DE19961440A1 - Gerät zum Lesen und/oder Schreiben optischer Aufzeichnungsträger - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Lesen und/oder Schreiben optischer Aufzeichnungsträger (1), aufweisend einen optischen Abtaster (2) zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers (1) mittels eines Lichtstrahls (3) und zum Erzeugen von Abtastsignalen (HF) aus dem reflektierten Strahl (3), einen Data-Slicer (5) zum Umwandeln eines vom optischen Abtaster (2) abgegebenen Abtastsignals (HF) in ein binäres Signal (HF''), einen Mittelwertbildner (6) zum Bilden eines Mittelwerts (M) aus dem Abtastsignal (HF, HF'') als Eingangssignal des Data-Slicers (5) und eine Steuereinheit (14) zum Ändern eines Parameters (T, OF) des Mittelwertbildners (6). DOLLAR A Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Gerät sowie ein geeignetes Verfahren dafür vorzuschlagen, bei denen der Mittelwert (M) auf Störungen beim Abtasten des Aufzeichnungsträgers adaptierbar ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Steuereinheit (14) eine Einheit (8, 10) zum Abgeben eines Vergleichswerts (S, HFN) und einen Vergleicher (7, 11) zum Vergleichen des Mittelwerts (M) mit diesem Vergleichswert (S, HFN) aufweist und bei Überschreiten oder Unterschreiten eine Änderung des Parameters (T, OF) auslöst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Lesen und/oder Schreiben optischer Aufzeichnungsträger, welches einen optischen Abtaster aufweist, dessen Ausgangssignal mittels eines Data-Slicers in ein geformtes Signal, auch binäres Signal oder Rechteck-Signal genannt, gewandelt wird, bevor die Daten dekodiert werden.

Ein derartiges Gerät ist aus der EP-A-800 163 bekannt. Bei diesem Gerät wird aus dem Abtastsignal ein Mittelwert gebildet, der als Eingangssignal des Data-Slicers dient. Eine Steuereinheit dient dazu, die Zeitkonstante für die Mittelwertbildung dann zu ändern, wenn eine starke Änderung im analogen Abtastsignal auftritt, hervorgerufen durch Grenzen unterschiedlicher Bereiche von Datenspuren auf dem Aufzeichnungsträger. Als nachteilig an dem bekannten Gerät ist anzusehen, daß eine Anpassung des Mittelwerts im Fall eines Übergangs von einem Typ Datenbereich zu einem anderen zwar schneller als ohne eine Änderung der Zeitkonstante erfolgt, eine Anpassung des Mittelwerts allerdings auf diese Art Übergang beschränkt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät sowie ein geeignetes Verfahren vorzuschlagen, bei denen der Mittelwert auch auf Störungen beim Abtasten des Aufzeichnungsträgers adaptierbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen.

Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß die Steuereinheit eine Einheit zum Abgeben eines Vergleichswerts aufweist sowie einen Vergleicher zum Vergleichen des Mittelwerts mit dem genannten Vergleichswert und bei Überschreiten oder Unterschreiten des Vergleichswerts eine Änderung eines Parameters des Mittelwertbildners ausgelöst wird. Dies hat den Vorteil, daß keine Auswertung des reproduzierten Signals erforderlich ist, welches erst aus dem vom Data-Slicer abgegebenen binären Signal gebildet werden muß. Die Auswertung eines bereits in einem wesentlich früheren Verarbeitungsstadium verfügbaren Signals, des Mittelwerts, führt zu einer schnelleren Reaktion des Systems und ist nicht auf eine bestimmte Art Störung, wie beispielsweise den Übergang von einem Typ Datenbereich auf einen anderen, beschränkt. Der Vergleich des Mittelwerts mit geeignet gewählten Vergleichswerten ermöglicht eine Detektion von und eine Reaktion auf unterschiedliche Arten von Störungen. Das vom Abtaster abgegebene Abtastsignal ist ein analoges, sich kontinuierlich änderndes Signal, welches vom Data-Slicer anhand des Mittelwerts in ein geformtes, binäres Signal umgewandelt wird. Der Data-Slicer vergleicht dabei das Abtastsignal mit dem Mittelwert. Wenn der Wert des Abtastsignals größer ist als der Mittelwert, so nimmt das binäre Signal einen Wert "high" ein, ansonsten nimmt es einen Wert "low" ein.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß als Vergleichswert ein Schwellwert fest vorgegeben ist und der geänderte Parameter eine Zeitkonstante des Mittelwertbildners ist. Diese wird reduziert, wenn der Mittelwert den Schwellwert unterschreitet, sie wird erhöht, wenn der Mittelwert den Schwellwert überschreitet. Bleibt der Mittelwert oberhalb oder unterhalb des Schwellwerts, so bleibt die Zeitkonstante ungeändert. Ein Vorteil dieser Variante liegt darin, daß eine Detektion von nicht-lesbaren Daten, hervorgerufen durch sogenannte Black-Dots, Fingerprint oder andere ähnliche Störungen, die die Amplitude des Ausgangssignals reduzieren, erfolgt. In einem solchen Fall wird die Zeitkonstante reduziert, wodurch die Anpassung des Mittelwerts schneller erfolgt als bei der normalen, für den üblichen Auslesebetrieb geeigneten höheren Zeitkonstante. Eine schnellere Anpassung des Mittelwerts hat zwar im allgemeinen eine Erhöhung der Fehlerrate im reproduzierten Signal zur Folge, aber im Fall eines starken Abfalls des Mittelwerts, hervorgerufen durch Black Dot, Fingerprint oder ähnliches, können ab einer bestimmten Intensität ohnehin keine Daten mehr korrekt reproduziert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Gerät ist es aber nahezu jederzeit möglich, einen korrekten Mittelwert zu bilden, der dann auch am Ende der Störung ein schnelles korrektes Erkennen von Daten ermöglicht. Vorhandene Fehlerkorrekturmechanismen können dann bereits wesentlich früher aus einem noch teilweise fehlerbehafteten binären Signal eine korrekte Datenreproduktion durchführen, als dies bei herkömmlichen Geräten der Fall ist, die zunächst am Ende einer sich in der Amplitude des Ausgangssignals niederschlagenden Störung langwierig einen korrekten Mittelwert wiederfinden müssen. Vorteilhafterweise sind mehrere Schwellwerte vorgesehen, die ein abgestuftes Ändern der Zeitkonstante je nach Stärke des Einbruchs der Amplitude des Ausgangssignals ermöglicht. Eine derart abgestimmte Änderung ermöglicht es, bei nur geringfügigen Störungen noch fehlerfrei zu lesen und erst bei starkem Einbruch von diesem Kompromiß abzuweichen.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß die Einheit zum Abgeben eines Vergleichswerts eine Extrapolationseinheit zum Bestimmen eines extrapolierten Nulldurchgangs des Abtastsignals ist und als Vergleichssignal den Wert des Abtastsignals am extrapolierten Nulldurchgang abgibt, wobei der Vergleicher eine Änderung eines Offsetwerts für den Mittelwert auslöst, wenn eine Differenz zwischen Vergleichswert und Mittelwert vorliegt. Dies hat den Vorteil, daß auf diese Weise auch ein Offset im Abtastsignal ausgleichbar ist, der beispielsweise hervorgerufen wird durch fehlerhaft zu große oder zu kleine Pit- Datenmarkierungen des Aufzeichnungsträgers, das sogenannte Over- oder Under-Etching.

