CN213069457U

CN213069457U - 四通道无反射镜tir结构及dlp微投影机

Info

Publication number: CN213069457U
Application number: CN202021794858.7U
Authority: CN
Inventors: 曹兴; 刘海朋
Original assignee: Shenzhen Xiaoxiang Light Display Co ltd
Current assignee: Shenzhen Xiaoxiang Light Display Co ltd
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2021-04-27
Anticipated expiration: 2030-08-25

Abstract

本实用新型涉及四通道无反射镜TIR结构及DLP微投影机，其中四通道无反射镜TIR结构包括四颗不同色的LED光源和分别设在每颗LED光源光输出端的准直光学透镜组,其中第一颗LED、第二颗LED输出光源位于第一光轴上且相对设置,第三颗LED、第四颗LED输出光源的光轴分别是第二光轴和第三光轴，第二光轴和第三光轴并排且与第一光轴垂直,第一光轴与第二光轴的交接处、第一光轴与第三光轴的交接处分别斜置两个二向色分光合光镜片，两个二向色分光合光镜片之间设有中继透镜，所述第三光轴为四颗LED光源合成光的输出轴。本实用新型方便LED进行散热设计，可很好地腾开空间兼容不同长度和不同口径的镜头。

Description

四通道无反射镜TIR结构及DLP微投影机

技术领域：

本实用新型涉及投影机领域，尤其是DLP微型投影机领域，特别涉及一种四通道无反射镜TIR结构及具有该结构的DLP微投影机。

背景技术：

目前的微型投影光学引擎大多采用的是美国德州仪器（TI）公司的DLP（DigitalLight Projector）技术，其主要图像和光线控制器件一般称为DMD光调制器（DigitalMicro-mirror Device）；它是一种反射率极高的微型反射镜阵列，需要配合照明光学系统和投影光学系统将通常使用的R、G、B三原色构成的画面转换成我们人眼易见的投影画面；而考虑到微型投影需要做到结构小巧，光效最佳，业内通常使用阵列透镜（Lens-Let）和一具有透镜表面的全内反射元件（通常称为RTIR组合棱镜（Reverse Total InternalReflection Prism））配合尺寸小巧的R、G、B三原色LED来完成对DMD光调制器（DigitalMicro-mirror Device）的照明配光。

其中R、G、B三原色LED及其准直光学系统的摆放方式各有不同，例如中国专利第CN201420348005号和第CN201120432084号都有介绍其不同框架的结构特点，这些专利大多介绍的是双通道或者三通道LED照明技术。

近年来，随着投影技术和半导体技术的发展，越来越多的厂家开始采用四通道LED来增加光机的亮度，提升消费者的体验感，而四通道LED技术势必会增加光学设计的空间占有率，一方面存在多出来的一个LED通道不好摆放的问题；另一方面存在多出来的一个LED通道会和镜头有结构上的干涉，或者是无法兼容各种尺寸的镜头（指长短胖瘦不同）的问题，如图片1所示中虚线圈的位置存在干涉。

加之现在很多DLP微投影光机会在镜头后面增加一个叫做“振镜”的器件来增加画面输出的分辨率，空间上使得光学设计的构架更加紧凑，而目前市面上的DLP微投影光机大多采用反射镜加RTIR棱镜结构，这样很难给“振镜”腾出安装的空间，如图片1所示，“振镜”可能会和照明镜片干涉，也可能会和DMD结构干涉，是不利于光学系统设计和整个光机的结构稳定性的。

发明内容：

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种四通道无反射镜TIR结构及具有该结构的DLP微投影机，该四通道无反射镜TIR结构及具有该结构的DLP微投影机一方面可以提升整体LED的光学效率，一方面可以方便LED进行散热设计，另一方面又可以很好地腾开空间兼容不同长度和不同口径的镜头，避免了过短或者口径过大的镜头分别存在的镜头在深度方向内缩和镜头与照明镜片干涉的问题。

