CN1400596A - 一种光盘和从光盘上再生信息的再生装置 - Google Patents

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CN1400596A
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CN
China
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signal
groove
mark
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CN02121692A
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English (en)
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植野文章
大嶋光昭
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明提供具有防止复制功能的光盘9及其再生装置47以及光盘再生方法、光盘原盘制造方法和停止盗版程序操作的方法，光盘上设置了在一定图形的信号之后记录CP信号24的区域，该CP信号24使眼图中心偏离振幅中心，在再生装置内增加了这样的功能，即在检测出CP信号配置信息25或CP先行信号26之后，在把RF信号解调成数字信号时的阈值上施加偏置电压并使其变化，由此正规地再生使眼图中心偏离振幅中心的信号，如果没有再生出规定的偏置信号则停止再生。

Description

一种光盘和从光盘上再生信息的再生装置
发明领域
本发明涉及记录媒体的防复制，尤其涉及具有防复制功能的光盘、该光盘的制作方法和光盘再生方法、再生装置以及光盘原盘制造方法、制止盗版程序操作的方法。
现有技术
光盘的一般制造过程是从原盘开始，依次制作主盘(Master)、母盘(Mother)、模盘(Stamper)然后利用该模盘，通过注射成形方法来大量复制。有时也从原盘直接制作模盘。光盘的原盘制作方法，一般是在表面经过研磨的玻璃基板上涂敷光致抗蚀剂，用按照应记录信息信号强度调制的激光使该光致抗蚀剂感光，然后，进行显影，形成与该感光度相对应的凹凸状的信号或沟槽、或者凹凸状的信号和沟槽。这种凹凸状的信号或沟槽、或者凹凸状的信号和沟槽，以下统称为信号槽。
图6表示现有原盘记录装置的方框图。省略了焦点控制用的激光光学系统和记录用激光光学系统的光束放大器等。在图6中，原盘记录装置的整体用61A表示，1是记录用激光器，2是光调制器，3是反射镜，4是透镜调节器，5是涂有光致抗蚀剂的玻璃板，6是主轴马达，7是信号源，8是记录均衡器。由信号源7发生的信号，利用记录均衡器8使其脉冲宽度产生一定量的变化，然后输入到光调制器2内，对从记录用激光器1中射出的激光进行强度调制。该被强度调制后的激光，经过反射镜3反射并通过透镜调节器4中进行调焦控制的透镜，在玻璃板5上的光致抗蚀剂上曝光。
光盘的再生装置把半导体激光聚焦到光盘的信号面上，利用光传感器的光电二极管等把来自信号面上的反射光的强度变换成电信号(该信号称为RF信号)，经过波形整形，解调成数字信号，进行数字信号处理，再生出原来的信号。
图7表示现有光盘再生装置47A的方框图。在图7中，9是光盘，10是光传感器，11是主轴马达，12A是模拟波形整形部分，13是数字解调部分，14是数字信号处理部分，15是控制部分，16是聚焦伺服部分，17是跟踪伺服部分，18是旋转伺服部分，19A是把RF信号解调成数字信号的数字解调部分，20A是对再生动作整体进行控制，把显示信号送到显示部分41去的控制部分。
解调成数字信号之前的信号，即RF信号具有眼图。图2表示眼图的一个例子。眼图的中心和振幅的中心间呈现少量偏差(称为不对称性)。但是，即使有一定偏差，也可以在解调成数字信号时，利用自动校正限幅电路31被校正为限幅电平Vs，如图3的波形(9)所示，可自动地检测出眼图的中心电压Vs并进行限幅。关于眼图的中心，待以后叙述。
通常，为了减小再生时不对称性，在制作原盘时，对原盘上记录的信号的占空比加以校正。这叫做记录均衡。记录均衡量的最佳值，随记录功率和槽复制时的显影条件、再生条件等而不同。
现有的光盘中，有时记录一个防止复制标志作为逻辑性的禁止复制信号。所以，记录了防止复制标志信号的光盘，在记录其再生信号时，可以检测出这一防止复制标志信号，以防止在记录装置上记录该再生信号。但是，CD等ROM(只读存储器)光盘的再生装置，过去没有防止或禁止来自非法复制媒体的再生的功能。过去一直销售仅可写入一次并可以在通常的再生装置中再生的光盘媒体。但是，如果购入这种光盘媒体，来复制市面上出售的正规光盘，那么，由于其价格高于正规光盘的售价，或者复制用的写入装置价格太高而不普及。所以，几乎没有必要采取防止不正当复制的措施。
然而，近几年来，光盘上可以记录游戏等软件，记录这种游戏软件的商品光盘，因其软件附加值故其售价比一般音乐CD还高。另一方面，仅可以写一次并可在通常的再生装置上进行再生的光盘媒体，售价逐年下降。并且原盘制作装置也正在能够容易搞到手。在这种情况下，出现了售价较高的光盘中复制盘价格便宜的状况。并且，不正当地复制原盘和销售盗版光盘的机会也在增加。因此，在这种状况下迫切需要防止复制技术。
本发明所要解决的问题
本发明的目的在于提供具有防止复制功能的光记录媒体、光盘再生装置、光盘再生方法、光盘原盘制造方法和制止盗版程序运行的方法。
解决问题的方法
本发明为实现上述目的所采用的方法是：在光盘上设置这样的记录区域，即该区域内在规定图形信号之后记录使眼图中心偏离眼图振幅中心的信号。在再生装置中增加在检测出一定的图象信号之后改变RF信号被解调成数字信号时的阈值的功能以及如果不再生出使眼图中心偏离振幅中心的信号就禁止再生的功能。关于眼图中心和振幅中心待以后叙述。
作用
