"光源から光が入射する導光体であって、第1の面と該第1の面に対向する第2の面とを有する導光体と、前記導光体の前記第1の面に設けられ、前記導光体から入射した光のうち、偏光方向が前記第1の面内の第1の方向と直交する特定の偏光成分により表面プラズモンを励起する表面プラズモン励起手段と、前記導光体の前記第1の面に、前記表面プラズモン励起手段を介して設けられた金属層と、該金属層の、前記導光体に対向する面とは反対側の面に設けられたカバー層と、を含み、前記特定の偏光成分によって前記表面プラズモン励起手段で励起された表面プラズモンに応じて前記金属層と前記カバー層との界面で発生する表面プラズモンから、前記特定の偏光成分と同じ偏光成分を有する光を生じさせる光発生手段と、前記導光体内に設けられ、前記導光体内を伝搬する光の偏光方向を変換する位相変調層と、を有し、前記表面プラズモン励起手段は、前記導光体と前記金属層との界面に形成された複数の凸部であり、該複数の凸部は、それぞれが前記第1の方向に延び、該第1の方向と前記第1の面内で直交する第2の方向に沿って周期的に配列されている、光学素子。前記光発生手段が、前記カバー層と前記金属層との界面に、前記表面プラズモン励起手段と同一の構造を有し、前記カバー層が、前記導光体の誘電率と同じ誘電率を有する、請求項1に記載の光学素子。前記光発生手段が、前記カバー層と前記金属層との界面に挿入され、前記カバー層の屈折率よりも小さい屈折率を有する低屈折率層を含む、請求項1に記載の光学素子。前記カバー層が、前記導光体の屈折率よりも小さい屈折率を有し、前記金属層が、前記カバー層の膜厚よりも小さい膜厚を有する、請求項1に記載の光学素子。前記金属層がAgを含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の光学素子。前記表面プラズモン励起手段が、赤色光の前記特定の偏光成分により表面プラズモンを励起し、前記複数の凸部の前記第2の方向の周期が、0.2μm~4.2μmの範囲にある、請求項5に記載の光学素子。前記表面プラズモン励起手段が、緑色光の前記特定の偏光成分により表面プラズモンを励起し、前記複数の凸部の前記第2の方向の周期が、0.2μm~3.5μmの範囲にある、請求項5に記載の光学素子。前記表面プラズモン励起手段が、青色光の前記特定の偏光成分により表面プラズモンを励起し、前記複数の凸部の前記第2の方向の周期が、0.15μm~3.0μmの範囲にある、請求項5に記載の光学素子。前記金属層がAuまたはAlを含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の光学素子。前記表面プラズモン励起手段の前記凸部は、前記第1の方向と直交する断面において、前記凸部の頂点を通り前記第2の方向と直交する線に対して対称である、請求項1から9のいずれか1項に記載の光学素子。前記表面プラズモン励起手段の前記凸部は、前記第1の方向と直交する断面が矩形状である、請求項10に記載の光学素子前記表面プラズモン励起手段の前記凸部は、前記第1の方向と直交する断面が階段状である、請求項10に記載の光学素子前記表面プラズモン励起手段の前記凸部は、前記第1の方向と直交する断面が正弦波状である、請求項10に記載の光学素子前記表面プラズモン励起手段の前記凸部は、前記第1の方向と直交する断面が二等辺三角形である、請求項10に記載の光学素子前記カバー層内を伝播する光を前記所定の方向に回折して出射する回折手段を有する、請求項1から14のいずれか1項に記載の光学素子。前記回折手段が、前記カバー層の出射面に形成された複数の構造体であって、前記各構造体が前記第1の方向に延び、前記第2の方向に沿って周期的に配列された複数の構造体である、請求項15に記載の光学素子。前記回折手段が、ホログラムである、請求項15に記載の光学素子。前記表面プラズモン励起手段の前記凸部は、前記第1の方向と直交する断面において、前記凸部の頂点を通り前記第2の方向と直交する線に対して非対称である、請求項1から9のいずれか1項に記載の光学素子。前記表面プラズモン励起手段の前記凸部は、前記第1の方向と直交する断面が鋸歯状である、請求項18に記載の光学素子。前記表面プラズモン励起手段の前記凸部は、前記第1の方向と直交する断面が階段状である、請求項18に記載の光学素子。前記導光体の前記第2の面が、前記第1の面に対して傾斜している、請求項1から20のいずれか1項に記載の光学素子。前記導光体の前記第2の面は、前記第1の方向と直交する断面が、鋸歯状である、請求項1から20のいずれか1項に記載の光学素子前記導光体の前記第2の面に設けられた反射層を有する、請求項1から22のいずれか1項に記載の光学素子。