a.i.二周波液晶材料を含む液晶層であって、前記二周波液晶材料が対応する温度でクロスオーバ周波数を中心に誘電異方性を示して成る液晶層と、ii.前記液晶層を間に狭持して液晶セルを形成する1対の液晶配向層であって、基底状態で液晶分子の低プレチルト角の配向を誘発するように予め定められた方向にラビングされたコーティングを各々含んで成る液晶配向層と、iii.電極構造であって、前記電極構造および前記電極層が前記液晶セルを狭持して成る電極構造と、を含む層化構造と、b.前記クロスオーバ周波数より低い周波数の第1駆動信号成分および前記クロスオーバ周波数より高い周波数の第2駆動信号成分を前記電極構造に略同時に提供するように結合された制御駆動信号回路と、を備える同調可能な光学装置。前記駆動信号成分が提供されたとき、合成空間変調電界が前記液晶セルに印加され、液晶セルに空間変調ダイレクタ配向を誘発し、前記空間変調ダイレクタ配向が前記液晶セルを通過する光ビームに空間変調光学特性の変動を引き起こす、請求項1に記載の同調可能な光学装置。前記層化構造が前記電極構造の少なくともアパーチャを充填する透明な弱導電層をさらに含み、前記弱導電層が前記弱導電層内の周波数依存性電荷移動性を可能にする周波数依存性材料を含む、請求項1または2に記載の同調可能な光学装置。前記駆動信号成分が提供されたとき、前記周波数依存性電荷移動性が前記電極構造に駆動信号周波数特定的有効電気プロファイルを持たせ、前記第1駆動信号成分が略平坦な空間分布を有する電界成分を印加させ、前記第2駆動信号成分が空間変動電界成分を印加させる、請求項3に記載の同調可能な光学装置。前記弱導電層がさらに、前記空間変調電界の勾配を軟化させるように構成された、請求項3に記載の同調可能な光学装置。前記周波数依存性材料がさらに、前記空間変調電界を整形するように構成された周波数応答性電界勾配制御層として前記弱導電層を機能させる、請求項3ないし5のいずれか一項に記載の同調可能な光学装置。レンズ、ビームステアリング装置、および光シャッタのうちの1つをさらに備え、前記合成空間変調電界を介する液晶分子配向の制御された変動が前記液晶層に前記光ビームをそれぞれ合焦、操縦、および遮蔽させる、請求項1ないし6のいずれかに記載の同調可能な光学装置。前記電極構造が回転対称な電界空間変調をもたらす穴パターン化電極を備え、前記光学装置が同調可能な液晶レンズであり、かつ前記光学特性が屈折力である、請求項1ないし7のいずれかに記載の同調可能な光学装置。前記穴パターン化電極が、前記同調可能な液晶レンズの光学アパーチャを画定するように構成された、請求項8に記載の同調可能な光学装置。前記電極構造が分割リング電極を備え、前記制御駆動信号回路が前記第1および第2駆動信号成分の1つを各電極セグメントに別々に印加させ、前記光学特性が光学画像安定化である、請求項1ないし9のいずれかに記載の同調可能な光学装置。前記光学装置が同調可能な液晶レンズであり、前記分割リング電極を駆動することによりパラメトリックレンズがもたらされる、請求項10に記載の同調可能な光学装置。前記液晶材料が二周波液晶材料MLC-2048を含む、請求項1ないし11のいずれかに記載の同調可能な光学装置。前記電極構造と前記液晶セルとの間に緩衝基板をさらに備え、前記緩衝基板が液晶セルの厚さに対する感受性を低減するように構成された、請求項1ないし12のいずれかに記載の同調可能な光学装置。前記電極構造がさらに、前記液晶セルを跨いで前記第1の透明な電極層の反対側に第2の透明な電極層を備え、屈折力を変化させる際に前記第2の透明な電極層が過渡的駆動信号成分によって駆動される、請求項1ないし13のいずれかに記載の同調可能な光学装置。前記同調可能な光学装置が前記光ビームの単一偏光に関する前記空間変調光学特性変動を引き起こし、前記同調可能な光学装置がさらに、2つの直交偏光に対し相補的光学特性変動を引き起こすように構成された二重構造を備えた、請求項2ないし14のいずれかに記載の同調可能な光学装置。