由再生装置从记录了使眼图中心偏离振幅中心的信号的区域中再生出来并被解调成数字信号的信号，是正规信号，如果把被解调的信号记录到能够进行录制的光盘媒体上，则被记录为再生时眼图中心基本上回到振幅中心的状况。因此，若再生装置改变把RF信号解调成数字信号时的阈值并进行再生，则不能再生出正规信号，使再生动作停止。所以，复制的光盘不能再生，具有防止不正当的复制的作用。
附图的简单说明
图1是表示本发明的光盘再生装置的第1实施例构成的方框图。
图2是光盘通常无偏置的眼图示例图。
图3是第1实施例加上光盘偏置时的眼图示例图。
图4是第1实施例中不同记录功率和记录均衡器时不对称性的变化图。
图5是第1实施例光盘原盘的记录装置示例构成方框图。
图6是现有光盘原盘的记录装置构成的方框图。
图7是现有光盘再生装置的构成的方框图。
图8是作为本发明的光记录媒体第1实施例的光盘上的记录信号的说明图。
图9A和图9B分别是第1实施例中的复制光盘动作制止程序流程图的前半部分和后半部分。
图10是第1实施例中的CP信号配置信息的4种记录方法的说明图。
图11是第1实施例中使用密码的光盘核对流程图。
图12是在第1实施例中改变脉冲宽度和激光功率时的偏置电压波形图。
图13A和图13B分别是第1实施例的原盘制作装置(母盘(版)制作装置)和再生装置(记录再生装置)的方框图的一部分。
图14A和图14B分别是第1实施例的一张原盘2次分段记录方式的工序图的前半部分和后半部分。
图15是第1实施例的内装防止复制程序的应用软件的流程图。
图16的(a)是第1实施例的防止复制原理图；图16的(b)是第1实施例的防止复制原理图。
图17是第1实施例中测定的CD的每个原盘的地址的坐标配置图。
图18的(a)是第1实施例的时分方式偏置信号再配置检测方法的波形图，(b)是第1实施例的时分方式偏置信号再配置信息方法的波形图；(c)是第1实施例的时分方式偏置信号再配置信息方法的波形图；(d)是第1实施例的时分方式偏置信号再配置信息方法的波形图。
图19A和图19B分别是在第1实施例的原盘上记录偏置CD信号的流程图的前半部分和后半部分。
图20是本发明的光盘再生装置的第2实施例的构成的方框图。
图21A和图21B分别是第2实施例的制止复制光盘动作的程序的流程图的前半部分和后半部分。
最佳实施例的说明
[第1实施例]
对本发明的光记录媒体的第1实施例和本发明的光盘再生装置的第1实施例加以说明。
本发明是把与通常不同的特殊防止复制信号混入到作为光记录媒体的CD等光ROM盘的原盘制作时的记录信号内，制成特殊的原盘，以防止复制。这种特殊的防止复制信号用CP信号表示。如图8的(a)所示，在本发明的光记录媒体第1实施例的光盘上，在特定图形的偏置CP信号配置信息信号25(也可简称为CP信号配置信息)之后，为了使眼图的中心按规定的大小偏离振幅中心，设置记录了使占空比偏离标准值(通常50％)的CP信号24(24a～24g)的区域。这里的所谓眼图的中心，是把相当于再生装置中再生时模拟波形整形部分内最佳限幅电平(阈值)的部分。再者，所谓眼图的振幅中心是指几何测定的振幅方向的中心。
另外，也可把特定图形的CP信号的先行信号26(26a～26g)一并设置在各CP信号24a～24g的稍前的位置上。该特定图形的CP信号先行信号26(26a～26g)是为了明确表示；按照再生的时间顺序，在其后面存在使眼图的中心按规定偏置量偏离振幅中心的CP信号记录区域。在与上述CP信号配置信息25一起设置时，可以只使用其中的一个。另外，仅使用CP信号配置信息25来检查有无CP信号的第2实施例(图20、21A和21B)待以后叙述，但是，这样的第2实施例不同于该第1实施例中仅使用CP信号配置信息25的情况。
图1是本发明的光盘再生装置的第1实施例的方框图。在图1中具有两种装置：一种装置是在CP信号配置信息再生部分27中检测出图8(a)所示的特定图形的CP信号配置信息25和CP信号先行信号26a～26g二者或其中之一以后，使把RF信号解调成数字信号时的电平限幅器28的阈值反变化与上述规定量相对应的偏置量VSR；另一种是动作制止装置，其作用是，在未正确再生使眼图的中心仅偏离振幅中心上述预定量的偏置量VSR信号时，则判断是复制光盘，并停止再生，或者在已读出的数据为计算机程序的情况下，则使程序的动作停止。
在图1的方框图中，再生装置整体用47来表示，9是光盘，10是光传感器，11是主轴马达，12是模拟波形部分，14是数字信号处理部分，16是聚焦伺服部分，17是跟踪伺服部分，18是旋转伺服部分，19是把RF信号解调成数字信号时的阈值可变化的数字解调部分，20是控制部分，其作用是：在再生时检测出了特定图形的CP信号配置信息25或CP信号先行信号26a～26g的情况下进行控制，使上述阈值预先仅变化偏置量VSR。
用主轴马达11使光盘9旋转。利用光传感器10把半导体激光会集到光盘9的信号记录面上，利用光电二极管等把信号面的反射光强度变换成电信号，以获得RF信号。光传感器10由聚焦伺服部分16进行控制，使焦点始终对准光盘9的信号面。同时利用跟踪伺服部分17进行控制。使半导体激光的焦点眼踪信号轨迹。
RF信号由模拟波形整形部分12进行波形整形，使其变成矩形波，由数字解调部分19将其解调成数字信号，由数字信号处理部分14进行数字信号处理，再生成原来的信号。眼图的中心位于振幅的中心附近且不产生偏置电压的通常记录区域的眼图例子示于图2的波形9。图中纵坐标表示反射光量，上侧表示光量大。再者，按照足够大的适当偏置电压来使眼图中心偏离振幅中心的信号，其记录区域的眼图例子示于图3的波形9。
控制部分20对再生装置整体的动作进行控制，同时根据再生的信号发出指令使得对应于记录信号中的上述眼图中心偏置电压，在短时间内变化数字解调部分19解调时的阈值，即Vs。该控制部20既可以如图1所示构成，也可以利用CPU(中央处理装置)进行程序控制，使其按照图9A和图9B所示的流程进行动作。另外，也可利用通用的个人计算机作为控制部分20。
