"入射光をその偏光方向に応じて反射または透過する偏光分離素子であって、光入射側から順に、透光性を有するベース部材と、誘電体により形成され、第1の方向に前記入射光の波長よりも小さい第1の格子周期を有する第1の一次元格子構造と、金属により形成され、前記第1の方向に対して直交する第2の方向に前記入射光の波長よりも小さい第2の格子周期を有する第2の一次元格子構造とを有することを特徴とする偏光分離素子。前記第1および第2の格子周期が、150nmより短いことを特徴とする請求項1に記載の偏光分離素子。偏光方向が前記第1の方向に対して直交する第1の偏光に対する前記第1の一次元格子構造の有効屈折率をnTEとし、前記ベース部材の屈折率をnpとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の偏光分離素子。0.9<nTE/np<1.1偏光方向が前記第1の方向に平行な第2の偏光に対する前記第1の一次元格子構造の有効屈折率をnTMとし、前記ベース部材の屈折率をnpとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の偏光分離素子。np>nTM前記第1の一次元格子構造の格子厚をd[nm]とし、偏光方向が前記第1の方向に平行な第2の偏光に対する前記第1の一次元格子構造の有効屈折率をnTMとし、前記ベース部材の屈折率をnpとし、前記入射光の中心波長をλ[nm]とし、前記入射光に含まれる光線が前記ベース部材と前記第1の一次元格子構造の界面の法線に対してなす角度をθ[ ゚]とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の偏光分離素子。0.2<nTM×cosθd/λ<0.3前記第2の一次元格子構造において、前記第2の格子周期が120nm以下であり、格子厚が100nm以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の偏光分離素子。前記第2の一次元格子構造において、前記第2の格子周期をΛ[nm]とし、前記第2の方向での格子幅をw[nm]とし、フィリングファクタFFをw/Λと定義し、前記入射光の中心波長をλ[nm]とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の偏光分離素子。A2B0.73<FF<A2B0.90ただし、A=3.5B=-2.1である。光源からの光をその偏光方向に応じて反射または透過する請求項1から7のいずれか1項に記載の偏光分離素子と、該偏光分離素子からの光を変調する光変調素子と、該光変調素子から前記偏光分離素子を介して導かれた光を被投射面に投射する投射光学系とを有することを特徴とする画像投射装置。光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、前記複数の色光をそれぞれ変調する複数の光変調素子と、該複数の光変調素子からの前記複数の色光を被投射面に投射する投射光学系とを有し、前記色分離光学系に、請求項1から7のいずれか1項に記載の偏光分離素子が含まれていることを特徴とする画像投射装置。前記ベース部材における光入射面の法線および該ベース部材と前記第1の一次元格子構造との界面の法線を含む面を入射平面とするとき、該入射平面の法線が前記第1の方向に平行であることを特徴とする請求項8又は9に記載の画像投射装置。ワイヤーグリッドは、格子の長手方向に平行に電界が振動する偏光以下、第1の偏光というを反射し、第1の偏光に垂直に電界が振動する偏光以下、第2の偏光というを透過する。ただし、実際には、反射されるべき第1の偏光の一部が透過されたり吸収されたりするとともに、透過されるべき第2の偏光の一部が反射されたり吸収されたりする。従来のワイヤーグリッドでは、十分に偏光を分離するためにつまりは第1の偏光の透過を抑えるために格子厚を大きくしているが、これにより、透過すべき第2の偏光の吸収が多くなり、透過率が低下するという問題がある。また、透明基板やプリズムの間に挟み込んで用いられるワイヤーグリッド偏光分離素子では、透過すべき第2の偏光の特性が劣化しやすく、入射側を空気や真空とした場合に比べて反射率が大きくなるという問題がある。一方、特許文献3にて開示された誘電体グリッドを用いた偏光分離素子では、s偏光の反射に全反射を利用するため、入射角度が小さい領域では急激に反射率が低下するという問題がある。