前記二重構造が液晶セル間に直交液晶配向層ラビング方向を有し、前記各偏光が線形であり、前記二重構造がフル偏光光学特性変動をもたらすように構成された、請求項15に記載の同調可能な光学装置。請求項1に記載の同調可能な光学装置を使用したカメラレンズ組立体。請求項1または17に記載の同調可能な光学装置を使用したカメラモジュールであって、画像センサおよび少なくとも1つの画像取得部品をさらに備えたカメラモジュール。前記少なくとも1つの画像取得部品がさらに、前記同調可能な液晶レンズを合焦するために電界制御装置を備えた、請求項18に記載のカメラモジュール。液晶層および電極構造を有し、前記液晶層がクロスオーバ周波数を中心に誘電異方性を示す二周波液晶材料を含み、前記電極構造が前記液晶層に作用するように構成されて成る同調可能な液晶光学装置の動作方法であって、第1振幅で前記クロスオーバ周波数より低い周波数を有する第1駆動信号成分および第2振幅で前記クロスオーバ周波数より高い周波数を有する第2駆動信号成分を前記電極構造に略同時に印加して、前記液晶層の液晶分子ダイレクタが前記第1および第2駆動信号成分の差分によって励起され、前記同調可能な液晶光学装置に対応する光学特性値を発現させるステップを含む方法。初期低周波駆動信号成分を印加して、前記液晶分子ダイレクタを初期低プレチルト励起角度に配向させるステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。前記光学特性が屈折力であり、前記第1および第2駆動信号成分のいずれか一方が変化することによりさらに、低屈折力と高屈折力との間で正および負方向の対応する一方向の屈折力の絶対的な変化が生じる、請求項20または21に記載の方法。前記第1および第2駆動信号成分のいずれか一方が変化することによりさらに、負屈折力と正屈折力との間で屈折力の変化が生じる、請求項22に記載の方法。a.前記第1駆動信号成分を消失させ、予め定められた振幅で予め定められた持続時間だけ前記第2駆動信号成分を印加して、屈折力変化を生じさせるステップと、b.前記予め定められた持続時間に、所望の最終屈折力値に対応する周波数および振幅で、前記駆動信号成分を再確立するステップと、を含む、請求項22または23に記載の方法。前記光学装置が同調可能な液晶レンズであり、かつ前記光学特性が光学画像安定化であり、前記第1および第2駆動信号成分のいずれか一方が変化するとさらに、有効レンズ位置および/または形状の変化が生じる、請求項20または21に記載の方法。同調可能な液晶レンズを使用する撮像システムで焦点を取得するための自動焦点方法であって、前記同調可能な液晶レンズが液晶層および電極構造を有し、前記液晶層がクロスオーバ周波数を中心に誘電異方性を示す二周波液晶材料を含み、前記電極構造が前記液晶層に作用するように構成され、前記液晶層の液晶分子ダイレクタが前記電極構造に同時に印加される第1および第2駆動信号成分の差分によって励起されて、前記同調可能な液晶レンズに対応する屈折力値を発現させ、第1駆動信号成分が第1振幅でクロスオーバ周波数より低い周波数を有し、かつ第2駆動信号成分が第2振幅でクロスオーバ周波数より高い周波数を有し、前記方法が、a.前記第1および第2駆動信号成分のいずれか一方を変化させて、低屈折力と高屈折力との間で、正および負方向の対応する一方向に絶対的な屈折力の変化を引き起こすステップと、b.焦点スコアを得るステップと、c.焦点スコアを変化させるために前記駆動信号成分のパラメータを決定するステップと、d.前記方法を繰り返すステップと、を含む方法。パラメータを決定する前記ステップがさらに、前記駆動信号成分のパラメータを決定して、少なくとも2つの焦点スコアを得た後で、焦点スコアを増大させることを含む、請求項26に記載の自動焦点方法。パラメータを決定する前記ステップがさらに、以前の焦点スコアの閾値内にあるその後に得た焦点スコアを検出し、かつ焦点取得を合図することを含む、請求項26または27に記載の自動焦点方法。