JPH1092001A - 光学式ピックアップ - Google Patents

光学式ピックアップ

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JPH1092001A
JPH1092001A JP8243077A JP24307796A JPH1092001A JP H1092001 A JPH1092001 A JP H1092001A JP 8243077 A JP8243077 A JP 8243077A JP 24307796 A JP24307796 A JP 24307796A JP H1092001 A JPH1092001 A JP H1092001A
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light
diffracted
optical pickup
light receiving
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Aki Terajima
亜紀 寺嶋
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滋 高谷
Masufumi Asada
益史 浅田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光部の個数の削減及び小型化を図る。又、
対物レンズの位置ずれによる悪影響を抑制する。 【解決手段】 回折格子22を分割線により2つの領域
に分ける。各領域は、互いにパターン形状の異なる第
1、第2の回折格子パターンa,bを交互に組み合わせ
て構成する。これにより、フォトディテクター70の受
光面71,72において受光パターンを略対称とさせ
る。これにより、受光パターンの非対称性による受光量
の誤差による悪影響を少なく抑える。又、上記各領域に
よる各回折光のうち、略同一方向に回折する回折光を、
フォトディテクター70側に導く。このため、それぞれ
の回折光を受光する受光面71,72による受光位置を
近接配置させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムを用い
た光学式ピックアップに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、対物レンズ以外の光学部品を一体
化したホログラムレーザユニットの開発により、光学式
ピックアップの小型・薄型化が図れるようになってい
る。
【0003】このようなホログラムを用いた光学式ピッ
クアップとして、たとえば図11に示すようなものがあ
る。すなわち、レーザーダイオード1から出射された出
射ビームは、ホログラム光学素子2の下面側に形成され
ている回折格子3により、±1次光及び信号検出用の0
次光の3ビームに分けられてホログラム光学素子2の回
折格子4を経た後、対物レンズ5によってディスク6の
記録面に収束される。
【0004】そして、ディスク6の記録面からの戻り光
は、回折格子4によって回折されると、±1次の回折光
束が図12に示すフォトディテクタ7,8の検出面7
a,8aに導かれる。但し、フォトディテクタ7で受光
するビームは、集光前のものであり、フォトディテクタ
8で受光するビームは、集光後のものである。ここで、
フォーカスエラー信号FEは、各検出面8a、7a上の
ビームの大小関係によって検出される。 すなわち、 FE=(E1 +E2 +G)−(H1 +H2 +F)=0 である場合、フォーカスのとれたことが検出される。
【0005】ちなみに、対物レンズ5がディスク6の記
録面に近づきすぎている場合、たとえばフォトディテク
タ7側のビーム径がフォトディテクター8側のビーム径
に比べて小さくなる(この場合、FE<0)。逆に、対
物レンズ5がディスク6の記録面から遠すぎる場合に
は、フォトディテクタ7側のビーム径がフォトディテク
ター8側のビーム径に比べて大きくなることから(この
場合、FE>0)、図13に示すようなS字カーブのフ
ォーカス信号が得られる。そして、両フォトディテクタ
7,8の検出光量が等しくなるようにフォーカシングコ
イルが駆動され、フォーカスの引き込みが行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の第1例の構造においては、回折格子4による回折光
