特開 2025-4954 スクリーンおよびそれを用いたプロジェクションマッピング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025004954

(43)【公開日】2025-01-16

(54)【発明の名称】スクリーンおよびそれを用いたプロジェクションマッピング装置

(51)【国際特許分類】

   G09B 25/00 20060101AFI20250108BHJP

   E21D 9/14 20060101ALI20250108BHJP

   G03B 21/56 20060101ALI20250108BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20250108BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20250108BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20250108BHJP

【ＦＩ】

G09B25/00 Z

E21D9/14

G03B21/56

G03B21/00 D

G03B21/14 Z

H04N5/74 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023104873

(22)【出願日】2023-06-27

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 公開日 令和５年６月７日 公開場所 さがみはらリニアブース（〒２５２－０１３１ 神奈川県相模原市緑区西橋本３－１０－４０）

(71)【出願人】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100101971

【弁理士】

【氏名又は名称】大畑 敏朗

(72)【発明者】

【氏名】張 志▲せん▼

(72)【発明者】

【氏名】南部 忍

(72)【発明者】

【氏名】川嶋 英介

【テーマコード（参考）】

2H021

2K203

5C058

【Ｆターム（参考）】

2H021BA01

2K203FA63

2K203GB33

2K203GC22

2K203MA30

5C058BA35

5C058EA33

(57)【要約】

【課題】シールドマシンを用いたシールド工法の説明を低コストで分かり易く行う。
【解決手段】スクリーン２０の湾曲した迫り出し領域２１に、カッタヘッドの回転により地中を掘削しながら前へ移動するシールドマシンの前方から見た斜視画像およびセグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影する第１の投影画像と、円形領域２３に、カッタヘッドの前方から見た斜視画像を投影し、迫り出し領域２１に、シールドマシンのスキンプレートの外周面およびセグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影する第２の投影画像と、湾曲した凹み領域２２に、軸方向に破断したセグメントの内周面の前方から見た斜視画像を投影し、円形領域２３に、径方向に沿って一部が破断したセグメントの径方向断面の前方から見た斜視画像を投影し、迫り出し領域２１に、セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影する第３の投影画像とを制御部により選択的に投影する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像投影手段により画像を立体的に投影するスクリーンであって、
前記スクリーンの投影面は、
投影方向の鉛直断面が湾曲した凸状になって水平方向に延びて形成された迫り出し領域と、
投影方向の鉛直断面が湾曲した凹状になって前記迫り出し領域の延長領域上に形成された凹み領域と、
前記迫り出し領域と前記凹み領域との間において前記迫り出し領域および前記凹み領域に連続するように形成され、円形状をなし、当該円の中心を通る鉛直軸を回転軸にして回転したように傾斜した円形領域とを有する、
ことを特徴とするスクリーン。

【請求項2】

前記スクリーンの投影面は、
前記迫り出し領域、前記凹み領域および前記円形領域の上部に形成され、平面状に形成された上部平坦領域と、
前記迫り出し領域、前記凹み領域および前記円形領域の下部に形成され、平面状に形成された下部平坦領域とをさらに有する、
ことを特徴とする請求項１記載のスクリーン。

【請求項3】

請求項１記載のスクリーンと、
前記スクリーンに画像を投影する画像投影手段と、
前記スクリーンの前記迫り出し領域、前記凹み領域および前記円形領域を水平方向に延びる地中のトンネルと仮想したトンネル掘削機に係わる画像を処理するとともに、当該画像が前記スクリーンに投影されるように前記画像投影手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記迫り出し領域に、カッタヘッドの回転により地中を掘削しながら前へ移動するトンネル掘削機の前方から見た斜視画像、および当該トンネル掘削機の掘削で形成されたトンネルの内壁に沿って順次組み立てられるセグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記カッタヘッドよりも前方の前記迫り出し領域、前記円形領域および前記凹み領域に掘削する地中の画像を投影する第１の投影画像と、
前記円形領域に、回転する前記カッタヘッドの前方から見た斜視画像を投影し、前記迫り出し領域に、前記カッタヘッドの後方に位置する前記トンネル掘削機のスキンプレートの外周面および前記セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記凹み領域に掘削する地中の画像を投影する第２の投影画像と、
前記凹み領域に、軸方向に沿って破断した前記セグメントの内周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記円形領域に、前記凹み領域に投影された画像と連続するとともに径方向に沿って一部が破断した前記セグメントの径方向断面の前方から見た斜視画像を投影し、前記迫り出し領域に、前記円形領域に投影された画像と連続した前記セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影する第３の投影画像と、
が選択的に投影されるように前記画像投影手段を制御することを特徴とするプロジェクションマッピング装置。

【請求項4】

請求項２記載のスクリーンと、
前記スクリーンに画像を投影する画像投影手段と、
前記スクリーンの前記迫り出し領域、前記凹み領域および前記円形領域を水平方向に延びる地中のトンネルと仮想したトンネル掘削機に係わる画像を処理するとともに、当該画像が前記スクリーンに投影されるように前記画像投影手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記迫り出し領域に、カッタヘッドの回転により地中を掘削しながら前へ移動するトンネル掘削機の前方から見た斜視画像、および当該トンネル掘削機の掘削で形成されたトンネルの内壁に沿って順次組み立てられるセグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記カッタヘッドよりも前方の前記迫り出し領域、前記円形領域および前記凹み領域に掘削する地中の画像を投影する第１の投影画像と、
前記円形領域に、回転する前記カッタヘッドの前方から見た斜視画像を投影し、前記迫り出し領域に、前記カッタヘッドの後方に位置する前記トンネル掘削機のスキンプレートの外周面および前記セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記凹み領域に掘削する地中の画像を投影する第２の投影画像と、
前記凹み領域に、軸方向に沿って破断した前記セグメントの内周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記円形領域に、前記凹み領域に投影された画像と連続するとともに径方向に沿って一部が破断した前記セグメントの径方向断面の前方から見た斜視画像を投影し、前記迫り出し領域に、前記円形領域に投影された画像と連続した前記セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影する第３の投影画像と、
が選択的に投影され、
前記上部平坦領域に、地中の画像または地中および地上の画像が投影され、
前記下部平坦領域に、前記第１の投影画像、前記第２の投影画像および前記第３の投影画像を説明するための画像が前記第１の投影画像、前記第２の投影画像および前記第３の投影画像の投影時に投影される、
ように前記画像投影手段を制御することを特徴とするプロジェクションマッピング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクリーンおよびそれを用いたプロジェクションマッピング装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

道路、鉄道、地下鉄、上下水道等のトンネルを地中に構築する技術として、トンネル掘削機を使用した施工法がある。その施工法の代表的なものとしてシールド工法が知られている。このシールド工法では、土砂を掘削するビットが円周状・放射状に設置されたカッタヘッドと呼ばれる回転する面板が先端に設置されたシールドマシンが用いられ、切羽（掘削面）にカッタヘッドを押し当てて地中を掘進しながら掘削土砂を後方に送ることによりトンネルを形成し、トンネル内にコンクリート製あるいは鋼製のセグメントを組み立てている。

【0003】

シールドマシンは、当該シールドマシンの外殻をなし土水圧に抵抗するための筒状のスキンプレート、スキンプレートの先端に設置されて地盤を掘削するための前述したカッタヘッド、切羽の崩壊を防ぐ圧力をかけるために土砂や泥水などを充填する空間であるチャンバ、セグメントを所定位置に設置して環状に組み立てるためのエレクタ、シールドマシンを掘進させるためのシールドジャッキ、地山の陥没や崩落を防ぐために掘削壁面とセグメントとの間に裏込め材を注入するための裏込め注入装置、スキンプレートの後部内周に設置されて地下水や裏込め材が機内に流入しないようにするためのテールシールなど、様々な機能を持った装置で構成されている。

【0004】

なお、シールド工法に用いられるシールドマシンについては、例えば特許文献１や特許文献２などに記載の技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－０８２１４２号公報

【特許文献2】特開２０２２－０７２３７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

さて、このようなシールドマシンを用いたシールド工法を、一般の方に正しく理解してもらうために説明する場合、従来では、模型やパネルが用いられていた。

【0007】

しかしながら、シールドマシンの模型を用いて説明する場合には、製作コストが高額になるのみならず、運搬コストがかかる上に、精密で壊れやすいために慎重な取り扱いが求められることになる。

【0008】

また、模型では実際のシールドマシンが有する上述した様々な装置の動作を再現することは極めて困難である。パネルでこれらの装置の動作を説明することは可能ではあるが、平面的なために臨場感をもった説明は困難である。そのため、例えば、「シールドマシン内でセグメントを組めばトンネルが出来上がる」、「掘削した土砂はトンネル坑内から外部へ搬送する」などを分かり易く説明することが難しかった。

【0009】

そして、これらの問題はシールドマシンにとどまらず、トンネルボーリングマシンなど、トンネル掘削機を用いたトンネル施工法の全般に広く当てはまることである。

【0010】

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、トンネル掘削機を用いたトンネル施工法の説明を、従来技術と比較して低コストで分かり易く行うことのできる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のスクリーンは、画像投影手段により画像を立体的に投影するスクリーンであって、前記スクリーンの投影面は、投影方向の鉛直断面が湾曲した凸状になって水平方向に延びて形成された迫り出し領域と、投影方向の鉛直断面が湾曲した凹状になって前記迫り出し領域の延長領域上に形成された凹み領域と、前記迫り出し領域と前記凹み領域との間において前記迫り出し領域および前記凹み領域に連続するように形成され、円形状をなし、当該円の中心を通る鉛直軸を回転軸にして回転したように傾斜した円形領域とを有する、ことを特徴とする。

【0012】

請求項２に記載の発明のスクリーンは、上記請求項１に記載の発明において、前記スクリーンの投影面は、前記迫り出し領域、前記凹み領域および前記円形領域の上部に形成され、平面状に形成された上部平坦領域と、前記迫り出し領域、前記凹み領域および前記円形領域の下部に形成され、平面状に形成された下部平坦領域とをさらに有する、ことを特徴とする。

【0013】

上記課題を解決するため、請求項３に記載の本発明のプロジェクションマッピング装置は、請求項１記載のスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する画像投影手段と、前記スクリーンの前記迫り出し領域、前記凹み領域および前記円形領域を水平方向に延びる地中のトンネルと仮想したトンネル掘削機に係わる画像を処理するとともに、当該画像が前記スクリーンに投影されるように前記画像投影手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記迫り出し領域に、カッタヘッドの回転により地中を掘削しながら前へ移動するトンネル掘削機の前方から見た斜視画像、および当該トンネル掘削機の掘削で形成されたトンネルの内壁に沿って順次組み立てられるセグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記カッタヘッドよりも前方の前記迫り出し領域、前記円形領域および前記凹み領域に掘削する地中の画像を投影する第１の投影画像と、前記円形領域に、回転する前記カッタヘッドの前方から見た斜視画像を投影し、前記迫り出し領域に、前記カッタヘッドの後方に位置する前記トンネル掘削機のスキンプレートの外周面および前記セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記凹み領域に掘削する地中の画像を投影する第２の投影画像と、前記凹み領域に、軸方向に沿って破断した前記セグメントの内周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記円形領域に、前記凹み領域に投影された画像と連続するとともに径方向に沿って一部が破断した前記セグメントの径方向断面の前方から見た斜視画像を投影し、前記迫り出し領域に、前記円形領域に投影された画像と連続した前記セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影する第３の投影画像と、が選択的に投影されるように前記画像投影手段を制御することを特徴とする。

