JPH10206557A - 地中埋設物の位置検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】より深く埋設された、暗渠、水道管等の地中埋
設物の位置、即ち地中埋設物の位置に対応する地表対応
位置を高精度に検知し、更に識別性を備えた検知方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 地中に埋設され指向性を有する電磁波を
発生する電磁波発生手段（１）と、当該手段（１）から
の電磁波の電磁誘導によって応答する、地中に埋設され
た、指向性を有する信号を発生する情報表示器（２）
と、当該表示器（２）から発生する信号を検知して、そ
の信号出力を認識する、移動可能な認識手段（３）とか
らなり、前記情報表示器（２）を、当該表示器（２）か
ら発信する信号の指向性が手段（１）から発生する電磁
波の指向性と一致するようにして地中に埋設し、前記手
段（３）のみを地表に沿って水平方向に移動させること
により、前記手段（３）で、移動各位置における、地表
に鉛直方向の信号出力値を求め、情報表示器（３）の地
中埋設位置に対応する地表埋設位置を特定する、地中埋
設物の位置検知方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、土地や道路など
や埋設管等の地中埋設物の位置や、敷地についての各種
情報等の標示に関するものであり、圃場整備、場所の特
定、目印などの測量・インフラ関連のシステムにも利用
できるものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス管、水道管等の地中埋設物の位置、
即ち地上対応位置を検知する方法として特公平７−８６
５３３号では、導電性の地中埋設物に電磁誘導により電
流を流し、この誘導電流により発生する磁界を検知して
地中埋設物の位置を検知する方法が提案されている。

【０００３】また、特開平７−３０６０４４号では設置
位置情報標示器に位置情報等を読み出し自在な記録部材
を設けて構成された標示器が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者の技術は地中埋設
物の位置の検知する方法において、送信機は、地中埋設
物に対する磁束鎖交状態を可変に構成し、受信機により
磁界分布を測定して、これと所定の円筒状磁界分布のず
れを検知しながら磁束鎖交状態を変化させ、このずれを
最小とするように送信機を調節して、この時の測定磁界
分布により対象とする地中埋設物の位置を検知するもの
である。この方法に従う場合、水道管かあるいはガス管
かの識別ができないこと、管の材質が塩ビ等の場合は検
知できない難点がある。また磁界分布を測定するに際し
て磁気センサーの検知領域にも広がりがあるため、必ず
しも高い精度で位置の特定はできない。

【０００５】また、後者の技術は標示器に位置の情報等
を入れて、位置情報等を判明させるものであるが、地中
深く埋設した場合記録部材の検出は受信機の検出領域に
広がりが出るので、位置情報等が判明しても実際の位置
の特定は地表に標示器を覗かせている場合を除いてでき
ない。

【０００６】本発明は以上の点を鑑みて創案されたもの
で、本発明は送信機のアンテナより発生する電磁波の検
知距離に対する減衰の影響を回避すること、更に、一つ
の指向性のみしか有さない一つの情報表示器のみを用い
た地中埋設物の位置検知方法の欠点の改良を図ったもの
で、即ち、相当深く埋設された地中埋設物の位置に対応
する地表対応位置を高精度に検知し、識別性を備えた検
知方法を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、送信機のアンテナに代表される電磁波を発生する
電磁波発生手段を地中に埋設することにより発生する電
磁波の検知距離に対する影響が無くなることと、情報表
示器より発生する電磁波も方向性があることに着目し、
高精度の位置検出に関し鋭意検討した結果、本発明に至
った。

【０００８】即ち、本発明は、地中に埋設され指向性を
有する電磁波を発生する電磁波発生手段（１）と、当該
手段（１）からの電磁波の電磁誘導によって応答する、
地中に埋設された、指向性を有する信号を発生する情報
表示器（２）と、当該表示器（２）から発生する信号を
検知して、それぞれの信号出力を認識する、移動可能な
認識手段（３）とからなり、前記情報表示器（２）を、
当該表示器（２）から発信する信号の指向性が手段
（１）から発生する電磁波の指向性と一致するようにし
て地中に埋設し、前記手段（３）を地表に沿って水平方
向に移動させることにより、前記手段（３）で、移動各
位置における、地表に鉛直方向の信号出力値を求め、情
報表示器（３）の地中埋設位置に対応する地表埋設位置
を特定する、地中埋設物の位置検知方法を提供するもの
である。（以下、第１発明という。）

【０００９】具体的に、情報表示器（２）は以下の情報
表示器から選ばれる。

【００１０】（Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
うにしたマーカー。

【００１１】或いは、地中に埋設された少なくとも２つ
の指向性を有する電磁波を発生する電磁波発生手段
（１）と、当該手段（１）からの電磁波の電磁誘導によ
って応答する、地中に埋設された、少なくとも２つの指
向性を有する信号を発生する情報表示器（２）と、当該
表示器（２）から発生する信号を検知して、それぞれの
信号出力を認識する、移動可能な認識手段（３）とから
なり、前記情報表示器（２）を、当該表示器（２）から
発信する信号の指向性が手段（１）から発生する電磁波
の指向性と一致するようにして地中に埋設し、前記手段
（３）を地表に沿って水平方向に移動させることによ
り、前記手段（３）で、移動各位置における、当該表示
器（３）の指向性の地表に鉛直方向と同水平方向の信号
出力値を求め、前記各位置の信号出力値の比が最大値と
なるところをもって、情報表示器（３）の地中埋設位置
に対応する地表埋設位置を特定する、地中埋設物の位置
検知方法を提供する。（以下第２発明という）

【００１２】具体的に、情報表示器から発生する電磁波
の信号出力は、少なくとも２つの指向性を有する、以下
から選ばれるいずれか一つの情報表示器、又は一つの指
向性しか有さない以下の情報表示器から選ばれる、同一
でも異なっていてもよい、少なくとも２つの情報表示器
の組み合わせによって得られる。

【００１３】（Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
うにしたマーカー。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明では、電磁波発生手段
（１）は、公知慣用のものが採用できるが、通常、送信
アンテナコイルと、そこに電磁波を発生させる為の発振
器と電源と増幅器とを必須として連結されて構成され
る。必要であれば、位相調整やノイズ除去のための手段
を含めることもできる。発振器からの電磁波は、この送
信アンテナコイルから、表示器（２）に向けて発せられ
る。尚、電磁波発生手段（１）のうち送信アンテナコイ
ルのみを地中に埋設するのが好ましい。この送信アンテ
ナコイルは、そこから発せられる指向性を有する電磁波
が表示器（２）に及ぶ様にして埋設される。

【００１５】一方、移動可能な認識手段（３）は、表示
器（２）を埋設した地表を、地表に沿って水平に移動さ
せて、それが発する信号を検知して、信号出力を認識す
る。移動可能な認識手段（３）は、公知慣用のものが採
用できるが、通常、信号出力検知のための受信アンテナ
コイルと、共振する周波数を検知して応答信号の振幅が
測定できる装置（スペクトルアナライザ）と、電源と増
幅器を含む、埋設された地中位置に対応する地表位置
（地表埋設位置）を特定する検知装置とを必須として連
結されて構成される。必要であれば、前記で得られた信
号出力値に基づくデータ処理と、埋設位置情報に関する
データベースと当該データ処理結果とを対比し、位置特
定を行うコンピュータを前記検知装置に含めることが出
来る。尚、認識手段（３）を構成する装置全て（全体）
を移動可能としてもよいが、手段（３）のうち受信アン
テナコイルのみを移動可能とするほうが作業性の点で好
ましい。

【００１６】情報表示器（２）は、図面に用いた説明に
おいては、数字１１又は数字１２でで表される場合があ
る。この表示器（２）については、後に詳述する。

【００１７】次に、本発明の作用について説明する。情
報表示器（２）から発生する電磁波の強度は、電磁波発
生手段（１）の送信アンテナコイルより加えられる電磁
波の強度及び当該送信アンテナコイルと情報表示器
（２）との距離に依存する。更に、移動可能な認識手段
（３）の受信アンテナコイルの信号出力は、情報表示器
（２）より発生する電磁波の強度及び当該受信アンテナ
コイルとの距離に依存する。

【００１８】特に、誘導電磁界の場合、電磁波の強度は
距離に依存し、ビオサバールの法則に従い距離の２乗の
逆数に比例する。従って、送受信一体型のアンテナコイ
ルの場合、情報表示器とアンテナコイルの距離は一定以
上の間隔にすることが出来ない。具体的には、数十ｃｍ
以上の読み取り距離を得ることが出来ない。本発明者ら
は、送信アンテナコイルを情報表示器（２）に近づける
ことにより、情報表示器（２）の信号を効率よく受信ア
ンテナコイルで拾うことが出来ることに気づいた。更
に、送信アンテナコイルを情報表示器に巻き付けること
により、低電力で効率よく情報表示器の信号が得られる
ことに気づいた。

【００１９】具体的に、図１と図２を用いて本発明の地
中埋設位置に対応する地表埋設位置を特定する地中埋設
物の位置検知方法の一例について説明する。図におい
て、符号１は情報表示器（２）、符号２は地表、符号３
は電磁波発生手段（１）の一例たる送信アンテナコイ
ル、符号４は送信アンテナコイルに電磁波を発生させる
ための発振器、電源等を示す。情報表示器１の指向性が
地面に鉛直の時をＸ、地面に平行の時をＹで示す。

【００２０】情報表示器（２）は、それから発信される
ことになる信号の指向性が、前記手段（１）の特に送信
アンテナコイルから発生されることになる電磁波の指向
性と一致する様に埋設される。

【００２１】電源４は地中に埋設された送信アンテナコ
イルと導線で接続される。常にこれらは接続されて通電
されている必要はなく、地表での接続に際しては検知が
必要な時に、必要に応じて繋げるようにしても良い。
尚、送信アンテナコイルと情報表示器（２）とは、前者
から発せられる電磁波が、後者に及ぶ様な位置関係にあ
ればよく、両者の出力がより小さくても有効な検知をし
得る点で、好ましくは前者は後者に近接して埋設され
る。

【００２２】手段（１）の電磁波を発生する本発明の送
信アンテナコイルの形状は、ループアンテナが好まし
く、情報表示器（２）の指向性の中心線を中心として銅
線等を円形または矩形状に１ターン以上、当該情報表示
器（２）の周囲に巻いたものが好ましい。また送信アン
テナコイルを銅線等の巻き数を増やしてソレノイドコイ
ルとし、その中に情報表示器（２）を入れる形態とする
と、小電力で大きな電磁波を情報表示器（２）に加える
ことができ、特に好ましい。

【００２３】符号５は、手段（１）の送信アンテナコイ
ルから発せられた電磁波に応答して情報表示器（２）よ
り発生する磁束線で、点線の矢印で示す。符号６は、情
報表示器（２）から発せられる信号を検知して、信号出
力として認識する認識手段（３）の一例たる受信アンテ
ナコイルを示すもので、指向性を有する電磁波を受信す
る受信アンテナコイルの形状はループアンテナが好まし
く、銅線等を円形または矩形状に１ターン以上巻いたコ
イル或いはセンターフィードループコイルが好ましい。

【００２４】送信アンテナコイルより発生し情報表示器
（２）に加えられる電磁波は、近接界の低インピダンス
となり、磁気ベクトルが卓越し、エネルギーは磁界成分
とわずかな電界成分によって構成される。電磁波の指向
性はマイクロ波領域より高い周波数において指向性が特
に高くなるが、水分を含む土中深く浸透する場合は長波
の電磁波が好ましい。従って電磁波の磁界成分、即ち交
流磁界の場合に関して作用を説明する。

【００２５】図１は単一の指向性を持った情報表示器
（２）１つのみが、地面に鉛直に指向性を持たせて埋設
され、移動可能な信号出力認識手段（３）たる受信アン
テナコイルは、地表に沿って水平に、即ち地面に平行に
移動する（太い点線矢印）状態を示している。

【００２６】指向性Ｘの情報表示器（２）は、加えられ
た磁気エネルギーに対応して、地面に鉛直な指向性をも
った磁束線５を発生し、図１に示されるように、受信ア
ンテナコイルにより検知される。指向性Ｘの情報表示器
（２）より磁束線５を受信アンテナコイルで切ったとき
の発生電流は、受信アンテナコイルの中心の位置に、指
向性Ｘの情報表示器（２）の地表対応位置が一致したと
き最も強く電流が流れ、受信アンテナコイルの中心の位
置にその情報表示器（２）の位置がずれて離れていくに
従い、流れる電流は弱くなっていく。

【００２７】図２は単一の指向性を持った情報表示器
（２）一つのみが、地面に平行に指向性Ｙを持たせて埋
設され、受信アンテナコイルは地面に平行に移動する状
態（太い点線矢印）を示している。

【００２８】指向性Ｙの情報表示器（２）は、地面に平
行な指向性をもった磁束線５’を発生し、磁束線の受信
アンテナコイルにより検知される。指向性Ｙの情報表示
器（２）よりの磁束線５’を受信アンテナコイルで切っ
たときの発生電流は、受信アンテナコイルの中心の位置
にその情報表示器（２）の位置の地上対応位置が一致し
たとき流れる電流値は極小を示し、受信アンテナコイル
の中心の位置にその情報表示器の位置がずれて離れてい
くに従い流れる電流は増加し、情報表示器（２）の位置
の地上対応位置から数十センチの付近で電流値の極大を
示し、その後徐々に低下していく。

【００２９】次に、２種類の異なる指向性を持った情報
表示器（２）を土中に埋設した場合について説明する。
図３では、便宜的に一つの指向性しか有さない情報表示
器（２）を２つ組み合わせて用いた場合を示している。
図３は、情報表示器（２）の２種類の指向性が、一方の
指向性は地面に鉛直（指向性Ｘ）に、他方の指向性は地
面に平行（指向性Ｙ）になるようにして情報表示器
（２）が埋設され、受信アンテナコイルは地面に平行に
移動する状態を示している。

【００３０】後述するように、情報表示器（２）より発
生する指向性Ｘを有する電磁波と、指向性Ｙを有する電
磁波とは互いに干渉することなく受信できることが好ま
しい。具体的には、例えば、異なる周波数或いは異なる
変調方式であればよく、識別する手段を有すれば他の方
法でも構わない。

【００３１】情報表示器１１は、地面に鉛直な指向性を
もった磁束線５を発生し、図３に示されるように、受信
アンテナコイルにより検知される。情報表示器１１より
磁束線５を受信アンテナコイルで切ったときの発生電流
は、受信アンテナコイルの中心の位置に情報表示器１１
の位置が一致したとき最も強く電流が流れ、受信アンテ
ナコイルの中心の位置に情報表示器１１の位置がずれて
離れていくに従い流れる電流は弱くなっていく。

