DE2341338B2 - Aufzeichnungstraeger mit einer optisch auslesbaren struktur und verfahren zur herstellung des aufzeichnungstraegers - Google Patents
Aufzeichnungstraeger mit einer optisch auslesbaren struktur und verfahren zur herstellung des aufzeichnungstraegersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufzeichnungsträger für Informationen, z. B. Bild- und/oder Toninformationen,
in Form eines scheibenförmigen Trägerkörpers, auf dessen einer Seite eine den Informationen
ίο entsprechende optisch auslesbare, strahlungsreflekiierende
Struktur angebracht ist, die mittels eines Ausiesestrahles auslesbar ist, der von einer Seite auffällt
und durch Reflexion moduliert und auf der gleichen Seite (Bestrahlungsseite) zurückgeworfen wird und
dabei durch eine strahlungsdurchlässige Schutzschicht hindurchiritt
Bei den bekannten, mit Strahlungsreflexion arbeitenden Aufzeichnungsträgern war man der Meinung, daß
der Abtaststrahl möglichst ungehindert auf die reflektierende Schicht müßte gelangen können. Die das Licht
steuernden, z. B. abwechselnd schwarzen und weißen Materialien wurden daher auf der Oberfläche eines
Trägerkörpers angeordnet, so daß ihnen der Auslesestrahl von außen unmittelbar zugeführt werden konnte.
Da eine große Menge Daten auf dem Aufzeichnungsträger gespeichert ist, sind die Details der optischen
Struktur sehr klein. So wird, wenn ein Fernsehprogramm mit einer Dauer von 45 Minuten auf einem
kreisförmigen Aufzeichnungsträger mit einem Außen durchmesser von 30 cm gespeichert ist, die Größe der
Details in der Größenordnung von 1 μΐπ liegen. Das
Auslesen einer derart feinen Struktur ist gegenüber Staubteilchen, Haare u.dgl., sehr empfindlich. Diese
kleinen Gegenstände können, wenn sie auf der optischen Struktur liegen, eine Vielzahl nebeneinander
liegender Spuren und Details in diesen Spuren abdecken, wodurch diese nicht mehr ausgelesen werden
können. Weiter besteht die Gefahr, daß, z. B. beim Handhaben des Aufzeichnungsträgers oder beim
Anbringen des Trägers ,n der Auslesevorrichtung, Kratzer u. dgl., auf der optischen Struktur entstehen. Da
der Aufzeichnungsträger dazu bestimmt ist, unter nicht-idealen Bedingungen, ι. B. im Wohnzimmer,
abgespielt zu werden, ist es erforderlich, Vorkehrungen zu treffen, durch die die optische Struktur gewissermaßen
für Staub und Beschädigungen unempfindlich gemacht wird.
Bei dem Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 22 08 379 (DT-OS 22 08 379) wird daher über der
.w optischen Struktur eine Schutzschicht angebracht. Im
»Journal of the S.M.P.T.E.« 79, Nov. 1970, S. 997-1002,
wird eine Platte beschrieben, auf der Videosignale optisch aufgezeichnet sind, die in durchfallendem Licht
ausgelesen werden. Dabei wird darauf hingewiesen, daß Staub und Beschädigungen im Bild Fehler hervorrufen.
Ein Staubteilchen, das mehrere Rillen überdeckt, wird als ein Fleck auf dem Fernsehschirm sichtbar. Um das zu
vermeiden, kann dort die Oberfläche mit einer durchsichtigen Schicht von vielleicht 125 Mikron bedeckt
werden; dann werden Staubteilchen in dieser Entfernung von der die optische Information tragenden
Fläche gehalten. Die Entfernung des den Auslesestrahl führenden Linsensystems kann 250 Mikron betragen,
obwohl die Tiefenschärfe nur 1 bis 2 Mikron ausmacht.
Mit einer solchen Schutzschicht werden Staubpartikeln nicht scharfe Störungsflecke auf dem Fernsehbild
hervorrufen, sondern sie werden nur in ihrer Nachbarschaft eine Verminderung der allgemeinen Intensität
bewirken. So erhält man auch einen Schutz des optisch wirksamen Belages vor Kratzern.
An eine solche Schutzschicht werden beträchtliche Anforderungen gestellt, da sie die Form und damit die
Abtastbarkeit der optischen Struktur nicht beeinträchtigen darf; sie muß dazu gut anliegen, damit keine
örtlichen Luftblasen zwischen der optischen Struktur und der Schutzschicht vorhanden sind. Das Anbringen
einer solchen Schutzschicht erfordert einen zusätzlichen Verfahrensschritt, der sehr genau und sorgfältig
ausgeführt werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufzeichnungsträger so auszubilden, daß die erstrebte
Schutzwirkung erreicht wird ohne Verwendung einer zusätzlichen oCnützscuichi, an die sirengc Anforderungen
zu stellen sind.
