(57)【要約】【解決手段】  本発明の光ファイバ接続システムの或る実施形態では、第１印刷回路板に取り付け可能な第１光ファイバコネクタと、第２印刷回路板に取り付け可能で、第１光ファイバコネクタに嵌合可能な第２光ファイバコネクタを提供する。第１光ファイバコネクタは、それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持する分離可能な第１ウェーハモジュールと、分離可能な第１ウェーハモジュールに取り外し可能に取り付けられた分離可能な第１ラッチモジュールとを有している。第２光ファイバコネクタは、それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持する分離可能な第２ウェーハモジュールと、分離可能な第２ウェーハモジュールに取り外し可能に取り付けられた分離可能な第２ラッチモジュールとを有している。分離可能な第２ラッチモジュールは、第１及び第２の光ファイバコネクタを嵌合するために、分離可能な第１ラッチモジュールに係合可能となっている。
2005516233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ接続システムにおいて、
第１印刷回路板に取り付け可能な第１光ファイバコネクタであって、
少なくとも１つの光ファイバを保持している第１の分離可能なモジュールと、
整列部分と係合部分を有し、前記第１の分離可能なモジュールに取り外し可能に取り付けられた第２の分離可能なモジュールとを含んでいる第１光ファイバコネクタと、
第２印刷回路板に取り付け可能な、前記第１光ファイバコネクタと嵌合させることのできる第２光ファイバコネクタであって、
少なくとも１つの光ファイバを保持している第３の分離可能なモジュールと、
整列部分と係合部分を有し、前記第３の分離可能なモジュールに取り外し可能に取り付けられた第４の分離可能なモジュールとを含んでいる第２光ファイバコネクタと、を備えており、
前記第１及び第２の光ファイバコネクタが嵌合し始めると、前記第２及び第４の分離可能なモジュールの整列部分が係合して、前記第１及び第２の光ファイバコネクタを所望の嵌合位置に案内し、
前記第１の分離可能なモジュールは前記第３の分離可能なモジュールと連結して光学的に連通し、前記第２及び第４の分離可能なモジュールの係合部分は係合して前記第１及び第２の光ファイバコネクタを嵌合させるように構成されている光ファイバ接続システム。
【請求項２】
前記第１光ファイバコネクタは、前記第１印刷回路板に取り付けられた第２の分離可能なモジュール支持部材を更に備えており、前記第２の分離可能なモジュール支持部材は、前記第２分の離可能なモジュールと滑動可能に係合し、前記第１及び第２の分離可能なモジュールと前記第１印刷回路板の間に空間を提供して、前記両者の間の空間を使って、前記第１印刷回路板に構成要素を取り付けられるようにした、請求項１に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項３】
前記第２及び第４の分離可能なモジュールは、前記両係合部分が係合されると、係合軸方向に浮動性を提供し、前記第１及び第３の分離可能なモジュールは浮動中も光学的連通状態を保つ、請求項１に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項４】
前記第３の分離可能なモジュールは、前記第２及び第４の分離可能なモジュールの前記両係合部分が係合されると係合軸方向に浮動性を提供する付勢部材を備えており、前記第１及び第３の分離可能なモジュールは浮動性中も光学的連通状態を保つ、請求項１に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項５】
光ファイバコネクタにおいて、
モジュール受け入れ開口を有するモジュールキャリアと、
少なくとも１つの光ファイバを保持している、前記モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる、少なくとも１つの分離可能なウェーハモジュールと、
前記光ファイバコネクタを対応する嵌合相手の光ファイバコネクタと係合するための、前記モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる、少なくとも１つの分離可能なラッチモジュールと、を備えている光ファイバコネクタ。
【請求項６】
光ファイバ接続システムにおいて、
第１印刷回路板に取り付け可能な第１光ファイバコネクタであって、
それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持している分離可能な第１ウェーハモジュールと、
前記分離可能な第１ウェーハモジュールに取り外し可能に取り付けられた分離可能な第１ラッチモジュールと、を含んでいる第１光ファイバコネクタと、
第２印刷回路板に取り付け可能な、前記第１光ファイバコネクタに嵌合させることのできる第２光ファイバコネクタであって、
それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持している分離可能な第２ウェーハモジュールと、
前記分離可能な第２ウェーハモジュールに取り外し可能に取り付けられ、前記第１及び第２の光ファイバコネクタを嵌合するために前記分離可能な第１ラッチモジュールに係合可能に構成されている分離可能な第２ラッチモジュールとを含んでいる第２光ファイバコネクタと、を備えている光ファイバ接続システム。
【請求項７】
前記分離可能な第１ウェーハモジュールと前記分離可能な第１ラッチモジュールを受け入れるためのモジュール受け入れ開口を有する第１モジュールキャリアと、
前記分離可能な第２ウェーハモジュールと前記分離可能な第２ラッチモジュールを受け入れるためのモジュール受け入れ開口を有する第２モジュールキャリアと、を更に備えている、請求項６に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項８】
前記第１及び第２のモジュールキャリアの少なくとも一方は金属製補強部材である、請求項７に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項９】