【００３２】一方、情報表示器１２は地面に平行な指向
性をもった磁束線５’を発生し、図３に示されるよう
に、受信アンテナコイルにより検知される。情報表示器
１２よりの磁束線５’を受信アンテナコイルで切ったと
きの発生電流は、受信アンテナコイルの中心の位置に情
報表示器（２）の位置が一致したとき流れる電流値は極
小を示し、受信アンテナコイルの中心の位置に情報表示
器１２の位置がずれて離れていくに従い、流れる電流は
増加し、受信アンテナコイルの中心から数十センチの付
近で電流値の極大を示し、その後徐々に低下していく。

【００３３】従って、信号出力を認識する認識手段
（３）の受信アンテナコイルで、その受信アンテナコイ
ルが存在する位置における、情報表示器（２）から発せ
られる、地表に鉛直方向の信号出力値と、同地表に水平
方向の信号出力値とをそれぞれ求めることが出来るわけ
である。そこで、信号出力認識手段（３）を、前記情報
表示器（２）が埋設されている地表に沿って水平に移動
させることにより、測定位置一カ所について一組の信号
出力値が得られる。

【００３４】本発明では、次いで、受信アンテナコイル
から求められた測定位置における、地表に鉛直方向の信
号出力値と、同地表に水平方向の信号出力値とを用い
て、両者の比、即ち、「地表に鉛直方向の信号出力値／
地表に水平方向の信号出力値」を求める。

【００３５】この様にして、信号出力認識手段（３）
を、移動させ、幾つかの位置について前記した各信号出
力値を測定する様にすれば、各測定位置における前記比
を求めることが出来る。

【００３６】情報表示器１１と情報表示器１２との比を
取った場合、受信コイルの中心から数十センチ付近で極
小を示し、理論的には受信アンテナコイルの中心では比
は極大になるので、受信アンテナコイルの中心に向かう
に従いその比は増大し、コイル中心で最大値を示す。

【００３７】特にコイル中心付近の比の増加率が大きい
ので、極めて精度を高く情報表示器（２）の位置を特定
することができる。

【００３８】上記各信号出力値に基づく比を、各測定位
置毎に例えば、方眼紙上にプロットしていくことによ
り、どの測定位置において、当該比が最大となるかが明
確となり、その最大値をもって、地中埋設物の地中埋設
位置に対応する地表埋設位置を特定することが出来る。

【００３９】認識手段（３）の測定精度が一定であれ
ば、位置特定に要する測定位置数を出来るだけ多く取る
ことにより、より高精度の位置特定をすることが出来る
のは当然である。

【００４０】次に、本発明で用いられる情報表示器
（２）について説明する。この表示器（２）としては、
１以上の指向性を有する信号を発生するものが使用で
き、上記した通り、信号が１つの指向性のみを有するマ
ーカーと、信号が少なくとも異なる２つの指向性を有す
るマーカーがいずれも使用できる。

【００４１】（Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
うにしたマーカー。

【００４２】情報表示器（２）としては、前記（Ａ）の
様な、例えばＬＣ共振回路、水晶共振回路等の電気的共
振回路で構成されたマーカーを用いることができる。Ｌ
Ｃ共振回路はコイルとコンデンサーからなる回路系でコ
イル面の垂直方向が指向性になる。従って、共振周波数
の異なるＬＣ共振回路のマーカーを組み合わせることに
より、本発明の情報表示器（２）としても良い。

【００４３】或いは、前記（Ｂ）の様な、電磁誘導方式
の非接触通信媒体を利用したマーカーを用いることがで
きる。即ち、非接触での送信、受信機能を有し、半導体
メモリ素子、通信制御部及びメモリ制御部から構成され
たマーカーを用いることができる。通信媒体は数百KHｚ
以下の誘導電磁界で、送信、受信機能はコイルが用いら
れる。コイル面の垂直方向が指向性となり、識別するこ
とができる異なった情報のマーカーを組み合わせること
により、本発明の情報表示器としても良い。

【００４４】或いは、前記（Ｃ）の様な、バイアス磁界
に対応する磁気パターンが磁化されたバイアス磁界発生
要素と変動する周波数の入射交番磁界中の特定周波数で
機械的に共振して、磁束密度または透磁率が変化する、
磁歪性を有する高透磁性金属が機械的に共振しうるよう
に積層された、磁束密度または透磁率が変化する特定周
波数を位置情報等として発生するようにした磁気マーカ
ーを用いることができる。特に、磁歪性を有する高透磁
性金属がストリップ状のものが好ましく、ストリップの
長辺方向に磁気パターンが磁化された場合長辺方向が指
向性になる。従って、機械的な共振周波数の異なる磁気
マーカーを組み合わせることにより、本発明の情報表示
器（２）としても良い。

【００４５】上記に述べたように情報表示器（２）は、
（Ａ）〜（Ｃ）から同一種類のマーカーを組み合わせる
ことができる。当該磁気マーカー（Ｃ）は電気的にはＬ
Ｃ共振回路とは等価であるが、共振周波数の周波数帯域
がＬＣ共振回路のマーカー（Ａ）の多くはマイクロ波以
上に対して、磁気マーカー（Ｃ）は長波から中波と周波
数が低く、土中を想定した場合、水たまり、落ち葉等の
水分を含んだ層を電磁波が透過することを考えると、長
波から中波が好ましく磁気マーカー（Ｃ）が優れてい
る。

【００４６】又、電磁誘導方式の非接触通信媒体を利用
したマーカー（Ｂ）は、長波から中波を使用している
が、電池等の電源を有しているものは土中に埋設した場
合、永続性に欠ける問題を有している。電源を有してい
ないものは搬送波を変調して情報を乗せているため共振
周波数の有無で識別する磁気マーカー（Ｃ）に比べ読み
取り距離が短く、また価格も磁気マーカー（Ｃ）に比較
して高価である。

【００４７】また、情報表示器は異なる種類のマーカー
を組み合わせても良い。例えば、磁気マーカー（Ｃ）と
ＬＣ共振回路のマーカー（Ａ）とを組み合わせることが
できる。情報量を付加させる為にＬＣ共振回路のマーカ
ー（Ａ）と電磁誘導方式の非接触通信媒体を利用したマ
ーカー（Ｂ）とを組み合わせることもできる。或いは磁
気マーカー（Ｃ）と電磁誘導方式の非接触通信媒体を利
用したマーカー（Ｂ）とを組み合わせることもできる。

【００４８】ＬＣ共振回路、電磁誘導方式の非接触通信
媒体いずれにしても送受信コイルを指向性が異なるコイ
ルに近接させることにより不必要なコイル間の電磁誘導
を生じノイズの発生要因となり、コイルを必要としない
磁気マーカー（Ｃ）との組み合わせが好ましい。

【００４９】尚、一つの指向性のみを有する上記（Ａ）
〜（Ｃ）のマーカーを２つ用いて、本発明を実施するに
当たっては、以下の組み合わせで、マーカーから発信す
る信号の指向性が手段（１）から発生する電磁波の指向
性が一致する様に組み合わせて情報表示器（２）を構成
することができる。情報表示器（２）は、一つの指向性
のみを有するマーカーを従来通りそれぞれ別々に作成し
てから、それらを前記配置となる様に一体化してもよい
し、予め前記配置となる様な形状に作成された一つの筐
体中に前記マーカーの部品を作動可能に包埋する様にし
てもよい。上記（Ａ）〜（Ｃ）のマーカー以下の組み合
わせでは、表示器６として示した組み合わせの表示器が
最も好ましい。

【００５０】

【表１】

【００５１】一つの指向性のみを有するマーカーを二つ
以上組み合わせて情報表示器（２）とする場合において
も、二つ以上の指向性を有するマーカーを一つ用いて情
報表示器（２）とする場合においても、いずれの場合で
も、磁気マーカー（Ｃ）を用いるのが最適である。