Bei einem Aufzeichnungsträger der eingangs erwähnten Art wird das erreicht, wenn der Trägerkörper
strahlungsdurchlässig und auf der Bestrahlungsseite der optischen Siruktur angeordnet ist und eine Dicke
aufweist, die bedingt, daß der auf die optische Struktur fokussierte Auslesesirahl in der Ebene eines e;waigen
Staubteilchens einen erheblich größeren Querschnitt aufweist als in der Fläche der optischen Struktur.
Der Trägerkörper wirkt dann selbst als Schutzschicht und sorgt dafür, daß das etwaige Staubteilchen in
genügender Entfernung von der optischen Struktur bleibt. Diese Struktur ist auf der einen Seite des
TrägL.'körpers angebracht, während die andere Seite als Eintrittsfläche für den abtastenden Strahl und gleichzeitig
als Austrittsfläche für die durch Reflexion an der optischen Struktur modulierte Strahlung dient.
Nach einem weiteren Merkmal eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers ist auf der von dem
Tragerkörper abgekehrten Seite der optischen Struktur eine zusatzliche Strahlungsabsorbierende Schutzschicht
angebracht. Da die optische Struktur dann völlig /wischen zwei Schichten eingebettet ist, kann sie nicht
leicht beschädigt werden. Die zusätzliche Schicht wird nicht vom Auslesestrahl durchlaufen und braucht nur die
optische Struktur vor Beschädigungen zu schützen. An diese Schicht brauchen daher keine zusätzlichen
Anforderungen gestellt zu werden. Die Schicht braucht nu ht strahlungsdurchlässig zu sein und keine konstante
Dicke über ihre ganze Oberfläche aufzuweisen. Außerdem braucht die Schicht nicht genau an der
optischen Struktur anzuliegen. Die Schicht kann ζ. Β
aus einer Platte oder Folie bestehen, die am Rande auf dem Trägerkörper befestigt ist.
Die reflektierende optische Struktur kann durch in derselben Ebene liegende strahlungs.-eflektierende
Gebiete und Zwischengebiete gebildet werden, wobei die Gebiete einen anderen Reflexionskoeffizienten als
die Zwischengebiete aufweisen. Vorzugsweise besteht jedoch die optische Struktur aus Blöcken und Gebieten
mit demselben hohen Reflexionskoeffizienten, deren Oberflächen in verschiedenen Ebenen liegen.
Bei der eingangs erwähnten bekannten Anordnung ruht das Objektiv auf einem Luftkissen gegenüber der
schnell umlaufenden Platte: Damit die Fokussierung aufrechterhalten bleibt, sollen dabei strenge Anforde
rungcn an die Parallelität der Oberfläche der Platte
gegenüber der Informa'.ionsstruktur eingehalten werden.
Das kann nur durch mühsames Poliere·! erreicht werden und macht die Platte sehr teuer.
Fin Aufzeichnungsträger nach der Erfindung eignet sich vorzugsweise für die Abtastung mit einer
<>r>toelektromsi tu u Vorrichtung, nut deren Hilfe ein
Signal abgeleitet wird, das eine Anzeige gibt über eine
Abweichung zwischen der Ebene der optischen Struktur und der Ebene, in der der Auslesestrahl fokussiert wird,
wobei mit Hilfe dieses Signals die Fokussierung iiachgeregelt werden kann. Dann wird eine etwaige
Abweichung zwischen der Position des Fokussierpunktes und der optischen Struktur unmittelbar bestimmt,
wobei auch etwaige Dickenänderungen des als Schutz schicht dienenden Trägerkörpers mit erfaßt und mit
ίο ausgeregelt werden können. Dann kann der Bereich
zulässiger Dickenänderungen über den Trägerkörper bis zu z. B. 300 μπι betragen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß Anspruch
10.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Aufzeichnungsträger
ohne zusätzliche Schicht,
F i g. 2 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform
eines Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung.