前記反射層が、入射した光を拡散反射する拡散体を含む、請求項23に記載の光学素子。前記位相変調層が、前記導光体と前記反射層との間に挿入されている、請求項23から24のいずれか1項に記載の光学素子。前記導光体の、前記第1の面と前記第2の面とを除く他の面を覆うように設けられ、前記導光体に光を入射するための入射口を有する反射手段をさらに有する、請求項23から25のいずれか1項に記載の光学素子。前記位相変調層が、透過した光に位相差を付与する位相差板である、請求項1から26のいずれか1項に記載の光学素子。請求項1から27のいずれか1項に記載の光学素子と、前記導光体の外周部に配置された前記光源と、を備えた光源装置。前記光源が固体光源である、請求項28に記載の光源装置。請求項28または29に記載の光源装置と、画像信号に応じて前記光源装置から出射される光を変調する光変調素子と、該光変調素子によって変調された光を投射する投射光学系と、を備えた投射型表示装置。光源からの光が導光板の一側面から入射する場合、導光板の上面または下面に平行な面をxy平面とすると、その一部は、例えばx方向に伝搬する。しかしながら、上述の平面照明装置では、光源から投射された光の利用効率の向上のために、導光板内で角度変換を伴う光の多重反射を行っていることから、一部の光はx方向以外の伝搬成分を持つ。そのような光によっても表面プラズモンは励起されるため、表面プラズモンの励起条件を満たす入射角度は、zx平面内だけでなく、偏光分離膜と直交するz軸の回りに無数に存在することになる。これにより、上述の偏光分離膜を透過する光は2次元的な広がりを持ち、結果的に、エテンデューが増大してしまい、光の利用効率を向上させることはできなくなる。また、導光体内を多重反射する光の伝搬方向がzx平面に平行で、偏光分離膜に対して所定の入射角度で入射する場合は、それにより励起される表面プラズモンの伝搬方向はx方向に平行であり、したがって、上述の偏光分離膜を透過する光は、偏光方向がy方向に垂直な直線偏光となる。しかしながら、多重反射によって光がzx平面以外、例えばyz平面に平行で、偏光分離膜に対して所定の入射角度で入射する場合、表面プラズモンはy方向にも励起される。そのため、上述の偏光分離膜は、y方向に平行な偏光成分も透過させることになり、出射光が直線偏光とならないため、好ましくない。そこで、本発明は、エテンデューを増大させることなく、光源からのランダム偏光を特定の偏光状態の光に変換して出射することができる光学素子を提供することを目的とする。上述した目的を達成するために、本発明の光学素子は、光源から光が入射する導光体であって、第1の面と第1の面に対向する第2の面とを有する導光体と、導光体の第1の面に設けられ、導光体から入射した光のうち、偏光方向が第1の面内の第1の方向と直交する特定の偏光成分により表面プラズモンを励起する表面プラズモン励起手段と、導光体の第1の面に、表面プラズモン励起手段を介して設けられた金属層と、金属層の、導光体に対向する面とは反対側の面に設けられたカバー層と、を含み、特定の偏光成分によって表面プラズモン励起手段で励起された表面プラズモンに応じて金属層とカバー層との界面で発生する表面プラズモンから、特定の偏光成分と同じ偏光成分を有する光を生じさせる光発生手段と、導光体内に設けられ、導光体内を伝搬する光の偏光方向を変換する位相変調層と、を有し、表面プラズモン励起手段は、導光体と金属層との界面に形成された複数の凸部であり、複数の凸部は、それぞれが第1の方向に延び、第1の方向と第1の面内で直交する第2の方向に沿って周期的に配列されている。以上、本発明によれば、エテンデューを増大させることなく、光源からのランダム偏光を特定の方向の直線偏光の光に変換して出射することができる光学素子を提供することができる。以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。[第1の実施形態]図1Aおよび図1Bに、本発明の第1の実施形態における光学素子を概略的に示す。図1Aは、本実施形態の光学素子の概略斜視図である。図1Bは、本実施形態の光学素子の概略断面図であって、導光体内部で多重反射しながら伝播する光の伝搬する面での断面を示している。以下の説明では、図1Aおよび図1Bに示すように、導光体の上面、すなわち光学素子の光の出射面に平行な面をxy平面とし、出射面と直交する方向をz方向とする。同様に、入射面をzx平面とし、偏光方向がy方向に平行な直線偏光をTE偏光とし、偏光方向がy方向に垂直な直線偏光をTM偏光とする。また、実際の光学素子では、個々の層の厚さが非常に薄く、またそれぞれ層の厚さの違いが大きいので、各層を正確なスケール、比率で図示することは困難である。