本实用新型四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：包括四颗不同色的LED光源和分别设在每颗LED光源光输出端的准直光学透镜组,其中第一颗LED、第二颗LED输出光源位于第一光轴上且相对设置,第三颗LED、第四颗LED输出光源的光轴分别是第二光轴和第三光轴，第二光轴和第三光轴并排且与第一光轴垂直, 第一光轴与第二光轴的交接处、第一光轴与第三光轴的交接处分别斜置第一个二向色分光合光镜片、第二个二向色分光合光镜片，所述第一个二向色分光合光镜片与第二个二向色分光合光镜片之间设有中继透镜，所述第三光轴为四颗LED光源合成光的输出轴。

进一步的，上述第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED为R、G、B、BP LED光源中的一种。

进一步的，上述第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED分别是为R、BP 、B、G LED光源。

进一步的，上述第一个二向色分光合光镜片是透红光反蓝光RDM镜片，第二个二向色分光合光镜片是透绿光反红蓝光GDM镜片。

进一步的，上述第三光轴的输出端设有去反射镜的聚光光学系统。

进一步的，上述去反射镜的聚光光学系统包括与第三光轴同轴依次设置的复眼透镜和两片聚光镜。

进一步的，上述去反射镜的聚光光学系统输出端邻近成像光学系统，所述成像光学系统所在的第四光轴与去反射镜的聚光光学系统所在的第三光轴垂直设置，成像光学系统包括镜头和设在镜头入端的TIR棱镜，DMD光调制器位于第四光轴上，DMD光调制器设置在TIR棱镜远离镜头的一侧。

进一步的，上述TIR棱镜与镜头之间设有振镜元件。

进一步的，上述的TIR棱镜包括两个三角形状的照明端TIR棱镜和成像端补偿棱镜，照明端TIR棱镜的α角和成像端补偿棱镜的β角相等以使TIR棱镜与镜头靠近的面、与DMD光调制器靠近的面相互平行；照明端TIR棱镜和成像端补偿棱镜胶合在一起，胶合面有一层很薄的空气层，空气层控制在1-15微米。

本实用新型DLP微投影机，其特征在于：所述DLP微投影机包括成像光学系统和照明光学系统，所述照明光学系统包括四通道无反射镜TIR结构，所述四通道无反射镜TIR结构包括四颗不同色的LED光源和分别设在每颗LED光源光输出端的准直光学透镜组,其中第一颗LED、第二颗LED输出光源位于第一光轴上且相对设置,第三颗LED、第四颗LED输出光源的光轴分别是第二光轴和第三光轴，第二光轴和第三光轴并排且与第一光轴垂直, 第一光轴与第二光轴的交接处、第一光轴与第三光轴的交接处分别斜置第一个二向色分光合光镜片、第二个二向色分光合光镜片，所述第一个二向色分光合光镜片与第二个二向色分光合光镜片之间设有中继透镜，所述第三光轴为四颗LED光源合成光的输出轴。

本实用新型提出的四通道无反射镜TIR光学设计结构，通过光学软件模拟和实际测试有如下实际效果：

其一，本实用新型提出的四通道LED及其准直光学系统设计方式可以很好地保证四通道LED的合理布局，有利于整体光机的结构设计和散热设计，具体体现在四个通道的LED及其准直光学系统围绕在同一个核心光轴，在同一个平面，其围成的结构方正可靠，只有三个LED散热面面漏出来。

其二，本实用新型提出的四通道LED及其准直光学系统设计方式具有更高的LED光学准直效率，通过光学软件模拟和实际测试发现该方式可以提升2%左右的光学亮度，具体在于G-LED及其准直光学透镜组紧邻BP-LED及其准直光学透镜组，两者之间的有效光程最短，光线耦合效率最高；且G-LED光源及其准直光学透镜组正对聚光光学系统中的复眼阵列透镜，两者之间的有效光程最短，光学效率最高。

其三，本实用新型提出的四通道LED及其准直光学系统设计方式可以保证其与成像光学系统之间的距离最大，避免了镜头与照明镜片之间，振镜与照明镜片之间的干涉问题，更容易做结构设计，具有更好的生产工艺可靠性。

