JP5836954B2 - 統合された光および電気インタフェース - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、概して、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースに係り、より詳しくは、Ｉ／Ｏインタフェースと、それに関連した、光および電気インタフェース機能を兼ね備えたコネクタに係る。

＜著作権に関する記載／許可＞
本特許文献の開示の各部分には、著作権保護対象物である材料が含まれている場合がある。著作権保持者は、本特許の開示の特許商標庁におけるファイルまたは記録の複写には何人に対しても異議を唱えないが、それ以外の全ての著作権を保留する。この著作権に関する記載は、以下の全てのデータおよび添付図面、並びに、以下に記載するソフトウェアに適用される（著作権(c)２００９、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，全ての権利を留保する）。

現在のコンピュータプラットフォームアーキテクチャデザインには、あるデバイスと別のデバイスとを接続する際に利用される数多くの異なるインタフェースが含まれている。インタフェースは、コンピューティングデバイスおよび周辺機器にＩ／Ｏ（入出力）を提供し、Ｉ／Ｏを提供するために様々なプロトコルおよび規格を利用する場合がある。さらに異なるインタフェース間で、インタフェース提供にそれぞれ異なるハードウェア構造が利用される。例えば、現在のコンピュータシステムは通常、デバイス間を接続するケーブルの端部の物理コネクタおよびプラグにより実装される対応する接続インタフェースを有する複数のポートを含んでいる。一般的なコネクタタイプとしては、複数の関連するＵＳＢプラグインタフェースを有するユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）サブシステム、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ、高精細マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、ファイヤワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４に記載されている）その他の接続タイプを含む場合がある。

コンピューティングデバイスは小型化が進められており、物理ポートの物理空間要件、および、ポートを駆動する回路のプリント回路基板（ＰＣＢまたはＰＣボード）要件がより顕著なものになってきている。従って全ての利用可能なインタフェースの提供が困難であり、その大半の提供であっても困難な状況である。加えて、かなり広く普及しているが、他のインタフェース（例えば光インタフェース）の帯域幅キャパシティを有さない一定のインタフェース（例えばＵＳＢ）も存在する。さらに全てのインタフェースの課題として、簡便性および耐久性という現実問題があり（周辺デバイスは、数多く抜き差しを経る）、これにより、プラグの位置合わせ精度に好ましくない影響が出て、インタフェースの有効性が低下する。

以下の記載は、本発明の実施形態の実装例という形で図面を提示する。図面は、例示として捉えられるべきであり、限定ではない。ここで利用する、１以上の「実施形態」という言い回しは、本発明の少なくとも実装例に含まれる特定の特徴、構造、または特性を記載していると理解されるべきである。従って、「１つの実施形態」または「別の実施形態」といった表現が、本発明の様々な実施形態または実装例を記載する目的で随所に利用されるが、これらは必ずしも全てが同じ実施形態のことを示しているわけではない。しかし、それらが必ずしも相互排他的であるわけでもない。

統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。 自身に光エンジンが組み込まれた、統合された光および電気インタフェースポートの一実施形態のブロック図である。 自身に光エンジンが組み込まれた、統合された光および電気インタフェースプラグの一実施形態のブロック図である。 統合された光および電気インタフェースで、光信号を送受信する一実施形態のフロー図である。 フロータブルレンズを有する統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。 フロータブルレンズを有する統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。 ＰＣボード上の２つのコンポーネントの間で光信号を伝達するジャンパケーブルの一実施形態のブロック図である。 コネクタとレンズコンポーネントとの間で光信号をやりとりするジャンパケーブルの一実施形態のブロック図である。 ジャンパケーブル経由で光信号を送信する一実施形態のフロー図である。 ジャンパケーブル経由で光信号を受信する一実施形態のフロー図である。 光コネクタをレンズコンポーネントへとインタフェースして位置合わせするラッチの一実施形態のブロック図である。 光コネクタをレンズコンポーネントへとインタフェースして位置合わせするラッチの一実施形態のブロック図である。 ラッチに搭載される光コネクタの一実施形態のブロック図である。 ラッチに搭載される光コネクタの一実施形態のブロック図である。 スプリング力で光コネクタをレンズコンポーネントに固定するラッチの一実施形態のブロック図である。 スプリング力で光コネクタをレンズコンポーネントに固定するラッチの一実施形態のブロック図である。 ラッチで光コネクタをレンズコンポーネントに固定する一実施形態のフロー図である。 非フリップの、統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。 ジャンパアセンブリをインタフェースするレンズチューブホルダを有する、非フリップの、統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。 ビームを拡大する一実施形態のブロック図である。

以下の詳細および実装例の記述は、図面の記載も含み、以下に記載する実施形態の一部または全てを示していたり、本明細書の発明コンセプトの他の潜在的な実施形態または実装例を記載していたりもする場合がある。本発明の実施形態の概略は、図面を参照するより詳細な記載の前に記載される。

ここに記載するように、接続ポートは、電気および／または光インタフェース機能を提供する。一部の実施形態では、インタフェースおよび位置合わせのメカニズムが記載される。一部の実施形態では、インタフェースのＰＣＢリアルエステート（real estate）を減らしたり、および／または、信号品質を向上させたりするメカニズムが記載される。一般的には、統合された光および電気インタフェースポートは、単一のポートおよび／または対応するプラグ内に統合された光コンポーネントと電気コンポーネントとを含み、これらをここでは、コネクタと、係合または対応するコネクタと称する場合がある。

一実施形態では、統合されたコネクタは、自身の内部に、光通信の光エンジンを含む。統合されたコネクタの内部には、コネクタ筐体、電気インタフェースアセンブリ、および、光インタフェースアセンブリが組み込まれている。一実施形態では、光通信の光エンジンは、光信号を生成するレーザダイオード、光信号を受信する光ダイオード、および、光インタフェースを制御する光集積回路（ＩＣ）を含む。

一実施形態では、統合されたコネクタは、レンズが固定されていたり（rigid or fixed）せずに、可動式であるフロータブル光レンズを含む。位置合わせメカニズムとともに、フロータブルレンズは、係合するコネクタとインタフェースして、位置合わせされたインタフェースを公差範囲内で提供することができる。位置合わせは、レンズがコネクタ内で強固に固定されておらずフロータブルであれば、コネクタの繰り返し利用の影響を受けにくい。

一実施形態では、統合されたコネクタは、別のコンポーネントとの間で信号を、光を利用して交換するジャンパアセンブリとして機能するプラグ可能光レンズアセンブリを含む。光信号を、コネクタで、または、コネクタを搭載するＰＣＢ上のコネクタの物理的な直近の範囲内で終端させるのではなく、光信号は、コネクタから処理コンポーネントの距離の少なくとも一部に光を利用して伝達することができる。従来は、光信号は、終端されて、処理コンポーネントに電気的に伝達されており（または、電気的にコネクタに伝達されて、光を利用して送信されている）、この方法では、信号品質が低減したり、および／または、信号帯域幅が制限されたりするおそれがあった。信号を、コネクタと処理コンポーネントとの間の距離の少なくとも一部において光を利用して伝達することにより、信号品質を維持して、帯域幅を増大させることができるようになる。

一実施形態では、ラッチコンポーネントによって、ＰＣＢに実装されているレンズコンポーネントに光コネクタ部を固定する。ラッチは、光インタフェース（例えば光ファイバ）をレンズへと位置合わせして固定することで、良好な信号転送機能を実現することができる。重要なことは、ラッチをＰＣＢのリフロープロセス後に実装することができ、ＰＣＢの高温処理中にファイバおよびレンズコンポーネントをＰＣＢから離しておくことができる、ということである。加えて、ＰＣＢに実装されているレンズコンポーネントにファイバをラッチを利用して物理的にインタフェースおよび位置合わせすることができれば、時間およびコストがかかるファイバの手動による位置合わせが不要になる。

コネクタポートは、「フリップ」または「非フリップ」構成に構成することができる。フリップ構成では、対応するプラグを「フリップ」して、電気コンタクトを位置合わせする必要がある。例えば、フリップＵＳＢ構成では、電気コンタクトが、コネクタの底部に位置している（ＰＣＢがコネクタの底部にあるような構成を想定すると）。フリップＵＳＢ構成では、電気コンタクトがコネクタの上部に位置する。非フリップ構成では、コンタクト用の電気リードが、光レンズコンポーネントを実装する必要のあるスペースを邪魔するような状況が生じうる。従って電気コンポーネントと光コンポーネントとが、同じ物理スペースをめぐって「競合」せざるをえない。リードを介して延びるレンズチューブホルダを利用することで、光インタフェースを適切に導入して組み込むことができ、一方では、電気リードをＰＣＢと相互接続させることができる。