在本发明的光盘9上设置了这样的信号的记录区域(第1记录区域)，即该信号使眼图中心仅按所需量偏离振幅中心。在该光盘9上，在眼图中心位于某一范围内的振幅中心附近的通常记录区域内，记录了作为配置表(表示偏置CP信号的24本质配置状态)的CP信号配置信息25和特定图的CP信号先行信号26。记录该信号25或26的区域作为第2记录区域。若再生出该特定图形的CP信号配置信息25和CP先行信号26，则本发明的光盘再生装置在该特定图形之后判断为记录了故意使眼图中心产生一定偏离的偏置CP信号24。为了正确地再生该CP信号24，把从图1的光传感器10中输出的RF信号解调成数字信号的模拟波形整形部分12采用以下结构，即模拟波形整形部分12具有自动校正限幅电电路31和设置在其反馈通路上的加法器31a，通过该加法器31a来加偏置校正电压，使限幅电平跟随眼图中心的变化而进行瞬间变化。这一动作所产生的效果是：可以适应比自动校正限幅电路31内的电平限值28的响应速度更快的偏置电压变化。
这样，可以再生继特定图形信号之后记录了使眼图中心偏离振幅中心的信号的区域。在该区域的再生中，把再生装置的RF信号解调成数字信号时的限幅器28的阈值VSR、预先根据CP信号配置信息25或CP先行信号26进行变化，变化量为偏置电压ΔVs。所以，记录了把眼图中心偏离了振幅中心的信号的区域(第1记录区域)可以正确地再生。
为了进一步稳定地再生设有偏置的区域，最好在记录了偏置信号的区域(第1记录区域)，即CP信号24的记录区域中，也记录特定图形的先行信号。该特定图形的先行信号是指在图8的CP信号24a的记录区域的末尾附近用点表示的信号26h。在其他CP信号24b、24c…的记录区域的末尾附近也记录了同样的信号。但图中将其省略。CP先行信号26a、26b…在各CP信号24之前对偏置电平的变动进行预报，而该先行信号26h则是为了在CP信号之后的通常信号之前，再次对偏置电平的变动(返回原状态)进行预报。换句话说，该先行信号26h表示记录有CP信号的第1记录区域接近结束，督促为返回到原有电平进行准备。也就是说，当再生该先行信号26h时，本发明的光盘再生装置就瞬时大幅度地改变把RF信号解调成数字信号时的限幅电平，使其返回到通常的数值。以此来再生在特定图形之后的眼图中心位于振幅中心附近的通常记录的区域。由于把再生装置47的RF信号解调成数字信号时的阈值返回到了通常的数值，所以能够正确地进行再生。
能改变把RF信号解调成数字信号时的阈值的特定图形的信号可以是任何的信号。由该图8的CP信号配置信息25或特定图形的信号来发出指示，例如使阈值偏离到+1，如图8的(c)所示，在从特定的地址An开始到另一特定地址An+1的区域内，使眼图的中心位于振幅的镜面一侧(反射率高的一侧)；或者把阈值的偏置量偏移到-1，如图8的(d)所示，使眼图的中心位于与振幅镜面相反的一侧(反射率低的一侧)。也可以把偏移的方向固定为某一个方向上，仅用1、0来表示偏移。
以上说明了具有使眼图中心偏离振幅中心的信号区域(第1记录区域)的本发明的光盘是如何防止复制的。当要把本发明的光盘的再生信息复制到只能写入一次并且可以利用通常的再生装置进行再生的光盘媒体上时，利用再生装置来再生本发明的光盘的信息，根据被解调成数字信号的信号来调制写入光，能够写入到上述光盘媒体上。
对于记录了使眼图中心偏离振幅中心的信号的区域，在再生装置中设置了自动校正限幅电路(自动电平限幅器)31，即使占空比变化也能自动校正限幅电平。所以，自动校正限幅电路31能自动改变解调成数字信号时的阈值，从而能作为通常的正确信号进行再生。因此，对于复制的光盘来说，即使在记录了使眼图中心偏离振幅中心的信号的区域内，也是写入眼图中心基本位于振幅中心的通常信号。
若用再生装置47来再生上述复制光盘，则由于在正规光盘上记录了具有使眼图中心偏离了振幅中心的偏置值，例如Vs+ΔVs的信号的区域中，自动电平限幅器不改变把RF信号解调成数字信号时的阈值VSR，所以，眼图中心几乎位于限幅中心的信号没有偏置量，因此，不能被判断成正规光盘。再生装置47具有这样一种装置，即如果记录了使眼图中心偏离振幅中心的信号的区域存在于正规的区域内但不能正确再生，那么就完全停止再生，所以能自动地停止再生或停止程序动作。这样，复制光盘的程序不能再生和动作，可以防止使用非法复制的光盘。
光盘一般是从最内圈向外圈螺旋状地记录信号。激光唱盘(CD)等，在最内圈设有引入区域，记录光盘的索引信息等。本发明的光盘也是如此，如果按图8的(a)所示的那样，在相当于CD的引入区域32内的最内圈设记录了使眼图中心偏离振幅中心的CP信号的区域，那么，可以在开始再生时立即判断出是否是复制光盘。
以下进一步详细说明防止复制的程序。图9A和图9B的流程图由以下3个子程序构成：(1)防止复制配置信息再生子程序40x，(2)偏置信号核对子程序40y，(3)使复制光盘再生/程序运行停止子程序40z，在步骤40a开始再生CD的信息，例如，开始再生计算机程序。以下，作为CD信息以再生计算机程序为例加以说明。在步骤40b用TOC(TABLE OF CONTENTS)的标志等来确认是否是适应CP信号的光盘，如果为YES(是)，则在步骤40d，从再生信号中获得CP信号配置信息25(如图8的(a)所示)。步骤40e检查有无CP信号配置信息25，未检查出来时就停止，仅在有CP信号配置信息25时才进入步骤40f。
在步骤40f开始检查在偏置CP信号24的配置区域内的偏置CP信号24，步骤40g检查有无CP信号，例如是否存在偏置的限幅电平。如果在该区域内不存在偏置的限幅电平，那么就进入步骤40r。如果检查数据尚未全部结束，则返回到步骤40f；如果检查数据全部结束，则进入步骤40p，判定为复制光盘。在步骤40g中若为“是”，则进入步骤40h，在图1的正规光盘核对部分33中确认偏置CP信号偏置信息25的数据和物理检测的偏置CP信号24的振幅、周期T。地址和角度位置是否一致。
在步骤40i进行核对，结果为“是”，则进入步骤40j，根据CP信号配置信息25，把偏置电压ΔVs强行地加到限幅电平上。在步骤40k，检查CP信号配置区域内是否发生了差错或不正确信号，在步骤40m发生一定程度以上的差错时，就在步骤40p将其判定为复制光盘。如果在步骤40m没有发生一定程序以上的差错，则进入步骤40n。这时如果检查数据已全部结束，则在步骤40w使读出的计算机程序运行；如果检查数据尚未全部结束，则返回到步骤40f。
