WO1997024719A1 - Disque optique - Google Patents

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WO1997024719A1
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bit
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Hiroshi Nakayama
Masaki Kagawa
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Sony Corporation
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    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2407Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24073Tracks
    • G11B7/24079Width or depth
    • GPHYSICS
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    • 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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    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08505Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • G11B7/08541Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head involving track counting to determine position

Definitions

  • the present invention relates to an optical disk having a guide groove and a bit, and relates to an improvement for obtaining an appropriate bush pull signal.
  • Background technology for example, an optical disc represented by the so-called IS0 standard has a spiral guide groove (group), and an embossed pit is formed between the groups at an inner peripheral portion or a header portion. Is molded.
  • the optical pickup seeks in the radial direction of the disc and moves to a target track based on a tracking error signal (so-called push-pull signal) from the group. That is, a threshold is set near the center value of the push-pull signal, and by detecting how many times the push-pull signal has crossed this threshold, the track is counted and a target track is detected. At the same time, the target address is detected based on the address signal from the embossed bit, and the information is recorded or reproduced.
  • the Ngurah era signal (so-called push-pull signal) is reduced to 1/2 to 1/3 compared to the signal amplitude in the area of only the group.
  • An object of the present invention is to provide an optical disk capable of suppressing a decrease in a push-pull signal in an area where groups and bits are mixed.
  • an optical disc according to the present invention has an optical disc in which concentric or spiral guide grooves are formed in a substrate, and embossed bits are formed between the guide grooves.
  • the depth of the bit is set so that the bush-pull signal by the bit has the opposite polarity to the bush-pull signal by the inner groove.
  • the depth Dp of the pit is 0.32 A / n ⁇ Dp ⁇ 0.51 input / n. .
  • the bit width Wp is the track width.
  • t it is preferable that 0.27 t ⁇ W p ⁇ 0.36 t.
  • the depth D g and width W g of the guide groove are respectively 0.08 7 5 mm / n ⁇ D g ⁇ 0.1 625 person / n, 0.27 t ⁇ W g ⁇ 0. It is preferably 36 t.
  • the pit depth is set in an appropriate range, the push-pull signal is not adversely affected, and, for example, the possibility of a count error during tracking count is reduced.
  • the amplitude of the information signal from the pit is secured.
  • the polarity and the magnitude of the push-pull signal which are the most important for tracking the laser beam spot, are not changed in the region of only the group and the region where there is a pitch between the groups. You can do so.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a surface shape of an optical disk substrate on which pits and groups are formed.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the principle of the push-pull method.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing a push-pull signal by group and a push-pull signal by pit in comparison.
  • Fig. 4 is a characteristic diagram conceptually showing how the bush-pull signal changes with the bit depth, together with the TCS signal.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing a typical example of a bush pull signal having noise.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing a bush-pull signal in which noise is reduced by making the pit depth appropriate.
  • FIG. 7 is a characteristic diagram showing a change in the push-pull signal depending on the bit depth D ⁇ .
  • FIG. 8 is a characteristic diagram showing a state of a push-pull signal when a track having a pit and a track having no bit are adjacent to each other.
  • FIG. 9 is a characteristic diagram showing a change in the TCS signal depending on the bit depth Dp.
  • FIG. 10 is a characteristic diagram schematically showing the group width and group depth dependency of the TCS signal and the pushable signal.
  • FIG. 1 schematically shows a surface shape of an optical disc substrate on which a group G and an embossed bit P are formed.
  • the area where the bit P is formed corresponds to a part of the header.
  • a reflective film, a recording film, a dielectric film, a protective film, and the like are formed in a configuration according to the intended use, thereby forming an optical disk.
  • the push-pull method is a method of detecting a tracking error by extracting light reflected and diffracted by a track on a disk as an output difference between two light receiving sections on a two-segment detector PD symmetrically arranged with respect to the track center. is there.
  • Fig. 2 shows the principle.
  • the difference signal between the two photodetectors is obtained as a push-pull signal having polarity and used for tracking.
