(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録溝が所定の周期にて蛇行して形成されているとともに前記蛇行と所定の位相関係を有して位置情報を示す信号が形成されている光ディスクの記録再生時に前記蛇行により得られるウォブル信号に同期したクロックを生成するクロック生成回路であって、
前記ウォブル信号の周期情報を抽出する周期情報抽出手段と、
前記位置情報を示す信号を検出して位置情報を復元すると共に、前記位置情報を検出したタイミングに基づいて記録溝の蛇行の基準位相を検出する位置情報検出手段と、
前記基準位相と前記周期情報に基づいて基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号に同期してクロックを生成するＰＬＬ回路とを備え、
前記基準信号生成手段がディジタル回路で構成されるとともに、前記基準位相が検出された場合に前記基準信号の位相を更新し、前記基準位相が検出されなかった場合には前記基準信号の位相を保持することを特徴とするクロック生成回路。
【請求項２】
請求項１に記載のクロック生成回路を具備した光ディスクの記録再生装置であって、
記録情報を記録信号に変換する記録データ生成手段と、
前記記録信号を記録可能とするようにレーザを制御する記録制御手段とを備え、
データの記録時には前記クロック生成回路により生成されたクロックに基づいて前記記録データ生成手段および記録制御手段が動作して前記光ディスク上にデータを記録することを特徴とする光ディスクの記録再生装置。
【請求項３】
記録溝が所定の周期にて蛇行して形成されているとともに前記蛇行と所定の位相関係を有して位置情報を示す信号が形成されている光ディスクの記録再生時に前記蛇行により得られるウォブル信号に同期したクロックを生成するクロック生成回路であって、
前記ウォブル信号の周期情報を抽出する周期情報抽出手段と、
前記位置情報を検出したタイミングに基づいて前記記録溝の蛇行の基準位相を検出する位置情報検出手段と、
前記周期情報と前記基準位相に基づいて所定周期の基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号に同期してクロックを生成するＰＬＬ回路とを備え、
前記基準信号生成手段は、前記基準位相の検出時間が前記基準信号の立ち上がり時間よりも基準信号周期／２より少ない時間だけ先行する関係のときは、前記基準信号の立ち上がり時間を前記基準信号の検出に同期するよう更新し、異なる関係のときは、基準信号の立ち上がり時間を保持することを特徴とするクロック生成回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの記録可能な光ディスクに情報を記録する情報の記録再生装置に係り、特に関わり、記録用クロックを高精度に生成するクロック生成回路されているウォブル信号の再生回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、市場には記録可能な光ディスクとしてCD−RおよびCD−RW（これらを合わせて以下CD−R／RWと称す）が広く普及しつつある。近年、追記型、および書き換え可能がさまざまな光ディスクが市場に登場している。これらCD−R／RWのディスクではディスク上の情報を記録する部分である溝（グルーブ）を所定周期で蛇行すなわちウォブリングさせており、このウォブリング（以下これをウォブルと呼ぶ）の周期を変調することによりディスク上の位置検出ができるように構成されている。具体的には、CD−R／RWのディスクにおいては、上記ウォブルにATIP（Absolute Time In Pregroove）と呼ばれるアドレス情報が変調、重畳されており、記録再生装置で得られるウォブル信号は記録グルーブにおける線速度が標準速の場合に周波数22.05kHz±1KHzのFM信号となるようになっている。ここで上記FM信号の周波数の中心値22.05kHzは記録ビットレートである4.3218MHzの196分の１に設定されている。記録再生装置においては、記録時には抽出されたウォブル信号の中心周波数が上記22.05KHzとなるようモータの回転制御を行うことにより常に記録部における線速度を一定に保つCLV制御を実現すると共に、一方で抽出ウォブル信号をFM復調し、復調信号を信号処理することによりディスク上での位置を検出し、所定の記録位置に情報を記録する。