在步骤40p已判定为复制光盘的情况下，在步骤40g中在显示部分41上显示出“复制光盘”字样。然后，在步骤40s将光盘退出，在步骤40t使程度停止运行，使数据停止输出，在步骤40u停止全部动作。在此对步骤40k差错发生的原因加以说明。如图8的(a)的CP信号24a、24b所示，当偏置电压在短时间内发生大幅度变化时，自动校正限幅电路31的反馈控制响应速度跟不上。因此通常的电路要发生差错。
但是，在本发明的第一实施例的情况下，利用图8的(a)的偏置CP信号配置信息25或CP先行信号26a、26b、26c…事先预报CP信号的偏置电压将发生变化。根据该先行信息，图1的偏置量校正信号发生部分29把偏置校正信号ΔVs加到自动校正限幅电路31的限幅电平Vs输出部分30的反馈通路内。因此，在CP信号24起始的变化点，由于加上了偏置校正信号ΔVs，所以瞬时限幅电平Vs就变成为加上了偏置ΔVs的数值，能够正常地再生CP信号24，而不发生差错。正规制造的光盘9，盘槽上加有特定的占空比，例如50∶50、30∶70、70∶30，所以，如图8的(b)、(c)、(d)所示，在再生时限幅电压上附加偏置电压，产生正常的Vs、Vs+ΔVs、Vs-ΔVs这三种限幅电压。
所以，在图1的第1实施例中，根据偏置CP信号配置信息25或CP先行信号26，在限幅电压上附加正规的偏置电压，由此能不产生差错地再生。图1中的方框25、34、36只表示信号和数据的种类，而不是电路。在正规光盘核对部分33中，检查核对在CP信号配置信息25的规定地址36的位置上，借助偏置量校正信号发生部分29附加了规定偏置电压ΔVs的信号的位置上，是否产生了来自差错信号检测部分38的差错信号。并且，在正规光盘核对部分33中确认正常信号代码是否被数字解调部分19再生出来。如果是正规光盘，则核对结果是正确的，所以可以继续再生。如果核对结果是不正确的，则从再生/程序停止部分39发出停止信号，便再生信号停止输出或者使程序停止运行。从正规光盘9的再生数据不正当地复制的光盘中由于不能复制偏置电压(不能正确复制)，所以，记录在CP信号配置信息25中的所规定的地址位置上不存在规定的偏置电压。
因此，在图1的正规光盘对照部分33内，通过对已测定的偏置电压(物理值)和由CP配置信息25所表示的偏置电压(逻辑值)加以校对，即可识别出非法光盘。再者，图1的自动校正限幅电路31通常在偏置电压大时，可以跟踪的动作频率降低到偏置校正控制的响应频率f0左右。如图8的(a)所示，当再生偏置电压较高的部分和通常的区域时，按照f0以上的频率进行设置，使偏置电压发生变化。这样，自动校正的限幅电平可以固定在偏置电压较高的方向上。
所以，通常偏置值的区域被限制在比通常高的限幅电平上。正规光盘中用这种较高的偏置电压进行记录，使限幅时能再生正规的信号，所以不发生差错。
但是，仅仅取出正规光盘的数据信号的、不正当复制的光盘，由于不能复制偏置电压，所以，从CP信号区域不能产生偏置电压、而是按通常的限幅电平进行限幅。因此，不能再生正规信号，而是发生差错，在图1的正规光盘核对部分33中判定为不正当复制光盘，使其停止工作。再者，如图8的(a)所示，通过设置+、0、-这三种先行信号26a、26h、26b(CP先行信号26a、26b和先行信号26h)，可以预报下一个帧同步信号的数据限幅电平，因此，该偏置电压ΔVs，通过设置在图1的反馈通路内的加法器31a加到自动校正限幅电路31的反馈信号上，这样即可在瞬间更改设定为正确的限幅电平。
所以，在比自动校正限幅电路31的跟踪频率高的频率下，即使正规光盘的限幅电平发生变化，也能始终按照正规光盘上规定的+、0、-这三种限幅电平进行限幅，因而能再生正规的信号而不出差错。
通常，复制从业者是取出CD-ROM的“101”等逻辑信号，把该逻辑信号记录在原盘上，以此来制作原盘，大量生产复制光盘。在利用该逻辑信号电平来生产复制光盘时，不能复制偏置电压。所以，在各个偏置CP信号的记录区域内偏置电压不变化的情况下复制光盘原盘。另一方面，CP先行信号26的数据原封不动地复制到非法复制的原盘上。当把复制的光盘装入再生装置内，如图8的(a)所示对+的CP先行信号26a进行再生时，如图8的(c)所示，限幅器28的限幅电平上升到+方向。复制的光盘中由于没有记录偏置电压，所以形成如图8的(b)所示的无偏置的眼图。当限幅器28的限幅电平不在中心时，不能输出正常的信号。
然而，在本发明的第1实施例中，根据CP信号配置信息25或CP先行信号26，把限幅电平强制性地设定在+方向。因此，错误的数字信号从图1的自动校正限幅电路31中输出，差错信号从差错检测部分38中输出，在正规光盘核对部分33中判定为复制的光盘。记录使眼图中心偏离振幅中心的信号的偏置CP信号记录区域，通过改变记录均衡器，首先使脉冲宽度，即占空比发生变化，从而可简单地制作。
如图3的波形(1)所示，在使占空比控制信号按周期T0进行变化时的负电平时，如图4所示，记录均衡量增大。于是，呈现出图3的波形(2)所示的占空比，如图3的(3)的记录波形所示，照射到玻璃板上的光致抗蚀剂上的激光照射时间缩短，如图3的形状图(4)、(5)所示，形成占空比小，即在轨迹方向上短且深度为λ/4的信号槽。如图3的(5)所示，当再生短的信号槽时，反射光量降低得较少，所以，如图3的波形(6)所示，可以获得反射光量中心向正方向偏移的信号。如图3的波形(9)所示，可以获得这样的信号，其眼图中心向振幅的镜面一侧，即反射率高的一侧偏移，该偏移量为偏置电压ΔVs。