パラメータを決定する前記ステップがさらに、少なくとも1つの駆動信号成分振幅パラメータを決定することを含む、請求項26ないし28のいずれかに記載の自動焦点方法。前記レンズが請求項1ないし19のいずれかに記載の同調可能な光学装置である、請求項26ないし29のいずれか一項に記載の自動焦点方法。図面全体にわたって同様の特徴は同様のラベルを表示する。記載された層のシーケンスは重要であるが、本明細書における頂部および底部限定詞の言及は、単に本願で提示する図面の向きに関連して行なうだけであって、絶対的な空間的方位を暗に示すものではない。<同調可能な液晶レンズ構造>提案する解決策の態様では、それを通過する光の伝搬を制御するための可変光学装置を提供する。<Rs勾配軟化>図5Aは、提案する解決策に係る単一偏光の同調可能な液晶レンズTLCL構造を示す。TLCL300は、緩衝層340によってLC層510から分離された弱導電層WCL326の頂部にアパーチャを形成する頂部固定穴パターン化導電性リング電極322を含む電界整形制御層副構造328を有する。WCL326は頂部穴パターン化リング電極322と物理的に直接接触するか、あるいは特定の層の材料の選択を含め、製造上の配慮を前提として電気的に接触する全ての層の材料が互いに接合するわけではない。頂部穴パターン化電極322とWCL326との間に設けられる電気的接触は、TLCL300が2つの電極322および124だけを使用することを可能にする。したがって、TLCL300は、駆動信号生成および制御回路の複雑さを最小化する単一の駆動信号を必要とする。頂部穴パターン化電極322は、本発明を限定することなく、Alから形成することができる。他の低抵抗電極構成を使用してもよく、そのような材料選択はウェハ製造の当業者が精通している製造要因に依存する。提案する解決策では、緩衝層340がLCセルの厚さに対するTLCLの感受性を軽減する。提案する解決策の1つの実現では、緩衝層340の厚さは、印加される電界の勾配を軟化するジオメトリである緩衝間隔をWCL326とLC510との間にもたらす。提案する解決策の別の実現では、緩衝層340の誘電特性は、印加される電界の勾配を軟化する。本発明は緩衝層340の上記実施例に限定されず、実際には層の厚さと材料特性の組合せを用いて勾配を軟化するように緩衝層340を構成することが考えられる。TLCL300構造の頂部基板に典型的に要求される特性をもたらすように緩衝層340を構成することも考えられる。例えば緩衝層340は、ポリマ、セラミックス等に限らず、光学的に透明な誘電性材料を含むことができる。提案する解決策では、図5Bは同調可能な液晶レンズの別の実現を示す。TLCL400は2段の電界整形制御層428を含む。緩衝層340は、アパーチャを有する頂部穴パターン化導電性電極322および穴パターン化電極322の中央のアパーチャを充填する弱導電層426によって形成される可変導電率層に直接隣接する最下段を形成する。緩衝層340は、LC510に印加される電界の勾配を軟化する。<フルTLCL>図5Aおよび図5Bは、光の伝搬を制御するように構成されたTLC光学装置構造を描いているが、そのような光伝搬の制御は、単一偏光のためにだけ設けられる。そのようなTLC光学装置構造は偏光に依存すると言われ、ハーフTLCLと呼ばれる。採光状態太陽、ランプで動作するために、2つの交差配向されたLCセルは、偏光無依存型TLCLをもたらすために、入射光の2つの直交偏光の光伝搬を制御する必要がある。Naumovによって提案された先行技術の光学装置のジオメトリは、2つの高抵抗層を使用する必要があり、それはほとんど必ず異なる値のRsを有し、したがって2つの直交光の偏光は典型的に同期して動作しない。提案する解決策の別の態様では、そこを通過する光の伝搬を制御するための可変光学装置を提供する。該可変光学装置のジオメトリは、偏光無依存型光学装置の2つの液晶セルを制御するために1つだけの弱導電層を使用する共通可変導電率層を含む。提案する解決策では、図5Bに提示する偏光依存型ジオメトリは、偏光無依存型TLCL構造を提供するように拡張することができる。