JPH0743469B2 - 記録再生光学系の製造方法 - Google Patents
記録再生光学系の製造方法Info
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- JPH0743469B2 JPH0743469B2 JP59077891A JP7789184A JPH0743469B2 JP H0743469 B2 JPH0743469 B2 JP H0743469B2 JP 59077891 A JP59077891 A JP 59077891A JP 7789184 A JP7789184 A JP 7789184A JP H0743469 B2 JPH0743469 B2 JP H0743469B2
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- Japan
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- recording
- reproducing
- sin
- optical system
- lens
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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
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
-
- 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
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1398—Means for shaping the cross-section of the beam, e.g. into circular or elliptical cross-section
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学的な記録再生を行う為の光学系の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
背景技術とその問題点 光学的な記録再生が可能な媒体、例えば光デイスクに情
報を記録する為には10mW前後のパワーが必要であるが、
この記録の為の光源として広く使用されている半導体レ
ーザの光出力は20〜30mW前後とあまり大きくない。この
為に、半導体レーザからの光出力を有効に利用しなけれ
ばならず、光学系には高い結合効率が要求される。
報を記録する為には10mW前後のパワーが必要であるが、
この記録の為の光源として広く使用されている半導体レ
ーザの光出力は20〜30mW前後とあまり大きくない。この
為に、半導体レーザからの光出力を有効に利用しなけれ
ばならず、光学系には高い結合効率が要求される。
一方、光デイスクに記録されている情報を再生する場合
は、ビームがレンズに均一に入射すればするほど高い再
生性能を得ることができる。第１図はこのことを示して
おり、レンズの口径2Aがビームの直径2Wに比べて小さ
く、A/Wが小さいほどMTFが高い。
は、ビームがレンズに均一に入射すればするほど高い再
生性能を得ることができる。第１図はこのことを示して
おり、レンズの口径2Aがビームの直径2Wに比べて小さ
く、A/Wが小さいほどMTFが高い。
つまり、高い再生性能を得ることと高い結合効率を得る
こととは、互いに相反する要件である。この為に、双方
の条件を満たし、しかも各光学素子の光学定数の固体差
にも対応することができる記録再生光学系の製造方法
は、今のところ知られていない。
こととは、互いに相反する要件である。この為に、双方
の条件を満たし、しかも各光学素子の光学定数の固体差
にも対応することができる記録再生光学系の製造方法
は、今のところ知られていない。
発明の目的 本発明は、この様な問題点に鑑み、所定の再生性能と結
合効率とを有し、しかも各光学素子の光学定数の固体差
にも対応することができる記録再生光学系の製造方法を
提供することを目的としている。
合効率とを有し、しかも各光学素子の光学定数の固体差
にも対応することができる記録再生光学系の製造方法を
提供することを目的としている。
発明の概要 本発明は、単一横モードの発振を行い活性層に垂直及び
平行な夫々の面内でのビーム放射角がθ⊥及びθ〃であ
る半導体レーザと、焦点距離fcを有するコリメートレン
ズと、互いに直交する２方向の拡大倍率の比が1:βであ
り単一素子であるアナモルフィック光学素子と、焦点距
離f0、開口数NA0及び口径2A0を有する対物レンズとを夫
々具備し、前記半導体レーザから放射され前記コリメー
トレンズ及び前記アナモルフィック光学素子を通過して
