JPS6126137B2 - - Google Patents

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JPS6126137B2
JPS6126137B2 JP55108945A JP10894580A JPS6126137B2 JP S6126137 B2 JPS6126137 B2 JP S6126137B2 JP 55108945 A JP55108945 A JP 55108945A JP 10894580 A JP10894580 A JP 10894580A JP S6126137 B2 JPS6126137 B2 JP S6126137B2
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JP
Japan
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recording
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address signal
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JP55108945A
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JPS5733441A (en
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Isao Sato
Tomio Yoshida
Shunji Harikae
Kenji Koishi
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP10894580A priority Critical patent/JPS5733441A/ja
Priority to US06/288,915 priority patent/US4426693A/en
Priority to DE19813131212 priority patent/DE3131212A1/de
Publication of JPS5733441A publication Critical patent/JPS5733441A/ja
Publication of JPS6126137B2 publication Critical patent/JPS6126137B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/126Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B17/00Guiding record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor
    • G11B17/005Programmed access to indexed parts of tracks of operating discs, by guiding the disc
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0045Recording
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition 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
    • G11B7/0938Disposition 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 servo format, e.g. guide tracks, pilot signals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は案内トラツクを設けた円板状の情報担
体に情報を光学的に記録再生する光学情報記録再
生する光学情報記録再生装置に係り、特に案内ト
ラツクの番地信号によつてレーザー光源の記録光
ビーム強度を制御する光学情報記録再生装置に関
する。
光学情報記録再生装置としては、例えば光感性
材料を塗布又は蒸着した円板状情報担体を回転さ
せておき、前記円板状情報担体にレーザー光源等
の光を直径1μm以下に絞つた微小スポツト光を
照射し、その光出力強度を記録信号で変調するこ
とによつて情報担体上に凹凸による位相変位、屈
折率変化あるいは反射率や透過率等の光学的特性
変化としてリアルタイムでビデオ信号やデイジタ
ル信号等の情報の記録が行なえ、かつ前記光学的
特性変化を検出することにより記録した情報の再
生が行なえる装置が提案されている。
かかる装置では、記録トラツクの高密度化、離
散的な部分書き込みあるいは消去などの理由によ
り記録しようとするトラツクを案内する案内トラ
ツクを同心円あるいはスパイラル状に予め設けて
