JP2795528B2 - 信号検出装置 - Google Patents
信号検出装置Info
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- JP2795528B2 JP2795528B2 JP2196709A JP19670990A JP2795528B2 JP 2795528 B2 JP2795528 B2 JP 2795528B2 JP 2196709 A JP2196709 A JP 2196709A JP 19670990 A JP19670990 A JP 19670990A JP 2795528 B2 JP2795528 B2 JP 2795528B2
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/13—Optical detectors therefor
- G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0943—Methods and circuits for performing mathematical operations on individual detector segment outputs
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報記録担体の情報を光学的に記録・再生す
る情報記録再生装置に用いられる信号検出装置に関し、
特に信号を検出する素子の取付けを容易に行なえる信号
検出装置に関する。
る情報記録再生装置に用いられる信号検出装置に関し、
特に信号を検出する素子の取付けを容易に行なえる信号
検出装置に関する。
従来、この種の信号検出装置として第６図及び第７図
に示すものがあった。この第６図は従来の信号検出装置
の概略構成図、第７図はフォトダイオードの詳細構成図
を示す。
に示すものがあった。この第６図は従来の信号検出装置
の概略構成図、第７図はフォトダイオードの詳細構成図
を示す。
上記各図において従来の信号検出装置は、レーザ光を
発光する半導体レーザ１と、該半導体レーザ１のレーザ
光を光ディスク４側へ透過すると共に、光ディスク４で
反射・回析された信号光を分割するビームスプリッタ２
と、該ビームスプリッタ２を透過したレーザ光を光ディ
スク４の記録情報面に集光投射する対物レンズ３と、上
記ビームスプリッタ２で分光された信号光を二分岐する
複プリズム５と、該複プリズム５で二分岐された各信号
光を受光する二分割されたフォトダイオード61・62、63
・64からなり、光ディスク４上のフォーカス誤差を検出
する光検出器６とを備える構成である。
発光する半導体レーザ１と、該半導体レーザ１のレーザ
光を光ディスク４側へ透過すると共に、光ディスク４で
反射・回析された信号光を分割するビームスプリッタ２
と、該ビームスプリッタ２を透過したレーザ光を光ディ
スク４の記録情報面に集光投射する対物レンズ３と、上
記ビームスプリッタ２で分光された信号光を二分岐する
複プリズム５と、該複プリズム５で二分岐された各信号
光を受光する二分割されたフォトダイオード61・62、63
・64からなり、光ディスク４上のフォーカス誤差を検出
する光検出器６とを備える構成である。
次に、上記構成に基づく従来の信号検出装置の動作に
ついて説明する。半導体レーザ１から発光射出されたレ
ーザ光はビームスプリッタ２を透過し、対物レンズ３の
集光作用により光ディスク４の記録情報上に投射され
る。この投射されたレーザ光が光ディスク４の記録情報
面で回析・反射して信号光となり、この信号光が対物レ
ンズ３を介してビームスプリッタ２で分割される。この
分割された信号光が複プリズム５で二分岐され、この二
分岐の各信号光が二分割されたフォトダイオード61・6
2、63・64の光検出器６に受光される。
ついて説明する。半導体レーザ１から発光射出されたレ
ーザ光はビームスプリッタ２を透過し、対物レンズ３の
集光作用により光ディスク４の記録情報上に投射され
る。この投射されたレーザ光が光ディスク４の記録情報
面で回析・反射して信号光となり、この信号光が対物レ
