JP2008203360A - 液晶光学デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で低電圧により駆動することができ、大形のレンズを実現する。
【解決手段】透明な第1の電極２１を有する第1の基板１１１、孔を有する第２の電極２２、および前記第1の基板１１１と前記第２の電極２２との間に、前記第1の電極２１と対向するように収容された、第１の液晶層３１１を備える。第２の電極２２と前記第１の液晶層３１１との間に、第２の電極２２と第１の液晶層３１１との間の距離を設定する透明絶縁層１１４とを配置し、前記第１と前記第２の電極との間に電圧を加えて液晶分子の配向制御を行なうことができ、前記透明絶縁層１１４の中に透明な高抵抗層１１７を配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、簡単な構造を有し、低電圧により駆動することができる大形のレンズを実現し得る液晶光学デバイスに関する。また、大形のレンズでありながら低電圧で焦点距離を変えることが可能な液晶光学デバイスに関する。

液体のような流動性を持ち、電気光学的特性に異方性を示す液晶は、その分子配向状態を種々制御できる。この特徴を利用することで、近年薄型軽量の平板型表示素子が目覚しい発展を続けている。液晶分子の配向状態は、液晶素子を構成する２枚の透明導電膜を設けたガラス基板の表面処理は、外部印加電圧により容易に制御することができる。またこの種の液晶デバイスは、電圧印加により実効的な屈折率を概異常光に対する値から常光に対する値まで連続的に可変できるという、他の光学材料にないすぐれた特性を有している。

これまでネマチック液晶における電気光学効果を利用する焦点可変レンズが提案されている（後で示す特許文献１、非特許文献１および２）。この焦点可変レンズは、透明電極付きのガラス基板が湾曲し、液晶層自身がレンズ形となる構造であり、電極間に電圧を印加することで液晶分子の配向制御を行い、実効的な屈折率を変化させるレンズである。

次に光学媒質に空間的な放物面状の屈折率分布を与えることでレンズ効果を得る方法があり、この方法を利用したレンズが製品として市販されている。同様な特性を示すデバイスとして、ネマチック液晶セルにおいて、電界の方向に液晶分子が配向する性質を利用したものがある。これは、円形の穴型パターンを有する電極を用いて、軸対称的な不均一電界による液晶分子配向効果を利用することで、空間的な屈折率分布特性を有する液晶レンズを得る方法として報告されている（特許文献２、特許文献３、非特許文献２及び３）。

また、特許文献４では、液晶中に網目状の高分子ネットワークを作ることで、特性の改善がなされている。このような液晶を用いたレンズでは、多数の微小なマイクロレンズと呼ばれるレンズを平板状に２次元的に配列したマイクロレンズアレイとすることが比較的容易にできる。

特許文献２，３、非特許文献２，３で提案されている液晶マイクロレンズ構造で、液晶層の厚みを一定とした状態で電極の開口部分の直径を大きくしてレンズの開口径を大きくすると、軸対称の不均一電界が開口部の中心付近まで生じないために、レンズ特性が得られないという問題があった。この有効開口径を大きくする方法として、電極の開口部に透明な高抵抗の膜を付けて、高抵抗膜面の電位分布を利用して中心部まで電界が生じるようにした構造の液晶レンズが提案されている（特許文献５、非特許文献４）。また特許文献２、３、及び４、非特許文献２，３で提案されている液晶マイクロレンズに類似した構造で、開口部を有する電極を液晶層に接触させずに、液晶層からある一定の距離を置くように配置することで、電極の開口部分の直径を大きくしても、軸対称の不均一電界が開口部の中心付近まで生じるようにすることが可能となる。この原理に基づき、液晶層と円形の穴型パターン電極との間に絶縁層を挿入することで、液晶層から前記円形の穴形電極との距離を保持する方法が提案されており（特許文献６、非特許文献５，６）、液晶マイクロレンズにおいて最良の特性が得られる円形穴型パターンの直径と液晶層の厚みの比が２対１から３対１程度とする必要があるという条件が緩和され、直径が大きな液晶レンズを構成できることが示されている。

一方、液晶層と円形の穴型パターン電極との間に絶縁層を挿入した液晶レンズにおいて、円形穴型パターン電極の外部に透明な第３の電極を配置して２電圧で駆動することで良好な特性を維持した状態で凹レンズ特性から凸レンズ特性まで広範囲に焦点距離を可変できる液晶レンズが報告されている（特許文献７）。

