CN114077139A - 一种三色光源设备和投影显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三色光源设备包括：第一红光源部、第二红光源部、蓝光光源部和绿光光源部，以及多个分光滤光片；其中，第一红光源部和第二红光源部输出的为不同波段的红色光束，第一红光源部、第二红光源部、蓝光光源部和绿光光源部输出的光线通过各个分光滤光片光斑重叠混合输出。本申请的三色光源设备中包含有两个输出不同波段红色光线的红色光源部，并且各个不同颜色光源部以及两个红光源部输出的光线之间通过合光片进行合光，在不增大三色光源设备输出的光线的光学扩展量的基础上提升了输出光线的亮度，从而在一定程度上提升光源设备在投影显示设备中应用时的显示效果。本申请中还提供了投影显示设备，具有上述有益效果。

Description

一种三色光源设备和投影显示设备

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，特别是涉及一种三色光源设备和投影显示设备。

背景技术

在投影显示设备中光源是关键部件之一，光源工作效率的高低是影响投影显示设备显示效果的决定性因素之一。在投影显示设备中的光源一般采用三色光源，因此投影显示设备中的光源包含有红、蓝、绿三色通道，通过三色通道的合光输出投影照明光线。而目前采用三色通道的光源设备输出的光线的颜色亮度相对较低，难以满足光源在投影显示设备中对照明亮度的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种三色光源设备和投影显示设备，有利于提升投影显示设备的显示效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种三色光源设备，第一红光源部、第二红光源部、蓝光光源部和绿光光源部，以及多个分光滤光片；

其中，所述第一红光源部和所述第二红光源部输出的为不同波段的红色光束，所述第一红光源部、所述第二红光源部、所述蓝光光源部和所述绿光光源部输出的光线通过各个所述分光滤光片光斑重叠混合输出

可选地，所述第一红光源部和所述第二红光源部输出光线的方向相互垂直；

在所述第一红光源部和所述第二红光源部的光轴交叉位置设置有第一分光滤光片，用于对所述第一红光源部和所述第二红光源部输出的两束红色光线中一束光线反射一束光线透射，以合并两束所述红色光线输出，获得第一合并光线。

可选地，所述绿光光源部和所述蓝光光源部输出光线的方向相互垂直；在所述绿光光源部和所述蓝光光源部的光轴交叉位置设置有第二分光滤光片，用于对所述绿光光源部和所述蓝光光源部输出的绿色光线和蓝色光线两束光线中一束光线反射一束光线透射，以将所述绿色光线和所述蓝色光线合并输出，获得第二合并光线；

所述第一合并光线与所述第二合并光线方向相互垂直，且所述第一合并光线和所述第二合并光线相互交叉的位置设置有第三分光滤光片，用于对所述第一合并光线与所述第二合并光线中的一束光线反射另一束光线透射。

可选地，所述第一合并光线的方向和所述绿光光源部输出的绿光线的方向相互垂直，所述第一合并光线和所述绿色光线交叉位置设置有第二分光滤光片，用于将所述第一合并光线和所述绿色光线合并输出；

还包括设置在所述蓝光光源部的输出蓝色光线的光路上的第三分光滤光片，用于将所述蓝色光线与所述绿色光线以及所述第一合并光线合并输出。

可选地，包括设置在所述蓝光光源部的输出蓝色光线的光路上的第二分光滤光片，且所述第二分光滤光片和所述第一分光滤光片交叉设置形成X镜片结构；所述第二分光滤光片对所述蓝色光线反射，对两束所述红色光线透射；所述X镜片结构将所述蓝色光线和两束所述红色光线合并输出，获得第二合并光线；

设置在所述第二合并光线输出光路和所述绿光光源部输出的绿色光线的光路上的第三分光滤光片。

可选地，所述第一红光源部和所述第二红光源部输出的两束红色光线的方向相反，且光路位于同一直线上；

所述第一红光源部和所述第二红光源部之间设置有由第一分光滤光片和第二分光滤光片形成的X镜片机构；所述第一分光滤光片用于反射所述第一红光源部的输出光线，所述第二分光滤光片用于反射所述第二红光源部的输出光线，使得所述第一红光源部和所述第二红光源部的光线通过所述X镜片机构合并输出，获得第一合并光线；

所述绿光光源部和所述蓝光光源部输出光线的方向相互垂直；在所述绿光光源部和所述蓝光光源部的光轴交叉位置设置有第三分光滤光片，用于对所述绿光光源部和所述蓝光光源部输出的绿色光线和蓝色光线两束光线中一束光线反射一束光线透射，以将所述绿色光线和所述蓝色光线合并输出，获得第二合并光线；

所述第一合并光线和所述第二合并光线的方向相同，所述X镜片机构位于所述第三分光滤光片的输出光路上，或者所述第三分光滤光片位于所述X镜片机构的输出光路上。

可选地，所述绿光光源部包括第一激发光源、第二激发光源、波长转换器以及第四分光滤光片；

所述第一激发光源和所述波长转换器贴合设置，所述第四分光滤光片设置在所述第二激发光源的输出光路上，所述第二激发光源输出的激发光入射至所述波长转换器背离所述第一激发光源的表面；

所述波长转换器分别受所述第一激发光源和所述第二激发光源激发产生绿色激发光并通过所述第四分光滤光片透射出射。

可选地，所述波长转换器为设置在所述第一激发光源的芯片表面的波长转换材料层。

一种投影显示设备，包括如上任一项所述的三色光源设备、设置在所述三色光源设备的输出光路上的显示芯片以及设置在所述显示芯片输出光路上的输出镜头；

所述三色光源设备向所述显示芯片出射红色光线、蓝色光线和绿色光线的混合光线，并在所述显示芯片表面反射出射携带有图像信息的投影光线至所述输出镜头，所述投影光线通过所述输出镜头输出。

可选地，所述三色光源设备和所述显示芯片之间设置有复眼透镜、偏振转换器、聚光透镜和PBS；

所述三色光源设备输出的混合光线依次通过所述复眼透镜、所述聚光透镜和所述PBS透射入射至所述显示芯片；所述显示芯片输出的投影光线通过所述PBS反射入射至所述输出镜头。

可选地，所述PBS为立体PBS或者FilmPBS。

可选地，所述三色光源设备和所述显示芯片之间设置有复眼透镜、聚光透镜、棱镜；

所述三色光源设备输出的混合光线依次通过所述复眼透镜、所述聚光透镜和所述棱镜透射入射至所述显示芯片；所述显示芯片输出的投影光线通过所述棱镜反射入射至所述输出镜头。

可选地，所述棱镜包括相互贴合的直角棱镜和钝角棱镜或者所述棱镜为一个直角棱镜。

可选地，所述三色光源设备和所述显示芯片之间依次设置有第一聚光透镜、导光棒、第二聚光透镜以及棱镜组；

所述棱镜组包括直角棱镜和钝角棱镜，所述直角棱镜的斜边表面和所述钝角棱镜的最长边表面相互贴合设置；

所述三色光源设备输出的混合光线依次通过所述第一聚光透镜、所述导光棒、所述第二聚光透镜和所述钝角棱镜，并通过所述钝角棱镜和所述直角棱镜贴合的表面反射至所述显示芯片；所述显示芯片输出的投影光线通过所述直角棱镜和所述钝角棱镜透射出射至所述输出镜头。

本发明所提供的一种三色光源设备，包括：第一红光源部、第二红光源部、蓝光光源部和绿光光源部，以及多个分光滤光片；其中，第一红光源部和第二红光源部输出的为不同波段的红色光束，第一红光源部、蓝光光源部和绿光光源部输出的光线通过各个分光滤光片光斑重叠混合输出。

本申请的三色光源设备中包含有两个输出不同波段红色光线的红色光源部，并且各个不同颜色光源部以及两个红光源部输出的光线之间通过合光片进行合光，在不增大三色光源设备输出的光线的光斑大小的基础上提升了输出光线的亮度，从而在一定程度上提升光源设备在投影显示设备中应用时的显示效果。

本申请中还提供了投影显示设备，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的三色光源设备的光路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的三色光源设备的另一光路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的三色光源设备的另一光路结构示意图；