ンズ３を介してビームスプリッタ２で分割される。この
分割された信号光が複プリズム５で二分岐され、この二
分岐の各信号光が二分割されたフォトダイオード61・6
2、63・64の光検出器６に受光される。
上記各受光されたフォトダイオード61・62、63・64の
各出力信号をS61・S62、S63・S64とすると、この各出力
信号S61・S62、S63・S64を用いてフーコー法による焦点
ずれ検出を行なう。即ち、図示を省略する演算部で（S
61＋S64）−（S62＋S63）の演算を行ない、この演算結
果によりフォーカス誤差信号を検出する。
各出力信号をS61・S62、S63・S64とすると、この各出力
信号S61・S62、S63・S64を用いてフーコー法による焦点
ずれ検出を行なう。即ち、図示を省略する演算部で（S
61＋S64）−（S62＋S63）の演算を行ない、この演算結
果によりフォーカス誤差信号を検出する。
第７図（ａ）は合焦点状態を示し、同図の場合には上
記フォーカス誤差信号が零となる。
記フォーカス誤差信号が零となる。
第７図（ｂ）は光ディスク４が対物レンズ３の焦点よ
り遠い状態を示し、同図の場合には二分岐の各信号光が
外側のフォトダイオード61、64に各々入射することとな
り、上記フォーカス誤差信号が正の値となる。
り遠い状態を示し、同図の場合には二分岐の各信号光が
外側のフォトダイオード61、64に各々入射することとな
り、上記フォーカス誤差信号が正の値となる。
第７図（ｃ）は光ディスク４が対物レンズ３の焦点よ
り近い状態を示し、同図の場合には二分岐の各信号光が
内側のフォトダイオード62、63に各々入射することとな
り、上記フォーカス誤差信号が負の値となる。
り近い状態を示し、同図の場合には二分岐の各信号光が
内側のフォトダイオード62、63に各々入射することとな
り、上記フォーカス誤差信号が負の値となる。
このようにして検出されたフォーカス誤差信号によ
り、対物レンズ３と、光ディスク４との間における情報
記録面の距離を一定に保つことができることとなる。
り、対物レンズ３と、光ディスク４との間における情報
記録面の距離を一定に保つことができることとなる。
従来の信号検出装置は以上のように構成されているこ
とから、合焦点時に集光投射される信号光が二分割され
たフォトダイオード61・62、63・64の分割線上に集光す
るようにフォトダイオード61・62、63・64の光検出器
６、複プリズム５等の各部品を高精度に取付けると共
に、取付位置を移動調整をしなければならないという課
題を有していた。また、取付調整を行なわない場合に
は、誤差補正用の回路を別途設けることが必要となる課
題を有していった。
とから、合焦点時に集光投射される信号光が二分割され
たフォトダイオード61・62、63・64の分割線上に集光す
るようにフォトダイオード61・62、63・64の光検出器
６、複プリズム５等の各部品を高精度に取付けると共
に、取付位置を移動調整をしなければならないという課
題を有していた。また、取付調整を行なわない場合に
は、誤差補正用の回路を別途設けることが必要となる課
題を有していった。
本発明は光検出器の取付位置の移動調整をすることな
く合焦点時に適合する位置調整ができ、別途に誤差補正
回路を必要としない信号検出装置を提供することを目的
とする。
く合焦点時に適合する位置調整ができ、別途に誤差補正
回路を必要としない信号検出装置を提供することを目的
とする。
第１図は本発明の原理説明図を示す。
同図において本発明に係る信号検出装置は、各種情報
が記録される情報記録担体に光を照射し、当該情報記録
担体からの光を受光素子で受光し、当該受光素子により
出力される検出信号に基づいて情報の記録・再生を行な
う信号検出装置において、上記受光素子は上記情報記録
担体からの光を受光する単一の受光面とし、当該受光面
に対向する部位に電極を複数並設して形成し、上記情報
記録担体からの光が入射された上記受光面に対向する部
位に設けられる電極の接続を遮断し、当該遮断した電極
を中心として上記複数並設した電極を二つの電極領域
（Ａ、Ｂ）に区分し、当該区分した二つの電極領域
（Ａ、Ｂ）から各々出力される検出信号に基づいて合焦
点の制御を行なうものである。