Vorteilhafterweise ist dem Vergleicher eine Wiederholungs- Prüf-Einheit nachgeordnet, die nur bei mehrfach aufeinanderfolgenden gleichgerichteten Eingangssignalen ein entsprechendes Ausgangssignal weitergibt. Dies hat den Vorteil, daß keine sofortige Reaktion auf fehlerhafte, aufgrund anderweitiger Störungen vorgetäuschte Abweichungen erfolgt, sondern erst dann reagiert wird, wenn mehrfache Wiederholungen gleichgerichteter Signale ein tatsächliches Vorliegen eines Änderungsbedarfs bestätigen. Auf diese Weise wird auch vermieden, daß ständig entgegengesetzte Änderungen vorgenommen werden, was beispielsweise im Fall eines um einen konstanten Wert leicht schwankenden Mittelwerts der Fall sein kann.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß dem optischen Abtaster ein Analog-Digital-Wandler nachgeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß alle nachgeordneten Elemente des Geräts auf digitaler Basis arbeiten und somit kostengünstig und flexibel herstellbar sind. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß digitale Bauteile schneller auf Parameteränderungen reagieren können als analoge und somit eine schnellere Anpassung des Mittelwerts ermöglicht ist.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bilden eines Mittelwerts für einen Data-Slicer eines Geräts zum Lesen lauflängen­ kodierter Daten, besteht darin, daß ein Eingangssignal mit einer bestimmten Zeitkonstante integriert wird, das integrierte Signal tiefpaßgefiltert wird und das tiefpaßgefilterte Signal sowohl als Mittelwert ausgegeben als auch anhand eines Schwellwerts geprüft wird. Liegt dabei der Wert des tiefpaßgefilterten Signals oberhalb des Schwellwerts, so wird eine erste Zeitkonstante eingestellt beziehungsweise beibehalten, liegt der Wert darunter, so wird eine zweite Zeitkonstante für die Integration eingestellt bzw. beibehalten. Diese Schritte werden je Takt oder in anderen, regelmäßigen Abständen durchgeführt. Dies hat den Vorteil, daß dadurch ein schnelles Anpassen des Integrators im Fall eines starken Abfalls des Mittelwerts unter, oder eines starken Anstiegs über den Schwellwert erreicht wird. Auf diese Weise wird immer ein optimaler Wert für den Mittelwert erzielt, der dem Data-Slicer als Eingangssignal zugeführt wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Prüfung anhand mehrerer Schwellwerte durchzuführen und je nachdem, zwischen welchen Schwellwerten das tiefpaßgefilterte Signal liegt, unterschiedliche Zeitkonstanten vorzusehen. Dies hat den Vorteil, daß ein angepaßteres Reagieren auf Änderungen des Werts des tiefpaßgefilterten Signals, also des Mittelwerts, ermöglicht ist. Bei einem nur geringfügigen Abfall, bei dem noch Daten reproduzierbar sind, wird nur ein geringfügig schnelleres Anpassen des Mittelwerts durchgeführt, um die Fehlerrate der reproduzierten Daten noch relativ gering zu halten. Je nach Güte des Korrekturverfahrens und in Abhängigkeit sonstiger Einflüsse ist in diesem Fall unter Umständen sogar ein fehlerfreies Datensignal reproduzierbar. Bei einem stärkeren Abfall wird eine höhere Fehlerrate inkaufgenommen, um dennoch einen korrekten Mittelwert für den Slicer bilden zu können. Auch bei einer derart erhöhten Fehlerrate ist es in den meisten Fällen zumindest zeitweise noch möglich, bestimmte Daten korrekt zu erkennen und damit bestimmte Funktionen des Geräts noch aufrechtzuerhalten, was ohne das Vorliegen eines korrekten Mittelwertes nicht mehr möglich wäre. Beispielsweise können so gewisse Steuerungsinformationen, Ort oder Zeit kennzeichnende Daten oder ähnliche, noch erkannt werden.