【００５２】ここでは、最も好適な磁気マーカー（Ｃ）
を用いた情報表示体について説明を進める。

【００５３】この磁気マーカー（Ｃ）の特徴は、低い周
波数から高い周波数に向けて、或いは高い周波数から低
い周波数に向けて、磁界を形成する周波数を徐々に変化
させるようにした、変動する入射交流磁界にたいして、
或いはバースト性の全周波数を有する白色ノイズの交流
磁界にたいして、磁界発生要素にバイアス磁界に対応す
る磁気パターンが磁化されている状態においては、磁束
密度または透磁率が変化する、少なくとも一つの所定周
波数を識別信号として発生して応答するようにした点に
ある。

【００５４】尚、磁界発生要素が磁化されていない状態
においては、バイアス磁界が生じないから、前記変動す
る入射交番磁界にたいして、磁束密度または透磁率が変
化する、所定周波数に基づく出力信号は、磁歪性を有す
る高透磁性金属からは、発生しない。

【００５５】磁気マーカー（Ｃ）の構成を、一例である
図４に基づいて説明する。バイアス磁界に対応する磁気
パターンが磁化されたバイアス磁界発生要素２１と変動
する周波数の入射交流磁界中の特定周波数で機械的に共
振して、磁束密度または透磁率が変化する、磁歪性を有
する高透磁性金属２２が機械的に共振しうるように積層
されている。

【００５６】バイアス磁界発生要素２１としては、前記
高透磁性金属２２より保磁力が高い平板状の硬質磁性材
料のストリップを使用することができる。具体的には、
ＳＡＥ１０９５鋼、バイカロイ、アーノクロム、ステン
レス鋼、ニッケル、フェライト、軟鉄等の強磁性材料の
薄体が使用できる。または、バリウムフェライト等の酸
化鉄系の磁性粉等を練り込んだ成形加工物によるハウジ
ングを使用することができる。

【００５７】または、結合剤中に飽和磁束密度が７０em
u／g以上の磁性粉を分散して形成される乾燥塗膜を用い
ても良い。或いは、上記以外の材料であっても、磁気パ
ターンをバイアス磁性要素２１に磁化したとき発生する
バイアス磁界強度が磁歪性を有する高透磁性金属２２の
磁気歪みを生じさせるものは使用することができる。

【００５８】非磁性筐体２３としては、公知慣用の合成
樹脂製のものがいずれも使用できるが、例えばポリスチ
レン、ポリメチルメタクリレート、ＡＢＳ、塩化ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネー
ト、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＳ等があげられる。

【００５９】磁歪性を有する高透磁性金属２２が機械的
に共振して、磁束密度及び透磁率が急激に変化する所定
周波数は、その金属の長さに固有のものであり、次の式
で定義される

【００６０】

【式１】ｆｎ＝ｎ／２Ｌ・√（Ｄ／ρ）

【００６１】但し式中、ｎは整数、Ｌは金属２２の長
さ、Ｄは金属のヤング率、ρは金属の密度である。

【００６２】バイアス磁界が与えられ、且つ外部から付
与される変動する周波数の中で予め決められた周波数の
交番磁界に応答する上記金属２２としては、磁歪性を有
する高透磁性の金属材料がいずれも使用でき、磁歪が１
５ｐｐｍ以上である強磁性金属が好ましく、なかでも前
記且つ透磁率が１００以上のものがより好ましい。具体
的には、例えば１ＫＨｚで最大磁界強度が０．２５エル
ステッドの時、１０００以上となるものが特に好まし
い。

【００６３】このような金属２２としては、アライドシ
グナル社製の非晶質金属、例えばメトグラス「２６０５
ＳＣ」、「２６０５ＣＯ」、「２８２６ＭＢ」、バキュ
ウムシュメルツ社製の非晶質金属「ＶＩＲＯＶＡＣ４０
４０」等があげられる。

【００６４】金属２２の形状は、特に限定されるもので
なく、例えば台形、平行四辺形、六角形等の変形板状、
ストリップ状、ワイヤー状等の細長い短冊状があるが、
後者短冊状が好ましい。

【００６５】その形状から生じる反磁界及び非線形振動
の影響を少なくするために、好ましくは長方形がよく、
長辺のみの振動方向を得るためには、長辺と短辺との比
が１５以上とすることが好ましい。

【００６６】更に長さの異なる長辺を持つ金属２２の組
み合わせを行うことにより、マーカーの識別の容量が大
幅に向上する。ちなみに、図に示される金属の形状はス
トリップ状である。その厚さとしては、１５〜３５μｍ
であることが好ましい。

【００６７】マーカーを実際に使用するにあたっては、
上記した通り、金属２２には、磁界発生要素２１からバ
イアス磁界を与えるようにする。磁界発生要素２１が予
め磁化されている永久磁石である場合には、そのまま用
いればよいが、磁化されていないものの場合には、例え
ば当該磁界発生要素２１の磁化された磁気パターンを等
間隔に多分する様に磁化して、バイアス磁界が発生する
様にする。尚、金属２２の機械的な共振が出来るだけ大
きくなるように、最適の強度のバイアス磁界を選択する
ことが好ましい。

【００６８】更に、磁気マーカー（Ｃ）に近接させて送
信アンテナコイルを具備させると、磁気マーカー（Ｃ）
に効率よく交流磁界を加えることができる。磁気マーカ
ー（Ｃ）に直接コイル線を巻き、磁気マーカー（Ｃ）と
送信アンテナコイルとを一体化したものとして使用する
のが特に好ましい。

【００６９】情報表示器（２）としては、一例として、
磁気マーカー（Ｃ）に送信アンテナ用のコイル線を巻い
たものを用いても良い。或いは、基本的には互いに異な
る、一つの指向性を有する前記送信アンテナ用コイル線
が巻かれた磁気マーカー（Ｃ）の指向性が互いに垂直と
なる様に、２つ以上の送信アンテナ用コイル線が巻かれ
たマーカーを組み合わせた表示器を用いる、又は、２つ
以上の指向性を有し、それらの指向性が垂直となってい
る２つ以上の送信アンテナコイルが組み込まれたマーカ
ーの一つを情報表示器（２）として用いることもでき
る。

【００７０】少なくとも送信アンテナ用コイル線が巻か
れた２つの磁気マーカー（Ｃ）を用いる場合には、具体
的には、図５に示すように、地表の直線上の位置検出の
場合、マーカーはそれぞれ異なる周波数で共振するもの
が良く、組込形態はＴ字型、十字型、Ｌ字型何れの形態
でも構わなく、地中埋設に際しては、前記直線上にいず
れかの磁気マーカー（Ｃ）が、地表に平行で且つ一致さ
せることが好ましい。

【００７１】地表の平面上の位置検出の場合、送信アン
テナ用コイル線が巻かれた磁気マーカー（Ｃ）の数は、
少なくとも３つで且つそれぞれ異なる周波数で共振する
ものが良く、組込形態は、図６に示すように、地表の平
面に平行な指向性を持つマーカー１２及び１２’の投影
図がＴ字型、十字型、Ｌ字型となり、投影された２つの
マーカーに対し垂直に指向性を持つように残りのマーカ
ー１１を組み込んでも良い。地表の表面に投影される２
つのマーカー１２及び１２’は地表に平行であり、お互
いに垂直であることが好ましい。

【００７２】磁気マーカー（Ｃ）の組込に際しては、組
込形態を維持できるように地中に埋設しても構わない
が、組込形態を維持できるように公知慣用の接着剤また
は粘着剤で固定しても良い。

【００７３】接着剤としては、例えば、塩化ビニル−プ
ロピオン酸共重合体、ゴム系樹脂、シアノアクリレート
樹脂、セルロース系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリオレ
フィン系樹脂、ポリウレタン樹脂等があげられ、粘着剤
に使用する材料としては、例えば塩化ビニル樹脂、酢酸
ビニル樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン／酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル／プロピオン酸共
重合体、ゴム系樹脂、アクリル共重合体樹脂、シアノア
クリレート樹脂、セルロース系樹脂、アイオノマー樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリロニトリルブタジ
エン樹脂、天然ゴム、ロジン等があげられる。

【００７４】或いは、組込形態を維持できるようなハウ
ジングを作成しても良い。例えば、公知慣用の樹脂フィ
ルムの所定の形態の浅絞り成形材と蓋材とを磁気マーカ
ー組込後、インパルスシール、超音波融着、高周波ウエ
ルダーによる融着しても良い。

【００７５】樹脂フィルムとして使用できる材料は、例
えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィル
ム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィ
ルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリビニル
アルコールフィルム、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）フィルム、ポリカーボネートフィルム、ナイロン
フィルム、ポリスチレンフィルム、エチレン酢酸ビニル
共重合体フィルム、エチレンビニル共重合体フィルム等
からなるプラスチックフィルムまたはシート；若しくは
アルミニウムなどの非磁性金属；紙、含浸紙；これらの
各材料からなる複合体が挙げられ、これら以外の材料で
あっても、必要な強度、構成等を備えていれば、特に制
限なく使用できる。

【００７６】または、公知慣用の樹脂により所定の形態
の成形加工によるハウジングを作成し磁気マーカーを組
み込んでも良い。ハウジングの外観として既存のプラス
チック杭等を利用することもできる。樹脂としては、例
えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ＡＢ
Ｓ、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＳ等が使用でき
る。

【００７７】本発明の位置検知方法では、手段（１）の
送信アンテナコイルからの電磁波を受けて、情報表示器
（２）から発生する指向性を有する電磁波を検知でき
る、移動可能な信号出力認識手段（３）の受信アンテナ
コイルを含む公知慣用の検知システムを用いれば、情報
表示器（２）の位置を検知することが出来る。

【００７８】この際に、表示器（２）の電磁波が指向性
を少なくとも２つ有し、その指向性が互いに垂直であ
り、その一方の指向性が送信アンテナコイルから発生す
る電磁波の指向性と一致するようにして地中に埋設され
た情報表示器のそれぞれの信号出力、例えば、Ｘ方向と
Ｙ方向の信号出力を測定すれば、複数の測定位置におけ
る、対応するその比の各値のうちの最大値により、地中
埋設位置に対応する地表埋設位置を特定すればよい。

【００７９】本発明の情報表示器（２）の位置検知方法
は、上記した通り、次の通りである。地中に埋設され指
向性を有する電磁波を発生する電磁波発生手段（１）
と、当該手段（１）からの電磁波の電磁誘導によって応
答する、地中に埋設された、指向性を有する信号を発生
する情報表示器（２）と、当該表示器（２）から発生す
る信号を検知して、その信号出力を認識する、移動可能
な認識手段（３）とからなり、前記情報表示器（２）
を、当該表示器（２）から発信する信号の指向性が手段
（１）から発生する電磁波の指向性と一致するようにし
て地中に埋設し、前記手段（３）を地表に沿って水平方
向に移動させることにより、前記手段（３）で、移動各
位置における、地表に鉛直方向の信号出力値を求め、情
報表示器（３）の地中埋設位置に対応する地表埋設位置
を特定する、地中埋設物の位置検知方法。

【００８０】更に、地中に埋設され指向性を有する電磁
波を発生する電磁波発生手段（１）と、当該手段（１）
からの電磁波の電磁誘導によって応答する、地中に埋設
された、少なくとも２つの指向性を有する信号を発生す
る情報表示器（２）と、当該表示器（２）から発生する
信号を検知して、それぞれの信号出力を認識する、移動
可能な認識手段（３）とからなり、前記情報表示器
（２）を、当該表示器（２）から発信する信号の一方の
指向性が手段（１）から発生する電磁波の指向性に一致
するようにして地中に埋設し、前記手段（１）及び手段
（３）を地表に沿って水平方向に移動させることによ
り、前記手段（３）で、手段（１）の移動各位置におけ
る、地表に鉛直方向と同水平方向の信号出力値を求め、
前記各位置の信号出力値の比が最大値となるところをも
って、情報表示器（３）の地中埋設位置に対応する地表
埋設位置を特定する、地中埋設物の位置検知方法であ
る。

【００８１】尚、情報表示器（２）は、手段（１）から
発生するそれぞれの指向性に対応して、情報表示器
（Ａ）は、所定周波数で電気的に共振し、情報表示器
（Ｂ）は、搬送波を有し、或いは情報表示器（Ｃ）
は、機械的に共振して、磁束密度及び透磁率が変化す
ることにより応答する。

【００８２】更に、具体的に最も好適な前記磁気マーカ
ー（Ｃ）なる情報表示器（２）を用いた好適な位置検知
方法は、次の通りである。

【００８３】周波数を掃引し、変動する周波数を発生さ
せる、地中に埋設され指向性を有する入射交流磁界発生
手段（１’）と、手段（１’）から発生する周波数のう
ち所定周波数で機械的に共振して、磁束密度及び透磁率
が変化する、地中に埋設された、少なくとも２つの異な
る指向性を有する信号を発生する情報表示器（２’）と
当該表示器（２’）が所定周波数で共振するのを検知し
て、それぞれの信号出力を認識する、移動可能な認識手
段（３’）とからなり、前記情報表示器（２’）を、当
該表示器（２’）から発信する共振周波数の一方の指向
性が、地表に鉛直であり、別の共振周波数である他方の
指向性と垂直となるようにして地中に埋設し、前記手段
（３’）を地表に沿って水平方向に移動させることによ
り、前記手段（３’）で、手段（３’）の移動各位置に
おける、情報表示器の指向性が地表に鉛直方向と同水平
方向に対応する所定周波数で共振する信号出力値を、多
数の測定位置において求め、前記各位置の信号出力値の
比が最大値となるところをもって、情報表示器（２’）
の地中埋設位置に対応する地表埋設位置を特定する、地
中埋設物の位置検知方法。

【００８４】尚、本発明と好適な方法との対応において
は、前記手段（１）が手段（１’）に、情報表示器
（２）が同（２’）に、認識手段（３）が同（３’）
に、各々対応する様になっている。

【００８５】上記した手段（１）、手段（３）及び表示
器（２）としての所定周波数で共振する磁気マーカー
（Ｃ）を識別する手段を含む、磁気マーカー（Ｃ）の識
別を具現化した検知装置としては、個々で公知慣用のも
のを組み合わせて使用できるが、例えば、入射交流磁界
発生手段（１’）、例えば通常のソレノイドコイルと電
源とからなる磁界発生装置等の、適宜の磁界発生手段に
よって変動する交流磁界が発生させられ、磁気マーカー
に印加されるものが挙げられる。

【００８６】本発明においては、検知識別の精度をあげ
るため、手段（１）の指向性を有する電磁場に対応す
る、手段（１’）の交流磁界と、検出信号の同期等を調
整してもよい。周波数は小さい方から大きい方へ、或い
は大きい方から小さい方へ向かって変動させるか、また
は、バースト性の広帯域の周波数を含む白色ノイズでも
構わない。

【００８７】図７に、指向性が地表に鉛直方向と水平方
向に対応する所定周波数で共振する信号出力の比の最大
値により地中埋設位置を特定する位置検知方法の一例を
示した。