図１は、統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。システム１００はデバイス１１０を含み、このデバイスは、複数のデバイス（デスクトップまたはラップトップコンピュータ、ネットブック、その他の同様のデバイス等を含む）のいずれを含んでもよい。コンピューティングデバイスのほかに、数多くの他のタイプの電子デバイスが、ここで記載する１以上のタイプのコネクタを含むことができ、ここに記載する実施形態は、このような電子デバイスどれに対しても同様に適用することができる。他の電子デバイスの例には、ハンドヘルドデバイス、スマートフォン、メディアデバイス、マルチメディアデバイス、メモリデバイス、カメラ、ボイスレコーダ、Ｉ／Ｏデバイス、ネットワーキングデバイス、ゲーミングデバイス、ゲーミングコンソール、その他の、本コネクタを含むことのできる任意の電子デバイスが含まれてよい。

デバイス１１０は、プロセッサ（ｐｒｏｃ）１１２を含み、このプロセッサは、電気および／または光信号、Ｉ／Ｏ信号を処理する任意のタイプの処理コンポーネントを表している。プロセッサ１１２は、アブストラクションであり、単一の処理デバイスを利用することもできるし、複数の別個のデバイスを利用することもできる。プロセッサ１１２は、マイクロプロセッサ、プログラマブル論理デバイスまたはアレイ、マイクロコントローラ、信号プロセッサ、または組み合わせを含んでよい。

デバイス１１０は、プラグ１３２にインタフェースするポート１２０を含む。プラグ１３２はコネクタプラグであり、周辺デバイス１３０（上述した同様のタイプのデバイスのいずれであってもよい）に、デバイス１１０との相互接続を可能とすることができる。プラグ１３２は、直接周辺デバイス１３０に構築されてもよいし（コードを介しても介さなくてもよい）、または、周辺デバイス１３０に、独立型のケーブルを介して相互接続されてもよい。プラグ１３２は、光インタフェース、電気インタフェース、または両方により通信をサポートする。

プラグ１３２は、デバイス１１０のポート１２０と係合（mate）する。ここでは、１つのコネクタが別のコネクタと係合する、という表現は、機械的な接続を提供することを意味する。１つのコネクタの別のコネクタとの係合は、通常、通信接続の提供である。ポート１２０は、機械的接続メカニズムを提供する筐体１２２を含む。ポート１２０はさらに、電気および光インタフェースコンポーネントを含む。光経路１２４は、プロセッサ１１２とポート１２０との間で信号を伝達する処理および／または終端コンポーネントを含みうる１以上のコンポーネントを表す。信号の伝達には、後述するが、光の生成および変換、または、電気の受信および変換が含まれてよい。

電気経路１２６は、プロセッサ１１２とポート１２０との間で電気信号を伝達する１以上のコンポーネントを表す。光経路１２４の一部が電気コンポーネント（特に、プロセッサ１１２に対する電気からの、または電気への変換）を含んでよいが、光経路１２４は、デバイス１１０で受信またはそこから送信された信号を、光信号として伝達する。これに対して、電気経路１２６は、デバイス１１０で受信した、またはそこから送信された信号を、電気信号として伝達する。従って光経路１２４は、ポート１２０に光インタフェース通信経路を提供し、電気経路１２６は、ポート１２０に電気インタフェース通信経路を提供する。

ポート１２０、筐体１２２、および光経路および電気経路（１２４および１２６それぞれ）は、上述したコネクタの実施形態をサポートしている。従って一実施形態では、ポート１２０が、自身の内部に光通信の光エンジンを含む統合されたコネクタであってよい。一実施形態では、ポート１２０は、光インタフェースのためにフロータブルレンズを含む。一実施形態では、ポート１２０は、プラグ可能な光レンズアセンブリを含み、光経路１２４は、プロセッサ１１２との間で信号を、光を利用して交換するジャンパアセンブリを含む。一実施形態では、光経路１２４は、光コネクタを、デバイス１１０のＰＣＢ上に実装されたレンズコンポーネントに固定するためのラッチコンポーネントを含む。ポート１２０は、フリップコネクタ、または非フリップコネクタとして構成することができる。上述した実施形態のうち１以上を組み合わせることもできる。

システム１００は、概して様々な実施形態との関連で記載されており、様々な実施形態に関する詳細を以下で説明する。

自身の内部に光エンジンを含む統合されたコネクタを、アクティブ光コネクタまたはアクティブ光レセプタクルおよびアクティブな光プラグと称する場合がある。通常は、これらのアクティブ光コネクタは、係合するコネクタ、電気コンタクトアセンブリ、および光アセンブリに対する物理的な接続インタフェースを提供するコネクタ筐体を含む。電気コンタクトアセンブリおよび／または光アセンブリはさらに、「サブアセンブリ」と称される場合がある。技術的には、アセンブリは「完成された」製品、または、製品の完成されたシステムまたはサブシステムのことである場合もあるが、通常、サブアセンブリは、他のコンポーネントまたは別のサブアセンブリと組み合わせられて、サブアセンブリを完成するものである。しかし、ここではサブアセンブリを「アセンブリ」とは区別せず、アセンブリが、通常はサブアセンブリと考えられるものであってもよい。

電気コンタクトアセンブリは、コネクタ筐体に物理的に組み込まれたり、集積されたり、統合されたりして、電気Ｉ／Ｏインタフェースを提供する。光アセンブリは、コネクタ筐体に物理的に組み込まれて、光Ｉ／Ｏインタフェースを提供する。一実施形態では、光アセンブリは、能動的に光信号を生成し、および／または、受信し、および処理する光エンジンを含む。統合されたコネクタを介した接続インタフェースによって、異なるインタフェースを介した電気Ｉ／Ｏまたは光Ｉ／Ｏまたは両方を、コネクタ筐体内に組み込むことができるようになる。電気Ｉ／Ｏおよび光Ｉ／Ｏは、同時に生じる場合もあり、略同時に生じる場合もあり、または、別個に、もしくは、「交互に」動作するよう設定されていてもよい。

一実施形態では、光エンジンが、電気Ｉ／Ｏインタフェースのプロトコルに合致するよう、またはこれに従って、光信号を処理することができる。光および電気インタフェースは、同じプロトコルに従って動作する必要は必ずしもないが、そうであってもよい。光エンジンが電気Ｉ／Ｏインタフェースに従って信号を処理するか、または、異なるプロトコルまたは規格に従って動作するか、に関わらず、光エンジンは、特定のコネクタで意図されているプロトコルで設定またはプログラミングすることができ、光エンジンが異なれば、それぞれ異なるプロトコルで設定してよい。一実施形態では、光エンジンは、光信号を生成するレーザダイオード、光信号を受信する光ダイオード、および、レーザダイオードおよび光ダイオードを制御する光集積回路（ＩＣ）を含む。

一実施形態では、光ダイオード、または、光ダイオード回路を有するコンポーネントは、光信号を電気に変換することができるので、光終端コンポーネントと考えることができる。レーザダイオードは、電気信号を光に変換する。光ＩＣは、光を利用して送信する信号に基づいて、レーザを適切な電圧で駆動して光信号を生成する出力を生成することで、レーザダイオード（例えば垂直共振器面発光レーザ、またの名をＶＣＳＥＬ）を駆動する。光ＩＣは、光ダイオードが生成する電気信号を受信して、解釈するために処理する。一実施形態では、光ＩＣは、電力を管理して、利用されていない間は、光コンポーネント（例えばレーザ、光ダイオード）を電源ＯＦＦにする。

利用可能な電気プロトコルまたは規格は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）（規格またはｍｉｎｉ）、高精細マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、またはＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔを含んでよい。各異なる規格には、電気コンタクトアセンブリ用の異なる構成およびピンアウトが含まれてよい。加えて、コネクタ筐体のサイズ、形状、および構成は、対応するコネクタ同士の係合についての公差を含み、規格に基づいていてよい。従って、光Ｉ／Ｏアセンブリを統合するコネクタのレイアウトは、様々な規格によって異なっていてよい。当業者であれば理解するように、光インタフェースは、レシーバを光信号トランスミッタにインタフェースするために見通し線通信（line-of-sight connections）を必要とする。従ってコネクタの構成は、レンズが対応する電気コンタクトアセンブリを邪魔しないようにする必要がある。例えば、コネクタ筐体内で利用可能なスペースに応じて、光インタフェースレンズを、コンタクトアセンブリの側面側（または上部もしくは下部）に位置させる必要があろう。

図２は、自身に光エンジンが組み込まれた、統合された光および電気インタフェースポートの一実施形態のブロック図である。コネクタ２００（つまり、図２に示すコンポーネントの完全なアセンブリ）が、統合されたコネクタの一例を表している。より詳しくは、コネクタ２００が、コネクタ筐体内にアクティブな光エンジンを有するコネクタを表している。図示されている具体例は、ＵＳＢ規格−Ａコネクタであるが、他のコネクタタイプをここで記載するように構成することもできる点を理解されたい。従って、規格コネクタを介する光通信は、光電気回路および光コンポーネントを、コネクタ２００とともに示されているコネクタレセプタクルに収めることによりアクティブに実装することができる。

