JP2007256443A - レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像光学系を構成する複数の光学部品のうちの一部の光学部品を内包する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を内包する第２鏡胴ユニットとを結合したレンズ鏡胴であって、第１鏡胴ユニットに配置されたレンズ群の光軸と第２鏡胴ユニットに配置されたレンズ群の光軸とが高精度に合致し、撮像光学系として優れたレンズ性能を保証することができるレンズ鏡胴。
【解決手段】前記第１鏡胴ユニットと前記第２鏡胴ユニットとの結合時の光軸直交方向の位置決めに金属ピンを用いたこと。
【選択図】図５

Description

本発明は物体側に位置する第１鏡胴ユニットと像面側に位置する第２鏡胴ユニットとを接続したレンズ鏡胴に関する。

撮像光学系のズームレンズは変倍のために光軸方向に移動する移動レンズを有しており、変倍比の大きいズームレンズにおいては多数の移動レンズを有していて、各々の移動レンズが独立して移動する。また、焦点調節のために移動する移動レンズもある。

このように多数の移動レンズを独立して移動させるために、多数のモータ、モータの回転により移動レンズを移動させるリードスクリュー、移動レンズを光軸方向に案内するガイド軸、各移動レンズの初期位置を検知するセンサ等がレンズ鏡胴に配置されている。また、レンズ群の間にはシャッタや絞りが配置されている。

従って、レンズ鏡胴は非常に複雑な構成になるが、組立や検査の容易性を考慮して、３個のユニットからなるように構成しているレンズ鏡胴が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このレンズ鏡胴は、撮像光学系を構成する複数のレンズ群における物体側に配置されたレンズ群を保持する第１鏡筒分割体、絞りを有する第３鏡筒分割体、及び像面側に配置されたレンズ群を保持する第２鏡筒分割体が順に配置されている。
特開２００５−１２２０６６号公報

特許文献１の如く、撮像光学系を第１鏡筒分割体と第２鏡筒分割体とに分割して配置した場合には、双方の分割体内のレンズ群の光軸を高精度に合致させて結合する必要がある。

特許文献１においては、変倍等のときにレンズ群をメインガイド軸で光軸方向に案内し、該レンズ群がメインガイド軸の廻りに回動することをサブガイド軸で阻止している。そして、第１鏡筒分割体に設けたサブガイド軸が後方に突出して第３鏡筒分割体に設けた孔に嵌合し、第２鏡筒分割体に設けたサブガイド軸が前方に突出して第３鏡筒分割体に設けた孔に嵌合して、各分割体の位置決めがされている。

しかし、特許文献１においては、第１鏡筒分割体と第３鏡筒分割体とを位置決めするときのサブガイド軸と、第３鏡筒分割体と第２鏡筒分割体とを位置決めするときのサブガイド軸とが異なるので、第１鏡筒分割体に配置されたレンズ群の光軸と第２鏡筒分割体に配置されたレンズ群の光軸とを高精度に合致させることは困難であり、その結果、撮像光学系として優れたレンズ性能を保証することが困難である。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、撮像光学系を構成する複数の光学部品における一部の光学部品を保持する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を保持する第２鏡胴ユニットとを接続したレンズ鏡胴に関するものであって、第１鏡胴ユニットに配置されたレンズ群の光軸と第２鏡胴ユニットに配置されたレンズ群の光軸とが高精度に合致し、撮像光学系として優れたレンズ性能を保証することができるレンズ鏡胴を提案することを目的とする。

また、レンズ鏡胴においては、変倍や焦点調節のために光軸方向に移動させる移動レンズ群が配置されており、移動レンズ群を移動させるアクチュエータ、移動レンズ群の位置を検知するセンサ等の電気部品が設けられている。更に、シャッタユニットにも絞りやセクタを駆動するアクチュエータが設けられている。そして、これらの電気部品はフレキシブルプリント基板によって接続されている。

特許文献１においては、第１鏡筒分割体、第３鏡筒分割体、第２鏡筒分割体が順に接続されていて、各分割体の電気部品がフレキシブルプリント基板によって接続されている。しかし、第１鏡筒分割体のセンサと第２鏡筒分割体のセンサとが同じフレキシブルプリント基板により接続されているので、全ての分割体を結合してフレキシブルプリント基板を配線した組立状態でないと、第１鏡筒分割体の移動レンズ群も第２鏡筒分割体の移動レンズ群も移動確認をすることができない。従って、移動レンズ群の不具合は各分割体を接続してフレキシブルプリント基板で配線した後に初めて判明することになって、その修理のためには、第１鏡筒分割体のセンサと第２鏡筒分割体のセンサとに接続されたフレキシブルプリント基板を取り外し、各分割体を分離しなければならないという面倒な問題がある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、撮像光学系を構成する複数の光学部品における一部の光学部品を保持する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を保持する第２鏡胴ユニットとを接続したレンズ鏡胴に関するものであって、双方のユニットに専用のフレキシブルプリント基板を配置して、予めユニット毎に移動レンズ群の移動等の確認をすることができるレンズ鏡胴を提案することを目的とする。

前記目的は、下記に記載した発明により達成される。

本発明のレンズ鏡胴は、撮像光学系を構成する複数の光学部品のうちの一部の光学部品を内包する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を内包する第２鏡胴ユニットとを結合したレンズ鏡胴において、前記第１鏡胴ユニットと前記第２鏡胴ユニットとの結合時の光軸直交方向の位置決めに金属ピンを用いたことを特徴とする。

また、本発明のレンズ鏡胴は、撮像光学系を構成する複数の光学部品のうちの一部の光学部品を内包する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を内包する第２鏡胴ユニットとを接続したレンズ鏡胴において、前記第１鏡胴ユニットに内包された光学部品を移動させるアクチュエータ、及び該光学部品の位置を検知するセンサに接続された第１フレキシブルプリント基板と、前記第２鏡胴ユニットに内包された光学部品を移動させるアクチュエータ、及び該光学部品の位置を検知するセンサに接続された第２フレキシブルプリント基板と、を備え、前記第１鏡胴ユニットは前記第１フレキシブルプリント基板により単独で駆動可能となされ、前記第２鏡胴ユニットは前記第２フレキシブルプリント基板により単独で駆動可能となされていることを特徴とする。

本発明のレンズ鏡胴及び撮像装置によれば、撮像光学系を構成する複数の光学部品のうちの一部の光学部品を内包する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を内包する第２鏡胴ユニットとを結合したレンズ鏡胴において、前記第１鏡胴ユニットと前記第２鏡胴ユニットとの結合時の光軸直交方向の位置決めに金属ピンを用いているので、双方のユニット内の光学部品の光軸が高精度に合致し、撮像光学系として優れたレンズ性能を保証することができる。

また、本発明のレンズ鏡胴及び撮像装置によれば、撮像光学系を構成する複数の光学部品のうちの一部の光学部品を内包する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を内包する第２鏡胴ユニットとを接続したレンズ鏡胴において、前記第１鏡胴ユニットに内包された光学部品を移動させるアクチュエータ、及び該光学部品の位置を検知するセンサに接続された第１フレキシブルプリント基板と、前記第２鏡胴ユニットに内包された光学部品を移動させるアクチュエータ、及び該光学部品の位置を検知するセンサに接続された第２フレキシブルプリント基板と、を備え、前記第１鏡胴ユニットは前記第１フレキシブルプリント基板により単独で駆動可能となされ、前記第２鏡胴ユニットは前記第２フレキシブルプリント基板により単独で駆動可能となされているので、予め鏡胴ユニット毎にレンズ群の移動等の確認をすることができる。

以下の本発明の実施の形態を図を参照して詳細に説明する。

図１はレンズ鏡胴を備えた撮像装置の一例であるカメラ１００の主要構成ユニットの内部配置を示す図であり、カメラ１００を被写体側から見た斜視図である。

カメラ１００においては、本発明に係る変倍可能な撮像光学系を内包したレンズ鏡胴７０が図示の如く右側に縦長に配置され、開口部８１が被写体光束を取り込むよう配置されている。この開口部８１には、開口部８１を露呈する開状態と開口部８１を被覆する閉状態とに切り換える不図示のレンズバリアが設けられている。

８２はフラッシュ発光窓であり、フラッシュ発光窓８２の後方に反射傘、キセノン管、メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニット８３が配置されている。８４はカード型の画像記録用メモリである。８５は本カメラの各部へ電源を供給する電池である。画像記録用メモリ８４及び電池８５は、不図示の蓋部材から挿脱が可能となっている。

カメラ１００の上面には、レリーズ釦８６が配置され、その１段目の押下により測光や測距が行われ、その２段目の押下により露光が行われる。８７はメインスイッチであり、カメラを動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ８７により動作状態に切り替えらると、不図示のレンズバリアは、開状態にされると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ８７により非動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。

本カメラの背面には、ＬＣＤ或いは有機ＥＬ等で構成され、画像やその他文字情報等を表示する画像表示部８８が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンをおこなうズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部８８上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。

また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。同様に、不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えている。