が記録される情報記録担体に光を照射し、当該情報記録
担体からの光を受光素子で受光し、当該受光素子により
出力される検出信号に基づいて情報の記録・再生を行な
う信号検出装置において、上記受光素子は上記情報記録
担体からの光を受光する単一の受光面とし、当該受光面
に対向する部位に電極を複数並設して形成し、上記情報
記録担体からの光が入射された上記受光面に対向する部
位に設けられる電極の接続を遮断し、当該遮断した電極
を中心として上記複数並設した電極を二つの電極領域
（Ａ、Ｂ）に区分し、当該区分した二つの電極領域
（Ａ、Ｂ）から各々出力される検出信号に基づいて合焦
点の制御を行なうものである。
本発明においては、受光素子が光を受光する受光面に
対向する部位に電極を複数並設し、光を受光した入射位
置の対向する部位の電極を遮断することにより、遮断し
た電極を中心とした二つの電極領域を形成して実質上の
分割線を設けることとなり、フォーカス（合焦点）制御
用の受光素子に素子構造上の分割線を設ける必要がな
く、取付け位置の厳密な調整が不用となり、また調整の
ための誤差調整回路を別途設ける必要がなくなる。
対向する部位に電極を複数並設し、光を受光した入射位
置の対向する部位の電極を遮断することにより、遮断し
た電極を中心とした二つの電極領域を形成して実質上の
分割線を設けることとなり、フォーカス（合焦点）制御
用の受光素子に素子構造上の分割線を設ける必要がな
く、取付け位置の厳密な調整が不用となり、また調整の
ための誤差調整回路を別途設ける必要がなくなる。
以下、本発明の一実施例を第２図ないし第３図に基づ
いて説明する。この第２図は本実施例の要部説明図、第
３図は本実施例の半導体基板平面図、第４図は第３図Ａ
−Ａ部の拡大断面図を示す。
いて説明する。この第２図は本実施例の要部説明図、第
３図は本実施例の半導体基板平面図、第４図は第３図Ａ
−Ａ部の拡大断面図を示す。
上記第２図及び第４図において本実施例に係る信号検
出装置は、半導体基板10上に載置され、半導体レーザー
１からのレーザ光を一側面21で光ディスク４側に反射す
ると共に、光ディスク４から回析・反射された信号光を
一側面から入射して他側面22から射出する光分割器20
と、上記半導体基板10のクラッド層16と光導波路層15と
の間に形成され、上記光分割器20の他側面22から射出さ
れた信号光を回析して二分岐すると共に、二分岐した信
号光を光導波路層17に導波する回析格子50と、上記光導
波路層17の端部に形成され、上記二分岐した信号光を受
光面67A、67Bで受光すると共に、当該受光面67A、67Bに
対応する部位に各々６個並設される電極61a〜66a、61b
〜66bから上記受光した信号光に対向する出力信号を出
力するフォトダイオード6A、6Bと、上記フォトダイオー
ド6A、6Bの電極61a〜66a、61b〜66bからの各接続線路を
選択してレーザトリミングするレーザトリミング部12と
を備える構成である。
出装置は、半導体基板10上に載置され、半導体レーザー
１からのレーザ光を一側面21で光ディスク４側に反射す
ると共に、光ディスク４から回析・反射された信号光を
一側面から入射して他側面22から射出する光分割器20
と、上記半導体基板10のクラッド層16と光導波路層15と
の間に形成され、上記光分割器20の他側面22から射出さ
れた信号光を回析して二分岐すると共に、二分岐した信
号光を光導波路層17に導波する回析格子50と、上記光導
波路層17の端部に形成され、上記二分岐した信号光を受
光面67A、67Bで受光すると共に、当該受光面67A、67Bに
対応する部位に各々６個並設される電極61a〜66a、61b
〜66bから上記受光した信号光に対向する出力信号を出
力するフォトダイオード6A、6Bと、上記フォトダイオー
ド6A、6Bの電極61a〜66a、61b〜66bからの各接続線路を
選択してレーザトリミングするレーザトリミング部12と
を備える構成である。
上記フォトダイオード6A、6Bは６個並設された電極61
a〜66a、61b〜66bを各々二つの領域に区分して電極61a
〜63a・64a〜66a、61b〜63b・64b〜66bをレーザトリミ