  • the S-shaped curve is shown when the output difference between the signals obtained by the two detectors when the spot crosses the track when accessing the track.
  • the bush-pull signal (S-curve) obtained from the group and the bush-pull signal (S-curve) obtained from the bit are as shown in Fig. 3, and the combination of both is used in the header. This is the actual push-pull signal obtained.
  • the push bull signal changes according to the depth of the groove or the bit, and the polarity is reversed at a person / 4 (where ⁇ is the wavelength of the laser beam). I know that.
  • the depth of the group is set to the value (person / 8) at which the push-pull signal becomes the maximum in Fig. 4.
  • Push-pull signals by groups are grouped as shown in Fig. 3 ⁇ . — Cross the base line (center value line) at the center of the curve. At this time, the direction of crossing is upward. (At this time, the polarity of the push-pull signal is positive.)
  • the bit is in the middle of the group, and the push-pull signal by pit is as shown in Fig. 3B.
  • the pit depth is set so that the push-pull signal is positive
  • Fig. 3A it becomes as shown by the line s.At the center of the bit, the push-pull signal crosses the baseline in the upward direction, as in the bush-pull signal by the previous group, but downward at the center of the group.
  • the push-pull signal by the group is canceled by the push-pull signal by the bit, and the push-bull signal drops rapidly and large noise is observed.
  • Figure 5 shows the signals actually observed.
  • Figure 5 shows the situation when the push-pull signal is observed at the pit (header group: corresponding to arrow B).
  • Fig. 6 shows the situation when the bush-pull signal is observed at the pit portion (glove portion with header: corresponding to arrow B) with such a setting. Almost no.
  • Table 1 shows the parameters used in the study. For analysis, a scalar diffraction analysis method was used.
  • Bit depth 0, ⁇ / 4, 7 people / 24, ⁇ / 3, 3 ⁇ / 8 Bit width: 0.2 / am
  • Bit edge slope: 0.05 Fig. 7 shows the difference between the push-pull signals according to the pit depth Dp, where the right and left ends correspond to the center of the track.
  • the bull signal is represented by the signal strength on the vertical axis.
  • line b is the bit depth ⁇ / 4 ⁇
  • line c is the bit depth of 7 / 24 ⁇
  • line d is the pit depth / 3n
  • line e is the bit depth 3 Shows the push-pull signal when person / 8n.
  • Fig. 8 shows a similar pushable signal when a track with bits and a track without bits are adjacent to each other.
  • a line f represents a bush bull signal in a group only state
  • a line g represents a push-pull signal in a state in which a track with a pit and a track without a pit are adjacent to each other.
  • the bit depth Dp is 3 input / 8n.
  • FIG. 9 shows the TCS signal when the bit depth Dp is changed. From FIG. 9, it is possible to know the change in the bit modulation degree due to the difference in the bit depth Dp.
  • the pit depth D p is set to / 4 n so that the amplitude of the information signal from the pit is maximized in consideration of data accuracy and the like.
  • the pit depth Dp is set to around 3/8 n.
  • the bit modulation degree slightly decreases as described above, but such a decrease in the bit modulation degree is allowed.
  • the permissible limit in the ISO standard for example, ISO—IEC—DIS 145 17: 130 mm diameter disk storage capacity 2.6 GB magneto-optical disk cartridge
  • Figure 10 shows the change of the pushable signal and the TCS signal when the depth and width of the group are set to the same value by the contour (value) line. (The conditions are as follows.)
  • the bit depth may be set to the depth corresponding to the hatched area in the figure.