このため、図面では、各層が実際の比率通りには描かれておらず、模式的に示されていることに留意されたい。本実施形態の光学素子10は、LED光源1から光が入射する導光体11を有しており、この導光体11の上面第1の面には、導光体11から入射した光のうち、TM偏光を所定の方向に出射する手段が設けられている。この手段は、金属層12、カバー層13、第1の回折格子14、第2の回折格子15および回折手段16によって構成されている。導光体11の下面第2の面側には、透過した光に位相差を生じさせることで、光の偏光方向を変換する位相差板位相変調層としてのλ/4板17と、入射した光を拡散反射する拡散体を含む拡散反射層18と、が設けられている。本実施形態では、λ/4板17は、導光体11の下面側に設けられているが、導光体11内を伝搬する光の偏光方向を変換することができればよく、導光体11の上面側や中央部分に設けられていてもよい。導光体11は、ガラスからなる平板状の部材であり、外周部に配置された固体光源であるLED光源1から入射した光が内部を伝搬するようになっている。導光体11の材質は、ガラスに限定されず、ポリメタクリル酸メチル樹脂PMMAといったアクリル樹脂などでもよい。また、図1Aおよび図1Bに示す実施形態では、光学素子1は、LED光源1に対して離れた位置に設置されているが、LED光源1と導光体11とが接触するように設置されていてもよい。あるいは、外部に設けられたLED光源からロッドインテグレータなどの導光手段によってLED光が導光体11に入射するように構成されていてもよい。さらに、図1Aおよび図1Bに示す実施形態では、光源1からのLED光が導光体11に対して平行に入射するようになっているが、LED光は導光体11に対して傾斜して入射するようになっていてもよい。導光体11の上面には、Agからなる金属層12と、導光体11と同じ誘電率を有するガラスからなるカバー層13と、が設けられている。金属層12と導光体11との界面には、y方向第1の方向に延びる凸部14aがx方向第2の方向に周期的に複数配列されて構成された第1の回折格子14が形成されている。この第1の回折格子14は、導光体11内を伝搬するランダム偏光のうち、金属層12へ所定の入射角度で入射する光により表面プラズモンを励起する表面プラズモン励起手段として機能する。これについては、後述する。金属層12とカバー層13との界面には、第1の回折格子14と同一構造を有する第2の回折格子15が形成されている。すなわち、第2の回折格子15の凸部15aは、第1の回折格子14の凸部14aと同じ形状を有し、第1の回折格子14における凸部14aの周期と同一周期で、x方向に複数配列されている。この第2の回折格子15を含む、金属層12とカバー層13とは、第1の回折格子14で発生した表面プラズモンから光を生じさせる光発生手段として機能する。これについても、後述する。光学素子10の出射面には、回折手段16が形成されている。回折手段16はカバー層13の上面に形成され、上述の光発生手段から出射する光、すなわちカバー層13から空気の層へ出射する光を所定の方向に回折している。回折手段16は、第1および第2の回折格子14,15と同様に、x方向に周期的に配列された複数の構造体から構成されており、各構造体は、y方向に延びるように形成されている。次に、本実施形態の表面プラズモン励起手段である第1の回折格子14が光から表面プラズモンを励起し、光発生手段である金属層12、カバー層13、第2の回折格子15が表面プラズモンから光を生じさせる原理について説明する。表面プラズモンは、誘電体と金属との界面を伝搬する電子の疎密波であり、その波数と角周波数の分散関係は、誘電体および金属の誘電率から決定される。この表面プラズモンの分散関係が誘電体中の光の分散関係と一致するとき、すなわち、誘電体中の光の波数が表面プラズモンの波数と等しくなるとき、光によって表面プラズモンが励起される。しかしながら、通常は、誘電体および金属の界面が平坦な場合においては、表面プラズモンの分散関係と誘電体中の光の分散関係とは一致しない。そのため、光を誘電体から単に金属に入射しただけでは表面プラズモンは励起されない。金属に入射した光から表面プラズモンを励起するには、光の分散関係を変化させて、表面プラズモンの分散関係と誘電体中の光の分散関係とが一致するようにすることが必要となる。光の分散関係を変化させる1つの方法が、本実施形態のような、誘電体と金属との界面に回折格子グレーティングを設けることである。グレーティング結合法と呼ばれるこの方法によれば、グレーティングに所定の入射角度で光を入射することで、グレーティングによって回折された光の波数と表面プラズモンの波数とが一致し、誘電体と金属との界面に表面プラズモンが励起されることになる。