本発明は、ワイヤーグリッドを用いた偏光分離素子であって、広い入射角度範囲において良好な透過率および反射率が得られるようにした偏光分離素子およびこれを用いた画像投射装置を提供する。本発明の一側面としての偏光分離素子は、入射光をその偏光方向によって反射または透過する。該偏光分離素子は、光入射側から順に、透光性を有するベース部材と、誘電体により形成され、第1の方向に入射光の波長よりも小さい第1の格子周期を有する第1の一次元格子構造と、金属により形成され、第1の方向に対して直交する第2の方向に入射光の波長よりも小さい第2の格子周期を有する第2の一次元格子構造とを有することを特徴とする。なお、上記偏光分離素子を用いた画像投射装置も、本発明の他の一側面を構成する。本発明によれば、広い入射角度範囲において良好な透過率および反射率が得られるワイヤーグリッド偏光分離素子を実現することができる。そして、このワイヤーグリッド偏光分離素子を用いることにより、良好なコントラストと明るさを有する画像を投射可能な画像投射装置を実現することができる。以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。まず具体的な実施例の説明に先立って、本発明の代表的な実施例としての偏光分離素子の構成について、図1および図2を用いて説明する。偏光分離素子10は、2つの透光性を有するベース部材であるプリズム1,2と、これらプリズム1,2の間に配置された偏光分離部3とによって構成されている。ここで、図1に示すように、プリズム1における光入射面の法線N1および該プリズム1と偏光分離部3後述する誘電体グリッドとの界面の法線N2を含む面を入射平面図示せずとする。また、この入射平面内で電界が振動する光をp偏光第1の偏光といい、入射平面に直交する方向入射平面の法線方向にて電界が振動する光をs偏光第2の偏光という。p偏光とs偏光とを含む、つまりは無偏光光である入射光は、光入射側および光反射射出側のベース部材であるプリズム1を透過して偏光分離部3に入射する。偏光分離部3は、その偏光分離作用によって、入射光のうちs偏光を反射し、p偏光を透過する。偏光分離部3で反射されたs偏光はプリズム1を透過して偏光分離素子10から射出し、偏光分離部3を透過したp偏光は光透過射出側のベース部材であるプリズム2を透過して偏光分離素子10から射出する。入射光の波長使用波長は、400又は430nm~700nmの可視波長域の全部または一部である。以下の説明において、光の電界の振動方向を、偏光方向という。また、偏光分離部3の詳しい構成については後述する。なお、本実施例では、偏光分離部3を間に挟むプリズム1,2を含めて偏光分離素子10と称するが、偏光分離素子としては必ずしも光透過射出側のプリズム2は必要ではない。例えば、図20aに示すように、光入射側のプリズム1と偏光分離部3とにより偏光分離素子10′を構成してもよい。また、ベース部材としては必ずしもプリズムでなくてもよく、図20bに示すように、2枚の透光性を有するベース部材としての平板1′′,2′′の間に偏光分離部3を配置して偏光分離素子10′′を構成してもよい。図2には、本実施例の偏光分離素子10における偏光分離部3のうちワイヤーグリッド3aの概略構成を示す。ワイヤーグリッド3aは、金属により形成された格子部以下、金属格子部という4と、該金属格子部4の間に挟まれた格子間部5とが交互に配列されて構成された一次元格子構造を有する。ワイヤーグリッド3aの偏光特性を決定するパラメータは、格子厚さd、金属格子部4の幅wおよび格子周期Λと格子幅wとの比w/Λで表されるフィリングファクタFFである。ワイヤーグリッド3a金属格子部4は、入射光の波長使用波長よりも十分に小さい格子周期Λを持つ。図3には、図1に示した偏光分離素子10のより詳しい構成を示す。また、図4には、図3に示した偏光分離素子10の偏光分離部3の構成を示す。なお、図3および図4では、偏光分離部3の構造を分かりやすくするために、ワイヤーグリッド3aや後述する誘電体グリッド3b,3cの構造を誇張して示しており、プリズム1,2と偏光分離部3との実際の寸法関係はこの図とは異なる。プリズム1,2の間に挟まれた偏光分離部3は、図2に示したワイヤーグリッド3aと、該ワイヤーグリッド3aの格子厚方向の片側光入射側又は両側光入射側および光透過射出側に配置された誘電体グリッド3b3cとが積層されて構成されている。つまり、偏光分離素子10は、光入射側から光透過射出側に順に、少なくともプリズム1と誘電体グリッド第1の一次元格子構造3bとワイヤーグリッド第2の一次元格子構造3aとを有しており、必要に応じて誘電体グリッド3cとプリズム2も有している。誘電体グリッド3b3cは、誘電体により形成された格子部以下、誘電体格子部というと、該誘電体格子部の間に挟まれた格子間部とが交互に配列されて構成された一次元格子構造を有する。誘電体グリッド3b3cの誘電体格子部の長手方向図4中に実線矢印で示すD2は、ワイヤーグリッド3aの金属格子部4の長手方向図4中に点線矢印で示すD1に対して直交する。言い換えれば、誘電体格子部はその幅方向に相当する第1の方向D1に第1の格子周期を有し、金属格子部4はその幅方向に相当する、第1の方向D1に対して直交する第2の方向D2に第2の格子周期を有する。なお、誘電体グリッド3bにおける誘電体格子部の格子周期第1の格子周期とワイヤーグリッド3aにおける金属格子部4の格子周期第2の格子周期は互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。また、2つの誘電体グリッド3b,3cを有する場合に、これら誘電体格子部3b,3cの格子周期も互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。また、本実施例にいう直交するとは、完全に直交する場合に限らず、許容範囲内で完全な直交からずれている場合も含む。また、平行であるについても、完全に平行である場合に限らず、許容範囲内で完全な平行からずれている場合も含む。ワイヤーグリッド3aの金属格子部4は、アルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、銅、プラチナ、タングステン等の金属により形成されている。また、誘電体グリッド3b,3cにおける誘電体格子部は、MgF2、SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、Ta2O5、Nb2O3等の誘電体により形成されている。ワイヤーグリッド3aは、金属格子部4の長手方向第1の方向D1が、図3の紙面に相当する入射平面に直交する方向、つまりは入射平面の法線方向に平行となるように配置される。言い換えれば、ワイヤーグリッド3aは、金属格子部4の格子周期方向である第2の方向D2が入射平面に対して平行となるように配置されている。ワイヤーグリッド3aをこのように配置することで、ワイヤーグリッド3aに入射したp偏光を透過してs偏光を反射する作用を持たせることができる。以下に説明する全ての実施例および比較例において、ワイヤーグリッド3aの金属格子部4の長手方向は、入射平面に対して直交する入射平面の法線方向に平行となる方向である。偏光方向が誘電体グリッド3b誘電体格子部の長手方向である第2の方向に対して平行、つまりは第1の方向に直交する、さらに言えば入射平面に対して平行な第1の偏光としてのp偏光に対する誘電体グリッド3bの有効屈折率をnTEとする。また、偏光方向が誘電体グリッド3bの長手方向である第2の方向に対して直交する、つまりは第1の方向に対して平行な、さらに言えば入射平面に対して直交する第2の偏光としてのs偏光に対する有効屈折率をnTMとする。この場合、有効屈折率nTE,nTMは、誘電体格子部の屈折率n1と格子間部の屈折率n2と誘電体格子部の幅wと格子周期Λとの比w/Λによって定義されるフィリングファクタFFとから、次式1,2のように求めることができる。nTE=FF×n121-FF×n22}1/211/nTM={F×1/n121-FF×1/n22}-1/22ここで、プリズム1と誘電体グリッド3bの界面におけるp偏光の反射を抑えるために、誘電体グリッド3bのp偏光に対する屈折率nTEとプリズム1の屈折率npは以下の条件3を満足することが望ましい。0.9<nTE/np<1.13条件3を満足することにより、プリズム1と誘電体グリッド3bとの間でのp偏光に対する屈折率差を小さくすることができるため、プリズム1と誘電体グリッド3bの界面でのp偏光の反射を抑えることができる。