前記対物レンズに入射するビームの前記活性層に垂直及
び平行な夫々の面内での直径2W⊥及び2W〃と前記口径と
の比A0/W⊥及びA0/W〃によって決定される再生性能が、 A0/W⊥≦fi⊥ A0/W〃≦fi〃 の関係を満たし（但しfi⊥及びfi〃は所定値）、且つ結
合効率ηが、 η≧ηｄ（但しηｄは所定値） の関係を満たす前記ビームによって光学的な記録再生を
行う様にした記録再生光学系の製造方法であって、Ｍ＝
fc/f0とβとが、 Ｍ≧NA0/（sinθ⊥・fi⊥） Ｍ・β≧NA0/（sinθ〃・fi〃） M2・β≦0.74NA0 2/（sinθ⊥・sinθ〃・ηd 2） の関係を満たす前記対物レンズ、前記コリメートレンズ
及び前記アナモルフィック光学素子を用いることを特徴
とする記録再生光学系の製造方法に係るものである。
平行な夫々の面内でのビーム放射角がθ⊥及びθ〃であ
る半導体レーザと、焦点距離fcを有するコリメートレン
ズと、互いに直交する２方向の拡大倍率の比が1:βであ
り単一素子であるアナモルフィック光学素子と、焦点距
離f0、開口数NA0及び口径2A0を有する対物レンズとを夫
々具備し、前記半導体レーザから放射され前記コリメー
トレンズ及び前記アナモルフィック光学素子を通過して
前記対物レンズに入射するビームの前記活性層に垂直及
び平行な夫々の面内での直径2W⊥及び2W〃と前記口径と
の比A0/W⊥及びA0/W〃によって決定される再生性能が、 A0/W⊥≦fi⊥ A0/W〃≦fi〃 の関係を満たし（但しfi⊥及びfi〃は所定値）、且つ結
合効率ηが、 η≧ηｄ（但しηｄは所定値） の関係を満たす前記ビームによって光学的な記録再生を
行う様にした記録再生光学系の製造方法であって、Ｍ＝
fc/f0とβとが、 Ｍ≧NA0/（sinθ⊥・fi⊥） Ｍ・β≧NA0/（sinθ〃・fi〃） M2・β≦0.74NA0 2/（sinθ⊥・sinθ〃・ηd 2） の関係を満たす前記対物レンズ、前記コリメートレンズ
及び前記アナモルフィック光学素子を用いることを特徴
とする記録再生光学系の製造方法に係るものである。
実施例 以下、本発明の一実施例を第２図〜第５図を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第２図は、本実施例で製造した記録再生光学系の構成を
示している。半導体レーザ１は単一横モードの発振を行
い、この半導体レーザ１から放射されるビーム２の強度
は光軸に垂直な断面上でガウス分布に近い分布をしてい
る。
示している。半導体レーザ１は単一横モードの発振を行
い、この半導体レーザ１から放射されるビーム２の強度
は光軸に垂直な断面上でガウス分布に近い分布をしてい
る。
半導体レーザ１から放射されるビーム２のビーム半径の
先端つまりビーム２の強度が光軸上の値の1/e2になる点
を通る光線が光軸と成す角度は、半導体レーザ１の活性
層３に垂直及び平行な夫々の面内でθ⊥及びθ〃（θ⊥
＞θ〃）であり、光軸に垂直な方向でのビーム２の断面
は楕円形を成している。
先端つまりビーム２の強度が光軸上の値の1/e2になる点
を通る光線が光軸と成す角度は、半導体レーザ１の活性
層３に垂直及び平行な夫々の面内でθ⊥及びθ〃（θ⊥
＞θ〃）であり、光軸に垂直な方向でのビーム２の断面
は楕円形を成している。
この為に、焦点距離がfcで且つ開口数がNAcであるコリ
メートレンズ４を通過したビーム２は、プリズムやレン
ズ等のアナモルフイツク光学素子５によつてより円形に
近い断面形状とされる。本実施例で使用するアナモルフ
イツク光学素子５は、互いに直交する２方向の内の一方
では倍率β（１）の拡大機能を有しており、他方では
拡大機能を有していない。
メートレンズ４を通過したビーム２は、プリズムやレン
ズ等のアナモルフイツク光学素子５によつてより円形に
近い断面形状とされる。本実施例で使用するアナモルフ
イツク光学素子５は、互いに直交する２方向の内の一方
では倍率β（１）の拡大機能を有しており、他方では
拡大機能を有していない。
アナモルフイツク光学素子５を通過したビーム２のビー
ム半径は、活性層３に垂直及び平行な夫々の面内でＷ⊥
及びＷ〃となつている。そして、このビーム２は、焦点
距離がf0で且つ開口数がNA0である対物レンズ６によつ
て収束されて、光デイスク７の記録面に入射する。
ム半径は、活性層３に垂直及び平行な夫々の面内でＷ⊥
及びＷ〃となつている。そして、このビーム２は、焦点
距離がf0で且つ開口数がNA0である対物レンズ６によつ
て収束されて、光デイスク７の記録面に入射する。
ところで、半導体レーザ１と対物レンズ６との選定には
自由度があまりないのが一般的である。また、コリメー
トレンズ４の口径2Ac（＝2fc・NAc）を対物レンズ６の
口径2A0（＝2f0・NA0）よりも大きくすれば、光学系の
再生性能は、対物レンズ６の口径2A0とこの対物レンズ
６へ入射するビーム２の直径2W⊥、2W〃との比によつて