图4为本发明实施例提供的三色光源设备的另一光路结构示意图；

图5为本发明实施例提供的三色光源设备的另一光路结构示意图；

图6为本发明实施例提供的投影显示设备的光路结构示意图；

图7为本发明实施例提供的投影显示设备的另一光路结构示意图；

图8为本发明实施例提供的投影显示设备的另一光路结构示意图；

图9为本发明实施例提供的投影显示设备的另一光路结构示意图；

图10为本发明实施例提供的投影显示设备的另一光路结构示意图。

具体实施方式

在三色光源设备中，要提升光源输出光线的亮度，最常规的方式是增加同一种颜色光源的发光面积或者数量。增加同一种颜色光源数量往往采用阵列的方式，这种方式尽管可以增大光源的亮度，但同时也增大了光斑即光学扩展量，导致后续光学系统收集难度增大，收集效率下降，最终整个系统的效率并没有增加多少，反而会导致系统的体积和功率增大，成本增加，为此，本申请中提供了一种不增加系统光学扩展量的前提下既能够提升三色光源设备的光源亮度，又能改善画面色彩艳丽程度，即增大色域。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，图1至图5为本申请实施例提供的三色光源设备的五种不同光路结构的示意图，该三色光源设备可以包括：

第一红光源部R、第二红光源部DR、蓝光光源部B和绿光光源部，以及多个分光滤光片；

其中，第一红光源部R和第二红光源部DR输出的为不同波段的红色光束，第一红光源部R、第二红光源部DR蓝光光源部B和绿光光源部输出的光线通过各个分光滤光片光斑重叠混合输出。

本实施例中的三色光源设备中设置了两个红光光源部，且两个红光光源部输出的红色光线的波段范围不同，且通过分光滤光片实现不同波段的光线进行合光。

需要说明的是，对于分光滤光片可以是二向色镜，其合光原理是对需要合并输出的两束光中第一波段的光反射，第二波段的光透射，那么，这两个波段的光传播方向相互垂直，那么将分光滤光片设置在两个波段的光的光路交叉位置处，且两束光均以45度角入射至分光滤光片的两个不同的表面，那么第一波段的光反射且第二波段的光透射之后，两束光线的光路也即可实现空间重合，在不增大光斑(即不增加光源光学扩展量)的基础上实现两束不同波段的光线的合并。

另外，在图1至图5中，相互垂直的两束光线通过分光滤光片合光的光路中，为了更清晰的显示光线转换方向，在图中并未示意出光线重合后光路和光斑重合，但在实际光路中合并后的光路和光斑应当是重合的。

由此，本实施例中的两个红光光源部输出的两个不同波段的红色光线利用分光滤光片就能够实现不增大光斑大小而增大红色光线亮度的合并，与此同时，红色光线、绿色光线以及蓝色光线之间的合光也是通过分光滤光片合光，避免了不同颜色光线之间合光造成光斑增大的问题。

另外，对于三色光源设备而言，往往需要的蓝色光线占比例较小，因此无需设置多个不同波段的蓝光进行合光，而绿光光源本身难以产生窄波段的绿色光线，难以实现两束绿色光线的合光。

为了进一步地增加三色光源设备中绿色光线的输出亮度，本申请中可以将绿光光源部采用波长转换器受激发输出绿色光线。

该绿光光源部可以包括：第一激发光源、第二激发光源BP、波长转换器G以及分光滤光片。

其中该波长转换器G为可进行双面激发的波长转换器，该波长转换器G和第一激发光源贴合设置，使得第一激发光源的激发光可以直接照射至波长转换器G上，为了增大波长转换器G输出绿光的亮度，本实施例中还采用第二激发光源BP输出第二束激发光，该激发光通过分光滤光片反射入射至波长转换器G，波长转换器G输出的绿色光线通过该分光滤光片透射出射，实现激发光和被激发光的分离。

通过双面激发波长转换器，在一定程度上提高波长转换器G的工作效率，进而提升波长转换器G输出的绿色光线的亮度，进而满足三色光源设备输出光线亮度提升的需求。进一步地，为了简化光源设备的结构，该波长转换器可以是直接设置在第一激发光源的芯片表面的波长转换材料层。