好ましくは、デジタルカメラ用の偏光無依存型の同調可能な液晶レンズは、フルTLCLと呼ばれる鏡面TLCL構造を使用して、2つの直交偏光入射光ビーム成分の光伝搬を制御するように構成される。図5Cに関連して、TLCL構造500は、アパーチャを形成する共通穴パターン化中間導電性電極522および共通穴パターン化電極522の中心のアパーチャを充填する共通弱導電層526を含む、可変導電率層を有する。1対の頂部および底部電界整形制御層528は可変導電率層を共有し、各層528はそれぞれの頂部および底部緩衝層540を使用する。残りの層は、提供される機能性に従って同様のラベルを表示して示された以下で頂部および底部識別子によって修飾される中間可変導電率層を中心に、鏡面反射的に存在する。中心可変導電率層は2つのLC層510の間に位置する。使用された2つの液晶層510の各々は、配向コーティング112および114と同様に、異なるLCダイレクタ配向を有するということができる。好ましくは、2つのLC層510は略直交面内にダイレクタを有する。例えば、Z軸と指定されたTLCL層化構造500の垂線により、ダイレクタの1つはXZ面内に存在する一方、第2のダイレクタはYZ面内に存在することができる。好適な実施形態では、同一WCL526が、両方のLCセルを制御するために同時に使用される。TLCL500は偏光無依存型であるだけでなく、入射自然光の両方の直交偏光の集束も実質的に同期化される。加えて、緩衝基板540がそのような依存性を軟化させるので、小さいセルギャップ変動は全体的性能に顕著には影響しない。駆動信号が提供される電極124が設けられ、各LC層510に隣接して、中心可変導電率層から離して、かつしたがって共通穴パターン化導電性電極522から離してそれぞれ配置される。以下のTLCの機能性の説明を容易にするために、駆動電界の空間的整形を提供する制御電極構造の抽象化が、電界整形制御層328/428/528に言及することによって行なわれる。説明を容易にするために、構造要素への言及は、図5Bに示したハーフTLCLの実現に関連して行なわれる。しかし、本発明は図5Bに示す実現に限定されず、以下に記載する機能性は、図5Aおよび図5Cに示すような、しかしそれらに限らず、提案する解決策の他の実現にも適用される。好適な実現は、図5Cに示すフルTLCレンズ構造500を含む。<動作特性>TLCレンズの同調可能性は、本書での説明を容易にするために可変電圧駆動信号固定周波数振幅変調の印加および周波数と振幅とを有する駆動信号の印加に分類される、様々な駆動信号モードを通して達成することができる。本書では、固定電圧で可変周波数周波数変調を有する駆動信号の印加にも言及する。当業者は、周波数を有する駆動信号の文脈における固定電圧が駆動信号Vrmsの二乗平均平方根RMS電圧振幅と呼ばれることを理解するであろう。例えば図3Aないし図3Cに示した先行技術の試みは、可変電圧固定周波数振幅変調駆動を示す。提案する解決策はさらに、対応する可変振幅を有する二重固定周波数駆動信号を使用することによって、そこを通過する光の伝搬を制御するように構成された可変の同調可能な液晶TLC光学装置を対象とする。例えば複素電界プロファイル整形を提供する。<周波数制御>提案する解決策のさらなる態様では、そこを通過する光の伝搬を制御する可変光学装置は、電界の空間プロファイルを修正するために、周波数依存性材料および複数の周波数および振幅で駆動信号を発生する電気信号発生器を利用する。周波数信号発生器は公知であり、本署では、そのような周波数信号発生器を使用して同調可能な光学系のTLCL制御部品を実現することに関して、限定された詳細を提供するに留める。提案する解決策の実現では、同調可能な液晶レンズTLCL400を同調するための制御信号は、TLCレンズ400に入射画像の焦点を固定周波数の少なくとも2つの可変振幅駆動信号の関数として調整させるように構成された、二周波制御信号回路によって提供される。