ところで、上述のように、表面プラズモンは疎密波であるため、ある特定の方向に伝搬する表面プラズモンを励起する入射光は、その方向に平行な電界成分を有する直線偏光である必要がある。上述のグレーティング結合法によれば、グレーティングの配列方向グレーティングベクトルに平行な方向において、光の分散関係はグレーティングによって変化を受ける。したがって、表面プラズモンの励起に寄与するのは、グレーティングベクトルに平行な電界成分を有する直線偏光である。その結果、本実施形態のように、導光体11と金属層12との界面に、それぞれがy方向に延び、x方向に周期的に配列された複数の凸部14aからなるグレーティングを構成することで、上記界面に表面プラズモンを励起できる入射光を、x方向に電界成分を有し、グレーティングに対して所定の入射角度である直線偏光に制限することが可能となる。このように第1の回折格子14で光から表面プラズモンが励起されると、第2の回折格子15では、第1の回折格子14で表面プラズモンが励起されたのと全く逆の過程が発生する。これは、導光体11とカバー層13とが同じ誘電率を有していることで、上述した表面プラズモンの分散関係が、第1の回折格子14と第2の回折格子15とで等しくなるためである。また、金属層12を100nm程度以下に充分薄くすることで、金属層12の両端で表面プラズモンのエネルギーの授受が行われる。第2の回折格子15では、第1の回折格子14で励起された表面プラズモンと同じ表面プラズモンが発生し、その表面プラズモンから光が生成されて出射されることになる。こうして出射される光は、第1の回折格子14で表面プラズモンを励起した光と同一の光、すなわちTM偏光であり、出射角度も入射角度と同一である。このように、本実施形態では、第1の回折格子14と第2の回折格子15とを光学的に同じ構成とすることで、第1の回折格子14に入射したTM偏光を第2の回折格子15から出射することが可能となる。本実施形態の第1の回折格子14によれば、x方向以外の伝搬成分を有する光が入射した場合でも、zx平面に射影した入射角度が表面プラズモンの励起条件を満たす角度であれば、x方向に平行な偏光成分によって表面プラズモンが励起可能となる。この場合にも、表面プラズモンの伝搬方向はx方向に制限されるため、表面プラズモンから光発生手段により生成されて出射する光は、x方向に電界成分を有する直線偏光、すなわちTM偏光となる。次に、図1Bを参照して、本実施形態の光学素子10がLED光源1からのランダム偏光をTM偏光に変換して出射する動作について説明する。表面プラズモンの励起に関するzx平面内での以下の説明は、上述したように、zx平面に垂直な伝搬成分を有する光であっても、zx平面に射影した成分に対して適用可能であることに留意されたい。導光体11の一側面に設けられたLED光源1からのランダム偏光は、導光体11内に入射され、導光体11内部を伝搬する。導光体11内部を伝搬するランダム偏光のうち、表面プラズモンの励起条件を満たす角度θ1で金属層12に入射するTM偏光が、第1の回折格子14を介して表面プラズモンを励起する図中矢印A参照。このとき、第2の回折格子15では、同じ表面プラズモンが発生し図中矢印B参照、それから光が生成される。このとき生じる光は、導光体11と金属層12との界面で表面プラズモンを励起した光と同一のTM偏光であり、入射角度と同じ角度θ1で出射される図中矢印C参照。一方、上述の励起条件を満たさない光、つまりTE偏光や、例えば角度θ1よりも大きな入射角度θ2で金属層12に入射するTM偏光は、第1の回折格子14では単に反射あるいは回折されるだけで、表面プラズモンを励起しない。このようなTE偏光やTM偏光は、金属層12と拡散反射層18との間で反射を繰り返すことで、λ/4板17による偏光変換や拡散反射層18による角度変換が行われる。そして、角度θ1で金属層に入射するTM偏光になったときに、表面プラズモンを介して光学素子から出射される。表面プラズモンを励起するTM偏光としては、zx平面内で多重反射しながらx方向に伝搬して入射角度θ1で金属層12に入射する場合と、zx平面内で多重反射しながら-x方向に伝搬して入射角度-θ1で入射する場合との2つの場合がある。そのため、金属層12を透過してカバー層13に到達するTM偏光もそれぞれ異なる出射方向となる図中矢印C,C’参照。この出射方向の異なる光は、カバー層13の出射面に形成された回折手段16によって回折されて、所定の方向本実施形態では出射面に垂直な方向、図中矢印D,D’参照に出射されることになる。