図示されているように、コネクタ２００は、レセプタクルシート金属２６０と、レセプタクル筐体２５０とを含む。レセプタクルシート金属２６０は、コネクタに、機械的なインタフェースおよび接地を提供する。より詳しくは、レセプタクルシート金属２６０は、コネクタ２００が対応するプラグと係合するときに、レセプタクル筐体２５０に位置的な剛性およびＥＭＩ（電磁干渉）からのシールドを与える。レセプタクル筐体２５０がさらに機械的なインタフェース構造を提供し、Ｉ／Ｏインタフェースを組み込むための構造上または機械上のフレームワークを提供する。電気インタフェースは、コンタクトサブアセンブリ（またはアセンブリ）２１０を介して提供される。光インタフェースはレンズフレーム２２０、光エンジン２３０、および、レンズ２４０により提供される。

上述したように、光エンジン２３０は、レーザダイオード、光ダイオード、および光ＩＣを含んでよい。光エンジン２３０を構成するコンポーネントは、ＦＲ４ ＰＣＢ（ＦＲ―４（frame retardant 4） ＰＣＢとも称される）、可撓性基板（flex-board）、またはリードフレーム等の基板にダイボンドまたはワイヤボンドされてよい。レンズフレーム２２０は、光損失を低減させるために、レンズ２４０および光エンジン２３０の間を正確に位置合わせする。

レンズ２４０は、任意の適切な材料で構築することができ、これには、プラスチック、ガラス、シリコン、その他の成型可能であり光を合焦する材料が含まれてよい。現在の技術では、コスト面、製造面、および耐久性の面から都合のよいプラスチックレンズが一般的な材料であろう。一実施形態では、レンズ２４０は、拡大されたビームの光インタフェースをサポートするよう設計される。ビームを拡大する方法では、レンズ２４０が送信信号を拡大してコリメーションして、受信信号を合焦する。当業者であれば理解するように、コリメーションとは、光信号の光子を受信に対してより平行にすることである。ビーム拡大については、図１５を参照して詳述する。

レンズ２４０は、コネクタ２００に送信光ビームを拡大させて、光通信をしやすくさせる。加えて、コネクタ２００は、レンズ２４０を利用して、通信の受信時に、拡大光ビームを合焦する。レンズ２４０は、受信光を、光エンジン２３０（例えば光ダイオード）の受信コンポーネントに合焦して、光エンジン２３０（例えばレーザダイオード）の送信コンポーネントからの光を拡大する。図では、コネクタ２００により１つの光チャネルがサポートされている。一実施形態では、コネクタ２００は、複数の光チャネルをサポートしている。さらなる光チャネルが、送受信用のレンズを含み、対応する送受信用のコンポーネントを光エンジン２３０側に備えることもできる。

一実施形態では、コネクタ２００はＵＳＢインタフェースをサポートしている。この実施形態では、コンタクトサブアセンブリ２１０は、ＵＳＢ２コンタクト、ＵＳＢ３コンタクト、または両方を含むことで、後方互換性および電気通信機能の達成を実現することができる。

図３は、自身に光エンジンが組み込まれた、統合された光および電気インタフェースプラグの一実施形態のブロック図である。コネクタ３００（つまり、図３に示すコンポーネントの完全なアセンブリ）が、統合されたコネクタの一例を表している。より詳しくは、コネクタ３００は、光および電気インタフェースを両方ともサポートするコネクタである。図示されているように、コネクタ３００の構造は、ＵＳＢ規格−Ｂコネクタに類似しており、図２のコネクタ２００を補完するものである。ここでも、このコネクタの具体例はあくまで一例にすぎず、限定として捉えられるべきものではない。

コネクタ３００は、シート金属シールド３４０を含み、コネクタ３００を係合させるときに、プラスチック筐体３１０に剛性と電磁干渉シールドとを与えている。プラスチック筐体３１０は、コネクタ３００に機械的なインタフェースと、電気および光インタフェースとを可能とする構造とを与える。プラスチックレンズ３２０および光エンジン３３０が、プラスチック筐体３１０に組み込まれて、光インタフェース経路を提供している。一実施形態では、光エンジン３３０は、レーザダイオード、光ダイオード、および、光ＩＣを含む。図２の光エンジン２３０同様、光エンジン３３０のコンポーネントも、基板にダイボンドまたはワイヤボンドされてよい。一実施形態では、プラスチック筐体３１０は、シート金属コンタクト３５０（係合するコネクタの対応するシート金属筐体との間を機械的および電気的にインタフェースするもの）が嵌合する内部スロットを含む。プラスチック筐体３１０は、さらに、光損失を最小限にするための位置合わせ特徴を含んでよい。

図４は、統合された光および電気インタフェースとの間で、光信号を送受信する一実施形態のフロー図である。このフロー図は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせを含んでよい処理論理が実行可能な様々な処理アクションのシーケンスの例を提供している。特定のシーケンスまたは順序で示すが、そうと明記しない限り、アクションの順序は変更可能である。従って図示されている実装例は、一例としてのみ捉えられるべきであり、処理を異なる順序で行ったり、一部のアクションを並列実行したりすることもできる。１以上の処理を、本発明の様々な実施形態から省くこともできる。従って、全ての実装例で全てのアクションが必要であるというわけではない。他の処理フローを採用することもできる。

一実施形態では、光アセンブリをコネクタ筐体に搭載する（４０２）。電気アセンブリもコネクタ筐体に搭載する（４０４）。光アセンブリおよび電気アセンブリは、搭載するものとして記載され、これは、これらのアセンブリを、コネクタの物理構造に組み込むことを意味している（例えば、コネクタ筐体内に組み込むこと）。これらアセンブリの搭載は、光および電気インタフェースを提供する１つの方法である。しかし、アセンブリおよびこれに関連する通信経路は、ホストデバイスの共通経路を初期化および／または設定することによっても提供されることが想定される。従って、経路のハードウェアコンポーネント（例えば、信号を提供または生成するプロセッサまたはコンポーネント（１つまたは複数））とインタフェースするソフトウェアドライバを準備するときに、アセンブリを提供してよい。

一実施形態では、光アセンブリは光エンジンを含む。光エンジンは、通信ごとに初期化する必要がある（４０６）。光エンジンは、統合された光および電気コネクタがその一部を形成するホストシステムの動作中に、動的にアクティベートまたはインアクティベートすることができる。光エンジンをアクティベートすることで、光経路が提供されたり、類似したアクティベート処理が提供されたりするとみなすことができ（例えば電力保全のために）、電気経路をディアクティベートすることで、経路が提供されるとみなすことができる。

送信時には、信号はシステム内で生成されて、コネクタから、統合されたコネクタを介してホストシステムが接続されている遠隔デバイスに送信される。従って信号は光ＩＣで生成される（４０８）。生成された信号は、ホストシステムの別の部分から受信され（例えばドライバからＩＣに送られて）、次に、ＩＣで送信用の処理を受ける。信号は、システム４１０が実装するプロトコルに基づいて、電気信号から光信号に変換される。プロトコルには、ＩＣを組み込むコネクタの光および／または電気プロトコルが含まれる。信号は次に、レーザダイオードで送信されてよい（４１２）。信号のレーザダイオードを利用した送信は、信号を電気から光に変換することと考えられる。

受信時には、信号が光アセンブリのレンズで受信される（４１４）。信号はレンズから、例えば光ダイオードに転送されて、光信号から電気に変換されて、光ＩＣの処理が受けられるようにする（４１６）。信号の変換は、光エンジンの光ダイオードを利用して行うことができ、または、光信号は、信号を受信するプロセッサの物理的近傍位置にある光終端コンポーネントに伝達されてもよい。一実施形態では、光ＩＣは、変換された受信信号を処理する（４１８）。

コネクタ筐体に組み込まれている光ＩＣを利用すると、コネクタからの信号が異なるプロセッサに伝達されることを回避することができる。この実施形態では、コネクタ自身が光トランシーバであり、この方法は、これに匹敵する、光処理をコネクタの外部で実行する受動的な方法よりも、ＰＣＢレイアウト上のリアルエステートが少なくて済む。

上述したように、係合するコネクタ間の光インタフェースは、適切な信号交換が行えるように位置合わせすべきである。一実施形態では、光アセンブリにフローティングレンズが含まれる。フローティングレンズは、コネクタ筐体内に固定位置合わせされていないレンズのことであり、これにより、光ファイバを光アセンブリの光レンズに、より柔軟に位置合わせすることができる。