Vorteilhafterweise wird als Mittelwert ein korrigiertes tiefpaßgefiltertes Signal ausgegeben. Dies hat den Vorteil, daß eine zusätzliche Korrektur des Mittelwerts, der sich nicht im Abfall des Mittelwerts unter den Schwellwert zeigt, ermöglicht ist. Dies erhöht die Qualität der Datenreproduktion.

Vorteilhafterweise wird zur Korrektur des tiefpaßgefilterten Signals ein Offsetwert addiert. Dies hat den Vorteil, daß ein Ausgleich zum Beispiel eines durch Herstellung des Aufzeichnungsträgers bedingten Offsets ermöglicht ist.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren besteht darin, daß ein wahrscheinlicher Nulldurchgangspunkt eines Ausgangssignals bestimmt wird, sowie der Wert des Ausgangssignals an diesem Nulldurchgang, wobei dieser Wert mit dem Mittelwert verglichen wird und bei positiver Abweichung eine Erhöhung, bei negativer Abweichung eine Erniedrigung des Mittelwerts erfolgt, während der Mittelwert beibehalten wird, wenn keine Abweichung auftritt. Dies hat den Vorteil, eine Offset-Korrektur der durch Abweichung der Längen der Datenmarkierungen des Aufzeichnungsträgers, beispielsweise hervorgerufen durch Fehler bei der Produktion, zu ermöglichen.

Vorteilhafterweise werden dabei die Werte des Ausgangssignals für zumindest zwei aufeinanderfolgende Nulldurchgänge mit dem Mittelwert verglichen und nur dann eine Änderung des Mittelwerts vorgenommen, wenn alle oder zumindest ein Großteil der Abweichungen gleichgerichtet sind. Dies hat den Vorteil, daß Fehler, hervorgerufen durch Ausreißer oder durch Schwankungen um einen im wesentlichen konstanten Wert, vermieden werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, zwei aufeinanderfolgende Nulldurchgänge zu bewerten und nur dann eine Änderung vorzunehmen, wenn beide Abweichungen positiv oder beide negativ sind. Erst bei höheren Anzahlen in Betracht gezogener Werte ist es sinnvoll, eine geringe Anzahl Abweichungen, beispielsweise in der Größenordnung von 10% bis 15%, zuzulassen.

Vorteilhafterweise werden die Änderungen der Zeitkonstanten und die Änderungen des Offsetwerts gleichzeitig oder aufeinanderfolgend, im wesentlichen parallel zueinander durchgeführt. Dies hat den Vorteil, daß die Vorteile der jeweiligen Varianten kombiniert werden.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, das Eingangssignal zunächst einer Analog-Digital-Wandlung zu unterziehen und die Folgeschritte auf digitaler Basis auszuführen. Dies hat den Vorteil, daß das gesamte Verfahren auf digitaler Basis erfolgt. Eine Änderung der Parameter auf digitaler Basis ist einfach und schneller durchführbar als dies auf analoger Basis der Fall ist. Es wird somit eine insgesamt schnellere Anpassung des Mittelwerts und eine geringere Fehlerrate im binären Signal und damit in den reproduzierten Daten erreicht.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels angegeben. Es versteht sich, daß auch weitere, hier nicht ausdrücklich angegebene Kombinationen erfindungsgemäßer Merkmale sowie im Können des Fachmanns liegende Weiterbildungen und Ausgestaltungen ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegen.

Es zeigen:

Fig. 1 schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Geräts;

Fig. 2 schematischer Verlauf von Ausgangssignal und Mittelwert;

Fig. 3 Verlauf von Ausgangssignal und Mittelwert bei positivem Offset;

Fig. 4 Verlauf von Ausgangssignal und Mittelwert bei negativem Offset;

Fig. 5 Mittelwertbildner eines erfindungsgemäßen Geräts;

Fig. 6 Offsetwert-Generator eines erfindungsgemäßen Geräts;