おき、前記案内トラツクに追従するようにトラツ
キング制御をかけながら定められたトラツクに情
報を記録し、またそのトラツクから情報を再生す
るシステムが考えられる。
前記円板状情報担体は光学的に記録再生できる
形で情報の蓄積を行なう情報担体で、情報を記録
すべき表面に案内トラツクを設けてある。この案
内トラツクを光学的に走査し、かつ微小スポツト
光を案内トラツクに追従収束させる電気信号を発
生するようにして情報の記録再生を行なう。前記
案内トラツクは前記情報担体に入射する微小スポ
ツト光に対して位相変化を与える位相構造をもつ
ている。案内トラツクを位相構造にしたデイスク
はIEEE Spectrrm,Vol 16,No.8,P26に記載さ
れているように、1/8波長の深さの溝で案内トラ
ツクを形成し、前記溝にTeのごとき低融点金属
を蒸着し、アドレス情報を1/4波長の深さで同じ
溝に形成したものが知られている。このデイスク
は微小スポツト光の熱エネルギーによつて低融点
金属を蒸発させて孔を形成することによつて情報
の書込みを行なう。
本発明は前記案内トラツクが凹凸の溝などの位
相構造体であつて、この位相構造体に予め記録さ
れた番地信号を再生し、この番地信号によつて記
録レーザー光強度を制御することによつて、一定
回転数で回転する円板状情報担体の内周部と外周
部のレーザー光照射露光量の補正を行なう光学情
報記録再生装置を提供するものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第1図は情報を記録再生できる光学情報記録
再生装置の構成を示す。案内トラツクを設けてあ
る反射形円板状報担体1はモーター2によつて回
転しかつ半径方向に移送される。レーザー光源3
は例えば半導体レーザーからなり、レーザー光源
33から放射される光ビーム100は集光レンズ
4で平行ビーム101に変換される。レンズ5,
6は前記半導体レーザーの発光パターン分布が接
合面の方向で異なるためこれを補正するための凹
と凸のアナモフイツクレンズであつて、前記半導
体レーザーの接合面に対して平行方向の光ビーム
を拡大した円形平行ビーム102とする働きがあ
る。円形平行ビーム102はトラツキングミラー
7で案内トラツク上に反射され、絞りレンズ8で
反射形円板状情報担体1の表面に直径1μmオー
ダーの微小スポツト光103として集光される。
スピーカのボイスコイルで構成される絞りレンズ
駆動装置9は、反射形円板状情報担体1の面ブレ
に応じて絞りレンズ8を垂直に微動せしめて微小
スポツト光103が常に反射形円板状情報担体1
上に集点を結ぶように制御する。反射形円板状情
報担体1で反射された反射光は1/4波長板10に
よつて円形平行ビーム102に対して偏光波面が
90゜回転され、偏光ビームスプリツター11でそ
の光路が分離変更される。偏光ビームスプリツタ
ー11で分離された反射ビーム104による収束
誤差の検出方法は、特開昭54−140533号に記載さ
れているように、複プリズム12を反射光光路中
に置き、この複プリズム12の後方に置かれた光
ビームの位置検出用の光検出器13,14によつ
て行なわれる。レンズ15は、絞りレンズ8の出
射瞳の像を複プリズム12に結ぶものである。複
プリズム12によつて反射ビーム104は2つの
複ビーム106aと106bに分離され、それぞ
れ光検出器13,14上に集光される。微小スポ
ツト光103がデフオーカス状態になると複ビー
ム106a,106bはお互に逆方向に光検出器
13,14上を移動する。この移動量を検出して
収束誤差信号が得られる。
情報の読み取りと案内トラツクの追従誤差の検
出は、ビームスプリツター16と微小スポツト光
103が照射する反射形円板状情報担体1の案内
トラツクから反射された反射ビーム105を受光
する光検出器17とで行なわれる。反射ビーム1
05は前記案内トラツクで反射される微小スポツ
ト光103の遠視野パターンである。光検出器1
7は少なくとも2つに分割された光検出器からな
り、前記案内トラツクと微小スポツト光の位置づ
れと案内トラツクに位相変化形態および反射率変
化の形態で記録されている情報を読み取る。
情報を記録するには、光検出器13,14で検
出される収束誤差信号で絞りレンズ駆動装置9を
駆動して前記案内トラツクに対する自動焦点制御
を行なうとともに、光検出器17で検出される追
従誤差信号でトラツキングミラー7を偏向させて
案内トラツクを追従して微小スポツト光が常に案
内トラツクを照射するように制御し、レーザー光
源3の光ビーム100の強度を情報に応じて変
調、露光する。前記案内トラツクに塗布されてい
る記録媒体は微小スポツト光103の照射で濃淡
の変化、または反射率の変化の形態で情報を蓄え
る。
第2図は本発明の光学記録再生装置が適用され
る情報担体1の構造の一実施例を示した図であ
る。第2図aは情報担体2の円板の一部を示す図
であつて、情報担体1の面R側には幅w、ピツチ
p、深さδの溝状案内トラツク24a〜24eが
