TW202130139A

TW202130139A - 水中光通訊裝置以及水中檢查系統

Info

Publication number: TW202130139A
Application number: TW109142245A
Authority: TW
Inventors: 西村直喜; 東條公資
Original assignee: 日商島津製作所股份有限公司
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2021-08-01
Also published as: JPWO2021152677A1; EP4099586A4; US20230051043A1; JP7347546B2; WO2021152677A1; EP4099586A1; US11722225B2

Abstract

在第一光通訊裝置1中，包括：雷射光源3，發出通訊光CL；以及發送用光纖11，配設於水中WA，具有使通訊光CL入射的入光端部14，使入射至入光端部14的通訊光CL朝向前端部15傳輸，發送用光纖11包括：芯部21，使通訊光CL從入光端部14朝向前端部15傳輸；以及包覆部23，包覆芯部21，使在芯部21中傳輸的通訊光CL的至少一部分從發送用光纖11的側面出射。

Description

水中光通訊裝置以及水中檢查系統

本發明是有關於一種水中光通訊裝置以及水中檢查系統。

以往，作為用於從進行水中探查的水中運載工具（vehicle）等發送資料的水中無線通訊方式，使用利用在水中的衰減小的聲波的通訊。此種借助聲波進行的無線通訊存在下述問題，即，因聲波在水中傳播速度低及聲波的頻率低，而僅能實現數十kbps左右的低通訊速度。

因此近年來，作為水中無線通訊部件，提出有使用利用可見光的光通訊裝置的光無線通訊系統。光通訊裝置包括：雷射光源，出射包含可見光的雷射光；以及受光部，接收從雷射光源出射的雷射光。作為光無線通訊系統的一例，可列舉下述結構，即：在設置於水中的觀測裝置中所設的第一光通訊裝置與在水中航行的潛水艇中所設的第二光通訊裝置之間相互傳輸通訊光，藉此來進行無線通訊（例如專利文獻1、專利文獻2）。

與聲波相比，可見光在水中的衰減相對較小。並且，與聲波相比，可見光的傳播速度及頻率高，因此藉由使用可見光的光無線通訊，可實現數十Mbps級的高通訊速度。

以往的光無線通訊裝置包括：耐水壓容器；雷射產生源，設於耐水壓容器內部的一端側；光出射窗，設於耐水壓容器內部的另一端側；以及光纖，自耐水壓容器內部的一端側朝向另一端側配設。在雷射產生源中產生的雷射光入射至光纖的基端部而傳輸向光纖的前端部。並且，傳輸向光纖的前端部的雷射光通過光出射窗而出射向耐水壓容器的外部（水中）（例如專利文獻3）。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2018-007069號公報 [專利文獻2]日本專利特開2019-186595號公報 [專利文獻3]日本專利特開2019-176046號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，在具有此種結構的以往例的情況下，存在下述問題。

光纖是從一端側向另一端側傳輸光訊號者，因此在使用一根光纖來傳輸光訊號的情況下，光訊號僅能被傳輸至光纖的前端部即一處部位。因而，在將雷射產生源中產生的光訊號傳輸向多個部位的情況下，根據使光訊號傳輸的場所的數量而需要多根光纖，因此可能存在光通訊裝置中的光纖的線路複雜化的問題。

本發明是有鑒於此種情況而完成，其目的在於提供一種水中光通訊裝置以及水中檢查系統，既可簡化結構，又可將光訊號傳輸向更多種的場所。 [解決課題之手段]

本發明的第一形態是有關於一種水中光通訊裝置，包括：發光元件，發出通訊光；以及光纖，配設於水中，具有使所述通訊光入射的入光端部，使入射至所述入光端部的所述通訊光朝向前端部傳輸，所述光纖包括：芯（core）部，使所述通訊光從所述入光端部朝向所述前端部傳輸；以及包覆（clad）部，包覆所述芯部，使在所述芯部中傳輸的所述通訊光的至少一部分從所述光纖的側面出射。 [發明的效果]

本發明的水中光通訊裝置中，由發光元件發出的通訊光從光纖的入光端部朝向前端部傳輸，並且從光纖的側面出射。因此，可藉由一根光纖來向前端部側與側面側的多個方向進行傳輸。因而，可利用更簡單的結構來實現向多種場所進行光通訊的光通訊裝置。

[第一實施形態] ＜整體結構的說明＞使用圖1，對包括第一實施形態的光通訊裝置的水中檢查系統100的概略結構進行說明。另外，如圖1等所示，將彼此正交的兩個水平方向分別設為x方向及y方向。x方向相當於圖式中的左右的水平方向。而且，將鉛垂方向設為z方向。