In Fig. 1 sind erfindungswesentliche Elemente eines erfindungsgemäßen Geräts schematisch dargestellt. Ein optischer Aufzeichnungsträger 1, beispielsweise eine CD oder eine DVD, wird vom optischen Abtaster 2 mittels eines Abtaststrahls 3 abgetastet. Das vom Aufzeichnungsträger 1 reflektierte Licht wird auf bekannte Weise detektiert und in ein oder mehrere analoge elektrische Signale umgewandelt. Vereinfacht ist hier ein elektrisches Ausgangssignal HF angegeben, welches vom optischen Abtaster 2 an einen Analog- Digital-Wandler 4 weitergegeben wird. Das digitalisierte Ausgangssignal HF' wird einem Data-Slicer 5 zugeführt. An einem zweiten Eingang des Data-Slicers 5 liegt ein Mittelwert M an. Der Data-Slicer 5 gibt ein geformtes Ausgangssignal HF" ab, welches einen Wert "high" annimmt, wenn das digitalisierte Ausgangssignal NE' einen größeren Wert als der Mittelwert M annimmt, und welches einen Wert "low" einnimmt, wenn der Wert des digitalisierten Ausgangssignals HF' kleiner als der Mittelwert M ist.

Das geformte Ausgangssignal HF", welches auch als binäres Signal oder Rechteck-Signal bezeichnet wird, wird zum einen an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit weitergegeben, welche daraus die auf dem optischen Aufzeichnungsträger 1 kodiert aufgezeichneten Daten zurückgewinnt. Zum anderen wird gemäß einer Variante das geformte Ausgangssignal HF" einem Mittelwertbildner 6 zugeführt. Dies ist gestrichelt dargestellt. Das Eingangssignal des Mittelwertbildners 6 ist aber vorzugsweise das digitalisierte Ausgangssignal HF'. Gemäß einer Variante der Erfindung ist hier aber auch die Verwendung des geformten Ausgangssignals HF" möglich. Der Mittelwertbildner 6 bildet einen zeitlichen Mittelwert M seines Eingangssignals. Der Mittelwert M wird zum einen dem Data-Slicer 5 zugeführt, zum anderen einem Vergleicher 7.

Dem Vergleicher 7 wird als Vergleichswert ein Schwellwert S zugeführt, der von einer Einheit 8 abgegeben wird. Die Einheit 8 ist als Speicher ausgebildet, der einen oder mehrere Schwellwerte 5 an den Vergleicher 7 weitergibt. Je nachdem, in welchem der von dem einen bzw. den mehreren Schwellwerten S definierten Wertebereiche der Mittelwert M liegt, gibt der Vergleicher 7 ein Auslösesignal A an einen Zeitkonstanten-Generator 9 ab. Dieser gibt in Abhängigkeit vom Auslösesignal A dem Mittelwertbildner 6 eine Zeitkonstante T vor.

Das digitalisierte Ausgangssignal HF' wird weiterhin einer Extrapolationseinheit 10 zugeführt, die aus diesem Signal die wahrscheinliche Lage eines Nulldurchgangs des Signals sowie den Wert des digitalen Ausgangssignals HF' an diesem Nulldurchgang bestimmt. Dieser Wert HFN wird einem Vergleicher 11 zugeführt. Die Extrapolationseinheit 10 führt beispielsweise eine lineare oder höhere Extrapolation der einzelnen digitalisierten Werte des digitalisierten Ausgangssignal HF' durch und bestimmt einen Wendepunkt des so digitalisierten Signals. Dieser sollte in etwa dem Nulldurchgangspunkt entsprechen. Eine andere Möglichkeit, den wahrscheinlichen Nulldurchgangspunkt zu bestimmen, liegt darin, einen sogenannten Maximum-Likelihood-Detektor zu verwenden. Derartige Detektoren sind dem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht näher beschrieben.

Der Vergleicher 11 vergleicht den Wert HFN des Ausgangssignals am Nulldurchgang mit dem Mittelwert M und gibt ein Auslösesignal A' ab, wenn eine Abweichung vorliegt. Das Auslösesignal A' wird einer Wiederholungs-Prüfungs- Einheit 12 zugeführt, welche zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Auslösesignale A' dahingehend bewertet, ob sie gleiches Vorzeichen haben oder nicht. Haben sie gleiches Vorzeichen, sind sie also konsistent, so gibt die Wiederholungs-Prüfungs-Einheit 12 ein Auslösesignal A" an einen Offsetwert-Generator 13 ab. Dieser generiert aus dem Auslösesignal A" einen Offsetwert OF, der dem Mittelwertbildner 6 zugeführt wird.

Der Mittelwertbildner 6 bildet den Mittelwert M in Abhängigkeit der Parameter Zeitkonstante T und Offsetwert OF, die ihm von der Steuereinheit 14, die die zuvor beschriebenen Elemente 7 bis 13 aufweist, zugeführt werden. In Abhängigkeit von der Zeitkonstante T reagiert der Mittelwertbildner 6 mehr oder weniger träge auf Änderungen in seinem Eingangssignal HF". In Abhängigkeit vom Offsetwert OF wird der zunächst bestimmte Mittelwert noch um den Offsetwert korrigiert, bevor er als Mittelwert M ausgegeben wird. Der aus den Elementen 7 bis 9 gebildete Zweig und der aus den Elementen 10 bis 13 gebildete Zweig der Steuereinheit 14 stellt auch unabhängig vom jeweils anderen Zweig eine erfindungsgemäße Lösung dar. Beide Lösungen sind hier in Kombination abgebildet.