本申请中提供的三色光源设备，通过设置不同波段的红色光源部，并利用分光滤光片实现不同波段的光线合并，在不增加光斑大小的基础上，提升三色光源设备的亮度，有利于三色光源设备在投影显示设备中应用时，保证投影显示的效果。

对于第一红光光源部R、第二红光光源部DR、绿光光源部以及蓝光光源部B输出的光线进行合并存在多种不同的光路。下面将以具体实施例进行说明。

在一种可选地实施例中，第一红光源部R和第二红光光源部DR输出的两个不同波段的红色光线相互垂直输出，在两束红色光线的光路交叉位置设置有分光滤光片，该分光滤光片对其中一束波段的红色光线反射，对另一束波段的红色光线透射，进而实现两束红色光线的合并输出，形成合并红色光线。

在两束红色光线合并成一束合并红色光线的基础上；可以再进一步地和绿色光线以及蓝色光线进行合并，合并原理和两束红光的合光原理相同，均是通过在相互垂直的两束光线的交叉位置设置分光滤光片，对其中一束光线反射另一束光线透射，实现光线合并输出。

例如图5所示，合并红色光线可以先和绿色光线通过分光滤光片合并成同一束光线之后再和蓝色光线通过另外一个分光滤光片合并为同一束光线。

在图5中所述的三色光源设备中可以包括：第一激发光源、第二激发光源BP、波长转换器G、蓝光光源部B、第一红光光源部R、第二红光光源部DR、分光滤光片一01、分光滤光片二02、分光滤光片三03；

第二激发光源BP为蓝光激发光，第二激发光源BP输出的蓝光激发光通过分光滤光片一01反射入射至波长转换器G，该波长转换器G受第一激发光源和第二激发光源BP输出的光线激发，输出绿色光线，该绿色光线通过分光滤光片一01透射出射。本实施例中的分光滤光片一01可以是仅仅对绿色光线透射，对其他颜色的光线反射的光线。

对于第一激发光源可以采用绿光激发光源，例如采用绿光LED芯片，该绿光激发光源在激发产生绿色光线的基础上，还能辐射出绿色光线，进一步提升对激发光线的利用率。第二激发光源BP则可以采用蓝色激发光线。

第一红光光源部R和第二红光光源部DR输出的两束不同波段的红色光线，通过分光滤光片二02进行合光输出，该分光滤光片二02仅仅对第一红光光源部DR的光线透射而对第二红光光源部DR的光线反射，进而合并输出红色光线。

因分光滤光片一01仅仅对绿色光线透射，对其他光线反射，由此可以将合并后的红色光线入射至分光滤光片一01，合并红色光线和绿色光线，之后再通过分光滤光片三03与蓝色光线合并输出。

还可以如图1所示，将第一红光源部R和第二红光光源部DR输出的红色光线合并为合并红色光线之后，可以先将绿色光线和蓝色光线先通过分光滤光片合并为同一束合并光线，再通过另一分光滤光片将两束合并光线进行进一步地合并。

在图1所示的三色光源设备中，第二激发光源BP为蓝光激发光，第一激发光源和第二激发光源BP激发波长转换器通过分光滤光片一01输出绿色光线，光路和图5中相同，在此不再赘述。第一红光光源部R和第二红光光源部DR输出的两束不同波段的红色光线，通过分光滤光片二02进行合光输出。因为分光滤光片一01可对蓝色光线反射，因此本实施例中的蓝光光源部B输出的光线可以通过分光滤光片一01和绿色光线合光，提高分光滤光片一01的利用率。而绿色光线和蓝色光线合并后的合并光线与两束红光合并后的光线通过分光滤光片三03合并输出。

还可以如图4所示，将第一红光源部R和第二红光光源部DR输出的红色光线合并为合并红色光线之后，可以先将合并红色光线和蓝色光线通过分光滤光片合并为同一束光线，再通过另一分光滤光片与绿色光线进行合并输出。