F i g. 3 eine bereits früher vorgeschlagene \ ^richtung
zum Auslesen des Aufzeichnungsträgers, und
Fig. 4 eine /weite Ausführungsform eines Autzeich-
Fig. 4 eine /weite Ausführungsform eines Autzeich-
js nungsti ägers nach der Erfindung im Querschnitt.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen kreisförmigen Aufzeichnungsträger. Der Trager kann eine spiralförmige
Struktur mit einer Vielzahl scheinbar konzentrischer Spuren enthalten. Die Spuren können auch, wie in
Fig. 1 dargestellt ist konzentrisch sein. Fin Teil zweier
aufeinanderfolgender Spuren (mit 12 und 13 bezeichnet) ist dargestellt. Jede der Spuren enthält z. B. eine
Zinnenförmige Struktur 9. deren Abmessungen in F i g. 2. die einen Aufzeichnungsträger nach der
Erfindung in tangentiellem Schnitt zeigt, übertrieben groß dargestellt sind. Die Abstände zwischen den
Oberseiten 3 und 53 und 7 usw. der Zinnen sind, gleich
w ie ihre Längen, verschieden. Die Höhen 4.6 usw. sind
einander gleich und betragen vorzugsweise eine Viertelwellenlänge der Strahlung, mit der ausgelesen
wird. Außer geraden Wänden kann die optische Struktur auch fließende Übergänge zwischen den Ober
und I nterseiten aufweisen.
Der Trägerkörper ist für die Strahlung durchlässig.
4<; mit der ausgelesen wird. Die optische Struktur 9 ist auf
der Oberseite der Platte angebracht, während die Unterseite als Eintrittsfläche für den unmodulierten
Strahl sowie als Austrittsflache für den modulierten Strahl dient. Die Flächen d- iptischen Struktur sind
so stark reflektierend gemacht, z. B. dadurch, daß nach dem
Pressen der Struktur in den Trägerkörper auf diese Struktur eine Metallschicht aufgedampft wird. Die
Dicke dieser Metallschicht ist dabei nicht wesentlich. Über der optischen Struktur ist eine Schutzschicht 10
<;> angebracht. Diese Schicht bezweckt lediglich, dafür zu
sorgen, daß die optische Struktur des Aufzeichnungsträgers nicht beschädigt werden kann. Daher kann jede
Schicht, die vor einem unsorgfältigem Gebrauch des Trägers schützt, verwendet werden. Wie m F i g. 2
(, dargestellt ist. kann die Schicht aus einer dünnen Platte
bestehen, die in einiger Fntfernung von der optischen Struktur liegt und nur an ihren Rändern mit dem
Tritgerkörper verbunden ist. Weiter kann auch noch eine auf einer Seite mit einem Haftmittel versehene
fts Papierschicht oder Kunststoffolie auf der optischen Struktur festgeklebt werden. Auch ist es möglich, wie in
F i g. 4 dargestellt ist. daß die Schicht, ζ Β eine
aufgespritzte l.jckschicht. auf und zwischen den /.innen
liegt, wobei die Schicht eine Dicke aufweisen muß, die
die Höhe der Zinnen übersteigt. Da sich die optische Struktur 9,9' zwischen den Schichten 1 und 10 befindet,
ist sie gewissermaßen gegen eine unsorgfältige Behandlung beständig.
Ein Auslesestrahl wird von der in F i g. 2 dargestelhen zinnenförmigen Struktur in der Phase moduliert.
Beim Auslesen des in F i g. 1 gezeigten kreisförmigen Aufzeichnungsträgers wird dieser mit einer Geschwindigkeit
von z. B. 1500 Umdrehungen/min mittels einer Antriebswelle 24 gedreht, wie in F i g. 3 dargestellt ist. In
dieser Figur ist der Aufzeichnungsträger in radialem Schnitt dargestellt. Der von der Strahlungsquelle 25
gelieferte Auslesestrahl 30 wird vom Halbdurchlässigen Spiegel 26 zu dem Aufzeichnungsträger reflektiert. Der
Strahl durchläuft dann den Trägerkörper 1, wonach er von der (als Spuren 2 dargestelhen) optischen Struktur
auf der Oberseite der Platte reflektiert wird. Das Objektiv 27 erzeugt dabei eine Abbildung der Quelle auf
der optischen Struktur, wobei die Abmessung dieser Abbildung in der Größenordnung des kleinsten Details
der Struktur liegt.
Beim Rotieren des Aufzeichnungsträgers wird der Auslesestrahl entsprechend der Reihenfolge z. B. der
Zinnen in einer Spur zeitlich moduliert. Der modulierte Auslesestrahl 31 passiert den halbdurchlässigen Spiegel
26 und wird vom strahlungsempfindlichen Detektor 28 aufgefangen. Am Ausgang des Detektors erscheint ein
elektrisches Signal entsprechend den auf dem Aufzeichnungsträger vorhandenen Daten. Der Detektor 28 kann
mit bekannten elektronischen Mitteln zur Umwandlung des vom Detektor gelieferten Signals in Bild und Ton
verbunden sein.