nTE/npの値が条件3の上限を超えたり下限を下回ったりすると、プリズム1と誘電体グリッド3bとの間の屈折率差が大きくなり過ぎ、これらの界面での反射が大きくなるので、p偏光に対する良好な特性を得ることが困難となる。図5に示すように入射側の媒質入射媒質を透過した光線がワイヤーグリッドに45°の入射角度で入射する場合において、s偏光の反射率の波長特性を入射媒質の屈折率ごとに比較した結果を図6に示す。ここでは、ワイヤーグリッドの金属格子部はアルミニウムにより形成され、格子厚は60nm、格子周期は100nm、格子幅は54nmである。また、射出側の媒質射出媒質の屈折率は1.52である。入射媒質の屈折率は、1.0から1.6まで変化させた。図6から分かるように、ワイヤーグリッドのs偏光に対する反射率Rsは、入射媒質の屈折率が小さいほど大きくなり、波長特性も良好である。誘電体グリッドでは、nTE>nTMであるため、s偏光に対する良好な特性を得るためには、誘電体グリッドの長手方向とワイヤーグリッドの長手方向が直交する方がよい。また、プリズム1の屈折率npと誘電体グリッド3bのs偏光に対する有効屈折率nTMが以下の条件4を満足することが望ましい。これにより、ワイヤーグリッド3aがプリズム1に隣接している場合に比べてs偏光に対する反射率特性を向上させることができる。np>nTM4さらに、誘電体グリッド3bの格子厚d[nm]およびs偏光に対する有効屈折率nTMと、入射光の中心波長λ[nm]と、入射光に含まれる光線がプリズム1と誘電体グリッド3bの界面の法線となす角度θ[ ゚]とが以下の条件5を満足することが望ましい。これにより、s偏光に対する反射率をより効果的に向上させることができる。0.2<nTM×cosθd/λ<0.35nTM×cosθd/λの値が条件5の上限を超えるように格子厚dが大きくなると、格子幅に対する格子厚の比が大きくなるため、誘電体グリッド3bの強度が低くなりすぎ、製造も困難となる。また、nTM×cosqd/λの値が条件5の下限を下回るように格子厚dが小さいと、反射率や透過率の変化が小さくなり、十分な性能を得ることができない。このため、s偏光を効率的に反射させるために、条件3を満足することが好ましい。偏光分離部3が、ワイヤーグリッド3aと誘電体グリッド3bのみにより構成される場合には、構成が単純であるため、設計が容易であり、製造も簡単である。ただし、偏光分離部3をワイヤーグリッド3aとこれを挟む2つの誘電体グリッド3b,3cにより構成してもよい。特に、誘電体グリッド3b,3cが同じ構成を有すると、光がプリズム1から入射する場合とプリズム2から入射する場合とでp偏光およびs偏光に対する光学特性が等しくなる。このため、偏光分離素子10を使用する光学系の構成上の限定が少なくなり、偏光分離素子10を幅広い構成の光学系にて使用することが可能となる。また、ワイヤーグリッドにおいて、格子厚が一定であれば、格子周期が大きくなるほどs偏光に対する透過率が増加し、偏光分離特性が劣化する。さらに、格子周期が120nmを超えると、500nm程度までの短波長側でp偏光に対する反射率特性が急激に劣化する。特に、格子周期が150nmを超えると、入射角度によっては回折が生じるため、良好な偏光分離特性が得られなくなる。したがって、ワイヤーグリッドの格子周期は、150nm以下であることが望ましく、さらに短波長側で良好な偏光分離特性を得るためには、格子周期は120nm以下であることがより望ましい。また、格子厚が大きくなると、透過すべきp偏光が吸収もしくは反射されて十分な透過率特性が得られにくくなる。また、格子幅に対する格子厚の比が増大することにより、ワイヤーグリッドの強度が低下するとともに、製造も難しくなる。したがって、ワイヤーグリッドの格子厚は、100nm以下であることが望ましい。さらに、プリズム1の光入射面と、該プリズム1と偏光分離部3の界面とがなす角度が45°程度である場合、ワイヤーグリッドのフィリングファクタFFが以下の条件6を満足することが望ましい。A2B0.73<FF<A2B0.906ただし、A=3.5B=-2.1Λ[nm]はワイヤーグリッドの格子周期第2の格子周期であり、w[nm]はワイヤーグリッドの格子幅であり、フィリングファクタFFはw/Λである。λ[nm]は入射光の中心波長である。良好な偏光分離特性を確保するためには、s偏光に対する透過率が十分に低いことが必要であるが、s偏光に対する透過率は、ワイヤーグリッドの格子厚に大きく依存する。このため、良好な偏光分離特性を確保するためのワイヤーグリッドの格子厚は、偏光分離素子に求められる仕様からほぼ決定される。一方、最適な入射角度のp偏光に対する反射率を低く抑えるためには、プリズムの屈折率に合わせて、ワイヤーグリッドの格子厚とフィリングファクタFFとを最適化する必要がある。発明者は、ワイヤーグリッドのフィリングファクタFFが条件6を満足するときに、s偏光に対する透過率が十分抑えられる格子厚によってp偏光に対する特性を最適化できる反射率を十分に低くできることを発見した。フィリングファクタFFが条件6の下限を下回ると、p偏光に対する反射率を抑えるために格子厚をより小さくすることが必要となり、これにより、s偏光に対する透過率を十分に低く抑えることが困難となる。また、フィリングファクタFFが条件6の上限を超えると、p偏光に対する反射率を抑えるために格子厚をより大きくすることが必要となる。これにより、s偏光に対する十分に低い透過率が得られるものの、p偏光の吸収損失が大きくなり、p偏光に対する十分に高い透過率が得られなくなる。したがって、p偏光に対する良好な特性とs偏光に対する良好な特性の双方を得るためには、条件6を満足することが望ましい。以下、具体的な実施例について説明する。図7には、本発明の実施例1である偏光分離素子10の構成を示している。図8には、本実施例の偏光分離素子10における偏光分離部3の構成を示している。本実施例の偏光分離素子10は、光入射側から光透過射出側に順に、プリズム1と、誘電体グリッド3bと、ワイヤーグリッド3aと、プリズム2とから構成されている。プリズム1,2の屈折率はn=1.6である。誘電体グリッド3b誘電体格子部は、屈折率がn=2.32の誘電体により形成されている。ワイヤーグリッド3a金属格子部4は、アルミニウムにより形成されている。誘電体グリッド3bのフィリングファクタは0.335であり、格子厚は165.8nmである。また、ワイヤーグリッド3aのフィリングファクタFFは0.55であり、格子厚は60nmである。誘電体グリッド3bおよびワイヤーグリッド3aの格子周期は、いずれもΛ=100nmである。プリズム1の光入射面に垂直に入射した光に対する波長ごとの偏光分離部3での反射率と透過率を図9a,bにそれぞれ示す。図9a,bにおいて、実線および左側の第1軸がp偏光に対する反射率Rpと透過率Tpを示し、破線および右側の第2軸がs偏光に対する反射率Rsと透過率Tsを示す。図9a,bから分かるように、本実施例は、400又は430nm~700nmの波長帯域において、Rs>96、Ts<0.09、Rp<0.13と優れた特性を示す。図10a,bにはそれぞれ、プリズム1と偏光分離部3の界面の法線に対して入射光線がなす角度入射角度を40°から50°まで変化させたときの偏光分離部3のp偏光に対する反射率Rpおよび透過率Tpを示している。また、図10c,dにはそれぞれ、上記入射角度を40°から50°まで変化させたときの偏光分離部3のs偏光に対する反射率Rsおよび透過率Tsを示している。本実施例では、s偏光の反射に全反射を用いていないため、誘電体グリッドのみによって構成された特許文献3にて開示された偏光分離素子に比べて角度依存性が少ない、すなわち広い入射角度範囲において良好な特性が得られる。比較例1ここで、実施例1に対する比較例比較例1について説明する。本比較例の偏光分離素子は、実施例1と同様に2つのプリズムを有する一方、これらの間に挟まれた偏光分離部がワイヤーグリッドのみにより構成されている。本比較例において、プリズムの屈折率やワイヤーグリッドのパラメータは実施例1と同じである。図18a,bには、本比較例におけるプリズムの光入射面に垂直に入射した光に対する波長ごとの偏光分離部での反射率と透過率を示す。実施例1にて図9a,bに示した反射率および透過率の特性との比較から、比較例1では、Tpは同程度であるのに対し、Rsは10程度低くなっていることが分かる。また、Tsは0.19~0.45と、誘電体グリッドが設けられている実施例1に比べて3倍以上となっており、偏光分離特性が大きく劣化していることが分かる。以上のことから、偏光分離部をワイヤーグリッドのみで構成した場合には、実施例1のように、s偏光に対する高い反射率Rsと低い透過率Tsを有する偏光分離素子の実現は困難となる。次に、本発明の実施例2である偏光分離素子について説明する。本実施例の偏光分離素子は、図7および図8に示した実施例1の偏光分離素子と同様に、光入射側から光透過射出側に順に、プリズム1と、誘電体グリッド3bと、ワイヤーグリッド3aと、プリズム2とから構成されている。プリズム1,2の屈折率と、誘電体グリッド3bの屈折率、フィリングファクタおよび格子厚は実施例1と同じである。ただし、誘電体グリッド3bおよびワイヤーグリッド3aの格子周期はともにΛ=120nmであり、ワイヤーグリッド3aのフィリングファクタFFは0.54である。また、ワイヤーグリッド3aの格子厚は70nmである。プリズム1の光入射面に垂直に入射した光に対する波長ごとの偏光分離部3での反射率と透過率を図11a,bにそれぞれ示す。図11a,bにおいて、実線および第1軸がp偏光に対する反射率Rpと透過率Tpを示し、破線および第2軸がs偏光に対する反射率Rsと透過率Tsを示す。図11a,bから分かるように、本実施例は、400又は430nm~700nmの波長帯域において、Rs>96、Ts<0.08、Rp<0.3430~700nmと優れた特性を示す。なお、本実施例は、実施例1と比較すると、短波長側でp偏光に対する反射率と透過率が若干悪くなっているが、実施例1に比べて格子周期が大きいため、製造が容易であるというメリットがある。比較例2ここで、実施例2に対する比較例比較例2について説明する。本比較例の偏光分離素子は、実施例2と同様に、2つのプリズムと、これらの間に挟まれた誘電体グリッドとワイヤーグリッドにより構成された偏光分離部とから構成されている。本比較例において、プリズムの屈折率や誘電体グリッドの屈折率、フィリングファクタおよび格子厚は、実施例1,2と同じである。ただし、誘電体グリッドおよびワイヤーグリッドの格子周期はともに150nmであり、ワイヤーグリッドのフィリングファクタFFが0.54である。また、ワイヤーグリッドの格子厚は80nmである。図19a,bには、比較例2におけるプリズムの光入射面に垂直に入射した光に対する波長ごとの偏光分離部での反射率と透過率を示す。ただし、420nmより短い波長帯域では回折が生じるため、430nm~700nmの波長帯域での反射率と透過率を示す。本比較例のように格子周期が大きくなり過ぎると、短波長側では使用波長に対して十分に小さい格子周期ではなくなるため、偏光分離部が回折格子として機能してしまい、本来の偏光分離機能が得られなくなる。また、格子周期が大きくなり過ぎると、s偏光に対する透過率が大きくなる傾向があるため、s偏光に対する透過率を十分に小さくするためには、本比較例のように、ワイヤーグリッドの格子厚を大きくすることが必要となる。さらに、回折が生じない波長帯域でも、p偏光に対する特性の劣化が大きく、460nm以下の波長帯域では、Rp>4.5、Tp<65と良好な特性が得られない。以上より、周期が大きい場合には、本実施例のような可視光帯域全域で十分なp偏光特性を持った偏光分離素子の実現は困難である。以上のことから、偏光分離部の格子周期が150nm以上であると、可視光の波長帯域の全域でp偏光に対する良好な特性を持つ偏光分離素子の実現は困難となる。図12には、本発明の実施例3である偏光分離素子10の構成を示している。また、図13には、本実施例の偏光分離素子における偏光分離部3の構成を示している。本実施例の偏光分離素子10は、光入射側から光透過射出側に順に、プリズム1と、誘電体グリッド3bと、ワイヤーグリッド3aと、誘電体グリッド3bと、プリズム2とから構成されている。誘電体グリッド3b,3cの構成は互いに同じである。プリズム1,2の屈折率はn=1.52であり、誘電体グリッド3b,3c誘電体格子部は、屈折率n=2.32の誘電体により形成されている。また、ワイヤーグリッド3a金属格子部4はアルミニウムにより形成されている。誘電体グリッド3b,3cのフィリングファクタは0.30で、格子厚は169nmである。ワイヤーグリッド3aのフィリングファクタFFは0.535であり、格子厚は60nmである。誘電体グリッド3b,3cおよびワイヤーグリッド3aの格子周期はいずれもΛ=100nmである。プリズム1の光入射面に垂直に入射した光に対する波長ごとの偏光分離部3での反射率と透過率を図14a,bにそれぞれ示す。図14a,bにおいて、実線および第1軸がp偏光に対する反射率Rpと透過率Tpを示し、破線および第2軸がs偏光に対する反射率Rsと透過率Tsを示す。