JP2007066413A - ウォブル信号再生装置、および、ウォブル信号再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易に信頼性のあるウォブル信号を得る。
【解決手段】光ディスクのトラックに形成されたウォブルに対応したウォブル信号を再生するウォブル信号再生部１６は、ウォブリングしたトラック上に光ビームを走査させて検出された検出ウォブル信号の振幅変化を検出する振幅変化検出部４０と、検出された振幅変化と検出ウォブル信号とに基づいて当該検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号を推定するクロストーク信号推定部４２と、推定されたクロストーク信号を検出ウォブル信号から除去して真のウォブル信号を生成するウォブル信号生成部４４と、を備える。検出ウォブル信号の振幅変化は、ウォブル信号とクロストーク信号との位相差を反映しているため、このウォブル信号再生部１６の構成により、検出ウォブル信号に基づくクロストーク信号の推定、ウォブル信号の生成が可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、光ディスクのトラックに形成されたウォブルに対応したウォブル信号を再生するウォブル信号再生装置、および、ウォブル信号再生方法に関する。

従来から、大容量データが記録可能な光ディスクが広く流通している。光ディスク装置は、光ディスクの透明基板上に形成された情報記録層にレーザ光を集光することにより、情報の記録再生を行っている。光ディスクの情報記録層には、物理的な凹部あるいは凸部でなるトラックが形成されており、このトラックに沿って情報の記録再生が行われる。

光ディスクの中には、トラックを光ディスクの径方向に小さく蛇行（ウォブル）させたものがある。かかる光ディスクにおいては、このトラックのウォブルの波形（ウォブル波形）をウォブル信号として取得し、得られたウォブル信号に基づいてアドレスや記録クロックの特定等を行っている。

ここで、ウォブル信号は、トラックに沿ってレーザ光を走査し、その際、得られる反射光の変化に基づいて再生される。ここで、レーザ光走査で検出される検出ウォブル信号には、隣接トラックのウォブル信号成分、いわゆる、クロストーク成分が含まれることがある。特に、近年では、記憶容量増加の要望が強く、トラックピッチをより狭くする傾向にある。そして、トラックピッチの縮小に伴い、クロストーク成分の影響も大きくなっている。かかるクロストーク成分は、ウォブル信号のジッタ値増加やアドレス変調部分の波形乱れの原因となり、ひいては、アドレスエラー増加等の原因となっている。

そこで、従来から検出ウォブル信号からクロストーク成分を除去し、信頼性の高いウォブル信号を得る技術が多数提案されている。例えば、特許文献１，２には、メインビームで検出される検出ウォブル信号に含まれるクロストーク成分をサブビームによって検出される信号に基づいて除去する技術が提案されている。また、特許文献３，４には、隣接トラックの検出信号に基づいてクロストーク成分を除去する技術が開示されている。

特開２００１−０３４９７７号公報 特開２００１−１３４９４５号公報 特開２００２−３４２９３８号公報 特開２００３−１９６８４０号公報

しかし、この特許文献１から４は、いずれも、本来取得したいウォブル信号とは別の信号を再生する必要がある。そのため、信号処理構成や装置の機械的構成が複雑になるという問題があった。

そこで、本発明では、信頼性のあるウォブル信号をより簡易に再生でき得るウォブル信号再生装置およびウォブル信号再生方法を提供することを目的とする。

本発明のウォブル信号再生装置は、光ディスクのトラックに形成されたウォブルに対応したウォブル信号を再生するウォブル信号再生装置であって、ウォブリングしたトラック上に光ビームを走査させて検出ウォブル信号を検出する検出手段と、検出ウォブル信号の振幅変化を検出する振幅変化検出手段と、検出された振幅変化と検出ウォブル信号とに基づいて、当該検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号を推定するクロストーク信号推定手段と、推定されたクロストーク信号を検出ウォブル信号から除去して真のウォブル信号を生成するウォブル信号生成手段と、を備えることを特徴とする。

好適な態様では、クロストーク信号推定手段は、振幅変化を、検出ウォブル信号とクロストーク信号との位相差の算出基準とする。クロストーク信号推定手段は、振幅変化および検出ウォブル信号を入力とするＰＬＬ回路であることが望ましい。