【０００３】
また、ウォブル信号の中心周波数に対し記録ビットレートは196倍であるため、ＰＬＬ回路にて196逓倍を行いウォブル信号に同期したクロックを生成し、これを記録用の基準クロックとして使用することにより、上記技術よりさらに正確なディスク上の位置に情報を記録する方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年の記録情報の大容量化に対応して記録可能な光ディスクとしてより大容量化を実現するDVD−RおよびDVD−RW（これらを合わせて以下DVD−R／RWと称す）が提案されている。
【０００５】
図５はDVD−R／RWのディスク面の一部を示す図である。図５の301はデータの記録される溝（以下グルーブと称す）であり、CD−R／RWと同様にウォブルが構成されている。DVD−R／RWで再生されるウォブル信号は標準速において連続した140.65KHzの単一周波数であり、ここで上記周波数の140.65kHzは記録ビットレートである26.18MHzの１８６分の１に設定されている。しかしながらCD−R／RWと異なってアドレス情報は変調、重畳されておらず、その代わりにグルーブとグルーブの間で情報の記録されないランド部分に302に示すランドプリピット（以下LPPと称す）と呼ばれるピットが形成されており、その有無によりビット情報を表している。また、LPPは3ビット単位で所定の間隔でディスク上に形成されており、この3ビットのパターンにより位置情報ビットを示すように形成されている。
さらにLPP３ビットのそれぞれのビットはウォブルに対し所定の位相関係の位置に形成されている。記録再生装置においてはLPP信号を検出、位置情報ビットの復元を行い、この位置情報ビットよりディスク上のアドレスを示す位置情報を検出する。ここで上記DVD−R／RWディスクに情報を記録する場合においては、例えばつなぎ記録などを高精度に実現するためにディスク上の記録位置と記録データの論理的なアドレスの対応を取る必要があり、このため上記LPP信号がデータを記録する単位であるシンクフレームと所定の位相関係となるように情報を記録する必要がある。しかしながら、記録再生装置において従来技術を適用し上記DVD−R／RWディスクに情報を記録しようとした場合には以下に示す理由により、正確な位置に情報を記録することができないという問題が生じる。
【０００６】
DVD−R／RWディスクにおいては、記録容量の大容量化を実現するためデータを記録するトラック即ちグルーブの間隔がCD−R／RWディスクと比較して狭くなっている。これによりピックアップにより再生されるウォブル信号にはピックアップがトレースしているグループにおける所望のウォブル信号だけでなく隣接するグルーブのウォブル信号のクロストーク成分が含まれる。このクロストーク成分の干渉により、再生されるウォブル信号は所望のウォブル信号に対し平均的な周期はあっているものの振幅、位相共に変調された信号となって検出される。従って、上記変調されたウォブル信号に同期した同期クロックを生成した場合には、生成された同期クロックにおいても位相変調が生じることとなり、これによりこれに基づいて記録される情報のディスク上での位置も変化し、例えば記録された情報のシンクフレームとLPPの位相関係にずれが生じるなど、情報を正確な位置に記録できないと言う問題点が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題点に対し所望のウォブル信号に同期したクロックを生成する回路を提供する事にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を解決するために、一例として特許請求の範囲記載の構成を用いる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施例を示す光ディスク装置のブロック図である。図１において１は記録可能な光ディスクであり、２はスピンドルモータ、３はスピンドルモータの回転数を制御するスピンドルモータ制御回路、４は光ピックアップ、５は記録制御回路、６は記録データ生成回路、７は再生信号処理回路、８はコントローラ、９はインターフェース回路、１０はウォブル信号の抽出回路、１１は位置情報の検出回路、１２はクロック生成回路である。以下、図１を用いて本発明の特徴動作である記録動作の一例を説明する。