Die sich beim Auslesen in Reflexion ergebenden Vorteile gehen direkt aus F i g. 3 hervor. Alle optischen
Elemente sowie die elektronische Verarbeitungsvorrichtung befinden sich auf einer Seite des Aufzeichnungsträgers,
so daß dieser ohne weiteres in der Auslesevorrichtung angebracht werden kann. Außerdem
können die Elemente unter gutem Schutz eingebaut werden. Weiter werden weniger optische
Elemente benötigt, weil eine Anzahl Elemente zweimal benutzt wird. Die geringere Anzahl Elemente verringert
die Möglichkeit gegenseitiger Schwingungen.
Der Aufzeichnungsträger kann auch in einem nichtstaubfreien Raum, wie z. B. in einem Wohnzimmer,
ausgelesen werden. Staubteilchen auf der Schicht 10 üben ja keinen Einfluß aus, weil der Auslesestrahl diese
Schicht nicht passiert. Ein Staubteilchen auf der Unterseite 8 des Trägerkörpers kann die Intensität der
Strahlung auf der optischen Struktur herabsetzen. Eine Herabsetzung der Intensität ist aber nicht besonders
störend, weil nur Obergänge zwischen z. B. Blocken und
Gebieten detektiert werden. Ein Staubteilchen kann den Strahl nicht völlig unterbrechen, weil der Strahl in der
Ebene des Staubteilchens einen erheblich größeren Querschnitt aufweist Dies ist darauf zurückzuführen,
daß der Trägerkörper von Natur eine gewisse Dicke aufweist die unter anderem durch die verlangte
Steifigkeit bedingt wird.
stellungsverfahren geeignet sein soll, dürfen an die
Flachheit des Trägerkörpers keine strengen Anforderungen gestellt werden. Da jedoch die Tiefenschärfe des
Objektivs 27 in der Größenordnung von 1 μιπ liegt,
s können infolge Änderungen in der Dicke des Trägerkörpers
Teile der optischen Struktur, an der Stelle dieser Änderungen, außerhalb des fokussierten Lichtfiecks
gelangen. Diese Dickenänderungen, die nicht mit einem auf einem Luftkissen schwimmenden Objektiv
ίο ausgeglichen werden können, können zur Folge haben,
daß der Detektor nicht nur von dem auszulesenden Teil der Spur herrührende Strahlung, sondern auch von der
Umgebung dieses Teiles herrührende Strahlung empfängt. Dadurch nimmt die Modulationstiefe des vom
Detektor gelieferten Signals ab, während außerdem, weil nicht nur eine Spur beleuchtet wird, sondern auch
benachbarte Spuren beleuchtet werden. Übersprechen auftreten kann.
Der beschriebene Aufzeichnungsträger läßt sich vorteilhaft verwenden, wenn beim Auslesen ein
optisches Fokussierungs-Detektionsverfahren Anwendung findet. Dabei können Auslesevorrichtungen mit
opto-elektronischer Fokussierungs-Detektion verwendet
werden, bei denen in dem Strahlungsweg des von dem Aufzeichnungsträger herrührenden Strahles zwei
Detektoren angeordnet sind. Der Unterschied in den Ausgangssignalen der Detektoren gibt die Größe und
den Sinn eines Fokussierungsfehlers an.
F i g. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform ueh
Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung. Zwei Trägerkörper 1 bzw. Γ. die je auf ihren gegenüberliegenden
Flächen mit einer optischen Struktur 9 bzw. 9' versehen sind, sind unter Zwischenfügung einer Schicht 10 zt
einem Gebilde zusammengebaut Ein derartiger Aufzeichnungsträger kann durch aus der Technik der
scheibenförmigen Tonaufzeichnungsträger bekannte Verfahren hergestellt werden. Die Strukturen 9 und 9
werden mit Strahlen in entgegengesetzten Richtunger ausgelesen. In dieser Ausführungsform dient die Schichi
10 nur dazu, die optischen Strukturen voneinander zi trennen; diese Schicht braucht nicht mehr vor äußerer
Einflüssen zu schützen. Der zusammengesetzte Auf zeichnungsträger nach F i g. 4 ist gut widerstandsfähig
gegen Verbiegen.
Bei dem Aufzeichnungsträger nach Fig.4 können ir
den beiden optischen Strukturen die zwei Hälften eine; Programms gespeichert werden.