图4所示的三色光源设备中第二激发光源BP为蓝光激发光，第一激发光源和第二激发光源BP激发波长转换器G通过分光滤光片一01输出绿色光线，光路和图1、图5中相同；第一红光光源部R和第二红光光源部DR输出的两束不同波段的红色光线，通过分光滤光片二02进行合光输出，光路和图1、图5中相同，对此不再赘述。进一步地，两束不同波段的红色光线合光输出和可通过分光滤光片三03和蓝光光源部输出的蓝色光线合并输出，分光滤光片三03和分光滤光片二02之间形成X镜片机构，该蓝光光源部B输出的蓝色光线和第二红光光源部DR输出的红色光线方向相反且共线。由此可见通过X镜片机构可以实现三个波段的光线合光，且能够减小光路所占空间体积。

在两束红色光线和一束蓝色光线合光之后进一步通过分光滤光片一01和绿色光线合光输出。

当然，在实际应用过程中，第一红光光源部R的光线和第二红光光源部DR的光线也并不一定相互垂直输出。如图2和图3所示，第一红光光源部R和第二红光光源部DR输出光线方向相反且共线，可以通过相互交叉设置的X镜片机构进行合光输出。如前所述，X镜片机构可以实现三个不同波段的光线合光。因此，如图2所示，可以先将蓝色光线和绿色光线通过分光滤光片合光后以垂直于第一红光光源部R的光线和第二红光光源部DR的光线的方向入射至X镜片机构，实现三种颜色的光线合并输出。还可以如图3所示，可以将绿光光源部输出的光线通过该X镜片机构合光输出后再通过另一分光滤光片和蓝光合光输出，进一步地，为了减少分光滤光片的数量。

在图2所示的光源设备中，第二激发光源BP为蓝光激发光，第二激发光源BP输出的蓝光激发光通过分光滤光片一01反射入射至波长转换器G，该波长转换器G受第一激发光源和第二激发光源BP输出的光线激发，输出绿色光线；同时蓝光光源部B输出的蓝色光线垂直于绿色光线的方向入射至分光滤光片一01，实现蓝色光线和绿色光线的合光；第一红光光源部和第二红光光源部通过分光滤光片二02和分光滤光片三03形成的X镜片机构合光，同时蓝色光线和绿色光线入射至该X镜片机构，实现三种颜色的光线合光。

当然，对于分光滤光片二02和分光滤光片三03形成的X镜片机构和分光滤光片一01之间的位置可相对互换，如图2所示，X镜片机构设置在分光滤光片一01的输出光路上，如图3所示，分光滤光片一01设置在X镜片机构输出光路上，光路结构原理相同。

本申请中还进一步地提供了投影显示设备，如图6至图10所示，图6至图10为本申请实施例提供的投影显示设备的五种不同光路结构示意图。该投影显示设备可以包括如上所述的任意一种三色光源设备，设置在三色光源设备的输出光路上的显示芯片以及设置在显示芯片输出光路上的输出镜头；

三色光源设备1向显示芯片2出射红色光线、蓝色光线和绿色光线的混合光线，并在显示芯片2表面反射出射携带有图像信息的投影光线至输出镜头3，投影光线通过输出镜头3输出。

本实施例中三色光源设备1在增大光线光斑的基础上提升光线亮度，进而提高投影显示设备的投影光线的显示效果。

进一步地，在三色光源设备1和显示芯片2之间还设置有复眼透镜4、偏振转换器5、聚光透镜6和PBS；

三色光源设备1输出的混合光线依次通过复眼透镜4、偏振转换器5、聚光透镜6和PBS透射入射至显示芯片2；显示芯片2表面反射的出射的投影光线通过PBS反射入射至输出镜头3。

如图6和图7所示，PBS(偏振分光器)可以是片状结构的FilmPBS

71也可以是立体结构的立体PBS72，对此本申请中不做限定。本实施例中的复眼透镜4可以对三色光源设备1输出的光线进行匀光获得颜色更为均匀更明亮的白光。

本申请还提供了如上所述的任意一种三色光源设备应用于DLP投影显示设备的实施例，如图8和图9所示，在三色光源设备1和显示芯片2之间设置有复眼透镜4、聚光透镜6和棱镜；

三色光源设备1输出的混合光线依次通过复眼透镜4、聚光透镜6和棱镜透射入射至显示芯片2；显示芯片2表面反射的出射的投影光线通过棱镜反射入射至输出镜头3。

本实施例中的棱镜可以仅仅为一个直角棱镜81，还可以包括一个直角棱镜81和一个钝角棱镜82共同拼接形成的棱镜，只要最终能够先对光路透光再对显示芯片2反射出射的光线反射偏转光路方向，使得光线入射至输出镜头3即可。