如圖1所示，水中檢查系統100包括：第一光通訊裝置1，設於固定通訊台101；以及移動體102，包括第二光通訊裝置2。作為固定通訊台101的示例，可列舉在水上航行的艦船或設置於地面的地面基站等。

移動體102在水中WA移動，藉此來進行水中結構物103的檢查。作為移動體102的示例，可列舉潛水艇，尤其是遙控載具（Remotely Operated Vehicle，ROV）或自主式水下載具（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）等。作為水中結構物103的示例，可列舉沿著水底WB而配設的管線（pipeline）等。本實施形態中，使用以沿x方向延伸的方式配設的管線作為水中結構物103。

另外，本實施形態中，以符號L1來表示移動體102在x方向上的初始位置。進而，設在水中結構物103中成為移動體102的檢查對象的位置（檢查點）有三處。以符號L2～符號L4來表示各個檢查點在x方向上的位置。以下，關於三個檢查點，區分為檢查點L2～檢查點L4。

如圖1所示，第一光通訊裝置1包括雷射光源3、控制部4及多個受光元件5。第二光通訊裝置2包括雷射光源7、控制部8、受光元件9及觀測裝置10。第一光通訊裝置1相當於本發明中的水中光通訊裝置。

雷射光源3及雷射光源7分別包括發光元件及準直透鏡，將由發光元件產生的雷射光利用準直透鏡調整為平行光而出射向外部。作為由雷射光源3或雷射光源7所出射的光，可列舉包含通訊資訊的通訊光CL等。在降低於水中WA的衰減方面，通訊光CL較佳為藍色波長的可見光或綠色波長的可見光。

受光元件5接收從設於第二光通訊裝置2的雷射光源7出射的雷射光。受光元件9接收從設於第一光通訊裝置1的雷射光源3出射的雷射光。作為一例，觀測裝置10為水中攝影機，在檢查點L2～檢查點L4處觀測水中結構體103，獲取靜態圖像或動態圖像等資訊。

受光元件5及受光元件9各自接收的光被轉換為電訊號，未圖示的資訊處理部進行各種資訊處理，藉此，生成以動態圖像為例的通訊資訊。本實施形態中，受光元件5是以與多個檢查點L2～L4對應的方式而設。即，本實施形態中，設有三個受光元件5，將各個受光元件5區分為受光元件5a～受光元件5c。

作為一例，控制部4包括中央運算處理裝置（中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），且具有資訊處理部。控制部4對由受光元件5所接收的光中所含的資訊進行各種處理，並且統括控制第一光通訊裝置1中所設的各結構。

作為一例，控制部8包括中央運算處理裝置，且具有資訊處理部。控制部4控制部8對由受光元件9所接收的光中所含的資訊進行各種處理，並且統括控制第二光通訊裝置2中所設的各結構。

第一光通訊裝置1更包括發送用光纖11與多個接收用光纖13。發送用光纖11是沿著水中結構體103而配設，包括基端部14與前端部15。基端部14是以與雷射光源3相向或接觸的方式而配設。前端部15被配置於水中WA。從雷射光源3出射的雷射光入射至發送用光纖11的基端部14，所述雷射光朝向前端部15傳輸。基端部14相當於本發明中的入光端部。

多個接收用光纖13是與發送用光纖11同樣地，分別沿著水中結構體103而配設。多個接收用光纖13是以與多個受光元件5對應的方式而設，且以將光導向各個受光元件5的方式而構成。即，在設有三個受光元件5的本實施形態中，設有三根接收用光纖13，相對於一個受光元件5而配設有一根接收用光纖13。

關於多個接收用光纖13，對於與受光元件5a對應的接收用光纖13標註符號13a來區分。即，各光纖13a～光纖13c以對應於各受光元件5a～受光元件5c的方式而配設。

接收用光纖13各自包括第一端部17與第二端部18。第一端部17被配置於水中WA。第二端部18以與受光元件5相向或接觸的方式而配設。即，從第二光通訊裝置的雷射光源7出射至水中WA的光入射至第一端部17而傳輸至第二端部18，並被導至受光元件5。另外，關於接收用光纖13a～接收用光纖13c的各第一端部17，藉由標註第一端部17a～第一端部17c的符號來區分。

接收用光纖13a的第一端部17a被配置於在x方向上與檢查點L2對應的位置。接收用光纖13b的第一端部17b被配置於與檢查點L3對應的位置。接收用光纖13c的第一端部17c被配置於與檢查點L4對應的位置。即，作為一例，在檢查點L4處從雷射光源7朝向接收用光纖13出射的光入射至第一端部17c而被導向受光元件5c。