図２は撮像光学系を示す図であり、図２（Ａ）は撮像光学系を保持したレンズ鏡胴７０の縦断面図であり、図２（Ｂ）は撮像光学系を形成する各レンズ群の移動を示す図である。

１は第１レンズ群であり、レンズ１１、プリズム１２、レンズ１３及びレンズ１４から構成されている。図１の開口部５１を通過した被写体光束はレンズ１１を透過した後、プリズム１２で折り曲げられ、レンズ１３及びレンズ１４を透過する。従って、レンズ１１の光軸ＯＡとレンズ１３及びレンズ１４の光軸ＯＢは略直角に交差している。なお、第１レンズ群１は第１筐体２１に固定され、移動しない。

２は第２レンズ群であり、鏡枠３２に保持されている。第２レンズ群２は図２（Ｂ）に示す如く広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時には光軸ＯＢに沿って後退する。

これらの第１レンズ群１、第２レンズ群２等の光学部品は第１筐体２１に保持され第１鏡胴ユニット７１としてユニット化されている。

Ｓはシャッタユニットであり、不図示のセクタ及び絞りを内蔵している。

３は第３レンズ群であり、鏡枠３３に保持され、更に鏡枠３３は第２筐体２２に固定されていて、第３レンズ群は移動しない。

４は第４レンズ群であり、鏡枠３４に保持されている。第４レンズ群４は広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時には光軸ＯＢに沿って前進する。

５は第５レンズ群であり、鏡枠３５に保持されている。第５レンズ群５は広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時には光軸ＯＢに沿って前進する。なお、第５レンズ群５は変倍の後、破線で示す範囲まで移動して焦点調節を行うようになっている。

６は第６レンズ群であり、第２筐体２２に固定されていて、第６レンズ群６は移動しない。

７は光学フィルタであり、赤外カットフィルタ及びオプチカルローパスフィルタが積層され、第２筐体２２に固定されている。

８は撮像素子であり、ＣＣＤ型イメージセンサ若しくはＣＭＯＳ型イメージセンサ等が用いられ、第２筐体２２に固定されている。

これらの第３レンズ群３、第４レンズ群４、第５レンズ群５、第６レンズ群６、光学フィルタ７及び撮像素子８等の光学部品は第２筐体２２に保持され第２鏡胴ユニット７２としてユニット化されている。

そして、第１鏡胴ユニット７１にシャッタユニットＳが固定された状態で、第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２とが結合され、レンズ鏡胴７０が形成される。

次に、各レンズ群を移動させる構成について図２乃至図４に基づいて説明する。図３はレンズ鏡胴７０の概略の内部構造を示す斜視図、図４は第２レンズ群２等を第３レンズ群３側から見た正面図である。

第２レンズ群２は鏡枠３２に保持されていて、鏡枠３２に設けた貫通孔３２ａにガイド軸４１が嵌合し、鏡枠３２にコの字状の切り欠きを有する係合部３２ｂにガイド軸４２が係合している。ガイド軸４１，４２はそれぞれ光軸ＯＢと平行に配置され、それぞれの根本部は第１筐体２１若しくはシャッタユニットＳに圧入されている。

なお、場合によっては圧入でなく、ネジ止め等であってもよい。

また、ガイド軸４１に関しては第１筐体２１若しくはシャッタユニットＳに嵌入するだけとし、ガイド軸４１が軸方向に移動しないように、先端部４１ａを他の部材で押さえるようにしてもよい。

更に、鏡枠３２にはコの字状の切り欠きを設けて、該切り欠きに雌ネジが形成された雌ネジ部材３２ｃが一体的に組み付けられ、この雌ネジ部材３２ｃの雌ネジにリードスクリュー４３に設けた雄ネジが螺合している。リードスクリュー４３は光軸ＯＢと平行に配置され、ステップモータ４４により回転する。

従って、ステップモータ４４によりリードスクリュー４３が回転すると、雌ネジ部材３２ｃ、即ち鏡枠３２は光軸ＯＢの方向に移動する。このとき、鏡枠３２はガイド軸４１により光軸ＯＢの方向に精密に案内されると共に、鏡枠３２がガイド軸４２により光軸ＯＢと直交する方向に回動することを防止している。

なお、鏡枠３２の初期位置をフォトセンサ４５が検知するので、ステップモータ４４の回転量及び回転方向を制御することにより、鏡枠３２、即ち第２レンズ群２を所定の位置に移動させることができる。