【００１７】
まずインターフェース回路９を介しコントローラ８が外部から情報を記録する命令を受けた場合即ち記録動作時には、記録データ生成回路６はコントローラ８からの指示によりインターフェース回路８を介して外部から入力される記録情報を受け取り、コード化、変調などを施して記録データを生成し記録制御回路５へと出力する。記録制御回路５は供給された記録データに基づいて光ディスク１上に情報が記録できるようにピックアップ４のレーザのパワー、発光波形を制御する制御信号を生成し光ピックアップ４へと出力する。なお上記記録データ生成回路６および記録制御回路５にはクロック生成回路１２から記録用の基準クロックが供給されており、これら回路の上記動作は上記記録用基準クロックに基づいて行われる。ピックアップ４は入力された制御信号に基づき光ディスク１に記録に必要なパワーのレーザを照射し情報を記録する。また、光ピックアップ４はこの記録動作と同時に光ディスク１からの反射光を検出し記録時の再生信号として再生信号処理回路７へ供給する。再生信号処理回路７では、再生信号から例えばプッシュプル信号を抽出しウォブル抽出回路１０及び位置情報検出回路１１に出力する。ウォブル抽出回路１０では、入力されたプッシュプル信号からウォブル信号成分を抽出しスピンドルモータ制御回路３及びクロック生成回路１２へと出力する。ここで上記抽出ウォブル信号は隣接クロストーク成分を含むため、その干渉により所望のグルーブのウォブル信号に対して位相が変調された信号となっている。スピンドルモータ制御回路３は供給された抽出ウォブル信号から光ディスクの回転数を検出し、上記回転数が所望の値となるようにスピンドルモータ２を制御する。次に位置情報検出回路１１では再生信号処理回路７から入力されたプッシュプル信号より位置情報の抽出、検出を行い光ディスク上の絶対的な位置を検出してコントローラ８へと出力すると共に、光ディスク上のウォブル信号の基準的な位相を示す信号例えばDVDV−R／RWディスクにおけるLPP信号などを検出したタイミングなどを示す基準位相信号をクロック生成回路１２へ出力する。クロック生成回路１２では供給された抽出ウォブル信号と基準位相信号から所望のウォブル信号すなわち隣接グルーブからのクロストーク成分の干渉のない記録グルーブのウォブル信号に同期したクロックを生成する。上記同期クロックは位置情報検出回路１１に入力され、例えば位置情報を検出するタイミングの決定などに使用される。さらに上記同期クロックは上述したように記録データ生成回路６、記録制御回路５にも供給され、記録動作のデータビットレートを決定する基準クロックとして使用される。
【００１８】
次に上記クロック生成回路１２のついて詳細に説明する。図２は上記クロック生成回路の構成の一例を示す図である。図２において１３は周期情報検出回路であり、１４は基準信号生成回路、１５はＰＬＬ回路である。ＰＬＬ回路１５において１６は位相比較器、１７は低域通過フィルタ（以下ＬＰＦと称す）、１８は電圧制御発振器（以下ＶＣＯと称す）、１９は分周期である。図２において、図１におけるウォブル抽出回路１０から供給される抽出ウォブル信号は周期情報検出回路１３に入力される。周期情報検出回路１３では抽出ウォブル信号の周期を検出し、例えば連続する複数回の平均周期を計算するなどの処理を行いウォブル信号の周期情報を生成し基準信号生成回路１４へと出力する。基準信号生成回路１４には上記ウォブル周期情報とともに図１における位置情報検出回路１１からの基準位相信号が入力される。基準信号生成回路１４は例えば供給された上記基準位相信号の位相から上記周期情報に基づいた信号を生成するなどして、位相が上記基準位相信号に同期し周波数が上記抽出ウォブル信号の周波数に同期した基準信号を生成しＰＬＬ回路１５へと出力する。上記動作により、基準信号生成回路１４にて生成した基準信号は、その位相が基準位相信号即ちディスク上のウォブル信号の基準的な位相に同期し、その周波数が抽出ウォブル信号の平均周期即ちディスク上のウォブル信号の周波数に同期した信号とすることができる。