一実施形態では、レンズコンポーネントの本体内の、係合するコンポーネントまたはコネクタの対応するピンまたはタブとインタフェースする切り欠き部により位置合わせすることができる。または、レンズコンポーネントの本体に、係合するコンポーネントまたはコネクタ上の切り欠き部とインタフェースするピンまたはタブを含めてもよい。一実施形態では、フローティングレンズを適切な位置に押し込むスプリング力を生じさせることで、位置合わせを向上させることができる。

図５Ａから図５Ｂは、フロータブルレンズを有する統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。図５Ａおよび図５Ｂの例の具体的な機械構造は、光ＵＳＢ規格―Ａプラグの内部構造に類似していてよいが、これは制限ではない例示である。図５Ａは、電気インタフェースが見える外観からのフローティング光レンズを有するコネクタを示しており、ここでフローティングレンズは、コネクタとの係合端に見えている。図５Ｂは、コネクタ筐体の壁に隣接しているであろうコンポーネントの面からの視野で、フローティング光レンズを有するコネクタを示している。

図５Ａでは、コネクタがＵＳＢ２コンタクト５０６、ＵＳＢ３コンタクト５０４、ＵＳＢ２プラスチック筐体５０８、および、ＵＳＢ３プラスチック筐体５０２を含む。ＵＳＢ２およびＵＳＢ３コンタクトは、プラスチック筐体内に設けられる電気コンタクトアセンブリである。９つの電気コンタクトを有するフローティングレンズメカニズムをＵＳＢ３規格で大量生産するためには、筐体の構造に、内部に嵌合される電気コンタクトの複数の部品を含ませることができる。図示されているように、別個のプラスチック筐体を実装して、電気コンタクトを捉えることができる。しかし、筐体の数は２つより多くても少なくてもよい。図では、ＵＳＢ３プラスチック筐体５０２がＵＳＢ３コンタクトを捉え、ＵＳＢ２プラスチック筐体５０８がＵＳＢ２コンタクトを捉えるように構成されている。一実施形態では、ＵＳＢ３プラスチック筐体５０２は、両側面にキーを含み、ＵＳＢ２プラスチック筐体５０８の切り欠き部にスナップ係合させることができる。ＵＳＢ３プラスチック筐体５０２およびＵＳＢ２プラスチック筐体５０８は、単一のコンポーネントの部分であってよい。２つのプラスチック筐体が組み合わせられて、電気インタフェースおよび光インタフェースを搭載するための１つのプラスチック筐体を構成する。フロータブルレンズ５１０は（プラスチックフロータブルレンズであってよい）、さらに、コネクタの係合端に位置するとして図示されている。

図５Ｂでは、電気アセンブリの電気リードが、コネクタ筐体の背面から突出している様子が示されている（ＵＳＢ３コンタクト５２０およびＵＳＢ２コンタクト５２２）。ＵＳＢ２プラスチック筐体５２４は、フロータブルレンズ５３４を組み込むための構造を提供している。フロータブルレンズ５３４は、筐体内に固定搭載されない、という点でフロータブル（フローティング）と称される。フローティングレンズメカニズムは、スプリング５２８を、ＵＳＢ２プラスチック筐体５２４を一端とするとともに、プラスチックフロータブルレンズを他端として押し付けることにより実装することもできる。スプリング５２８により、フロータブルレンズ５３４をＵＳＢ２プラスチック筐体５２４の係合端に形成されたキャビティ（cavity）内に押し込む張力または抵抗力を生成する。スプリング５２８は、コイルまたはフラットな形状で実装することができ、プラスチックまたはシート金属から形成することができる。ＵＳＢ２プラスチック筐体５２４のキャビティは、フロータブルレンズがその中で移動、回転、または傾斜できるような十分な空のスペースを含んでいる。プラスチック筐体の係合端は、中央ストッパー（例えばタブまたはフェース、またはその他のメカニズム）を含み、ここに、スプリング５２８を利用してフロータブルレンズ５３４を押し付けることができる。

フロータブルレンズ５３４は、ビーム拡張用のレンズ面５３２、レセプタクル側に、レンズと係合するための位置合わせ用の切り欠き部５３０、および、ファイバを取り付けるためのファイバブラインド穴といった、全て精度の高いフィーチャを含んでいる。ファイバ５２６は、コネクタ筐体内に形成されたファイバチャネル内に設けられ、ファイバブラインド穴内のフロータブルレンズ５３４と係合するものとして示されている。図の例では、４つの別個のレンズおよび光ファイバがあり、これらを利用してコネクタ内に２つの別個の光チャネルを実装することができる。

プラグが係合されない場合、フロータブルレンズ５３４は、ＵＳＢ２プラスチック筐体５２４の中央ストッパーに対して押し付けられる。プラグを係合する場合には、フロータブルレンズ５３４は、位置合わせ用の切り欠き部５３０を介してレセプタクルのレンズにはまる（key）ので、フロータブルレンズ５３４のレンズ面５３２が、レセプタクル側のレンズのものと整列するようになる。同時にフロータブルレンズ５３４が、レセプタクル側の位置合わせ用バンプにより後方に押し付けられる。フロータブルレンズ５３４が後方に押し付けられると、ＵＳＢ２プラスチック筐体５２４の動き（並進であっても、回転であっても）が、フロータブルレンズ５３４の動きから分離される。

一実施形態では、統合された光および電気インタフェースコネクタは、光信号を処理するために、光エンジン内に光ＩＣを含むアクティブなインタフェースであってよい。一実施形態では、光信号は、コネクタまたはプラグから処理コンポーネントに処理を受けるために送信されてよい。この実装例では、トランシーバモジュールジャンパケーブルアセンブリが、光信号を、少なくともその経路の一部で光を利用することで、処理コンポーネントへと伝達する。従来は、ＰＣＢのトレースを介して光信号をコネクタと交換していたが、この方法では信号品質が劣化していた。信号を、光を利用して伝達すると、より高い信号品質、および、より高い帯域幅とが達成される。

図６は、ＰＣボード上の２つのコンポーネントの間で光信号を伝達するジャンパケーブルの一実施形態のブロック図である。ジャンパアセンブリ６００は、光トランシーバから周辺機器へと、ここで記載する統合された光および電気コネクタを利用して、生成された光を伝達させる。一実施形態では、ジャンパアセンブリ６００は、プラスチックジャンパ筐体６２０、ジャンパシート金属ラッチ６１０、ファイバ６３０、ヒートシュリンク６４０、およびプラスチックレンズ６５０を含む。ジャンパ筐体６２０は、ファイバを取り付けるための精度の高い貫通穴、マクロファイバーを精度の高い貫通穴に位置合わせするためにポケットに設けられるＶ字溝、および、取り付け用のキャビティ６６０を含んでよい。一実施形態では、取り付け用の共振器６６０は、ジャンパ筐体６２０にファイバを固定するための糊を位置合わせするためのポケット部であってよい。

ジャンパ筐体６２０の主な目的は、ファイバを捉えることである。ジャンパシート金属ラッチ６１０は、ジャンパ筐体６２０と光トランシーバとの間にしっかりと係合される。ファイバ６３０は、光を伝達するための光導波路として機能する。一実施形態では、光チャネルごとに一対のファイバを利用する。図の例では、４つのファイバが利用されており、これが２つの光チャネルに対応している。１つのチャネルジャンパも図と同様に構成することができる。レンズ６５０は、ビーム拡張のレンズ面等の精度の高いフィーチャ、レセプタクルおよびプラグにおけるレンズ面間の光位置合わせのための位置合わせ用のバンプまたはタブ、および、ファイバを取り付けるためのブラインド穴を含む。または位置合わせを、レンズ６５０における切り欠き部により行うこともでき、これは、レセプタクルおよびプラグの上のバンプまたはタブに対応している。レンズ６５０は、ファイバをブラインド穴に位置させるためのファイバガイドチャネルを含み、これにより、ファイバをレンズ６５０の実際のレンズにインタフェースすることができる。加えて、レンズ６５０は、２つのキーを含み、自身をコネクタのレセプタクルにロックする。一実施形態では、ヒートシュリンク６４０を利用して、ファイバ６３０をレンズ６５０に固定することができ、さらには、歪みを緩和させることもできる。

図７は、コネクタとレンズコンポーネントとの間で光信号をやりとりするジャンパケーブルの一実施形態のブロック図である。ジャンパアセンブリ６００は、図６では単独で示されている。このジャンパアセンブリは、図７の接続のコンテキストで示されている。一実施形態では、ジャンパアセンブリを、一端がプラスチックの口金で終端されており、一端が光レンズで終端されているようなパッチコードとして捉えることもできる。