<改善弱導電層>提案する解決策の実施形態では、TLCL400は、屈折力変化速度およびしたがって自動焦点取得時間にさらに顕著な改善をもたらすように、周波数依存性材料を含む弱導電層426および周波数制御を使用する。周波数依存性材料は、LC層510によって印加されたかつ経験した電界を整形することによって、WCL426を周波数応答電界勾配制御層として機能させることができる。周波数制御は、選択された対応RMS電圧振幅Vrmsの制御駆動信号周波数の関数として、TLCL400に光の伝搬を制御させるように構成された、可変周波数制御駆動信号回路によって提供される。電気信号発生器は、複数の異なる周波数および電圧の組合せの駆動信号成分を発生し、LC層510に電界を発生させるために、合成駆動信号をTLCL400の電極に供給する。可変導電率層の材料特性は、交流AC駆動信号リードを空間変調電界に供給するようなものである。図5Bに関連して、電界は、固定穴パターン化導電性電極322によって実質的に定められる部分、および弱導電層426の周波数依存性材料によって定められる部分を有する。WCL426の周波数依存性材料は電界と相互作用し、したがってそれがなければ導電性電極124および322の間に存在する電界の形状に影響する。説明を容易にするために、しかし発明を限定することなく、周波数依存性材料は高誘電率材を含むことができる。機能的に、この実施例の周波数依存性材料は、その中における限られた電荷移動度を可能にする特徴を有する。周波数依存性材料は駆動信号周波数に依存する電荷移動性を有し、電界の空間プロファイルを駆動信号周波数の関数として変動させる。電荷が周波数依存性材料内を流動するために利用可能な期間は低い周波数の方が長くなり、結果的に電荷移動性が高くなる。同様に、同一Vrms振幅でより高い周波数時に、各正または負サイクルにおける電位は、より短い期間だけ印加され、結果的に生じる周波数依存性材料内の電荷の流れはそれに対応して大幅に低減される。したがって、電荷移動性は、印加される交流電気駆動信号の制約内で、電荷が穴パターン化電極のアパーチャ内に存在する周波数依存性材料内に浸透する全体的能力を指すように使用される。一般性を喪失することなく、本書の記載の残部では、弱導電層426を周波数依存性層426と呼ぶ。<等電位>周波数依存性層426は、有効電極プロファイルを動的に形成するために使用される。図5Bの層化構造に関連して、穴パターン化電極322と平坦な電極層124との間に印加された駆動信号は、周波数依存性層426における有意の電荷移動性の不在下で、LC層510に不均一な電界を形成する。この不均一な電界は例えば、上述の通り、特定の性質のLC層510にレンズ効果プロファイルをもたらすことがあり得る。例えば電界整形は、周波数依存性層426内への電荷浸透の範囲を決定する、駆動信号の周波数に依存する。高い周波数では、低い電荷移動性に対応して、穴パターン化電極322のジオメトリは、勾配制御層が電界を整形する方法に対し大きく貢献する。しかし、低い周波数では、高い電荷移動性に対応して、周波数依存性層426は有効電極表面を形成し、電界形成制御層428は、穴パターン化電極322および周波数依存性層426の結果得られる全体的電極ジオメトリに応じて電界を整形する。例えば、図6Aおよび図6Bは、図5Bに示した層化ジオメトリの対応等電位面を示す。図示する通り、図6Aでは、例えば30Vrmsで30kHzの適度に高い駆動信号の使用により、周波数依存性層426における適度な量の電荷移動が形成され、それは、滑らかな勾配を有するように図示された特定の電界を発生させる。活動周波数範囲は、周波数依存性材料の特徴および使用するVrms振幅に依存する。しかし、印加される駆動信号が低い周波数を有し、周波数依存性層426にかなりの電荷移動量が存在する場合、周波数依存性層426への電荷浸透は、穴パターン化電極322の中心にあるアパーチャ内に延びる有効電極構造を形成する。構造全体で略平坦な有効電極が形成される。穴パターン化電極322のこの水平方向の拡張は、2つの事実上均一な電極構造322~426および124の結果、電界プロファイルを均一になるように変化させる。