在此情况下，图1的众所周知的自动校正限幅电路31进行工作，把限幅电平自动地校正为在限幅电平Vs上加上偏置电压ΔVs的Vs+ΔVs。这一状态示于图3的波形(7)。若把调制信号的再生同步信号周期定为T，则如图3的波形(9)所示，按3T的信号电平进行限幅，因此，可以获得如图3的波形(8)所示的3T脉冲宽度正确的数字信号输出。这样，在限幅器28中发生+ΔVs偏置电压。相反，若减小记录均衡值，即减少“1001”量，则如图4所示，占空比增大，激光照射时间增长，形成在轨迹方向上较长的信号槽。若再生占空比大的信号槽，则获得的信号如图8的波形(d)所示，其眼图中心的偏置电压向负方向，即向与振幅镜面相反的一侧也就是反射率低的一侧偏移偏置电压-ΔVs。记录了使眼图中心按照偏置电压ΔVs的大小偏离开振幅中心的偏置CP信号24的CP信号记录区域，也可以使记录的激光功率按照规定状态进行变化而简单地制成。
如图4所示，若减小记录激光功率，则即使按照通常记录功率时的适当记录均衡量，也会使信号槽减小。当再现小信号槽时，整体反射光量增大，所获得的信号如图3的(6)、(9)所示，眼图中心向振幅镜面一侧，即反射率高的一侧偏移。相反，若增大记录功率，则如图4所示，即使按照通常记录功率时适当的记录均衡量，也能增大信号槽。当再现大信号槽时，反射光量减小，如图8的(d)所示，所获得的信号，其眼图中心按照偏置电压-ΔVs的大小向与振幅镜面相反的一侧(反射率低的一侧)偏移。
眼图中心与振幅中心的关系随记录功率和记录均衡量的变化模式地示于图4。横轴表示记录均衡量，记录均衡量越大，记录信号的脉冲宽度越小，也就是占空比变小。纵轴表示眼图中心离开振幅中心的偏置量，即以振幅归一化而用百分数表示偏置电压量Δs，若减小占空比控制信号，则眼图中心向高反射侧偏移，所以偏置电压ΔVs向正方向增大。记录功率按(a)、(b)、(c)的顺序依次增大。若把(a)的记录功率定为1.0，则(b)为1.1，(c)为1.2。改变记录功率和占空比时的波形如图12的波形1～7所示。这样，当改变激光功率时，必须校正脉冲宽度，合格率下降。如果制作得好，则如波形5所示，可按偏置量对限幅电平进行校正，输出像波形6所示的数字信号，在这种情况下，由于合格率低，所以很难复制。
在记录过程中来改变记录均衡量和记录功率的这种原盘的记录装置的例子示于图5。在图5中，原盘记录装置的整体由61表示，1是记录用激光器，2是光调制器，3是反光镜，4是透镜调节器，5是涂敷了光致抗蚀剂5a的玻璃板，6是主轴马达，7是信号源，21是记录均衡器，22是控制部分。图中省略了控制焦点用的激光束光学系统和记录用激光束光学系统的光束放大器等。
现利用图5的方框图和图19A及图19B的流程图来说明原盘的制作方法。在步骤50a通常是输入计算机的软件等预先编入了防止复制程序的程序的输入数据，另外，在步骤50b输入CP信号配置信息25，在CP信号配置信息处理部分90中划分成控制信号和数据，该数据在混合部分90a中与输入数据进行核对。另一方面，控制信号被送入控制部分22，在规定的位置上发生占空比控制信号。预先由原盘制作装置的操作人员决定是否把CP信号配置信息25记录到光盘的内圈(引入区)，用键盘等进行输入。在步骤50c，查看该输入信息，检查其是否应当记录在内圈，只有在判定为“是”的情况下，才在步骤50d把偏置CP信号配置信息25和记录数据加以混合，然后记录到引入区。
接着，在步骤50e开始记录应记录的数据。在步骤50f，根据偏置CP信号配置信息25确认偏置信号记录区域，在步骤50g，如判定为“否”，则在步骤50i，按通常的占空比进行记录。如果判定为“是”，则在步骤50h，由CP信号发生部分22a根据偏置CP信号配置信息25来改变送往记录激光器的信号的占空比。这样即可控制激光的占空比和输出，使偏置电压变成规定的波形。在步骤50j，当全部数据尚未记录完毕时，返回到步骤50f；当全部数据记录完毕时，在步骤50k，检查上述偏置CP信号配置信息25是否记录在外圈区。若为否时，在步骤50p结束。若为“是”时，在步骤50m，对预先编程的偏置CP信号配置信息和由母盘制作(Mastering)装置61实际记录的偏置CP信号的量、周期、配置的偏差进行对比，加以修正。在步骤50n，把偏置CP信号配置信息记录区域设置在图5所示的原盘5的外圈区5b上，记录该修正数据。由于母盘制作装置61从内圈向外圈进行刻槽，所以在全部数据记录之后，作为数据也存在偏置的制作结果。在外圈上记录的方式，通过记录由该数据修正后的偏置CP信号配置信息25，具有可以大幅度提高原盘制造的合格率的效果。
由信号发生部分7发生出特定图形的偏置CP信号配置信号之后，在变更记录均衡量的情况下，控制部分22向记录均衡器21的脉冲宽度控制部分21a发出指令，使其更改记录均衡量，即占空比。在更改记录功率，更改占空比的情况下，由控制部分22向记录用激光器1发出指令，使其改变记录功率。记录用激光器1包含激光器件和功率调整器件，例如噪音消除器和声光(AO)调制器，对记录用激光器1本身的功率进行调整，或者利用功率调整器件来调整功率。记录均衡器21构成为可根据外部指令来切换均衡量。
利用以上方法记录了使眼图中心偏离振幅中心的信号的记录区域可以很容易地形成而不需要对现有原盘记录装置进行大的改造。本发明的光盘，其制造工序，除原盘的记录外，完全与过去的光盘相同。所以能大量生产廉价产品。
本发明的软件中包含防止复制程序，光盘上有防止复制信号，光盘再生装置具有防止复制功能，所以能停止复制光盘的再生或者停止软件工作，实质上能防止复制光盘。在光ROM区域内记录该偏置CP信号配置信息25的例子示于图8也可以如图10所示，使用图11所示的RSA函数或椭圆曲线函数(ELLIPTICCURVE FUNCTION)那样公开键方式的函数作为单方向函数把该信息加密，并记录在光ROM区和光盘的表面或背面的磁记录区内。
图10是一种模式图，它表示从光盘9上测出图8的(a)所示偏置信号方式的CP信号和采用图16的(a)、(b)和图17中说明的地址一角度配置信息方式的CP信号，并制作出CP信号配置信息25的情况。图10的左侧所示的光盘9上示出由圆形和多边形表示的CP信号在各条轨迹上排列的例子。图中未表示出来的CP信号配置信息25也记录在光盘9上，用图11的步骤60b所示的单方向函数密码编码器42对已读出的CP信号配置信息25进行加密，然后由记录电路44将其记录到光盘的磁记录区46和原盘5的外圈5d上。并且也可以记录到图14说明的原盘5的第2曝光部分53上，也可以在光盘9的内圈设置由条形码即刷的部分99进行记录。