これらの液晶を用いた光学デバイスは、通常の受動型の光学デバイスとは異なり、電極間に電圧を印加して媒質である液晶の実効的な屈折率を可変制御することで、特性や光学系の収差を調節できるレンズが実現される。
特開昭５４−１５１８５４号公報 特開平１１−１０９３０３ 特開平１１−１０９３０４ 特開平１０−２３９６７６号公報 特開２００３−２９００１ 特開２００４−４６１６ 特開２００５−１１５２６６ 佐藤進（S. Sato）,「焦点距離可変液晶レンズセル(Liquid-crystal lens-cell with variable focal length)」, Japanese Journal of Applied Physics, １９７９年，Vol. 18, P.1679-1683 能勢敏明、佐藤進（T. Nose and S. Sato）,「不均一電界を用いた液晶マイクロレンズ(Liquid-crystal micro lens obtained with a non uniform electric field)」, Liquid Crystals,１９８９年、P.1425-1433 佐藤進、「液晶の世界」、産業図書株式会社、１９９４年４月１５日、P.186-189 F. Naumov, M. Yu. Loktev, I. R. Guralnik, and G. Vdovin, Liquid crystal adaptive lenses with modal control, Opt. Lett., Vol. 23, pp 992-994, (1998) 葉茂、佐藤進（M. Ye and S. Sato），「任意寸法の液晶レンズの光学的特性(Optical properties of liquid crystal lens of any size)」, 第４９回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、２００２年３月、２８ｐ−Ｘ−１０，Ｐ．１２７７ 葉茂、佐藤進（M. Ye and S. Sato），「任意寸法の液晶レンズの光学的特性(Optical properties of liquid crystal lens of any size)」, Japanese Journal of Applied Physics,２００２年５月、Vol. 41, No.5, P.L571-L573

上記した、液晶層がレンズ形の構造の液晶レンズ、円形穴型パターン電極により生じる、軸対称の不均一電界により液晶分子の空間配向分布特性を利用した液晶マイクロレンズでは開口部が大きいレンズを得ることができないという問題があった。特許文献５で提案されているように、開口部に液晶層に配向膜を介して接するように高抵抗膜を設けるという方法では、液晶分子の配向分布に基づく放物面状の屈折率分布が得られるように電位分布を最適な状態に設定することが極めて困難であり、良好なレンズ特性を得ることが困難であるという問題があった。

さらに、特許文献６および７で提案されている液晶層と円形穴型パターン電極の間に距離を設定するために絶縁層を設けた構造では、液晶層と電極との間に配置した絶縁層のために駆動電圧が高くなるという問題があり、特に開口部が大きいレンズを得るためには絶縁層の厚みがさらに厚くなって高電圧が必要とされるため口径が大きいレンズを得ることが困難であるという問題があった。

そこでこの発明の目的は、上記問題を解決し、低電圧で駆動でき、良好な光学的特性を保持した状態で口径が大きな液晶光学デバイスを提供することにある。またこの発明は、大形のレンズでありながら低電圧で焦点距離を大きく変えることが可能な液晶光学デバイスを提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するために、その基本として、透明な第1の電極を有する第1の基板、孔を有する第２の電極、および前記第1の基板と前記第２の電極との間に、前記第1の電極と対向するように収容された、液晶分子を一方向に配向させる第１の液晶層を備え、前記第２の電極と前記第１の液晶層との間に、配向膜部分とは異なり、前記第２の電極と前記第１の液晶層との間の距離を設定する透明絶縁層とを配置し、前記第１と前記第２の電極との間に電圧を加えて液晶分子の配向制御を行なうことができ、前記透明絶縁層の中に透明な高抵抗層を配置したことを特徴とする。

またこの発明の実施形態によると、さらに前記第２の電極に対して絶縁層を介して第３の電極が配置され、この第３の電極に前記第１の電圧とは独立した第２の電圧を加えられるように構成され、かつ、前記第１の電圧または前記第２の電圧値のいずれか一方が固定され、前記第１の電圧に対して前記第２の電圧、または前記第２の電圧に対して第１の電圧のいずれか一方が可変されることで光学的特性を可変制御することができることを特徴とする。