【００８８】まず装置１００は、入射交流磁界発生手段
（１’）の一例であり、周波数を掃引ができる正弦波信
号を発生するための発振器１０１、該正弦波信号を増幅
する出力増幅器１０２、及び増幅された正弦波信号を情
報表示器（２）中の磁気マーカー（Ｃ）の金属に交流磁
界を加えることができる、前記手段（１）の送信アンテ
ナコイルに対応する、励磁コイル１０３とからなる。

【００８９】装置２００は、認識手段（３）の一例であ
り、情報表示器（２）内の磁気マーカー（Ｃ）が機械的
に共振する周波数を検知する、受信アンテナコイルに対
応する、検知コイル２０１と、その応答信号の振幅が測
定できる装置２０２、例えばスペクトラムアナライザー
等、と指向性が地表に鉛直方向と水平方向に対応する所
定共振周波数の信号出力即ち振幅の比を計算する地中埋
設位置に対応した地表埋設位置の検知装置２０３とから
なる。

【００９０】磁気マーカー（Ｃ）の磁界発生要素は、例
えば磁気エンコーダーなどを用いて磁化させられ、目的
とするバイアス磁界に対応する所定の磁気パターンを有
していることにより、そのマーカー（Ｃ）中の磁歪性金
属は、手段（１’）で形成される入射交流磁界中の変動
する周波数のうち、前記磁気パターンに従った前記式
（１）の周波数で共振する。

【００９１】従って、マーカー（Ｃ）が埋設された地中
位置に対応する地表位置の近傍、即ち磁気パターンが磁
化されたマーカー（Ｃ）が存在する検知領域では、手段
（１’）で形成される入射交番磁界の周波数を掃引する
と特徴的な信号が生じる。これは、交流磁界及び磁気パ
ターンが磁化された磁界発生要素の発生するバイアス磁
界が、磁歪を示す金属に導入されると、エネルギーは交
番磁界の周波数に応じて磁気エネルギー及び機械エネル
ギーに交互に蓄積され、放出されるからである。蓄積及
び放出される磁気エネルギーはその物質の機械的共振周
波数において最大となる。

【００９２】このエネルギーの蓄積及び放出により、磁
歪性金属の透磁率すなわち磁束密度の変化を介して、認
識手段（３）の一構成要素である、例えば受信アンテナ
コイルに対応する検出コイルに電流が誘導される。従っ
て、検出コイル２０１に誘起される出力信号の指向性が
地表に鉛直方向と水平方向に対応する特有の周波数成分
の振幅を調べ、その比を計算し、その最大値の位置を特
定することによって、地中埋設位置に対応した地表埋設
位置を特定することが出来る。

【００９３】前記一例として示した装置の場合、手段
（１）の送信アンテナコイルから発生される電磁波（例
えば発振器１０１の励磁周波数）及び手段（３）の受信
アンテナコイルで受ける電磁波（例えば検出コイル２０
１の検出帯域）は、１０ＫＨｚ〜５ＭＨｚの範囲とする
ことが望ましい。励磁コイル１０３内に発生する交流磁
界の強さは１０エルステッド以下とするのがよく、この
程度の磁界ではバイアス磁界発生要素に磁化された磁気
パターンを消去したり、減衰させたりすることはない。

【００９４】本発明の地中埋設物に対応した地表埋設位
置の位置検知方法によれば、極めて精度を高く情報表示
器の地表位置を特定することができるだけでなく、地表
位置に関する情報も提供することができる。

【００９５】従来の一般的なマーカー、例えば、ＬＣ共
振回路で代表されるマーカーを送受信一体型アンテナで
検知する距離は、多くとも数十センチレベルでの読み取
りしかできないが、１ｍ台のオーダーで離れても充分に
検知でき、一つの指向性しか有さない単一のマーカーを
用いるので、マーカー位置は±数十センチ以内の精度で
検知されて埋設位置の特定がなされる。

【００９６】更に、鋭敏な異なる指向性を少なくとも２
つ以上有し、かつそれらが特定配置となる様に情報表示
器を保つことにより、一つの指向性しか有さない単一の
マーカーに比べて、埋設物位置が±１０センチ以内のよ
り高精度で検知されて埋設位置の特定がなされ、特にノ
イズレベルに関わらず検知できる優位性を示す。

【００９７】更に、指向性が地表に平行方向である所定
周波数の信号出力は情報表示器の地表埋設位置から数十
センチ付近で極大を示すので、受信コイルが情報表示器
埋設位置に対応する地表位置に近づくと、その存在検知
を促す情報を示すことができる長所がある。

【００９８】更に、指向性が地表に鉛直方向である所定
周波数は２つ以上の周波数で行うことが出来るので、こ
れら周波数の組合せを用いれば、識別性を情報表示器に
与えることができる。

【００９９】また、非接触での送信、受信機能を有し、
半導体メモリ素子、通信制御部及びメモリ制御部から構
成されたマーカーを、指向性が地表に鉛直方向に設置す
れば、相当データ容量を必要とする位置に関する情報、
例えば、緯度、経度、番地等を組み入れることもでき
る。

【０１００】本発明は、次の実施態様を包含する。 １． 地中に埋設され指向性を有する電磁波を発生する
電磁波発生手段（１）と、当該手段（１）からの電磁波
の電磁誘導によって応答する、地中に埋設された、指向
性を有する信号を発生する情報表示器（２）と、当該表
示器（２）から発生する信号を検知して、その信号出力
を認識する、移動可能な認識手段（３）とからなり、前
記情報表示器（２）を、当該表示器（２）から発信する
信号の指向性が手段（１）から発生する電磁波の指向性
と一致するようにして地中に埋設し、前記手段（３）を
地表に沿って水平方向に移動させることにより、前記手
段（３）で、移動各位置における、地表に鉛直方向の信
号出力値を求め、情報表示器（３）の地中埋設位置に対
応する地表埋設位置を特定する、地中埋設物の位置検知
方法。

【０１０１】２． 情報表示器（２）が、以下のいずれ
かである、上記１記載の地中埋設物に対応する地表埋設
位置の検知方法。 （Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
うにしたマーカー。

【０１０２】３． 地中に埋設された少なくとも２つの
指向性を有する電磁波を発生する電磁波発生手段（１）
と、当該手段（１）からの電磁波の電磁誘導によって応
答する、地中に埋設された、少なくとも２つの指向性を
有する信号を発生する情報表示器（２）と、当該表示器
（２）から発生する信号を検知して、それぞれの信号出
力を認識する、移動可能な認識手段（３）とからなり、
前記情報表示器（２）を、当該表示器（２）から発信す
る信号の指向性が手段（１）から発生する電磁波の指向
性と一致するようにして地中に埋設し、前記手段（３）
を地表に沿って水平方向に移動させることにより、前記
手段（３）で、移動各位置における、当該表示器（３）
の指向性の地表に鉛直方向と同水平方向の信号出力値を
求め、前記各位置の信号出力値の比が最大値となるとこ
ろをもって、情報表示器（３）の地中埋設位置に対応す
る地表埋設位置を特定する、地中埋設物の位置検知方
法。

【０１０３】４． 情報表示器（２）が、以下のいずれ
かである、上記３記載の地中埋設物に対応する地表埋設
位置の検知方法。 （Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
うにしたマーカー。