Der Aufzeichnungsträger nach Fig.4 eignet sict
besonders gut dazu, um in zwei optischen Strukturet desselben Aufzeichnungsträgers dieselben Farbbildda
ten in verschiedenen Farbkodierungen zu speichern
Dabei kann in einer optischen Struktur das Programn z. B. gemäß dem PAL-System und in der anderei
optischen Struktur das Programm z. B. gemäß den
SECAM-System oder dem NTSC-System angebrach werden. Dies hat den Vorteil, daß dieselben Daten au
demselben Aufzeichnungsträger ein großes Verbrei tungsgebiet erhalten, trotz der Tatsache, daß verschie
dene Geräte zum Sichtbar- bzw. Hörbarmachen voi
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Aufzeichnungsträger für Informationen, z. B. Bild- und/oder Toninformationen, in Form eines
scheibenförmigen Trägerkörpers, auf dessen einer Seite eine den Informationen entsprechende optisch
auslesbare, Strahlungsreflektierende Struktur angebracht ist, die mittels eines Ausiesestrahles auslesbar
ist, der von einer Seite auffällt und durch Reflexion moduliert und auf der gleichen Seite (Bestrahlungsseite) zurückgeworfen wird und dabei durch eine
strahlungsdurchlässige Schutzschicht hindurchtritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper
(1) strahlungsdurchlässig und auf der Bestrahlungsseite der optischen Struktur (9) angeordnet
ist und eine Dicke aufweist, die bedingt, daß der auf die optische Struktur fokussierte
Auslesestrahl (30, 31) in der Ebene eines etwaigen Staubteilchens einen erheblich größeren Querschnitt
aufweist als in der Fläche der optischen Struktur.
2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von dem Trägerkörper
(1) abgekehrten Seite der optischen Struktur (9) eine zusätzliche Strahlungsabsorbierende Schutzschicht
(10) angebracht ist
3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zusätzlichen
Schicht (10) im Vergleich zu der Dicke des Trägerkörpers (1) gering ist.
4. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schicht
(10) aus einer mindestens auf dem Rande des Trägerkörpers (1) festgeklebten Folie besteht.
5. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine auf einer Seite
mit einem Haftmittel versehene Papierschicht ist.
6. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine auf einer Seite
mit einem Haftmittel versehene Kunststoffschicht ist.
7. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus einer
auf die optische Struktur aufgespritzten Lackschicht besteht.
8. Aufzeichnungsträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
optische Struktur (9) aus Blöcken veränderlicher Länge besteht, die in einer flachen Ebene liegen und
durch ebenfalls in einer anderen flachen Ebene liegende Gebiete voneinander getrennt sind, wobei
die flachen Ebenen einen konstanten gegenseitigen Abstand (4,6) aufweisen.
9. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zusätzlichen
Trägerkörper (V) auf der von der optischen Struktur (9) abgekehrten Seite eine zweite optische strahlungsreflektierende
Struktur (9') angebracht ist, die Strahlung in einer Richtung reflektiert, die der
Richtung entgegengesetzt ist, in der die erste optische Struktur reflektiert, und daß auf der
zweiten optischen Struktur auf der von der ersten optischen Struktur abgekehrten Seite eine zusätzliche
Schicht mit einer Dicke annähernd gleich der des Trägerkörpers (I) angebracht ist (F i g. 4).
10. Verfahren zum Herstellen eines Aufzeichnungsträgers nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur in den Trägerkörper gepreßt und auf diese
Struktur eine Metallschicht aufgedampt wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL7211999 | 1972-09-02 | ||
NL7211999.A NL161284C (nl) | 1972-09-02 | 1972-09-02 | Weergavestelsel voor een optisch uitleesbare informatie- structuur, alsmede registratiedrager voor gebruik daarin. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2341338A1 DE2341338A1 (de) | 1974-03-07 |
DE2341338B2 true DE2341338B2 (de) | 1977-06-16 |
DE2341338C3 DE2341338C3 (de) | 1978-02-09 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3246857A1 (de) * | 1981-12-22 | 1983-07-07 | Pioneer Electronic Corp., Tokyo | Optische platte |
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DE3246857A1 (de) * | 1981-12-22 | 1983-07-07 | Pioneer Electronic Corp., Tokyo | Optische platte |
Also Published As
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---|---|
CA1029130A (en) | 1978-04-04 |
CH572651A5 (de) | 1976-02-13 |
BE804331A (fr) | 1974-02-28 |
PL84024B1 (de) | 1976-02-28 |
ZA734788B (en) | 1975-02-26 |
FR2198202B1 (de) | 1979-08-03 |
IT990423B (it) | 1975-06-20 |
YU231673A (en) | 1982-06-30 |
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JPS5232931B2 (de) | 1977-08-25 |
JPS4968703A (de) | 1974-07-03 |
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BR7306708D0 (pt) | 1974-07-25 |
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US5068846A (en) | 1991-11-26 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |