在具有将来自光源装置的光束分割成多条光束的分离装置和将分割了的光束重叠于图像显示元件进行照明的重叠装置的照明光学系统中，分离装置具有在与光轴平行的第1断面中，分割来自光源装置的光束并使用分割了的光束在第1光源像区域内形成多个第1光源像的第1光束分离装置；和在与光轴平行且与第1断面垂直的第2断面中，分割来自光源装置的光束并使用分割了的光束在第2光源像区域内形成多个第2光源像的第2光束分离装置，其中，在第2光束分离装置的光源装置侧配置有缩小入射光束的宽度后出射的压缩光学系统，压缩光学系统从光源装置侧到图像显示元件侧依次包含正光焦度的光学元件和具有负的光焦度的光学元件，具有负光焦度的光学元件的该图像显示元件侧的面为凹状。