図14a,bから分かるように、本実施例は、400又は430nm~700nmの波長帯域において、Rs>95、Ts<0.03、Rp<0.5と優れた特性を示す。本実施例では、プリズム1から光が入射する場合とプリズム2から光が入射する場合のいずれにおいてもs偏光およびp偏光に対する特性が等しいため、前述したように、幅広い構成の光学系において偏光分離素子として使用することができる。次に、本発明の実施例4である偏光分離素子について説明する。本実施例の偏光分離素子は、図7および図8に示した実施例1および実施例2の偏光分離素子と同様に、光入射側から光透過射出側に順に、プリズム1と、誘電体グリッド3bと、ワイヤーグリッド3aと、プリズム2とから構成されている。プリズム1,2の屈折率は、n=1.8であり、誘電体グリッド3b誘電体格子部は、屈折率がn=2.32の誘電体により形成されている。また、ワイヤーグリッド3a金属格子部4はアルミニウムにより形成されている。誘電体グリッド3bのフィリングファクタは0.51であり、格子厚は148.6nmである。ワイヤーグリッド3aのフィリングファクタFFは0.58であり、格子厚は60nmである。誘電体グリッド3bおよびワイヤーグリッド3aの格子周期はいずれも、Λ=100nmである。プリズム1の光入射面に垂直に入射した光に対する波長ごとの偏光分離部3での反射率と透過率を図15a,bにそれぞれ示す。図15a,bにおいて、実線および第1軸がp偏光に対する反射率Rpと透過率Tpを示し、破線および第2軸がs偏光に対する反射率Rsと透過率Tsを示す。本実施例では、プリズム1,2の屈折率が1.8と高いため、通常であれば入射媒質が空気や真空である場合に比べて偏光分離特性が劣化しやすい。しかし、図15a,bから分かるように、本実施例は、400又は430nm~700nmの波長帯域において、Rs>95、Ts<0.09、Rp<0.15430~700nmと優れた特性を示す。図16には、本発明の実施例5として、実施例1~実施例4のうちいずれかにて説明した偏光分離素子を用いた液晶プロジェクタ画像投射装置の構成を示す。液晶プロジェクタ100は、光源ランプ21と、偏光変換素子20と、偏光ビームスプリッタ10と、光変調素子である反射型液晶パネル25と、投射レンズ投射光学系30とを有する。偏光ビームスプリッタ10が、実施例1~4のいずれかにて説明された偏光分離素子10に相当する。光源ランプ21から発せられた白色光は、偏光変換素子20を含む照明光学系を通り、平行光束11となって偏光変換素子20に入射する。偏光変換素子20は、光源ランプ21から入射した無偏光光を、s偏光に変換する。偏光変換素子20からのs偏光は、偏光ビームスプリッタ10にて反射され、反射型液晶パネル25に入射する。反射型液晶パネル25にて反射および変調された画像光p偏光13は、偏光ビームスプリッタ10を介して透過して投射レンズ30に導かれ、該投射レンズ30によってスクリーン等の被投射面に投射される。本実施例では、偏光ビームスプリッタ10として実施例1~4のいずれかにて説明した偏光分離素子10を用いることにより、明るく、高コントラストな投射画像を表示することができる。図17には、本発明の実施例6として、実施例1~実施例4のうちいずれかにて説明した偏光分離素子を用いた液晶プロジェクタ画像投射装置の構成を示す。液晶プロジェクタ200は、光源ランプ21と、偏光変換素子20と、ダイクロイックミラー22と、波長選択性位相差板23と、偏光ビームスプリッタ10a,10cとを有する。偏光ビームスプリッタ10a,10cのうち少なくとも一方が、実施例1~4のいずれかにて説明された偏光分離素子10に相当する。また、液晶プロジェクタ200は、光変調素子である反射型液晶パネル25g,25b,25rと、位相差板24b,24g、24rと、色合成プリズム26と、投射レンズ投射光学系30とを有する。光源ランプ21から発せられた白色光緑色光11g、青色光11bおよび赤色光11rを含むは、偏光変換素子20を含む照明光学系を通り、平行光束となって偏光変換素子20に入射する。偏光変換素子20は、光源ランプ21から入射した無偏光光を、s偏光緑偏光12g,青偏光12bおよび赤偏光12rに変換する。