同心円状、あるいはスパイラル状に掘つてある。
23a〜23eは溝間を示す。光感応性の記録材
料は面R側から塗布されて記録面21を形成して
いる。第2図aには示されていないが記録面21
上に保護層等が処理されている。記録の微小スポ
ツト光103は例えば基板22面から図示のよう
に照射され、面R上に微小スポツトを結ぶ。前記
案内トラツク24a〜24eの幅w、ピツチp深
さδの具体的な値としては例えば幅w=0.6μ
m,ピツチp=1.6μm、深さδ≒700Å(前記レ
ーザー光源3の光波長の1/8の光路長)ぐらいが
選ばれる。
第2図bは案内トラツクの平面図で、第2図c
は断面図である。案内トラツクは予め記録された
アドレス情報や円板状情報担体1の感度特性など
の制御情報を蓄積している情報領域18と振幅
形態記録材料を塗布された情報領域19で構成
される。案内トラツクは深さδの溝状構造物であ
つて、情報領域18には離散的に光学的位相変
化をともなうピツト構造で情報が蓄積されてい
る。
一方、情報領域19は連続した深さδの溝状
構造物であつて、情報は濃淡の形で記録されてい
る。露光部20bは未露光部20aに比較して高
濃度となつていて反射率も高い。
溝状構造物の深さδは、案内トラツクを遠視野
パターンの変化で追従し得る位相差量としてレー
ザー光源3の光波長λの1/8波長程度に選択され
る。すなわち、基材22と23の屈折率をnとし
て深さδ≒λ/8nである。基材23は密着保護
層であつて案内トラツクをキズ、ゴミから守つて
いる。
第3図は、光検出器17と案内トラツク24の
配置関係を示す図である。光検出器17はA〜D
に4分割された光検出器で、案内トラツク24が
焦点位置にあつてしかも微小スポツト103と半
径方向の位置づれがないときに光検出器17の中
心と反射ビーム105の中心とを一致させてあ
る。また光検出器17の分割境界―′は案内
トラツク24に垂直に置かれている。
第4図は光検出器17上の反射ビーム105の
分布を示す図である。第4図a,bは微小スポツ
ト光103が案内トラツク24と位置づれが生じ
た場合の反射ビーム105の分布を示し、トラツ
クづれによつて案内トラツク24と垂直方向に光
分布が局在する様子を示している。
微小スポツト光103が案内トラツク24の段
差部分に位置するときは、反射光は段差による位
相遅れのため方向が曲げられ遠視野で光分布のか
たよりを生じる。反射ビームが曲げられる方向は
案内トラツクの両端で異なるため微小スポツト光
103が案内トラツク24内に位置するように追
従制度できる。第3図において、光検出器17の
A〜Dの出力信号をSA,SB,SC,SDとする
と、第4図a,bおよび第5図から追従誤差信号
tは St=(SA+SB)−(SC+SD) ……(1) によつて与えられる。
第4図のc,dは案内トラツク24に蓄積され
た情報領域18の位相変化形態で記録された情
報による反射ビーム105の様子を示す図であ
る。この場合反射ビーム105は光検出器17の
案内トラツク24に接する方向の分割境界Y―
Y′方向に光分布が局在するようになる。したが
つて情報領域18の読出し信号S1は、 S1=(SA+SD)−(SB+SC) ……(2) によつて得なれる。
第5図は、光検出器17の出力信号SA〜SD
ら追従誤差信号St、情報領域18の情報読出
し信号Sと情報領域19の情報読出し信号S
を再生する回路のブロツク図である。光検出器
17の出力信号SA〜SDは前置増幅器26a〜2
6dで増幅される。次に加算増幅器27〜31お
よび減算増幅器32,33によつて各出力信号S
t,S,Sが再生される。案内トラツク24
の情報領域19に反射率変化の形態で記録され
た情報は反射ビーム105の全光量変化として読
み出すことができる。前記読出し信号Sは S=(SA+SB+SC+SD) ……(3) で与えられる。
一定回転数で回つている円板状の情報担体1は
円板の内周と外周とで周速度が違う。これはある
一定周波数の信号を記録する場合に、情報担体1
の半径方向の位置で記録に必要なレーザーパワー
が異なることを意味する。第6図は円板状情報担
体1の半径方向の記録レーザーパワーの変化を示
す図である。円板状情報担体1の半径は案内トラ
ツクの番地と1対1に関係づけられる。
本発明は情報担体1に設けられた案内トラツク
に予め記録されている番地信号を再生して、この
番地信号によつてレーザー光源3のレーザー出力
パワーを制御して良好な記録を可能にしている。
すなわち、円板状情報担体1の全面にわたつて記
録露光条件の最適化を可能にしている。
第7図は本発明の一実施例であつて、案内トラ
ツクの番地信号によつて記録レーザーパワーを制
御するためのブロツク図である。第1図〜第6図
と同一の番号・記号は同じ機能をはたす部品、装
置を表わす。
レーザー光源3は例えば半導体レーザーであつ
て、低出力で発振している。微小スポツト光10
3は案内トラツクを追跡しており、情報担体1の
番地記録部位置で反射された光は、光ビーム10