他の好適な態様では、クロストーク信号推定手段は、検出ウォブル信号の最大振幅値および最小振幅値の差に基づいてクロストーク信号の振幅を決定することも望ましい。より具体的には、クロストーク信号推定手段は、検出ウォブル信号の最大振幅値および最小振幅値の差の半分をクロストーク信号の振幅としてクロストーク信号を推定することが望ましい。

他の好適な態様では、クロストーク信号推定手段は、当該検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号を推定するとともに当該クロストーク信号と逆位相の逆位相信号を生成し、ウォブル信号生成手段は、生成された逆位相信号と検出ウォブル信号とを加算することにより真のウォブル信号を生成する。

他の本発明であるウォブル信号再生方法は、光ディスクのトラックに形成されたウォブルに対応したウォブル信号を再生するウォブル信号再生方法であって、ウォブリングしたトラック上に光ビームを走査させて検出ウォブル信号を検出する再生ステップと、検出ウォブル信号の振幅変化を検出する振幅変化検出ステップと、検出された振幅変化と検出ウォブル信号とに基づいて、当該検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号を推定するクロストーク信号推定ステップと、推定されたクロストーク信号を検出ウォブル信号から除去して真のウォブル信号を生成するウォブル信号生成ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ウォブリングしたトラック上に光ビームを走査させて得られた検出ウォブル信号に基づいてクロストーク信号の推定を行っている。そのため、クロストーク信号検出専用の光源や走査ステップを設ける必要がなく、より簡易に信頼性のあるウォブル信号を再生できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である光ディスクドライブ１２の構成を示すブロック図である。トラックにウォブルが形成された光ディスク１０は、図示しないスピンドルモータにより回転駆動される。ピックアップ１３（ＰＵ）は、光ディスク１０に対向配置され、光ディスク１０の表面にレーザ光を照射する単一のレーザダイオード（ＬＤ）を含む。レーザダイオードは、レーザダイオード駆動回路２２（ＬＤＤ）により駆動され、データを記録する際には記録パワーのレーザ光、再生時には再生パワーのレーザ光をそれぞれ照射する。また、ピックアップ１３は光ディスク１０から反射したレーザ光を電気信号に変換するフォトディテクタを有し、変換後の信号を信号処理部１４へと出力する。なお、このフォトディテクタの受光領域は、後述するように、複数に分割されている。

信号処理部１４には、ＲＦ信号再生部１８およびウォブル信号再生部１６が設けられている。ＲＦ信号再生部１８は、ピックアップ１３からの信号に基づいて再生ＲＦ信号を生成する。再生ＲＦ信号は、２値化された後、デコーダ２０に出力される。デコーダ２０は、入力された２値化信号を復調してコントローラ２１に出力する。復調は、図示しないＰＬＬ回路で２値化信号から同期クロック信号を生成することで実行される。コントローラ２１に出力された復調データは図示しないコンピュータ等の上位装置に出力される。

ウォブル信号再生部１６は、ピックアップ１３からの信号に基づいてウォブル信号を再生する。このウォブル信号再生の流れについては、後に詳説する。再生されたウォブル信号は、２値化された後、デコーダ２０へと出力される。デコーダ２０は、このウォブル信号に基づいて、光ディスク１０上の位置を示すアドレス情報の復調や、記録クロックの特定等を行う。

コントローラ２１は、ＲＦ信号再生部１８やウォブル信号再生部１６等の各部の動作を制御する。データ記録時には、上位装置から供給された記録データを符号化してＬＤＤを駆動し、設定された記録ストラテジでパワー変調しデータを記録する。

サーボ制御部２４は、スピンドルモータの回転制御、ピックアップ１３の光ディスク１０の径方向への移動制御、ピックアップ１３内部に設けられた対物レンズのトラッキング方向やフォーカス方向への制御等を行う。これらの制御は、信号処理部１４で算出されたトラッキングエラーやフォーカシングエラー等に応じて行われる。