ジャンパアセンブリは、ファイバ７４０をレンズコンポーネント７１０に捉えて位置合わせするジャンパ筐体７２０を含む。ジャンパラッチ７３０は、ジャンパ筐体７２０をレンズコンポーネント７１０に取り付ける。ジャンパ筐体７２０は、光通信経路をインタフェースする光コネクタコンポーネントと称される場合もある。レンズコンポーネント７１０はさらに、光終端コンポーネントも含んでいる。レンズ７５０は、コネクタ７６０における光インタフェースを可能とする光レンズコンポーネントである。一実施形態では、レンズコンポーネント７１０は、光信号処理コンポーネントおよびＩ／Ｏルーティングプロセッサを含む（これらは別個の処理コンポーネントであってよい）。Ｉ／Ｏルーティングプロセッサは、コネクタ７６０の統合された光および電気インタフェースのうちの、電気インタフェースからの電気Ｉ／Ｏの役目を担っていてよい。加えて、図に示すように、複数の統合されたコネクタを、１つの処理ユニットで処理することもできる。

レンズコンポーネント７１０は、ＰＣＢ７８０上に実装されるレンズコンポーネント筐体７７０内に設けられる。コネクタ７６０がさらにＰＣＢ７８０上に設けられる。ＰＣＢレイアウトには、コネクタ７６０とレンズコンポーネント筐体７７０との間の距離の一部が含まれる。この結果、完全なシステムが構築されると、コネクタ７６０とレンズコンポーネント７１０との間に一定の距離が生じる。光信号を、コネクタ７６０とレンズコンポーネント７１０との間で光を利用して伝達することで、信号品質が向上する。

当業者であれば理解するように、図６および図７に示すジャンパアセンブリの利点の１つは、光レンズおよびファイバコンポーネントを、はんだ付け処理の後に実装することができる点である。通常の場合、電気コンポーネントはＰＣＢに、しばしばリフロープロセスを利用する、はんだ付けにより実装または取り付けられる。別のプロセス技術も公知ではあるが、よく利用されている方法の１つに、ピックアンドプレースマシンまたはその均等物を利用して、コンポーネントを接着して位置合わせして（はんだペースト等のペーストまたは接着剤により）、はんだペーストを電気コネクションに載せる、というものがある。全てのコンポーネントが実装されたＰＣＢ全体は、次に、熱または赤外線（ＩＲ）に晒されて、はんだペースト（通常は、はんだ付け用フラックスを含む）を溶融させ、これにより、コンポーネントリードがＰＣＢ上のトレースコンタクトにはんだ付けされる、または、はんだジョイントが形成される。このプロセスには、プラスチックコンポーネントに損傷を与える熱が利用される。従って、光ファイバその他のプラスチックコンポーネントは、はんだ付け処理の後に取り付けられて、損傷を回避する、ということになる。今までは通常これらのコンポーネントは、個々に実装されていたので、製造時間が長くなりコストも上がっていた。ジャンパアセンブリを利用すると、基板製造時間を大幅に低下させることができ、且つ、プラスチックコンポーネントをはんだプロセスに晒さなくてよくなる。

ジャンパアセンブリの別の利点は、光コンポーネントを受動位置合わせすることができる点である。光ファイバを利用して光を照射して、コンポーネント載置（例えば接着剤を利用する）前に各コンポーネントの位置合わせを（手動で）確実に行う必要がなくなり、レンズアセンブリを係合させることで、コンポーネント間を受動的に位置合わせすることができるようになる。この受動位置合わせは、後述するラッチにより促進される。

このようなジャンパアセンブリを利用すると、光信号をＰＣＢの一部から別の部分に光を利用して伝達することができるようになる。この伝達は、生成された信号の送信であってもよいし（図８Ａ）、または、外部コンポーネントからの、処理のための信号の受信であってもよい（図８Ｂ）。いずれの場合にも、信号は、コネクタでインタフェースする光レンズコンポーネントと、送信信号を生成して受信信号を処理する処理コンポーネントとの間の距離の少なくとも一部を光を利用して伝達される。

図８Ａは、ジャンパケーブル経由で光信号を送信する一実施形態のフロー図である。ＰＣＢの光ＩＣは、ＰＣＢのコネクタに取り付けられる外部デバイスに光を利用して送信される信号を生成する（８０２）。信号は、電気から光に変換される（８０４）。ＩＣは、電気を利用して動作すると想定されているので、電気信号を生成する。信号の光への変換は、送信する光信号の規格に従って行われる。電気信号は、光ＩＣから、電気信号から光信号を生成するコンポーネントに渡されてよい。コンポーネントは、ＰＣＢ上の、光ＩＣの物理的な近傍部に実装されると、信号歪みを低減させることができる。変換された光信号は、光を利用してレンズに送信される（８０６）。光を利用した信号の伝達は、レンズまでの送信経路の少なくとも光の部分について、ＰＣＢトレースを介す信号送信をバイパスする。電気から光へのコンバータを光ＩＣの近傍に置くことで、最も光を利用する形で信号を送信することができるようになる。次いで、光信号を、レンズから、接続されている外部デバイスに送信することができる（８０８）。

図８Ｂは、ジャンパケーブル経由で光信号を受信する一実施形態のフロー図である。信号の受信においては、光信号を外部デバイスからレンズ（または光レンズコンポーネント）で受信する（８５２）。レンズは、信号を、該レンズから、同じＰＣＢ上に実装されている終端コンポーネントに光を利用して送信する。信号を、レンズと終端コンポーネントとの間の距離の少なくとも一部を、光を利用して送信することにより、さもなくばＰＣＢトレースを介して電気的に実行されてしまう送信の少なくとも一部をバイパスさせることができるようになる。ここで、終端コンポーネントは、処理コンポーネント内に含まれていてもいなくてもよい点に留意されたい。一実施形態では、プロセッサにより受信される前の信号を、光から電気に変換する必要があるために、信号は、レンズからプロセッサまでの全距離の大半の部分を、光を利用して伝達することができる。

信号は、処理のために、光から電気に変換される（８５６）。信号は次に、終端コンポーネントからプロセッサに電気を利用して送信されてよく（８５８）、こうしてプロセッサが信号を処理することができるようになる（８６０）。

同じＰＣＢ上に実装されているコンポーネントとは、同じＰＣＢバックプレーン上に実装されているコンポーネント、または、同じ電気回路の一部であるＰＣＢバックプレーン上に実装されているコンポーネントのこととする。電気的および機械的にコネクタと連結されているジャンパボードは、ＰＣＢのあるコンポーネントから、該ＰＣＢ上に実装されている別のコンポーネントに光信号を伝達する目的からは、同じＰＣＢの一部であると考えられる。統合された光および電気コネクタの観点からは、電気接続は、コネクタを介して、処理コンポーネントを含むジャンパボードに伝達されてよい。光信号は、処理コンポーネントに光を利用して伝達されてよい。

上述したことに加えて、ジャンパアセンブリは、光インタフェースを向上させることにより、ファイバ処理時間を短縮することができる。ビーム拡張およびジャンパアセンブリの自己位置合わせ機能を利用して、ファイバの劈開後に長くかかる研磨処理を回避することができる。光コンポーネントの実装は、レンズを単にコネクタレセプタクルの筐体にプラグするだけ、という、迅速で簡単なものとなる。上述したように、光コンポーネントをＩＲリフロープロセスに晒すこともなくなる。

ジャンパアセンブリについて上述したように、ジャンパアセンブリは、コネクタラッチを含み、ＰＣＢのレンズコンポーネントに光コネクタを固定することができる。ラッチは、光コンポーネントを機械的に固定して、光コンポーネントを位置合わせする。

図９Ａから図９Ｂは、光コネクタをレンズコンポーネントへとインタフェースして位置合わせするラッチの一実施形態のブロック図である。図９Ａのビュー９０２は、レンズコンポーネントに接続するラッチと係合する光コネクタコンポーネントを示している。より詳しくは、レンズ９２０を示す図は、レンズコンポーネントがＰＣＢ９１０上に実装された様子を示している。ビュー９０２に示すように、ＰＣＢ９１０は、コネクタ９３０およびレンズ９２０の「前景」に位置しており、図９Ａの概略ではこれらを隠している。図９Ｂでは、ＰＣＢ９１０がビュー９０４の背景に位置している。

レンズ９２０は、コネクタ９３０の光ファイバとのインタフェースを行い、これが光コネクタコンポーネントを表す。ラッチ９４０によって、コネクタ９３０およびラッチ９４０を含むコネクタアセンブリがレンズ９２０に固定される。固定メカニズムについては後で詳述する。