上記の手段により、まず簡単な構造であって、低電圧により駆動することができる大形のレンズを実現し得る。また、大形のレンズでありながら低電圧で焦点距離を変えることができる。そして従来の如くレンズを機械的に前後移動させるような動作を伴うことなく、低電圧により焦点距離を電気的制御により大幅に可変することができる。

以下この発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、その基本構成を述べる。

図１（Ａ）はこの発明の一実施の形態によるデバイスの基本構成を示している。図１（Ｂ）は、図１の孔２２ａを有する第２の電極２２を平面的に見た図である。第１の基板１１１は、透明な第1の電極２１を有する。一方２２は、先に述べた孔２２ａを有する第２の電極である。第1の基板１１１と前記第２の電極２２との間には、第1の電極２１と対向するように収容され、液晶分子を一方向に配向させる第１の液晶層３１１が存在する。

ここで、第２の電極２２と第１の液晶層３１１との間に、配向膜部分とは異なり、第２の電極２２と第１の液晶層３１１との間の距離を設定する透明絶縁層１１４が配置されている。そして、前記第１と前記第２の電極２１，２２との間に電圧Ｖ１を加えて液晶分子の配向制御を行なうことができる。したがって、電圧Ｖ１のオンオフによりレンズ機能のオンオフを得ることができる。

特にこのデバイスでは、透明絶縁層１１４の中に透明な高抵抗層１１７を配置している。このため孔を有する第２の電極２２（円形パターン電極）と液晶層３１１との間に高抵抗層１１７を仲介して誘電結合が生じるため、数ボルトから１０ボルト程度の低電圧により直径が１５ｍｍの液晶レンズを駆動することが可能となる。

上記した構成はレンズの口径を大形化する基本的な思想である。次に、上記のレンズ機能に加えて、焦点距離可変機能を有するデバイスについて説明する。

即ち、図２に示すように、このデバイスは、透明な第1の電極２１を有する第1の基板１１１、孔を有する第２の電極２２、および前記第1の電極２１と前記第２の電極２２との間に、前記第1の電極２１と対向するように収容された、液晶分子を一方向に配向させる第１の液晶層３１１を備える。そして、前記第２の電極２２と前記第１の液晶層３１１との間に、配向膜部分とは異なり、前記第２の電極２２と前記第１の液晶層３１１との間の距離を設定する透明絶縁層１１４とが配置される。

ここで第１と第２の電極２１，２２の間に電圧を加えて液晶分子の配向制御を行なうことができ、前記第２の電極２２に対して絶縁層１１２を介して第３の電極２３が配置され、この第３の電極２３に第１の電圧Ｖ１とは独立した第２の電圧Ｖ２を加えられるように構成される。そして、第１の電圧Ｖ１に基づく第１段階の光学特性、前記第２の電圧Ｖ２に基づく第２段階の光学的特性を得られる液晶光学デバイスが構成される。

この液晶光学デバイスによると、凸レンズ、凹レンズとしての機能を得られ、さらに、前記透明絶縁層１１４の中に透明な高抵抗層１１７を配置し、大形のレンズを得られるようにしている。

図２において、１１１は、第１の基板（透明ガラス）であり、内面側に、第１の電極２１（材料としてはＩＴＯ材）が形成されている。この第１の電極２１側には、第１の基板１１１に平行に対向して、第２の基板１１２（例えば１００μｍの薄いガラス）が配置されている。第２の基板１１２の内側には第２の電極２２（材料としてはＡｌ）が形成されている。この第２の電極２２は、図１（Ｂ）に示すように、孔２２ａ（例えば直径１５ｍｍ）を有する。

ここで、第１の電極２１と第２の電極間２２間には、第1の電極２１と対向するように収容され、液晶分子を一方向に配向させる第１の液晶層３１１（例えば厚さ７５μｍ）が形成される。液晶材料としてはＥ４４（メルク社製）を使用した。なお図示していないが第１の液晶層３１１を得るためのスペーサが存在する。