本実施形態の回折手段16は、第1および第2の回折格子14,15と同一構造を有しているが、これは、上述したように、第2の回折格子15から2つの出射角度θ1,-θ1で出射する光を所定の方向に回折するためである。そのため、本実施形態の回折手段は、y方向に延びた構造体がx方向に周期的に配列されていれば、第1および第2の回折格子と同一構造を有している必要はない。構造体の形状や構造体間の間隔は、回折手段への入射角度や所望する出射角度に応じて適宜変更可能である。また、本実施形態では、位相差板として、単一のλ/4板が設けられているが、他の種類の位相差板が複数組み合わせて設けられていてもよい。光によって表面プラズモンを励起するグレーティングにおいて、光の分散関係を変化させるパラメータは格子定数ピッチである。そのため、グレーティングの構成は、図1Aおよび図1Bに示す構成に限定されない。したがって、本実施形態の第1の回折格子14を構成する凸部の断面形状は、さまざまに変更可能である。図2Aから図2Dは、本実施形態の第1の回折格子のいくつかの変形例を示す断面図であり、y方向と直交する方向での断面形状を示している。図2Aに示す矩形の断面形状は、図1Bに示す光学素子10に形成されている回折格子14,15の断面を示したものである。これ以外の可能な断面形状としては、階段形状図2B参照、正弦波形状図2C参照や二等辺三角形図2D参照などが挙げられる。図2Bに示す階段状の断面では、そのステップ数を増やすことで一次回折の回折効率を向上させることができる。例えば4段のステップの場合、その回折効率は81となる。したがって、効率の観点からは、導光体11と金属層12との界面に設ける回折格子としては、その断面形状が正弦波状であることが最も好ましい。次に、図3Aおよび図3Bを参照しながら、光学素子の光の利用効率が最大になるとともに、1次回折によってのみ表面プラズモンを励起することができる、グレーティングの最適なピッチを設定するための計算結果について説明する。上述のように、表面プラズモンの分散関係は、誘電体と金属との誘電率によって決定される。そのため、表面プラズモンを励起するグレーティングの条件や、そのときの光の入射角度は、特に選択する金属の材料によって大きく変化する。したがって、ここでは、誘電体としてはガラスを用い、金属としてはAgを用いた場合の計算結果について説明する。Agは、赤色光、緑色光、および青色光の周波数帯域よりもプラズマ周波数が高く、表面プラズモンの励起条件を満たす以外の光を高効率で反射することから光利用効率を高くできる金属である。計算は、zx平面でのグレーティング結合法に基づいて行った。すなわち、図1Bに示す第1の回折格子14に対して、凸部14a間の間隔、すなわち第1の回折格子14の格子定数ピッチを変化させたときの、導光体11と金属層12との界面における、x方向に平行な表面プラズモンと光の分散関係を計算した。この場合、金属層12Agの誘電率は、Drude-Lorentzモデルに従うとした。図3Aは、第1の回折格子14の格子定数をL=0.2μmとしたときの、表面プラズモンおよび光の分散関係の計算結果である。横軸は波数で、縦軸は角周波数である。また、図には、赤色光波長λ=630nm、緑色光λ=530nm、青色光λ=450nmに対応する角周波数をそれぞれ示している。図3Aおよび図3Bの陰影部分は、導光体内をx方向に伝搬する光が金属層に0°<θ1<90°の入射角度で入射するときの、光の分散関係の取り得る範囲を示している。これに対して、実線太線は、1次回折によって励起される表面プラズモンの分散関係を示している。したがって、この実線と陰影部分とが交わる領域があれば、その領域に相当するエネルギーの光によって、1次回折で表面プラズモンが励起可能ということになる。図3Aでは、表面プラズモンの分散関係を示す実線が、赤色光λ=630nm、緑色光λ=530nm、および青色光λ=460nmの領域で、陰影部分と交わっている。このことは、グレーティングのピッチがL=0.2μmの場合には、赤色光、緑色光、および青色光のすべての入射光の1次回折で表面プラズモンを励起できることを意味している。図3Bは、第1の回折格子14の格子定数をL=0.15μmとしたときの、表面プラズモンおよび光の分散関係の計算結果である。この場合、1次回折によって励起される表面プラズモンの分散関係は、青色光の領域でのみ陰影部分と交わることになる。したがって、L=0.15μmのグレーティングでは、青色光のみが1次回折で表面プラズモンを励起できる。したがって、上記の条件の場合、グレーティングのピッチをそれぞれ、赤色光および緑色光では0.2μm以上、青色光では0.15μm以上にすることで、1次回折を利用して、光で表面プラズモンを励起することができる。