このようにして、少なくとも１つのファイバガイドチャネルをファイバについて含む光コネクタコンポーネントが、ＰＣＢ上に搭載されたレンズコンポーネント上へと実装される。こうすることで、光コネクタのファイバは、レンズコンポーネントのレンズに対して正しく位置合わせされて、インタフェースされる。ラッチ９４０は、光コネクタコンポーネントをレンズコンポーネントに機械的に固定する。ラッチ９４０はスプリングメカニズムを含み、この一例を以下で詳しく説明する。スプリングメカニズムは、スプリング力を発揮して、光コネクタコンポーネントをレンズコンポーネントに持続的に係合させることができる。予め搭載されるスプリングラッチを採用すると、コネクタとレンズとをいつの時点においてもしっかり接続することのできる簡単な実装が達成される。ラッチのスプリング力によって、コネクタは移動を制限され、これによりレンズとファイバとの接続がより良好なものとなる。

図１０Ａから図１０Ｂは、ラッチに搭載される光コネクタの一実施形態のブロック図である。図１０Ａでは、コネクタ１０１０、光コネクタコンポーネントが、コネクタをラッチへとスライドさせて、ラッチ１０２０に実装されている。図１０Ｂに示すような一実施形態では、コネクタ１０１０は、ラッチ１０２０のスプリングレッグ１０４０に対して係合されており、これにより抵抗力が生じ、アセンブリを実装するときにコネクタがフック１０３０に対して押し付けられる。フック１０３０は、フック、および、コネクタを固定するフックアンカーメカニズムの一部である。フック１０３０は、レンズコンポーネントまたはＰＣＢ上のアンカーまたはリテーナに取り付けられる。

図１１Ａから図１１Ｂは、スプリング力で光コネクタをレンズコンポーネントに固定するラッチの一実施形態のブロック図である。ラッチおよびコネクタがラッチアセンブリ１１４０に係合されている。ラッチアセンブリ１１４０は、ＰＣＢ１１２０のレンズコンポーネント１１３０に係合される。図示されている一実施形態では、ラッチが、コネクタをラッチに固定するｕチャネル１１１０を含んでいる。ｕチャネルは、「Ｕ」形状に折り曲げられた、または形成されたラッチのタブにより形成され、コネクタの溝またはリッジ部分とインタフェースしてよい。なお、「Ｖ」形状も同様に利用することができる。ｕチャネルは、ラッチとコネクタとを１つのアセンブリとして保持することができ、ラッチ内のコネクタの垂直移動を制限する。ラッチアセンブリ１１４０とレンズコンポーネント１１３０の間の実装は、図１１Ｂに示すような、ラッチのフックと係合させる「押して実装（push to install）」といった簡単なものであってよい。

図１１Ｂを参照すると、ラッチアセンブリ１１４０がレンズコンポーネント１１３０と完全に係合されると、ラッチのスプリングレッグフィーチャによって、コネクタに対してスプリング力１１６０が働き、コネクタが強制的にレンズコンポーネント１１３０にしっかり固定される。フックフィーチャとスプリングレッグフィーチャとの間の干渉から生じる力によって、コネクタが常にレンズコンポーネントに対して機械的に押し付けられている状態が生じる。一実施形態では、アセンブリをラッチリテーナ１１５０で完全に係合させている間にスプリング力１１６０を維持することで、ラッチをレンズコンポーネントに固定する。

ラッチアセンブリ１１４０のラッチは、形状復元特性（shape resilience）を有する金属等の材料で構成される。形状復元特性とは、材料が形状の変化に抵抗する、特定の組成の材料の特徴のことである。従って、このような材料は、材料の形状を歪めようとする力が働いても、その形状を維持するだけの十分な不可鍛性（non-malleable）を有している。例えば、材料の形状を歪めようとして働く力は、別のオブジェクトによる形状に対する機械的な干渉である場合も含む。

図１１Ａおよび図１１Ｂに示すような一実施形態では、ラッチリテーナ１１５０は、ラッチのフックを、係合中に退出（bow out）させる。しかし、フックの形状復元特性によって、フックが押し戻され、リテーナと係合を続ける。同様の効果は、フックを外向きではなくて内向きに押す別の実施形態でも得られる。ラッチアセンブリのスプリングレッグも、実装中に、同様に、コネクタから離れる方向の外向きに歪められる。フックを係合させたとき、スプリングレッグに対してコネクタを押し付ける際の機械的干渉によって、スプリングレッグの形状がわずかに歪む。すると、スプリングレッグは、この機械的干渉に抵抗して、コネクタを押し返すので、コネクタをレンズコンポーネントに押し付ける持続的な張力が生成される。フックの形状を対応させることを前提でスプリングのレッグを他の形状にしてもよい。または、スプリング力１１６０を、ラッチのエッジとコネクタとの間に実装される１以上のコイルスプリングで生じさせ、コネクタをレンズコンポーネントに押し付けるようにすることもできる。

図１２は、ラッチで光コネクタをレンズコンポーネントに固定する一実施形態のフロー図である。光コネクタコンポーネントがラッチに搭載されて、ラッチアセンブリが形成される（１２０２）。コネクタコンポーネントの搭載には、コネクタコンポーネントをラッチの搭載チャネルにインタフェースすることが含まれる（１２０４）。例えばラッチは、コネクタ上の対応する機械構造に係合する「Ｕ形状」または「Ｖ形状」のチャネルを含んでよい。

コネクタおよびラッチアセンブリまたはこれらの組み合わせは、ＰＣＢ上に搭載または実装されているレンズコンポーネントに機械的に固定される（１２０６）。レンズコンポーネントに固定されるラッチアセンブリは、コネクタコンポーネントに対する持続的な力を働かせるスプリング力メカニズムと連係して、コネクタコンポーネントをレンズコンポーネントに押し付ける（１２０８）。この持続的な力を利用することで、コネクタの光コンポーネント（例えば光ファイバおよび／またはレンズ）は、レンズコンポーネントの対応する光コンポーネント（例えばレンズ）に正しく位置合わせされ、インタフェースされる。

一実施形態では、光インタフェースコネクタ筐体は、光ＵＳＢ規格―Ａフリップレセプタクルであってよい。別の実施形態では、光インタフェースコネクタ筐体は、光ＵＳＢ規格―Ａ非フリップレセプタクルであってよい。ジャンパアセンブリに関して上述した説明では、主にフリップレセプタクル筐体を例としていた。非フリップレセプタクル筐体を利用するには、ＵＳＢ電気インタフェースの電気コンタクトのリードの少なくとも一部分が、レンズをレセプタクル筐体に挿入して組み込むための物理的な空間と競合する場合がある。この場合、図１３および図１４に示す拡張レンズアセンブリを利用することで、光コンポーネント間を正しくインタフェースすることができる。

図１３は、非フリップの、統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。当業者であれば理解するように、レセプタクルは、レセプタクル筐体のトング部分が、ＰＣＢに近い下半分にあり、レセプタクルと係合するためにはケーブルプラグをフリップする必要がある場合に「フリップ」される。「非フリップ」と称されるレセプタクルは、レセプタクル筐体のトング部分が、ＰＣＢ側の、またはＰＣＢに対向する上半分にあるケースである。この場合には、電気コンタクトが、レセプタクルの上部分のレセプタクル筐体のトング部分にあり、ＰＣＢと対向する。ＵＳＢ３では、ＰＣＢと関連するコネクタに信号を接続するために、関連リードを有する５つの電気コンタクトがさらに必要となるので、フリップ構成は、コネクタがＵＳＢ３をサポートする場合の通常構成である。

アセンブリ１３００は、コネクタに対応するＰＣＢと機械的にインタフェースする（通常はＰＣＢ上に「載置される」、またはＰＣＢに押し付けられる）レセプタクルシート金属１３５０を含む。レセプタクルシート金属１３５０は、レセプタクル筐体１３４０を捉え、係合するプラグとの接合において、機械的連結と電磁干渉シールドとを提供する。レセプタクル筐体１３４０は、レセプタクルシート金属１３５０にロックされ、光および電気インタフェースアセンブリを受ける。

コンタクトサブアセンブリまたはアセンブリ１３３０は、ＵＳＢ３およびＵＳＢ２コンタクト両方を捉える筐体（通常はプラスチック製である）を含む。コンタクトサブアセンブリ１３３０は、レセプタクル筐体１３４０にロックされる。アセンブリ１３００を見ると分かるように、コンタクトサブアセンブリ１３３０は、ＰＣＢ１３６０側へと突出するリードを有し、少なくともの一部が、レセプタクル筐体１３４０の、コンタクトアセンブリと光サブアセンブリとを挿入させる面をふさぐ。フリップ構成では、電気コンタクトアセンブリが、ＰＣＢに近いほうのレセプタクル筐体の下半分に実装されることを条件に、リードは開口をふさぐ必要がない。