前記第１光ファイバコネクタは、前記第１印刷回路板に取り付けられた第１ラッチモジュール支持部材を更に備えており、前記第１ラッチモジュール支持部材は、前記第１ラッチモジュールと滑動可能に係合し、前記第１のウェーハモジュール及びラッチモジュールと前記第１印刷回路板の間に空間を提供して、前記両者の間の空間を使って、前記第１印刷回路板に構成要素を取り付けられるようにした、請求項６に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項１０】
前記第１及び第２のラッチモジュールは、係合されると係合軸方向に浮動性を提供し、前記第１及び第２のウェーハモジュールは浮動中も光学的連通状態を保つ、請求項６に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項１１】
前記第２ラッチモジュールは、それぞれ、前記第１及び第２のラッチモジュールが係合されると係合軸方向に浮動性を提供する付勢部材を備えており、前記第１及び第２のウェーハモジュールは浮動中も光学的連通状態を保つ、請求項６に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項１２】
光ファイバ接続システムにおいて、
第１印刷回路板と、
前記第１印刷回路板に取り付けられた第１光ファイバコネクタであって、
モジュール受け入れ開口を有する第１モジュールキャリアと、
少なくとも１つの光ファイバを保持している、前記第１モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる、少なくとも１つの分離可能な第１ウェーハモジュールと、
前記第１モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる少なくとも１つの分離可能な第１ラッチモジュールと、を含んでいる第１光ファイバコネクタと、
第２印刷回路板と、
前記第２印刷回路板に取り付けられた第２光ファイバコネクタであって、
モジュール受け入れ開口を有する第２モジュールキャリアと、
少なくとも１つの光ファイバを保持している、前記第２モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる、少なくとも１つの分離可能な第２ウェーハモジュールと、
前記第１光ファイバコネクタの前記第１ラッチモジュールに係合可能な、前記第２モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる、少なくとも１つの分離可能な第２ラッチモジュールとを含んでいる第２光ファイバコネクタと、を備えている光ファイバ接続システム。
【請求項１３】
光ファイバコネクタにおいて、
少なくとも１つの光ファイバを保持している、作動可能係合部材を有する少なくとも１つの分離可能なウェーハモジュールと、
前記光ファイバコネクタを、対応する嵌合相手の光ファイバコネクタと係合させるための少なくとも１つの分離可能なラッチモジュールと、
前記ウェーハモジュールと前記ラッチモジュールを取り付けることのできるモジュールキャリアと、を備えており、
前記分離可能なウェーハモジュールの前記作動可能係合部材は、前記ウェーハモジュールを前記モジュールキャリアに取り外し可能に取り付けるために、前記モジュールキャリアに係合可能であるように構成されている光ファイバコネクタ。
【請求項１４】
前記モジュールキャリアは、前記ラッチモジュールを取り付けることのできる、第１取り付け部と第２取り付け部を含んでいる、請求項１３の光ファイバコネクタ。
【請求項１５】
前記ラッチモジュールは、少なくとも２つの突起を含んでおり、前記第１及び第２の取り付け部分の少なくとも一方は、前記ラッチモジュールの突起と係合するよう構成された少なくとも２つのアパーチャを含んでいる、請求項１４に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項１６】
前記モジュールキャリアは、前記第１取り付け部と前記第２取り付け部の間に配置された前記ウェーハモジュールを受け入れるための開口を画定している、請求項１４に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項１７】
光ファイバコネクタにおいて、
モジュール受け入れ開口を有するモジュールキャリアと、
それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持しており、前記モジュールキャリアのモジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる、複数の分離可能なウェーハモジュールと、を備えている光ファイバコネクタ。
【請求項１８】
光ファイバコネクタシステムにおいて、
第１印刷回路板と、
前記第１印刷回路板に取り付けられた第１光ファイバコネクタであって、
モジュール受け入れ開口を有する第１モジュールキャリアと、
それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持しており、前記第１モジュールキャリアのモジュール受け入れ開口の１つに受けいれられこれに取り付けることのできる、複数の分離可能な第１ウェーハモジュールと、を含んでいる第１光ファイバコネクタと、
第２印刷回路板と、
前記第２印刷回路板に取り付けられた第２光ファイバコネクタであって、
モジュール受け入れ開口を有する第２モジュールキャリアと、
それぞれに前記第１ウェーハモジュールの１つと嵌合可能な、複数の分離可能な第２ウェーハモジュールと、を含んでおり、
前記第２ウェーハモジュールは、それぞれ、少なくとも１つの光ファイバを保持しており、前記第２モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることができるよう構成されている第２光ファイバコネクタと、を備えている光ファイバ接続システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、「可変拭取長を許容するとともに潜在的光ファイバ不整列を最小限にするコネクタ設計」という名称で、２００１年８月３１日に出願された先行出願である米国仮特許出願第６０／３１６，５９４号の優先権を主張する。