一方、グレーティングのピッチを大きくしていくと、2次以上の回折でも表面プラズモンが励起されるようになり、さらに大きくしていくと、2次以上の回折によってのみ表面プラズモンが励起され、1次回折では表面プラズモンを励起できなくなる。したがって、グレーティングのピッチは、1次回折で表面プラズモンが励起される範囲、すなわち、入射光が赤色光では0.2μm≦L≦4.2μm、緑色光では0.2μm≦L≦3.5μm、青色光では0.15μm≦L≦3.0μmの範囲にあることが好ましい。さらには、グレーティングのピッチは、1次回折のみで表面プラズモンが励起される範囲、すなわち、入射光が赤色光では0.2μm≦L≦4.2μm、緑色光では0.2μm≦L≦3.5μm、青色光では0.15μm≦L≦3.0μmの範囲にあることがより好ましい。これは、2次以上の回折によって表面プラズモンが励起されると、表面プラズモンが複数のモードをもち、金属層の出射面側においても表面プラズモンのモードに応じて複数の方向へ発生する光が生じてしまうためである。つまり、そのような光学素子をプロジェクタの光学系に組み込んだ場合、放射角が広くなり、光の利用効率が低下するためである。したがって、2次以上の回折による励起を含む場合には、グレーティングの形状を正弦波状に近づけることで、1次回折の回折効率を100とし、2次以上の回折の回折効率を0とすることが必要となる。グレーティングのピッチLと表面プラズモンを励起する光の入射角度θ1との関係は、赤色光ではL=0.35μmのときθ1=6°、緑色光ではL=0.3μmのときθ1=4°、青色光ではL=0.25μmのときθ1=7°となる。金属としては例えばAlやAuも用いることもできるが、その場合、1次回折で表面プラズモンを励起できる範囲は、以下の通りである。すなわち、Alの場合、入射光が赤色光では0.25μm≦L≦0.4μm、緑色光では0.2μm≦L≦0.3μm、青色光では0.2μm≦L≦0.3μmであり、Auの場合、入射光が赤色光では0.2μm≦L≦0.35μm、緑色光では0.2μm≦L≦0.3μm、青色光では0.15μm≦L≦0.25μmである。次に、図4を参照しながら、本実施形態の光学素子を備えた投射型表示装置LEDプロジェクタについて説明する。図4は、本実施形態のLEDプロジェクタにおける光学系の構成を概略的に示す配置図である。本実施形態のLEDプロジェクタ100は、それぞれ赤色光R、緑色光G、および青色光Bの光源装置を有し、各光源装置は、LED光源101R,101G,101Bと、本実施形態の光学素子10R,10G,10Bと、を備えている。また、LEDプロジェクタ100は、光学素子10R,10G,10Bから出射した各色光を画像情報に応じて変調する液晶パネル光変調素子102R,102G,102Bを有している。液晶パネル102R,102G,102Bの出射側には、液晶パネル102R,102G,102Bによって変調された各色光を合成して射出するクロスダイクロイックプリズム103が設けられている。クロスダイクロイックプリズム103で合成された光は、投射光学系104によってスクリーン105へと投射される。本実施形態の光学素子10R,10G,10Bを備えたLEDプロジェクタ100によれば、LED光源101R,101G,101Bからのランダム偏光を、高指向性のTM偏光に変換して、各液晶パネル102R,102G,102Bに入射することが可能となる。これにより、光学系における光利用効率を高め、高輝度化なLEDプロジェクタを実現することが可能となる。本実施形態では、導光体11内を多重反射する光の角度を変換するために拡散反射層18を用いているが、拡散反射層18を用いずに、導光体11の下面を上面に対して平行でなく傾斜させてもよい。あるいは、導光体11の下面側の形状を、第1の回折格子のグレーティングベクトルに沿った方向に周期的な鋸歯形状としてもよい。[第2の実施形態]図5は、本発明の第2の実施形態における光学素子を概略的に示す斜視図である。本実施形態の光学素子20は、第1の実施形態の光学素子10に対して、光発生手段の構成を変更した変形例である。光発生手段としての機能は、第1の実施形態と同様であるが、光発生手段が、金属層22およびカバー層23と、これらの界面に挿入された低屈折率層29とから構成されている点で、第1の実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態では、金属層22とカバー層23との界面に、第1の実施形態の第2の回折格子15の代わりに、カバー層23の屈折率よりも小さい屈折率を有する低屈折率層29が設けられている。これ以外の構成については、第1の実施形態と同様である。