ング部12中で接続される構成である。
a〜66a、61b〜66bを各々二つの領域に区分して電極61a
〜63a・64a〜66a、61b〜63b・64b〜66bをレーザトリミ
ング部12中で接続される構成である。
また、上記半導体基板10上にはレーザトリミング部12
等以外に、半導体レーザ１を搭載接続する取付用ランド
1a、1bと、半導体レーザ１の出力制御、各フォトダイオ
ード6A、6Bの出力信号演算等を行なう電気回路部13と、
外部とのワイヤボンディング接続に用いられるボンディ
ングパット12とが形成される。
等以外に、半導体レーザ１を搭載接続する取付用ランド
1a、1bと、半導体レーザ１の出力制御、各フォトダイオ
ード6A、6Bの出力信号演算等を行なう電気回路部13と、
外部とのワイヤボンディング接続に用いられるボンディ
ングパット12とが形成される。
次に、上記構成に基づく本実施例装置の調整動作につ
いて説明する。
いて説明する。
まず、半導体レーザ１から発光射出されたレーザ光が
光分割器20の半導体レーザ１に近い側で反射されて光デ
ィスク４側に反射され、光ディスク４の記録情報面で回
析・反射されて信号光となる。この信号光が光分割器22
の一側面21に入射・透過されて他側面22から出射され
る。この射出された信号光が回析格子50で二分岐される
と共に、この二分岐された信号光がフォトダイオード6A
（6B）に受光される。この受光された光の光子がフォト
ダイオード6A（6B）の基板に入射すると基板中の電子が
励起され、この入射点近傍の電極から電流が出力される
こととなる。
光分割器20の半導体レーザ１に近い側で反射されて光デ
ィスク４側に反射され、光ディスク４の記録情報面で回
析・反射されて信号光となる。この信号光が光分割器22
の一側面21に入射・透過されて他側面22から出射され
る。この射出された信号光が回析格子50で二分岐される
と共に、この二分岐された信号光がフォトダイオード6A
（6B）に受光される。この受光された光の光子がフォト
ダイオード6A（6B）の基板に入射すると基板中の電子が
励起され、この入射点近傍の電極から電流が出力される
こととなる。
第２図に示すように光ディスク４上で合焦点状態にお
ける信号光をフォトダイオード6A、6Bが受光した場合で
あり、この場合にはフォトダイオード6A、6Bの受光面67
A、67B上の点Ａ、Ｂに対向する電極64a、63bの接続線が
レーザトリミング部12で遮断されることとなる。この接
続線の遮断により実質上のフォトダイオード分割線はフ
ォトダイオード6A、6Bの点Ａ、Ｂ上となる。
ける信号光をフォトダイオード6A、6Bが受光した場合で
あり、この場合にはフォトダイオード6A、6Bの受光面67
A、67B上の点Ａ、Ｂに対向する電極64a、63bの接続線が
レーザトリミング部12で遮断されることとなる。この接
続線の遮断により実質上のフォトダイオード分割線はフ
ォトダイオード6A、6Bの点Ａ、Ｂ上となる。
このように点Ａ、Ｂ上をフォトダイオード分割線とす
ることにより、電気回路13の加算機13a、13b、13cがフ
ーコー法による演算動作を次にように実行する。即ち、
電極61a〜66a、61b〜66bの各出力信号をS61a〜S66a、S
61b〜S66bとすると、（S61a＋S62a＋S63a＋S64b＋S65b
＋S66b）−（S65a＋S66a＋S61b＋S62b）の演算動作を行
なう。この演算結果から求まるフォーカス誤差信号が零
の場合には合焦点、正の値の場合には光ディスク４が離
反し、負の値の場合には光ディスクが接近したことを検
出できることとなる。
ることにより、電気回路13の加算機13a、13b、13cがフ
ーコー法による演算動作を次にように実行する。即ち、
電極61a〜66a、61b〜66bの各出力信号をS61a〜S66a、S
61b〜S66bとすると、（S61a＋S62a＋S63a＋S64b＋S65b
＋S66b）−（S65a＋S66a＋S61b＋S62b）の演算動作を行
なう。この演算結果から求まるフォーカス誤差信号が零
の場合には合焦点、正の値の場合には光ディスク４が離
反し、負の値の場合には光ディスクが接近したことを検
出できることとなる。
