盘上是否有不规则凹坑，即可从正常的光盘中识别出非法拷贝的盘。这样，通过很容易地检测非法拷贝盘，即可取得一种好的拷贝保护的方法。
本发明的其他的特征，目的和优点通过参照附图对最佳实施例的详细的描述可以更为明晰，其中，在不同的附图中，同一标号表示同一部件。
图1(A)显示了利用本发明的第一光盘(即本发明的第一实施例的第一个例子)的凹坑的形状；
图1(B)为一个波形图，显示了本发明的第一实施例的第一个例子的跟踪误差信号的波形；
图2(A)显示了利用本发明的第二光盘(即本发明的第一实施例的第二个例子)的凹坑的形状；
图2(B)为一个波形图，显示了本发明的第一实施例的第二个例子的跟踪误差信号的波形；
图3为显示利用本发明的检测装置的结构的示意框图；
图4为显示图3的检测装置的操作的流程图；
图5(A)，5(B)和5(C)为显示本发明的第二实施例的凹坑形状的示意图；
图5(D)显示了本发明的第二实施例的光量信号；
图5(E)为一个波形图，显示了通过将从本发明的第五实施例的两个光检测器输出的光量信号相加而得到的信号的波形；
图5(F)为一个波形图，显示了本发明的第五实施例的反射光量改变的波形；
图6(A)显示了本发明的的第三实施例凹坑的形状；
图6(B)为一个波形图，显示了本发明的第三实施例的跟踪误差信号的波形；
图7(A)到7(E)显示了本发明的第三实施例的帧不规则凹坑串之间的关系；
图8为显示本发明的第三实施例中摆动信号和噪声之间的关系的曲线；
图9为显示本发明的用于从光盘(即，第三实施例)中重放数据的重放装置的结构的示意框图；
图10为显示一个脉冲的跟踪误差信号检测电路的一个例子的结构的示意框图；
图11(A)到11(E)为波形图，每个波形显示了脉冲的跟踪误差信号检测电路的操作；
图12(A)到12(E)显示了本发明的第三实施例中利用一个微计算机对摆动信号的识别的定时。
图13为显示本发明的用于从光盘(即，第三实施例)中重放数据的重放装置的操作的流程图；
图14为显示本发明的用于在光盘(即，第三实施例)中记录数据的记录装置的结构的示意框图；
图15(A)到15(C)显示了本发明的第四实施例的不规则凹坑串；
图16显示了在本发明的第四实施例中的射频(RF)信号的称为“分层电平”的改变；
图17(A)到17(B)中的每一个显示了本发明的第四实施例中的不规则凹坑的其它形状；
图18为显示本发明的用于从光盘(即，第四实施例)中重放数据的重放装置的结构的示意框图；
图19为本发明的第四实施例的用于检测RF信号的波形的对称性中的改变的对称性改变检测电路的一个例子的结构的示意框图；
图20(A)到20(C)为波形图，每一个显示了本发明的对称性改变检测电路的操作的流程图；
图21为显示本发明的用于在光盘(即，第四实施例)中记录数据的记录装置的结构的示意框图；
图22(A)到22(F)每一个显示了图21中的记录电路的操作；
图23(A)到23(B)显示了本发明的第五实施例的不规则凹坑串的另一个例子；
图24为显示本发明的用于从光盘(即，第五实施例)中重放数据的重放装置的结构的示意框图；
图25为显示光量改变检测电路的一个例子的结构的示意框图；
图26为显示本发明的用于在光盘(即，第五实施例)中记录数据的记录装置的结构的示意框图；
图27(A)到27(F)为显示图26中的记录装置的操作的示意图。
下面参照附图对本发明的实施例(即，本发明的光盘，检测装置和记录装置)进行描述。
(实施例1)
下面参照附图1(A)和1(B)到图4对本发明的第一实施例进行详细的描述。在本发明的第一实施例中，通过有意地增加正常光盘的跟踪误差可将正常光盘从非法拷贝盘中区别出来。
1)光盘
图1(A)显示了本发明的第一实施例(即，一个光盘)的每个凹坑的形状的一个例子。图1(B)显示了当阅读由光盘上的凹坑表示的信息时得到的跟踪误差信号的波形。在图1(A)中，在左区由箭头FA指示的凹坑PA是按照通常标准形成的。此外，如该图所示，每个凹坑PA的形状是以道TR的中心线(即，道心)相对称的。而且，每个凹坑PA的上部宽度—在道TR的中心线的上部的宽度，与道TR的中心线下部的宽度相等。相反，在由箭头FB指示的右区的凹坑PB的情形中，每个凹坑PB的下部(在该例子中，在道TR的中心线下面的下部)的宽度比其他部分的宽度要大，如该图所示。
另一方面，如众所周知，跟踪误差信号是通过向凹坑串辐射在称为三束方法(即，三点跟踪方法)中所使用的称为激光束点(即，跟踪点)S1到S3，将从偏心点S1和S3反射的光量之间相减而得到的。在图1(A)的凹坑串的情况下，在箭头FA所示的区域形成的每个规则的或正常的凹坑PA的形状如上所述是相对道TR相对称的。因此，由点S1反射的光量基本等于由点S3反射的光量。结果，箭头FA所示的区域得到的跟踪误差信号的电平基本等于“0”，如图1(B)所示。
但是，在箭头FB所指示的区域，每一个凹坑PB的形状不是以道TR对称的。因此，由点S1反射的光量变为不等于由点S3反射的光量。结果，跟踪误差增加了，从箭头FB所示的区域的得到的跟踪误差信号的波形变为如图1(B)所示。
现在来看图2(A)，这里显示了本发明的光盘(即，第一实施例)的每一个凹坑的形状的第二个例子。另外，图2(B)显示了当阅读由光盘上的凹坑表示的信息时得到的跟踪误差信号的波形。如图2(A)所示，箭头FA所指示的左区中所示的凹坑PA是按照通常方式形成的，与第一个例子的情况相似。相反，箭头FC所指示的右区的凹坑PC是以相对道TR摆动的方式布置的，其形状与左区的凹坑PA的形状相似。
当该凹坑串被与第一例子中的情形相似的激光束辐射时，从箭头FA所指示的区域得到的跟踪误差信号几乎等于“0”，如图2(B)所示。但是，在箭头FC所示的区域，凹坑PC如图2(C)所示偏离了道TR。结果，由点S1反射的光量变为不等于由点S3反射的光量。因此，跟踪误差增加了，结果，从箭头FC所指示的区域得到的跟踪误差信号的波形变为如图2(B)所示。
在第一实施例当中，除了凹坑组PA(即，规则凹坑组)以外，该光盘还至少包括一串或一组凹坑PB和PC(即，不规则凹坑组)，它们的形状和排列如上所述。在数据格式方面，这种不规则凹坑(即，引起跟踪误差的凹坑)形成于不影响预先记录在盘的数据(即，由正常或规则的凹坑表示的原始数据)的位置。此外，每个非正常(或不规则)的凹坑的长度设置成使因不规则凹坑引起的跟踪误差信号不影响重放操作。
此外，最好在光盘上的多个位置形成不规则的凹坑。这是因为当只有一个不规则凹坑形成于光盘的某个位置时，如果一个非法拷贝盘有一个污点或划痕时，则这个非法拷贝盘有可能被当成正常盘。显然，在盘上形成的不规则凹坑越多，出错的机会越少。
即使不用三点跟踪方法而使用单束推挽跟踪方法，也可得到相似的结果。
2)检测装置
下面参照图3描述本发明的检测装置。该图显示了检测装置与第一实施例相关的主要部分。如该图所示，前述的不规则凹坑DP形成在例如光盘10中的地址AD1至AD3。此外，用于从光盘10中重放信息的重放装置具有一个光盘装入检测单元12，它检测是否有光盘被装入。另外，光盘10在盘驱动部分14的控制下被驱动。此外，用于输出前述的三激光束及检测从三点反射的光的拾取器16在拾取器驱动部分18的控制下被驱动。
另外，拾取器16的束检测输出被送到头放大电路20，头放大电路20输出光量信号及跟踪误差信号。这些信号被送到信号处理电路22。此外，一个微计算机24被接到信号处理电路22并被提供一个来自电路22的跟踪误差信号。此外，代表形成有不规则凹坑的地址AD1到AD3的数据被存储在微计算机24内的存储器26。另外，微计算机24除了接到盘驱动部分14和拾取器驱动部分18以外，还接于显示器单元18。
下面参照图4描述第一实施例的检测装置的操作。首先，装入光盘10，被装入的光盘10由光盘装入检测电路12检测。此时，在步骤SA，将光盘10装入完成的信息通知微计算机24。然后微计算机24对该通知响应，阅读预先存储在存储器26中的数据，这些数据表示地址AD1到AD3，在这些地址，形成有不规则的凹坑。接下来，微计算机24将驱动指令分别送到盘驱动部分14和拾取器驱动部分8。于是，在地址AD1形成的不规则凹坑串被阅读。即，盘10和拾取器16分别由部分14和16驱动，在地址AD1形成的不规则凹坑被三激光束点照射。
然后，由每个激光束点反射的光被拾取器16接收。接下来，接收的反射光进一步由拾取器16转换成电信号。然后，该电信号被送到(即，输入)头放大电路20，从而，从输入信号中得到跟踪误差信号和光量信号。然后，跟踪误差信号被从信号处理电路22送到微计算机24。
如上所述，在图3中的不规则凹坑DP，跟踪误差信号的电平增加。于是，在步骤SB，该现象被用来检测不规则凹坑DP。继续对在地址AD2和AD3形成的凹坑执行这种检测不规则凹坑DP的操作。另外，当在步骤SC，不规则凹坑DP被连续地在地址AD1到AD3检测到时，微计算机24判断光盘10为一个正常盘。然后，在步骤SD，进行通常的重放操作。
下面描述一个正常盘10的拷贝盘的重放数据的操作。当一个正常盘(即，源盘)10的拷贝盘被作出以后，记录在正常盘10上的信号首先被利用如一个CD-ROM重放。然后，通过重放记录在盘10上的信号而得到的重放信号被记录在目标光盘如一个CD-WO或类似盘。在这种情况下，通过对在与不规则凹坑相对应的部分执行误差校正，数据被拷贝到目标光盘。因此，目标光盘并不包含不规则凹坑。从外表上看，目标光盘是一个记录在正常源盘的所有信息都很好地被拷贝的拷贝盘。但是，事实上，目标光盘并不包含不规则凹坑。
当这种目标光盘被放置到图3的重放装置时，地址AD1到AD3同样被访问。然后，检测跟踪误差信号的操作被执行。但是，如上所述，由于目标光盘不含有不规则凹坑，所以，没有跟踪误差信号被从目标光盘中被检测出来。结果，在步骤SE，微计算机24判断该盘不是正常拷贝盘(即，不是合法拷贝盘)。然后，微计算机24指示显示单元28显示指示该事实的信息。另外，微计算机24指示信号处理电路22停止输出信号。
这样，当目标光盘为非法拷贝盘(即，不含有不规则凹坑)时，重放)操作被中止。结果，从光盘中非法拷贝数据得以防止。即使利用一种以物理帧单元从源盘向目标盘拷贝的用于拷贝数据的拷贝装置，拷贝操作是通过向跟踪误差发生的区插入一些合适的数据。因此，当数据从利用这种拷贝装置得到的拷贝盘中重放时，没有跟踪误差从与源盘的不规则凹坑相对应的区中得到。因此，从这种非法拷贝盘中重放数据得以防止。
当用于从光盘中重放数据的重放装置没有前述的检测装置，或当表示不规则凹坑的地址的数据或信息出错的情况下，当试图阅读光盘时，寻找错误或数据错误会因为不规则凹坑而出现，于是装置停止。即，在本发明的第一实施例情况下，重放装置应该具有预定的功能以防止因不规则凹坑而出现的寻找错误或数据错误。以这种观点，拷贝保护可以得到加强。
(实施例2)
下面参照图5(A)到5(D)对本发明的第二实施例进行描述。在这些图中，相同的标号表示与第一实施例中相同的部件。在本发明的第二实施例中，通过有意地增加正常光盘的反射光量可将正常光盘从非法拷贝盘中区别出来。
图5(A)到5(C)显示了本发明的光盘(即，第二实施例)的凹坑的形状。在这些图中，箭头FA所指的左区和右区的凹坑PA是以通常标准形成的。相反，由箭头FD所指的区(例如，包含凹坑PD的区)为本发明第二实施例的特征区。在图5(A)的例子中，每个凹坑PD的长度被设定为短于在八到十四调制(EFM)中所利用的最小距离3T(T代表一个数据位时间)。在图5(B)所示的另一个例子中，由箭头FD所指的区为一个镜面标志PE而没有形成凹坑PD。在图50(C)的例子中，凹坑PF通过利用一个曝光系统(未示出)改变曝光(即曝光)而变浅。下面，为了描述方便，镜面标志有时被称为不规则或非正常凹坑。
在第二实施例中，与第一实施例的情况类似，如图5(D)所示的光量信号是通过利用激光束点S1到S3向凹坑串照射得到反射光量而得出的。该光量信号是作为从用于从中心点S2接收反射光的四段光接收装置(未示出)输出的总光电转换信号，或者是从光接收装置输出的总光电转换信号得到的，该光接收装置分别从点S1，S2和S3接收反射光。
在第二实施例中，光盘至少包含一串或一组不规则凹坑PD，PE和PF，它们的形状和排列如上所述。在数据格式上，这种不规则的凹坑形成在这种不规则凹坑不影响预先记录在盘的数据的位置上，与第一实施例的情况类似。每个非正常(或不规则)凹坑的长度是这样设定的，即因不规则凹坑而产生的跟踪误差信号不应影响再生操作。此外，这些不规则凹坑以与第一实施例类似的方式形成于光盘上的多个位置。
第二实施例的光盘检测装置与第一实施例的检测装置的结构相似，只是用光量信号取代第一实施例的跟踪误差信号。
图5(E)和图5(F)所示的信号将在后面描述。
下面描述利用市场上常见的用于处理盘信号的IC的检测装置的实例。例如，在由东芝公司生产的“TC9236AF”的情形中，跟踪误差被连续地检测。当预定的门限值和跟踪误差之间的差的绝对值超出一个预定值时，一个指示该事实的检测信号被输出。前述检测操作可通过将该检测信号输入到图3的微计算机24而取得。在使用相同IC的情况下，当光量信号的电平与摆动率分层信号的电平之间的差的绝对值超出一个预定值时，一个指示该事实的检测信号被输出。前述检测操作可通过将该检测信号输入到图3的微计算机24而取得。
此外，在由三菱公司生产的头放大器IC“AN8803SB”的情形中，当跟踪误差超出预定范围时，一个指示该事实的信号被输出。当反射光量增加而RF信号的电平相对减小时，另一个指示该事实的信号被输出。因此，前述的检测操作可通过利用该检测信号得以实现。
(实施例3)
下面参照图6(A)和6(B)到图14对本发明的第三实施例进行详细描述。
1)光盘
首先，参照图6(A)和6(B)到图14对第三实施例中形成的凹坑的形状进行描述。
图6(A)显示了本发明第三实施例中的称为“摆动凹坑”的形状。图6(B)显示了当阅读图6(A)的摆动凹坑时得到的跟踪误差信号的波形。如图6(A)所示，左区的凹坑的形状和排列与CD的普通凹坑相似。即，左区的凹坑串的中心线与道的中心线一致。相反，右区的不规则凹坑串的中心线与道的实际中心线不一致，该中心线在图中以虚线表示。因此，不规则凹坑的中心偏离道的中心线，呈现“摆动”。
当对左区的凹坑串照射光束点S1到S3进行跟踪以获得跟踪误差信号时，点S1和S3反射的光量基本相等。结果，跟踪误差信号等于“0”。相反，当对右区的不规则凹坑串照射光束点S1到S3进行跟踪时，点S1和S3反射的光量不相等，跟踪误差信号的电平与从道的实际中心线到右区的每个凹坑之间的距离(以下有时称为偏离量)成比例地增加。因此，当包含摆动凹坑的部分或区域被重放时，即得到一个被迭加到跟踪误差信号上的摆动信号。
在该实施例中，该摆动信号被周期地和间断地记录在数据块单元中的预定的道上。因此，如果一个摆动信号被间断地与记录信号(即，被记录的信号)的数据块同步地得到，该盘即可被确定为正常的光盘。相反，该盘则被确定为非法拷贝盘。结果，非法拷贝可被防止。
对将偏离量限制到一个足以防止因摆动凹坑引起的跟踪误差中的过度增加而出现的寻找错误，及阅读由凹坑表示的数据的错误而出现的数据错误(即，阅读错误)的预定值是有必要的。在该实施例中，该偏离量(即，不规则凹坑和道的实际中心线之间的宽度)被设定等于或少于道间距的2％左右，及被设定等于或少于凹坑的径向宽度的5％左右。
图7A(A)到7(D)显示了摆动的不规则凹坑的布置的例子。如这些图所示，各不规则的凹坑串被间断地以脉冲的形式(参见图7(D))排列在一些帧单元(参见图7(E))内。在该实施例中，不规则凹坑串被布置在偶数帧中，规则(或正常)凹坑串被布置在每个奇数帧中。图7(E)显示了表示由不规则凹坑引起的摆动信号而产生的跟踪误差的跟踪误差信号的波形。
下面参照图8描述因不规则凹坑而引起的摆动信号的频率。当利用三束点通过拾取器从普通光盘上重放数据时，得到的跟踪误差信号的频谱中包含有一个由曲线GA指示的纪录信号成分。记录信号成分的电平在由图1(A)的副光束点S1和S2之间的距离决定的段内增加或减少。该记录信号成分在与其电平(即，对应于图8中的点A和C)中的峰值对应的频率处变为噪声。因此，在摆动信号的情况下，不能得到好的成分—噪声比(C/N)(参见GB和GC)。
但是，该噪声在与记录信号成分的电平的低谷相对应的频率处减少，(即，对应于点B)。因此，在点B一个好的C/N将被获得(参见GB)。因此，选择与记录信号成分的电平的低谷相对应的频率以获得一个好的C/N是十分有效的(例如，点B)。
此外，在光盘上形成的具有数据″0″的部分(例如，读入和读出区)，记录信号成分减少，如在图8的虚线GE所示。因此，考虑所述的摆动信号，可获得一个好的C/N，所以，在具有数据“0”的部分(例如，读入和读出区)，形成产生摆动信号的不规则凹坑串是非常有益的。
2)重放装置
下面将参照图9至13描述按照第三实施例用于重放记录在光盘上的数据的重放装置。图9是显示从本发明的光盘(即，第三实施例)的重放数据的重放装置的结构的示意性框图，该光盘包括前面所述的不规则凹坑。首先，由拾取器32从光盘30读出的一个信号被送到一个RF处理电路34和一个伺服处理电路36。之后，从RF处理电路34输出一个RF信号被送到一个信号处理电路38。紧接着，由该电路得到的一个子码和帧信息被送到微计算机40。
此外，在一个普通CD-ROM重放装置中，伺服处理电路36装配有一个跟踪误差信号检测部分，利用该部分，在跟踪中的偏离或误差被检测出来作为一个跟踪误差信号。这个跟踪误差信号被送到一个脉冲跟踪误差检测电路42。随后，一个脉中信号被提取出来。之后，这个脉中信号被做为一个数据信号输入微计算机40。
图10示出了一个脉冲跟踪误差检测电路42的例子。如图所示，这个脉冲跟踪误差检测电路42包括了一个只用于提取脉冲信号频率的带通滤波器，一个用于把猝发信号转变为一直流(dc)信号的整流电路42B，一个基准输出系统42C和一个比较器42D。此外，图8的虚线GF显示出带通滤波器42A所具有的特征。如图8所示，中心频率被设定为对应于点B的频率，以便有效地只提取一个摆动信号。在实际当中，可使用单峰凹陷型的特性以替代图8的梯形特性GF。
下面将参照图11(A)至11(B)介绍脉冲跟踪误差检测电路42的操作。由图11(A)的每个偶数帧的不规律凹坑串引起的脉冲而产生的跟踪误差信号从图9的伺服处理电路36输出并送到图11(B)所示的脉冲跟踪误差检测电路42。之后，只有一个预定的频率成分被从带通滤波器42A中的输入误差信号中提取。所以，如图11(C)所示，噪声成分被消除。
接下来，该得到的信号被整流电路42B整流。因而，如图11(D)所示包络被提取出来并进一步输入到比较器42D的反相输入端。另一方面，一个基准信号Vth(参见图11(D))从基准输出电路42C被送到比较器42D的一个非反相输入端。
然后，比较器42D比较输入其反相输入端的信号和输入其非反相输入端的信号，并将所述的包络转换成数字信号。当从光盘30中读出一帧时，微计算机40参考(即，读)该脉冲跟踪误差信号。当从比较器42D输出的数字信号指示为逻辑高电平(H)时，微计算机40确定有脉冲，如图11(E)所示，当从比较器42D输出的数字信号指示为逻辑高电平(L)时，微计算机40确定没有脉冲。
图12显示了由微计算机40识别一个摆动信号的定时，摆动信号没有记录在盘30的每个奇数帧中，而是记录在每个偶数帧中。即，记录的摆动信号在间隔帧出现，因此，在盘上的摆动信号是间断布置的。图12(A)显示了帧数；图12(B)显示了跟踪误差信号；图12(C)显示了图11(E)的脉冲跟踪误差信号。