【０００２】
従来の高速コンピュータ及び通信システムは、しばしばバックプレーンアッセンブリを使用して構築されている。このようなシステムは、バックプレーンを通して相互接続される、「ドータボード」又は「ドータカード」と呼ばれる幾つかの印刷回路板（「ＰＣＢ」）上に構築される。
【０００３】
従来のバックプレーンは、多くの信号トレースが中を走っている印刷回路板である。これらトレースは、バックプレーンの表面に搭載された電気コネクタ間で信号のを定める。ドータカードには、一方の縁に沿って嵌合電気コネクタがあり、各ドータカードがバックプレーンに差し込めるようになっている。このような構成により、ドータカードは、互いに平行で、バックプレーンに対して通常は垂直に取り付けられる。
【０００４】
我々の技術社会において帯域幅への必要性が高まる中で、既存の通信システムでは所望の帯域幅を提供する能力がないことは明らかである。従って、現行の電気通信アーキテクチャに加えて、データ信号送信のために光を使用する高速システムが開発されねばならない。そうすると、データは、非常に高速（例えば、毎秒１０ギガビット）で送信できるようになる。このようなシステムでは、金属トレースに代わって光ファイバ又は導波管を使って光を送る。
【０００５】
なお、光学通信は電子通信とは違う点を認識頂きたい。光は、電子の特性とは異なる独自の特性を有する電磁放射線である。従って、光伝送用のバックプレーンアッセンブリの設計では、電子伝送用のバックプレーンアッセンブリを設計するのとは異なる考察が必要である。
【０００６】
光伝送用に設計されたバックプレーンアッセンブリは、通常、シングル光ファイバ又はマルチファイバ光学リボンを保持するフェルールを有するコネクタを含んでいる。ドータカードコネクタ上のフェルールは、嵌合するフェルールが整列して損失が最小限になるようにバックプレーンコネクタ上の対応するフェルールと嵌合される。従来、これらフェルールは、整列ピンと整列ピンを受け入れるための通路により嵌合位置に配置されている。
【０００７】
使用する光ファイバの大きさは、例えば直径が１２５ミクロン（１０-6メートル）でコア直径が６２．５ミクロンなので、整列ピンと受け入れ通路を正確な許容誤差に維持することが重要である。正確な許容誤差を維持できず、何らかの不整列／欠陥が生じると、ファイバ間のインターフェースでデータ信号が著しく損なわれることになりかねない。
【０００８】
電気コネクタと光ファイバコネクタの両方を組み込んだバックプレーンアッセンブリが益々増える中で、上記整列／許容差問題は、バックプレーンが可変拭取長を受け入れる必要性のため更に複雑化している。本願に使用する「拭取長」とは、ドータカードとバックプレーン上の電気コネクタが電気的係合を確立するのに必要な距離をいう。通常、電気コネクタは、ドータカードの縁部に取り付けられ、しばしば光学コネクタ近くに取り付けられる。
【０００９】
この「拭取」は、主にはバックプレーン／ドータカードエンクロージャ内の累積許容誤差に対処するために必要なものである。ＰＣＢの均一度、平面度、位置的許容誤差、ＰＣＢロック位置、構成要素許容誤差、コネクタ結合、などの要因は、全てがＰＣＢに関係する電気コネクタの最終的な位置に影響を及ぼす。上記因子は全て光ファイバコネクタにとって好ましくないものである。
【００１０】
光ファイバコネクタは、突き合せ連結装置として機能する。光ファイバを保持している端面は、常時物理的接触状態を保ち、光ファイバ内を移動中の光学信号が安定し中断が起こらないことを保証せねばならない。従って、光ファイバコネクタは、完全な係合を確立し、電気コネクタの可変拭取を許容するために「浮動性」（係合軸方向の可動性）を提供するように設計しなければならない。これには２つの大きな理由がある。
【００１１】
第１に、高密度電気コネクタを結合する際には、１５０ｌｂｓを超える嵌合力が発生することがある。個々のドータカードをバックプレーンに結合するのに、従来は手動カムラッチ機構が使用されてきた。これらの機構は、手動操作なのに、ゴー又はノーゴータイプの状況以外にあまり多くのフィードバックを提供しない。このようになっているので、何れかのコネクタが荷重を掛けた際に正しく整列していなければ、接続システムの問題と非常に良く似た問題が発生する。従って、ラッチを係合する前に、個々のコネクタを整列させることが重要である。更に、光学から電気への嵌合順を互い違いにすることにより嵌合力の鋭い立ち上がりを隔離するのが望ましい。これは、ドータカードをバックプレーン上に着座させようとする場合に、よりスムーズなカムラッチ動作を提供することになる。また、ラッチに弾性限界を超えさせかねない付加的荷重も除去される。
【００１２】
第２に、異なる電気コネクタを受け入れ、製品が新しい技術に容易に活用されるようにするためには、浮動性を最大化して、適合性を保証すると共に、連接される将来的な力の立ち上がりの可能性を制限することが重要である。上記特性を提供できるようにするために、適度に大きなＺ軸方向の動き（ここで、Ｚ軸は係合軸として選択されている）、例えば３から７ミリメートル程度の動きが確保されているのが望ましい。それには、光ファイバコネクタと電気コネクタが互いに対して移動できる必要があり、そうでなければ、ドータカードをバックプレーンに係合するためのレバーアームの力により、構成要素が損傷又は破壊されることになりかねない。
【００１３】
所望の浮動性を実現するために、通常、システム内に滑動可能機構が採用される。例えば、イワノ他に発行されている米国特許第５，１２１，４５４号に開示されている先行技術のシステムでは、嵌合用のコネクタハウジングに組み込んだサイドラッチを利用しており、ラッチとコネクタハウジングの構成によりＺ方向の浮動性を提供している。先行技術４５４号特許のラッチ様式の取り組みについては、詳細な説明の項で、図１に関連付けて詳しく説明する。
【００１４】