が、レーザダイオード1を挟んで左右に分かれてしま
う。このため、それぞれの回折光束を受光するために、
2個のフォトディテクタ7,8が必要となる。仮にフォ
トディテクターを一個としても、フォトディテクタの面
積をかなり大きくする必要がある。このため、フォトデ
ィテクタの小型化を図る上で妨げとなっている。
【0007】フォトディテクタが、小型で単一のもので
済むようにするためには、図14のような構成が考えら
れる。すなわち、回析格子4を2つの領域に分割し、そ
れぞれの領域に、単一の回折格子パターンを形成してい
る。そして、それぞれの領域による回折光のうち、同一
方向に進むそれぞれの回折光を検出自在としている。こ
の従来の第2例の構造の場合、上記各領域を分割する分
割線はトラックに平行とするとともに、各領域における
回折格子パターンは単一としている。このように構成す
ることにより、上記フォトディテクタを単一で小型にで
きる。
【0008】このような構造における、フォトディテク
タ7の検出面上のビームは、図15に示すとおりであ
る。この図15において、フォーカスエラー信号FE
は、 FE=(E1+E2+G)−(H1+H2+F)=0 となる。
【0009】ところで、上述の構成においては、ディス
ク上のピットによる回折パターンは、図16に示すよう
に現れる。この図16に斜格子で示すように、暗い領域
が出現する。これは、目標トラックの左右のトラックに
よる回折光に起因して生じる。このように、上記H1、
H2、Gの光量が低下した場合、必ずしも (H1における低下量)+(H2における低下量)=(G
における低下量) とはならないため、上記FEは、0からずれてしまう。
言い換えれば、目標とするトラックに隣接するトラック
による回折光如何によって、フォーカスエラー信号の検
出が正確に行われない場合がある。
【0010】上述のような、目標トラックの左右のトラ
ックによる回折光に起因する不都合を解消するために
は、例えば図17に示す構成が考えられる。この図17
に示した従来の第3例の構造は、上述した従来の第2例
の構造と同様、回折格子4を2つの領域に分割してい
る。但し、本構造の場合、各領域に分割する分割線を、
上記従来の第二例の構造とは異なり、トラックに垂直な
方向としている。このような構造の場合、フォトディテ
クタ7の検出面上のビームは、図18に示すとおりであ
る。この図18において、フォーカスエラー信号FE
は、 FE=(E+G)−(H+F)=0 となる。そして、ディスク上のピットによる回折パター
ンは、例えば図19に示すように現れる。この図19に
おいて、斜格子部分は、前記図16と同様、暗い部分を
示している。この構造の場合、特に対物レンズがずれな
い限り、上記FEが0からずれることはない。
【0011】しかしながら、この従来の第3例の構造に
おいては、対物レンズの位置が不可避的な要因によりず
れた場合、フォトディテクタ上のビームは、図20に示
すようになってしまう。上記ビームが図20に示すよう
になった場合には、上記FEは0からずれてしまい、フ
ォーカスエラー信号を正確に検出することが難しい。言
い換えれば、目標とするトラックに隣接するトラックに
よる回折光に起因する不都合を解消することはできて
も、対物レンズの不可避的なずれに伴う不都合は解消さ
れない。
【0012】本発明の光学式ピックアップは、上述のよ
うな事情に鑑みて発明したもので、受光部を小型化で
き、更には、ディスク上のピットの回折パターン或いは
不可避的な対物レンズの位置ずれによるフォーカスエラ
ーへの悪影響を極力抑えることができる光学式ピックア
ップを提供すべく考えたものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
光源と、前記光源から出射された光束を記録媒体に収束
させる対物レンズと、前記記録媒体からの戻り光を通過
させる回折格子と、前記回折格子を通過した戻り光を受
光する受光部とを備えている。特に、本発明の光学式ピ
ックアップにおいては、前記回折格子を第1、第2の各
領域に2分割している。そして、これら各領域は、互い
に回折格子パターンの異なる少なくとも第1、第2の回
折格子パターンが交互に組み合わされて構成されてい
る。
【0014】請求項2記載の発明は、光源と、前記光源
から出射された光束を記録媒体に収束させる対物レンズ
と、前記記録媒体からの戻り光を通過させるとともに、
第1、第2の各領域に2分割され、これら各領域は互い