当微计算机40从图9的信号处理电路38接收图12(D)的帧号时，该帧号被在图12(E)的QA段收到后在QB段识别。然后，在预定的延时后，脉冲跟踪误差信号在该图的段QC被读出。在偶数帧的情况下，当摆动信号被记录其上时进行计数。相反，在奇数帧的情况下，当没有摆动信号记录其上时进行计数。其它处理在图12(E)的其它段而不是在段QA，QB和QC进行。
下面通过参照图13详细描述在此实施例的情况下从正常光盘中区别出非法拷贝盘的操作。首先，当电源(未示出)接通后，在步骤S1确认盘30已放好。然后，在S2，TOC区被阅读。果在步骤S3判断出盘为一个数据存储盘(DA)，如CD，在步骤S4执行普通的音频重放操作。相反，如果在步骤S3判断该盘为一个CD-ROM，在步骤S5进行寻找形成有不规则凹坑串的光道的操作。在步骤S6计数被清零以后，在步骤S7和S8分别读出一个帧和脉冲跟踪误差信号。
如果在一个偶数帧中有脉冲的话，微计算机40将偶数帧的计数(以下有时称为偶数帧计数)增加1。如果没有，微计算机40不增加偶数帧计数(参见步骤S9，S10和S11)。类似地，如果在一个奇数帧中有脉冲，微计算机40将计数帧的计数(以下有时称为奇数帧计数)增加1，如果没有，微计算机40不增加奇数帧计数(参见步骤S9，S12和S13)。前述操作被重复进行，直到预定帧被读出(参见步骤S14)。
结果，如果偶数帧计数和奇数帧计数等于或大于一个预定数(参见步骤S15和步骤S16发出的Y分支)，在步骤S17判断是该光盘30为一个正常盘。于是，开始一个通常的ROM重放操作(例如，重放一个用于计算机游戏的程序)。相反，如果偶数帧和奇数帧计数中至少有一个小于预定的数(参见步骤S15和S16发出的N分支)，在步骤S17判断出光盘30为一个非正常盘。然后，分别在步骤S19和S20，盘30停止旋转并被排出。
实际当中，这种算法适用于只有一串与在步骤S5中所寻到的地址相对应的摆动凹坑(即，不规则凹坑)被包含在盘30中的情况(即，在盘30中只有一个存储区，其中形成有摆动凹坑串)。但是，当光盘30的许多存储区都形成有摆动凹坑串时，因盘上的缺陷或污点而将非法拷贝盘误判断为正常的可能性可被减少。因此，光盘可被更准确地检测。
在图13的例子中，摆动凹坑的地址被预先存储在重放装置中。光盘可以被作成具有多个摆动凹坑和一个用于存储所述的多个摆动凹坑地址的表的存储区。而重放装置只存储每个盘上记录所述表的地址。在这种情况下，重放装置首先搜寻(即，访问)与所述的表被记录的地址相对应的道，然后阅读该表。接下来，重放装置访问多个摆动道检测摆动凹坑。利用这种技术，在表被破译之前，拷贝码检测操作很难被人知道。即，对盘和重放装置进行分析而实现盘的非法拷贝是十分困难的。
于是，根据本实施例的重放装置，利用通常的CD-ROM驱动器读含有不规则凹坑的光盘以便拷贝该盘时，除了不规则凹坑以外，数据可被正确地拷贝到一个目标盘如CD-WO上。显然在拷贝过程中没有错误发生。此外，利用该目标盘作为母盘，可以制作大量的拷贝盘。
但是，尽管数据被正确地拷贝到了目标盘，不规则凹坑并没有拷贝到上面。结果，当利用本实施例的重放装置试图从该目标盘(即，非法拷贝盘)重放数据时，在预定的地址没有跟踪误差信号被检测到，因此重放操作不能进行。这样，非法拷贝盘可以被有效地排除。这一点同样适用于后面的实施例。实际上，如前所述，当用于从光盘中重放数据的重放装置没有配备前述的检测装置，或表示不规则凹坑的数据或地址出错时，如果试图阅读该光盘，一个搜寻错误或数据错误会因为不规则凹坑而出现，因此装置被停止。此外，这种重放装置应该具有预定的功能以防止因不规则凹坑而出现的搜寻错误或数据错误。这样，拷贝保护可以被加强。
3)记录装置
下面参照图14详细描述用于得到该实施例的光盘的记录装置(即，母盘机)。如该图所示，用于保护，例如，游戏软件的数字数据被输入到一个EFM编码器50，该编码器将该数据转换成EFM信号然后输出EFM信号。一方面，EFM信号被输入到一个光调制器驱动器52。然后，一个光调制器驱动信号从驱动器52被输入到光调制器54。
另外，EFM信号被输入到一个子码阅读器56，子码阅读器56将子码信号从EFM信号从提取出来并将提取的子码信号输出。该子码信号被输入到一个中央处理单元(CPU)58和门信号发生器60。CPU58连续地监测由子码信号表示的地址信息，当子码信号开始代表记录保护码的预定地址时，输出一个控制信号(参见图7(B))该控制信号被输入到门信号发生器60。
当从CPU58收到控制信号时，门信号发生器60产生一个与子码帧同步的门信号(参见图7(C))。该门信号对应于一个保护码。在子码帧是，例如奇数帧的情况下，门信号具有一个低信号电平，对应于逻辑值L(即，低电平)。当子码帧是，例如偶数帧的情况下，门信号具有一个高信号电平，对应于逻辑值H(即，高电平)。显然，子码帧是奇数帧的情况下，门信号也可具有对应于逻辑值H的高电平，子码帧是偶数帧的情况下，门信号也可具有对应于逻辑值L的低电平。该门信号被输入到频率发生器(FG)62。
当门信号具有高电平“H”(即，在偶数帧的情况下)，FG62产生一个具有预定频率的正弦波。但是，当门信号具有低电平“L”(即，在奇数帧的情况下)，FG62没有波形输出。于是，从FG62输出的信号变为与子码帧同步的脉冲摆动信号(参见图7(D))。该摆动信号被输入光偏转驱动器64，从驱动器64输出的光偏转驱动信号被输入到光检测器66。
另一方面，激光La从激光振荡器68连续地照射到光调制器54。因此，激光La首先经过光调制器54上。在激光经过光调制器时，激光La受到光调制器驱动信号的信号调制，转换成激光Lb，其强度随时间变化。激光Lb经过光偏转器66，受到光偏转驱动信号的偏转，因此激光Lb变为激光Lc.激光Lc从该处经过一个物镜70照射到一个母盘72成为一个微点。由于利用一个光偏转器66，该微点在母盘72的径向上被偏转。结果，如图6(A)所示的摆动凹坑图形被形成。这样，适于拷贝保护的包含摆动的不规则凹坑串的母盘即可得到。
如上所述，根据本实施例的用于在光盘记录数据的记录装置制作母盘记录至少一个不规则凹坑串，其形状和排列与正常凹坑不同，并与记录信号的数据块对应地布置，而不是在要记录在光盘上的数据中记录保护码。因此，母盘制作者以外的生产者在母盘的制作过程中需要大量的投资。因此难以进行复制。因此拷贝保护得以实现(这一点在后面的实施例中同样适用)。