図２は、ピックアップ１３から出力される信号の種類を示す図である。本実施形態において、ピックアップ１３に設けられたフォトディテクタ２６の受光領域は、径方向に２分割されている。そして、一方の受光領域２６ａからの出力を増幅回路２８で増幅した信号と、他方の受光領域２６ｂからの出力を増幅回路２８で増幅した信号とを加算回路３０で加算することにより和信号が生成される。この和信号は、ＲＦ信号再生部１８に出力される。ＲＦ信号再生部１８は、この和信号に基づいて再生ＲＦ信号を生成する。

また、一方の受光領域２６ａからの出力を増幅回路２８で増幅した信号から、他方の受光領域２６ｂからの出力を増幅回路２８で増幅した信号を減算回路３２で減算することにより差信号が生成される。この差信号は、ウォブル信号再生部１６に出力される。ウォブル信号再生部１６は、この差信号に基づいてウォブル信号を再生する。なお、ここで説明したフォトディテクタ２６の受光領域の分割態様は一例であり、当然、より多数に分割されていてもよい。

ここで、ウォブル信号再生部１６で再生されるウォブル信号について詳説する。図３は、トラックを上面から見た状態を示している。光ディスク１０のトラックは、半径方向に僅かに蛇行しており、これをウォブルと称する。このウォブルされたトラック３５ａに沿って、集光されたビームスポット３４を走査していくと、ウォブルの周波数は、トラッキングサーボ信号の帯域に比べて高い周波数であるため、ビームスポット３４はトラック３５ａの中心をほぼ直進する。

このとき、和信号は殆ど変化せず、差信号のみがウォブルに合わせて変化する。以下では、この変化する差信号を、検出ウォブル信号と称する。この検出ウォブル信号は、本来、物理アドレス情報の検出や、記録クロックのリファレンス、スピンドルモータの回転周波数の調整等に利用される。しかし、近年、光ディスク１０の記憶容量増加に伴い、トラックピッチが狭くなり、検出ウォブル信号に、隣接トラック３５ｂのウォブル信号成分、いわゆる、クロストーク成分が含まれるという問題が生じている。

図４、図５は、クロストーク信号がウォブル検出信号に与える影響を説明する図である。図４において実線は、走査対象のトラック上に形成されたウォブルに対応したウォブル信号、換言すれば、クロストーク成分が混入しない状態のウォブル信号を示している。また、破線は、ウォブル信号に混入するクロストーク信号を示している。各トラックに形成されるウォブルの周波数は、僅かに相違している。そのため、図４に示すように、クロストーク信号とウォブル信号は周波数が相違しており、両信号の位相差は徐々に変化している。ピックアップ１３からの差信号として得られる検出ウォブル信号は、この両信号の合成となり、図５に示すような波形となる。図５から明らかなように、検出ウォブル信号は、本来のウォブル信号に比べ、その波形が大きく変化しており、かかる検出ウォブル信号からは、正確なアドレス情報やクロック信号を再生することはできない。

そのため、従来から、検出ウォブル信号から、このクロストーク成分を除去するための技術が多数提案されている。例えば、トラック中心を走査するメインビームの他に、トラックの径方向内側、外側をそれぞれ走査するサブビームを設ける技術がある。これは、サブビームで検出された信号に基づいて生成されたクロストーク信号を生成し、メインビームで検出された検出ウォブル信号から生成されたクロストーク信号を除去するというものである。この技術によれば、一度の走査で検出ウォブル信号およびクロストーク信号の両方を検出できる。しかし、この技術の場合、サブビーム検出用のフォトディテクタと、このフォトディテクタから出力される信号を処理してクロストーク信号を生成するための信号処理回路を設ける必要があり、１ビーム制御を採用している装置には容易に適用できない。

また、別の技術として、隣接トラックを走査して得られた信号に基づいてクロストーク信号を生成し、これを検出ウォブル信号から除去する技術もある。かかる技術によれば、サブビーム検出用のフォトディテクタやこのフォトディテクタから出力される信号を処理する信号処理回路を設ける必要はない。しかし、その一方で、一つのトラックのウォブル信号再生に、複数トラックの走査が必要となり、信号処理時間の増加や、信号処理構成の複雑化などの問題を招いていた。