さらに、第２の電極２２と第１の液晶層３１１との間に、配向膜部分とは異なり、第２の電極２２と前記第１の液晶層３１１との間の距離を設定する透明絶縁層１１４が配置される。この透明絶縁層１１４は、具体的には、透明なガラス板１１５（例えば１００μｍの厚み）、１１６（例えば３００μｍの厚み）と、このガラス板１１５，１１６により挟まれた透明な高抵抗層１１７（例えば２０μｍの厚み）で構成されている。この部分の構成は、この液晶デバイスの特徴的な構成である。この透明絶縁層１１４は、今までにない新しい構成であるためその呼び名としてこの名称に限定されるものではなく、透明高抵抗層を有した透明絶縁体、あるいは電界中継層を有した透明絶縁体、あるいは誘電結合機能を有する透明絶縁体、などの呼び名が可能である。高抵抗層の抵抗率（比抵抗）は、一例として１００Ωｍから1MΩｍの範囲が良好な効果を得られた。

さらに、第２の基板１１２の上部面には、第３の電極２３（材料としてはＩＴＯ材）が形成されている。この第３の電極２３の上面には保護層（ガラス）１１３が配置されている。液晶層を挟む基板の面には、ポリイミドがコーティングされている。また一方向にラビング処理されている。

先の特徴部である透明な高抵抗層１１７としては、厚さが２０μｍのグリセリンを使用することができる。本実施例で使用したグリセリンの抵抗率は１００００Ωｍ程度であった。他の液体、たとえばエチルアルコールを使うこともできる。エチルアルコールの抵抗率は３５００Ωｍ程度であった。

なお、高抵抗層１１７として液体を使わずに、抵抗値を最適な値に設定した酸化亜鉛や酸化チタンなどの透明な薄膜を使うこともできる。薄膜抵抗層１１７を使用すると構造がより簡単になり、寿命も長くなるという利点がある。

液晶層３１１と高抵抗層１１７の間のガラス板１１６の厚さは３００μｍとし、高抵抗層１１７と第２の電極２２との間のガラス板１１５の厚さは１００μｍとした。それぞれの値を変えることで、Ｖ１やＶ２の最適な電圧値が異なってくる。

ここで上記の液晶光学デバイスを液晶レンズとして機能させる場合、を説明する。まず第１の電極２１と第２の電極２２との間に第１の電圧Ｖ１を加える。第１の電圧Ｖ１を加える場合、第２の電圧Ｖ２は、当初は０ボルトとしておいて、Ｖ１を最適な値に設定する。

この電圧Ｖ１は、電圧供給部５１から供給される。ここで凸レンズとして最良の光学特性（この時の特性を、第１段譜の光学特性と称することにする）が得られる電圧値が設定される。次に、第１の電圧Ｖ１とは、独立して、第１の電極２１と第３の電極２３間に第２の電圧Ｖ２が加えられる。この第２の電圧Ｖ２は、電圧供給部５２から供給される。この第２の電圧Ｖ２を可変することにより、レンズの光学的特性（第２段階の光学特性と称する）を制御することができる。なおＶ１とＶ２は周波数及び位相が等しく設定されている。

上記の説明では液晶レンズが凸レンズとして機能する場合の例を説明した。しかしこの発明では、液晶レンズを凹レンズとして簡単に機能させることが可能である。この場合は、第１の電極２１と第３の電極２３との間に電圧供給部６２から一定の交流電圧Ｖ２’を与える。そして、第１の電極２１と第２の電極２２との間に、電圧供給部６１から電圧Ｖ１’を与える。ここで電圧Ｖ１’は、可変制御することができる。その他の構成は、上述した実施の形態と同じである。

さらにこのデバイスは、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を有してもよい。そして、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、電圧供給部５１、５２を選択した第１の状態と、電圧供給部６１、６２を選択した第２の状態とに切り替え可能とされている。第１の状態では、液晶レンズが凸レンズとして機能し、第２の状態では液晶レンズが凹レンズとして機能する。

本発明によると、第２段階の光学特性は、非常に焦点距離が近い状態から無限に近い（あるいは無限）の状態まで、つまり焦点距離をメートルの単位で表した場合の逆数で与えられるレンズのパワー（単位はジオプトリ：１／ｍ〉が可変される。電圧Ｖ２’を高い値に設定し、電圧Ｖ１’の値を可変することで焦点距離が負の値すなわち凹レンズの状態となり、同様にレンズのパワーを負の値で種々可変される。このために、焦点距離の可変範囲が広くなり、実用的であり各種の周途が可能となる。