この均一な電界は、液晶分子に対する均一な配向効果を有するので、レンズ効果が消去される。図6Bに示す通り、例えば20Vrmsで1kHzの比較的低い周波数の駆動信号を使用すると、周波数依存性層426への電荷浸透が増大する。これは電界プロファイルを平坦化し、それに対応して均一なLC分子の再配向を誘発する。平坦な等電位面は、レンズの直径全体にわたる平坦な電界に対応する。ここでも、低周波数範囲は、使用する周波数依存性材料の特徴に依存する。比較的低い周波数の駆動信号の使用がディスクリネーション配向欠陥を低減させることが明らかになった。低い周波数の駆動信号によってもたらされる平坦な電界プロファイルの使用は、レンズの消去を可能にする。したがって、第3電極上記Satoら参照を必要とすることなく、またはTLCL性能を低減しあるいはまたは携帯電話のようなホスト装置の電圧制限を超える傾向がある、駆動電圧を非常に低い電圧例えば0ボルトまたは非常に高い電圧例えば100ボルトに劇的に変化させる必要なく、レンズ消去は低い周波数および低いRMS電圧でもたらされる。<二周波ネマチック液晶層>1つが正のデルタイプシロン、もう1つが負のデルタイプシロンの周波数による少なくとも2つの振幅変調駆動信号成分を有する駆動信号によって生成される空間変調電界にさらされる二周波ネマチック液晶DF‐LCをTLCLに使用することにより、屈折力を両方向に変化させながら、励起条件下で連続的に動作可能なTLCLがもたらされることが明らかになった。図5Aないし図5Cに関連して、液晶LCセル層510には、Merck社製のMLC2048のような、しかしそれに限らず、誘電異方性を示すDF‐LC材料が充填される。本発明はDFLCを充填された液晶層に限定されず、より低い割合のDFLCを使用することが可能である。上記のPishnyak‐Sato‐Lavrentovichとは対照的に、層510は、同一の例えば3度の低プレチルト角配向層112/114によって囲まれる。低プレチルト配向層112/114の使用は、単純製造および頑健な設計から利益を得る。図7に関連して、誘電異方性曲線に沿ってクロスオーバ周波数の両側に1つずつ、少なくとも2つの固定周波数駆動信号成分によって生成される電界を印加することによって、両再配向方向の励起駆動がもたらされる。DFLC分子は、Δε>0でfcより低い周波数を有する駆動信号によって作動され、Δε<0でfcより高い周波数を有する駆動信号によって停止されて、屈折力変化の加速を達成し、両再配向方向に迅速に駆動させることができる。<TLCL構造の実施例>非限定例として、図5Bに関連して、提案する解決策に従って実現される可変焦点平坦屈折TLCレンズの寸法ジオメトリを提供する。寸法はジオメトリおよび材料の選択に応じて大きく変化することができることは理解されるであろう。基板104は、50ないし100ミクロンの厚さのガラスから作成することができる。基板102もガラスから作成することができる。頂部および底部配向層112/114は、例えば3度の低いプレチルト角を持つ液晶の基底状態配向を誘発する表面を生み出すためにラビングされた、厚さ約20ないし40nmのポリイミド層を含むことができる。MLC2048を充填された液晶層510は、実施例として厚さを5ないし30ミクロンとすることができる。空間変調により、そのような単一液晶層510は、入射光の単一線形偏光を集束させる屈折率分布型レンズを形成する。穴パターン化電極322は、アルミニウムAlのような不透明な金属から作成することができ、あるいは透明なインジウム錫酸化物ITOから作成することができる。穴パターン化電極322の厚さは、10ないし50nmの範囲とすることができる。本発明を限定することなく、穴パターン化電極層322は実質的に光学的に隠すこともでき、したがって光学装置を通過する光の伝搬を妨げない。弱導電層426は、約10nmの厚さを有することができる。WCL426の周波数依存性誘電率または複素誘電性材料は、酸化チタンのような、しかしそれに限らず、種々の材料を含むことができる。