Landscapes

  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

明 細 書 光ディスク 技 術 分 野 本発明は、 案内溝及びビッ トを有する光ディスクに関するもので あり、 適正なブッシュプル信号を得るための改良に関するものであ る。 背 景 技 術 例えば、 いわゆる I S 0規格に代表される光ディスクは、 螺旋状 の案内溝 (グループ) を持ち、 内周部やヘッダー部には、 グループ とグループの間にエンボス状のピツ トが予め成形されている。
このような光ディスクにおいては、 光学ピックアップをディスク の半径方向にシークし、 グループからのトラッキングエラ一信号 (いわゆるプッシュプル信号) に基づいて目的のトラッ夕へ移動す る。 すなわち、 プッシュプル信号のセン夕一値付近にスレショルド を設定し、 プッシュプル信号が何回このスレショルドを横切ったか を検出することによって、 トラヅクをカウン トし、 目的のトラック を検出する。 同時に、 エンボス状のビッ トからのア ドレス信号に基 づいて目的のァドレスを検出し、 情報の記録あるいは再生を行う。 ところで、 上記のようなグループの間にエンボス状のピッ トが予 め成形されている光ディスクでは、 ビヅ トを含む領域でのトラツキ ングエラ一信号 (いわゆるプッシュプル信号) が、 グループだけの 領域での信号振幅に比べて 1/2〜 1 /3に減少するという現象が 見られる。
これは、 従来、 ビッ 卜からの情報信号振幅を大きく取ることが優 先され、 トラヅキングエラ一信号が犠牲になってきたからである。
しかしながら、 前述のような現象によって、 ビッ 卜領域でトラッ キングエラ一信号が急激に小さくなると、 正確に トラッキングを取 ることができなかったり、 トラッキングカウントに誤りを生ずるな どの不都合が発生する。 発 明 の 開 示 本発明は、 グループとピヅ 卜が混在する領域でのプッシュプル信 号の減少を抑えることが可能な光デイスクを提供することを目的と する。
上述の目的を達成するために、 本発明の光ディスクは、 基板に同 心円状または螺旋状の案内溝が形成されるとともに、 これら案内溝 間にエンボス状のビヅ 卜が成形されてなる光ディスクにおいて、 案 内溝によるブッシュプル信号に対してビッ トによるブッシュプル信 号が逆極性になるようにビッ 卜の深さが設定されていることを特徴 とするものである。
具体的には、 再生レーザ光の波長を人、 基板の屈折率を nとした ときに、 前記ピッ トの深さ Dpを 0. 32 A/n≤Dp^ 0. 5 1 入/ nとする。
なお、 上記光ディスクにおいて、 ビッ トの幅 Wpは、 トラックビ ツチを t としたときに、 0 . 2 7 t≤W p≤0 . 3 6 tであること が好ましい。
また、 案内溝の深さ D g及び幅 W gは、 それぞれ 0 . 0 8 7 5 え / n≤D g≤ 0 . 1 6 2 5人 / n、 0 . 2 7 t≤W g≤ 0 . 3 6 t であることが好ましい。
本発明においては、 ピッ 卜の深さが適正な範囲に設定されている ので、 プッシュプル信号に悪影響を与えることがなく、 例えば、 ト ラッキングカウン ト時にカウントミスを起こす可能性が低くなる。 また、 同時に、 ピッ トからの情報信号振幅も確保される。
すなわち、 本発明によれば、 グループだけの領域とグループ間に ピヅ 卜がある領域で、 レーザビ一ムスポッ 卜のトラヅキングを取る ために最も重要なプッシュプル信号の極性及び大きさを変化させな いようにすることができる。
前述の効果は、 光ディスクのヘッダー領域 (アドレスのある領域) をレーザビームスポッ トが横切る場合にも得られるため、 プッシュ プル信号を トラックカウントに使う方式の場合、 カウン ト ミスを少 なくすることができる。 図 面 の 簡 単 な 説 明 図 1はピッ トとグループが形成された光ディスク基板の表面形状 を示す模式図である。
図 2はプッシュプル法の原理を説明するための模式図である。 図 3はグループによるプッシュプル信号とピッ トによるプッシュ プル信号を対比して示す特性図である。 図 4はビッ 卜の深さによるブッシュプル信号の変化の様子を T C S信号とともに概念的に示す特性図である。