这样在光ROM部分和磁记录区等处记录的CP信号配置信息25，在没有密码钥匙的情况下是不能篡改的。这是因为由于用单方向函数编制的密码，所以，不能根据密码解码器的函数来对密码编码器的函数进行解码。例如，在采用图11所示的用法时，由于复制从业者只了解密码解码器，所以，要想破密必须进行2的512次方的运算，而该运算需要花费数百万年的时间。
关于这一点，进一步用图11的流程图来进行说明。图11表示利用单方向函数来核对密码的复制光盘动作程序。在步骤60j编制CP信号配置信息25，在步骤60b利用512位的密码钥匙，以RSA函数进行加密，在步骤60c把该密码记录到光盘上。在步骤60d再生该光盘的信息，接着在步骤60e把密码变成普通文字。复制从业者可以了解步骤60d的密码数据的函数，但是，如步骤60b和步骤60d所示，对于像在RSA函数那样的公开键通信方式中所采用的函数，是把编码器和解码器加以颠倒的方式使用的，所以，为了解读编码器的函数，如上所述需要很长的运算时间，即运算次数多达2的256次方。因此，实质上可以防止篡改CP信号配置信息25。在步骤60f，对由步骤60k测定的光盘的CP信号24和变成普通文字后的CP信号配置信息25进行核对，当核对结果不一致时(在步骤60g为“否”时)，在步骤60h使程序的动作停止。当核对结果一致时(在步骤60g为“是”时)，在步骤60i，执行程序的动作。再者，在图11所示的例子中，CP信号24也可以不是上述的偏置信号。所以，实际上不能篡改CP信号配置信息25。
另一方面，上述偏置CP信号如图12所示，通过对记录均衡器的脉冲宽度占空比进行调整或者对激光功率进行调整而实现。但是，激光输出和槽穴大小的关系呈非线性。所以，可以预料，在制作按程序规定配置偏置电压的原盘时，合格率下降。但是，在图11所示的例子中，根据图13A和图13B所示的原盘制作装置(亦称母盘制作装置)61的构成可以看出，CP信号配置信息25和来自逻辑ID编号发生器546的逻辑ID在混合器中进行混合，由单方向函数密码编码器42进行加密，由磁记录电路44和磁头45将其记录在光盘的磁记录部46上。如上所述，该CP信号配置信息25不能篡改。该密码信息由记录再生装置47的磁头45a和磁再生部分48进行再生，由密码解码器43进行解码，使CP信号配置信息25恢复原状。在这种情况下，和把CP信号配置信息25记录到光记录部分上并由光头10再生相同。并且，从光再生部分50的偏置电压信号位置检测部分52中的地址检测部分51和偏置电压VSO检测部分34以及从地址或角度信息测定的CP信号配置信息25被送入正规光盘核对部分33内。再者，图13A和图13B所示的原盘制作装置(亦称母盘制作装置)61与图5所示相对应，同样，再生装置(记录再生装置)与图1所示相对应。
正规光盘核对部分33根据图9A和图9B所说明的制止复制光盘动作的程序49的流程图，检测出复制的光盘，使程序动作停止，或者停止再生信号输出。在此情况下，如图15所示，在应用软件程序中的起动子程序70b、程序安装子程序70d、打印子程序70f、文件保存子程序70h中，编入光盘检查子程序70c、70e、70g、70i。由此，即使盗版从业者对软件进行解析，使防止复制程序70c、70e等失效，但只要不把全部例如1000个子程序都消掉，就不能进行复制。
图13A和图13B的例子所表示的方法是：在原盘制成后对原盘的偏置电压等的CP信号偏置信息25以单方向性函数进行加密，然后记录到设置在光盘9a的磁记录部分46上。该记录也能够如图13A和图13B所示的光盘9b那样，把程序和CP信号24记录在原盘的第1曝光部分520上；把CP信号配置信息25记录到外圈部分的原盘的第2曝光部分53上。下面利用图14A和图14B来详细说明这种方法。在工序1、工序2对内圈部分的原盘第1曝光部分520施加激光信号，在工序3利用遮光保护膜54把原盘的第2曝光部分53即外圈部分加以覆盖，然后使第1感光部分55的光致抗蚀剂层进行感光。这时在工序4通过腐蚀，形成槽图形，在工序5对偏置信号进行实际测量，获得偏置CP信号配置信息25，进行加密，在工序6把第2感光部分56的遮光保护膜54除掉，通过第2次激光曝光把上述密码信号记录上去。在工序7、8、9进行镀敷，制作金属原盘，利用该原盘进行成形加工，即可制成光盘基板，其上形成反射膜后即可制成CD光盘。
通过第2次曝光，对原盘的第1曝光部分520随机地施加偏置控制信号，进行记录，对合格的偏置CP信号的配置进行加密，记录到外圈或内圈的原盘第2曝光部分53上。因此，具有可以不考虑合格率而记录制造合格率极低的防止复制信号的效果。所以这样做，是因为要想复制千分之一的合格率的信号，就必须制作一千次原盘，从经济角度来看，不可能进行这种复制业务。
再者，在图13A和图13B中，利用旋转角度检测部分58，根据马达57和图中省略的FG(旋转传感元件)的旋转脉冲，来测量配置偏置CP信号的旋转角，如图16所示可以制作偏置CP信号配置信息25a。如图18的(a)、(b)、(c)所示，通过对旋转脉冲进行时间分割，可以更准确地检测出角度位置。如图18的(c)、(d)所示，也可检测出地址和偏置信号与周期的配置。在此情况下，由于是正规的光盘，所以测出的偏置CP信号配置信息25a是正确的。也就是说，在地址A4的位置上，+的偏置电压的周期T1的信号记录在角度位置Z3的位置上。并且，防止复制程序不会使读出的程序停止。但是，图16的(b)的不正当复制的CD光盘中，偏置CP信号配置信息25c与正规的数据不同。这是因为CD是CLV记录。图17表示实验数据，它明确地表示实际的CD地址配置对每个原盘是各不相同的。即使是相同的地址，对不同的原盘，线速度和轨迹间距也稍有差异，所以，误差积累起来，就产生很大的差异。
返回到图16，在正规的CD中，偏置CP信号的角度配置为Z3、Z2、Z1、Z4。但是，在图16的(b)中，是Z3、Z2、Z4、Z3，出现明显的差别。利用目前可以获得的母盘制造装置，无法准确地控制该角度位置。该图形不能复制。而且，偏置CP信号配置信息25a也不能利用单方向函数的密码来进行更改。所以，具有复制从业者利用现有装置(设备)不能复制这种CD的极大效果。另外，也可以借助条码状的低反射部群，把偏置CP信号配置信息25记录到光盘上。