其四，本实用新型提出的去反射镜含复眼的聚光光学系统通过去掉反射镜和相关反射镜支架，可以降低投影光机的物料成本和生产成本。

其四，本实用新型提出的去反射镜含复眼的聚光光学系统通过去掉反射镜，可以免除反射镜的调整结构，降低结构设计的复杂度，提高结构稳定性和生产工艺的可靠性。

其五，本实用新型提出的去反射镜含复眼的聚光光学系统通过去掉反射镜，可以避免具有反射镜的传统设计的光路转折造成的照明镜片和成像镜头干涉的问题，并且可以预留出足够的空间放置振镜元件和兼容不同尺寸的镜头。

其六，本实用新型提出的去反射镜含复眼的聚光光学系统仅包含复眼透镜和两片聚光镜，结构轻巧、紧凑，设计在同一条直线上，有利于整体结构设计和产品的稳定性。

其七，本实用新型提出的去反射镜含复眼的聚光光学系统可以有效缩短复眼透镜以及两片聚光镜之间的有效光程，提升光线耦合效率，提高聚光光学系统聚焦到DMD元件上的有效光斑比例。

其八，本实用新型提出的四通道无反射镜TIR光学设计结构中采用TIR棱镜可以保证成像光学系统中的每个元件都在同一条直线上，有利于结构设计和产品的稳定性。

其九，本实用新型提出的四通道无反射镜TIR光学设计结构中采用TIR棱镜可以使DMD元件放置在镜头的正后方，避免了RTIR棱镜结构需要把DMD元件放置在镜头的侧后方容易造成结构干涉的问题。

其十，本实用新型提出的四通道无反射镜TIR光学设计结构中采用TIR棱镜可以使镜头尾部和棱镜之间有足够平整和大的空间放置振镜元件，并且有足够的空间兼容不同尺寸的镜头。

附图说明：

图1是现有的构造示意图；

图2是本实用新型的构造示意图；

图3是四通道LED及其准直光学系统一种实施例的构造示意图；

图4是四通道LED及其准直光学系统另一种实施例的构造示意图；

图5是聚光光学系统的构造示意图；

图6是TIR棱镜的构造示意图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本实用新型方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本实用新型的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。

本实用新型四通道无反射镜TIR结构包括四颗不同色的LED光源和分别设在每颗LED光源光输出端的准直光学透镜组，其中第一颗LED1-1、第二颗LED1-2输出光源位于第一光轴A1上且相对设置,第三颗LED1-3、第四颗LED1-4输出光源的光轴分别是第二光轴A2和第三光轴A3，第二光轴A2和第三光轴A3并排且与第一光轴A1垂直, 第一光轴A1与第二光轴A2的交接处、第一光轴A1与第三光轴A3的交接处分别斜置第一个二向色分光合光镜片3-2-1、第二个二向色分光合光镜片3-2-2，所述第一个二向色分光合光镜片与第二个二向色分光合光镜片之间设有中继透镜3-3，所述第三光轴A3为四颗LED光源合成光的输出轴。

上述第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED为R、G、B、BP LED光源中的一种，即第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED可以依次分别是R、G、B、BP LED光源，或G、B、BP、R LED光源，或B、BP、R 、G LED光源，或BP、R 、G 、B LED光源；较佳的是，上述第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED分别是为R、BP 、B、G LED光源；当第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED分别是为R、BP 、B、G LED光源时，上述第一个二向色分光合光镜片是透红光反蓝光RDM镜片，第二个二向色分光合光镜片是透绿光反红蓝光GDM镜片；随着第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED为不同的设置，其二向色分光合光镜片也即为不同的镜片。

上述第三光轴的输出端设有去反射镜的聚光光学系统2-2，该去反射镜的聚光光学系统2-2包括与第三光轴同轴依次设置的复眼透镜4-1和两片聚光镜4-2。

上述去反射镜的聚光光学系统输出端邻近成像光学系统，所述成像光学系统所在的第四光轴A4与去反射镜的聚光光学系统所在的第三光轴A3垂直设置，成像光学系统包括镜头2-5和设在镜头入端的TIR棱镜2-3，DMD光调制器2-4位于第四光轴A4上，DMD光调制器2-4设置在TIR棱镜远离镜头的一侧。

上述TIR棱镜与镜头之间设有振镜元件2-6，该振镜元件2-6是可选择性的添加。

上述的TIR棱镜2-3包括两个三角形状的照明端TIR棱镜5-1和成像端补偿棱镜5-2，照明端TIR棱镜的α角和成像端补偿棱镜的β角相等以使TIR棱镜与镜头靠近的面、与DMD光调制器靠近的面相互平行；照明端TIR棱镜和成像端补偿棱镜胶合在一起，胶合面有一层很薄的空气层，空气层控制在1-15微米。

本实用新型所述DLP微投影机包括成像光学系统和照明光学系统，所述照明光学系统包括四通道无反射镜TIR结构，所述四通道无反射镜TIR结构包括四颗不同色的LED光源和分别设在每颗LED光源光输出端的准直光学透镜组,其中第一颗LED1-1、第二颗LED1-2输出光源位于第一光轴A1上且相对设置,第三颗LED1-3、第四颗LED1-4输出光源的光轴分别是第二光轴A2和第三光轴A3，第二光轴A2和第三光轴A3并排且与第一光轴A1垂直, 第一光轴A1与第二光轴A2的交接处、第一光轴A1与第三光轴A3的交接处分别斜置第一个二向色分光合光镜片3-2-1、第二个二向色分光合光镜片3-2-2，所述第一个二向色分光合光镜片与第二个二向色分光合光镜片之间设有中继透镜3-3，所述第三光轴A3为四颗LED光源合成光的输出轴。

本实用新型四通道无反射镜TIR结构及具有该结构的DLP微投影机，该DLP微投影光机的光学系统包括：照明光学系统和成像光学系统。

其中所述照明光学系统包括：四通道LED及其准直光学系统（如图2中2-1所示），去掉反射镜但含有复眼的聚光光学系统（如图2中2-2所示），TIR棱镜（如图2中2-3所示）和DMD光调制器（如图2中2-4所示）。

其中照明光学系统的特征在于：其一，对四通道LED及其准直光学系统的摆放构造进行了优化；其二，去掉了传统照明设计中采用的反射镜结构，拉开了成像光学系统与准直光学系统的距离，同时缩短了聚光光学系统的有效光程；其三，将传统照明设计中采用的RTIR棱镜结构优化成TIR棱镜的照明结构设计。

其中所述四通道LED及其准直光学系统包括：分别独立的R-LED光源及其准直光学透镜组（如图3中3-1-1），独立的G-LED光源及其准直光学透镜组（如图3中3-1-2），独立的B-LED光源及其准直光学透镜组（如图3中3-1-3），独立的BP-LED光源及其准直光学透镜组（如图3中3-1-4），独立的二向色分光合光镜片RDM（如图3中3-2-1），独立的二向色分光合光镜片GDM（如图3中3-2-2），还有一片中继透镜（如图3中3-3），即R-LED光源与BP-LED光源的光轴位于同一第一光轴上，B-LED光源、G-LED光源的光轴分别是第二光轴和第三光轴，第二光轴和第三光轴并排且与第一光轴垂直。

上述R、G、B、BP四颗LED光源的位置并不限于图示结构，可以根据实际产品和功能的需要任意调换，如B-LED光源、G-LED光源的光轴是第一光轴，R-LED光源与BP-LED光源的光轴是第二光轴和第三光轴等，但是LED光源的准直光学透镜组的摆放方式是本实用新型受保护点之一，其二，两片独立的二向色分光合光镜片的镀膜要求需要根据R、G、B、BP四颗LED光源的位置不同而不同，例如按照图示3中所示的R、G、B、BP四颗LED光源的摆放位置，两片独立的二向色分光合光镜片从上到下依次为“透红光反蓝光（RDM）”和“透绿光反红蓝光（GDM）”，本实用新型包括但不仅限于图示3所示的二向色分光合光镜片的镀膜方式，即随着R、G、B、BP四颗LED光源位置的相互替换，二向色分光合光镜片的镀膜也随之变化。

