本发明提供了一种具有可合成从紧凑光源发射的光束的改进的彩色合成棱镜的发光单元和使用该发光单元的投影型图像显示设备。该发光单元包括：第一、第二和第三光源单元，分别用于发射不同波段的第一、第二和第三光束；第一三棱镜，包括第一光束经其入射的第一入射面、透射或反射入射光的第一出射/反射面、以及第一和第二光束入射到其上的第二入射面；第二三棱镜，包括第三光束经其入射的第三入射面、透射或反射入射光的第二出射/反射面以及允许第一、第二和第三光束经其入射的第四入射面；第一彩色滤光器，形成于第二入射面上，用于反射第一光束并透射第二光束；和第二彩色滤光器，形成于第四入射面上，用于反射第三光束并透射第一和第二光束。