に回折格子パターンの異なる少なくとも第1、第2の回
折格子パターンが交互に組み合わされて構成されている
回折格子と、前記回折格子を通過した戻り光を受光する
受光部とを備える。そして、第1の回折格子パターンに
よる第1の回折光と第2の回折格子パターンによる第2
の回折光のうち、略同一方向に回折する前記第1及び第
2の回折光を前記受光部で受光することを特徴としてい
る。
【0015】請求項3記載の発明は、前記回折格子の前
記第1及び第2の回折格子パターン領域の幅が前記回折
格子の中心部において狭くなるように構成されているこ
とを特徴とする。
【0016】請求項4記載の発明は、前記回折格子の断
面は鋸歯形状とされていることを特徴とする。
【0017】請求項5記載の発明は、前記第1、第2の
回折格子パターンは少なくとも1方向への収束機能を有
していることを特徴とする。
【0018】請求項6記載の発明は、前記第1、第2の
回折格子パターンはトラックと平行な方向の略直線によ
り分割され、交互に組み合わされていることを特徴とす
る。
【0019】
【作用】本発明の光学式ピックアップでは、光源から出
射された記録媒体からの戻り光を通過させる回折格子
を、第1、第2の各領域に2分割するとともに、これら
各領域を、それぞれ互いに回折格子パターンの異なる少
なくとも第1、第2の回折格子パターンを交互に組み合
わせることにより構成している。このように、互いに回
折格子パターンの異なる少なくとも第1、第2の回折格
子パターンを交互に組み合わせて構成するため、第1、
第2の回折格子パターンが戻り光の光束に対してほぼ略
均等に作用する。この結果、ディスク上のピットの回折
パターンによるフォーカスエラーへの悪影響、及び、不
可避的な対物レンズの位置ずれによるフォーカスエラー
への悪影響を、極力少なく抑えることが可能となる。
【0020】更に、請求項2に記載したように、回折格
子の第1の回折格子パターンによる第1の回折光と第2
の回折格子パターンによる第2の回折光のうち、略同一
方向に回折する第1及び第2の回折光を受光部で受光す
るようにすれば、それぞれの回折光の受光位置を近接さ
せることが可能となる。これにより、戻り光の受光面を
小さくすることができることから、一個の受光部の受光
面によっても、第1及び第2の回折光の受光を行うこと
ができ、受光部の個数の削減或いは受光部の小型化が図
れる。
【0021】更に、回折格子の第1及び第2の回折格子
パターン領域の幅を回折格子の中心部で狭くなるように
構成することにより、フォーカスエラーに不要なピーク
が出ることを抑えることができる。又、回折格子の断面
を鋸歯形状とすることにより、±1次光の回折効率を変
化させることができ、受光部へ導く1次光の光量を多く
するように設計することで、受光部への戻り光量を多く
することができる。又、第1、第2の回折格子パターン
が少なくとも1方向への収束機能を有しるように構成す
れば、受光部にて受光した2光束を結ぶ線に対し、略垂
直方向に収束機能をもたせることができ、受光部の小型
化を図れる。又、前記回折格子を第1、第2の領域に2
分割する分割線を、トラックと略平行な方向の略直線に
より分割するとともに、これら各領域に、少なくとも2
種類の異なる回折格子パターンを形成すれば、回折格子
パターンの繰り返しによる回折光が、トラッキングエラ
ー検出のための3ビームと略垂直な方向に出るため、分
割方向がトラックと垂直な場合よりもビーム間隔を小さ
くすることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の詳細
を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の光学式ピ
ックアップの実施の形態の1例を示すものである。この
図1に示すように、光源としてのレーザーダイオード1
0から出射された光ビームは、回折格子21によって、
±1次光及び信号検出用の0次光の3ビームに分けられ
るようになっている。回折格子21を通過した光ビーム
は、ホログラムレンズ20の他側面側に形成されている
回折格子22を経ると、対物レンズ40によってディス
ク50の記録面に収束されるようになっている。
【0023】ディスク50の記録面からの戻り光は、回
折格子22による回折によって±1次光に分岐される
が、それぞれの±1次光のうち、一方向に回折された戻
り光がフォトディテクタ70側に導かれるようになって