【０１０４】５． 情報表示器（２）が、バイアス磁界
に対応する磁気パターンが磁化されたバイアス磁界発生
要素と変動する周波数の入射交流磁界中の特定周波数で
機械的に共振して、磁束密度または透磁率が変化する、
磁歪性を有する高透磁性金属が機械的に共振しうるよう
に積層された、磁束密度または透磁率が変化する特定周
波数を位置情報等として発生するようにした、少なくと
も２つの指向性を有する信号を発生するマーカーである
上記３記載の地中埋設物に対応する地表埋設位置の検知
方法。

【０１０５】６． 情報表示器（２）として、単一の指
向性の信号しか発生しない、同一でも異なっていてもよ
い、以下のマーカーの少なくとも２つを選択し、かつ、
各マーカーを、当該表示器（２）から発信する信号の指
向性が少なくとも２つの手段（１）から発生する電磁波
の指向性に一致するように構成した情報表示器を用いる
上記１記載の地中埋設物に対応する地表埋設位置の検知
方法。 （Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
うにしたマーカー。

【０１０６】７． 情報表示器（２）が、バイアス磁界
に対応する磁気パターンが磁化されたバイアス磁界発生
要素と変動する周波数の入射交流磁界中の特定周波数で
機械的に共振して、磁束密度または透磁率が変化する、
磁歪性を有する高透磁性金属が機械的に共振しうるよう
に積層された、磁束密度または透磁率が変化する特定周
波数を位置情報等として発生するようにした、単一の指
向性の信号しか発生しない、少なくとも２つの全てが前
記したのと同一のマーカーからなる上記３記載の地中埋
設物に対応する地表埋設位置の検知方法。

【０１０７】

【実施例】以下、実施例を用いて、本発明を更に詳細に
説明する。

【０１０８】実施例１ 厚さ３０μｍのＦｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ系の「メトグラス
２８２６ＭＢ」（アライド・シグナル社製）を幅４ｍ
ｍ、長さ７５ｍｍの長方形に裁断して、磁歪性金属のス
トリップを作成した。

【０１０９】次に図４に示す形状のポリカーボネート材
の非磁性筐体２３を作成し、前記磁歪性金属のストリッ
プを非磁性筐体の溝に格納した。

【０１１０】保磁力１５５０エルステッド、飽和磁束密
度１２０ｅｍｕ／ｇのメタル磁性粉「ＨＪ−８」（同和
鉱業（株）製）を用いて、厚さ３０μｍの磁性塗膜を有
する厚さ５０μｍのＰＥＴからなる非磁性支持体を、幅
１０ｍｍ、長さ８５ｍｍのストリップ状に配向方向に沿
って切り出し、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム面が磁歪
性金属のストリップに面する様にして、そのフイルム面
を、接着剤を用いて磁歪性金属のストリップが格納され
ている非磁性筐体に、貼り合わせて、バイアス磁界に対
応する磁気パターンが未だ磁化されていない、磁気マー
カーを３ヶ作成した。

【０１１１】この磁気マーカーに、励磁磁界を受けたと
き３次高調波、４次高調波、５次高調波が発生するよう
に、磁気エンコーダーで、７５／３ｍｍ間隔、７５／４
ｍｍ間隔、７５／５ｍｍ間隔に矩形波パターンを、塗膜
磁気層の磁化が飽和するように磁化した。

【０１１２】内径６０ｍｍの円形コアに直径１ｍｍの銅
線を２００回巻いて励磁コイルを作成し、励磁コイルの
内側に上記磁気マーカーの３つを同軸配置して、地中１
ｍの深さのところにコイル中心軸が地表鉛直方向に埋設
した。

【０１１３】内径１６０ｍｍの円形コアに直径１ｍｍの
銅線を２０回巻いたものを用意し検出コイルとした。

【０１１４】これらの励磁コイルと検出コイルをゲイン
フェーズアナライザー（ワイ・エイチ・ピー社製「４１
９４Ａ」）に高速・広帯域の電力増幅器及び差動増幅器
を通して接続し、周波数８０〜１５１ＫＨｚまでの交流
磁界を掃引して、埋設してある磁気マーカーの共振周波
数とその信号出力を測定した。その結果を図８に示し
た。尚、それぞれの個々の磁気マーカーについても、各
々の、共振周波数とその信号出力を確認できた。

【０１１５】実施例２ 次に、実施例１で得た３つのうちの２つを用いて、次の
様にして別のマーカーを得た。図９に示すようなＴ字型
の浅絞りの２５０μｍ厚のバレックス（三井東圧（株）
製）のトレイ２４と蓋材２５を作成した。トレイの地表
に鉛直方向の溝に５次高調波が発生する磁気マーカー、
トレイの地表に平行方向の溝に３次高調波が発生する磁
気マーカーを格納し、蓋材により蓋をした後、トレイの
周囲を高周波ウエルダーにて融着し情報表示器を得た。

【０１１６】次に、図７に示したように、指向性が地表
に鉛直方向と水平方向に対応する所定周波数で共振する
信号出力の比の最大値により地中埋設位置に対応した地
表埋設位置を特定する位置検出システムを作成した。

【０１１７】本実施例の場合、５次高調波に対応する１
４８ＫＨｚの信号出力が指向性が地表に鉛直方向である
所定周波数の信号出力となり、３次高調波に対応する８
９ＫＨｚが指向性が地表に平行方向である所定周波数の
信号出力となる。

【０１１８】次に、本実施例で作成した情報表示器をそ
の上端が地表より１ｍの深さになるように埋設し、地中
埋設位置に対応する地表埋設点より０．８ｍ離れた場所
より３次高調波、５次高調波の信号出力を測定した。そ
の測定結果を図１０に示した。

【０１１９】指向性が地表に鉛直方向である所定周波数
の信号出力と指向性が地表に平行方向である所定周波数
の信号出力との比を測定し、その結果を図１１に示し
た。

【０１２０】この結果より、本実施例の場合、情報表示
器が１ｍの深さに埋設されても検知することが出来、更
に、情報表示器の埋設物の地表に対応する位置が±１０
センチ以内の精度で検知されることが分かる。

【０１２１】

【発明の効果】請求項１の発明では、指向性を有する電
磁波を発生する電磁波発生手段を情報表示器と共に地中
に埋設するので、従来の一般的な情報表示器、例えば、
ＬＣ共振回路で代表されるマーカーを送受信一体型アン
テナで検知する距離に比べて、受信アンテナからより遠
く（又はより深く）に当該表示器が存在していても読み
取りができ、より充分に検知できる（検知領域の拡大が
なされる。）。情報表示器位置は、従来よりも高精度で
検知されて誤差の小さい地表位置の特定がなされる。一
つの指向性しか有さない信号を発生する情報表示器のひ
とつのみを用いる場合も同様である。

【０１２２】請求項２の発明では、一つの指向性しか有
さない信号を発生する情報表示器のひとつのみに代え
て、少なくとも２つの指向性を有する信号を発生する情
報表示器の一つ以上、又は一つの指向性しか有さない信
号を発生する情報表示器の複数を特定位置に保ったもの
を用いるので、請求項１よりもより高精度でより誤差の
小さい地表位置の特定がなされる。ノイズレベルの影響
もより受け難くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単一の指向性を持った情報表示器が、地面に鉛
直に指向性を持たせて埋設され、受信アンテナコイルは
地面に平行に移動する（太い点線矢印）状態を示す本発
明の基本概念を表した模式的説明図。

【図２】単一の指向性を持った情報表示器が、地面に平
行に指向性を持たせて埋設され、受信コイルは地面に平
行に移動する（太い点線矢印）状態を示す本発明の基本
概念を表した模式的説明図。

【図３】情報表示器の２種類の指向性が、一方の指向性
は地面に鉛直（指向性Ｘ）に、他方の指向性は地面に平
行（指向性Ｙ）になるようにして情報表示器が埋設さ
れ、受信コイルは地面に平行に移動する状態を示す本発
明の基本概念を表した模式的説明図。