図４（Ａ），図４（Ｂ），図４（Ｃ）は、凸レンズとして動作する液晶光学デバイスを光軸方向から見た光波の位相分布の様子を示している。つまり、固定の電圧Ｖ１＝１０Ｖが第１の電極２１と第２の電極２２の間に加えられ、第３の電極２３に与えられる電圧Ｖ２が５Ｖ，６Ｖ，７Ｖと可変されたとき、光波の位相分布が変化する様子を示している。図４（Ａ）は複数の干渉縞の間隔が密であり、Ｖ２が５Ｖ，６Ｖ，７Ｖと可変されると次第に複数の干渉縞の間隔が大きくなっていることが理解できる。複数の干渉縞の間隔が大きくなるに従い、光の屈折率の勾配が小さくなり焦点距離が長くなる。つまり焦点距離の逆数であるレンズパワーが小さくなる。

図５（Ａ〉，図５（Ｂ），図５（Ｃ）は、凹レンズとして動作する液晶光学デバイスを光軸方向から見た光波の位相分布の様子を示している。つまり、固定の電圧Ｖ２’＝１５Ｖが第１の電極２１と第３の電極２３の間に加えられ、第２の電極２２に与えられる電圧Ｖ１’が５Ｖ，７Ｖ，９Ｖと可変されたとき、液晶光学デバイスを光軸方向から見た光波の位相分化の様子を示している。この場合は電圧Ｖ２’が高い値に設定されているので液晶レンズは凹レンズ特性を示している。Ｖ１’が５Ｖ，７Ｖ，９Ｖと可変されると次第に複数の干渉縞の間隔が大きくなり、光の屈折率の勾配が小さくなるので凹レンズとしての焦点距離が長くなる。つまり焦点距離の逆数であるレンズパワーが小さくなる。

図６には、液晶光学デバイスのレンズのパワーの変化と先の制御電圧Ｖ１＝１０Ｖ（固定）でＶ２を変化した場合（凸レンズ特性）と、Ｖ２’＝１５Ｖ（固定）でＶ１’を変化した場合（凹レンズ特性）の関係を示している。電圧を可変することで、レンズのパワーが負から正まで可変される。本発明の一実施形態は、上記の構成に限定されるものではない。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２に示した構成において、円形パターンの直径すなわち液晶光学デバイスの直径が１５ｍｍの場合には、液晶層と円形パターン電極とを隔てる絶縁層の厚みは約１／５の３ｍｍ程度必要となり、駆動電圧が数１００ボルト以上の高電圧が必要となり、特別な電源が必要とされる。

しかし本発明によると絶縁層１１４の中に高抵抗層１１７を挿入することで、円形パターン電極と液晶層３１１との間に高抵抗層１１７を仲介して誘電結合が生じるため、数ボルトから１０ボルト程度の低電圧により直径が１５ｍｍの液晶レンズを駆動することが可能となる。

実施例では、直径が１５ｍｍの場合について説明したが、直径が小さくなるとさらに低電圧で駆動することができる。

本実施例では、絶縁層１１４の中に挿入する高抵抗層１１７の上下に配置するガラス基板の厚さをそれぞれ１００μｍと３００μｍとしたが、これらの値は円形パターンすなわち光学デバイスの直径や駆動電圧とも関連するため、適宜設定することができる。

図７は、本発明に関わる他の実施の形態としての液晶光学デバイスの構造を示している。この実施の形態では、液晶層を複数層に分割することで、実効的な厚みを減少させ、応答特性の改善を行うことや、液晶分子の配向方向が互いに直交するように配置することで、偏光成分に依存しない自然光対応の液晶光学デバイスを構成することもできる。

即ち、この実施の形態では、液晶層３１１が、層３１１ａ，３１１ｂとして構成されている。層３１２が分割層である。また液晶層３１１ａと液晶層３１１ｂとは、液晶分子の配向方向が直交するように、各層の配向膜のラビング方向が互いに異なる。その他の部分は、図１（Ａ），図２の実施の形態と同じであるから、図１（Ａ）、図２と同じ符号を付している。

また、他の実施の形態として、図８（Ａ），図８（Ｂ）に示したように、第３の電極２３を、第２の電極２２の円形孔の中に設けた構造としてもよい。この構造では、図２の構造のように、第３の電極２３第２の電極２２を隔てるガラス基板１１２を使用する必要が無く構造を簡単にすることができる。その他の部分は、図２の実施の形態と同じであるから、図２と同じ符号を付している。