いる。
【0024】ここで、上記の回折格子22は、トラック
とほぼ平行な分割線により第1、第2の2つの領域に分
割するとともに、これら各領域を、たとえば図2に示す
ように、互いにパターン形状の異なる第1の回折格子パ
ターンaと第2の回折格子パターンbとを交互に組み合
せることによって構成している。回折格子22の全体構
成を模式的に表すと、たとえば図3に示す通りである。
尚、上記図2は、説明の便宜上、図3の回折格子22の
左半分を示している。
【0025】又、これら第1及び第2の回折格子パター
ンa,bによって回折された戻り光を受光する上記のフ
ォトディテクタ70の受光面は、たとえば図4に示すよ
うに構成されている。すなわち、各第1及び第2の回折
パターンa,bによって回折された光束を受光するため
の受光面71,72は、トラック方向に沿って分割され
た(A1 ,B,A2 )及び(D1 ,C,D2 )の分割面
を有している。この図4において、E、Fは、それぞれ
回折格子21による回折光の戻り光を受光するための受
光面である。
【0026】第1の回折格子パターンaをでた光束は、
フォトディテクタの手前で集光し、第2の回折格子パタ
ーンbをでた光束は、フォトディテクタよりも後で集光
されるように構成している。従って、フォーカスエラー
信号FEは、上記受光面71、72上の光束の大小関係
によって検出される。すなわち、 FE=(A1+A2+C)−(D1+D2+B)=0 である場合、フォーカスがとれたことが検出される。ち
なみに、トラッキングエラー信号TEは、3ビーム法に
よって検出され、 TE=E−F=0 となるように収束される。又、RF信号は、 RF=A1+B+A2+D1+C+D2 で得られる。
【0027】上述の構成においては、受光面がトラック
方向に沿って分割されているため、受光面上のピットの
回折パターンのフォーカスエラー検出に対する悪影響
を、少なく抑えることが可能となる。又、不可避的な対
物レンズの位置ずれ等による、ディテクタ上のビーム位
置のずれに対しても、上下、左右、いずれの方向に対し
ても対称な形状であるため、その悪影響を少なく抑える
ことが可能になる。
【0028】尚、上述した例においては、フォトディテ
クタ上のビームが円の場合について説明したが、フォー
カスエラーは、図4の上下方向のビームの大小関係によ
って検出され、同図の左右方向におけるビームの大きさ
は、フォーカスエラーの検出に寄与しない。従って、第
1、第2の各回折格子パターンa、bに、シリンドリカ
ルレンズの機能を付加することにより、上記左右方向に
亙るビームの寸法を小さくすれば、その分、上記フォト
ディテクタを小型化できる。
【0029】又、上述した構造の場合、上記第1、第2
の各領域は、それぞれ第1、第2の回折格子パターン
を、交互に設けることにより構成しているため、この回
折格子を出た光束は、上記各回折格子パターンの繰り返
しによる回折も生じる。このような回折光の出る方向
は、この回折格子を分割する分割線と垂直である。この
分割線の方向を、前述した従来の第3例の構造と同様、
トラックに対して垂直にすると、上記回折光は、図4の
上下方向に出ることになる。この場合、図4のA1、
B、A2、D1、C、D2と、E、Fとの各信号のクロ
ストークを防ぐためには、フォトディテクタを図4の上
下方向に長く延ばさなければならない。このことは、ト
ラッキングエラー検出の3ビームの間隔を長くすること
になり、好ましくない。これに対して、上記分割線の方
向をトラックと平行にすると、回折光は、図4の左右方
向に出る。この場合、上記トラッキングエラーの検出に
は影響を及ぼさない。従って、上記分割線の方向は、ト
ラックに平行にするのが好ましい。上述した構成におけ
る、フォトディテクタ上のビーム形状を、図5に示す。
【0030】各領域における回折格子パターンaと、回
折格子パターンbとの繰り返しの幅は、以下に述べる点
を勘案して定める。すなわち、上記繰り返しの幅を大き
くすると、回折する際の回折角が小さくなり、上記フォ
トディテクタの寸法(本例の場合、図4の左右方向に亙
る寸法)を小さくできる。しかしながら、この場合に
は、図6に示すように、不要なピークが生じてしまう。
この不要なピークは、対物レンズとディスク記録面とが
離れすぎている際に生じる。すなわち、対物レンズとデ
ィスク記録面とが離れすぎている場合、回折格子22
(図1)を通過する戻り光の光径は小さくなるが、この