如前所述，复眼透镜4主要用于对三色光源设备1输出的光线进行匀光，但在实际应用过程中，也并不仅限于采用复眼透镜4匀光。因此，如图10所示，在本申请的另一可选地实施例中，三色光源设备和显示芯片2之间可以依次设置有第一聚光透镜61、导光棒9、第二聚光透镜62以及棱镜组。

棱镜组包括直角棱镜81和钝角棱镜82，直角棱镜81的斜边表面和钝角棱镜82的最长边表面相对设置；

三色光源设备1输出的混合光线依次通过第一聚光透镜61、导光棒9、第二聚光透镜62和钝角棱镜82，并通过钝角棱镜82和直角棱镜81贴合的表面反射至显示芯片2；显示芯片2反射出射的投影光线通过直角棱镜81和钝角棱镜82透射出射至输出镜头3。

本实施例中通过导光棒9实现三色光源设备1输出匀光输出，并通过第二聚光透镜62入射至钝角棱镜82内，在钝角棱镜82和直角棱镜81的交界面反射入射至显示芯片2，显示芯片2反射出射的投影光线再次入射至钝角棱镜82和直角棱镜81并发生透射入射至输出镜头3。

当然也可以通过适当调整两个棱镜的结构和角度，使得入射棱镜组的光线先透射入射至显示芯片2，再将显示芯片2反射出射的投影光线反射偏折入射至输出镜头3，对此本申请中均不做具体限制。

本申请中的投影显示设备可以应用于DLP与LCOS投影机，也可以应用于其他投影系统中，对此本申请不做具体限制。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

Claims (14)

1.一种三色光源设备，其特征在于，包括：第一红光源部、第二红光源部、蓝光光源部和绿光光源部，以及多个分光滤光片；

其中，所述第一红光源部和所述第二红光源部输出的为不同波段的红色光束，所述第一红光源部、所述第二红光源部、所述蓝光光源部和所述绿光光源部输出的光线通过各个所述分光滤光片光斑重叠混合输出。

2.如权利要求1所述的三色光源设备，其特征在于，所述第一红光源部和所述第二红光源部输出光线的方向相互垂直；

在所述第一红光源部和所述第二红光源部的光轴交叉位置设置有第一分光滤光片，用于对所述第一红光源部和所述第二红光源部输出的两束红色光线中一束光线反射一束光线透射，以合并两束所述红色光线输出，获得第一合并光线。

3.如权利要求2所述的三色光源设备，其特征在于，所述绿光光源部和所述蓝光光源部输出光线的方向相互垂直；在所述绿光光源部和所述蓝光光源部的光轴交叉位置设置有第二分光滤光片，用于对所述绿光光源部输出的绿色光线和所述蓝光光源部输出的蓝色光线两束光线中一束光线反射一束光线透射，以将所述绿色光线和所述蓝色光线合并输出，获得第二合并光线；

所述第一合并光线与所述第二合并光线方向相互垂直，且所述第一合并光线和所述第二合并光线相互交叉的位置设置有第三分光滤光片，用于对所述第一合并光线与所述第二合并光线中的一束光线反射另一束光线透射。

4.如权利要求2所述的三色光源设备，其特征在于，所述第一合并光线的方向和所述绿光光源部输出的绿色光线的方向相互垂直，所述第一合并光线和所述绿色光线交叉位置设置有第二分光滤光片，用于将所述第一合并光线和所述绿色光线合并输出；

还包括设置在所述蓝光光源部的输出蓝色光线的光路上的第三分光滤光片，用于将所述蓝色光线与所述绿色光线以及所述第一合并光线合并输出。

5.如权利要求2所述的三色光源设备，其特征在于，包括设置在所述蓝光光源部的输出蓝色光线的光路上的第二分光滤光片，且所述第二分光滤光片和所述第一分光滤光片交叉设置形成X镜片结构；所述第二分光滤光片对所述蓝色光线反射，对两束所述红色光线透射；所述X镜片结构将所述蓝色光线和两束所述红色光线合并输出，获得第二合并光线；

