(57)【要約】      （修正有）【課題】障害物に隠れてしまった信号機の情報をユーザに認識させることができる。【解決手段】通信部４００は、自車両２が通過する予定の信号機の灯色状態を無線受信し、画像解析部２０２は、ステレオカメラ２０１が撮像した自車両２の進行方向の実景画像を解析し、前記実景画像に信号機が存在するかを判定し、コントローラ５００は、信号機が実景画像に存在しない場合に、通信部４００から入力した信号機の灯色状態に基づき、信号機の灯色状態を示す灯色虚像を表示させる。【選択図】図１
2016112984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両が通過する予定の信号機の灯色状態を無線受信する通信部と、受信した前記信号機の灯色状態を示す虚像を表示するヘッドアップディスプレイと、を備えた車両用虚像表示システムであって、
前記自車両の前方状況を取得する前方状況取得部と、
取得した前記前方状況を解析し、前記自車両の前方でユーザが視認可能な位置に前記信号機が存在するかを判定する前方状況解析部と、
前記信号機が前記自車両の前方でユーザが視認可能な位置に存在しない場合に、前記灯色状態を示す前記虚像を表示させる制御手段と、を備える、
ことを特徴とする車両用虚像表示システム。
【請求項２】
前記自車両の位置を取得する位置情報取得手段と、道路上の信号機の位置を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、前記位置情報取得手段が取得した前記自車両の位置から前記自車両が通過する予定の前記信号機の位置を前記地図情報記憶手段から読み出し、前記自車両と前記信号機との間の距離を算出する距離算出手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記距離算出手段が算出した前記自車両と前記信号機との間の距離に基づいて、前記虚像の大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用虚像表示システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記地図情報記憶手段に記憶される前記地図情報で前記自車両の進行方向に前記信号機が存在し、かつ前記通信部から前記信号機の前記灯色状態が検出されなかった場合、警告虚像を表示させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用虚像表示システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記前方状況からユーザによる前記信号機の視認を妨げる障害物を抽出し、前記障害物に重ならない位置に前記虚像を表示させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用虚像表示システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記虚像を表示している際、前記前方状況でユーザが視認可能な位置に前記信号機の存在を確認した場合においても前記虚像の表示を維持する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用虚像表示システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記通信部から取得した前記灯色状態と前記前方状況で存在を確認した前記信号機の灯色状態とを比較し、異なっていた場合に前記虚像を非表示にさせる、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用虚像表示システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記信号機から前記自車両の位置に向けた方向と前記信号機の正面方向との間の角度に基づき、前記虚像を水平方向に回転させて表示する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用虚像表示システム。
【請求項８】
自車両が通過する予定の信号機の灯色情報を外部から取得し、取得した前記信号機の灯色状態を示す虚像を表示するように制御する制御手段と、を備えたヘッドアップディスプレイにおいて、
前記制御手段は、前記自車両の前方でユーザが視認可能な位置に前記信号機が存在しないとする信号を外部から受信した場合、前記灯色状態を示す前記虚像を表示させる、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項９】