決定される。
自由度があまりないのが一般的である。また、コリメー
トレンズ４の口径2Ac（＝2fc・NAc）を対物レンズ６の
口径2A0（＝2f0・NA0）よりも大きくすれば、光学系の
再生性能は、対物レンズ６の口径2A0とこの対物レンズ
６へ入射するビーム２の直径2W⊥、2W〃との比によつて
決定される。
従つて、これらの比と光学系の結合効率ηとが、夫々所
定の値であるｆｉ⊥、ｆｉ〃及びηｄに対して、 A0/W⊥ｆｉ⊥ ……… A0/W〃ｆｉ〃 ……… ηηｄ ……… の関係を満たす様にする為には、コリメートレーズ４と
アナモルフイツク光学素子５との夫々の光学定数を適当
な値に選定すればよい。
定の値であるｆｉ⊥、ｆｉ〃及びηｄに対して、 A0/W⊥ｆｉ⊥ ……… A0/W〃ｆｉ〃 ……… ηηｄ ……… の関係を満たす様にする為には、コリメートレーズ４と
アナモルフイツク光学素子５との夫々の光学定数を適当
な値に選定すればよい。
上記の式は、夫々 A0/W⊥＝f0・NA0/（sinθ⊥・fc）ｆｉ⊥ A0/W〃＝f0・NA0/（sinθ〃・fc・β）ｆｉ〃 となるので、Ｍ＝fc/f0とすると、これらの式は、 ＭNA0/（sinθ⊥・ｆｉ⊥） ……… Ｍ・βNA0/（sinθ〃・ｆｉ〃） ……… となる。
一方、強度分布がガウス形であるビーム２を使用する場
合の光学系の結合効率ηは、活性層３に垂直な方向をｘ
方向とし平行な方向をｙ方向とすると、 と表わされる。
合の光学系の結合効率ηは、活性層３に垂直な方向をｘ
方向とし平行な方向をｙ方向とすると、 と表わされる。
第３図は、式から求めた結合効率ηの等高線を示して
いる。そして第４図は、式を の式で近似して求めた結合効率ηの等高線を示してい
る。
いる。そして第４図は、式を の式で近似して求めた結合効率ηの等高線を示してい
る。
第４図中の点線は式に対する式の誤差が２％以下の
範囲を示しており、A/Wが略1.12以下である。また第４
図中の一点鎖線は誤差が１％以下の範囲を示しており、
A/Wが略1.10以下である。そこで、式を用いると、
式は M2・β0.74NA0 2/（sinθ⊥・sinθ〃・ηd 2） ………
となる。
範囲を示しており、A/Wが略1.12以下である。また第４
図中の一点鎖線は誤差が１％以下の範囲を示しており、
A/Wが略1.10以下である。そこで、式を用いると、
式は M2・β0.74NA0 2/（sinθ⊥・sinθ〃・ηd 2） ………
となる。
つまり、対物レンズ６の焦点距離f0に対するコリメート
レンズ４の焦点距離fcの比であるＭと、アナモルフイツ
ク光学素子５の拡大倍率であるβとを、式を満た
す様に選定すれば、光学系の再生性能及び結合効率の条
件である式を満たすことができる。
レンズ４の焦点距離fcの比であるＭと、アナモルフイツ
ク光学素子５の拡大倍率であるβとを、式を満た
す様に選定すれば、光学系の再生性能及び結合効率の条
件である式を満たすことができる。
第５図は、上記の式によつて求めたＭ及びβの値
を示している。ここでは、NA0＝0.50、fi⊥0.80、fi
〃1.00及びηｄ0.50とし、ビーム放射角が互いに異
なる３個の半導体レーザ1A、1B、1Cを使用した。
を示している。ここでは、NA0＝0.50、fi⊥0.80、fi
〃1.00及びηｄ0.50とし、ビーム放射角が互いに異
なる３個の半導体レーザ1A、1B、1Cを使用した。
半導体レーザ1Aのビーム放射角の半値全巾つまりビーム
２の強度が光軸上の値の1/2になる全角は、活性層３に
垂直及び平行な夫々の面内で19.00゜及び8.50゜であ
る。また、半導体レーザ1Bについては23.50゜及び10.50
゜であり、半導体レーザ1Cでは31.50゜及び12.00゜であ
る。なお、上述の角度θ⊥及びθ〃は、これらの半値全
巾に夫々0.847を乗することによつて得ることができ
る。
２の強度が光軸上の値の1/2になる全角は、活性層３に
垂直及び平行な夫々の面内で19.00゜及び8.50゜であ
る。また、半導体レーザ1Bについては23.50゜及び10.50
゜であり、半導体レーザ1Cでは31.50゜及び12.00゜であ
る。なお、上述の角度θ⊥及びθ〃は、これらの半値全
巾に夫々0.847を乗することによつて得ることができ
る。
第５図に於いて、直線11はfi⊥＝0.80に、曲線12はfi〃
＝1.00に、曲線13はηｄ＝0.50に、また直線14はβ＝１
に夫々対応しており、これらの直線及び曲線11〜14に囲
まれている範囲が、各々の半導体レーザ1A、1B、1Cにつ
いてのＭ及びβの範囲である。
＝1.00に、曲線13はηｄ＝0.50に、また直線14はβ＝１
に夫々対応しており、これらの直線及び曲線11〜14に囲
まれている範囲が、各々の半導体レーザ1A、1B、1Cにつ
いてのＭ及びβの範囲である。
従つて、第５図から明らかな様に、Ｍ＝2.26及びβ＝1.