<第2实施例>
下面根据图20和图21A及图21B来说明本发明的光记录媒体第2实施例和光盘再生装置第2实施例。在图8的光记录媒体9上先行信号26a～26h与CP信号配置信息25一起进行记录。但是，在该第2实施例中，不需要记录先行信号26a～26h(即使进行了记录，也不在再生装置中进行检测)。
图20的再生装置47B与图1有以下不同。也就是说，位于图1中自动校正限幅电路31的反馈通路上的加法器31a被去掉了，所以，偏置量校正信号发生部分29也被去掉了。因此，在图20中，自动校正限幅电路用31B表示；模拟波形整形部分用12B表示；控制部分用20B表示。并且，在图20中，对马达11的旋转角度进行检测用的旋转角度检测部分58设置在控制部分20B内。另外，设置了密码解码器43，用19B表示数字解调部分。图21A和图21B是流程图，它表示用CPU来构成控制部分20A时的处理顺序。下面利用该流程图来说明用包括CP信号配置信息25和地址角度配置信息的CP信号来检查复制品的方法。
CP信号配置信息25利用采用RSA函数等单方向函数的密码编码器预先进行加密。图21A和图21B的流程图，很多部分与图9A和图9B相同，所以，仅对不同的程序步骤加以说明。在步骤80d，利用数字解调部分19A内的密码解码器43，把经过加密的CP信号配置信息25变换成普通文字，在步骤80e检查该普通文字是否正确。由于采用了像RSA那样的单方向性函数，所以只要不泄漏密码编码器的钥匙，其他人就不能生成正确的密码。因此，首先在这一阶段能够进行密码是否被篡改的初次检查，如果初次检查结果为是，则在步骤80f开始检查光盘是否是复制品，在步骤80g通过对光盘进行测量，以此检查有无像偏置信号那样的CP信号。若有CP信号则进入步骤80h。在仅检查地址角度配置的情况下，省略步骤80g，进入步骤80h。
在步骤80h核对CP信号，核对的方法有2种：一种是利用偏置信号作为CP信号；另一种是利用特定地址的光盘上的物理角度配置信息作为CP信号。首先，在使用偏置信号方式的CP信号时，测定偏置信号配置的地址位置或光盘上的角度位置，并对照检查与CP信号配置信息25中所示的该CP信号的正规地址位置的数据或光盘上的正规的角度位置的数据是否一致。其次，在使用地址在光盘上的角度配置信息方式的CP信号时，测定在特定地址光盘上配置的角度位置，与CP信号配置信息25中所示的正规角度配置信息数据进行核对，检查二者是否一致。
在步骤40e，当检查的结果为两种数据不一致时，可判断出是复制光盘，使程序的动作停止，或停止再生动作。只有在检查结果正确时才允许再生动作。图21A和图21B的核对检查作业也可以用CD驱动器来进行，也可以用连接在CD驱动器上的微型计算机的操作系统和应用程序的列表来进行。在图21A和图21B的方式中，采用了单方向性函数的密码编码器，所以不能篡改CP信号配置信息25。因此，即使复制从业者试图对CP信号配置信息25进行篡改，制作适当形成了光盘CP信号的复制光盘使检查核对结果与该CP信号相一致，也是不可能的。所以可以防止复制。
发明的效果
本发明的光盘及其再生装置增加了这样一种功能：在光盘上设置一种信号记录区域即在一定的图形信号之后，把使眼图中心偏离振幅中心的信号记录在该区域内，在再生装置中，通过在检测出一定图形的信号之后，故意在把RF信号解调成数字信号时的阈值上施加偏置电压，以此使得能再生出使眼图中心偏离振幅中心的信号，如果不能再生出这种偏置信号，则使再生动作停止。
再者，利用再生装置从记录了使眼图中心偏离振幅中心的信号的记录区域内再生出来并解调成数字信号的这种信号是通常的信号，如果把解调后的信号记录到可录光盘媒体上，则被记录为在再生时眼图中心基本上返回到振幅中心。因此，当再生装置在把RF信号解调成数字信号时的限幅电平上施加偏置电压进行再生时，不能再生出通常的信号，而使再生动作停止，所以无法再生复制的光盘，从而能防止不正当的复制。

Claims (36)

1.一种在其中记录了主信息的光盘，根据调制信号而配置多个记号或槽，从而所述记号或槽以预定位置、间隔被配置，该间隔为一预定周期的n倍，n为一正整数，所述预定位置在所述记号和槽形成时根据子信息沿圆圈方向移动。
2.如权利要求1所述的光盘，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
3.一种在其中记录了主信息的光盘，其通过按调制信号而配置多个记号或槽，从而所述记号或槽以预定位置在圆圈上配置，每个所述记号或槽的边位置在所述记号和槽形成时根据子信息沿圆圈方向偏离所述预定位置，通过加密被记录在所述光盘内的所述子信息或表示所述子信息的信息而获得被加密信息。
4.如权利要求3所述的光盘，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
5.一种在其中记录了主信息的光盘，其通过按调制信号而配置多个记号或槽，从而所述记号或槽以预定位置在圆圈上配置，包括：
第一区域，所述记号或槽在其中已配置，以致每个所述记号或槽的边位置在所述记号和槽形成时根据子信息沿圆圈方向偏离所述预定位置；以及
第二区域，所述记号或槽在其中已配置，以致每个所述记号或槽的边位置在所述记号和槽形成时根据所述子信息沿所述圆圈方向没有偏离所述预定位置。
6.如权利要求5所述的光盘，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
7.如权利要求5所述的光盘，其特征在于，通过加密所述子信息而得到的被加密信息记录在其中。
8.如权利要求7所述的光盘，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
9.一种用于从在其中记录了主信息和子信息的光盘上再生信息的再生装置，从而通过按调制信号在预定位置上配置记号或槽记录了所述主信息，并且，所述预定位置在所述记号和槽形成时根据所述子信息沿圆圈方向被偏移，所述装置，包括：