図 5はノィズを有するブッシュプル信号の典型例を示す特性図で め 。
図 6はピッ ト深さを適正なものとすることによりノイズが減少し たブッシュプル信号を示す特性図である。
図 7はビッ ト深さ D ρによるプッシュプル信号の変化を示す特性 図である。
図 8はピッ トがある トラックとビッ トが無いトラックが隣接して いる場合のプッシュプル信号の様子を示す特性図である。
図 9はピヅ ト深さ D pによる T C S信号の変化を示す特性図であ る。
図 1 0は T C S信号とプッシュブル信号のグループ幅及びグルー ブ深さ依存性を模式的に示す特性図である。 発明を実施するための最良の形態 図 1は、 グループ Gとエンボス状のビッ ト Pが形成された光ディ スク基板の表面形状を模式的に表すものである。 ここで、 ビッ ト P が形成される領域はヘッダ一部に相当する。 なお、 前記基板上には、 反射膜や記録膜、 さらには誘電体膜や保護膜等が用途に応じた構成 で成膜され、 光ディスクとされる。
この光ディスクに、 レーザの焦点を当ててビームをディスクの半 径方向に走査 (シーク) させると、 プッシュプル信号が観測される, なお、 図中、 矢印 Aはグループ部を走査する状態を示し、 矢印 Bは ピッ ト部を走査する状態を示す。
プヅシュプル法は、 ディスク上のトラックで反射回折された光を トラック中心に対して対称に配置された 2分割ディテクタ P D上の 2つの受光部での出力差として取り出すことで トラッキングエラー を検出する方法である。
図 2に原理説明図を示す。
レーザスポッ 卜の中心と案内溝 Gの中心が一致する場合には、 左 右対称な反射回折光が得られるが、 ずれている場合には左右非対称 となり、 2分割光検出器 P Dで得られる光強度にずれが生ずる。 この 2つの光検出器の差信号が極性を有するプッシュプル信号と して得られ、 トラッキングに使用される。
また、 トラックアクセス時にスポッ トがトラックを横切った時の 2つの検出器により得られた信号の出力差をとると S字曲線を示す。 例えば、 グループから得られるブッシュプル信号 ( S字曲線) と、 ビッ 卜から得られるブッシュプル信号 ( S字曲線) は図 3に示す通 りであり、 これら両者を合わせたものが、 ヘッダー部において得ら れる実際のプッシュプル信号である。
ここで、 本発明者の検討によれば、 プッシュブル信号は、 溝ある いはビッ トの深さによって変化し、 人 / 4 (ただし、 λはレーザ光 の波長) を境に極性が逆転することがわかっている。
いま、 グループからのプッシュプル信号とビッ 卜からのプッシュ プル信号が同じ場合を考える。 なお、 グループからのプッシュプル 信号が本来のプッシュプル信号であるので、 グループの深さは図 4 においてプッシュプル信号が最大となる値 (人/ 8 ) とする。
グループによるプッシュプル信号は、 図 3 Αに示すように、 グル —ブのセンターにおいてべ一スライン (センター値のライン) を横 切る。 このとき、 横切る方向は上向きである。 (このときのプッシ ュプル信号の極性を正とする。 )
一方、 ビッ トはグループとグループの中間にあり、 ピッ トによる プッシュプル信号は、 図 3 Bに示すようなものとなり、 ピッ トの深 さがプッシュプル信号が正となるような設定の場合、 図 3 Aにおい て線 sで示すようになものとなり、 ビッ 卜の中心では先のグループ によるブッシュプル信号と同様、 プッシュプル信号がベースライン を横切る方向は上向きであるが、 グループ中心では下向きになる。 その結果、 グループ中心においては、 グループによるプッシュブ ル信号がビッ トによるプッシュプル信号によってキャンセルされる かたちになり、 急激にプッシュブル信号が低下して大きなノィズが 観察される。
実際に観測された信号を図 5に示す。 この図 5は、 ピッ ト部 (へ ヅダ一付きグループ部 : 矢印 Bに相当) でプッシュプル信号を観測 したときの様子を示すものである。