また、第４レンズ群４及び第５レンズ群の移動に関しても類似した構成である。

第４レンズ群４を保持する鏡枠３４、及び第５レンズ群５を保持する鏡枠３５は光軸ＯＢと平行に配置された２本のガイド軸５１，５２に嵌合し、鏡枠３４は一体的に組み付けられた雌ネジ部材３４ｃを介してステップモータ５３の回転によって回転するリードスクリュー５４により光軸ＯＢの方向に移動し、鏡枠３５は一体的に組み付けられた雌ネジ部材３５ｃを介してステップモータ５５の回転によって回転するリードスクリュー５６により光軸ＯＢの方向に移動する。

そして、鏡枠３４の初期位置をフォトセンサ４６が検知するので、ステップモータ５３の回転量及び回転方向を制御することにより、鏡枠３４、即ち第４レンズ群４を所定の位置に移動させることができ、鏡枠３５の初期位置をフォトセンサ４７が検知するので、ステップモータ５５の回転量及び回転方向を制御することにより、鏡枠３５、即ち第５レンズ群５を所定の位置に移動させることができる。

なお、以上の如く説明した撮像光学系においては入射した被写体光をプリズム１２にて折り曲げた後に撮像素子８に結像させたが、入射した被写体光を折り曲ることなく撮像素子８に結像させる撮像光学系であってもよい。

また、雌ネジ部材３２ｃと鏡枠３２、雌ネジ部材３４ｃと鏡枠３４、若しくは雌ネジ部材３５ｃと鏡枠３５を一体の部材として形成してもよい。

ここで、撮像光学系はレンズ鏡胴７０を構成する第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２とに各々配置されているが、優れたレンズ性能を保証するためには、第１鏡胴ユニットに配置されたレンズ群の光軸と第２鏡胴ユニットに配置されたレンズ群の光軸とを高精度に合致させる必要がある。以下に、このための構成を図５乃至図９に基づいて説明する。

図５は第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２とを結合する前の図であって、金属ピンを挿入する前の図である。図６は第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２とを結合する前の図であって、金属ピンを第２鏡胴ユニット７２に挿入した図である。図７は金属ピンを第１鏡胴ユニット７１に挿入し、第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２とを結合した図である。図８は図６を反時計方向に９０度回転させた図である。図９は図７を反時計方向に９０度回転させた図である。

先ず、図５に示す如く、第１鏡胴ユニット７１にシャッタユニットＳが予め固定された状態で、円筒状に形成された２本の金属ピン６１，６２を準備する。次に、図６，８に示す如く、金属ピン６１，６２の一端を第２鏡胴ユニット７２の第２筐体２２に設けた穴２２ａ，２２ｂに各々挿入する。続いて、金属ピン６１，６２の他端を第１鏡胴ユニット７１の第１筐体２１に設けた不図示の二つの穴に各々挿入し、図７，９に示す如く、第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２とを結合する。

このとき、第２筐体２２に設けた穴２２ａ，２２ｂ及び第１筐体２１に設けた不図示の二つの穴は、第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７１とに各々保持されて対向するレンズ群の光軸、即ち、第２レンズ群２と第３レンズ群３の光軸ＯＢと平行になるように穿設されているので、各穴に挿入された金属ピン６１，６２も光軸ＯＢと平行に配置される。

また、金属ピン６１，６２の他端を第１鏡胴ユニット７１の第１筐体２１に設けた不図示の二つの穴に各々挿入する際に、金属ピン６１，６２がシャッタユニットＳに当接しないように、シャッタユニットＳは金属ピン６１，６２から部分的に退避した形状に形成されている。

従って、第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２はシャッタユニットＳを介さずに同一の金属ピンで光軸の位置決めがされるので、第１鏡胴ユニット７１に配置された光学部品の光軸と第２鏡胴ユニットに配置された光学部品の光軸とが高精度に合致し、撮像光学系は優れたレンズ性能が保証される。

なお、シャッタユニットＳが第２鏡胴ユニット７２に予め固定された状態で、第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２とを結合するようにしてもよい。

また、金属ピン６１，６２の少なくとも何れか一方の一端を第２筐体２２に設けた穴２２ａ，２２ｂに圧入し、金属ピン６１，６２の少なくとも何れか一方の他端を第１筐体２１に設けた不図示の二つの穴に圧入するようにしてもよい。

更に、金属ピン６１，６２の少なくとも何れか一方の一端を第２筐体２２に設けた穴２２ａ，２２ｂに嵌入した後、接着し、金属ピン６１，６２の少なくとも何れか一方の他端を第１筐体２１に設けた不図示の二つの穴に嵌入した後、接着するようにしてもよい。