Fig. 2 zeigt schematisch den Verlauf von Ausgangssignal HF und Mittelwert M. Dabei ist auf der waagerechten Achse die Zeit t aufgetragen, während auf der senkrechten Achse die Amplitude der jeweiligen Signale aufgetragen ist. Im rechten Teil der Fig. 2 ist das hochfrequente Ausgangssignal HF angedeutet. Es handelt sich hierbei nicht um eine maßstäbliche Abbildung. Im größten Teil der Fig. 2 ist nur die obere Einhüllende EHF des Ausgangssignals HF gezeichnet. Man erkennt, daß der Mittelwert M etwa auf halber Höhe der oberen Einhüllenden EHF liegt. Im äußerst linken und im äußerst rechten Teil der Fig. 2 liegt der Mittelwert M oberhalb eines ersten Schwellwerts S1. In diesem Bereich werden Daten problemlos aus dem geformten Ausgangssignal HF" detektiert. In diesem Bereich wird der Mittelwertbildner 6 mit einer Zeitkonstante T1 betrieben. Sinkt die Einhüllende EHF ab, so nimmt auch der Mittelwert M ab. Liegt der Mittelwert M zwischen dem ersten Schwellwert S1 und einem zweiten Schwellwert S2, so wird der Mittelwertbildner 6 mit einer kleineren Zeitkonstante T2 betrieben. Entsprechendes gilt für die Wertebereiche zwischen zweitem Schwellwert S2 und drittem Schwellwert S3 beziehungsweise unterhalb S3 für die Zeitkonstanten T3 und T4. Am Ende der Störung, beispielsweise des Fingerprints oder anderer Verschmutzungen der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, nimmt der Mittelwert des Ausgangssignals HF wieder zu. Aufgrund der kleinen Zeitkonstante T4, T3 bzw. T2, also der geringen Trägheit des Mittelwertbildners 6, folgt der Mittelwert M nahezu verzögerungsfrei dem Anstieg des tatsächlich vorliegenden Mittelwerts. Im Bereich dieses Anstiegs ist es nun bereits möglich, erste Daten korrekt zu lesen, da die Fehlerrate so gering ist, daß die Fehlerkorrektur der nicht dargestellten Auswerteeinheit die noch auftretenden Fehler kompensieren kann. Das Wiederaufnehmen der Datenreproduktion erfolgt mit einem erfindungsgemäßen Gerät bereits zu einem früheren Zeitpunkt als mit einem Gerät gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 3 zeigt den Verlauf von Ausgangssignal HF und Mittelwert M in gegenüber Fig. 2 starker zeitlicher Dehnung. Der Mittelwert M ist der Einfachheit halber als im dargestellten Ausschnitt konstant eingezeichnet. Der tatsächliche Mittelwert M' des Ausgangssignals HF ist gestrichelt eingezeichnet. Die einzelnen Werte des digitalisierten Ausgangssignals HF' sind als Punkte eingezeichnet, das analoge Ausgangssignal HF als durchgezogene Linie. Man erkennt, daß etwa drei bis vier Abtaststützstellen des digitalisierten Ausgangssignals HF' pro dargestellter Halbwelle des Ausgangssignals HF vorliegen. Es ist hier eine der kürzesten im Ausgangssignal HF vorkommenden Halbwellen angegeben, ein sogenanntes 3-T- Signal. In der Realität treten auch längere Halbwellen auf, für die dann entsprechend mehr Stützstellen vorhanden sind. Im Schnitt liegt also pro 1T des Takts, mit dem Datenmarkierungen auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet sind, etwa eine Stützstelle des digitalisierten Ausgangssignals HF'. Die längeren Halbwellen weichen dabei in der Realität stärker als die dargestellten von einer sinus-ähnlichen Form ab, sie weisen einen längeren, abgeflachten Bereich zwischen den für alle Längen etwa ähnlich verlaufenden steigenden und fallenden Flanken auf. Mittels der Extrapolationseinheit 10 wird der Zeitpunkt t1, t2, t3 eines Nulldurchgangs bzw. der wahrscheinlichste Zeitpunkt dafür bestimmt. Die Differenz D(t1) zwischen Mittelwert M und dem Wert HF(t1) des Ausgangssignals HF am Zeitpunkt t1 des Nulldurchgangs wird bestimmt und als Auslösesignal A' der Wiederholungs-Prüfungs-Einheit 12 zugeführt. Diese prüft, ob auch die nächste entsprechend gebildete Differenz D(t2) gleiches Vorzeichen wie die Differenz D(t1) hat. Ist dies der Fall, so liegt ein Offset des Mittelwerts M bezüglich des tatsächlichen Mittelwerts M' vor. Als Auslösesignal A" werden beispielsweise die Differenzen D(t1) und D(t2) dem Offsetwert-Generator 13 zugeführt, der daraus beispielsweise einen Mittelwert bildet und als Offsetwert OF dem Mittelwertbildner zuführt. Mit der nächsten Differenz D(t3) beginnt die nächste, von der Wiederholungs-Prüfungs-Einheit 12 zu prüfende Zweiergruppe.