例えば上記基準信号の周波数をウォブル信号の周波数と一致させた場合においては、上記基準信号はクロストーク成分の干渉のない記録するグルーブの所望のウォブル信号として生成することができる。次に、ＰＬＬ回路１５に供給された基準信号は位相比較器１６に入力され、分周器１９の出力と位相比較される。上記分周器１９にはＶＣＯ１８の出力即ちＰＬＬの出力クロックが入力され基準信号と同じ周波数になるように分周される。これにより、位相比較器１６では基準信号と出力クロックの分周出力との位相比較が行われることになり、位相比較器１６からは例えばその位相誤差に応じた誤差電圧が出力される。位相比較器１６から出力された位相誤差電圧はＬＰＦ１７にて高域のノイズ成分が除去され低域成分のみがＶＣＯ１８に供給される。ＶＣＯ１８は供給された誤差電圧に応じて発振周波数を変化させ出力クロックの周波数を変化させる。以上のループ動作においてＶＣＯ１８の動作を誤差電圧が減少するように設定することによりＰＬＬ回路１５は基準信号と分周器出力の誤差がなくなるように動作し、入力される基準信号に同期したクロックを生成する。以上のＰＬＬ回路１５において例えば入力の基準信号の周波数がウォブル信号の周波数に設定されている場合には分周器１９の分周比を１８６に設定することによりＰＬＬ回路１５の出力を記録ビットレートに一致させることができる。この場合上記基準信号は上記基準信号生成回路１４によりクロストーク成分の干渉のない記録するグルーブの所望のウォブル信号として生成されているため、ＰＬＬ回路１５の出力クロックはクロストーク成分の干渉のない記録するグルーブの所望のウォブルに位相同期したビットレートの基準となるクロックとすることができる。
【００１９】
次に基準信号生成回路１４の構成の一例を図３にまた動作信号波形の一例を図４に示す。図３において２０はパルス制御回路、２１はＳ−Ｒフリップフロップ（以下ＳＲ−ＦＦと称す）、２２は論理和回路（以下ＯＲゲートと称す）である。図３においてパルス制御回路２０はダウンカウンタなどで構成される回路であり、ウォブル信号の周期情報と図１あるいは図２には図示していないが固定周波数の安定クロックも入力されている。ここで例えば上記周期情報としてはウォブル信号の平均周期を上記安定クロックでカウントしたカウント値が入力される。また、ＳＲ−ＦＦ２１はエッジトリガで動作するＳ−Ｒフリップフロップ回路でありＳ端子にパルスが入力された場合にはその入力されたパルスの立ち上がりエッジで出力をＨレベルにセットしＲ端子にパルスが入力された場合にはその入力されたパルスの立ち上がりエッジで出力をＬレベルにリセットする回路である。さらに、図３の基準信号生成回路１４に入力される基準位相信号としては例えば基準位相のタイミングにおいてＨレベルになるパルス信号が入力される。以下図3の基準信号生成回路１４の動作を説明する。図３におけるパルス制御回路２０は、まずＬＤ端子にパルス（ＬＤ信号）が入力された場合にその立ち上がりエッジで入力されている周期情報をカウンタの設定値として取り込む。次に入力されている安定クロックで上記設定値からダウンカウントを行いカウント値が上記設定値の１／２となったとき即ち生成する基準信号の周期の半分になった時点でＤ２端子からＨレベルのパルスを出力しＳＲ−ＦＦ２１のＲ端子に供給する。また、さらにダウンカウントを行いカウント値が０になった時点でＤ１端子からＨレベルのパルスを出力しＯＲゲート２２の一方の端子に供給する。ＯＲゲート２２の他方の端子には基準位相信号が入力され、その出力はＳＲ−ＦＦ２１のＳ端子とパルス制御回路２０のＬＤ端子に供給される。以上の構成において、まず基準位相信号が入力されていない場合には、パルス制御回路２０のＬＤ端子およびＳＲ−ＦＦ２１のＳ端子にはパルス制御回路２０のＤ１端子の出力がそのまま入力されることになる。従って、上記基準信号生成回路１４は、パルス制御回路２０に周期情報即ち1周期分のカウント設定値の取り込み、ダウンカウント、カウンタ値が上記カウント設定値の半分即ち時間的に周期の半分の時点でＳＲ−ＦＦ２１出力即ち基準信号のレベルをリセット（Ｌレベルに設定）、さらにダウンカウントし、周期カウンタ値が０即ち時間的に1周期時点でＳＲ−ＦＦ２１出力即ち基準信号のレベルをセット（Ｈレベルに設定）し次の周期情報を取り込む、という一連の動作を繰り返す。