一実施形態では、アセンブリ１３００は、複数のレンズチューブ１３２０を含むレンズチューブホルダ１３１０を含む。レンズチューブ１３２０は、コンタクトサブアセンブリ１３３０のリードの間を通って、レンズまたはレセプタクル筐体１３４０の他のコンポーネントと係合、インタフェースするのに十分な長さである。従って、コンタクトサブアセンブリ１３３０がふさいでも、光インタフェースおよびＩ／Ｏとは干渉しない。上述したレンズコンポーネントには、光インタフェースの位置合わせを助ける精度フィーチャが含まれる。同様に、レンズチューブ１３２０も、ビーム拡張用のレンズ表面およびファイバを取り付けるためのブラインド穴といった精度フィーチャ、および、位置合わせメカニズム（例えば切り欠き部、バンプ、タブ）を含む。レンズチューブホルダ１３１０は、各プラスチックレンズチューブ１３２０を捉えて、レセプタクル筐体１３４０へと押し込む。一実施形態では、レンズチューブホルダ１３１０は、レンズチューブと組み合わせられて、１つのプラスチック部分を形成する。１つの部分とすることで、全てのレンズをレセプタクル筐体１３４０内で正しく共同位置合わせすることができるようになる。一実施形態では、レンズチューブホルダ１３１０とレンズチューブ１３２０とが、ジャンパケーブルアセンブリの一部である。

図１４は、ジャンパアセンブリをインタフェースするレンズチューブホルダを有する、非フリップの、統合された光および電気インタフェースの一実施形態のブロック図である。アセンブリ１４００は、レンズチューブを有するジャンパアセンブリのわずかに異なるビューを提供している。アセンブリ１４００のコネクタは、コネクタ筐体面１４４０を含むコネクタ筐体を含む。図では、電気コンタクトリード１４５０が、コネクタ内のコンタクトから下方に延び、コネクタ筐体面１４４０の開口をふさぐ。

一実施形態では、コネクタは、例えば上述したようにジャンパアセンブリ１４１０とインタフェースされる。ジャンパアセンブリ１４１０は、延長されたチューブレンズを含むプラグインレンズ１４２０に接続する。ファイバ１４３０は、プラグインレンズ１４２０のファイバブラインド穴からジャンパアセンブリ１４１０へと延びる。図１３のレンズチューブホルダ１３１０もプラグインレンズであり、レンズチューブ１３２０を４つ含むことが図から分かる。図１４のプラグインレンズ１４２０は、２つのレンズチューブを含む。従って一実施形態では、図１３のレンズは２つ別個の光チャネルを含み、図１４のレンズは１つ含んでいる。

図１５は、ビームを拡大する一実施形態のブロック図である。図から分かるように、光信号をファイバ１５２２に渡し、ファイバ１５２４へと転送している。ファイバ１５２２の光ビームは、レンズ１５１２による拡大およびコリメーションを受けて（１５３２）、レンズ１５１４に、より大きなビームとしてインタフェースされる。この例では、ファイバ１５２２および１５２４の直径は約６２．５ミクロンであってよく、拡大ビームはレンズ１５１２および１５１４の間を、約７００ミクロンの直径で通過する。従来のバット連結（butt coupling）では、殆どのコネクタの機械公差について適切な性能が得られなかったが、このようにビームを拡大することで、ファイバ１５１２とファイバ１５１４との間を光連結することができる。わずかなオフセットがあっても、ビームを拡大しない場合には、重大な信号損失につながることがある。例えば、数ミクロンのオフセットであっても、１０パーセントを超える損失が信号にもたらされる場合がある。しかし、ビームを拡大すると、機械公差が向上して、塵その他の光を遮るものに対する公差も向上する。

ファイバ１５２２内の光ビームは、より平行な光子から形成されていてもいいが、図示の便宜上、ファイバ１５２２は、分散光１５４２を含むように描かれている。光ビームがファイバ内に分散光を含む場合であっても、拡大およびコリメーション（１５３２）を行うことで、光子をより平行にすることで、光信号品質を向上させることができる。従って、平行光１５３４は、レンズ１５１２および１５１４間に転送される。光ビームはレンズ１５１４で合焦され（１５３６）、平行光１５４４がファイバ１５２４を透過する（１５３６）。

様々なオペレーションおよび機能について上述したが、これらは、ソフトウェアコード、命令、構成、および／または、データで記述または定義される。コンテンツは、直接実行可能な（「オブジェクト」または「実行可能な」形式で）ソースコード、その他のコード（「デルタ」または「パッチ」コード）であってよい。ここに記載された実施形態のソフトウェアコンテンツは、コンテンツを格納する製品を介して提供されてもよいし、通信インタフェースを介してデータを送信する通信インタフェースを操作する方法により提供されてもよい。機械可読格納媒体は、機械に、記載した機能またはオペレーションを実行させてよく、情報を機械（例えばコンピューティングデバイス、電子システム等）がアクセス可能な形態で格納する任意のメカニズム（例えば、記録可能／記録不可能媒体（読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク格納媒体、光格納媒体、フラッシュメモリデバイス等））を含む。通信インタフェースは、ハードワイヤ、ワイヤレス、光等の媒体（例えばメモリバスインタフェース、プロセッサバスインタフェース、インターネット接続、ディスクコントローラ等）にインタフェースして、別のデバイスに通信する任意のメカニズムを含む。通信インタフェースは、設定パラメータを提供することで、および／または、信号を送信して通信インタフェースを準備してソフトウェアコンテンツを記述するデータ信号を提供することで、構成されてよい。通信インタフェースは、通信インタフェースに送信する１以上のコマンドまたは信号を介してアクセスすることができる。

ここに記載する様々なコンポーネントは、記載されるオペレーションまたは機能を実行する手段であってよい。ここで記載する各コンポーネントには、ソフトウェア、ハードウェア、またはこれらの組み合わせを含む。コンポーネントは、ソフトウェアモジュール、ハードウェアモジュール、専用ハードウェア（特定用途向けハードウェア、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等）、エンベデッドコントローラ、ハードワイヤ回路等として実装することができる。

ここに記載するものに加えて、本発明で開示された実施形態および実装例に対しては、本発明の範囲を逸脱しなければ様々な修正を行うことができる。従って、ここに記載する例は、制限的な意味ではなくあくまで例示として捉えられるべきである。本発明の範囲は、以下の請求項のみを参照して決定される。

Claims (23)