ように光径が小さくなるのは、各回折格子パターンa、
bの幅が大きくなったことと等価である。このような、
不要なピークが生じる場合の、ディテクタ上でのビーム
を、図7に示す。この図7の斜格子部分は、光が当って
いる範囲を示す。図7の記載から明らかなように、上記
光束は、大きく広がるとともに、回折格子パターンa部
分と回折格子パターンb部分との各形状をそのまま写し
出した状態で、ディテクタに入る。この結果、回折格子
の中心部に対して、戻り光の光軸が受光部に対してずれ
るため、上記FEは0にならない(プラス、或いはマイ
ナスの値をとる)。
【0031】上述のような不都合を回避するためには、
回折格子パターンa、b部分の幅を小さくすれば良い
が、単に一律に小さくしただけの場合には、フォーカス
合焦時に、上記回折角が大きくなるため、ディテクタの
大型化を招来する。これらの点を勘案して、回折格子パ
ターンa、b部分の幅を定めるが、上記ピークが出るの
は回折格子上での戻り光の径が小さい場合であるため、
当該部分、すなわち回折格子の中央部分のみ、各回折格
子パターンa、b部分の幅を小さくすれば良い。このよ
うな構成を採用することにより、ディテクタをさほど大
きくすることなく、フォーカスエラーの不要なピークを
除去できる。このような構成の1例を、図8、9に示
す。
【0032】図10は、図1の回折格子22の回折格子
パターン形状を変えた場合の例を示すものである。すな
わち、この例では、回折格子22の第1及び第2の回折
格子パターンa,bの断面形状を鋸歯形状としたもので
あり、ディスク50の記録面からの戻り光が回折格子2
2の第1及び第2の回折格子パターンa,bによって回
折されるとき、戻り光の±1次光の一方の回折量が多く
される。これにより、フォトディテクタ70への回折光
量が多くされるため、フォーカスエラー信号等の検出が
より適切且つ確実に行われる。このように、この実施の
形態では、回折格子22の第1及び第2の回折格子パタ
ーンa,bの断面形状を鋸歯形状としたので、±1次光
の回折による光量を変化させることができ、フォトディ
テクタ70へ導く光量をより多くすることができる。
【0033】上述した各例の構造における効果を、再度
述べると、第1、第2の回折格子パターンが戻り光の光
束に対して略均等に作用するため、受光部での受光パタ
ーンの非対称性による悪影響を少なく抑えることが可能
となる。又、回折格子の第1の回折格子パターンによる
第1の回折光と第2の回折格子パターンによる第2の回
折光のうち、略同一方向に回折する第1及び第2の回折
光を受光部で受光するように構成できるため、それぞれ
の回折光の受光位置を近接させることが可能となる。こ
れにより、戻り光の受光面を小さくすることができるこ
とから、単一、且つ小型の受光面によって、第1及び第
2の回折光の受光を行えるようになる。すなわち、受光
部の個数の削減や受光部の小型化が図れる。
【0034】更に、回折格子の第1及び第2の回折パタ
ーン部分の幅を、回折格子の中心部において狭くなるよ
うに構成すれば、回折格子の中心部に対して戻り光の光
軸がずれた場合であっても、FEはほぼ0となる。又、
回折格子の回折格子パターンの断面形状を鋸歯形状とす
ることにより、±1次光の回折による光量を変化させる
ことができ、受光部へ導く1次光の光量を多くするよう
に設計することで、受光部への戻り光量を多くすること
ができる。又、第1、第2の回折格子パターンが少なく
とも1方向への収束機能を有するように構成することに
より、受光部にて受光した2光束を結ぶ線に対し、略垂
直方向に収束機能をもたせることができ、受光部の小型
化が図れる。したがって、回折格子の回折パターンに対
する戻り光の光軸がずれた場合であっても、受光量の誤
差による悪影響を抑制することができ、しかも受光部の
個数の削減又は小型化を図ることができる。
【0035】
【発明の効果】本発明の光学式ピックアップは上述のよ
うに構成され作用するため、単一、且つ小型の受光面に
よって、第1及び第2の回折光の受光を行え、受光部の
個数の削減や受光部の小型化が図れる。又、フォーカス
エラーの検出に際し、受光部での受光量の誤差による悪
影響、並びに対物レンズの不可避的なずれによる悪影響
を少なく抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の第1例の原理を示す、略
斜視図である。