本発明の発明者は、先行技術の光ファイバ接続システムは、殆どの点で適切に機能するが、先行技術のシステムでは解決されていない不都合が存在することに気がついた。第１に、発明者にとって既知の先行技術のシステムには、設計上の柔軟性がない。例えば、コネクタ内の光ファイバの本数又は他の要件が変化すれば、そのような要件を満たすために設備を整備し直し設計を定義し直すことが必要となる。そして、この再整備／再定義の処理には費用と時間がかかる。ここで先行技術の４５４号特許に開示されている光ファイバコネクタに戻るが、当業者には自明なように、コネクタの要件が変われば（例えば、コネクタが保持する光ファイバの本数を増やすことが求められるなど）、コネクタ設計は定義し直さねばならず、実質的な設備の再整備が必要となる。
【００１５】
第２に、相当な嵌合力が存在するため、先行技術のシステムでは複雑なラッチ係合／解除機構を採用しており、接続システムの大きさと材料費が増す傾向にある。更に重要なのは、おそらく、接続システムの大きさが大きくなると印刷回路板上の貴重な空間を占有することになるが、この空間は他の構成要素に利用できるはずだった空間である。
【００１６】
従って、費用効率がよく時間を短縮できる様式で設計上の柔軟性を提供することにより、先行技術によるシステムの上記不都合を解決する光ファイバ接続システムが、必要とされている。
【特許文献１】米国特許仮出願第６０／３１６，５９４号
【特許文献２】米国特許第５，１２１，４５４号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の光ファイバ接続システムの１つの実施形態は、第１印刷回路板に取り付け可能な第１光ファイバコネクタと、第２印刷回路板に取り付け可能で且つ第１光ファイバコネクタに嵌合可能な第２光ファイバコネクタを含んでいる。第１光ファイバコネクタは、それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持する分離可能な第１ウェーハモジュールと、この分離可能な第１ウェーハモジュールに取り外し可能に取り付けられた分離可能な第１ラッチモジュールを有している。第２光ファイバコネクタは、それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持する分離可能な第２ウェーハモジュールと、この分離可能な第２ウェーハモジュールに取り外し可能に取り付けられた分離可能な第２ラッチモジュールを有している。分離可能な第２ラッチモジュールは、分離可能な第１ラッチモジュールに係合可能であり、こうして第１光ファイバコネクタと第２光ファイバコネクタを嵌合させる。必要とされるわけではないが、光ファイバ接続システムは、分離可能な第１ウェーハモジュールと分離可能な第１ラッチモジュールを取り付けることができる第１モジュールキャリアと、分離可能な第２ウェーハモジュールと分離可能な第２ラッチモジュールを取り付けることができる第２モジュールキャリアを備えていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、光ファイバ接続システムの３つの異なる構成を示している。オプション１とオプション３は先行技術による構成であり、オプション２は本発明の構成である。図１は、使用されているラッチ構成により存在する力を示している。ループは、力の円と、それがシステム内でどのように分散されるかを表しており、肉太の矢印は、嵌合後に前進力がバックプレーンに掛けられるか否かを示している。なお、嵌合後にバックプレーンに前進力が加わるのはオプション１の構成だけである。ラッチは、識別し易くするため色を付け塗りつぶしている。
【００１９】
オプション１は、外部カムラッチ、又はエンクロージャに取り付けられているカードスクリューによりバックプレーンに固定保持されている先行技術のドータカード光ファイバコネクタを示している。この構成は、例えば、３Ｍ社のＯＧＩバックプレーンコネクタに使用されている。この構成では、ドータカードをシステムから抜き出そうとする際には、力がドータカード全体に分散され、保持手段（例えば、ラッチ又はスクリュー）に圧力が加えられる。係合軸方向の浮動性は、コネクタに取り付けられたアダプタ（図示せず）に搭載されているばねにより提供される。このオプションは、ドータカードが比較的小さい（そして、システムに作用する力が比較的小さい）場合には実用性がある。しかしながら、このオプション１には、多くの状況で望ましくないものになってしまう不都合がある。例えば、ドータカードが小さくない場合には、そのような範囲に亘って分散される力は制御し予測するのが困難となる。また、各コネクタ毎に多くのフェルールが必要な場合には、必要な力が大きくなり、ドータカードの個数分倍になる。更には、この構成では、広範なシステム構成に対応することができない。
【００２０】
オプション３は、システムを完全に係合させてしまうと、力がバックプレーンから取り除かれるように構成された先行技術によるドータカード光ファイバコネクタを示している。この構成は、バックプレーンに作用する力が取り除かれているので、システムの疲労又は電気的構成要素を損傷するような応力の可能性がなくなる点で望ましい。このラッチ構成では、通常プラスチックで形成されるサイドラッチは、２つのアッセンブリ構成要素を一体に保持し、ドータカード又はバックプレーン何れかのコネクタがＺ軸（係合軸）方向に浮動できるようにする。例えば、イワノ他に発行された米国特許第５，１２１，４５４号、及びダイアモンド社のＥ−２０００コネクタは、このラッチ方式を採用している。
【００２１】
発明の背景の項で先に説明したように、オプション３の光ファイバコネクタは、設計上の柔軟性を欠き、印刷回路板上の貴重な空間を使ってしまう点で望ましくない。
オプション２に示す光ファイバコネクタ構成は、本発明の好適な実施形態であり、分離可能なウェーハモジュールを使用している。更に、オプション２の構成は、分離可能なラッチ方式モジュールを好適に使用している。この取り組み策は、モジュラ構築ブロックとして働く積み重ね可能な構成要素に関する機会を提供する。モジュララッチは、必要に応じてシステム内に力を分散させる能力を提供する。別のラッチモジュールをコネクタアッセンブリに追加するだけで、荷重をより広い表面積に亘って分散させることができるので、所与のラッチモジュールに作用する力を最小限にすることができる。更に、必要な場合にはコネクタを封入するのに金属材料を使用して、システム全体のシールド性と耐久性を高めることができる。そして、分離可能なウェーハモジュールを採用することにより、特別な加工又は組立て装置無しに、カスタム設計を構成し、高速で費用効果の高い製造サイクルとスケーラビリティを搭載体に提供できるようになる。なお、オプション２に示すラッチモジュールの位置は、説明を目的としており、本発明の範囲を図示の構成に制限する意図はない。