5として光検出器17上に集光する。光電変換さ
れた信号SA〜SDは信号分離回路34で追従誤差
信号St、情報領域の番地信号Sに分離され
る。信号分離回路34は第5図でその詳細が説明
されている。番地信号Sは例えばパルスエンコ
ーデイング変調(PE)やモーデイフアイドFM変
調(MFM)で変調されたコード信号で、番地信
号再生回路36でクロツク再生回路37から供給
されるクロツクによつて復調される。復調された
直列の番地信号aは直列並列変換回路38に格納
される。並列変換された番地信号はDA変換回路
39でアナログ信号となつて、バイアス切換回路
40経由でレーザー駆動回路35に印加され、半
導体レーザーのバイアス電流を制御する。前記
DA変換回路39のDA変換出力eは記録のときの
み使用され、再生時には再生バイアス回路43の
再生バイアス出力fに切換えられる。この切換え
はバイアス切換回路40で行なう。この記録と再
生における半導体レーザーのバイアス電流の切換
えは、記録時にレーザー出力を高出力として記録
媒体に情報記録を行なうが、再生時には再生レー
ザー光照射によつて記録媒体が露光されて記録情
報が破壊されないよう再生レーザー出力を下げる
ためのものである。
第8図はこの記録、再生のレーザー出力の制御
タイミングを示している。書込み指令信号bと番
地信号aの終端を示す番地終了信号cはゲート4
2でANDされ、その一致出力でタイマー41を
起動する。タイマー41の出力の書込みイネーブ
ル信号dは時間Tたつて立下る。この時間Tが記
録時間である。書込みイネーブル信号dはバイア
ス切換回路40で再生バイアス出力fとDA変換
出力eのどちらをレーザー駆動回路35のバイア
スとして供給するかを制御する。書込みイネーブ
ル信号dが“1”のとき、、レーザー出力は高出
力にされて、記録が可能となる。第8図ヘにレー
ザー出力のレベルを示す。出力レベルAは再生時
のレーザー出力を、出力レベルBは記録時のレー
ザ出力を示している。
高出力レベルBは番地信号によつて第6図に示
す記録レーザーパワーになるように制御する。こ
の制御は案内トラツクから再生される番地信号で
行なわれるから、例えば第9図に示すように番地
を円板の外周から内周に向つて順次増加する形で
つけると便利である。第9図の場合再生した番地
信号に逆比例して半導体レーザーのバイアス電流
を制御すれば記録レーザーパワーを最適化でき
る。
第10図は半導体レーザーのバイアス電流によ
つてその出力を可変するレーザーパワー制御回路
である。44は増幅器、45はpnpトランジス
タ、46は半導体レーザー、47はnpnトランジ
スタである。R1〜R9は抵抗、C1〜C2はコンデン
サ、Lはインダクタンスである。半導体レーザー
46のDCバイアス電流IBはトランジスタ45で
制御され、変調信号はトランジスタ47で電流増
幅され、駆動電流idとして半導体レーザー46
を流れる。インダクタンスLは、高周波数の駆動
電流idがトランジスタ45にバイパスするのを
阻止するためのものである。DCバイアス電流IB
はトランジスタ45のベース電圧に比例して変化
する。再生バイアス回路43は基準電圧源48で
再生バイアス出力fを作る。バイアス切換回路4
0、DA変換出力e、書込みイネーブル信号dは
第7図で説明した通りである。バイアス切換回路
40の出力は増幅器44で電流増幅されて、バイ
アス制御のトランジスタ45のベースに印加され
る。ここでは、DA変換出力eが大きくなるとト
ランジスタ45の電位が下がり、半導体レーザー
46のDCバイアス電流IBが増加する。したがつ
て第9図のように番地をつけたとき、DA変換出
力eの極性は負になる(番地が大きくなるとバイ
アス電流がへる)。
第11図は半導体レーザーの光出力P0がバイア
ス電流IBで増減されることを説明する原理説明
図である。半導体レーザーの光出力対電流特性曲
線は閾値Ithをこえると非常に急峻になるから、
バイアス電流I0の増分△IBに対する光出力の変
化(増加)△P1は大きく変化するが、バイアス電
流IBの増加にともなう光出力変化(減少)△P2
は非常に小さくできる。すなわち、変調信号の駆
動電流を固定した状態でDCバイアス電流IBをわ
ずかに変えることによつて光出力のコントラスト
比を劣化さすことなく、光出力ピーク値を大幅に
変えることができる。
半導体レーザーのDCバイアス電流を固定し
て、変調信号の駆動電流idを変えて光出力を制
御することは当然可能であるが、変調信号が高周
波信号であることを考えるとDCバイアスを変え
る方がはるかに容易である。
以上述べたごとく本発明によれば、再生モード
期間で読み取つた番地信号は、デイジタル信号
で、デイスクの径方向に増加もしくは減少する形
記録されているため、簡単なD/A変換器でアナ
ログ信号に変換して直接レーザー光源の制御に用
いることができる。また番地信号はデイジタル信
号であるため、シフトレジスタを用いて容易に記
録モード期間、保持することができる。また、リ
ードオンリーメモリ、プログラム等で、非直線制