次に、ダイクロイックミラー22に入射した緑偏光12g,青偏光12bおよび赤偏光12rのうち緑偏光12gはダイクロイックミラー22により反射され、青偏光12bおよび赤偏光12rはダイクロイックミラー22を透過する。緑偏光12gは、偏光ビームスプリッタ10aにて反射され、位相差板24gを通過して緑用反射型液晶パネル25gに入射する。一方、青偏光12bおよび赤偏光12rは波長選択性位相差板23に入射し、赤偏光12rのみが該波長選択性位相差板23によって偏光方向を90°変換される。これにより、青偏光12bはs偏光のまま、赤偏光12rはp偏光として偏光ビームスプリッタ10cに入射する。そして、青偏光12bは偏光ビームスプリッタ10cにより反射され、位相差板24bを通過して青用反射型液晶パネル25bに入射する。また、赤偏光12rは、偏光ビームスプリッタ10cを透過し、位相差板24rを通過して赤用反射型液晶パネル25rに入射する。ダイクロイックミラー22から偏光ビームスプリッタ10a,10cまでの光学系が、光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系に相当する。各反射型液晶パネルは、入射した光を画像信号に応じて反射されるとともに変調されて、画像光緑画像光13g,青画像光13bおよび赤画像光13rとなる。緑用反射型液晶パネル25gにより変調された緑画像光13gは、位相差板24gを再び通過し、偏光ビームスプリッタ10aを透過して色合成プリズム26に入射する。また、青用反射型液晶パネル25bにより変調された青画像光13bは、位相差板24bを再び通過し、偏光ビームスプリッタ10cを透過して色合成プリズム26に入射する。赤用反射型液晶パネル25rにより変調された赤画像光13rは、位相差板24rを再び通過し、偏光ビームスプリッタ10cで反射されて色合成プリズム26に入射する。緑画像光13gは色合成プリズム26内のダイクロイック膜によって反射され、青画像光13bおよび赤画像光13rはダイクロイック膜を透過する。これにより、緑画像光13g、青画像光13bおよび赤画像光13rは合成されて投射レンズ30に入射し、投射レンズ30によって不図示のスクリーン等の被投射面に投射される。偏光ビームスプリッタ10cおよび色合成プリズム26により色合成光学系が構成される。本実施例では、色分離光学系と色合成光学系とが一体の色分離合成光学系として形成されているが、例えば透過型液晶パネルを用いる場合のように色分離光学系と色合成光学系とがそれぞれ別々に構成されていてもよい。また、光変調素子として、デジタルマイクロミラーデバイスDMD等の液晶パネル以外のものを用いてもよい。本実施例では、偏光ビームスプリッタ10a,10cのうち少なくとも一方に実施例1~4のいずれかにて説明した偏光分離素子10を用いている特に、偏光ビームスプリッタ10cとして実施例3の偏光分離素子を用いることが好ましい。これにより、明るく高コントラストな投射画像を表示することができる。また、本実施例では、p偏光に対する反射率およびs偏光に対する透過率が小さく、これらの波長依存性も少ないため、緑偏光と青偏光および赤偏光とに対して、共通の偏光分離素子を用いても高コントラストを維持することができる。したがって、青偏光と赤偏光の光路を共通化することができ、青、緑、赤の光路のすべてを分離した光学系に比べて、コントラストを低下させることなく、低コストおよび小型の装置を実現できる。なお、本実施例および前述した実施例5では、偏光変換素子20を用いて光源ランプ21からの無偏光光をs偏光に変換する場合について説明したが、p偏光に変換してもよい。また、本実施例では、ダイクロイックミラー22によって、白色光のうち緑色光を分離する場合について説明したが、他の色光を分離してもよい。表1には、実施例1~4と条件1,4,5,6との関係をまとめて示す。条件4については、npとnTMの値を示しており、これらからnp>nTMであることが分かる。また、条件5については、中心波長λ=550nmを用いており、入射角度θが35°および55°の場合について値を示している。さらに、条件6についても、中心波長λ=550nmを用いており、表中のFFは、ワイヤーグリッド3aのフィリングファクタを示す。表1に条件6の上限と下限を示すことにより、FFがこれら上限と下限の範囲に含まれていることを示す。以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。"