【００２２】
図２は、全体を参照番号１０で示す、図１のオプション２のモジュラ光ファイバ接続システム構成の或る実施形態（未嵌合位置）を、全体を参照番号９０で示す電気接続システム（未嵌合位置）と共に示す斜視図である。光ファイバ接続システム１０の光ファイバコネクタと、電気接続システム９０の電気コネクタは、第１及び第２印刷回路板（ＰＣＢ）２１及び２２に取り付けられている。以下の論議から当業者には自明となるように、本発明の目的は、１つ、２つ又はそれ以上の光ファイバコネクタを各ＰＣＢ２１、２２に取り付けることにより実現することもできる。
【００２３】
図２において、第１ＰＣＢ２１はバックプレーンであり、第２ＰＣＢ２２はドータカードである。光ファイバコネクタ２０は、分離可能なウェーハモジュール２３と、分離可能なラッチモジュール２６と、ウェーハモジュール２３とラッチモジュール２６を保持する望ましくは補強部材であるモジュールキャリア２７とを含んでいる。光ファイバコネクタ３０は、分離可能なウェーハモジュール３４と、分離可能なラッチモジュール３５と、ウェーハモジュール３４とラッチモジュール３５を保持する望ましくは補強部材であるモジュールキャリア３７とを含んでいる。キャリア２７は金属製であるのが望ましく、ウェーハモジュール２３とラッチモジュール２６を受け入れるためのスロット（番号なし）を有している。完全なモジュール性を提供するために、キャリア２７のスロットは、ウェーハモジュール２３かラッチモジュール２６の何れかを受け入れることのできるのが望ましい。これには、ウェーハモジュール２３とラッチモジュール２６が同様な大きさである必要がある。同様に、キャリア３７は金属製であるのが望ましく、ウェーハモジュール３４とラッチモジュール３５を受け入れるためのスロット（番号なし）を有している。完全なモジュール性を提供するために、キャリア３７のスロットは、ウェーハモジュール３４かラッチモジュール３５の何れかを受け入れることのできるのが望ましい。これには、ウェーハモジュール３４とラッチモジュール３５が同様な大きさである必要がある。
【００２４】
ラッチモジュール２６は光ファイバコネクタ２０と共に示され、ラッチモジュール３５は光ファイバコネクタ３０と共に示されているが、当業者には自明のように、モジュール２６、３５の位置は、本発明の機能又は目的から外れること無く交換することができる。光ファイバコネクタ２０、３０の設計は、各ウェーハが同様の大きさなので、モジュール性に備えたものになっている。これは、異なるシステム構成又は密度要件を受け入れることが、適した補強材料とウェーハの個数を要求に合わせて選択することにより実現できることを意味している。なお、ラッチモジュール２６、３５もモジュラなので、このような組み込まれるモジュールの個数と、このような光ファイバコネクタ上のモジュールの位置は変えることができる。
【００２５】
光ファイバコネクタ２０が光ファイバコネクタ３０と嵌合し始めると、ラッチモジュール２６と３５の整列部分が係合して、光ファイバコネクタ２０と３０を所望の嵌合位置に案内する。光ファイバコネクタ２０と３０が接近して一体化すると、ウェーハモジュール２３と３４が係合して光学的に連通し、ラッチモジュール２６と３５の係合部分が係合して光ファイバコネクタ２０と３０が嵌合する。
【００２６】
次に、図３は、図２の光ファイバ接続システム１０の光ファイバコネクタ３０の複数のウェーハモジュール３４の１つを示している。上記のように、図２は、複数のウェーハモジュール３４が互いに同一であることを示しているが、各ウェーハモジュール３４の大きさが同じなのは、モジュール性を実現するために必要なだけである。従って、例えば、ウェーハモジュール３４の幾つかはシングル光ファイバフェルールを支持し、ウェーハモジュール３４の他の幾つかはマルチファイバフェルールを支持することもできる。
【００２７】
図３に示すウェーハモジュール３４は、支持枠４６と、本体４０と、引込式シュラウド４１を含んでいる。支持枠４６は、キャリア３７、３７ａに取り付け可能となっている。引込式シュラウド４１は、１つ又は複数の光ファイバ３２を保持しているフェルール４４を露出するために開くドア４２を有している。図３は、ドア４２が開いた位置を示している。
【００２８】
フェルール４４は、例えば、日本電信電話株式会社の開発したＭＴ（機構的伝送）フェルール、ＡＴ＆Ｔ社が開発したＭＡＣ（マルチファイバ・アレイ・コネクタ）、「正確な拘束原理を組み込むことにより製造上の欠陥及び嵌合時の不整列を最小限にするようにした光学コネクタフェルール」という名称で現在出願中の米国非仮特許出願（本願に参考文献として援用）に開示されているフェルール、又はここに説明するウェーハ設計に組み込むことができる何れか他のフェルールなど、市販されているフェルールの１つでもよい。図３に示すフェルール４４は、マルチファイバフェルールであるが、当業者には自明のように、本発明のウェーハ設計は、シングルファイバフェルールにも、又は何れの個数のマルチファイバ又はシングルファイバフェルールにも利用できる。ウェーハモジュール３４は、フェルール４４を光ファイバコネクタ２０のウェーハモジュール２３の対応するフェルールと嵌合させる際に案内及び整列させるのに使用される整列ピン３１を更に含んでいる。
【００２９】
図２及び図３の光ファイバ接続システムの実施形態では、係合軸（Ｚ軸）の浮動性は、ウェーハモジュール３４に設けられている付勢部材（図面では一対の付勢部材５３しか示していない）により提供される。そして、浮動中を通して、ウェーハモジュール２３、３４は光学的に連通状態にある。ウェーハモジュール３４の付勢部材の作動についての詳細な論議は、「ウェーハ化された光ファイバコネクタ」という名称の関連出願中に見い出せるが、この出願は本出願と同時に現在出願中であり、本願に参考文献として援用する。当業者には自明であろうが、図２及び図３の光ファイバ接続システムにより提供されるモジュール性のゆえに、本発明の光ファイバ接続システムが、分離可能なウェーハモジュールの個数、分離可能なラッチモジュールの個数、必要な光ファイバの個数、或いは他のそのような配慮によりその構成において制限されることはない。