在日本未审专利公开NO。H2-87344中描述了一种具有写入地址的摆动部分的记录介质，以及在这种记录介质上用于记录数据的记录装置和用于重放在这种记录介质上记录的数据的重放装置。但是，在使用这种介质时，数据要逐位地读出，如该未审专利公开中的图3和4所示。因此这种装置应该配备有称为周期操作电路的电路。此外，在这种装置中，数据译码定时非常严格。结果这种装置的电路结构非常复杂，数据记录密度也非常高。结果，阅读出错率很高。
相反，在本发明的实施例的情况下，装置的电路结构可以相对简单。重放装置的制造成本也很小。在数据格式方面，对应于信号的脉冲部分的部分延续一个相对长的时间。因此数据记录密度相对较小。数据可以无妨碍地记录，而与盘上的缺陷的个数无关。在本实施例中，相对多的盘的结构缺陷是可以允许的。盘的生产量也可以增加。盘的生产成本可被降低。盘在使用中通常要粘附灰尘或被划伤，由于，本发明的盘的对应于信号的脉冲部分的盘的数据记录密度较低，所以具有抗灰尘和划伤的能力。
(实施例4)
1)光盘
下面参照图15(A)，15(B)和15(C)到21详细描述本发明的第四实施例(即，光盘)。该实施例利用了从拾取器中输出的RF信号的对称性。
以下参照图15(A)，15(B)和15(C)到图17详细描述在盘上形成的凹坑的形状。图15(B)显示了具有占空比为50％的凹坑串。图16显示了从图15(A)到15(C)的凹坑重放的数据得到的RF信号的波形。从这些图中可以看出，这些RF信号相对其中心线，即该图中的打阴影的菱形部分(即，称为“眼”)的中心线是对称的，该中心线对应于称为分层电平。
图15(A)显示了记录信号经受占空因子校正之后形成的凹坑串。与图15(B)的凹坑串相比，图15(A)的每个凹坑的水平方向(即切向)的长度比图15(B)的每个的水平方向的长度短一个长度2a。当从图15(A)这样的凹坑重放数据时，RF信号相对于其中心线的对称性消失了，并且在图16中，分层电平向上移动。与图5(A)的情况类似，图15(C)显示了记录信号经受占空因子校正之后，形成的凹坑串。与图15(B)的凹坑串相比，图15(C)的凹坑串的水平方向上的长度要比图15(B)的每个凹坑的水平方向上的长度长一个长度2b。当数据从图15(C)这样的凹坑重放时，图16中的分层电平向下移动，即在图16中的分层电平根据凹坑的占空因子的改变向上或向下移动，于是，形成一个折线。
图17(A)显示了引起RF信号分层电平改变的凹坑串的另一个例子，在该例子中，由虚线表示的该凹坑串中的各凹坑的径向宽度要大于或小于每个正常凹坑的宽度，如该图所示。图17(B)显示了因图17(A)的凹坑产生的RF信号的波形。即，与正常凹坑对应的RF信号具有一个如图17(B)中由曲线GH所指的波形，以及具有一个分层电平SL1。然而，在一个径向宽度大于正常凹坑的径向宽度的厚凹坑的情况下，反射量是大的，于是，调制因数变大。因此，对应于该凹坑的RF信号具有一个由图17(B)中的曲线GI所表示的波形，对应于该凹坑的分层电平减少到SL2。在径向宽度小于正常凹坑的宽度的浅凹坑的情况下，调制因数变小，如曲线GJ所指。另外，与该凹坑对应的分层电平增加。如果这样具有不同宽度的不规则凹坑间隔地形成，其信号电平与正常凹坑对应的险些分层电平相比变为折线。
2)重放装置
下面参照图18，图20(A)，图20(B)和20(C)详细描述利用RF信号对称性检验非法拷贝盘的重放装置。图18显示了该重放装置的结构，从该图可以看出，在该装置中，一个对称性变化检测电路(以下有时称为RF对称性变化检测电路)80被配置以取代图9中的脉冲跟踪误差检测电路42。此外，该重放装置的其余构成部分与图9中的对应构成部分相似。RF对称性变化检测电路80从RF处理电路34中接收RF信号，检测其分层电平的对称性变化并将表示检测结果的检测信号送到微计算机40。
图19显示了RF对称性变化检测电路80的结构。如该图所示，RF对称性改变检测电路80配有称为自动分层电路80A的电路，一个基准输出电路80B，一个比较器80C和一个单稳态多谐振荡器80D。一般来说，RF信号具有一个模拟波形。当将RF信号转换成逻辑电平，即使因凹坑(即，因不规则凹坑)的形状和排列而使RF信号相对于其中心信号电平的对称性消失(即，RF信号的波形相对于其中心信号电平变为不对称)的情况下，将分层电平调整到RF信号的中心信号电平是必要的。自动分层电路80A用于获得这样的一个经调整的分层电平。
下面参照图20(A)到20(C)描述该装置的操作。当阅读图15(A)到15(C)或图17(A)和17(B)的不规则凹坑串时，RF信号的“眼”向上或向下移动，如图16所示。这被自动分层电路80A检测。图20A显示了RF信号的分层电平的变化的例子。
接下来，分层电平由比较电路80C与从基准输出电路80B输出的图20A中的分层电平分层值SLL1和SLL2比较。结果，如图20B所示的分层电平变化信号从比较电路80C输出。该信号被送到单稳态多谐电路80D，从而，一个时间常数提供给该信号，如图20C所示。总的来说，该分层电平变化较快。由于给出一个时间常数，该信号的具有分层电平的部分延续一段时间，所以，微计算机40可以检测这样的一个分层电平。
在盘的预定道中记录不规则凹坑和检测该记录的不规则凹坑的基本操作与前面所述的实施例的相应操作相似。因此，用于检测不规则凹坑的方法基本上与图13所示的方法相同。在该重放装置的情形中，RF信号的分层电平中的变化在步骤S8中被检测。由微计算机40进行的不规则凹坑的检测定时与如图12(E)中的相似。即在时间QC，RF信号的分层电平的变化被检测，而不是检测跟踪误差。
图19的自动分层电路80A的实际例子为东芝公司生产的“TC9263F”，该电路输出一个指示分层电平的信号。此外，当RF信号的波形相对于其中心线不对称时，一个适用于RF信号非对称波形的分层电平的模拟信号从该IC中得到。
在本实施例的重放装置的情形中，与第三实施例类似，RF信号的非对称波形不能被拷贝。因此，在非法拷贝盘的情况下，其分层电平没有变化，与前述的实施例相似，这种非法拷贝盘即可被排除。
3)记录装置
下面参照图21和22详细描述用于获得一个光盘的本实施例记录装置(即，母盘机)如图21所示，用于保护例如游戏软件的数字数据被输入到一个EFM编码器50，该编码器将数据转换成EFM信号并输出该EFM信号。另一方面，EFM被输入到一个子码阅读器56和一个占空因子校正单元82。子码阅读器56从EFM信号当中提取子码信号，该子码信号被输入到CPU58和门信号发生器60。