前記制御手段は、前記自車両と前記信号機との間の距離情報を外部から入力し、前記自車両と前記信号機との間の距離に基づいて、前記虚像の大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記自車両の前方でユーザが視認可能な位置に前記信号機が存在することを示す信号を外部から受信し、かつ前記信号機の前記灯色状態が外部から検出されなかった場合、警告虚像を表示させる、
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項１１】
前記制御手段は、ユーザによる前記信号機の視認を妨げる障害物に関する情報を外部から受信し、前記障害物に重ならない位置に前記虚像を表示させる、
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記虚像を表示している際、前記自車両の前方でユーザが視認可能な位置に前記信号機の存在を確認した信号を外部から入力した場合においても前記虚像の表示を維持する、
ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項１３】
前記制御手段は、外部から取得した前記灯色状態と、外部から入力する前記前方状況で存在を確認した前記信号機の灯色状態とを比較し、異なっていた場合に前記虚像を非表示にさせる、
ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記信号機から前記自車両の位置に向けた方向と前記信号機の正面方向との間の角度を外部から入力し、入力した前記角度に応じて前記虚像を少なくとも水平方向に回転させて表示する、
ことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両に存在する反射透過面に表示画像を示す表示光を投影することで、ユーザに虚像を視認させる車両用虚像表示システム、ヘッドアップディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザに虚像を視認させる車両用虚像表示システムは、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ−Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を用い、例えば、特許文献１に開示されるものがある。このようなＨＵＤは、車外カメラなどで車外の信号機などの特定対象物を認識し、特定対象物に重畳して視認される表示位置を特定し、その表示位置に画像を投影することで、特定対象物に虚像を重畳表示して強調することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のようなＨＵＤでは、自車両の前方に車体の大きなトラックが走行していた場合、車外カメラがトラックに隠れた信号機を認識することができないため、車外の信号機に対して強調表示することができず、ユーザが信号機を見逃してしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、障害物に隠れてしまった信号機の情報をユーザに認識させることができる車両用虚像表示システム、ヘッドアップディスプレイ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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の発明における車両用虚像表示システムは、自車両が通過する予定の信号機の灯色状態を無線受信する通信部と、受信した前記信号機の灯色状態を示す虚像を表示するヘッドアップディスプレイと、を備えた車両用虚像表示システムであって、前記自車両の前方状況を取得する前方状況取得部と、取得した前記前方状況を解析し、前記自車両の前方でユーザが視認可能な位置に前記信号機が存在するかを判定する前方状況解析部と、前記信号機が前記自車両の前方でユーザが視認可能な位置に存在しない場合に、前記灯色状態を示す前記虚像を表示させる制御手段と、を備える。
【０００７】
また、第２の発明におけるヘッドアップディスプレイは、自車両が通過する予定の信号機の灯色情報を外部から取得し、取得した前記信号機の灯色状態を示す虚像を表示するように制御する制御手段と、を備えたヘッドアップディスプレイにおいて、前記制御手段は、前記自車両の前方でユーザが視認可能な位置に前記信号機が存在しないとする信号を外部から受信した場合、前記灯色状態を示す前記虚像を表示させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明における車両用虚像表示システム及びヘッドアップディスプレイによれば、障害物に隠れてしまった信号機の情報をユーザに認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態における車両用虚像表示システムの構成を説明する図である。
【図２】上記実施形態における車両の乗員が視認する景色を説明する図である。
【図３】上記実施形態における車両用虚像表示システムの動作を説明するためのフロー図である。
【図４】本発明の第二実施形態におけるＨＵＤの表示例を示す図である。
【図５】本発明の第三実施形態の車両用虚像表示システムの説明に用いる車線の俯瞰図である。
【図６】上記実施形態の説明に用いる信号機と自車両との相対的な位置関係を説明する図である。
【図７】上記実施形態におけるＨＵＤの表示例を示す図である。
【図８】本発明の第五実施形態における車両用虚像表示システムの構成を説明する図である。
【図９】本発明の変形例におけるＨＵＤの表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係る車両用虚像表示システム１のシステム構成を示す。
本実施形態に係る車両用虚像表示システム１は、虚像Ｍを表す表示光Ｌを自車両２のフロントガラス（反射透過面の一実施形態）２ａに投影し、虚像Ｍを自車両２の乗員（ユーザ）３に視認させるヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ）１００と、自車両２の前方の実景画像を取得し、解析する前方情報取得部２００と、経路案内のための情報を生成するナビゲーションシステム３００と、外部と無線通信可能な通信部４００と、これら前方情報取得部２００とナビゲーションシステム３００と通信部４００とから入力される情報に基づき、ＨＵＤ１００の表示を制御するコントローラ５００と、から構成される。
【００１１】
本実施形態における車両用虚像表示システム１は、通信部４００を用いて、道路上に設置されているインフラ側の通信機器である信号機情報送信部４と路車間通信することができる。車両用虚像表示システム１は、信号機情報送信部４から信号機５の灯色を示す灯色情報Ｉｓを取得し、取得した灯色情報Ｉｓに基づいて、信号機５の灯色を示す灯色虚像Ｍ１を表示することが可能である。路車間通信では、狭域通信（ＤＳＲＣ）などの電波ビーコンや光ビーコンの技術が用いられる。
【００１２】
（ＨＵＤ１００の光学的構成）
ＨＵＤ１００は、本発明の特徴である後述する信号機５の灯色を示す灯色虚像Ｍ１を表示するための画像を表示する表示器１０と、この画像を示す画像光Ｋを反射する平面ミラー２０と、この平面ミラー２０が反射した画像光Ｋを拡大及び変形して表示光Ｌとしてフロントガラス２ａ側へ反射する自由曲面ミラー３０と、を備える。ＨＵＤ１００は、フロントガラス２ａ上に所定の表示可能領域Ｅを有し、この表示可能領域Ｅ内に虚像Ｍを表示することができる。
【００１３】
表示器１０は、後述するコントローラ５００による制御の下、信号機５の灯色を示す画像や、自車両２に関する情報を示す車両情報画像（図示しない）等を表示面に表示するものであり、例えば、液晶パネルなどの表示素子（図示しない）と、この表示素子を照明する光源（図示しない）とから構成される透過型液晶ディスプレイなどである。なお、表示器１０は、透過型液晶ディスプレイではなく、自発光型の有機ＥＬディスプレイや、反射型のＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、反射型及び透過型のＬＣｏＳ（登録商標：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）等で構成されてもよい。後述するコントローラ５００は、表示器１０の表示面に表示する画像の表示位置を調整することで、乗員３が視認する虚像Ｍの位置を調整することができる。
【００１４】
平面ミラー２０は、表示器１０が出射した画像光Ｋを、自由曲面ミラー３０に向けて反射させるものである。
【００１５】
自由曲面ミラー３０は、例えば合成樹脂材料からなる凹状の基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、平面ミラー２０で反射した画像光Ｋを拡大すると共に、画像光Ｋを変形して表示光Ｌとしてフロントガラス２ａの方向に出射する。
【００１６】