本実施形態を含め、以下に示す各実施形態において、第1の実施形態と同じ部材については各図面に同じ符号を付し、説明は省略する。本実施形態の、金属層22、カバー層23、低屈折率層29からなる光発生手段では、いわゆるオット光学配置が実現されており、表面プラズモンと光とを結合させて、表面プラズモンから光を生じさせる方法として、全反射減衰ATR法が用いられている。ATR法によれば、誘電体と低屈折率層との界面で光が全反射するときに、その界面にはエバネッセント光が発生し、このエバネッセント光によって、低屈折率層と金属との界面に表面プラズモンが励起される。したがって、本実施形態では、第1の回折格子14で表面プラズモンが励起されると、金属層22と低屈折率層29との界面に同じ表面プラズモンが誘起される。その表面プラズモンから、低屈折率層29とカバー層23との界面に発生するエバネッセント光を介して、光が生成され、カバー層23へと放射されることになる。[第3の実施形態]図6は、本発明の第3の実施形態における光学素子を概略的に示す斜視図である。本実施形態は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態に対して、光発生手段の構成を変更した変形例であり、金属層32およびカバー層33の構成が上述の実施形態とは異なっている。本実施形態の光学素子30では、カバー層33が、導光体11の屈折率よりも小さい屈折率を有するとともに、金属層32が、カバー層33の膜厚よりも極めて小さい膜厚を有している。このようにして構成される、金属層32、カバー層33からなる光発生手段は、いわゆるクレッチマン光学配置を実現しており、第2の実施形態と同様に、ATR法を利用して、表面プラズモンから光を生じさせている。すなわち、第1の回折格子14での表面プラズモンと結合して、金属層32とカバー層33との界面に誘起された表面プラズモンから、その界面に発生するエバネッセント光を介して、光が生成される。[第4の実施形態]次に、図7から図9を参照して、本発明の第4の実施形態における光学素子について説明する。本実施形態は、上述の実施形態に対して、カバー層の出射側の構成を変更した変形例である。ここでは、本実施形態を第1の実施形態に対する変形例として説明するが、本実施形態は、第2および第3の実施形態に対しても適用可能である。図7は、本実施形態における光学素子を概略的に示す斜視図である。図8は、本実施形態の光学素子に対するLED光源の設置例を概略的に示す配置図である。図9は、本実施形態の光学素子を備えたLEDプロジェクタの光学系の構成例を概略的に示す斜視図である。本実施形態の光学素子40では、第1の実施形態の、複数の構造体からなる回折手段16の代わりに、多重ホログラムを含む回折手段46がカバー層43の出射面側に設置されている。この多重ホログラムは、赤色光、青色光、および緑色光に対応する多数のホログラムが積層されて構成されている。これにより、図8に示すように、一つの光学素子40に対して、その周囲に異なる色光のLED光源41R,41G,41Bを多数配置することも可能となる。また、本実施形態の光学素子40を用いることで、図9に示すように、複数のLED光源201R,201G,201Bに対して、それぞれ1つの光学素子40および液晶パネル202を備えたLEDプロジェクタ200を構成することができる。このLEDプロジェクタ200は、図4に示す第1の実施形態のLEDプロジェクタ100と比べて、クロスダイクロイックプリズムを設ける必要がないため、さらなる小型化を実現することが可能となる。本実施形態のLEDプロジェクタ200では、液晶パネル202の代わりに、反射型のデジタルミラーデバイスなどを用いることも可能である。[第5の実施形態]図10Aおよび図10Bは、本発明の第5の実施形態における光学素子を概略的に示す図である。図10Aが、本実施形態の光学素子の概略斜視図であり、図10Bが、本実施形態の光学素子を光源方向から見た概略平面図である。本実施形態は、上述の実施形態の光学素子に対して、上面および下面を除いた側面を覆うように拡散反射手段を追加して設けた変形例である。この拡散反射手段は、上述したすべての実施形態に適用可能である。図10Aおよび図10Bには、複数の構造体からなる回折手段を備えた第1の実施形態の光学素子10に対して適用した構成例を示している。本実施形態の拡散反射手段55には、LED光源1に対向する位置に入射口55aが設けられている。そこから導光体内部に導入された光は、拡散反射手段55によって、導光体の下面だけでなく、側面でも拡散反射することになる。