【００３０】
次に、図４は、図１のオプション２のモジュラ光ファイバコネクタの好適な実施形態の斜視図を示している。光ファイバコネクタ１００は、分離可能なウェーハモジュール１１０と、分離可能なラッチモジュール１１２を含んでいる。キャリア１１４は、金属製であるのが望ましく、ウェーハモジュール１１０とラッチモジュール１１２を受け入れためのスロット（番号なし）を有している。完全なモジュール性を提供するために、キャリア１１４のスロットは、ウェーハモジュール１１０かラッチモジュール１１２の何れかを受け入れることができるのが望ましい。これには、ウェーハモジュール１１０とラッチモジュール１１２が同様の大きさである必要がある。
【００３１】
図４に示す光ファイバコネクタ１００の実施形態では、図示のようにドータカードである印刷回路板１０２には、モジュール支持部材１１６が取り付けられている。各モジュール支持部材１１６は、ラッチモジュール１１２と滑動可能に係合する開口２５８（図６Ａ参照）を含んでいる。モジュール支持部材を然るべく構成することにより、キャリア１１４に取り付けられているウェーハモジュール１１０とラッチモジュール１１２を、所望の距離だけ印刷回路板１０２から離間させることができる。これにより、光ファイバコネクタ１００と印刷回路板１０２の間の空間を他の構成要素のために利用できるようになる利点が生まれる。
【００３２】
なお、図４は、各ウェーハモジュール１１０が互いに同一であることを示しているが、各ウェーハモジュール１１０の大きさが同じなのは、モジュール性を実現するために必要なだけである。従って、例えば、ウェーハモジュール１１０の幾つかはケーブル状の光ファイバを支持し、ウェーハモジュール１１０の他の幾つかはリボン状の光ファイバーを支持することもできる。また、後に図６Ａ及び６Ｂに関連付けて詳しく論議するが、係合軸（Ｚ軸）方向の浮動性は、ラッチモジュール１１２と、嵌合相手のコネクタ上の対応するラッチモジュールの作用によって提供される。嵌合相手のコネクタ上のウェハモジュールは、嵌合することになるコネクタ１００上のウェーハモジュール１１０と同一であるのが望ましい。当業者には自明であろうが、図４の光ファイバコネクタにより提供されるモジュール性のゆえに、本発明の光ファイバコネクタが、分離可能なウェーハモジュールの個数、分離可能なラッチモジュールの個数、必要な光ファイバの個数、或いは他のそのような配慮によりその構成において制限されることはない。
【００３３】
図５は、図４のモジュール光ファイバコネクタの代替実施形態を示す斜視図であり、この実施形態のコネクタは、キャリアを使用していない。光ファイバコネクタ１３０は、分離可能なウェーハモジュール１４０と、分離可能なラッチモジュール１４２を含んでいる。キャリアを使用しているこれまでの実施形態とは異なり、図５の光ファイバコネクタ１３０の場合、分離可能なウェーハモジュール１４０と分離可能なラッチモジュール１４２は、アッセンブリの長さに亘って伸張しているピン等によって互いに対して取り付けられる。なお、ラッチモジュール１４２の作用は、図４のラッチモジュール１１２の作用と同様であり、Ｚ軸浮動性はラッチモジュール１４２と嵌合相手のコネクタの対応するラッチモジュールの作用により提供される。
【００３４】
図６Ａは、図４及び図５の分離可能なラッチモジュール１１２、１１４を、バックプレーンとして示されている印刷回路板２３２上の対応するラッチモジュール２５６（「レセプタクル部材」とも呼ばれる）と共に示す斜視図である。分離可能なラッチモジュール１１２、１１４は、ガイド部材２５０と、ガイド部材２５０に一体化されている制御アッセンブリ２５４を含んでいる。ガイド部材２５０は、（ｉ）ドータカード１０２に取り付けられたモジュール支持部材１１６と滑動可能に係合し、（ｉｉ）レセプタクル部材２５６と選択的に係合及び係合解除するよう構成されている。従って、モジュール支持部材１１６がドータカード１０２に取り付けられ、レセプタクル部材２５６がバックプレーン２３２に取り付けられていれば、ガイド部材２５０をレセプタクル部材２５６に係合し係止することにより、ドータカード１０２をバックプレーン２３２にラッチすることができる。このような係合係止は、先ずガイド部材２５０を、モジュール支持部材１１６に形成されている開口２５８に通し、次にＺ軸に沿って矢印２６２で示す方向に沿って、レセプタクル部材２５６に形成されている開口２６０に向け移動させることにより行われる。
【００３５】
図６Ｂは、レセプタクル部材２５６に係合係止されたガイド部材２５０を示している。従って、ドータカード１０２は、バックプレーン２３２にラッチされていると考えられる。この状態で、ガイド部材２５０は、レセプタクル部材２５６にしっかりと保持されている。従って、ガイド部材２５０とレセプタクル部材２５６にしっかりと取り付けられている全ての接続要素は、頑丈且つ健全なやり方で接続されていることになる。しかしながら、ガイド部材２５０だけは、モジュール支持部材１１６に対してゆるく接続されており、Ｚ方向に動くことのできる自由度を有している。
【００３６】
制御アッセンブリ２５４は、ガイド部材２５０がレセプタクル部材２５６からロック解除されたときに、ガイド部材２５０の保持範囲２６４内でモジュール支持部材１１６を保持するよう構成されている。このような保持により、ラッチ前及びラッチ工程の間に、ガイド部材２５０が、モジュール支持部材１１６から不用意に脱落するのが防止される。更に、制御部材２５４は、ガイド部材２５０がレセプタクル部材２５６にロックされているとき、モジュール支持部材１１６がガイド部材２５０の保持範囲２６４を超えて移動できるように（即ち、保持範囲２６４外側の位置２６６に移動できるように）、モジュール支持部材１１６を拘束しないよう構成されている。Ｚ軸方向の所望の浮動性を提供するのはこの作用である。
【００３７】
Ｚ軸浮動性を提供するための、図４から図６Ｂのラッチモジュールの作用についての詳しい論議は、「改良されたラッチ装置を使って接続要素のセットを接続するための技術」という名称の関連出願に見い出せるが、この出願は本出願と同時に出願されており、その内容を本願に参考文献として援用する。なお、当業者には自明であろうが、図４及び図５の光ファイバ接続システムにより提供されるモジュール性のゆえに、本発明の光ファイバ接続システムが、分離可能なウェーハモジュールの個数、分離可能なラッチモジュールの個数、必要な光ファイバの個数、或いは他のそのような配慮によりその構成において制限されることはない。