これにより初期の位相を保持しながら周期情報と同じ周波数の基準信号を生成する。次に基準位相信号が入力された場合には、ＯＲゲート２２の動作によりパルス制御回路２０のＬＤ端子およびＳＲ−ＦＦ２１のＳ端子にはパルス制御回路２０のＤ１端子の出力に加え基準位相信号が入力されることになる。このときの動作を図４に示す。図４において（ａ）は基準位相信号の位相が早い場合即ち基準信号の立ち上がりよりも早く基準位相信号に基準位相を示すパルスが生じた場合であり、（ｂ）は基準位相信号の位相が遅い場合即ち基準信号の立ち上がりよりも遅く基準位相信号に基準位相を示すパルスが生じた場合である。同図（ａ）、（ｂ）ともに（１）が基準位相信号に基準位相を示すパルスが生じなかった場合の基準信号であり、（２）が基準位相信号、（３）が基準位相信号に（２）のタイミングで基準位相を示すパルスが生じた場合の基準信号である。例えば同図（ａ）のように基準位相信号の位相が早い場合即ち基準信号の立ち上がりよりも早く基準位相信号に基準位相を示すパルスが生じた場合には、ＯＲゲート２２の動作により基準位相信号にパルスが生じた時点においてＳＲ−ＦＦ２１の出力即ち（３）に示す基準信号出力がＨレベルにセットされる。またこれと同時にパルス制御回路２０において次の周期情報の取り込みが行われる。従って同図に示されるように本来の立ち上がりよりＴ１だけ時間的に早く基準位相信号に基準位相を示すパルスが生じればその時点で出力する位相が更新されることになる。次に例えば同図（ｂ）のように基準位相信号の位相が早い場合即ち基準信号の立ち上がりよりも遅く基準位相信号に基準位相を示すパルスが生じた場合には、ＯＲゲート２２の動作により基準位相信号にパルスが生じた時点においてＳＲ−ＦＦ２１のＳ端子にパルスが入力される。この時点ではＳＲ−ＦＦ２１の出力即ち（３）に示す基準信号出力はＨレベルにセットされているためその出力に変化はない。しかしながら、これと同時にパルス制御回路２０において再度周期情報の取り込みが行われる。従って同図に示されるように本来の立ち上がりよりＴ２だけ時間的に遅く基準位相信号に基準位相を示すパルスが生じればその時点から再度周期のカウントをはじめることになる。従ってこのとき（３）に示すようにその時点で出力する位相が更新されることになる。上記動作によれば生成される基準信号は基準位相信号が入力された時点でのみ位相が更新される。これにより例えばDVD−R／RWにおけるシンクフレーム中など基準位相となる信号が検出されない場合においてもその位相が保持され、例えば隣接クロストークなどがその間に生じた場合においても生成される基準信号の位相が乱れることはない。従って本発明を図２のクロック生成回路に適用することにより、上述したように基準位相信号が検出されない時においても生成されるクロックは、安定してクロストーク成分の干渉のない所望のウォブルに位相同期したビットレートの基準となるクロックとすることができる。
【００２０】
なお、図１の実施例において再生時にはピックアップ４は再生に必要なパワーのレーザを光ディスク１に照射するように制御され、光ディスク１からの反射光を検出し再生信号として再生信号処理回路７へと供給する。再生信号処理回路７は供給された再生信号から記録されている情報を復元しインターフェース回路９を介して外部へと再生情報を出力する。
【００２１】
以上述べたように本発明のクロック生成回路においては、基準信号生成回路が基準位相信号に位相同期した基準信号を生成し、ＰＬＬ回路は上記基準信号に同期したクロックを生成する。これによりクロック生成回路では、ディスク上の基準位相に位相同期し、かつウォブル信号に周波数同期した同期クロックを生成することができる。
【００２２】
さらに、上記基準信号生成回路をカウンタなどのディジタル回路で構成し、基準位相信号が入力された場合に、生成する基準信号の位相を更新するように動作させるため、例えばDVD−R／RWにおけるシンクフレーム中など基準位相信号となる信号が検出されていない期間においても基準信号の位相を保持することができ、より安定した同期クロックを生成することができる。
【００２３】