此外，CPU58连续地监测由子码信号表示的地址信息，并当子码信号开始代表应该记录保护的码的预定的地址时，产生和输出一个控制信号。该控制信号被输入到门信号发生器60。当从CPU58接收到控制信号时，门信号发生器60产生一个与子码帧同步的门信号。图22(A)到22(C)显示了该操作。图22(A)显示了帧号，图22(B)显示了控制信号的波形；图22(C)显示了门信号的波形。
该门信号对应于一个保护码。当子码帧是，例如一个奇数帧时，门信号具有对应于逻辑值L的低信号电平，当子码帧是一个偶数帧时，门信号具有一个对应逻辑值H的高信号电平。显然，当子码帧是奇数帧时，门信号也可以具有对应于逻辑值H的高电平，当子码帧是偶数帧时，门信号也可以具有对应于逻辑值L的低电平。这样的门信号被输入到占空因子校正单元82。当门信号具有高电平H(即，偶数帧的情况)，占空因子校正电路82执行预定的占空因子校正，然而，当门信号具有低电平L(即，奇数帧的情形)，占空因子校正单元82不执行这种占空因子校正。然后，利用以该方法校正的记录信号被从占空因子校正单元82送到输出调制驱动器52。另外，从驱动器52输出的光调制驱动信号被输入到光调制器54。
另一方面，激光La从激光振荡器68从连续地照射到激光调制器54。这样，当激光La经过光调制器54时，激光La经受到与光调制驱动信号相对应的调制。从而，得到强度随时间而变的激光Lb。该激光Lb从该处通过物镜70辐射到母盘72成为一个微点，结果，如图15(A)，15(B)和15(C)以及22(D)所示的具有不同占空因子的凹坑图形被形成。
从这样盘上重放的RF信号的分层电平如图22(E)所示，与图22(A)中的数据块号同步地变化。如果检测到表示在分层电平中的这种变化的信号(如图22(F)所示)被检测，该盘为正常盘，否则，该盘为非法拷贝盘，从而，非法拷贝可以被防止。
(实施例5)
1)光盘
下面详细描述本发明的第五实施例。该实施例利用光盘所反射的光量的变化。
首先，参照图5(A)到5(D)和图23(A)和23(B)描述盘中形成的凹坑的形状。在该实施例中，图5(A)到图5(B)的凹坑作为不规则的凹坑，其反射光在光量上有变化。在图5(A)的例子中，左和右区的凹坑PA为正常凹坑，中心区的凹坑PB为不规则凹坑，其每个凹坑的长度被设定为短于按照调制规则预定的长度。此外，在图5(B)的这个例子中，在中心区没有形成凹坑，而是使用了与不规则凹坑类似的一个镜面标志PE。在图5C的进一步的例子中，凹坑PF是浅的(或薄)并小于正常凹坑。在每个图当中，由盘所反射的光量，与只有正常的凹坑的盘反射的光量相比是增加的。
图23(A)和23(B)显示了该实施例的其它的凹坑的形状的例子。在图23(A)中，在该盘上的中心区FR形成的凹坑，每个都有正常的宽度。这些凹坑重放的信号的波形示于图23(B)。即，对应于其波形的上部的该信号部分的反射量相对较大，对应于其波形的下部的该信号部分的反射量相对较小。
图23(A)的区或段FS的不规则凹坑的宽度比区或段FR的正常凹坑的宽度长一个宽度2a。在这种情况下，如图23(B)所示，与从正常凹坑产生的信号的情况相比，重放信号的幅度变大，而总的反射量减小。类似地，图23(A)的区或段FT的不规则凹坑的宽度比区或段FR的正常凹坑的宽度小一个宽度2b。在这种情况下，如图23(B)中所示，与正常凹坑重放的信号相比其总反射量增加，但是，重放信号的幅度减小。
2)重放装置
下面参照图5(A)到5(F)，图24和图25详细描述利用从不规则凹坑的光反射量中的变化来检测光盘的重放装置。图24显示了该重放装置的结构。从该图中可以看出，该装置配备一个光量变化检测电路90以取代图9的脉冲跟踪误差检测电路42。该重放装置的其余构成部分与图9中的相应部分类似。
此外，所述的光量变化检测电路90的结构如图25所示，并在加法器90A中将从伺服处理电路36提供的光量信号相加。在实际当中，在加法器90A中将从光检测器E和F(对应于副光束的相加)的输出的光量信号相加(E+F)或从光检测器A，B，C和D输出的光量信号相加(A+B+C+D)(对应于主光束的四段传感器的输出的整个相加)。代表这种相加结果的加法器90A的输出信号就是光量变化信号。然后，该光量变化信号与一个从基准输出电路90C输出的代表基准值VT的信号比较。接下来，指示值大于基准值的光量变化信号被送到微计算机40。
对应于图5(A)，5(B)或5(C)的凹坑串的光量信号具有如图5(D)所示的波形。当该光量信号经过加法器90A时，其带宽和响应速度被降低，作为相加(E+F)结果得到的信号具有图5(E)所示的波形。此外，只有当经过长时间得到的光反射量大时，才得到具有如图5(F)所示的波形的光反射量变化信号。
在盘的预定道中记录不规则凹坑和检测该记录的不规则凹坑的基本操作与前面所述的实施例的相应操作相似。因此，用于检测不规则凹坑的方法基本上与图13所示的方法相同。在该重放装置的情形中，反射光量的变化在步骤S8中被检测。由微计算机40进行的不规则凹坑检测的定时与图12(E)中的相似。即在时间QC，反射光量的变化被检测，而不是检测跟踪误差。
以这种方式，根据本实施例的重放装置利用了由盘反射的光量。如果凹坑的长度被适当地减小，包含这种凹坑的光盘的数据可被校正，校正的数据可被拷贝到一个CD-WO而不输出误差信号。具有前述形状的不规则凹坑不能被拷贝到该CD-WO盘上。因此，在该盘中没有反射光量变化产生，所以，这种盘可被排除。如果每个不规则凹坑的尺寸作得较大，当试图从具有这种不规则凹坑的CD-WO中重放数据时，重放装置输出一个数据错误信号并停止重放操作。另外，含有这种不规则凹坑的区不能被拷贝到该CD-WO。结果，与前述的实施例类似，非法拷贝盘可被排除。
3)记录装置
下面参照图26和图27(A)到27(F)详细描述获得一个本实施例光盘的记录装置(即，母盘机)。如图26所示，用于保护例如游戏软件的数字数据被输入到一个EFM编码器50，该编码器将数据转换成EFM信号并输出该EFM信号。一方面，该EFM信号被输入到一个输出第一光调制驱动信号的第一光调制驱动器92，该第一光调制驱动信号被输入到一个第一光调制器94。另一方面，EFM被输入到一个子码阅读器56。子码阅读器56从EFM信号当中提取子码信号，该子码信号被输入到CPU58和门信号发生器60。此外，CPU58连续地监测由子码信号表示的地址信息，当子码信号开始代表应该记录保护码的预定地址时，产生和输出一个控制信号。该控制信号被输入到门信号发生器60。当从CPU58接收到控制信号时，门信号发生器产生一个与子码帧同步的门信号。图27(A)到27(C)显示了该操作。图27(A)显示了帧数，图27(B)显示了控制信号的波形；图27(C)显示了门信号的波形。