乗員３から見てフロントガラス２ａの奥側で視認される虚像Ｍは、図２に示すように、自車両２が通過する予定の信号機５の灯色を示す灯色虚像Ｍ１を有する。灯色虚像Ｍ１は、例えば、赤色の信号機を模した円形状の赤色枠の赤色灯虚像Ｍ１ｒと、黄色の信号機を模した円形状の黄色枠の黄色灯虚像Ｍ１ｙと、青色の信号機を模した円形状の青色枠の青色灯虚像Ｍ１ｂと、から構成される。灯色虚像Ｍ１は、後述する通信部４００から入力する灯色情報Ｉｓに基づき、赤色灯虚像Ｍ１ｒまたは黄色灯虚像Ｍ１ｙまたは青色灯虚像Ｍ１ｂのいずれかが点灯しているように表示される。図２では、黄色灯虚像Ｍ１ｙが点灯している様子が図示されている。この灯色虚像Ｍ１の表示処理については、後で詳述する。
【００１７】
以上が、本実施形態におけるＨＵＤ１００の光学的な構成である。ＨＵＤ１００は、出射した表示光Ｌが自車両２のフロントガラス２ａに投影されることで、フロントガラス２ａの所定の表示可能領域Ｅで虚像Ｍを視認させるものである。以下に、車両用虚像表示システム１の電気的な構成を説明する。
【００１８】
（車両用虚像表示システム１の電気的構成）
前方情報取得部２００は、自車両２の前方の実景を撮像し、この実景画像を解析することで、実景画像内の信号機５を抽出するものである。本実施形態の前方情報取得部２００は、自車両２前方側を撮像するステレオカメラ（前方状況取得部）２０１と、このステレオカメラ２０１で取得された撮像データを解析する画像解析部（前方状況解析部）２０２と、を有する。
【００１９】
ステレオカメラ（前方状況取得部）２０１は、自車両２が走行する車線を含む前方領域を撮像し、実景画像を画像解析部２０２に送信する。画像解析部２０２（前方状況解析部）は、取得した実景画像をパターンマッチングなどの画像解析法を用いて解析し、実景画像から信号機５を抽出する。また、ステレオカメラ２０１は、カラー画像を取得可能であり、画像解析部２０２は、取得したカラーの実景画像から信号機５の灯色を検出することができる。さらに、画像解析部２０２は、例えば、ステレオカメラ２０１が撮像したステレオ画像である実景画像を、三角法などの画像解析することにより、信号機５や後述する障害物Ｗまでの距離を算出することが可能である。なお、ステレオカメラ２０１が設置されている位置と、乗員３の眼の位置は異なるため、ステレオカメラ２０１で撮像できても乗員３には視認が困難である場合がある。画像解析部２０２は、実景画像内に信号機５が抽出できたとしても、抽出した信号機５の位置が乗員３にとって視認可能な位置にあるかを判定する。
すなわち、本実施形態における前方情報取得部２００は、自車両２の前方で乗員３が視認可能な位置に信号機５が存在するか否かを示す情報や信号機５の灯色情報Ｉｓや信号機５までの距離情報などを、後述するコントローラ５００に出力する。
本発明に記載の『前方状況取得部』の一例として、本実施形態では、ステレオカメラ２０１を挙げたが、ステレオカメラ以外に、可視光を撮像する通常の単眼カメラや単眼３次元ステレオカメラなどを用いてもよい。また、カラーではなくモノクロの実景画像を取得するものであってもよい。また、本発明の『前方状況取得部』として、赤外センサやミリ波レーダー、レーザーレーダーなど様々なセンサを適用することが可能である。
【００２０】
ナビゲーションシステム３００は、自車両２に設けられ、信号機５の位置情報を含む地図情報を記憶し、図示しないＧＰＳコントローラで検出する自車両２の位置情報に基づいて、現在位置近傍の地図情報を記憶部から読み出し、自車両２がこれから通過する信号機５の位置情報を生成し、後述するコントローラ５００に出力する。ナビゲーションシステム３００が生成する信号機５の位置情報とは、具体的に例えば、自車両２から通過する予定の信号機５までの距離等を含む情報である。後述するコントローラ５００は、ナビゲーションシステム３００から入力する自車両２から信号機５までの距離情報に基づいて、自車両２が信号機５を視認できる位置にあるかを判定する。なお、ナビゲーションシステム３００は、本発明の特許請求の範囲に記載の自車両２の位置を取得する位置情報取得手段と、道路上の信号機５の位置を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、前記位置情報取得手段が取得した自車両２の位置から自車両２が通過する予定の信号機５の位置を前記地図情報記憶手段から読み出し、自車両２と信号機５との間の距離を算出する距離算出手段を、機能として備える。
【００２１】
通信部４００は、自車両２に設けられ、道路上に設置されている信号機情報送信部４と一方向または双方向の無線通信を行うものであり、信号機情報送信部４から灯色情報Ｉｓを取得し、この灯色情報Ｉｓをコントローラ５００に送信する。