そこで、本実施形態では、ウォブル信号再生部１６を、より簡易に信頼性のあるウォブル信号を再生でき得る構成としている。これについて図６を用いて説明する。図６は、ウォブル信号再生部１６のより詳細な構成を示すブロック図である。

ウォブル信号再生部１６は、検出ウォブル信号の振幅変化を検出する振幅変化検出部４０と、クロストーク信号を推定するとともに当該クロストーク信号と逆位相の逆位相信号を生成するクロストーク信号推定部４２と、検出ウォブル信号および生成されたクロストーク信号に基づいて本来のウォブル信号を生成するウォブル信号生成部４４と、に大別される。

振幅変化検出部４０には、ウォブル信号とクロストーク信号とが合成された検出ウォブル信号が入力される。入力された検出ウォブル信号は、ピーク検波回路４６およびボトム検波回路４８に入力される。ピーク検波回路４６では検出ウォブル信号のピーク値が、ボトム検波回路４８では検出ウォブル信号のボトム値がそれぞれ順次検出される。検出されたピーク値およびボトム値は、順次、振幅変化信号生成部５０に出力される。振幅変化信号生成部５０は、順次入力されるピーク値およびボトム値に基づいて、ピーク値から構成されるトップエンベロープ信号およびボトム値から構成されるボトムエンベロープ信号を生成する。さらに、生成された二種類のエンベロープ信号の差分から、検出ウォブル信号の振幅変化を示す振幅変化信号を生成する。図７は、この振幅変化検出部４０で生成されるエンベロープ信号および振幅変化信号を示す図である。図７において、上段は検出ウォブル信号およびエンベロープ信号を示しており、下段は振幅変化信号を示している。また、振幅変化信号の下側に図示した数字は、ウォブル信号とクロストーク信号との位相差を示している。

ここで、生成された振幅変化信号は、検出ウォブル信号の振幅を示すだけでなく、当該検出ウォブル信号に含まれる本来のウォブル信号とクロストーク信号との位相差の変化も示している。すなわち、既述したとおり、ウォブル信号とクロストーク信号の周波数は相違しており、両信号の位相差は順次変化している。この位相差の変化は、両信号を合成した検出ウォブル信号の振幅変化として現れる。より具体的には、ウォブル信号とクロストーク信号が同位相の場合、検出ウォブル信号の振幅は最大値をとる。一方、ウォブル信号とクロストーク信号が逆位相の場合、クロストーク信号とウォブル信号は互いに弱めあい、検出ウォブル信号の振幅は最小値となる。つまり、検出ウォブル信号の振幅変化を示す振幅変化信号は、ウォブル信号とクロストーク信号との位相差の変化を示す信号と言える。この位相差の変化を示す振幅変化信号は、振幅変化信号生成部５０で生成された後、クロストーク信号推定部４２へと出力される。

クロストーク信号推定部４２では、検出ウォブル信号および振幅変化信号に基づいて、当該検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号の逆位相信号を生成する。クロストーク信号推定部４２に入力された検出ウォブル信号は、２値化部５２において２値化される。２値化された２値化信号は、ＰＬＬ回路へと出力され、周波数検出がなされる。ＰＬＬ回路は、位相比較回路５４、電圧制御発信回路５８（ＶＣＯ）、および、位相比較回路５４からの出力信号に振幅変化信号を加算するための加算回路５６から構成される。位相比較回路５４の出力信号に振幅変化信号を加算することにより、ＰＬＬ出力信号は、振幅変化信号に応じて位相変化した波形となる。具体的には、ＰＬＬ出力信号は、振幅変化信号のピーク時には検出ウォブル信号に対して逆位相となり、その後、振幅変化信号がボトムに近づくにつれウォブル信号に対する位相差が小さくなり、振幅変化信号のボトム時には検出ウォブル信号に対して同位相となる。

図８は、振幅変化信号と検出ウォブル信号、および、ＰＬＬ出力信号の関係を示す図である。図８において上段は振幅変化信号を、中断は検出ウォブル信号を、下段はＰＬＬ出力信号を示している。