79とすれば、半導体レーザ1A、1B、1Cの何れを使用した
場合でも、式で示される所定の再生性能と結合効
率とを得ることができる。
79とすれば、半導体レーザ1A、1B、1Cの何れを使用した
場合でも、式で示される所定の再生性能と結合効
率とを得ることができる。
発明の効果 上述の如く、本発明による記録再生光学系の製造方法
は、対物レンズの焦点距離に対するコリメートレンズの
焦点距離の比と、アナモルフイツク光学素子の拡大倍率
とが、所定の式を満たす様にしているので、所定の再生
性能と結合効率とを有することができ、しかも各光学素
子の光学定数の固体差にも容易に対応することができ
る。更に、アナモルフィック光学素子が単一の光学素子
であるので、記録再生光学系の構成及び調整が簡単であ
り、しかも光路長が短くて全体として小型である。
は、対物レンズの焦点距離に対するコリメートレンズの
焦点距離の比と、アナモルフイツク光学素子の拡大倍率
とが、所定の式を満たす様にしているので、所定の再生
性能と結合効率とを有することができ、しかも各光学素
子の光学定数の固体差にも容易に対応することができ
る。更に、アナモルフィック光学素子が単一の光学素子
であるので、記録再生光学系の構成及び調整が簡単であ
り、しかも光路長が短くて全体として小型である。
第１図はレンズ径及びビーム径の比と再生性能との関係
を示すグラフ、第２図は本発明の一実施例を示す概略的
な側面図、第３図はレンズ径及びビーム径の比と結合効
率との関係を示すグラフ、第４図は第３図の関係を近似
的に示すグラフ、第５図は本発明の一実施例の光学定数
を示すグラフである。 なお図面に用いられている符号に於いて、 １……半導体レーザ ２……ビーム ３……活性層 ４……コリメートレンズ ５……アナモルフイツク光学素子 ６……対物レンズ である。
を示すグラフ、第２図は本発明の一実施例を示す概略的
な側面図、第３図はレンズ径及びビーム径の比と結合効
率との関係を示すグラフ、第４図は第３図の関係を近似
的に示すグラフ、第５図は本発明の一実施例の光学定数
を示すグラフである。 なお図面に用いられている符号に於いて、 １……半導体レーザ ２……ビーム ３……活性層 ４……コリメートレンズ ５……アナモルフイツク光学素子 ６……対物レンズ である。
Claims (1)
- 【請求項１】単一横モードの発振を行い活性層に垂直及
び平行な夫々の面内でのビーム放射角がθ⊥及びθ〃で
ある半導体レーザと、 焦点距離fcを有するコリメートレンズと、 互いに直交する２方向の拡大倍率の比が1:βであり単一
素子であるアナモルフィック光学素子と、 焦点距離f0、開口数NA0及び口径2A0を有する対物レンズ
とを夫々具備し、 前記半導体レーザから放射され前記コリメートレンズ及
び前記アナモルフィック光学素子を通過して前記対物レ
ンズに入射するビームの前記活性層に垂直及び平行な夫
々の面内での直径2W⊥及び2W〃と前記口径との比A0/W⊥
及びA0/W〃によって決定される再生性能が、 A0/W⊥≦fi⊥ A0/W〃≦fi〃 の関係を満たし（但しfi⊥及びfi〃は所定値）、 且つ結合効率ηが、 η≧ηｄ（但しηｄは所定値） の関係を満たす前記ビームによって光学的な記録再生を
行う様にした記録再生光学系の製造方法であって、 Ｍ＝fc/f0とβとが、 Ｍ≧NA0/（sinθ⊥・fi⊥） Ｍ・β≧NA0/（sinθ〃・fi〃） M2・β≦0.74NA0 2/（sinθ⊥・sinθ〃・ηd 2） の関係を満たす前記対物レンズ、前記コリメートレンズ
及び前記アナモルフィック光学素子を用いることを特徴
とする記録再生光学系の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077891A JPH0743469B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 記録再生光学系の製造方法 |
| KR1019850700388A KR930000516B1 (ko) | 1984-04-18 | 1985-04-12 | 기록 재생 광학계 |
| EP19850902115 EP0179916A4 (en) | 1984-04-18 | 1985-04-12 | OPTICAL RECORDING / REPRODUCTION SYSTEM. |
| PCT/JP1985/000195 WO1985004978A1 (en) | 1984-04-18 | 1985-04-12 | Recording/reproducing optical system |
| US06/816,128 US4744073A (en) | 1984-04-18 | 1985-04-12 | Recording/reproducing optical system utilizing semiconductor laser light source and anamorphic imaging element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077891A JPH0743469B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 記録再生光学系の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221722A JPS60221722A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0743469B2 true JPH0743469B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=13646693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59077891A Expired - Lifetime JPH0743469B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 記録再生光学系の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4744073A (ja) |