Fig. 4 zeigt den Verlauf von Ausgangssignal HF, Mittelwert M und tatsächlichen Mittelwert M' entsprechend Fig. 3, aber mit umgekehrtem Offset OF. Die Differenzen D(t4) und D(t5) zu den Zeitpunkten t4 und t5 der Nulldurchgänge sind hier jeweils negativ. Der Offsetwert OF wird somit mit umgekehrtem Vorzeichen gebildet.

Fig. 5 zeigt einen Mittelwertbildner 6 eines erfindungsgemäßen Geräts. Das Ausgangssignal HF passiert den Analog-Digital-Wandler 4 und wird einem Integrator 15 zugeführt. Diesem wird als Parameter ein der Zeitkonstante Tx entsprechender Faktor TIx zugeführt. Kurze Zeitkonstante Tx bedeutet, daß der Integrator schnell reagiert, große Zeitkonstante Tx bedeutet, daß er träge reagiert.

Dementsprechend nimmt TIx bei großer Zeitkonstante einen kleinen, bei kleiner Zeitkonstante einen großen Wert an. Das Ausgangssignal des Integrators 15 ist das integrierte Ausgangssignal HFI, welches einem Tiefpaßfilter 16 zugeführt wird. Dessen Ausgangssignal, der Mittelwert M, wird der Steuereinheit 14, die hier teilweise dargestellt ist, zugeführt, sowie einem Addierer 17, an dessen anderem Eingang der Offsetwert OF anliegt, und dessen Ausgangssignal der korrigierte Mittelwert M" ist.

Der Integrator 15 weist drei Register RI1, RI2, RI3, drei Addierer AI1, AI2, AI3, einen Multiplizierer MI1 und einen Negierer NI1 auf. Der Integrator 15 führt die Integration des digitalisierten Ausgangssignals HF' mittels einer numerischen Methode, der sogenannten Trapezmethode, durch. Dabei gilt für den Wert Y(n), dem im Register RI3 gespeicherten Wert: Y(n) = Y(n-1) + TIx*(U(n) + U(n-1)). Dabei ist Y(n-1) der vorhergehend im Register RI3 gespeicherte Wert, der im Addierer AI3 zum Ausgangswert des Multiplizierers MI1 addiert wird. Dessen Faktoren sind zum einen der Faktor TIx sowie die Summe U(n) und U(n-1) der Werte der Register RI1 und RI2. Der Inhalt des Registers RI3 wird vom Negierer NI1 negiert und dem Addierer AI1 zugeführt, an dessen anderem Eingang das digitalisierte Ausgangssignal HF' anliegt. Über die Variation des Faktors TIx wird die Trägheit beziehungsweise die Reaktionsschnelle des Integrators 15 verändert.

Aufgrund der unterschiedlichen Längen der Datenmarkierungen, die von 3T bis 14T reichen, und somit unterschiedlich langer Halbwellen des Ausgangssignals HF, treten unterschiedlich lange Integrationszeiten für aufeinanderfolgende positive beziehungsweise negative Werte des Ausgangssignals HF auf. Daher entstehen Fluktuationen im integrierten Signal HFI, die vom Tiefpaßfilter 16 ausgeglättet werden. Der Fehler im Mittelwert M und damit im Ausgangswert des Data-Slicers 5 wird somit reduziert. Das Tiefpaßfilter 16 weist einen Teiler TT1 auf, der sein Eingangssignal durch acht teilt, neun Register RT1 bis RT9, von denen acht in Reihe geschaltet sind, einen Negierer NT1 und zwei Addierer AT1, AT2.

Von der Steuereinheit 14 ist im rechten Teil der Vergleicher 7 eingezeichnet, der drei Vergleicher 71, 72, 73 und zwei Und-Glieder A1, A2 aufweist. Im ersten Vergleicher 71 wird der Mittelwert M mit dem ersten Schwellwert S1 verglichen. Liegt der Mittelwert oberhalb des Schwellwerts 51, so wird ein Signal an ein Und-Glied A3 abgegeben, andernfalls an das Und-Glied A1. Im Vergleicher 72 wird der Mittelwert M mit dem zweiten Schwellwert S2 verglichen, liegt er oberhalb wird ein Signal an das Und-Glied A1 abgegeben, andernfalls an das Und-Glied A2. Im dritten Vergleicher 73 wird der Mittelwert M mit dem dritten Schwellwert S3 verglichen, liegt er oberhalb, so wird ein Signal an das Und-Glied A2 abgegeben, andernfalls an ein Und-Glied A6. Die Vergleicher 71 bis 73 entnehmen die Schwellwerte S1 bis S3 einer Einheit 8. Das Ausgangssignal des Und-Glieds A1 wird einem Und-Glied A4, dasjenige des Und-Glieds A2 einem Und-Glied A5 zugeführt. Die Und-Glieder A3 bis AG sind Teile des Zeitkonstanten-Generators 9, dem weiterhin ein Oder-Glied O1 und vier Speicherelemente M1 bis M4 zugeordnet sind. In den Speicherelementen M1 bis M4 sind die Faktoren TI1, TI2, TI3 und TI4 gespeichert. Je nachdem, in welchem Wertebereich sich der Mittelwert M befindet, öffnet eines der Und-Glieder A3 bis A6 und der entsprechende Faktor TIx wird über das Oder-Glied O1 dem Integrator 15 zugeführt.