図８から明らかなように、振幅変化信号のピーク時には、ＰＬＬ出力信号は検出ウォブル信号に対して逆位相となる。また、振幅変化信号がボトムに近づくにつれ、ＰＬＬ出力信号の検出ウォブル信号に対する位相差が小さくなる。そして、振幅変化信号のボトム時には、ＰＬＬ出力信号は検出ウォブル信号に対して同位相となる。なお、検出ウォブル信号と本来のウォブル信号は、厳密には、クロストーク信号の影響により僅かに位相差が生じているが、その位相差は無視できる程度のものである。したがって、振幅変化信号が大きくなるにつれＰＬＬ出力信号のウォブル信号に対する位相差は大きくなり、逆に、振幅変化信号が小さくなるにつれＰＬＬ出力信号のウォブル信号に対する位相差は小さくなると言える。

一方、クロストーク信号のウォブル信号に対する位相差変化は、ＰＬＬ出力信号のそれとは全く逆である。すなわち、クロストーク信号のウォブル信号に対する位相差は小さくなるにつれ振幅変化信号が大きくなり、逆に、クロストーク信号のウォブル信号に対する位相差は大きくなるにつれ振幅変化信号が小さくなる。つまり、ウォブル信号に対するクロストーク信号の位相差変化は、ウォブル信号に対するＰＬＬ出力信号の位相差変化とは全く逆である。そして、ＰＬＬ出力信号は、クロストーク信号に対して逆位相の矩形波信号と言える。

この矩形波のＰＬＬ出力信号は、ローパスフィルタ６０（ＬＰＦ）により正弦波に変換される。そして、さらに、増幅回路６２でクロストーク信号と同じ振幅に増幅され、逆位相信号として、ウォブル信号生成部４４に出力される。ここで、この増幅回路６２での増幅量は、振幅変化信号に基づいて決定してもよいし、ウォブル信号のデコード結果に基づいて決定してもよい。振幅変化信号に基づいて増幅量を決定する場合は、逆位相信号の振幅値が、振幅変化信号の最大値と最小値との差Ｅｐｐの半分Ｅｐｐ／２になるように増幅量を決定し、後述する加算回路６４から出力されるウォブル信号の振幅が振幅変化信号の最大振幅値と最小振幅値の略中間振幅値となるようにする。なお、実際のクロストーク信号の振幅は、必ずしも一定ではなく微小に変動しているが、この変動量は無視でき得る程度に小さい。したがって、逆位相信号の振幅値を振幅変化信号に基づいて一律に決定しても問題ない。

ウォブル信号生成部４４は、具体的には、加算回路６４から構成される。この加算回路６４には、検出ウォブル信号と、クロストーク信号推定部４２で生成された逆位相信号が入力される。そして、加算回路６４は、この両信号を加算した信号をウォブル信号として出力する。すなわち、逆位相信号は、クロストーク信号と逆位相の信号である。かかる逆位相信号を、検出ウォブル信号に加算することで、当該検出ウォブル信号に混入していたクロストーク信号が相殺され、本来のウォブル信号が生成できる。生成されたウォブル信号は、２値化部６６で２値化された後、デコーダ２０部に出力されてアドレス情報の検出に用いられたり、記録クロック検出に用いられたりする。

以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、ピックアップ１３により検出された検出ウォブル信号（差信号）に基づいてクロストーク信号を推測し、検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号を除去している。したがって、クロストーク信号検出専用のフォトディテクタ（サブビーム用フォトディテクタ）やサブビーム用信号処理回路を設ける必要は無く、また、クロストーク信号検出専用の走査を行う必要もない。その結果、クロストーク成分を含まない本来のウォブル信号を簡易に得ることができ、ひいては、簡易に記録再生品質を向上できる。

なお、以上で説明したウォブル信号再生部１６の構成は、一例であり、適宜、変更されてもよい。例えば、本実施形態では、トップエンベロープ信号およびボトムエンベロープ信号の差から振幅変化信号を生成しているが、かかる振幅変化信号を生成せず、トップエンベロープ信号またはボトムエンベロープ信号を振幅変化信号としてそのまま利用してもよい。また、クロストーク信号の逆位相の信号を生成し、これを検出ウォブル信号に加算するのではなく、検出ウォブル信号および振幅変化信号に基づいてクロストーク信号を生成し、これをウォブル信号から減算する構成にしてもよい。