御のような自由度の高い記録光強度制御が安定に
行なえる。また、記録する案内トラツク自体から
番地信号で記録位置を割出すため、制御の精度が
高く、再現性がよい。また、ポテンシオメータな
どの特別の位置検出素子が不用であり、したがつ
て検出素子の寿命やコストアツプなどの問題が生
じない。またレーザー光源として半導体レーザー
を用いれば、DCバイアス電流で記録光強度を制
御することによつて、制御回路が低周波数応答で
よく、かつ半導体レーザーの電流一光出力特性か
ら高感度の制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は光情報記録再生装置の概略構成図、第
2図は円板状情報担体に形成された案内トラツク
の構造図、第3図は光検出器の構成図、第4図は
案内トラツクからの反射ビームの光検出器上の分
布を示す図、第5図は光検出器の出力から信号を
再生する回路のブロツク図、第6図は円板状情報
担体の半径方向のトラツク位置と記録レーザーパ
ワーの関係を示す特性図、第7図は本発明の一実
施例の構成図、第8図は案内トラツクへの情報記
録のタイミング図、第9図は円板の案内トラツク
の番地の打ち方を示す図、第10図はレーザーパ
ワー制御回路、第11図は半導体レーザーの光出
力特性を説明する図である。 1……反射形円板状情報担体、3……レーザー
光源、13,14……光検出器、17……光検出
器、18……情報領域、19……情報領域、
24……案内トラツク、34……信号分離回路、
35……レーザー駆動回路、36……番地信号再
生回路、40……バイアス切換回路、46……半
導体レーザー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 情報記録蓄積面に案内トラツクを設けた円板
    状の情報担体と、該情報担体に記録・再生するた
    めの光ビームを発生するレーザー光源と、前記光
    ビームを前記情報担体上に微小スポツト光として
    集光する光学系と、前記微小スポツト光を前記情
    報担体の案内トラツクに追従集束させるサーボ制
    御手段と、情報信号を記録する記録手段とを有す
    る光学情報記録再生装置において、前記情報担体
    の案内トラツクは情報担体の径方向に増加もしく
    は減少するデイジタル信号として番地信号が記録
    されており、この番地信号を読み取る読取手段
    と、前記番地信号によつて前記レーザー光源の記
    録光ビーム強度を制御する強度制御手段とを有
    し、前記案内トラツクの番地信号を読み取る再生
    モード期間と情報信号を記録する記録モード期間
    とで前記レーザー光源の光ビーム強度を切換える
    とともに、前記再生モード期間で読み取つた案内
    トラツクのデイジタル番地信号をアナログ番地信
    号をアナログ信号に変換した制御信号で前記記録
    モード期間の光ビーム強度を制御するようにし
    て、情報担体のすべての案内トラツクにわたつて
    均一な情報信号記録を行なう構成とした光学情報
    記録再生装置。 2 レーザー光源が半導体レーザーであつて、番
    地信号によつて前記半導体レーザーの直流バイア
    ス電流を制御して記録光ビーム強度を制御するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学
    情報記録再生装置。
JP10894580A 1980-08-07 1980-08-07 Optical information recorder and reproducer Granted JPS5733441A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10894580A JPS5733441A (en) 1980-08-07 1980-08-07 Optical information recorder and reproducer
US06/288,915 US4426693A (en) 1980-08-07 1981-07-31 Light source intensity control in an optical recording and reproducing apparatus
DE19813131212 DE3131212A1 (de) 1980-08-07 1981-08-06 Optische aufzeichnungs und wiedergabevorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10894580A JPS5733441A (en) 1980-08-07 1980-08-07 Optical information recorder and reproducer

Publications (2)

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