【0014】

上記課題を解決するため、請求項４に記載の本発明のプロジェクションマッピング装置は、請求項２記載のスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する画像投影手段と、前記スクリーンの前記迫り出し領域、前記凹み領域および前記円形領域を水平方向に延びる地中のトンネルと仮想したトンネル掘削機に係わる画像を処理するとともに、当該画像が前記スクリーンに投影されるように前記画像投影手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記迫り出し領域に、カッタヘッドの回転により地中を掘削しながら前へ移動するトンネル掘削機の前方から見た斜視画像、および当該トンネル掘削機の掘削で形成されたトンネルの内壁に沿って順次組み立てられるセグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記カッタヘッドよりも前方の前記迫り出し領域、前記円形領域および前記凹み領域に掘削する地中の画像を投影する第１の投影画像と、前記円形領域に、回転する前記カッタヘッドの前方から見た斜視画像を投影し、前記迫り出し領域に、前記カッタヘッドの後方に位置する前記トンネル掘削機のスキンプレートの外周面および前記セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記凹み領域に掘削する地中の画像を投影する第２の投影画像と、前記凹み領域に、軸方向に沿って破断した前記セグメントの内周面の前方から見た斜視画像を投影し、前記円形領域に、前記凹み領域に投影された画像と連続するとともに径方向に沿って一部が破断した前記セグメントの径方向断面の前方から見た斜視画像を投影し、前記迫り出し領域に、前記円形領域に投影された画像と連続した前記セグメントの外周面の前方から見た斜視画像を投影する第３の投影画像と、が選択的に投影され、前記上部平坦領域に、地中の画像または地中および地上の画像が投影され、前記下部平坦領域に、前記第１の投影画像、前記第２の投影画像および前記第３の投影画像を説明するための画像が前記第１の投影画像、前記第２の投影画像および前記第３の投影画像の投影時に投影される、ように前記画像投影手段を制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、地中を掘進する様子のトンネル掘削機を用いたトンネル施工の画像がスクリーンに立体的に投影されるので、トンネル掘削機を用いたトンネル施工法の説明を従来技術と比較して低コストで分かり易く行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施の形態であるスクリーンが取り付けられる取付台を示す斜視図である。

【図2】図１の取付台およびこの取付台に取り付けられたスクリーンを示す斜視図である。

【図3】本発明の一実施の形態であるプロジェクションマッピング装置を示すブロック図である。

【図4】図２のスクリーンに投影された第１の投影画像の一例を示す説明図である。

【図5】図２のスクリーンに投影された第１の投影画像の他の一例を示す説明図である。

【図6】図２のスクリーンに投影された第２の投影画像の一例を示す説明図である。

【図7】図２のスクリーンに投影された第３の投影画像の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0018】

図１は本発明の一実施の形態であるスクリーンが取り付けられる取付台を示す斜視図、図２は図１の取付台およびこの取付台に取り付けられたスクリーンを示す斜視図である。

【0019】

図１において、スクリーン２０（図２）の取付台１０は、平面視で長方形を呈して床面等に設置される台座１１と、台座１１の上に当該台座１１の短辺と平行になって所定間隔を開けて立設された複数枚(本実施の形態では６枚）の縦板１２と、これらの縦板１２の上に取り付けられた天板１３と、縦板１２の背後に取り付けられた背面板１４と、２枚の縦板１２に跨がるようにして設置された円形板１５とで構成されている。そして、取付台１０は、台座１１の長辺が前後となるように設置される。なお、本実施の形態において、取付台１０は木製であるが、木製以外であってもよい。

【0020】

縦板１２は、上板部１２ａと、下板部１２ｂと、上板部１２ａと下板部１２ｂとに挟まれた中板部１２ｃとで構成されている。図１に示すように、左側に位置する２枚の縦板１２－１とこれら以外の縦板１２－２とでは、中板部１２ｃの形状が異なっている。すなわち、縦板１２－１の中板部１２ｃは、後ろ側に位置する矩形板１２ｃａと、前側に位置して弧状に切り欠かれた凹状板１２ｃｂとからなり、その先端は上板部１２ａおよび下板部１２ｂの先端と同じになっている。また、縦板１２－２の中板部１２ｃは、上板部１２ａおよび下板部１２ｂと同じ幅の矩形板１２ｃｃと、矩形板１２ｃｃの前側に位置して弧状に突出した凸状板１２ｃｄとからなる。したがって、縦板１２－１は、中板部１２ｃの凹状板１２ｃｂに形成された弧状の切り欠きだけ凹んでいるのに対して、縦板１２－１は、中板部１２ｃを構成している凸状板１２ｃｄの部分だけ弧状に突出している。

【0021】

前述した円形板１５は、互いに隣接した位置にある縦板１２－１の凹状板１２ｃｂと縦板１２－２の凸状板１２ｃｄとに架け渡されるようにして取り付けられている。したがって、円形板１５は、正面から見た場合、円形状をなし、当該円の中心を通る鉛直軸を回転軸にして回転したように傾斜している。なお、本実施の形態において、円形板１５は真円となっているが、楕円であってもよい。

【0022】

画像投影手段であるプロジェクタ３０（図３）により画像が立体的に投影されるスクリーン２０は、このような取付台１０の前部を覆うように取り付けられる。これにより、スクリーン２０の投影面は次の５つの領域で構成される。

【0023】

すなわち、縦板１２－２の中板部１２ｃ（詳しくは、中板部１２ｃの凸状板１２ｃｄ）に取り付けられた領域が、投影方向の鉛直断面が湾曲した凸状になって水平方向に延びて形成された迫り出し領域２１となる。縦板１２－１の中板部１２ｃ（詳しくは、中板部１２ｃの凹状板１２ｃｂ）に取り付けられた領域が、投影方向の鉛直断面が湾曲した凹状になって迫り出し領域２１の延長領域上に形成された凹み領域２２となる。円形板１５に取り付けられた領域が、迫り出し領域２１と凹み領域２２との間において迫り出し領域２１および凹み領域２２に連続するように形成されて、円の中心を通る鉛直軸を回転軸にして回転したように傾斜した円形領域２３となる。さらに、縦板１２の上板部１２ａに取り付けられた領域が、迫り出し領域２１、凹み領域２２および円形領域２３の上部に形成されて、平面状に形成された上部平坦領域２４となる。そして、縦板１２の下板部１２ｂに取り付けられた領域が、迫り出し領域２１、凹み領域２２および円形領域２３の下部に形成されて、平面状に形成された下部平坦領域２５となる。

【0024】

本実施の形態において、スクリーン２０には、例えば表面に白色塗装されたプラスチック板が用いられている。但し、スクリーン２０には、紙（厚紙）、キャンバス布、木製板などプラスチック板以外を用いてもよい。

【0025】

なお、本実施の形態のスクリーン２０では、迫り出し領域２１を構成するプラスチック板、凹み領域２２を構成するプラスチック板、円形領域２３を構成するプラスチック板、上部平坦領域２４を構成するプラスチック板、および下部平坦領域２５を構成するプラスチック板に分かれている。したがって、それぞれのプラスチック板に分割することで、嵩張らずに運搬することが可能になっている。

【0026】

さて、本発明の一実施の形態であるプロジェクションマッピング装置は、図３に示すように、以上に説明したスクリーン２０と、スクリーン２０に画像を投影するプロジェクタ３０と、シールドマシン（トンネル掘削機）に係わる画像を処理するとともに、当該画像がスクリーン２０に投影されるようにプロジェクタ３０を制御するパーソナルコンピュータなどの制御部（制御手段）４０とで構成されている。