Fig. 6 zeigt einen Offsetwert-Generator 13 sowie mit diesem in Zusammenhang stehende Gruppen eines erfindungsgemäßen Geräts. Der Offsetwert-Generator 13 gibt den Offsetwert OF an den Addierer 17 der Fig. 5 ab. Eingangssignal des Offsetwert-Generators 13 ist das Auslösesignal A", welches von der Wiederholungs-Prüfungs-Einheit 12 abgegeben wird. Weiteres Eingangssignal des Offsetwert-Generators 13 ist ein Signal NN, welches einen negativen Nulldurchgang anzeigt. Das Signal NN wird von der Extrapolationseinheit 10 abgegeben, wenn ein negativer extrapolierter Nulldurchgang vorliegt, also eine fallende Flanke. Bei einem positiven Nulldurchgang, einer steigenden Flanke, gibt die Extrapolationseinheit 10 ein Signal NP ab. Die Signale NP beziehungsweise NN geben Und-Glieder A7, A8 frei, über die der Wert HFN des Ausgangssignals am Nulldurchgang in ein Register R1 beziehungsweise R2 eingeschrieben wird. Das Vorhandensein zweier Register R1, R2 ermöglicht es später der Wiederholungs-Prüfungs-Einheit 12 festzustellen, ob zwei aufeinanderfolgende Werte gleiches Vorzeichen haben.

Insofern können die Register R1, R2 und die Und-Glieder A7, A8 bereits als zumindest teilweise zur Wiederholungs- Prüfungs-Einheit 12 zugeordnete Elemente angesehen werden. Die Ausgangssignale der Register R1, R2 werden Vergleicherelementen 111, 112 des Vergleichers 11 zugeführt. Im Vergleicher 111, 112 wird das jeweils anliegende Eingangssignal, das dem Wert HFN des Ausgangssignals am Nulldurchgang entspricht, mit dem Mittelwert M verglichen. Ist der Wert HFN größer als der Mittelwert M, so wird ein Ausgang Y gesetzt, andernfalls ein Ausgang N. Die Ausgänge der Vergleicherelemente 111, 112 sind mit Und-Gliedern A9, A10 der Wiederholungs-Prüfungs-Einheit 12 derart verbunden, daß das Und-Glied A9 gesetzt wird, wenn der Y-Ausgang beider Vergleichselemente 111, 112 gesetzt ist und der Ausgang des Und-Glieds 10 gesetzt wird, wenn die N-Ausgänge beider Vergleichselemente 111, 112 gesetzt sind. Der Ausgang des Und-Glieds 10 und der Ausgang des Und-Glieds 9 werden einem Kombinierer 18 zugeführt, der beispielsweise ein Zwei-Bit- Auslösesignal A" abgibt, dessen erstes Bit dem Zustand des Und-Glieds A9 und dessen zweites Bit dem Zustand des Und- Glieds A10 entspricht. Im Offsetwert-Generator 13 gibt ein Multiplexer 19 einen positiven Wert, hier +1, aus, wenn A" den binären Wert '10' annimmt, er gibt einen negativen Wert, hier -1, aus, wenn A" den binären Wert '01' annimmt. Der Ausgangswert des Multiplexers 19 wird einem Und-Glied A11 zugeführt, welches dann freigegeben wird, wenn zum einen ein Signal NN anliegt, und zum anderen ein Enable-Signal EN. Der Ausgangswert des Multiplexers 19 wird in diesem Fall über ein weiteres Oder-Glied O2 einem Addierer 20 zugeführt. Am anderen Eingang des Addierers 20 liegt der Offsetwert OF an, der, je nach Ausgangssignal des Multiplexers 19, erhöht, erniedrigt oder konstantgehalten und in ein Register R3 abgelegt wird.

Der Offsetwert OF wird weiterhin einem Vergleicher 21 zugeführt, der den Offsetwert OF mit einem oberen zulässigen Offsetwert OFU eines Registers R4 und einem unteren zulässigen Offsetwert OFL eines Registers R5 vergleicht. Liegt der Offsetwert OF zwischen oberem und unterem zulässigen Offsetwert OFU, OFL, so wird das Enable-Signal EN gesetzt, andernfalls ist es Null. Auf diese Weise wird verhindert, daß ein zu großer Offsetwert OF gebildet wird. Die oberen und unteren Grenzwerte OFU und OFL sind so gewählt, daß üblicherweise vorkommende, sinnvolle Offsetwerte zulässig sind, während andere, üblicherweise auf einer Fehlfunktion beruhende Offsetwerte nicht angenommen werden. In einem solchen Fall gibt das Enable-Signal das Und-Glied A12 frei, welches dann bei Vorliegen des Signals NN einen standardmäßigen Offsetwert OFO aus einem Register R6 abgibt. Gleichzeitig wird dafür gesorgt, was hier nicht dargestellt ist, daß das Register R3 zurückgesetzt wird, bevor die Addition im Addierer 20 durchgeführt wird, sodaß tatsächlich der standardmäßige Offsetwert OFO beim nächsten Takt ins Register R3 eingeschrieben wird. Üblicherweise werden mehrere Taktzyklen benötigt, bis der Offsetwert OF soweit korrigiert ist, daß er konstant bleibt. Je nach gewünschter Einstellgeschwindigkeit, können die Werte, die der Multiplexer 19 abgibt, größer oder kleiner gestuft gewählt werden.