其中聚光光学系统包括：复眼阵列透镜（如图4中4-1），聚光镜1（如图4中4-2）和聚光镜2（如图4中4-3），当然聚光光学系统还可以是其它构成的镜片。

其中聚光光学系统的特征在于：其一，去掉了传统设计中的反射镜；其二，该系统中的三个镜片处于同一条直线（同一光轴）上，没有了转折，避免了聚光光学系统两端的四通道LED及其准直光学系统和成像光学系统镜片之间的干涉问题；其三，拉近了聚光光学系统中镜片的距离，缩短了有效光程，对提升系统的光学效率有正向积极的作用。

其中TIR棱镜包括：照明端TIR棱镜（如图5中5-1）和成像端补偿棱镜（如图5中5-2）。

TIR棱镜的特征在于：其一，照明端TIR棱镜和成像端补偿棱镜的材料相同；其二，照明端TIR棱镜的α角（如图5中5-1）和成像端补偿棱镜的β角相等（如图5中5-2）；从而额可以使TIR棱镜与镜头靠近的面、与DMD光调制器靠近的面相互平行，TIR棱镜基本形成等腰梯形的构造，其三，照明端TIR棱镜和成像端补偿棱镜需要胶合在一起，而且胶合面必须有一层很薄的空气层，一般控制在1-15微米左右；其四，其它角度，厚度等尺寸需要根据实际光学系统的设计需要变更，本实验新型专利并不具体限定。

其中DMD光调制器为美国德州仪器（TI）公司，采用DLP（Digital LightProjector）技术研发和生产的一种图像和光线控制器件，它是一种反射率极高的微型反射镜阵列，需要配合照明光学系统和成像光学系统将通常使用的R、G、B三原色构成的画面转换成我们人眼易见的投影画面，通常有0.2’WVGA、0.23’qHD、0.3’720P、0.33’1080P、0.47’1080P等一些列型号，本实用新型并不限定具体的DMD型号。

其中成像光学系统包括：成像镜头（如图2中2-5-1和2-5-2所示），振镜元件（如图2中2-6所示），TIR棱镜（如图2中2-3所示）和DMD光调制器（如图2中2-4所示）。

需要说明的是，TIR棱镜（如图2中2-3所示）和DMD光调制器（如图2中2-4所示）属于照明光学系统和成像光学系统共有的部分，这两个元件起到了照明光学系统和成像光学系统中光线耦合的作用。

其中成像光学系统的特征在于：其一，成像镜头与四通道LED及其准直光学系统的距离较大，可以兼容不同尺寸的镜头；其二，本实用新型提出的光学设计框架是可以兼容振镜元件的，也就是可以灵活选择放振镜元件，也可以选择不放振镜元件；其三，成像镜头，振镜元件，TIR棱镜和DMD光调制器都在一条直线（同一光轴，即第四光轴）上，方便光机的整体结构设计。

本实用新型提出的四通道LED及其准直光学系统的摆放方式（如图2中2-1所示），其要点在于：其一，四个通道的LED及其准直光学系统围绕在同一个核心光轴，没有复杂的转折；其二，四个通道的LED及其准直光学系统在同一个平面；其三，四个通道的LED及其准直光学系统围成的结构方正可靠，只有三个面漏出来，方便结构设计和整机的散热设计；其四，G-LED及其准直光学透镜组紧邻BP-LED及其准直光学透镜组，两者之间的有效光程最短，光线耦合效率最高；其五，G-LED光源及其准直光学透镜组正对聚光光学系统中的复眼阵列透镜，两者之间的有效光程最短，光学效率最高。

本实用新型提出的去反射镜含复眼的聚光光学系统（如图2中2-2所示），其要点在于：其一，去掉反射镜，可以降低投影光机的物料成本和生产成本；其二，去掉反射镜，可以降低结构设计的复杂度，提高结构稳定性和生产工艺的可靠性；其三，去掉反射镜，可以避免具有反射镜的传统设计的光路转折造成的照明镜片和成像镜头干涉的问题；其四，此聚光光学系统仅包含复眼透镜和两片聚光镜，结构轻巧、紧凑，设计在同一条直线上，不仅可以缩短有效光程，提升光学效率，还有利于整体结构设计和产品的稳定性。