【００３８】
次に、図７及び図８は、分離可能なウェーハモジュールとラッチモジュールに関するキャリア設計の代替実施形態を示しており、キャリアは、ウェーハモジュールを容易に追加／除去できるよう設計されている。全体を参照番号３００と３２０で示すキャリアは、図２の分離可能なウェーハモジュールとラッチモジュール、又は図４から図６Ｂの分離可能なウェーハモジュールとラッチモジュールを保持することができる。図７及び図８では、キャリア３００、３２０は、ウェーハモジュール１１０と、バックプレーン２３２のラッチモジュール２５６を好適に保持する。
【００３９】
キャリア３００は、分離可能なウェーハモジュール１１０を受け入れるための開口３０１を有しているように示されている。キャリア３００は、第１及び第２アパーチャ３０３ａ、３０３ｂを有する第１タブ３０２と、アパーチャ３０５を有する第２タブ３０４も含んでいる。キャリア３２０は、３つの分離可能なウェーハモジュール１１０を受け入れるために設けられたスロットを備えた開口３２０を有しているように示されている。キャリア３２０は、第１及び第２アパーチャ３２３ａ、３２３ｂを有する第１タブ３２２と、アパーチャ３２５を有する第２タブ３２４も含んでいる。
【００４０】
ラッチモジュール２５６には、ラッチモジュールをキャリアに取り付けるために、キャリア３００、３２０のタブのアパーチャ３０３ａ、３０３ｂ、３０５、３２５、３２３ａ、３２３ｂに係合するよう構成された係合手段が設けられている。例えば、係合手段は、図８でリベット３１０等により取り付けられる突起であってもよい。各ラッチモジュール２５６には、各ラッチモジュールで利用可能な２つのアパーチャに対応する２つの突起があるのが望ましい。しかしながら、当業者には自明のように、本発明の範囲を逸脱することなく、キャリアとラッチモジュールそれぞれに利用できるアパーチャと突起の個数は幾つであってもよい。
【００４１】
キャリア３００の第２タブ３０４と、キャリア３２０の第２タブ３２４は、キャリアがバックプレーン２３２に取り付けられる際には、バックプレーンの空間を無駄にすることなく、分離可能なラッチモジュール２５６がキャリア３００と３２０の間に取り付けられるように、互いに隣接して配置されるのが望ましい。キャリア３００、３２０の別の利点は、分離可能なウェーハモジュール１１０をキャリアに対して追加／除去するのが簡単にできることである。これは、例えば、キャリア３００、３２０上に作動可能な機構（図示せず）を設けることにより実現できる。分離可能なウェーハモジュール１１０には、分離可能なフェルールアッセンブリ１８０も設けることができ、フェルールアッセンブリをウェハモジュールハウジングに対して係合／係合解除するのに作動可能なクリップ１７０を採用してもよい。
【００４２】
本発明の限られた個数のキャリアに、異なる個数の分離可能なウェーハモジュールに合わせて構成された開口部を設ける（例えば、２、３、及び４個のウェーハモジュールを保持するためのキャリアを設ける）ことにより、本発明の光ファイバ接続システムは、先行技術の場合には必要な費用を掛けることなく、各種広範なシステム構成を受け入れることができるようにすることができる。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施形態及び代替実施形態について、当業者が本発明を利用できるように詳しく説明してきたが、言うまでもなく、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく記載の実施形態に対して変形及び変更を加えうることは明らかであり、本発明は、上記説明及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲に述べる内容により定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】光ファイバ接続システム用の３つの異なる構成の概略図であり、オプション１とオプション３は先行技術による構成であり、オプション２は本発明の構成を示している。
【図２】図１のオプション２のモジュラ光ファイバ接続システムの或る実施形態（未嵌合状態）を、電気接続システム（未嵌合状態）と共に示す斜視図である。
【図３】図２の光ファイバ接続システムのドータカードコネクタの複数のウェーハモジュール（シュラウドドア開放状態）の１つを示す図である。
【図４】図１のオプション２のモジュラ光ファイバコネクタの好適な実施形態を示す斜視図である。
【図５】図４のモジュラ光ファイバコネクタの或る代替実施形態を示す斜視図であり、この実施形態のコネクタはキャリアを使用していない。
【図６】図６Ａは、図４及び図５の分離可能なラッチモジュールを、嵌合相手の印刷回路板上の対応するラッチモジュールと共に、未係合状態で示す斜視図である。  図６Ｂは、図６Ａのラッチモジュールの係合状態を示す斜視図である。
【図７】分離可能なウェーハモジュールとラッチモジュールのキャリア設計の代替実施形態を示しており、このキャリアは、ウェーハモジュールを容易に追加／除去できるよう設計されている。
【図８】図７の分解図であり（キャリア設計の上半分はアッセンブリから離した状態で示している）、モジュール用のキャリアをより分かりやすく示すことを目的としている。
【図１】
2005516233.tif 000003
【図２】
2005516233.tif 000004
【図３】
2005516233.tif 000005
【図４】
2005516233.tif 000006
【図５】
2005516233.tif 000007
【図６Ａ】
2005516233.tif 000008
【図６Ｂ】
2005516233.tif 000009
【図７】
2005516233.tif 000010
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年11月26日(2003.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ接続システムにおいて、