さらに上記クロック生成回路を記録装置に適用し上記クロックを記録データ生成回路、および記録制御回路へと供給し、記録動作の基準クロックとして使用することにより、記録される情報のディスク上での位置、例えばDVD−R／RWの場合においては記録された情報のシンクフレームとLPPの位相関係にずれを生じなくすることができ、情報をディスク上の正確な位置に記録できるようにすることができる。
【００２４】
尚、以上の実施例においてはDVD−R／RWの例を引用したが本発明はこれに限るものではなく、基準位相信号としてディスク上の所望のウォブル信号の位相が特定できる信号があればよく、このときも同様の効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のウォブル信号生成回路では、プッシュプル信号検出回路を広帯域にし、DVD−R／RW再生時にプッシュプル信号出力をLPP検出回路に入力してLPPを検出する。これによりウォブル信号再生回路でLPP信号を検出でき、回路規模を低減させることができる。また、RF信号を精度よく除去するためのAGC回路およびBPF回路後段のAGC回路の動作を、マイコンからの制御信号によりホールド、もしくは時定数を切り替えることができる機能を設ける。これにより、DVD−R／RW再生時のLPP領域でのRF信号に対するLPP信号の漏れ込みによるAGCの変動を抑えることができる。また、DVD−RAM再生時のID領域でのウォブル無信号時によるAGC出力の飽和等の誤動作を防止することができる。さらに、ウォブル周波数を抽出するBPFの通過帯域をウォブルより再生したクロック周波数に略比例する構成とし、該クロック周波数とBPFの通過帯域の比例係数を切り替えることが可能な構成とする。これによりCD−R／RWとDVD−R／RWおよびDVD−RAMのように、ウォブル周波数とクロック周波数の比が異なるディスクに対して、同じBPFを用いてウォブル周波数を抽出することができる。
【００２６】
以上述べたように本発明のクロック生成回路においては、基準信号生成回路が基準位相信号に位相同期した基準信号を生成し、ＰＬＬ回路は上記基準信号に同期したクロックを生成する。これによりクロック生成回路では、ディスク上の基準位相に位相同期し、かつウォブル信号に周波数同期した同期クロックを生成することができる。
【００２７】
さらに、上記基準信号生成回路をディジタル回路で構成し、基準位相信号が入力された場合に、生成する基準信号の位相を更新するように動作させるため、例えばDVD−R／RWにおけるシンクフレーム中など基準位相信号となる信号が検出されていない期間においても基準信号の位相を保持することができ、より安定した同期クロックを生成することができる。
【００２８】
さらに上記クロック生成回路を記録装置に適用し上記クロックを記録データ生成回路、および記録制御回路へと供給し、記録動作の基準クロックとして使用することにより、記録される情報のディスク上での位置、例えばDVD−R／RWの場合においては記録された情報のシンクフレームとLPPの位相関係にずれを生じなくすることができ、情報をディスク上の正確な位置に記録できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクロック生成回路を装置に適用した一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明のクロック生成回路の一実施例を示す図。
【図３】本発明の基準信号生成回路の一実施例を示す図。
【図４】本発明の基準信号生成回路の動作を示す波形図。
【図５】  DVD−R／RWのディスク面の一部を示す図。
【符号の説明】
１…光ディスク、２…スピンドルモータ、３…スピンドルモータ制御回路、４…ピックアップ、５…記録制御回路、６…記録データ生成回路、７…再生信号処理回路、８…コントローラ、９…インターフェース回路、１０…ウォブル信号抽出回路、１１…位置情報検出回路、１２…クロック生成回路、１３…周期情報抽出回路、１４…基準信号生成回路、１５…ＰＬＬ回路、１６…位相比較器、１７…ＬＰＦ、１８…ＶＣＯ、１９…分周器、２０…パルス制御回路、２１…ＳＲ−ＦＦ回路、２２…ＯＲゲート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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