【0027】

そして、スクリーン２０の迫り出し領域２１、凹み領域２２および円形領域２３には、水平方向に延びる地中のトンネルと仮想したシールドマシンに係わる画像が投影される。また、スクリーン２０の上部平坦領域２４には、トンネル直上部の地中の画像および地上の画像が投影される。さらに、スクリーン２０の下部平坦領域２５には、迫り出し領域２１、凹み領域２２および円形領域２３に投影された画像を説明するための画像などが投影される。

【0028】

なお、本願において画像とは、動画の映像あるいは静止画の映像のみならず、文字や図形なども含まれる概念である。

【0029】

ここで、制御部４０がプロジェクタ３０を制御することによってスクリーン２０に投影される画像について、図４～図７を用いて説明する。図４および図５は図２のスクリーンに投影された第１の投影画像の一例を示す説明図、図６は図２のスクリーンに投影された第２の投影画像の一例を示す説明図、図７は図２のスクリーンに投影された第３の投影画像の一例を示す説明図である。

【0030】

本実施の形態において、制御部４０により、これら第１の投影画像、第２の投影画像および第３の投影画像が選択的にスクリーン２０に投影されるようになっている。

【0031】

また、図４～図７に示すように、スクリーン２０に投影される背景画像は地中を模した画像であり、図４～図６に示すようにスクリーン２０の全体に地中を模した画像が投影されたり、図７に示すように、地中を模した画像とともに上部平坦領域２４の一部には地上を模した画像が投影される。なお、地上を模した画像では、地上を走行する車両や歩行者などの画像を投影して臨場感を持たせるようにしてもよい。

【0032】

さて、第１の投影画像とは、図４および図５に示すように、スクリーン２０の迫り出し領域２１に投影されるカッタヘッドＶ１０－１の回転により地中ＶＧを掘削しながら前へ移動するシールドマシンＶ１０の外郭をなすスキンプレートの外周面Ｖ１０－３の前方から見た斜視画像、ならびにシールドマシンＶ１０の掘削で形成されたトンネルの内壁に沿って順次組み立てられるセグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の前方から見た斜視画像である。また、カッタヘッドＶ１０－１よりも前方の迫り出し領域２１、円形領域２３および凹み領域２２に投影される地中の画像である。なお、第１の投影画像の投影時には、この第１の画像を説明するための画像が下部平坦領域２５に投影される。

【0033】

すなわち、第１の投影画像の一例を示す図４では、カッタヘッドＶ１０－１の回転でチャンバＶ１０－２に土砂を取り込みながら地中ＶＧを掘削しながら前へ移動するシールドマシンＶ１０の前方から見た斜視画像と、シールドマシンＶ１０の後方で順次組み立てられるセグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の前方から見た斜視画像が迫り出し領域２１に投影されている。

【0034】

また、このような第１の投影画像を説明するための画像として、回転するカッタヘッドＶ１０－１の画像が下部平坦領域２５に投影されている。

【0035】

第１の投影画像の他の一例を示す図５では、図４に示す画像よりも掘り進んだシールドマシンＶ１０の前方から見た斜視画像とセグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の前方から見た斜視画像が迫り出し領域２１に投影されている。また、このような第１の投影画像を説明するための画像として、掘削壁面とセグメントＶＳとの間に裏込め材ＶＦを注入する画像が下部平坦領域２５に投影されている。

【0036】

なお、第１の投影画像において、スクリーン２０の迫り出し領域２１に投影されるシールドマシンＶ１０の画像としては、例えば、当該シールドマシンＶ１０の外郭をなすスキンプレートの外周面Ｖ１０－３を破断して内部のエレクタやシールドジャッキなどの動作が分かるようにした前方から見た斜視画像など、シールドマシンＶ１０の掘進に関連した図４や図５に示す以外の画像を投影してもよい。このとき、下部平坦領域２５には、エレクタによりセグメントＶＳが組み立てられる画像や、セグメントＶＳの先端面に反力をとってシールドジャッキが伸縮する画像などを投影することができる。