【００２２】
コントローラ５００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，グラフィックコントローラなどからなるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｉｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、前方情報取得部２００，ナビゲーションシステム３００，通信部４００から入力される情報に基づいて、ＨＵＤ１００の表示を制御する。コントローラ５００は、ナビゲーションシステム３００から取得した自車両２と信号機５との距離情報から、自車両２が信号機５を視認できる位置にあるかを判定する。具体的には、コントローラ５００は、自車両２と信号機５との間の距離が１００ｍ以内となった場合、自車両２が信号機５を視認できる位置にあると判定する。
コントローラ５００は、自車両２が信号機５を視認できる位置にあると判定した場合、前方情報取得部２００が行う実景画像内に信号機５が存在するか否かの判定に基づいて、信号機５の灯色を示す灯色虚像Ｍ１をＨＵＤ１００に表示させるかを決定する。具体的には、前方情報取得部２００が、実景画像内に信号機５が存在しないと判定した場合、コントローラ５００は、ＨＵＤ１００に灯色虚像Ｍ１を表示させる。これにより、信号機５が障害物Ｗなどによって隠れてしまった場合でも、乗員３は、信号機５の灯色状態を、灯色虚像Ｍ１を視認することで確認することができる。
以下に、車両用虚像表示システム１の動作を、図３のフロー図を用いて説明する。
【００２３】
車両用虚像表示システム１は、自車両２のイグニスイッチ（図示しない）のオン操作に従って起動する。起動すると、まず、ステップＳ１０において、ナビゲーションシステム３００は、自車両２の現在地を取得し、記憶部に記憶しておいた地図情報から自車両２が通過する可能性のある信号機５の位置情報を取得し（ステップＳ２０）、コントローラ５００に出力する。
【００２４】
ステップＳ３０において、コントローラ５００は、ナビゲーションシステム３００から入力した位置情報に含まれる自車両２から信号機５までの距離が、所定の距離（例えば、１００ｍ）以内であるかを判定する。自車両２から信号機５までの距離が１００ｍより長い場合（ステップＳ３０でＮＯ）、ステップＳ１０に戻り再び自車両２の現在位置を取得する。一方、自車両２から信号機５までの距離が１００ｍ以下であった場合（ステップＳ３０でＹＥＳ）、前方情報取得部２００は、自車両２の前方側を撮像した実景画像内に信号機５が存在するかを判定する（ステップＳ４０）。
【００２５】
前方情報取得部２００が実景画像内に信号機５が存在すると判定した場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、コントローラ５００は、信号機５の灯色を示す灯色虚像Ｍ１や後述する警告虚像Ｍ２を非表示とする（ステップＳ５０）。例えば、コントローラ５００は、灯色虚像Ｍ１を表示している途中に実景画像で信号機５の存在が確認された場合、灯色虚像Ｍ１を非表示とする。
このように、乗員３が実景における信号機５が視認できる状態になった際に、灯色虚像Ｍ１を非表示とすることで、実景における信号機５と灯色虚像Ｍ１とで灯色を示す情報の重複を解消することができ、乗員３に実景の信号機５に注意を促すことができる。
【００２６】
一方、前方情報取得部２００が実景画像内に信号機５が存在しないと判定した場合（ステップＳ４０でＮＯ）、コントローラ５００は、通信部４００から灯色情報Ｉｓが入力されたかを判定する（ステップＳ６０）。
コントローラ５００が通信部４００から灯色情報Ｉｓが入力されていないと判定した場合（ステップＳ６０でＮＯ）、コントローラ５００は、ＨＵＤ１００を制御し、表示可能領域Ｅに信号機５が近いことを警告する警告虚像Ｍ２を表示させる。警告虚像Ｍ２は、具体的に例えば、「信号機が近くにあります。注意して下さい。」などの文字情報や乗員３に信号機５の接近を知らせる標示などである。このように、灯色情報Ｉｓの入力がなく、信号機５の灯色を示す灯色虚像Ｍ１を表示することが出来なくても警告虚像Ｍ２により、信号機５の接近を乗員３に通知し、注意を促すことができる。
【００２７】
コントローラ５００が通信部４００から灯色情報Ｉｓが入力されたと判定した場合（ステップＳ６０でＹＥＳ）、コントローラ５００は、ステップＳ８０において、ＨＵＤ１００を制御し、表示可能領域Ｅに信号機５の灯色を示す灯色虚像Ｍ１を表示させる。なお、灯色虚像Ｍ１を表示する位置は、自車両２の前方に位置するトラックなどの障害物Ｗに重ならない位置とすることが好ましい。障害物Ｗに表示が重なることによる灯色虚像Ｍ１の視認性の低下を抑制することができる。