3.本实用新型提出的四通道无反射镜TIR光学设计结构中采用TIR棱镜（如图2中2-3所示），其要点在于：其一，TIR棱镜可以保证成像光学系统中的每个元件都在同一条直线上，有利于结构设计和产品的稳定性；其二，TIR棱镜可以使DMD元件放置在镜头的正后方，避免了RTIR棱镜结构需要把DMD元件放置在镜头的侧后方容易造成干涉的问题；其三，TIR棱镜的特征在于其包含的照明端TIR棱镜和成像端补偿棱镜的材料相同，照明端TIR棱镜的α角和成像端补偿棱镜的β角相等，且两者需要胶合在一起，胶合面需要有1-15微米的空气厚度。

4.本实用新型重点在于阐述上述要点组合在一起的优越性，并不特指局部设计的首创性，本实用新型旨在保护本专利提出的四通道无反射镜TIR光学设计结构及具有该结构的DLP微投影机的整体设计构架。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims

1.一种四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：包括四颗不同色的LED光源和分别设在每颗LED光源光输出端的准直光学透镜组,其中第一颗LED、第二颗LED输出光源位于第一光轴上且相对设置,第三颗LED、第四颗LED输出光源的光轴分别是第二光轴和第三光轴，第二光轴和第三光轴并排且与第一光轴垂直, 第一光轴与第二光轴的交接处、第一光轴与第三光轴的交接处分别斜置第一个二向色分光合光镜片、第二个二向色分光合光镜片，所述第一个二向色分光合光镜片与第二个二向色分光合光镜片之间设有中继透镜，所述第三光轴为四颗LED光源合成光的输出轴。

2.根据权利要求1所述的四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：所述第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED为R、G、B、BP LED光源中的一种。

3.根据权利要求1所述的四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：所述第一颗LED、第二颗LED、第三颗LED和第四颗LED分别是为R、BP 、B、G LED光源。

4.根据权利要求1所述的四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：所述第一个二向色分光合光镜片是透红光反蓝光RDM镜片，第二个二向色分光合光镜片是透绿光反红蓝光GDM镜片。

5.根据权利要求1所述的四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：所述第三光轴的输出端设有去反射镜的聚光光学系统。

6.根据权利要求5所述的四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：所述去反射镜的聚光光学系统包括与第三光轴同轴依次设置的复眼透镜和两片聚光镜。

7.根据权利要求5或6所述的四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：所述去反射镜的聚光光学系统输出端邻近成像光学系统，所述成像光学系统所在的第四光轴与去反射镜的聚光光学系统所在的第三光轴垂直设置，成像光学系统包括镜头和设在镜头入端的TIR棱镜，DMD光调制器位于第四光轴上，DMD光调制器设置在TIR棱镜远离镜头的一侧。

8.根据权利要求7所述的四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：所述TIR棱镜与镜头之间设有振镜元件。

9.根据权利要求7所述的四通道无反射镜TIR结构，其特征在于：所述的TIR棱镜包括两个三角形状的照明端TIR棱镜和成像端补偿棱镜，照明端TIR棱镜的α角和成像端补偿棱镜的β角相等以使TIR棱镜与镜头靠近的面、与DMD光调制器靠近的面相互平行；照明端TIR棱镜和成像端补偿棱镜胶合在一起，胶合面有一层很薄的空气层，空气层控制在1-15微米。

10.一种使用权利要求1-8中任一结构的DLP微投影机，其特征在于：所述DLP微投影机包括成像光学系统和照明光学系统，所述照明光学系统包括四通道无反射镜TIR结构，所述四通道无反射镜TIR结构包括四颗不同色的LED光源和分别设在每颗LED光源光输出端的准直光学透镜组,其中第一颗LED、第二颗LED输出光源位于第一光轴上且相对设置,第三颗LED、第四颗LED输出光源的光轴分别是第二光轴和第三光轴，第二光轴和第三光轴并排且与第一光轴垂直, 第一光轴与第二光轴的交接处、第一光轴与第三光轴的交接处分别斜置第一个二向色分光合光镜片、第二个二向色分光合光镜片，所述第一个二向色分光合光镜片与第二个二向色分光合光镜片之间设有中继透镜，所述第三光轴为四颗LED光源合成光的输出轴。