【図４】磁気マーカー（Ｃ）の構成の一例を表した図。

【図５】地表の直線上の位置検出の場合の情報表示器の
作成例を示した図。

【図６】地表の平面上の位置検出の場合の情報表示器の
作成例を示した図。

【図７】指向性が地表に鉛直方向と水平方向に対応する
所定周波数で共振する信号出力の比の最大値により地中
埋設位置を特定する位置検知方法の一例を示した模式的
説明図。

【図８】実施例において、指向性が地表に鉛直方向であ
る磁気マーカー（Ｃ）の共振周波数とその信号出力を測
定した結果を示した図。

【図９】実施例で作成したＴ字型の浅絞りの２５０μｍ
厚のバレックス（三井東圧（株）製）のトレイと蓋材の
構成図。

【図１０】指向性が地表に鉛直方向及び平行方向である
所定周波数の信号出力を測定した結果を示した図。

【図１１】指向性が地表に鉛直方向である所定周波数の
信号出力と指向性が地表に平行方向である所定周波数の
信号出力との比を測定した結果を示した図。

【符号の説明】

１ 情報表示器 ２ 地表 ３ 送信アンテナコイル ４ 送信アンテナコイルを除く信号認識手段（３）〔電
磁波を発生させる為の発振器、電源等〕 Ｘ 情報表示器の指向性が地面に鉛直の状態を示す。 Ｙ 情報表示器の指向性が地面に平行の状態を示す。 ５ 情報表示器より発生する地表に鉛直な磁束線 ５’情報表示器より発生する地表に平行な磁束線 ６ 受信アンテナコイル １１ 指向性Ｘの情報表示器 １２ 指向性Ｙの情報表示器 １２’指向性Ｘと指向性Ｙに垂直な指向性の情報表示器 ２１ バイアス磁界発生要素 ２２ 磁歪性を有する高透磁性金属 ２３ 非磁性筐体 ２４ トレイ ２５ 蓋材 １００ 送信アンテナコイルを除く電磁波発生手段
（１）の装置の一例〔入射交流磁界発生手段（１’）の
装置の一例〕 １０１ 正弦波信号を発生するための発振器 １０２ 出力増幅器 １０３ 送信アンテナコイル（励磁コイル） ２００ 受信アンテナコイルを除く信号認識手段（３）
の装置の一例〔検知手段（３’）の装置の一例〕 ２０１ 受信アンテナコイル（検出コイル） ２０２ 共振する周波数を検知して応答信号の振幅が測
定できる装置 ２０３ 地表埋設位置の検知装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐田 達典 千葉県印旛郡白井町清水口２−４−７− 204 (72)発明者 渡名喜 重 千葉県松戸市松戸1434−２ サンハイツＢ ＩＧＩ 302号

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に埋設され指向性を有する電磁波を
   発生する電磁波発生手段（１）と、当該手段（１）から
   の電磁波の電磁誘導によって応答する、地中に埋設され
   た、指向性を有する信号を発生する情報表示器（２）
   と、当該表示器（２）から発生する信号を検知して、そ
   の信号出力を認識する、移動可能な認識手段（３）とか
   らなり、前記情報表示器（２）を、当該表示器（２）か
   ら発信する信号の指向性が手段（１）から発生する電磁
   波の指向性と一致するようにして地中に埋設し、前記手
   段（３）を地表に沿って水平方向に移動させることによ
   り、前記手段（３）で、移動各位置における、地表に鉛
   直方向の信号出力値を求め、情報表示器（３）の地中埋
   設位置に対応する地表埋設位置を特定する、地中埋設物
   の位置検知方法。
2. 【請求項２】 情報表示器（２）が、以下のいずれかで
   ある、請求項１記載の地中埋設物に対応する地表埋設位
   置の検知方法。 （Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
   数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
   誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
   たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
   界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
   透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
   的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
   率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
   うにしたマーカー。
3. 【請求項３】 地中に埋設された少なくとも２つの指向
   性を有する電磁波を発生する電磁波発生手段（１）と、
   当該手段（１）からの電磁波の電磁誘導によって応答す
   る、地中に埋設された、少なくとも２つの指向性を有す
   る信号を発生する情報表示器（２）と、当該表示器
   （２）から発生する信号を検知して、それぞれの信号出
   力を認識する、移動可能な認識手段（３）とからなり、
   前記情報表示器（２）を、当該表示器（２）から発信す
   る信号の指向性が手段（１）から発生する電磁波の指向
   性と一致するようにして地中に埋設し、前記手段（３）
   を地表に沿って水平方向に移動させることにより、前記
   手段（３）で、移動各位置における、当該表示器（３）
   の指向性の地表に鉛直方向と同水平方向の信号出力値を
   求め、前記各位置の信号出力値の比が最大値となるとこ
   ろをもって、情報表示器（３）の地中埋設位置に対応す
   る地表埋設位置を特定する、地中埋設物の位置検知方
   法。
4. 【請求項４】 情報表示器（２）が、以下のいずれかで
   ある、請求項３記載の地中埋設物に対応する地表埋設位
   置の検知方法。 （Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
   数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
   誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
   たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
   界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
   透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
   的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
   率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
   うにしたマーカー。
5. 【請求項５】 情報表示器（２）が、バイアス磁界に対
   応する磁気パターンが磁化されたバイアス磁界発生要素
   と変動する周波数の入射交流磁界中の特定周波数で機械
   的に共振して、磁束密度または透磁率が変化する、磁歪
   性を有する高透磁性金属が機械的に共振しうるように積
   層された、磁束密度または透磁率が変化する特定周波数
   を位置情報等として発生するようにした、少なくとも２
   つの指向性を有する信号を発生するマーカーである請求
   項３記載の地中埋設物に対応する地表埋設位置の検知方
   法。
6. 【請求項６】 情報表示器（２）として、単一の指向性
   の信号しか発生しない、同一でも異なっていてもよい、
   以下のマーカーの少なくとも２つを選択し、かつ、各マ
   ーカーを、当該表示器（２）から発信する信号の指向性
   が少なくとも２つの手段（１）から発生する電磁波の指
   向性に一致するように構成した情報表示器を用いる請求
   項１記載の地中埋設物に対応する地表埋設位置の検知方
   法。 （Ａ）ＬＣ共振回路マーカー。 （Ｂ）半導体メモリ素子と通信・メモリ制御要素と周波
   数受発信要素から構成され位置情報等が記録された電磁
   誘導方式のマーカー。 （Ｃ）バイアス磁界に対応する磁気パターンが磁化され
   たバイアス磁界発生要素と変動する周波数の入射交流磁
   界中の特定周波数で機械的に共振して、磁束密度または
   透磁率が変化する、磁歪性を有する高透磁性金属が機械
   的に共振しうるように積層された、磁束密度または透磁
   率が変化する特定周波数を位置情報等として発生するよ
   うにしたマーカー。
7. 【請求項７】 情報表示器（２）が、バイアス磁界に対
   応する磁気パターンが磁化されたバイアス磁界発生要素
   と変動する周波数の入射交流磁界中の特定周波数で機械
   的に共振して、磁束密度または透磁率が変化する、磁歪
   性を有する高透磁性金属が機械的に共振しうるように積
   層された、磁束密度または透磁率が変化する特定周波数
   を位置情報等として発生するようにした、単一の指向性
   の信号しか発生しない、少なくとも２つの全て前記した
   のと同一のマーカーからなる請求項３記載の地中埋設物
   に対応する地表埋設位置の検知方法。