これを見ると、 ピッ ト Pからの信号がプッシュプル信号 P Pにノ ィズ Nとして乗り、 例えばプッシュブル信号による トラッキング力 ゥン ト時にカウン トミスを起こす可能性が高いことを表している。 これに対して、 ビヅ 卜の深さがプッシュプル信号が負となるよう な設定の場合、 ピヅ トによるプッシュプル信号は図 3 Bにおいて線 mで示すようになものとなり、 グループ中心では、 図中左から右へ 光スポッ 卜が移動したとき、 プヅシュプル信号がベースラインを横 切る方向は上向きになる。 これはグループによるプッシュプル信号 と同じ方向であり、 したがってグループによるプッシュプル信号に 急激な低下をもたらすことはない。
図 6は、 このような設定にしたときのピッ ト部 (ヘッダ一付きグ ル一ブ部 : 矢印 Bに相当) でのブッシュプル信号を観測したときの 様子を示すものであり、 ノィズ Nはほとんど認められない。
このような知見に基づき、 ピッ トの深さを具体的に変化させたと きにブッシュプル信号 (P -P) や T C S (Track-cross signal) 信号がどのように変化するかを検討した。
検討に際して、 採用したパラメ一夕は表 1に示す通りである。 ま た、 解析には、 回折のスカラー解析法を用いた。
再生光学系
レーザ波長 : 6 8 0 nm
レンズ N A : 0. 5 5
Filling of Lend: 1. 0 / 1. 0
ディスク
材質 : ポリカーボネート (屈折率 n= l . 5 9 )
卜ラックピッチ : 1. 1 0 //m
グルーブ幅 : 0. 3
グループ深さ : え /8
グループ形状 :放物線
ビッ ト深さ : 0、 λ/4、 7人/ 2 4、 λ/3、 3 λ/8 ビッ ト幅 : 0. 2 /am
ビヅ ト縁の傾斜 : 0. 0 5 図 7は、 ピッ 卜の深さ Dpによるプッシュプル信号を相違を示す ものであり、 図中、 右端及び左端がトラック中心に対応し、 したが つて図 7にはトラック 1本を横切るときのプッシュブル信号が縦軸 に信号強度をとつて表されている。
また、 図中有、 実線 aはグループ領域 (ピッ ト深さ Dp = 0 :先 の図 1における矢印 Aに相当する。 ) でのプッシュプル信号を示し、 他の線 b, c, d, eは深さの異なるビッ トを含む領域 (ビッ ト領 域) でのプッシュブル信号を示している。 (図中、 線 bはビッ ト深 さ λ/4 η、 線 cはビッ ト深さ 7人 /24 η、 線 dはピッ ト深さ入 / 3 n、 線 eはビヅ ト深さ 3人 / 8 nであるときのプッシュプル信 号を示す。 )
これを見ると、 ピッ ト深さ Dp= 3人/ 8 nのときに、 ピッ ト領 域でのプッシュプル信号がグループ領域でのプッシュプル信号とほ ぼ同等の強度を持つことがわかる。
また、 ビッ トがある トラックとビッ トの無い トラックが隣接して いる場合について、 同様のプッシュブル信号を表したものが図 8で ある。
図 8において、 線 f はグループのみの状態でのブッシュブル信号 を、 線 gはピヅ 卜のある トラックとピッ トのないトラックが隣接し ている状態でのプッシュプル信号を表す。 ビッ 卜の深さ Dpは 3入 / 8 nである。
この場合にも、 ビッ トがプッシュプル信号に及ぼす影響は、 ほと んど認められず、 片側にピッ ト有り、 片側にピッ ト無しのトラック が隣接していても、 プッシュプルのずれ量は 0. 0 1 m以下であ り、 トラヅクピヅチに比して非常に小さい。
一方、 図 9には、 ビッ トの深さ D pを変えたときの T C S信号が 表されている。 この図 9からは、 ピッ ト深さ Dpの相違によるピッ ト変調度の変化を知ることができる。
これを見ると、 ビッ ト変調度はピヅ ト深さ Dpが; /4 n付近で 最大 ( I SM/ I OL= 0. 89 : 各トラヅクにビッ トがあるときには
1 SM/ I OL= 0. 84 ) になり、 ピッ ト深さ D p = 3人/8 nでは
25 %程度減少 ( I SM/ I。L= 0 · 54 :各トラックにピッ トがあ るときには I SM/ I 0し= 0. 5 1 ) する。