それにより、導光体内部の光が無駄なく表面プラズモン励起手段に入射することで、本実施形態の光学素子50では、光源からのランダム偏光を効率良くTM偏光に変換して出射することが可能となる。[第6の実施形態]図11Aおよび図11Bは、本発明の第6の実施形態における光学素子を概略的に示す図である。図11Aが、本実施形態の光学素子の概略斜視図であり、図11Bが、本実施形態の光学素子をy方向から見た概略断面図である。本実施形態は、第5の実施形態と同様に、導光体内部での光の反射に関する変形例であり、本実施形態で行う変更は、上述のすべての実施形態に対して適用可能である。本実施形態の光学素子60では、導光体61は、光の伝搬方向x方向に向かって厚さが薄くなるように、下面が上面に対して傾斜している。それに応じて、本実施形態では、導光体61の下面で光を反射させる手段として、上述の実施形態の拡散反射層の代わりに、鏡面反射層68が設けられている。以下に、図11Bを参照して、これらの構成による光の反射について説明する。金属層12との界面で、表面プラズモンを励起可能な入射角度θ1よりも大きな反射角度θ3で反射したTE偏光は、同様の入射角度θ3で鏡面反射層68に入射する。このとき、導光体61が傾斜角度φ1で傾斜していることから、鏡面反射層68による反射後の光は、鏡面反射層68の法線方向に対して角度θ3-φ1をなして導光体61内に戻される。すなわち、λ/4板17を2度通過したことでTM偏光に変換された光は、金属層12に対して角度θ3-2φ1で入射する。この角度θ3-2φ1が表面プラズモンを励起可能な入射角度θ1に一致するとき、導光体61と金属層12との界面で表面プラズモンが励起される。図11Aおよび図11Bに示す光学素子60は、LED光源1を導光体61の厚みが厚い側図で見て左側に設置するように構成されているが、その逆であってもよく、すなわち導光体61の厚みの薄い側図で見て右側から光を導入するようになっていてもよい。また、本実施形態の光学素子60では、導光体下面の鏡面反射層の代わりに、上述の実施形態の拡散反射層が設けられていてよく、その場合には、導光体の側面に、第5の実施形態の拡散反射手段が設けられていてもよい。一方で、本実施形態では、導光体内部を伝搬する光の反射角度を変化させるために、導光体の下面を傾斜させているが、この代わりに、第1の実施形態のような上面と平行な下面に、鋸歯状の反射手段を設けることもできる。[第7の実施形態]本発明の第7の実施形態における光学素子は、第1の実施形態における第1および第2の回折格子の構成を変更した変形例である。本実施形態の光学素子は、この変更に伴い、後述するように、第1の実施形態の光学素子に設けられていた回折手段を設ける必要がなくなるため、第1の実施形態と比べて有利となる。図12Aおよび図12Bは、本実施形態の光学素子を概略的に示す図であり、図12Aは概略斜視図、図12Bは、y方向から見た概略断面図である。本実施形態の光学素子70では、各回折格子74,75の凸部74a,75aが、y方向から見て、鋸歯状の断面形状を有している。このような第1の回折格子74に対して、zx平面内で多重反射しながらx方向に伝搬して入射角度θ1で入射する光と、zx平面内で多重反射しながら-x方向に伝搬して入射角度-θ1で入射する光とでは、回折による分散関係の変化は、もはや等価ではなくなる。すなわち、本実施形態では、第1の回折格子74での回折によって、x方向に伝搬して入射角度θ1で入射した光の分散関係のみが表面プラズモンの分散関係と一致することになる。したがって、表面プラズモンを介して金属層12を透過できる光は、金属層12へ入射角度θ1で入射した光のみとなる。このとき、金属層12との界面で表面プラズモンを励起できる入射角度θ1は、上述したように、金属層12の誘電率や各回折格子74,75のピッチによって変更可能である。したがって、上記パラメータを調節し、金属層12を透過できる光の入射角度θ1をカバー層73の全反射角度よりも小さくすることで、カバー層73の出射側に回折手段を設けることなく、所定の方向に出射する光を取り出すことが可能となる。本実施形態における回折格子の凸部は、y方向と直交する断面において、凸部の頂点を通りz方向に平行な線に対して非対称であればよく、階段状であってもよい。また、第1の実施形態に対して、第2から第6の実施形態において行った変更を、本実施形態にも適用可能であることに留意されたい。以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。この出願は、2010年3月30曰に出願された日本出願特願2010-077794を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。"