第１印刷回路板に取り付け可能な第１光ファイバコネクタであって、
少なくとも１つの光ファイバを保持している第１の分離可能なモジュールと、
整列部分と係合部分を有し、前記第１の分離可能なモジュールに取り外し可能に取り付けられた第２の分離可能なモジュールとを含んでいる第１光ファイバコネクタと、
第２印刷回路板に取り付け可能な、前記第１光ファイバコネクタと嵌合させることのできる第２光ファイバコネクタであって、
少なくとも１つの光ファイバを保持している第３の分離可能なモジュールと、
整列部分と係合部分を有し、前記第３の分離可能なモジュールに取り外し可能に取り付けられた第４の分離可能なモジュールとを含んでいる第２光ファイバコネクタと、を備えており、
前記第１及び第２の光ファイバコネクタが嵌合し始めると、前記第２及び第４の分離可能なモジュールの整列部分が係合して、前記第１及び第２の光ファイバコネクタを所望の嵌合位置に案内し、
前記第１の分離可能なモジュールは前記第３の分離可能なモジュールと連結して光学的に連通し、前記第２及び第４の分離可能なモジュールの係合部分は係合して前記第１及び第２の光ファイバコネクタを嵌合させるように構成されている光ファイバ接続システム。
【請求項２】
前記第１光ファイバコネクタは、前記第１印刷回路板に取り付けられた第２の分離可能なモジュール支持部材を更に備えており、前記第２の分離可能なモジュール支持部材は、前記第２分の離可能なモジュールと滑動可能に係合し、前記第１及び第２の分離可能なモジュールと前記第１印刷回路板の間に空間を提供して、前記両者の間の空間を使って、前記第１印刷回路板に構成要素を取り付けられるようにした、請求項１に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項３】
前記第２及び第４の分離可能なモジュールは、前記両係合部分が係合されると、係合軸方向に浮動性を提供し、前記第１及び第３の分離可能なモジュールは浮動中も光学的連通状態を保つ、請求項１に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項４】
前記第３の分離可能なモジュールは、前記第２及び第４の分離可能なモジュールの前記両係合部分が係合されると係合軸方向に浮動性を提供する付勢部材を備えており、前記第１及び第３の分離可能なモジュールは浮動性中も光学的連通状態を保つ、請求項１に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項５】
光ファイバコネクタにおいて、
モジュール受け入れ開口を有するモジュールキャリアと、
少なくとも１つの光ファイバを保持している、前記モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる、少なくとも１つの分離可能なウェーハモジュールと、
前記光ファイバコネクタを対応する嵌合相手の光ファイバコネクタと係合するための、前記モジュールキャリアの前記モジュール受け入れ開口の１つに受け入れられこれに取り付けることのできる、少なくとも１つの分離可能なラッチモジュールと、を備えている光ファイバコネクタ。
【請求項６】
光ファイバ接続システムにおいて、
第１印刷回路板に取り付け可能な第１光ファイバコネクタであって、
それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持している分離可能な第１ウェーハモジュールと、
前記分離可能な第１ウェーハモジュールに取り外し可能に取り付けられた分離可能な第１ラッチモジュールと、を含んでいる第１光ファイバコネクタと、
第２印刷回路板に取り付け可能な、前記第１光ファイバコネクタに嵌合させることのできる第２光ファイバコネクタであって、
それぞれに少なくとも１つの光ファイバを保持している分離可能な第２ウェーハモジュールと、
前記分離可能な第２ウェーハモジュールに取り外し可能に取り付けられ、前記第１及び第２の光ファイバコネクタを嵌合するために前記分離可能な第１ラッチモジュールに係合可能に構成されている分離可能な第２ラッチモジュールとを含んでいる第２光ファイバコネクタと、を備えている光ファイバ接続システム。
【請求項７】
前記分離可能な第１ウェーハモジュールと前記分離可能な第１ラッチモジュールを受け入れるためのモジュール受け入れ開口を有する第１モジュールキャリアと、
前記分離可能な第２ウェーハモジュールと前記分離可能な第２ラッチモジュールを受け入れるためのモジュール受け入れ開口を有する第２モジュールキャリアと、を更に備えている、請求項６に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項８】
前記第１及び第２のモジュールキャリアの少なくとも一方は金属製補強部材である、請求項７に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項９】
前記第１光ファイバコネクタは、前記第１印刷回路板に取り付けられた第１ラッチモジュール支持部材を更に備えており、前記第１ラッチモジュール支持部材は、前記第１ラッチモジュールと滑動可能に係合し、前記第１のウェーハモジュール及びラッチモジュールと前記第１印刷回路板の間に空間を提供して、前記両者の間の空間を使って、前記第１印刷回路板に構成要素を取り付けられるようにした、請求項６に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項１０】
前記第１及び第２のラッチモジュールは、係合されると係合軸方向に浮動性を提供し、前記第１及び第２のウェーハモジュールは浮動中も光学的連通状態を保つ、請求項６に記載の光ファイバ接続システム。
【請求項１１】
前記第２ラッチモジュールは、それぞれ、前記第１及び第２のラッチモジュールが係合されると係合軸方向に浮動性を提供する付勢部材を備えており、前記第１及び第２のウェーハモジュールは浮動中も光学的連通状態を保つ、請求項６に記載の光ファイバ接続システム。
【国際調査報告】
2005516233.tif 000012
2005516233.tif 000013
2005516233.tif 000014
2005516233.tif 000015