【0037】

また、以下に説明する第２の投影画像および第３の投影画像を含めて、スクリーン２０の迫り出し領域２１および凹み領域２２に投影されるシールドマシンＶ１０のスキンプレートの外周面Ｖ１０－３の画像、セグメントＶＳの外周面ＶＳ－１や内周面ＶＳ－２の画像には、迫り出し領域２１および凹み領域２２の曲面に合わせて立体感が出るように、仮想空間での奥行き方向に対する寸法的な補正がされている。

【0038】

このように、地中を掘削しながら前へ移動するシールドマシンＶ１０の前方から見た斜視画像やセグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の前方から見た斜視画像をスクリーン２０の迫り出し領域２１に投影することでこれらを立体的に投影することが可能になり、シールドマシンＶ１０の動作やトンネルを構成するセグメントＶＳを具体的に分かり易く表示することができる。

【0039】

なお、以下に説明する場合を含めて、下部平坦領域２５は第１の投影画像、第２の投影画像、第３の投影画像を説明するための画像が投影される領域であることから、背景画像には、地中を模した画像以外の画像を投影するようにしてもよい。

【0040】

次に、第２の投影画像とは、図６に示すように、円形領域２３に投影される回転するカッタヘッドＶ１０－１の前方から見た斜視画像、ならびに迫り出し領域２１に投影されるカッタヘッドＶ１０－１の後方に位置するシールドマシンＶ１０のスキンプレートの外周面Ｖ１０－３およびセグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の前方から見た斜視画像である。また、凹み領域２２に投影される地中の画像である。

【0041】

また、第２の投影画像の投影時には、この第２の画像を説明するための画像、ここではシールド工法を説明した画像などが下部平坦領域２５に投影される。

【0042】

このように、回転するカッタヘッドＶ１０－１の前方から見た斜視画像を円形領域２３に投影し、カッタヘッドＶ１０－１に後続したスキンプレートの外周面Ｖ１０－３の前方から見た斜視画像およびセグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の前方から見た斜視画像を迫り出し領域２１に投影することで、これらを立体的に投影することが可能になり、シールドマシンＶ１０で地中を掘進しながらセグメントＶＳを組み立ててトンネルを築造していくシールド工法を具体的に分かり易く表示することができる。

【0043】

また、第１の投影画像に続いて第２の投影画像を投影することにより、第１の投影画像のようにしてシールドマシンＶ１０が地中ＶＧを掘削しながら前へ移動することで第２の投影画像に示す状態に到達することが直感的に理解できるようになっている。

【0044】

次に、第３の画像とは、図７に示すように、凹み領域２２に投影される軸方向に沿って破断したセグメントＶＳの内周面ＶＳ－２の前方から見た斜視画像、円形領域２３に投影される径方向に沿って一部が破断したセグメントＶＳの径方向断面ＶＳ－３の前方から見た斜視画像、迫り出し領域２１に投影されるセグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の前方から見た斜視画像である。なお、円形領域２３に投影されたセグメントＶＳの径方向断面ＶＳ－３の画像は、凹み領域２２に投影されたセグメントＶＳの内周面ＶＳ－２の画像と連続している。また、迫り出し領域２１に投影されたセグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の画像は、円形領域２３に投影されたセグメントＶＳの径方向断面ＶＳ－３の画像と連続している。

【0045】

そして、第３の投影画像の投影時には、この第３の画像を説明するための画像、ここではセグメントＶＳを軸方向に見た奥行きのある画像が下部平坦領域２５に投影される。

【0046】

さらに、図７に示すように、上部平坦領域２４には、地中を模した画像の上部に地上を模した画像（ここでは、市街地の画像）が投影されている。

【0047】

このように、セグメントＶＳの内周面ＶＳ－２の前方から見た斜視画像を凹み領域２２に投影し、セグメントＶＳの径方向断面ＶＳ－３の前方から見た斜視画像を円形領域２３に投影し、セグメントＶＳの外周面ＶＳ－１の前方から見た斜視画像を迫り出し領域２１に投影することで、組み立てられたセグメントＶＳを立体的に投影することが可能になり、地中に築造されたトンネルであるセグメントＶＳを具体的に分かり易く表示することができる。