【図2】同じく、回折格子の回折格子パターンを示す図
である。
【図3】図2の回折格子の全体構成を模式的に示す図で
ある。
【図4】図2の回折格子によって回折された戻り光のフ
ォトディテクターにおける受光状態を示す図である。
【図5】フォトディテクタ上のビーム形状を示す図であ
る。
【図6】好ましくない構造における、フォーカスエラー
検出時のS字振幅を示す線図である。
【図7】同じく、 フォトディテクタ上のビーム形状を
示す図である。
【図8】好ましい構造における回折格子の構成を模式的
に示す図である。
【図9】同じく、回折格子を示す図である。
【図10】図1の回折格子の回折パターンの断面形状を
示す図。
【図11】従来の構造の第一例の構造を示す、略斜視図
である。
【図12】おなじく、フォトディテクターを示す図であ
る。
【図13】おなじく、フォーカスエラー信号のS字カー
ブを示す図である。
【図14】従来の構造の第二例の構造を示す、略斜視図
である。
【図15】おなじく、フォトディテクター上のビームを
示す図である。
【図16】おなじく、ディスク上のピットによる回折パ
ターンを示す図である。
【図17】従来の構造の第三例の構造を示す、略斜視図
である。
【図18】おなじく、フォトディテクター上のビームを
示す図である。
【図19】おなじく、ディスク上のピットによる回折パ
ターンを示す図である。
【図20】おなじく、対物レンズの位置がずれた場合に
おけるフォトディテクタ上のビームを示す図である。
【符号の説明】
10 レーザーダイオード 20 ホログラムレンズ 21,22 回折格子 40 対物レンズ 50 ディスク 70 フォトディテクター 71,72 受光面 a 第1の回折パターン b 第2の回折パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅田 益史 埼玉県所沢市花園四丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、 前記光源から出射された光束を記録媒体に収束させる対
    物レンズと、 前記記録媒体からの戻り光を通過させる回折格子と、 前記回折格子を通過した戻り光を受光する受光部とを備
    え、 前記回折格子は、第1、第2の各領域に2分割されてお
    り、これら各領域は、互いに回折格子パターンの異なる
    少なくとも第1、第2の回折格子パターンが交互に組み
    合わされて構成されていることを特徴とする光学式ピッ
    クアップ。
  2. 【請求項2】 光源と、 前記光源から出射された光束を記録媒体に収束させる対
    物レンズと、 前記記録媒体からの戻り光を通過させるとともに、第
    1、第2の各領域に2分割され、これら各領域は互いに
    回折格子パターンの異なる少なくとも第1、第2の回折
    格子パターンが交互に組み合わされて構成されている回
    折格子と、 前記回折格子を通過した戻り光を受光する受光部とを備
    え、 前記第1の回折格子パターンによる第1の回折光と前記
    第2の回折格子パターンによる第2の回折光のうち、略
    同一方向に回折する前記第1及び第2の回折光を前記受
    光部で受光することを特徴とする光学式ピックアップ。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2の回折格子パターンの
    領域幅が前記回折格子の中心部において狭くなるように
    構成されていることを特徴とする請求項1〜2のいずれ
    かに記載の光学式ピックアップ。
  4. 【請求項4】 前記回折格子の断面は鋸歯形状とされて
    いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
    光学式ピックアップ。
  5. 【請求項5】 前記第1、第2の回折格子パターンは少
    なくとも1方向への収束機能を有していることを特徴と
    する請求項1〜4のいずれかに記載の光学式ピックアッ
    プ。
  6. 【請求項6】 前記第1、第2の回折格子パターンは、
    トラックと平行な方向の略直線により分割され、交互に
    組み合わされていることを特徴とする請求項1〜5のい
    ずれかに記載の光学式ピックアップ。
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