さらに、図８に示した構造の液晶光学デバイスにおいて液晶層を２層に分割して互いに貼り合わせた図９（Ａ），図９（Ｂ）のような構造とすることもできる。図９（Ａ）に示すように、電極２２と２３を中心にして上下対象に構成される。１１１−２が基板、２１−２が透明な電極、３１１ｂ−２、３１１ａ−２が液晶層、３１２−２が分割層、１１４−２が透明絶縁層である。そして透明絶縁層１１４−２の中に高絶縁層１１７−２が設けられている。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。また、液晶レンズを１つ示したが、複数が配列される構成であってもよい。また複眼のような２次元的な醜列であってもよい。

さらにまた、透明絶縁層１１４内に配置される高抵抗層１１７は、１層のみならず、複数層が設けられてもよい。

本発明の光学素子は、拡大レンズ、ロボットにおいて視覚機能として用いられる撮像部のレンズなど種々の用途が可能である。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

図１（Ａ）は、本発明に係る液晶光学デバイスの一実施の形態を示す構成説明図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の電極２２の平面図である。 本発明に係る液晶光学デバイスの他の実施の形態を示す構成説明図である。 図２に示した液晶光学デバイスに対する電圧供給手段の例を示す図である。 本発明に係る液晶光学デバイスの機能を説明するために、凸レンズ状態での液晶光学デバイスを通過する光波の位相が変化する様子を光軸方向から見て示す説明図。 本発明に係る液晶光学デバイスの機能を説明するために、凹レンズ状態での液晶光学デバイスを通過する光波の位相が変化する様子を光軸方向から見て示す説明図。 本発明に係る液晶光学デバイスの機能を説明するために、駆動電圧に対するレンズのパワーが変化する様子を示す説明図。 本発明に係る液晶光学デバイスの他の実施の形態を示す構成説明図。 図８（Ａ）は本発明に係る液晶光学デバイスのさらに他の実施の形態を示す構成説明図であり、図８（Ｂ）は電極２２と２３の関係を示す平面図である。 図９（Ａ）は本発明に係る液晶光学デバイスのさらにまた他の実施の形態を派す構成説明図であり、図９（Ｂ）は電極２２と２３の関係を示す平面図である。

符号の説明

１１１・・・基板、２１、２２、２３・・・電極、１１４・・・絶縁層、１１７・・・高抵抗層、３１１・・・液晶層。

Claims (5)

1. 透明な第1の電極を有する第1の基板、孔を有する第２の電極、および前記第1の基板と前記第２の電極との間に、前記第1の電極と対向するように収容された、液晶分子を一方向に配向させる第１の液晶層を備え、前記第２の電極と前記第１の液晶層との間に、配向膜部分とは異なり、前記第２の電極と前記第１の液晶層との間の距離を設定する透明絶縁層とを配置し、前記第１と前記第２の電極との間に電圧を加えて液晶分子の配向制御を行なうことができ、
   前記透明絶縁層の中に透明な高抵抗層を配置したことを特徴とする液晶光学デバイス。
2. 請求項１の液晶光学デバイスにおいて、
   さらに前記第２の電極に対して絶縁層を介して第３の電極が配置され、この第３の電極に前記第１の電圧とは独立した第２の電圧を加えられるように構成され、
   かつ、前記第１の電圧または前記第２の電圧値のいずれか一方が固定され、前記第１の電圧に対して前記第２の電圧、または前記第２の電圧に対して第１の電圧のいずれか一方が可変されることで光学的特性を可変制御することができることを特徴とする液晶光学デバイス。
3. 請求項２記載の液晶光学デバイスにおいて、
   前記第１の電圧または前記第２の電圧値のいずれか一方を固定する手段と、
   レンズパワーをほぼ最大とした第１段階の光学特性を得るとともに、第２段階の光学特性として、前記第１の電圧に対して前記第２の電圧を可変することで凸レンズとして動作させる、または前記第２の電圧に対して第１の電圧を可変することで凹レンズとして動作させる手段を有することを特徴とする液晶光学デバイス。
4. 請求項２又は３の液晶光学デバイスにおいて、
   前記第３の電極は、前記第２の電極の前記孔内に間隔を置いて配置されていることを特徴とする液晶光学デバイス。
5. 請求項１又は２又は３又は４記載の液晶光学デバイスにおいて、
   前記高抵抗層の抵抗率（比抵抗）は１００Ωｍ から1MΩｍの範囲であることを特徴とする液晶光学デバイス。

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