1. 物理接続インタフェースを、電気インタフェース規格と合致する構造を有し、係合するコネクタに提供するコネクタ筐体と、
   前記コネクタ筐体に物理的に組み込まれて、前記電気インタフェース規格に応じて電気入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを提供する電気コンタクトアセンブリと、
   前記コネクタ筐体に物理的に組み込まれて、光Ｉ／Ｏインタフェースを提供する光アセンブリと
   を備え、
   前記光アセンブリは、光信号を能動的に生成して、受信して、処理する光エンジンを有し、
   前記光アセンブリの光エンジンはさらに、前記電気Ｉ／Ｏインタフェースのプロトコルに従って光信号を処理し、かつ、前記電気Ｉ／Ｏインタフェースの前記プロトコルに合致するよう前記光信号を処理するようにプログラム可能であり、
   前記接続インタフェースにより、電気Ｉ／Ｏまたは光Ｉ／Ｏまたは両方が、前記コネクタ筐体を通過し、
   前記電気コンタクトアセンブリは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、高精細マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、またはＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔのうちのいずれかの規格に基づいて電気Ｉ／Ｏインタフェースを提供する装置。
2. 前記光アセンブリは、
   光信号を生成するレーザダイオードと、
   光信号を受信する光ダイオードと、
   前記レーザダイオードおよび前記光ダイオードを制御する光集積回路（ＩＣ）と
   をさらに有する請求項１に記載の装置。
3. 前記光アセンブリは、前記コネクタ筐体内に移動可能に設けられ、光ファイバを前記光アセンブリの光レンズにインタフェースして位置合わせするフローティングレンズを含む請求項１に記載の装置。
4. 前記光アセンブリは、前記光アセンブリとプリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装されているコンポーネントとの間で光を利用して信号を伝達する光ジャンパアセンブリを介して、前記ＰＣＢの電気回路とインタフェースする請求項１に記載の装置。
5. 前記コネクタ筐体は、非フリップＵＳＢコネクタ筐体を含み、
   前記電気コンタクトアセンブリは、前記コネクタ筐体の、ＰＣＢに対向する面の上の電気インタフェースコンタクトに組み込まれる請求項１に記載の装置。
6. 係合するコネクタ筐体と機械的に連結するコネクタ筐体を介して、電気入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース経路を提供する段階と、
   前記コネクタ筐体内に設けられ、前記電気Ｉ／Ｏインタフェース経路のプロトコルに従って光信号を能動的に生成して、受信して、処理するアクティブ光エンジンを含む光Ｉ／Ｏインタフェース経路を提供する段階と
   を備え、
   前記コネクタ筐体は電気インタフェース規格と合致する構造を有し、
   前記電気Ｉ／Ｏインタフェース経路は、前記電気インタフェース規格に応じた電気経路であり、
   前記光エンジンは、前記電気Ｉ／Ｏインタフェースの前記プロトコルに合致するよう前記光信号を処理するようにプログラム可能であり、
   前記コネクタ筐体は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、高精細マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、またはＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔのうちのいずれかの規格に基づいて電気Ｉ／Ｏインタフェースを提供する方法。
7. 光信号を能動的に生成して、受信して、処理する前記アクティブ光エンジンは、
   光信号を生成するレーザダイオードと、
   光信号を受信する光ダイオードと、
   前記レーザダイオードおよび前記光ダイオードを制御する光集積回路（ＩＣ）と
   を含む請求項６に記載の方法。
8. 前記光Ｉ／Ｏインタフェース経路を提供する段階は、
   前記コネクタ筐体内に移動可能に設けられ、光ファイバを光アセンブリの光レンズにインタフェースして位置合わせするフローティングレンズを提供する段階を有する請求項６に記載の方法。
9. 前記電気Ｉ／Ｏインタフェース経路を介して前記電気Ｉ／Ｏと、前記光Ｉ／Ｏインタフェース経路を介して前記光Ｉ／Ｏとを、同時に通信する段階をさらに備える請求項６に記載の方法。
10. 電気入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを提供し、コネクタ筐体内に固定されている電気コンタクトアセンブリを有するプラグコネクタ筐体と、
    前記プラグコネクタ筐体内に移動可能に設けられたレンズコンポーネントと
    を備え、
    前記レンズコンポーネントは、前記レンズコンポーネントの光レンズを、係合するコネクタに位置合わせする位置合わせメカニズムを有し、前記レンズコンポーネントは光Ｉ／Ｏインタフェースを提供し、
    前記プラグコネクタ筐体は電気インタフェース規格と合致する構造を有し、
    前記電気コンタクトアセンブリは、前記電気インタフェース規格に応じた前記電気Ｉ／Ｏインタフェースを提供し、
    前記プラグコネクタ筐体はさらに、前記電気Ｉ／Ｏインタフェースのプロトコルに合致するよう光信号を処理するようにプログラム可能な光エンジンを有し、
    前記プラグコネクタ筐体内に固定されている前記電気コンタクトアセンブリを有する前記プラグコネクタ筐体は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、高精細マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、またはＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔのうちのいずれかの規格に基づいて電気Ｉ／Ｏインタフェースを提供する装置。
11. 複数のプラスチックレンズは、前記レンズコンポーネント内の対応するファイバブラインド穴とインタフェースし、各ファイバブラインド穴は、光ファイバの前記レンズコンポーネントの物理構造内の搭載位置を提供している請求項１０に記載の装置。
12. 前記位置合わせメカニズムは、
    前記係合するコネクタの対応するピンまたはタブと位置合わせされる、前記レンズコンポーネント内の切り込み部を含む請求項１０に記載の装置。
13. 前記プラグコネクタ筐体内に移動可能に設けられた前記レンズコンポーネントは、
    矩形のレンズコンポーネントを有し、
    前記矩形のレンズコンポーネントは、前記矩形の３つの辺で機械的に定義され、第４の辺のスプリングから、前記３つの辺が形成するスペースに対して機械的な抵抗力が加わる請求項１０に記載の装置。
14. 電気Ｉ／Ｏインタフェースおよび光Ｉ／Ｏインタフェース両方を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）のコネクタの光入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースに連結される光レンズコンポーネントであって、前記光レンズコンポーネントは、光ファイバを、前記光レンズコンポーネントのレンズにインタフェースするファイバガイドチャネルを含む前記光レンズコンポーネントと、
    信号を光と電気との間で変換する光Ｉ／Ｏ用前記ＰＣＢの光信号終端コンポーネントに光ファイバをインタフェースするファイバガイドチャネルを含み、前記光信号終端コンポーネントに連結される光コネクタコンポーネントと、
    前記光レンズコンポーネントの前記ファイバガイドチャネルと、前記光コネクタコンポーネントの前記ファイバガイドチャネルとの間に延び、前記ＰＣＢ上で、前記光レンズコンポーネントと前記光コネクタコンポーネントとの間で光を利用して信号を伝達する少なくとも１つの光ファイバと
    を備え、
    前記ＰＣＢの前記コネクタは、係合するコネクタに物理的な接続インタフェースを提供するコネクタ筐体を含み、
    前記コネクタ筐体は電気インタフェース規格と合致する構造を有し、
    前記コネクタ筐体は、電気Ｉ／Ｏまたは光Ｉ／Ｏまたは両方を可能にし、
    前記光コネクタコンポーネントはさらに、前記電気Ｉ／Ｏインタフェースのプロトコルに合致するよう前記光信号を処理するようにプログラム可能な光エンジンを有し、
    前記コネクタ筐体は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、高精細マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、またはＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔのうちのいずれかの規格に基づいて電気Ｉ／Ｏインタフェースを提供する装置。
15. 前記光レンズコンポーネントは、前記係合するコネクタの対応するピンまたはタブと位置合わせされる、位置合わせ用の切り欠き部を有する請求項１４に記載の装置。
16. 前記光レンズコンポーネントは、前記係合するコネクタの対応する切り欠き部と位置合わせされる、突出する位置合わせ用のタブを有する請求項１４に記載の装置。
17. 前記光レンズコンポーネントの前記レンズは、
    光信号をコリメーションして前記光Ｉ／Ｏインタフェースに合焦するビーム拡張器をさらに含む請求項１４に記載の装置。
18. 前記光レンズコンポーネントおよび前記光コネクタコンポーネントは、前記コネクタおよび前記光信号終端コンポーネントを前記ＰＣＢに実装するはんだリフロープロセスの後に、前記コネクタおよび前記ＰＣＢの前記光信号終端コンポーネントにそれぞれ実装可能である請求項１４に記載の装置。
19. 電気Ｉ／Ｏインタフェースおよび光Ｉ／Ｏインタフェースを両方とも有する前記ＰＣＢの更なるコネクタの更なる光Ｉ／Ｏインタフェースに連結される更なる光レンズコンポーネントをさらに備え、
    前記更なる光レンズコンポーネントは、更なる光ファイバを、前記光レンズコンポーネントの更なるレンズにインタフェースするための更なるファイバガイドチャネルを含む請求項１４に記載の装置。
20. 係合するコネクタと、機械的にインタフェースし、電気Ｉ／Ｏまたは光Ｉ／Ｏまたは両方を提供するべく、電気Ｉ／Ｏインタフェースおよび光Ｉ／Ｏインタフェース両方を有するコネクタのためのレセプタクル筐体であり、前記レセプタクル筐体に電気コンタクトおよび光レンズを組み込むための面を含む前記レセプタクル筐体と、
    前記レセプタクル筐体の前記面を介して前記レセプタクル筐体に組み込まれ、電気インタフェース規格に応じた電気入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを提供する電気コンタクトアセンブリであって、前記電気コンタクトアセンブリは、前記レセプタクル筐体の前記面の少なくとも一部をふさぐ複数の電気リードを含む前記電気コンタクトアセンブリと、
    前記レセプタクル筐体の前記面を介して前記レセプタクル筐体に組みこまれ、光Ｉ／Ｏインタフェースを提供する光レンズアセンブリであって、前記光レンズアセンブリは、前記複数の電気リードの間を通って、且つ、前記レセプタクル筐体の前記面を介して延びる複数のチューブレンズを含む前記光レンズアセンブリと
    を備え、
    前記レセプタクル筐体は、前記電気インタフェース規格と合致する構造を有し、
    前記電気Ｉ／Ｏインタフェースは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）規格に則った電気インタフェースを含み、
    前記光レンズアセンブリは、係合するコネクタと光Ｉ／Ｏインタフェースするべく、光ファイバをインタフェースするために前記複数のチューブレンズを位置合わせする装置。
21. 各チューブレンズは、
    前記レンズとインタフェースさせる光ファイバを挿入するためのファイバブラインド穴と、
    前記光ファイバに対して光信号を入出力するための光導波路として機能するレンズと
    を含み、
    前記レンズは、前記光レンズアセンブリとの間で前記光信号を交換することができるよう、前記レセプタクル筐体の前記面から前記光レンズアセンブリまで延びる十分な長さを有する請求項２０に記載の装置。
22. 前記レンズコンポーネントは、光信号を能動的に生成して、受信して、処理する光エンジンを有する、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の装置。
23. 前記レンズコンポーネントは、光信号を能動的に生成して、受信して、処理する光エンジンを有する、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の装置。

Images