従来は、 デ一夕精度等を考えて、 ピッ トからの情報信号振幅が最 大になるようにピッ ト深さ D pを /4 nとしていたが、 本発明で は、 トラッキングのためのプッシュプル信号を考慮して、 ピッ ト深 さ Dpを 3人 /8 n付近に設定することとする。
この場合、 先にも示したようにピッ ト変調度は若干減少するが、 この程度のピヅ ト変調度の減少は許容される。 ちなみに、 I SO規 格 (例えば I SO— I EC— D I S 145 1 7 :直径 130 mm ディスク記憶容量 2. 6 GBの光磁気ディスクカート リ ッジ) にお ける許容限界は、 0. 45≤ I SM/ I 0L≤ 0. 95である。
図 10は、 グループの深さと幅をパラメ一夕としたときのプッシ ュブル信号と T C S信号の変化の様子を等高 (値) 線で示したもの である。 (条件は下記の通り。 )
<条件 >
ディスク関係 : トラックピッチ 1. 1 m
グループ形状 放物線
ボリカーボネート基板 (屈折率 1. 58) 光学系 : 波長え 680 nm
N A 0. 55
この図 1 0より、 グループを深く していく とプッシュプル信号の 極性が逆転していく様子がわかる。
このブッシュプル信号の逆転現象をビッ トに応用することでビッ ト部のプッシュプル信号の低下を抑えるというのが本願発明である ビヅ 卜の変調度を最大にすることは、 T CS信号を大きくするこ とに対応する。 グループ幅 0. 3〜0. 4 mの領域を考えたとき に、 逆転プッシュプル領域で、 しかも T C S信号が大きくなるのは、 グループ深さ 140〜 220 nmの領域である。 この深さのピッ ト にすればよい。
したがって、 図 1 0において、 縦軸をビヅ ト幅、 横軸をピヅ ト深 さと考えたときに、 図中斜線領域に対応する深さにビツ 卜深さを設 定すればよい。
具体的には、 この図 10から、 T C S信号強度を確保しながらプ ッシュプル信号強度を確保するためには、 ビッ ト深さ Dpを 0. 3 2入/ r!〜 0. 5 1人/ nに設定すればよいことがわかる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 基板に同心円状または螺旋状の案内溝が形成されるとともに、 これら案内溝間にエンボス状のピッ 卜が成形されてなる光ディスク において、 案内溝によるプッシュプル信号に対してピッ トによるプ ッシュプル信号が逆極性になるようにピッ トの深さが設定されてい ることを特徴とする光ディスク。
2. 再生レーザ光の波長を久、 基板の屈折率を]!、 トラックピッ チを tとしたときに、
前記ビッ トの深さ D pが 0. 32人/ n^Dp≤ 0. 51 λ/η なる範囲、 ピヅ トの幅 Wpが 0. 27 t≤Wp≤ 0. 36 tなる範 囲、 案内溝の深さ D g及び幅 Wgが 0. 0875人/ n^D g≤ 0. 1 625人 /n、 及び 0. 27 t≤Wg≤ 0. 36 tなる範囲にそ れぞれ設定されていることを特徴とする請求項 1記載の光ディスク
PCT/JP1996/003892 1995-12-28 1996-12-27 Disque optique WO1997024719A1 (fr)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE69614095T DE69614095T2 (de) 1995-12-28 1996-12-27 Optische platte
EP96943350A EP0813193B1 (en) 1995-12-28 1996-12-27 Optical disk
US08/913,066 US5946287A (en) 1995-12-28 1996-12-27 Optical disk having pits with push-pull signal of opposite polarity to that of guide grooves

Applications Claiming Priority (2)

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