还包括设置在所述第二合并光线输出光路和所述绿光光源部输出的绿色光线的光路上的第三分光滤光片。

6.如权利要求1所述的三色光源设备，其特征在于，所述第一红光源部和所述第二红光源部输出的两束红色光线的方向相反，且光路位于同一直线上；

所述第一红光源部和所述第二红光源部之间设置有由第一分光滤光片和第二分光滤光片形成的X镜片机构；所述第一分光滤光片用于反射所述第一红光源部的输出光线，所述第二分光滤光片用于反射所述第二红光源部的输出光线，使得所述第一红光源部和所述第二红光源部的光线通过所述X镜片机构合并输出，获得第一合并光线；

所述绿光光源部和所述蓝光光源部输出光线的方向相互垂直；在所述绿光光源部和所述蓝光光源部的光轴交叉位置设置有第三分光滤光片，用于对所述绿光光源部和所述蓝光光源部输出的绿色光线和蓝色光线两束光线中一束光线反射一束光线透射，以将所述绿色光线和所述蓝色光线合并输出，获得第二合并光线；

所述第一合并光线和所述第二合并光线的方向相同，所述X镜片机构位于所述第三分光滤光片的输出光路上，或者所述第三分光滤光片位于所述X镜片机构的输出光路上。

7.如权利要求1至6任一项所述的三色光源设备，其特征在于，所述绿光光源部包括第一激发光源、第二激发光源、波长转换器以及第四分光滤光片；

所述第一激发光源和所述波长转换器贴合设置，所述第四分光滤光片设置在所述第二激发光源的输出光路上，所述第二激发光源输出的激发光入射至所述波长转换器背离所述第一激发光源的表面；

所述波长转换器分别受所述第一激发光源和所述第二激发光源激发产生绿色激发光并通过所述第四分光滤光片透射出射。

8.如权利要求7所述的三色光源设备，其特征在于，所述波长转换器为设置在所述第一激发光源的芯片表面的波长转换材料层。

9.一种投影显示设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的三色光源设备、设置在所述三色光源设备的输出光路上的显示芯片以及设置在所述显示芯片输出光路上的输出镜头；

所述三色光源设备向所述显示芯片出射红色光线、蓝色光线和绿色光线的混合光线，并在所述显示芯片表面反射出携带有图像信息的投影光线至所述输出镜头，所述投影光线通过所述输出镜头输出。

10.如权利要求9所述的投影显示设备，其特征在于，所述三色光源设备和所述显示芯片之间设置有复眼透镜、偏振转换器、聚光透镜和PBS；

所述三色光源设备输出的混合光线依次通过所述复眼透镜、所述聚光透镜和所述PBS透射入射至所述显示芯片；所述显示芯片输出的投影光线通过所述PBS反射入射至所述输出镜头。

11.如权利要求10所述的投影显示设备，其特征在于，所述PBS为立体PBS或者FilmPBS。

12.如权利要求9所述的投影显示设备，其特征在于，所述三色光源设备和所述显示芯片之间设置有复眼透镜、聚光透镜、棱镜；

所述三色光源设备输出的混合光线依次通过所述复眼透镜、所述聚光透镜和所述棱镜透射入射至所述显示芯片；所述显示芯片输出的投影光线通过所述棱镜反射入射至所述输出镜头。

13.如权利要求12所述的投影显示设备，其特征在于，所述棱镜包括直角棱镜和钝角棱镜；或者所述棱镜为一个直角棱镜。

14.如权利要求9所述的投影显示设备，其特征在于，所述三色光源设备和所述显示芯片之间依次设置有第一聚光透镜、导光棒、第二聚光透镜以及棱镜组；

所述棱镜组包括直角棱镜和钝角棱镜，所述直角棱镜的斜边表面和所述钝角棱镜的最长边表面相互贴合设置；

所述三色光源设备输出的混合光线依次通过所述第一聚光透镜、所述导光棒、所述第二聚光透镜和所述钝角棱镜，并通过所述钝角棱镜和所述直角棱镜贴合的表面反射至所述显示芯片；所述显示芯片输出的投影光线通过所述直角棱镜和所述钝角棱镜透射出射至所述输出镜头。

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