また、第５図（Ａ）で示すように、当初より理想的な
取付位置状態であり、電極63a、と64aとの中間に対向す
るフォトダイオード6Aの受光面67Aに合焦点時の信号光
が入射した場合には加算機13aの出力は零であることか
らレーザトリミング部で接続線の遮断を行なう必要がな
く、上記信号光入射点は実質上のフォトダイオード分割
線となる。
取付位置状態であり、電極63a、と64aとの中間に対向す
るフォトダイオード6Aの受光面67Aに合焦点時の信号光
が入射した場合には加算機13aの出力は零であることか
らレーザトリミング部で接続線の遮断を行なう必要がな
く、上記信号光入射点は実質上のフォトダイオード分割
線となる。
さらに、第５図（Ｂ）に示す場合は、加算機13aから
の出力は正の値であることから、電極63aの接続線を遮
断するレーザトリミングを行なうことにより、電極63a
に対向するフォトダイオード6Aの受光面67Aの部位が実
質上のフォトダイオード分割線となる。
の出力は正の値であることから、電極63aの接続線を遮
断するレーザトリミングを行なうことにより、電極63a
に対向するフォトダイオード6Aの受光面67Aの部位が実
質上のフォトダイオード分割線となる。
さらにまた第５図（Ｃ）に示す場合は、加算器13aか
らの出力は負の値であることから、電極64aの接続線を
遮断するレーザトリミングを行なうことにより、電極64
aに対向するフォトダイオード6Aの受光面67Aの部位が実
質上のフォトダイオード分割線となる。
らの出力は負の値であることから、電極64aの接続線を
遮断するレーザトリミングを行なうことにより、電極64
aに対向するフォトダイオード6Aの受光面67Aの部位が実
質上のフォトダイオード分割線となる。
なお、上記実施例においては１つのフォトダイオード
６個の電極を並設する構成としたが、３個以上であれば
任意の個数とすることができる。特に、電極を多数並設
することにより、電極間の間隔を小さくする程その調整
感度を向上させることができる。
６個の電極を並設する構成としたが、３個以上であれば
任意の個数とすることができる。特に、電極を多数並設
することにより、電極間の間隔を小さくする程その調整
感度を向上させることができる。
また、上記電極間の間隔は受光素子の受光面に入射す
る光の最小スポット径より小さく構成することにより、
実質上の分割線をより高精度に調整できることとなる。
る光の最小スポット径より小さく構成することにより、
実質上の分割線をより高精度に調整できることとなる。
また、上記実施例においては二次元上の調整を行なう
場合について構成したが、ディスクリートピックアップ
のフォトダイオードを三次元に調整する場合についても
同様に適用することはできる。
場合について構成したが、ディスクリートピックアップ
のフォトダイオードを三次元に調整する場合についても
同様に適用することはできる。
以上説明したように本発明においては、受光素子が光
を受光する受光面に対向する部位に電極を複数並設し、
光を受光した入射位置の対向する部位の電極を遮断する
ことにより、遮断した電極を中心とした二つの電極領域
を形成して実質上の分割線を設けることとなり、フォー
カス（合焦点）制御用の受光素子に素子構造上の分割線
を設ける必要がなく、取付け位置の厳密な調整が不用と
なり、また調整のための誤差調整回路を別途設ける必要
がなくなるという効果を有する。
を受光する受光面に対向する部位に電極を複数並設し、
光を受光した入射位置の対向する部位の電極を遮断する
ことにより、遮断した電極を中心とした二つの電極領域
を形成して実質上の分割線を設けることとなり、フォー
カス（合焦点）制御用の受光素子に素子構造上の分割線
を設ける必要がなく、取付け位置の厳密な調整が不用と
なり、また調整のための誤差調整回路を別途設ける必要
がなくなるという効果を有する。
第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例の要部説明図、 第３図は第２図記載実施例の半導体基板平面図、 第４図は第３図Ａ−Ａ部の拡大断面図、 第５図は本発明の一実施例の他の調整動作説明図、 第６図は従来の信号検出装置の概略構成図、 第７図は従来装置のフォトダイオード詳細構成図を示