【００２８】
以上に説明したように、本実施形態における車両用虚像表示システム１は、自車両２が通過する予定の信号機５の灯色状態を無線受信する通信部４００と、受信した前記信号機の灯色状態を示す虚像を表示するＨＵＤ１００と、を備え、自車両２の進行方向の実景を撮像した実景画像を取得するステレオカメラ２０１と、灯色状態を取得した信号機５が実景画像に存在しない場合に、灯色状態を示す灯色虚像Ｍ１を表示させるコントローラ５００と、を備えるものであり、信号機５を直接視認できない場合であっても、灯色虚像Ｍ１を視認することで、信号機５の灯色を乗員３に認識させることができる。
【００２９】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、下記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【００３０】
（第二実施形態）
第二実施形態における車両用虚像表示システム１において、コントローラ５００は、ナビゲーションシステム３００から入力する自車両２から信号機５までの距離情報に従い、灯色虚像Ｍ１の大きさを変える。具体的には、コントローラ５００は、自車両２から信号機５までの距離が長い場合、図４（ａ）に示すように、灯色虚像Ｍ１を小さく表示し、自車両２から信号機５までの距離が短い場合、図４（ｂ）に示すように、灯色虚像Ｍ１を大きく表示する。これにより、灯色虚像Ｍ１の大きさの変化を参考に、乗員３は、自車両２から視認できない信号機５までの距離を推測することが可能となる。すなわち、灯色虚像Ｍ１が大きく表示された場合、乗員３は、信号機５が近いと認識することができ、信号機５が設置された交差点付近において安全運転を促すことが可能である。
【００３１】
（第三実施形態）
第三実施形態における車両用虚像表示システム１について、図５，図６，図７を用いて説明する。図５は、信号機５に対する自車両２の相対的な位置Ｐが変化する様子を示した道路の俯瞰図であり、信号機５までの左カーブを進行する自車両２の位置を時間経過に伴いＰａ，Ｐｂ，Ｐｃと記してある。また、信号機５の正面方向を、Ｑと記してある。図６は、信号機５に対する自車両２の相対的な位置Ｐ（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）と、信号機５の正面方向Ｑとの間の角度θを説明するための図である。図７は、灯色虚像Ｍ１の方位角の変化の様子を説明する図であり、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に図示した灯色虚像Ｍ１は、自車両２の位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃにおいて視認されるものを示している。
【００３２】
ナビゲーションシステム３００は、信号機５に対する自車両２の相対的な位置Ｐ（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）と、信号機５の正面方向Ｑとの間の角度θを算出し、コントローラ５００に出力する。自車両２の位置Ｐについては、前述したように、ＧＰＳコントローラで取得することが可能であり、信号機５の正面方向Ｑについては、信号機５につながる車線の方向と同一であるため、地図情報を読み出すことで決定することが可能である。
【００３３】
コントローラ５００は、ナビゲーションシステム３００から入力した信号機５から自車両２の位置Ｐに向けた方向と信号機５の正面方向Ｑとの間の角度θに基づき、図７に示すように、灯色虚像Ｍ１を水平方向に回転させて表示する。コントローラ５００は、角度θが小さいほど、正面側がより視認されるように灯色虚像Ｍ１を回転させ、角度θ（θａ＞θｂ）が大きいほど、灯色虚像Ｍ１の側面側がより視認されるように回転させる。すなわち、第三実施形態における車両用虚像表示システム１は、信号機５の正面方向Ｑに対する自車両２の位置Ｐに対応して、灯色虚像Ｍ１が表示される水平方向の角度を調整する。灯色虚像Ｍ１の水平方向の角度が変化することにより、乗員３は、信号機５がどの方向にあるのかを推測することができる。
【００３４】
（第四実施形態）