一个子信息检测部分，用于根据表示在圆圈方向上偏离所述预定位置的所述记号或槽位置的信息检测所述子信息。
10.如权利要求9所述的再生装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
11.如权利要求9所述的再生装置，其特征在于，还包括用于根据所述子信息检测部分的检测结果停止再生操作和/或数据输出操作的装置。
12.如权利要求11所述的再生装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
13.一种用于从光盘上再生信息的再生装置，其中，光盘记录了主信息和子信息，而所述子信息或表示所述子信息的信息在光盘中加密后被记录为加密信息，通过按调制信号在预定位置上配置记号或槽记录了所述主信息，每个所述记号或槽的边位置在所述记号和槽形成时通过所述子信息被偏移，所述装置，包括：
一个子信息提取部分，用于根据在圆圈方向上被偏离所述预定位置的所述记号或槽的位置信息提取所述子信息；以及
一种解密装置，用于解密所述加密信息。
14.如权利要求13所述的再生装置，其特征在于，所述解密装置被安排为经解密过程来获得所述子信息或表示所述子信息的所述信息。
15.如权利要求13所述的再生装置，其特征在于，还包括核对装置，用于执行对由所述子信息提取部分提取的所述子信息的核对。
16.如权利要求15所述的再生装置，其特征在于，使用通过解密所述加密信息而得到的所述子信息或表示所述子信息的所述信息，所述核对装置用于对所述子信息进行核对。
17.如权利要求15所述的再生装置，其特征在于，当所述核对装置显示了一特定结果时，所述装置停止它的一个特定操作。
18.如权利要求17所述的再生装置，其特征在于，所述特定操作为输出由再生过程获得的数据。
19.如权利要求15所述的再生装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
20.一种用于从在其中记录了主信息和子信息的光盘上再生信息的再生装置，所述主信息是通过根据调制信号在圆圈上的预定位置上配置记号或槽而被记录，所述装置用于从具有在其中记录了所述子信息的第一区域的所述光盘中再生信息，从而每个所述记号或槽的边位置在所述记号和槽形成时沿圆圈方向被偏离所述预定位置，还有，所述光盘具有在其中未有记录所述子信息的第二区域，所述装置包括：
一个子信息提取部分，用于根据在圆圈方向上被偏离所述预定位置的所述记号或槽的位置信息提取所述子信息，其通过从所述第一区域读出信息。
21.如权利要求20所述的再生装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
22.如权利要求20所述的再生装置，其特征在于，还包括：
一个核对部分，用于对由所述提取部分获得的提取结果进行核对；以及
停止装置，用于根据所述的提取结果停止再生操作和/或数据输出操作。
23.如权利要求22所述的再生装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
24.如权利要求20所述的再生装置，其特征在于，所述光盘包括通过加密所述子信息而获得的加密子信息，所述装置包括一种解密装置，用于解密所述加密子信息，从而获得所述子信息或表示子信息的信息。
25.如权利要求24所述的再生装置，其特征在于，还包括核对部分，用于将由所述解密装置经解密而获得的所述子信息与由所述子信息提取部分经提取而获得的所述子信息进行核对。
26.如权利要求24所述的再生装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
27.一种用于在可记录光盘中记录信息的记录装置，所述装置用来记录主信息，该记录是通过按所述主信息在圆圈上的预定位置上配置记号或槽完成，所述装置还进一步用来记录子信息，该记录通过将每个所述记号或槽的一边位置在所述记号和槽形成时按所述子信息沿圆圈方向偏离所述预定位置完成。
28.如权利要求27所述的记录装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
29.如权利要求27所述的记录装置，其特征在于，所述装置用于记录在所述光盘上的所述子信息或表示所述子信息的信息。
包括防止复制信息
30.一种用于在可记录光盘中记录信息的记录装置，包括：
用于记录主信息的装置，根据调制信号在圆圈上的预定位置配置记号或槽；
用于配置所述记号或槽的装置，该设置是通过将每个所述记号或槽的边位置在所述记号和槽形成时按所述子信息沿圆圈方向偏离所述预定位置完成；以及
加密装置，用于加密所述子信息或表示所述子信息的信息。
31.如权利要求30所述的记录装置，其特征在于，还包括用于在所述光盘中记录由所述加密装置获得的被加密子信息的装置。
32.如权利要求30所述的记录装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
33.一种用于在带有第一和第二区域的可记录光盘中记录信息的记录装置，包括：
用于记录主信息的装置，根据所述主信息在圆圈上的预定位置配置记号或槽；以及
配置装置，用于配置所述记号或槽，该配置是通过在所述第一区域内将每个所述记号或槽的边位置在所述记号和槽形成时根据子信息沿圆圈方向偏离所述预定位置完成，而配置在所述第二区域内将每个所述记号或槽的边位置在所述记号和槽形成时按子信息沿圆圈方向不偏离所述预定位置。
34.如权利要求33所述的记录装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
35.如权利要求33所述的记录装置，其特征在于，还包括用于在所述光盘中记录由加密装置获得的被加密子信息的装置。
36.如权利要求35所述的记录装置，其特征在于，所述子信息包括防止复制信息。
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