す。 １……半導体レーザ ２……ビームスプリッタ ３……対物レンズ ４……光ディスク ５……複プリズム 6A、6B……フォトダイオード 12……レーザトリミング部 13……電気回路部 12a〜13c……加算器 15……光導波路装置 16……クラッド層 17……コア層 20……光分割器 50……回析格子 61a〜66a、61b〜66b……電極
す。 １……半導体レーザ ２……ビームスプリッタ ３……対物レンズ ４……光ディスク ５……複プリズム 6A、6B……フォトダイオード 12……レーザトリミング部 13……電気回路部 12a〜13c……加算器 15……光導波路装置 16……クラッド層 17……コア層 20……光分割器 50……回析格子 61a〜66a、61b〜66b……電極
Claims (6)
- 【請求項１】各種情報が記録される情報記録担体に光を
照射し、当該情報記録担体からの光を受光素子で受光
し、当該受光素子により出力される検出信号に基づいて
情報の記録・再生を行なう信号検出装置において、 上記受光素子は上記情報記録担体からの光を受光する単
一の受光面とし、当該受光面に対向する部位に電極を複
数並設して形成し、上記情報記録担体からの光が入射さ
れた上記受光面に対向する部位に設けられる電極の接続
を遮断し、当該遮断した電極を中心として上記複数並設
した電極を二つの電極領域（Ａ、Ｂ）に区分し、当該区
分した二つの電極領域（Ａ、Ｂ）から各々出力される検
出信号に基づいて合焦点の制御を行なうことを特徴とす
る信号検出装置。 - 【請求項２】上記請求項１記載の信号検出装置におい
て、 上記受光素子の複数の電極を予め二つの領域に区分し、
各区分領域中の複数の電極を相互に接続して形成し、上
記情報記録担体へ照射する光の合焦点時に受光する光が
区分領域境界から偏移して受光素子の受光面に入射した
場合に、当該偏移して入射した受光面に対向する部位に
設けられる電極から上記区分領域境界の電極までの各電
極の接続を遮断することを 特徴とする信号検出装置。 - 【請求項３】上記請求項１又は２記載の信号検出装置に
おいて、 上記情報記録担体からの光を二分岐し、各分岐した光を
受光する二つの受光素子を備えることを 特徴とする信号検出装置。 - 【請求項４】上記請求項１ないし３記載の信号検出装置
において、 上記電極の接続遮断は上記情報記録担体へ照射する光の
合焦点時に光が受光された上記受光面の入射位置に対向
する部位に設けられる電極の接続を遮断することを 特徴とする信号検出装置。 - 【請求項５】上記請求項１ないし４記載の信号検出装置
において、 上記複数並設する電極の間隔は受光素子の受光面に入射
する光の最小スポット径より小さくしたことを 特徴とする信号検出装置。 - 【請求項６】上記請求項１ないし５記載の信号検出装置
において、 上記電極の接続遮断は半導体基板上に形成されたレーザ
トリミング部で遮断することを 特徴とする信号検出装置。
Priority Applications (4)
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Family Applications (1)
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| JP2596545B2 (ja) * | 1987-01-07 | 1997-04-02 | パイオニア株式会社 | 焦点誤差検出装置及びこれに用いられる光検出器の受光領域幅の選定方法 |
| US4998235A (en) * | 1987-11-17 | 1991-03-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Focus detection system for an optical disk drive using photo sensor elements in the far field of information pits |
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