如此，水中檢查系統100構成為，藉由第一光通訊裝置1及第二光通訊裝置2將雷射光從其中一者出射至另一者來相互發送通訊資訊，從而可在水中WA進行光無線通訊。

＜發送用光纖的結構＞此處，對第一實施形態的發送用光纖11的結構進行說明。如圖2所示，發送用光纖11包括：芯部21，構成發送用光纖11的中心部；以及包覆部23，覆蓋芯部21的側周部。芯部21包含光折射率比包覆部23高的材料，在雷射光源3中產生的光P主要通過芯部21的內部，藉此，朝向前端部15傳輸。

作為第一實施形態的特徵，包覆部23構成為，使在芯部21中傳輸的光的至少一部分從發送用光纖11的側面出射。具體而言，構成包覆部23的材料的光折射率與構成芯部21的材料的光折射率之差被設定為小。

藉由適當設定構成包覆部23的材料的光折射率，在芯部21與包覆部23的邊界面，光的一部分從芯部21進入包覆部23，進而經由包覆部23的側面而出射向發送用光纖11的外部。即，如圖3所示，在雷射光源3中產生並在芯部21中傳輸的光P1到達與包覆部23的邊界面，藉此，光P1的一部分作為進入光S1而進入包覆部23。

光P1的剩餘的一部分作為光P2而被反射向芯部21的內部。以下，光P2及光P3每當到達芯部21與包覆部23的邊界面時，其一部分作為進入光S2及進入光S3而進入包覆部23。未進入包覆部23而從基端部14傳輸向前端部15的光P4從前端部15出射。

另一方面，從芯部21進入包覆部23的進入光S1～進入光S3分別經由包覆部23的側面而出射向發送用光纖11的外部（即，水中WA）。其結果，第一實施形態的發送用光纖11中，在雷射光源3中出射的光P的至少一部分從側面出射。

因而，發送用光纖11能將在雷射光源3中產生的光P導向前端部15的方向，並且亦能導向側面的方向。由於光P被導向側面方向，因此藉由從側面觀察發送用光纖11，便可對應於雷射光源3發出光訊號的時機，而確認從發送用光纖11的側面整體出射的光。因而，藉由使用一根發送用光纖11，可將從雷射光源3產生的光傳輸向多個地點。

＜第一實施形態的使用例＞接下來，對第一實施形態的水中檢查系統100的使用例進行說明。本實施形態中，如圖4至圖7所示，移動體102一邊沿著水中結構體103而從初始位置L1向檢查點L4移動，一邊在三個檢查點進行檢查。並且，移動體102進行所述移動及檢查，並使用第二光通訊裝置2來與第一光通訊裝置1進行光無線通訊。以下，對使用水中檢查系統100的動作的一連串步驟進行說明。

步驟S1（移動體的移動）首先，為了使移動體102從初始位置L1移動至第一檢查點L2，從第一光通訊裝置1朝向第二光通訊裝置2進行光無線通訊。因此，在固定通訊台101中，對設於第一光通訊裝置1的雷射光源3進行控制，使其發出包含移動至檢查點L2的意旨的指令的通訊光CL（以下稱作「通訊光CL1」）。發出的通訊光CL1入射至發送用光纖11的基端部14。

入射至基端部14的通訊光CL1沿著發送用光纖11的芯部21而朝向前端部15傳輸。進行所述傳輸時，通訊光CL1的至少一部分從芯部21進入包覆部23，進而從包覆部23的側周部出射向水中WA（參照圖3）。

即，如圖4所示，通訊光CL1的至少一部分從發送用光纖11的側面出射。由於移動體102沿著水中結構體103移動，因此移動體102位於發送用光纖11的側面附近。因而，從發送用光纖11的側面出射的通訊光CL1的至少一部分被設於第二光通訊裝置2的受光元件9接收。

被受光元件9接收的通訊光CL1藉由受光元件9及未圖示的資訊處理部而接受光電轉換及各種資訊處理，生成使移動體102移動至檢查點L2的意旨的通訊資訊。移動體102根據所述通訊資訊，開始從初始位置L1向檢查點L2的移動。移動體102的移動方向以箭頭V來表示。

步驟S2（水中結構體的檢查）藉由步驟S1所進行的光無線通訊，移動體102如圖5所示般移動至檢查點L2後，必須執行檢查點L2處的檢查。因此，再次從第一光通訊裝置1朝向第二光通訊裝置2進行光無線通訊。即，再次在固定通訊台101中控制雷射光源3，使其發出包含使用觀測裝置10對檢查點L2進行檢查的意旨的指令的通訊光CL（以下稱作「通訊光CL2」）。發出的通訊光CL2入射至基端部14。