该门信号对应于一个保护码。此外，该门信号具有与奇数帧和偶数帧的逻辑值相对应的电平，与前述的实施例类似。另外，该门信号被输入到一个向第二光调制器98输出第二光调制驱动信号的第二光调制驱动器96。
另一方面，激光La从激光振荡器68连续地照射到第一激光调制器94上。这样，当激光La首先经过第一光调制器94时，激光La经受到与第一光调制驱动信号相对应的调制。从而，得到强度随时间而变的激光Le。当激光Le经过第二光调制器98时，激光Le经受与第二光调制驱动信号对应的信号调制。于是，得到激光Lf。然后激光Lf从该处通过物镜70辐射到母盘72成为一个微点，结果，如图27(D)所示的具有不同宽度的凹坑图形被形成。
因此，如果具有不同宽度的凹坑对应于与图27(A)的块号同步的图27(C)的门信号排列成如图27(D)所示，即得到具有图27(E)所示波形的重放的RF信号。因此，该重放的信号的波形的包络与块号同步地上下变化。如果检测到代表这种包络变化的信号如图27(F)所示，则该盘为正常盘，否则，该盘被判断为非法拷贝盘，从而，与前述的实施例类似，非法拷贝可以被防止。
在本发明的最佳实施例被描述的同时，应当懂得，本发明并不只限于这些实施例，对本领域的技术人员来说，其它的改进是显而易见的，而并不脱离本发明的精神。例如，下面的改进对本领域的技术人员来说，是显而易见的。
(1)在上面所述的实施例中，表示形成有不规则凹坑的地址的信息是预先存储在检测装置中的。然而，在改进中，该信息是存储在盘的预定位置。当盘被放入以后，检测装置首先阅读(或访问)盘的该预定地址。从而，形成有不规则凹坑的该地址可根据盘种类而改变。因此分析盘中所利用的拷贝保护变得更为困难。结果，非法拷贝可以被有效避免。
(2)另外，从中得到跟踪误差的第一实施例的不规则凹坑，和从中得到光量信号的第二实施例的不规则凹坑可以共存于同一个光盘。从而，检测非法拷贝盘可靠性更为提高。
(3)根据通常的标准(例如，JIS(日本工业标准)S8605)，误差不能超出预定的范围。但是，如上所述，每个凹坑的长度，摆动度，RF信号的对称性和RF反射量的变化量可被改变到使误差在预定的范围之内的程度。在这种情况下，不规则凹坑并不成为盘的障碍。
(4)此外，在计算机游戏和视频游戏领域中，对一个存储计算机游戏程序的盘来说，不必要由专门重放该盘的装置以外的设备重放。因此，存储计算机游戏程序的盘不需要与用于个人计算机或类似设备的盘相兼容。即，即使存储计算机游戏程序的盘与用于个人计算机的盘不兼容，在实际上也没有任何不便。
(5)在前述的实施例中，当盘被放入到装置以后，首先判断盘是否具有不规则凹坑(即，该盘是否为非法拷贝盘)。但是，该判断也可在其它合适的时间作出(例如，当发出从该盘上重放数据的指令时)。
(6)第一实施例中的随机布置的不规则凹坑串可以替换成如第三实施例中的周期排列的不规则凹坑串。即使经过该改进，也可得到相同的效果。此外，第三，第由或第五实施例中的周期排列的不规则凹坑串可以替换成第一实施例中的随机布置，同样能得到相似的效果。
本发明的范围谨由附后的权利要求书确定。

Claims (18)

1.一种光盘，包括：
预定数目的螺旋的规则的凹坑串，每个规则的凹坑串的凹坑相对于光道的中心对称排列；以及
至少一个不规则凹坑串，不规则的凹坑串的凹坑相同于光道的中心对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，不规则凹坑串具有引起跟踪误差信号的信息，并且光量信号因不规则凹坑串而改变。
2.根据权利要求1的光盘，其中不规则的凹坑串相对于光道呈摆动形排列，RF信号的波形的对称性因不规则凹坑串改变。
3.根据权利要求1的光盘，其中不规则的凹坑串和规则的凹坑串在给定的光道上以对应于给定数据块的交替的时间周期排列，使得不规则凹坑串被间歇地排列，并且不规则凹坑串具有产生跟踪误差信号的信息。
4.一种检测装置，用于检测一个包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则的凹坑串的光盘，每个的规则的凹坑串的凹坑相对于光道的中心对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状，不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，该检测装置包括一个重放装置，用重放布置有不规则凹坑串的区域；该重放装置包括：
拾取装置(16、32)，用于向光盘上不规则凹坑串所在的区域施加激光束，用于检测从光盘上的反射光束，将反射的光束转换成不规则凹坑串所处区域的重放信号，并且输出该重放的信号；
信号处理装置(22，34，36，38，42，80，90)，用于从拾取装置中输出的重放信号中产生检测信号，该检测信号对应于不规则凹坑串；以及该检测装置还包括：
判断装置(24、40)，用于根据信号处理装置中产生的检测信号检测是否存在不规则凹坑串并根据有关是否存在不规则凹坑串的检测结果判断被检测的光盘是合法的盘还是非法复制的盘。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其中所述重放装置包括一个解码单元，用于从光盘的信息记录部分阅读数据块并对数据块进行解码，其中所述判断装置(24、40)包括：
一个第一检测单元，用于检测一个伺服信号或数据信号是正常还是不正常；
一个第二检测单元，用于检测解码单元的输出信号和第一检测单元的输出信号在预定的规则时间点是否相互相关；以及
一个判断单元，用于从第二检测单元中输出的检测信号判断是否检测到预先记录在光盘上的不规则凹坑，从而，对于每一个被检测的光盘，都可以确定是一个仅有规则凹坑的光盘还是有预先记录在光盘上的不规则凹坑的光盘。
6.根据权利要求5所述的检测装置，还进一步包括一个跟踪误差信号检测装置，用于跟踪误差信号；
一个第三检测装置，用于检测跟踪误差信号的信号电平是否接近恒量或象脉冲信号那样改变；