また、シャッタユニットＳが固定された第１鏡胴ユニット７１の周囲には第１フレキシブルプリント基板６６が配設されていて、ステップモータ４４、フォトセンサ４５及びシャッタユニットＳの絞りやセクタを駆動する不図示のアクチュエータ等の電気部品が接続されている。一方、第２鏡胴ユニット７２の周囲には第２フレキシブルプリント基板６７が配設されていて、ステップモータ５３，５５及びフォトセンサ４６，４７等の電気部品が接続されている。

このように第１鏡胴ユニット７１及び第２鏡胴ユニット７２内の電気部品は各々専用の第１フレキシブルプリント基板６６及び第２フレキシブルプリント基板６７で接続されているので、第１鏡胴ユニット７１内の第２レンズ群２の作動状況や、第２鏡胴ユニット７２内の第４レンズ群４及び第５レンズ群５の作動状況をそれぞれ鏡胴ユニットの状態で確認することができる。

そして、第１鏡胴ユニット７１及び第２鏡胴ユニット７２が正常に作動するならば、両者を前述の如く結合し、第１フレキシブルプリント基板６６に設けたプラグ６８を第２フレキシブルプリント基板６７に設けたコネクタ６９に挿着する。その後、第２鏡胴ユニット７２の端子を不図示の制御基板に接続する。なお、第１鏡胴ユニット７１に設けた端子を不図示の制御基板と接続するようにしてもよい。

また、レンズ鏡胴７０の修理のときには、プラグ６８をコネクタ６９から抜けばよいので、第１鏡胴ユニット７１と第２鏡胴ユニット７２とに容易に分解することができる。

レンズ鏡胴を備えたカメラの主要構成ユニットの内部配置を示す図である。 撮像光学系を示す図である。 レンズ鏡胴の概略の内部構造を示す斜視図である。 第２レンズ群等を第レンズ群側から見た正面図である。 は第１鏡胴ユニットと第２鏡胴ユニットとを結合する前の図であって、金属ピンを挿入する前の図である。 第１鏡胴ユニットと第２鏡胴ユニットとを結合する前の図であって、金属ピンを第２鏡胴ユニットに挿入した図である。 金属ピンを第１鏡胴ユニットに挿入し、第１鏡胴ユニットと第２鏡胴ユニットとを結合した図である。 図６を反時計方向に９０度回転させた図である。 図７を反時計方向に９０度回転させた図である。

符号の説明

２１ 第１筐体
２２ 第２筐体
４４，５３，５５ ステップモータ
４５，４６，４７ フォトセンサ
６１，６２ 金属ピン
６６ 第１フレキシブルプリント基板
６７ 第２フレキシブルプリント基板
７０ レンズ鏡胴
７１ 第１鏡胴ユニット
７２ 第２鏡胴ユニット
１００ カメラ
Ｓ シャッタユニット

Claims (8)

1. 撮像光学系を構成する複数の光学部品のうちの一部の光学部品を内包する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を内包する第２鏡胴ユニットとを結合したレンズ鏡胴において、
   前記第１鏡胴ユニットと前記第２鏡胴ユニットとの結合時の光軸直交方向の位置決めに金属ピンを用いたことを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記第１鏡胴ユニットと前記第２鏡胴ユニットとの間にシャッタユニットが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
3. 前記金属ピンが前記第１鏡胴ユニット若しくは前記第２鏡胴ユニットの少なくとも何れか一方に圧入されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡胴。
4. 前記金属ピンが前記第１鏡胴ユニット若しくは前記第２鏡胴ユニットの少なくとも何れか一方に嵌入された後、接着されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡胴。
5. 撮像光学系を構成する複数の光学部品のうちの一部の光学部品を内包する第１鏡胴ユニットと、その他の光学部品を内包する第２鏡胴ユニットとを接続したレンズ鏡胴において、
   前記第１鏡胴ユニットに内包された光学部品を移動させるアクチュエータ、及び該光学部品の位置を検知するセンサに接続された第１フレキシブルプリント基板と、
   前記第２鏡胴ユニットに内包された光学部品を移動させるアクチュエータ、及び該光学部品の位置を検知するセンサに接続された第２フレキシブルプリント基板と、
   を備え、
   前記第１鏡胴ユニットは前記第１フレキシブルプリント基板により単独で駆動可能となされ、前記第２鏡胴ユニットは前記第２フレキシブルプリント基板により単独で駆動可能となされていることを特徴とするレンズ鏡胴。
6. 前記第１フレキシブルプリント基板若しくは前記第２フレキシブルプリント基板の何れか一方にシャッタユニットのアクチュエータが接続されていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡胴。
7. 前記第１フレキシブルプリント基板と前記第２フレキシブルプリント基板とが接続され、何れか一方のフレキシブルプリント基板が他の制御基板に接続されるように構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のレンズ鏡胴。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。

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