Claims (13)

1. Gerät zum Lesen und/oder Schreiben optischer Aufzeichnungsträger (1) aufweisend einen optischen Abtaster (2) zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers (1) mittels eines Lichtstrahls (3) und zum Erzeugen von Abtastsignalen (HF) aus dem reflektierten Strahl (3), einen Data-Slicer (5) zum Umwandeln eines vom optischen Abtaster (2) abgegebenen Abtastsignals (HF) in ein binäres Signal (HF"), einen Mittelwertbildner (6) zum Bilden eines Mittelwerts (M) aus dem Abtastsignal (HF, HF") als Eingangssignal des Data-Slicers (5) und eine Steuereinheit (14) zum Ändern eines Parameters (T, OF) des Mittelwertbildners (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (14) eine Einheit (8, 10) zum Abgeben eines Vergleichswerts (S, HFN) und einen Vergleicher (7, 11) zum Vergleichen des Mittelwerts (M) mit diesem Vergleichswert (S, HFN) aufweist und bei Überschreiten oder Unterschreiten eine Änderung des Parameters (T, OF) auslöst.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichswert ein Schwellwert (S) fest vorgegeben ist und als Parameter eine Zeitkonstante (T) des Mittelwertbildners (6) geändert wird.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit zum Abgeben eines Vergleichswerts eine Extrapolationseinheit (11) zum Bestimmen eines extrapolierten Nulldurchgangs (t1 - t5) des Abtastsignals (HF) ist und als Vergleichswert den Wert (HFN) des Abtastsignals am extrapolierten Nulldurchgang (t1 - t5) abgibt und der Vergleicher (11) eine Änderung eines Offsetwerts (OF) für den Mittelwertbildner (6) auslöst, wenn eine Differenz zwischen Vergleichswert (HFN) und Mittelwert (M) vorliegt.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergleicher (7, 11) eine Wiederholungs-Prüfungs-Einheit (12) nachgeordnet ist, die nur bei mehrfach aufeinanderfolgenden gleichgerichteten Eingangssignalen (A, A') ein entsprechendes Ausgangssignal (A") abgibt.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem optischen Abtaster (2) ein Analog-Digital-Wandler (4) nachgeordnet ist.

6. Verfahren zum Bilden eines Mittelwerts (M) für einen Data-Slicer (5) eines Geräts zum Lesen lauflängen­ kodierter Daten, aufweisend die folgenden Schritte:

• - Integrieren eines Eingangssignals (HF') mit einer bestimmten Zeitkonstante (Tx, TIx)
• - Tiefpaßfiltern des integrierten Eingangssignals (HFI)
• - Prüfen des tiefpaßgefilterten Signals (M) anhand eines Schwellwerts (S1, S2, S3)
• - Ändern der Zeitkonstante (T, Tx, TIx) bei Über- oder Unterschreiten des Schwellwerts (S1, S2, S3)
• - Ausgeben des tiefpaßgefilterten Signals als Mittelwert (M)

7. Verfahren nach Anspruch 6 gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt:

• - Prüfen anhand mehrerer Schwellwerte (S1, S2, S3) und Verwenden unterschiedlicher Zeitkonstanten (Tx, TIx) für unterschiedliche, durch einen Schwellwert (S1; S3) beziehungsweise zwei benachbarte Schwellwerte (S1, S2; S2, S3) definierte Wertebereiche.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittelwert (M) statt des tiefpaß­ gefilterten Signals ein korrigiertes tiefpaßgefiltertes Signal ausgegeben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur das tiefpaßgefilterte Signal (M) und ein Offsetwert (OF) addiert werden.

10. Verfahren zum Bilden eines Mittelwerts (M) für einen Data-Slicer (5) eines Geräts zum Lesen lauflängen­ kodierter Daten, aufweisend die folgenden Schritte:

• - Bestimmen eines wahrscheinlichen Nulldurchgangs (t1 - t5) eines Ausgangssignals (HF, HF')
• - Bestimmen des Werts (HFN) des Ausgangssignals am wahrscheinlichen Nulldurchgang (t1 - t5)
• - Vergleichen dieses Werts (HFN) mit dem Mittelwert (M)
• - Erhöhen des Mittelwerts (M), wenn der Vergleich eine positive Abweichung ergibt
• - Vermindern des Mittelwerts (M), wenn der Vergleich eine negative Abweichung ergibt
• - Beibehalten des Mittelwerts (M), wenn keine Abweichung auftritt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte des Ausgangssignals (HF, HF') für zumindest zwei aufeinanderfolgende Nulldurchgänge (t1 - t5) mit dem Mittelwert (M) verglichen werden und nur dann eine Änderung des Mittelwerts (M) vorgenommen wird, wenn eine Mindestanzahl der Vergleichswerte (D(t1)) gleiches Vorzeichen haben.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung als Offsetwert (OF) gemäß Anspruch 9 genutzt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal (HF) zunächst analog-digital-gewandelt und die Folgeschritte auf digitaler Basis ausgeführt werden.