酸化チタンは、印加駆動信号の周波数により変化する半導体特性を有する。TLCレンズは屈折または回折レンズとすることができる。図5Cの実施形態では、穴パターン化電極522および周波数依存性材料526は、2つのLC層510の間で共有される可変導電率層を形成する。2LC層型TLCLは、このようにして、約460ミクロンの厚さを有する層化構造500内に約1ないし3mmのレンズ直径を有するように組み立てることができる。<動作中のDF‐LC型TLCL>零周波数および零Vrms振幅時に、LC層510は配向層112および114によって支配される。LC分子は、例えば3度に実質的に配向される。LC層510の屈折率は、アパーチャ全体にわたって変動しない。レンズ効果はLC層510によってもたらされ、したがってTLCL400は零屈折力を達成する。図5Bに示すこの非通電U‐LOP基底状態は、ジオメトリの物理的性質によって支配される受動状態である。例えば4度未満の非常に低い角度では、電界によってLC分子にトルクがほとんど加えられず、レンズが形成されるので、応答は非線形効果を有する。一部のLC分子は、電荷移動の引継ぎ前に、劇的な屈折率の変動性を導くおそれのある配向ドメインディスクリネーションを形成する。図8Aは、図5Bに示すものと同様のジオメトリを有する同調可能なLCレンズを示す。経験的に決定された閾値を超える所与の低いVrms振幅の場合、比較的低い周波数faの駆動信号の初期印加により、電荷がアパーチャ内にかなり大きく浸透するので、事実上均一な電極プロファイルが形成される。周波数依存性層426内への広範な電荷浸透のために形成される対応する均一な電界プロファイルは、非通電基底状態から初期励起配向を有するように、LC層510全体にわたってLC分子を引き揚げる。LC分子は全て、約3度のプレチルト角の代わりに、例えば10ないし15度の共通角度配向を有するように再配向される。上述の通り、共通角度配向を有するLC分子は結果的に、低い屈折率変動性を有するLC層510を生み出し、実質的にレンズ効果はLC層510によってもたらされず、したがってTLCL400は無視できるほど小さい屈折力を有する。この状態は、本書で上述した通り、電極322のジオメトリを含む可変導電率層の特性、および周波数依存性層426の電荷移動性によって支配される励起状態である。この初期励起状態の周波数faが図7に示され、周波数依存性層の材料特性、Vrms、およびTLCLのジオメトリにより変動する。低いVrms振幅の実施例として、使用可能な低い周波数faは100Hzもの低さにすることができる。好ましくは14ないし40Vrms、さらに詳しくは20ないし36Vrmsの振幅を有する周波数f、例えば1kHzの駆動信号成分が、DF‐LC型TLCL400を動作させるために使用される。この低周波駆動信号成分は、初期励起後に分子を上昇させる引き上げるように、平坦な電界成分をもたらす。好ましくは5ないし50Vrms、さらに詳しくは10ないし50Vrmsの振幅を有する周波数f-、例えば30kHzの第2駆動信号成分によりDF‐LC型TLCL400を同時に駆動することにより、改善されたTLCL駆動状態を達成することができることが明らかになった。この高周波駆動信号成分は、分子を下降させる抑制させるように、空間変調電界成分をもたらす。合成駆動信号に対するDF‐LC型TLCLの応答を示す図9に関連して、高周波駆動信号成分が低周波駆動信号成分に匹敵するときに、電界の不均一なプロファイルがLC層510全体に展開し、LC分子は不均一な角度配向を有する。その結果、LC層510全体の屈折率の変動性は不均一になり、LC層510は対応するレンズ効果をもたらす。TLCL400の文脈において、図9は実験的に検証された達成可能な屈折力を示す。本書に記載する通り、駆動信号成分のVrms振幅が増大すると、周波数依存性層426内への電荷の浸透が、図8Bに示した対応するプロファイルを電界に与える。