| EP (1) | EP0179916A4 (ja) |
| JP (1) | JPH0743469B2 (ja) |
| KR (1) | KR930000516B1 (ja) |
| WO (1) | WO1985004978A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4789977A (en) * | 1986-11-06 | 1988-12-06 | Laser Magnetic Storage International Company | Optical data recording device |
| JPS63268139A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-04 | Alps Electric Co Ltd | 光学式ピツクアツプの光学装置 |
| US4804977A (en) * | 1988-04-14 | 1989-02-14 | Eastman Kodak Company | Image or pattern transfer optical system for thermal dye transfer apparatus |
| US5105206A (en) * | 1989-12-27 | 1992-04-14 | Eastman Kodak Company | Thermal printer for producing transparencies |
| US5066962A (en) * | 1989-12-27 | 1991-11-19 | Eastman Kodak Company | Laser thermal printer having a light source produced from combined beams |
| US5073830A (en) * | 1990-01-09 | 1991-12-17 | Greyhawk Systems, Inc. | High-efficiency polarized light source |
| US5161064A (en) * | 1990-11-21 | 1992-11-03 | Polaroid Corporation | Radiation source for a printer |
| US5159485A (en) * | 1990-12-31 | 1992-10-27 | Texas Instruments Incorporated | System and method for uniformity of illumination for tungsten light |
| JP2693655B2 (ja) * | 1991-06-18 | 1997-12-24 | シャープ株式会社 | 光ピックアップ装置 |
| US5312779A (en) * | 1992-05-26 | 1994-05-17 | Texas Instruments Incorporated | Color spatial light modulator and method of manufacture |
| EP0886267A4 (en) * | 1996-03-06 | 1999-11-03 | Toshiba Kk | FOCUSING DEVICE AND PROVIDED OPTICAL DEVICE |
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| US6137105A (en) | 1998-06-02 | 2000-10-24 | Science Applications International Corporation | Multiple parallel source scanning device |
| US6091067A (en) * | 1998-06-02 | 2000-07-18 | Science Applications International Corporation | Scanning device using fiber optic bimorph |
| US6341118B1 (en) | 1998-06-02 | 2002-01-22 | Science Applications International Corporation | Multiple channel scanning device using oversampling and image processing to increase throughput |
| US6246658B1 (en) | 1998-06-02 | 2001-06-12 | Science Applications International Corporation | Multiple channel scanning device using optoelectronic switching |
| US6166756A (en) * | 1998-06-02 | 2000-12-26 | Science Applications International Corporation | Multiple channel data writing device |
| US6584052B1 (en) | 1998-06-02 | 2003-06-24 | Science Applications International Corporation | Method and apparatus for controlling the focus of a read/write head for an optical scanner |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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