發送用光纖11使通訊光CL2朝向前端部15傳輸，並且使通訊光CL2的至少一部分從包覆部23的側面出射向水中WA。如圖5所示，朝發送用光纖11的側方出射的通訊光CL2被位於移動體102內部的受光元件9接收。由受光元件9接收的通訊光CL2被轉換為對檢查點L2進行檢查的意旨的通訊資訊。移動體102基於所述通訊資訊來使觀測裝置10運轉，對檢查點L2處的水中結構體103進行檢查（參照符號Ca）。藉由檢查而獲得的資訊被記憶至設於移動體102的未圖示的記憶裝置中。

步驟S3（檢查資訊的發送）在藉由移動體102對水中結構體103進行了檢查後，必須將藉由水中結構體103的檢查而獲得的資訊從移動體102發送至固定通訊台101。因此，從第二光通訊裝置2朝向第一光通訊裝置1進行光無線通訊。移動體102對設於第二光通訊裝置2的雷射光源7進行控制，使包含水中結構體103的檢查資料的內容的通訊光CL（以下稱作「通訊光CL3」）朝向發送用光纖13出射。

發出的通訊光CL3如圖6所示般在水中WA傳播，並入射至與檢查點L2對應地配設的接收用光纖13a的第一端部17a。入射至第一端部17a的通訊光CL藉由接收用光纖13a而傳輸至第二端部18並被受光元件5a接收。被受光元件5接收的通訊光CL3接受光電轉換及各種資訊處理，藉此，生成表示檢測點L2處的水中結構體103的檢測資料的通訊資訊。表示水中結構體103的檢測資料的通訊資訊被記憶至配設於固定通訊台101的記憶裝置中。

以下，藉由重複步驟S1至步驟S3的步驟，進行檢查點L3及檢查點L4處的水中結構體103的檢查。即，從第一光通訊裝置1朝向第二光通訊裝置2進行光無線通訊，發送進行朝向檢查點L3的移動及檢查點L3處的水中結構體103的檢查的意旨的指令。在移動體102移動至檢查點L3而進行了水中結構體103的檢查後，從第二光通訊裝置2朝向第一光通訊裝置1進行光無線通訊，發送水中結構體103的檢查資料。圖6表示了下述狀態，即，從檢查點L2移動至檢查點L3的移動體102在檢查點L3處對水中結構體103進行檢查，並且將通訊光CL3出射向發送用光纖13b的第一端部17b。

在發送了檢查點L3處的水中結構體103的檢查資料後，藉由第一光通訊裝置1與第二光通訊裝置2的光無線通訊，來進行朝向檢查點L4的移動、檢查點L4處的水中結構體103的檢查、及水中結構體103的檢查資料的發送。

＜第一實施形態帶來的效果＞本實施形態的第一光通訊裝置1中，包括：雷射光源3，發出通訊光CL；以及發送用光纖11，配設於水中WA，具有使通訊光CL入射的入光端部14，使入射至入光端部14的通訊光CL朝向前端部15傳輸，發送用光纖11包括：芯部21，使通訊光CL從入光端部14朝向前端部15傳輸；以及包覆部23，包覆芯部21，使在芯部21中傳輸的通訊光CL的至少一部分從發送用光纖11的側面出射。

藉由所述結構，發送用光纖11不僅可朝前端部15的方向，亦可朝側面的方向傳輸通訊光CL。藉由所述結構，可使用一根發送用光纖11向多個場所出射通訊光CL。本實施形態中所說明的使用例中，可使用一根發送用光纖11來至少朝向初始位置L1及檢查點L2～檢查點L4發送通訊光CL。因而，在對多個場所進行光無線通訊的第一光通訊裝置1中，可減少發送用光纖11的數量，因此可實現線路的簡化及裝置的低成本化等。

而且，構成芯部21的材料的光折射率與構成包覆部23的材料的光折射率被設定為，在芯部21中傳輸的通訊光CL的至少一部分經由包覆部23而從發送用光纖11的側面出射。此時，可從包覆部23的側面整體出射通訊光CL的至少一部分，因此可使用一根發送用光纖11來朝向更多的場所發送通訊光CL。而且，藉由選擇具有適當的光折射率的材料，可實現使光朝側面出射的包覆部23，因此發送用光纖11的製造變得容易。

進而，本實施形態的水中檢查系統100中包括第一光通訊裝置1，並且包括移動體102，所述移動體102一邊朝x方向移動，一邊對水中結構體103進行檢查，所述水中結構體103為檢查對象且朝x方向延伸，發送用光纖11沿著水中結構體103而配設，移動體102包括：受光元件9，接收從包覆部23的側面出射的通訊光CL；以及控制部8，基於受光元件9所接收的通訊光CL來控制移動體102。

藉由所述結構，移動體102在一邊朝x方向移動一邊對水中結構體103進行檢查時，可在多個位置接收從發送用光纖11的側面出射的通訊光CL。即，將使用一根發送用光纖11的第一光通訊裝置1作為發送側，移動體102可在多個場所接收通訊光CL。因而，藉由使用一根發送用光纖11，便可實現既能進行光無線通訊又能對多個部位的水中結構體101進行檢查的水中檢查系統100。

而且，本實施形態的水中檢查系統100中，水中結構體103為管線，移動體102為潛水艇。藉由所述結構，可低成本地實現利用沿規定方向移動的潛水艇來對配設於水底WB等的管線的多個部位進行檢查的水中檢查系統。

[第二實施形態] 接下來，對本發明的第二實施形態進行說明。第二實施形態中，發送用光纖11的結構不同於第一實施形態的結構。因而，對於第二實施形態的發送用光纖，標註符號11A以與第一實施形態進行區分。而且，對於第二實施形態的包覆部，標註符號23A以與第一實施形態進行區分。另一方面，對於與第一實施形態共同的結構標註相同的符號來圖示，並省略其說明。

＜發送用光纖的結構＞作為第二實施形態的發送用光纖11A的特徵，如圖8所示，在包覆部23A設有一個或兩個以上的孔部31。孔部31沿側面方向貫穿包覆部23A。孔部31的形狀為圓形、矩形等，可適當變更。配設孔部31的位置及孔部的數量根據使光朝發送用光纖11A的側方出射的位置而適當設定。

藉由於包覆部23A配設孔部31，可使在芯部21中傳輸的光的至少一部分從發送用光纖11A的側面出射。即，如圖9所示，在雷射光源3中產生並在芯部21中傳輸的光P1藉由到達芯部21與包覆部23A的邊界面中的形成有孔部31的部分，從而光P1的一部分作為進入光S1而進入孔部31，進而通過孔部31而出射向發送用光纖11的外部。光P1的剩餘的一部分作為光P2而被反射向芯部21的內部。

另外，與第一實施形態不同，第二實施形態的構成包覆部23A的材料的光折射率與構成芯部21的材料的光折射率之差被設定為大。即，在雷射光源3中產生的光P在到達芯部21與包覆部23A的邊界面中的未形成有孔部31的部分時，被全反射向芯部21的內部（參照圖8）。

因而，進入光S1～進入光S3從發送用光纖11A的側面中的形成有孔部31的部分出射向側方，另一方面，光不從被包覆部23A包覆的部分出射。因而，藉由適當選擇形成孔部31的位置，可適當調整光從發送用光纖11A的側面出射的部分。

＜第二實施形態的使用例＞接下來，對第二實施形態的水中檢查系統100的使用例進行說明。關於用於遍及檢查點L2～檢查點L4來進行水中結構體103的檢查的一連串動作，與第一實施形態相同，因此省略說明。

第二實施形態中，如圖10所示，根據第一光通訊裝置1對第二光通訊裝置2進行光無線發送的位置來配置孔部31。即，發送用光纖11A被配設為，在與初始位置L1及檢查點L2～檢查點L4各自對應的四個位置配置孔部31。因而，移動體102藉由分別移動至初始位置L1及檢查點L2～檢查點L4，便可接收通過孔部31而從發送用光纖11的側面出射的通訊光CL。圖10表示了下述狀態，即，在初始位置L1，通過孔部31而出射的通訊光CL被設於移動體102的第二光通訊裝置2接收。

＜第二實施形態帶來的效果＞本實施形態的第一光通訊裝置1中，包覆部23A包括一個或兩個以上的孔部31，通訊光CL的至少一部分經由孔部31而從發送用光纖11A的側面出射。

藉由所述結構，與第一實施形態同樣地，發送用光纖11A不僅可朝前端部15的方向，亦可朝側面的方向傳輸通訊光CL。藉由所述結構，可使用一根發送用光纖11A向多個場所出射通訊光CL。

而且，本實施形態中，可將從發送用光纖11A的側面出射通訊光CL的部分限定為形成有孔部31的部分。因而，可限定朝發送用光纖11的側面方向漏出的光量，因此可避免在發送用光纖11A的芯部21中傳輸的光不必要地衰減。而且，藉由適當選擇孔部31的位置，可將出射通訊光CL的部分限定為進行光無線通訊的期望位置。因此，可更切實地避免通訊光CL被監聽的事態，因此可提高光無線通訊的可靠性。 [第三實施形態]

接下來，對本發明的第三實施形態進行說明。第三實施形態中，接收用光纖13的結構不同於第一實施形態及第二實施形態的結構。因而，對於第三實施形態的接收用光纖，標註符號61以與其他實施形態進行區分。

＜接收用光纖的結構＞第三實施形態的接收用光纖61的結構如圖11所示。接收用光纖61包括：芯部65，構成接收用光纖61的中心部；以及包覆部67，覆蓋芯部65的側周部。入射至接收用光纖61的光主要藉由通過芯部65的內部而朝向第二端部18傳輸。

並且，作為第三實施形態的接收用光纖61的特徵，構成為，可從多個部位使光入射。作為具體的結構，在包覆部67設有一個或兩個以上的孔部69。孔部69以貫穿包覆部67的層的方式構成，在各個孔部69嵌入有聚光透鏡71。即，接收用光纖61在側周部配備有一個或兩個以上的聚光透鏡71。聚光透鏡71相當於本發明中的入光部。

聚光透鏡71分別使從接收用光纖61的側面方向朝向接收用光纖61的光會聚並導向芯部65。因而，接收用光纖61不僅可使光從第一端部17入射，亦可使光從形成有聚光透鏡71的側面的部分亦入射。

從第一端部17入射至接收用光纖61的光Q與經由聚光透鏡71而從側面入射的光Q1及光Q2分別通過芯部65而傳輸向第二端部18，並被第一光通訊裝置1所包括的受光元件5接收。如此，藉由在接收用光纖61的側面配設聚光透鏡71的結構，可使用一根接收用光纖61來使以通訊光CL為例的光從多個部位入射。而且，藉由在包覆部67中適當選擇形成聚光透鏡71的位置，可適當調整可使光從發送用光纖11A的側面入射的部分的位置。

＜第三實施形態的使用例＞接下來，對第三實施形態的水中檢查系統100B的使用例進行說明。關於用於遍及檢查點L2～檢查點L4來進行水中結構體103的檢查的一連串動作，與第一實施形態相同，因此省略說明。

第三實施形態的水中檢查系統100B中，如圖12所示，取代多根接收用光纖13而使用一根接收用光纖61。並且，根據設於移動體102的第二光通訊裝置2對第一光通訊裝置1進行光無線發送的位置來配置聚光透鏡71。即，接收用光纖61被配設為，在與初始位置L1及檢查點L2～檢查點L4各自對應的四個位置配置聚光透鏡71。因而，移動體102藉由分別移動至初始位置L1及檢查點L2～檢查點L4，可使從雷射光源7出射的通訊光CL入射至接收用光纖61。

圖12表示了下述狀態，即，移動體102移動至檢查點L4後，使通訊光CL從雷射光源7出射。所述通訊光CL在水中WA傳播，由配設在相當於檢查點L4的位置的聚光透鏡71予以會聚而入射至接收用光纖61。入射至接收用光纖61的通訊光CL傳輸向第二端部18而被受光元件5接收。

＜第三實施形態帶來的效果＞本實施形態的第一光通訊裝置1中，包括：受光元件5，接收通訊光CL；以及接收用光纖61，配設於水中WA，將通訊光CL導向受光元件5，接收用光纖61包括：芯部65，使通訊光CL傳輸；以及包覆部67，包覆芯部65，在包覆部67的側周部，配備有使通訊光CL入射的一個或兩個以上的聚光透鏡71。

藉由所述結構，接收用光纖61可使通訊光CL從側面入射。因此，可使用一根接收用光纖61來從多個場所接收通訊光CL。

而且，本實施形態中，可將使通訊光CL從接收用光纖61的側面入射的部分限定為形成有聚光透鏡71的部分。因而，可將從側面方向接收通訊光CL的部分限定為進行光無線通訊的期望位置。因而，在有光照射至未形成聚光透鏡71的部分的包覆部67時，可更切實地避免所述光與通訊光CL混在一起被接收的事態，因此可提高光無線通訊的可靠性。

＜形態＞本領域技術人員當理解，所述的例示性的實施形態為以下形態的具體例。

（第一項）一形態的水中光通訊裝置可包括：發光元件，發出通訊光；以及光纖，配設於水中，具有使所述通訊光入射的入光端部，使入射至所述入光端部的所述通訊光朝向前端部傳輸，所述光纖包括：芯部，使所述通訊光從所述入光端部朝向所述前端部傳輸；以及包覆部，包覆所述芯部，使在所述芯部中傳輸的所述通訊光的至少一部分從所述光纖的側面出射。

根據第一項所述的水中光通訊裝置，由發光元件發出的通訊光從光纖的入光端部朝向前端部傳輸，並且從光纖的側面出射。因此，可藉由一根光纖來向前端部側與側面側的多個方向傳輸。因而，能以更簡單的結構來實現向多種場所進行光通訊的光通訊裝置。

（第二項）在第一項所述的水中光通訊裝置中，亦可為，構成所述芯部的材料的光折射率與構成所述包覆部的材料的光折射率被設定為，在所述芯部中傳輸的所述通訊光的至少一部分經由所述包覆部而從所述光纖的側面出射。

根據第二項所述的水中光通訊裝置，可使通訊光的至少一部分從包覆部的側面整體出射，因此可使用一根光纖來向更多的場所發送通訊光。而且，藉由選擇具有適當的光折射率的材料，可實現使光出射向側面的包覆部，因此光纖的製造變得容易。

（第三項）在第一項或第二項所述的水中光通訊裝置中，亦可為，所述包覆部包括一個或兩個以上的孔部，所述通訊光的至少一部分經由所述孔部而從所述光纖的側面出射。

根據第三項所述的光通訊裝置，可經由孔部而將通訊光傳輸向光纖的側面方向。藉由所述結構，可使用一根光纖來向多個場所出射通訊光。而且，可將從光纖的側面出射通訊光的部分限定為形成有孔部的部分。因而，可限定朝光纖的側面方向漏出的光量，因此可避免在光纖中傳輸的光不必要地衰減。而且，藉由適當選擇孔部的位置，可將出射通訊光的部分限定為進行光無線通訊的期望位置。因而，可更切實地避免通訊光被監聽的事態，因此可提高光無線通訊的可靠性。

（第四項）一形態的水中光通訊裝置亦可包括：受光元件，接收通訊光；以及光纖，配設於水中，將所述通訊光導向所述受光元件，所述光纖包括：芯部，使所述通訊光傳輸；以及包覆部，包覆所述芯部，在所述包覆部的側周部，配備有使所述通訊光入射的一個或兩個以上的入光部。

根據第四項所述的光通訊裝置，光纖可使通訊光從側面入射。因此，可使用一根光纖來從多個場所接收通訊光。而且，可將使通訊光從光纖的側面入射的部分限定為形成有入光部的部分。因而，可將從側面方向接收通訊光的部分限定為進行光無線通訊的期望位置。因而，在有光照射至未形成入光部的部分的包覆部時，可更切實地避免所述光與通訊光混在一起被接收的事態，因此可提高光無線通訊的可靠性。

（第五項）在包括第一項至第三項中任一項所述的水中光通訊裝置的水中檢查系統中，可包括移動檢查體，所述移動檢查體一邊朝規定方向移動一邊檢查結構體，所述結構體為檢查對象且朝所述規定方向延伸，所述光纖沿著所述結構體而配設，所述移動檢查體包括：受光部，接收從所述包覆部的側面出射的所述通訊光；以及控制部，基於所述受光部所接收的所述通訊光來控制所述移動檢查體。

根據第五項所述的水中檢查系統，移動檢查體在一邊朝規定方向移動一邊檢查結構體時，可在多個位置接收從光纖的側面出射的通訊光。即，將使用一根光纖的光通訊裝置1作為發送側，移動檢查體可在多個場所接收通訊光。因而，藉由使用一根光纖，便可實現既能進行光無線通訊，又能檢查多個部位的結構體的水中檢查系統。

（第六項）在第五項所述的水中檢查系統中，亦可為，所述結構體為管線，所述移動檢查體為潛水艇。

根據第六項所述的水中檢查系統，可低成本地實現利用沿規定方向移動的潛水艇來對配設於水底等的管線的多個部位進行檢查的水中檢查系統。

而且，構成芯部21的材料的光折射率與構成包覆部23的材料的光折射率被設定為，在芯部21中傳輸的通訊光CL的至少一部分經由包覆部23而從發送用光纖11的側面出射。此時，

＜其他實施形態＞另外，此次揭示的實施例在所有方面僅為例示而非限制者。本發明的範圍包含申請專利範圍和與申請專利範圍均等的含義及範圍內的所有變更。作為示例，本發明可如下述般進行變形實施。

（1）所述的各實施形態中，發送用光纖11並不限於從前端部15出射光的結構。即，亦可設為下述結構：利用反光材等來包覆前端部15，防止傳輸至前端部15的光從前端部15出射。此時，從雷射光源3經由基端部14而入射至芯部21的光將全部經由包覆部23而從發送用光纖11的側面出射。

（2）所述的各實施形態中，並不限於僅使通訊光CL從發送用光纖11的側面出射的結構。即，如圖13所示，除了構成通訊光CL的藍色光B及綠色光G以外，亦可使紅色光R從發送用光纖11的側面出射，以與第二光通訊裝置2進行光無線通訊。藉由對藍色光B及綠色光G加上紅色光R，整體上成為作為白色光的照明光SL。