また、光ディスク１０の中には、途中で位相反転したウォブルが形成されたものもある。かかる位相反転型のウォブルであっても、本実施形態の手法をそのまま利用できる。すなわち、位相反転型のウォブルであっても、ウォブル信号とクロストーク信号との位相差は、検出ウォブル信号の振幅変化として現れる。かかる振幅変化および検出ウォブル信号からウォブル信号の位相を推定することにより、位相反転型のウォブルであっても、クロストーク信号またはクロストーク信号と逆位相の信号を生成することができる。

本発明の実施形態である光ディスクドライブの構成を示すブロック図である。 ピックアップから出力される信号の種類を示す図である。 光ディスクのトラックを上面から見た概略図である。 ウォブル信号とクロストーク信号を示す図である。 検出ウォブル信号を示す図である。 ウォブル信号再生部の構成を示すブロック図である。 エンベロープ信号および振幅変化信号を示す図である。 振幅変化信号、検出ウォブル信号、ＰＬＬ出力信号の関係を示す図である。

符号の説明

１０ 光ディスク、１２ 光ディスクドライブ、１３ ピックアップ、１４ 信号処理部、１６ ウォブル信号再生部、１８ ＲＦ信号再生部、２０ デコーダ、２１ コントローラ、２２ レーザダイオード駆動回路、２４ サーボ制御部、２６ フォトディテクタ、３４ ビームスポット、３５ トラック、４０ 振幅変化検出部、４２ クロストーク信号推定部、４４ ウォブル信号生成部。

Claims (7)

1. 光ディスクのトラックに形成されたウォブルに対応したウォブル信号を再生するウォブル信号再生装置であって、
   ウォブリングしたトラック上に光ビームを走査させて検出ウォブル信号を検出する検出手段と、
   検出ウォブル信号の振幅変化を検出する振幅変化検出手段と、
   検出された振幅変化と検出ウォブル信号とに基づいて、当該検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号を推定するクロストーク信号推定手段と、
   推定されたクロストーク信号を検出ウォブル信号から除去して真のウォブル信号を生成するウォブル信号生成手段と、
   を備えることを特徴とするウォブル信号再生装置。
2. 請求項１に記載のウォブル信号再生装置であって、
   クロストーク信号推定手段は、振幅変化を、検出ウォブル信号とクロストーク信号との位相差の算出基準とすることを特徴とするウォブル信号再生装置。
3. 請求項２に記載のウォブル信号再生装置であって、
   クロストーク信号推定手段は、振幅変化および検出ウォブル信号を入力とするＰＬＬ回路であることを特徴とするウォブル信号再生装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のウォブル信号再生装置であって、
   クロストーク信号推定手段は、検出ウォブル信号の最大振幅値および最小振幅値の差に基づいてクロストーク信号の振幅を決定することを特徴とするウォブル信号再生装置。
5. 請求項４に記載のウォブル信号再生装置であって、
   クロストーク信号推定手段は、検出ウォブル信号の最大振幅値および最小振幅値の差の半分をクロストーク信号の振幅としてクロストーク信号を推定することを特徴とするウォブル信号再生装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のウォブル信号再生装置であって、
   クロストーク信号推定手段は、当該検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号を推定するとともに当該クロストーク信号と逆位相の逆位相信号を生成し、
   ウォブル信号生成手段は、生成された逆位相信号と検出ウォブル信号とを加算することにより真のウォブル信号を生成することを特徴とするウォブル信号再生装置。
7. 光ディスクのトラックに形成されたウォブルに対応したウォブル信号を再生するウォブル信号再生方法であって、
   ウォブリングしたトラック上に光ビームを走査させて検出ウォブル信号を検出する再生ステップと、
   検出ウォブル信号の振幅変化を検出する振幅変化検出ステップと、
   検出された振幅変化と検出ウォブル信号とに基づいて、当該検出ウォブル信号に含まれるクロストーク信号を推定するクロストーク信号推定ステップと、
   推定されたクロストーク信号を検出ウォブル信号から除去して真のウォブル信号を生成するウォブル信号生成ステップと、
   を備えることを特徴とするウォブル信号再生方法。

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