【0048】

また、地上を模した画像を上部平坦領域２４に投影することで、日常の生活空間が何らの制約を受けることなく、当該生活空間の地下にトンネル（つまり環状に組み立てられたセグメントＶＳ）が築造されることを分かり易く表示することができる。

【0049】

このように、本実施の形態のプロジェクションマッピング装置を構成するスクリーン２０の投影面は、投影方向の鉛直断面が湾曲した凸状になって水平方向に延びて形成された迫り出し領域２１と、投影方向の鉛直断面が湾曲した凹状になって迫り出し領域２１の延長領域上に形成された凹み領域２２と、迫り出し領域２１と凹み領域２２との間において迫り出し領域２１および凹み領域２２に連続するように形成されて正面を向けて傾斜した円形領域２３とを有している。さらに、迫り出し領域２１、凹み領域２２および円形領域２３の上部には平面状となった上部平坦領域２４を、これらの下部には平面状となった下部平坦領域２５を有している。

【0050】

そして、プロジェクションマッピング装置を構成する制御部４０によって、このような形状のスクリーン２０に対して、前述した第１の投影画像、第２の投影画像および第３の投影画像が選択的に投影されるようになっている。さらに、これら第１の投影画像、第２の投影画像および第３の投影画像を説明するための画像が各投影画像の投影時に投影されるようになっている。

【0051】

したがって、地中を掘進する様子のシールドマシンＶ１０を用いたシールド工法の画像がスクリーン２０に立体的に投影されることになる。これにより、高コストで慎重な取り扱いが求められる模型や、平面的で臨場感に欠けるパネルを用いることなく、シールドマシンＶ１０を用いたシールド工法の説明を、従来技術と比較して低コストで分かり易く行うことが可能になる。

【0052】

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

【0053】

たとえば、投影画像を投影する順序は、第１の投影画像、第２の投影画像、第３の投影画像の順序である必要はなく、どのような順序であってもよい。

【0054】

また、スクリーン２０を形成する上部平坦領域２４および下部平坦領域２５は必須ではない。よって、上部平坦領域２４および下部平坦領域２５が設けられていないスクリーン２０では、地上の画像や、第１の投影画像、第２の投影画像および第３の投影画像を説明するための画像は投影されない。

【産業上の利用可能性】

【0055】

以上の説明では、本発明のプロジェクションマッピング装置に投影されるシールドマシンの種類は特に限定されるものではなく、泥土圧シールドマシンや泥水式シールドマシンなど、様々な種類のシールドマシンを適用することができる。さらに、シールドマシンに限られず、例えばトンネルボーリングマシンなど、シールド工法以外のトンネル掘削機全般に広く適用することができる。

【符号の説明】

【0056】

１０ 取付台
１１ 台座
１２ 縦板
１２ａ 上板部
１２ｂ 下板部
１２ｃ 中板部
１２ｃａ 矩形板
１２ｃｂ 凹状板
１２ｃｃ 矩形板
１２ｃｄ 凸状板
１３ 天板
１４ 背面板
１５ 円形板
２０ スクリーン
２１ 迫り出し領域
２２ 凹み領域
２３ 円形領域
２４ 上部平坦領域
２５ 下部平坦領域
３０ プロジェクタ
４０ 制御部
Ｖ１０ シールドマシン（トンネル掘削機）
Ｖ１０－１ カッタヘッド
Ｖ１０－２ チャンバ
Ｖ１０－３ スキンプレートの外周面
ＶＦ 裏込め材
ＶＧ 地中
ＶＳ セグメント
ＶＳ－１ 外周面
ＶＳ－２ 内周面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】