第四実施形態における車両用虚像表示システム１は、灯色虚像Ｍ１を表示している際、前方情報取得部２００が撮像する実景画像内に信号機５が存在した場合、灯色虚像Ｍ１を非表示にしない点で上記実施形態とは異なる。ＨＵＤ１００が灯色虚像Ｍ１を表示している際に、信号機５が視認できる状態になった場合でも灯色虚像Ｍ１の表示を継続させる。灯色虚像Ｍ１を非表示としてしまった場合、同じ信号機５の灯色を確認するために、あるときは灯色虚像Ｍ１が表示されている表示可能領域Ｅの領域に視線を向け、あるときは実景における信号機５に視線を向けなくてはならず、乗員３の視線移動が煩雑になってしまうおそれがあるが、灯色虚像Ｍ１の表示を継続することで、信号機５の灯色を確認するための乗員３の視線移動を少なく抑えることができる。
【００３５】
また、前方情報取得部２００は、実景画像内で信号機５の存在を確認した場合、実景画像における信号機５の灯色情報Ｉｓを抽出し、コントローラ５００に出力する。そして、コントローラ５００は、実景画像における信号機５の灯色情報Ｉｓに基づいて灯色虚像Ｍ１の灯色を切り替える。このように、実景画像内から信号機５の灯色を抽出し、灯色虚像Ｍ１の灯色を同期させることで、実景における信号機５の灯色と灯色虚像Ｍ１の灯色とのズレを解消し、乗員３に前記ズレにより生じる違和感を防止することができる。
【００３６】
（第五実施形態）
第五実施形態において、コントローラ５００は、図８に示すように、ＨＵＤ１００内に設けられていてもよい。第五実施形態におけるＨＵＤ１００は、外部（前方情報取得部２００，ナビゲーションシステム３００，通信部４００）と電気的に接続され、信号を入力する入力Ｉ／Ｆ５００ａを有する。入力Ｉ／Ｆ５００ａは、自車両２が通過する予定の信号機５の灯色情報Ｉｓを通信部４００から取得したり、実景画像で撮像された信号機５の灯色状態に関する信号あるいは自車両２の進行方向の実景を撮像した実景画像に信号機５が存在するか否かを示す信号を前方情報取得部２００から取得したり、自車両２と信号機５との間の距離情報をナビゲーションシステム３００から取得したりする。
【００３７】
第五実施形態におけるＨＵＤ１００は、自車両２が通過する予定の信号機５の灯色情報Ｉｓを外部から取得し、取得した信号機５の灯色状態を示す灯色虚像Ｍ１を表示するように制御するコントローラ５００と、を備え、コントローラ５００は、外部（前方情報取得部２００）から自車両２の前方で乗員３が視認可能な位置に信号機５が存在しないとする信号を受信した場合、灯色状態を示す灯色虚像Ｍ１を表示させる。
【００３８】
（その他の変形例）
上記実施形態において、灯色虚像Ｍ１は、赤色の信号機を模した円形状の赤色枠の赤色灯虚像Ｍ１ｒと、黄色の信号機を模した円形状の黄色枠の黄色灯虚像Ｍ１ｙと、青色の信号機を模した円形状の青色枠の青色灯虚像Ｍ１ｂと、を有するとしたが、これに限定されず、点灯している信号灯を模した単体のもののみであってもよく、点灯している信号灯と、その前後いずれかの２つの信号灯を模したものであってもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、灯色虚像Ｍ１を、障害物Ｗに重ならない位置に灯色虚像Ｍ１を表示していたが、図９に示すように、自車両２の進行方向の位置に灯色虚像Ｍ１を表示させてもよい。灯色虚像Ｍ１を表示する場合、灯色虚像Ｍ１を進行方向に表示することで、前方領域に十分注意をしながら、信号機５の灯色を確認することができる。
【００４０】
また、上記実施形態では、ＨＵＤ１００の表示光Ｌを乗員３に向けて反射させる反射透過面として、フロントガラス２ａを挙げていたが、これに限定されずに専用のコンバイナなどを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１    車両用虚像表示システム
２    自車両
２ａ  フロントガラス（反射透過面）
３    乗員（ユーザ）
４    信号機情報送信部
５    信号機
１０    表示器
２０    平面ミラー
３０    自由曲面ミラー
１００    ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）
２００    前方情報取得部
２０１    ステレオカメラ（前方状況取得部）
２０２    画像解析部（前方状況解析部）
３００    ナビゲーションシステム
４００    通信部
５００    コントローラ（制御手段）
Ｅ    表示可能領域
Ｋ    画像光
Ｌ    表示光
Ｍ    虚像
Ｍ１  灯色虚像
Ｍ２  警告虚像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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