藉由使照明光SL從發送用光纖11的側面出射，所述照明光SL成為表示發送用光纖11的路徑的路標。即，移動體102既可受到基於照明光SL中所含的通訊光CL的控制，又可利用從發送用光纖11的側面出射的照明光SL來進行水中結構體103的拍攝或朝向下個檢查點的移動。此時，不需要在移動體102中搭載照明裝置，因此可容易地實現移動體102的小型化及輕量化。

（3）所述的各實施形態中，包括第一光通訊裝置1的固定通訊台101亦可配設於水中。而且，亦可將第一光通訊裝置1所包括的結構適用於第二光通訊裝置2。進而，第一光通訊裝置1並不限於被配設在經固定配置的結構體的結構，亦可配設於移動的結構體。

（4）所述的各實施形態中，水中檢查系統100為在兩個光通訊裝置之間進行光無線通訊的結構，但亦可在三個以上的光通訊裝置之間進行光無線通訊。

1:第一光通訊裝置 2:第二光通訊裝置 3:雷射光源 4:控制部 5、5a～5c:受光元件 7:雷射光源 8:控制部 9:受光元件 10:觀測裝置 11、11A:發送用光纖 13、13a～13c:接收用光纖 14:基端部（入光端部） 15:前端部 17、17a～17c:第一端部 18:第二端部 21:芯部 23、23A:包覆部 31:孔部 61:接收用光纖 65:芯部 67:包覆部 69:孔部 71:聚光透鏡 100、100B:水中檢查系統 101:固定通訊台 102:移動體 103:水中結構體 B:藍色光 Ca:符號 CL、CL1～CL3:通訊光 G:綠色光 L1:初始位置 L2～L4:檢查點 P、P1～P4、Q、Q1、Q2、S4:光 R:紅色光 S1～S3:進入光 SL:照明光 V:箭頭 WA:水中 WB:水底

圖1是說明包括第一實施形態的光通訊裝置的水中檢查系統的概略結構的圖。圖2是說明第一實施形態的光通訊裝置的主要部分的剖面圖。圖3是說明第一實施形態的光通訊裝置的特徵的剖面圖。圖4是說明第一實施形態的步驟S1的步驟的圖。圖5是說明第一實施形態的步驟S2的步驟的圖。圖6是說明第一實施形態的步驟S3的步驟的圖。圖7是說明第一實施形態的步驟S4的步驟的圖。圖8是說明第二實施形態的光通訊裝置的主要部分的剖面圖。圖9是說明第二實施形態的光通訊裝置的特徵的剖面圖。圖10是表示使用第二實施形態的光通訊裝置的狀態的圖。圖11是說明第三實施形態的光通訊裝置的主要部分的剖面圖。圖12是表示使用第三實施形態的光通訊裝置的狀態的圖。圖13是表示變形例的結構的圖。

3:雷射光源

11:發送用光纖

14:基端部(入光端部)

15:前端部

21:芯部

23:包覆部

P、P1~P4、S4:光

S1~S3:進入光

Claims

一種水中光通訊裝置，包括：發光元件，發出通訊光；以及光纖，配設於水中，具有使所述通訊光入射的入光端部，使入射至所述入光端部的所述通訊光朝向前端部傳輸，所述光纖包括：芯部，使所述通訊光從所述入光端部朝向所述前端部傳輸；以及包覆部，包覆所述芯部，使在所述芯部中傳輸的所述通訊光的至少一部分從所述光纖的側面出射。
如請求項1所述的水中光通訊裝置，其中構成所述芯部的材料的光折射率與構成所述包覆部的材料的光折射率被設定為，在所述芯部中傳輸的所述通訊光的至少一部分經由所述包覆部而從所述光纖的側面出射。
如請求項1所述的水中光通訊裝置，其中所述包覆部包括一個或兩個以上的孔部，所述通訊光的至少一部分經由所述孔部而從所述光纖的側面出射。
一種水中光通訊裝置，包括：受光元件，接收通訊光；以及光纖，配設於水中，將所述通訊光導向所述受光元件，所述光纖包括：芯部，使所述通訊光傳輸；以及包覆部，包覆所述芯部，在所述包覆部的側周部，配備有使所述通訊光入射的一個或兩個以上的入光部。
一種水中檢查系統，包括如請求項1至請求項3中任一項所述的水中光通訊裝置，所述水中檢查系統包括：移動檢查體，一邊朝規定方向移動一邊檢查結構體，所述結構體為檢查對象且朝所述規定方向延伸，所述光纖沿著所述結構體而配設，所述移動檢查體包括：受光部，接收從所述包覆部的側面出射的所述通訊光；以及控制部，基於所述受光部所接收的所述通訊光來控制所述移動檢查體。
一種水中檢查系統，包括如請求項5所述的水中光通訊裝置，其中所述結構體為管線，所述移動檢查體為潛水艇。