一个控制单元，用于从跟踪误差信号中判断在阅读的光盘上是否有不规则凹坑被检测到，在判断作出之后，启动重放操作，从而，每一个光盘都可以在是否存在不规则凹坑的基础上被识别出来。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其中所述的拾取装置采用了一种三点跟踪方法，所述的第三检测单元包括一个带通滤波电路，一个整流电路和一个比较电路，所述的带通滤波电路的中心频率是这样设定的，在该频率，跟踪误差信号中的脉冲信号的电平变为最大而跟踪误差信号中出现的数据信号的泄露变为最小。
8.根据权利要求4所述的检测装置，其中所述判断装置还包括一个第三检测单元，用于检测一个RF信号的波形相对于RF信号的分层电平的对称性；一个分层电平改变单元，用于根据检测到的对称性改变RF信号的分层电平；一个比较单元，用于确定所述的分层电平中的改变是否在基准范围之内；一个判断单元，用于从该比较单元的输出信号中判断在阅读的光盘中是否检测到不规则的凹坑，从而，每一个光盘都可以是否有规则凹坑的基础上得到识别。
9.根据权利要求4所述的检测装置，其中所述的判断装置中还有一个光反射量信号产生单元，用于向光盘的信息记录部分辐射激光并输出一个代表光盘反射量光反射量信号；一个比较单元，用于确定在光反射量中的改变是否在基准范围内；一个扩展单元，用于扩展比较单元的输出信号；一个判断单元，用于从扩展单元的输出信号中判断在阅读的光盘中是否有不规则的凹坑被检测到，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
10.根据权利要求4所述的检测装置，其中所述的判断装置的还包括一个第三检测单元，用于阅读在光盘上记录的数据块中每一个预定的地址记录的数据，并通过确定是否有象脉冲信号那样改变的跟踪误差信号与按照所阅读的地址记录的数据确定的规则时间点同步地被检测到，或通过确定根据相对分层电平RF信号波形的对称性而得到的分层电平的改变是否与规则时间点同步地检测到，或通过确定由光盘反射的光量的改变是否与规则时间点同步地检测到，判断在光盘上是否有不规则凹坑被检测到，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
11.根据权利要求4所述的检测装置，其中所述判断装置包括一个第三检测单元，用于阅读在光盘上记录的数据块中的每个预定的地址记录的数据，如果判断出有多于预定次数的如脉冲信号那样改变的跟踪误差信号与按照在所阅读的地址记录的数据确定的规则时间点同步地被检测到，或根据相对分层电平RF信号波形的对称性相对应的信号电平的改变与规则时间点同步地被检测到，或由光盘反射光量中的改变与规则时间点同步地被检测到，并且如果判断出有多于预定次数的如脉冲信号改变的跟踪误差信号没有与按照在阅读地址记录的数据确定的规则时间点同步地被检测到，或根据相对分层电平RF信号波形的对称性而得到的分层电平的改变没有与规则时间点同步地被检测到，或由光盘反射的光量的改变与规则时间点同步地被检测到，则判断在盘中有不规则的凹坑被检测到。
12.根据权利要求4所述的检测装置，其中所述判断装置包括一个存储单元，用于存储存储在光盘中的数据块的预定地址，该数据块用于根据在盘上形成的信息凹坑中是否有不规则凹坑被检测到的判断结果确定光盘类型，以及一个第三检测单元，用于在装入光盘时阅读在预定地址记录的数据块，以及通过确定是否有象脉冲信号那样改变的跟踪误差信号在数据块中被检测到，或通过确定RF信号的分层电平中的改变是否在数据块中被检测到，或通过确定光反射量信号的电平中的改变是否在数据块中被检测到，来判断在盘上是否有不规则凹坑被检测到，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
13.根据权利要求4所述的检测装置，其中所述判断装置包括一个存储单元，用于存储一个预定的地址，在该地址，数据块的地址表被存储在光盘上，该数据块用来根据在光盘上形成的信息凹坑中是否有不规则凹坑被检测到的判断结果确定光盘类型，以及一个第三检测单元，用于在装入光盘时阅读在预定地址的所述的表，然后，阅读当设定光盘时在表中所列的地址所存储的数据块，并通过确定是否有象脉冲信号那样改变的跟踪误差信号在数据块中被检测到，或通过确定RF信号的分层电平的改变是否在数据块中被检测到，或通过确定光反射量信号的电平的改变是否在数据块中被检测到，或通过确定光反射量信号的电平的改变是否在数据块中被检测到，来判断在盘上是否有不规则凹坑被检测到，从而，每一个光盘都可以在是否有不规则凹坑的基础上得到识别。
14.一种信息记录装置，用于在一个包括多个螺旋的规则的凹坑串和至少一个不规则的凹坑串的光盘上记录数据，每个的规则的凹坑串的凹坑相对于光道的中心对称排列，每个不规则的凹坑具有与每个规则凹坑不同的预定形状不规则凹坑串的排列与每个规则凹坑串的排列不同，该记录装置包括：
激光光源装置(68)，用于产生并输出激光；
信号转换装置(50)，用于将数字信号转换成调制信号；
激光调制装置(53，54)用于根据调制信号对从激光光源中输出的激光进行强度调制；
门信号产生装置(56，58，60)，用于产生一个与由调制信号表示的各数据块同步的门信号；
激光改变装置(62，64，66，82)，用于与门信号同步地改变激光，使之与不规则凹坑串相对应；
激光照射装置(70)，用于向光盘照射分别由激光调制装置和激光改变装置调制和改变的激光，在光盘上形成凹坑串。
15.根据权利要求14的信息记录装置，其中激光束改变装置包括在给定光道上以对应于调制信号的数据块的交替的周期与门信号同步地改变不规则凹坑串和规则凹坑串的装置。
16.根据权利要求14的信息记录装置，其中激光改变装置包括一个用于产生与所述门信号同步的摆动信号的装置(62)，用于根据所述摆动信号在光盘的径向上改变在激光盘上的激光束的装置(62，66)，使得不规则凹坑串相对于光道中心摆动，并且从不规则凹坑串重放的信号的对称性被改变。
17.根据权利要求14的信息记录装置，其中激光改变装置包括与所述门信号同步地改变调制信号的占空因数的装置(82)使得不规则凹坑的长度与规则凹坑的长度不同。
18.根据权利要求14的信息记录装置，其中激光调制装置包括用于与门信号同步地改变受到调制信号的调制的改变激光强度的装置(96，98)，使得不规则凹坑串径向方向的凹坑宽度不同于规则凹坑串的径向方向上的凹坑宽度。
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