驚いたことに、全てのLC分子は低周波faの印加によって事前配向されているので、レンズプロファイルが発現するときに、ディスクリネーションは発生持続せず、LC分子は電界に対し効率的に応答して、TLCLのレンズ収差を大幅に低減する。実験データは負のレンズ効果に関係するが、本発明を負の屈折力のTLCLレンズに限定するつもりはない。本発明は異なるfaおよびf周波数に限定されず、単一の周波数を使用することができる。合成駆動信号のVrms振幅および周波数f/f-を変更することによって、電界のプロファイルおよびしたがってLC配向プロファイルを活発に整形することができる。駆動信号パラメータVrms′、f/f-を適切に選択することによって、励起条件下でレンズ効果の形成および消去を両方とも実行することができる。例えば低周波成分fのVrms振幅が高周波成分f-のVrms振幅より優勢である場合には、LC分子は電界の方向に活発に吸引され、レンズ効果をもたらすが、極端に優勢であると、LC分子を均一に配向させ、図8Cに示す通り、無レンズ効果屈折力=0ジオプタを導く。対照的に高周波成分f-のVrms振幅が優勢である場合には、周辺分子が徐々に活発に排斥され、図8Cに示すようにレンズを形成する。比較的低いVrmsと比較的高いVrmsとの間の駆動信号のVrmsの範囲内で、どちらかの駆動信号のVrmsを変化させて、DF‐LC層510の光学パラメータを徐々に変化させ、したがってTLCLの屈折力を徐々に変化させることができる。定常状態の屈折力応答は典型的には、図9に示すように非線形的である。到達可能な最大屈折力は、特定のTLCLのジオメトリ、特定の周波数依存性材料の選択、特定の二周波液晶材料の選択等の結果であることを強調しておく。最大Vrms振幅を超えると、印加駆動信号は、周波数依存性層426における電荷の流れに対し閉塞効果を有し、LC層510に印加された電界の形状は、穴パターン化電極322のジオメトリのような、しかしそれに限らず、他のTLCL特性によって制御される。TLCL400の場合、最大屈折力を超えると、屈折力は徐々に弱くなり始める。これは例えば図9で、f駆動信号の振幅が20Vである間に、f-駆動信号のVrms振幅を30V超に増大させることによって示される。Vrmsの優勢な駆動状態は両方とも励起状態であり、TLCLは比較的迅速な光学特性屈折力の遷移を達成することができる。DF‐LC型TLCLレンズの動作について、例えば図5Bに示す構造を有する単一偏光ハーフTLCLに関連して説明したが、例えば図5Cに示す構造を有するフルTLCLが同様に駆動して、フル偏光TLCレンズをもたらすことができることは理解される。100Hz範囲の低配向周波数および30kHz範囲の最大屈折力は、必要な周波数発生器部品を製造可能かつ小型化可能な領域に置くので有利である。提案する解決策に従って、図10Aおよび図10Bは、一定周波数の駆動信号の二乗平均平方根電圧振幅による、同調可能な二周波液晶レンズの屈折力の実験的に測定された動的遷移を示す。実験結果は負のTLCレンズに対してもたらされたものであるが、本発明はそれに限定されず、TLCLのジオメトリを適切に変更することにより、結果は正レンズに対しても同等によく当てはまる。特に、図10Aは、室温でホメオトロピック配向を達成するように、10ジオプタから0零への屈折力の動的遷移を示す。表1は、f=2kHzを有する様々なVrms振幅の駆動信号成分を印加することによって、10ジオプタにわたるホメオトロピック配向を達成するまでの測定時間を示す実験結果をまとめたものである。163msの最短ホメオトロピック配向時間は、80VのVrms振幅を使用することによって達成される。f=2kHzで、周波数依存性層526は、80Vrms振幅と組み合わされて、屈折力を変化させるように、この場合は屈折力を低減させる絶対屈折力を低減させるように、DF‐LC型TLCLを略均一な電界により効果的に励起させる顕著な電荷移動を可能にする。図10Bは、レンズ効果を増大させる10ジオプタの動的遷移を示す。表2は、f-=60kHzおよび60Vrms振幅を有するパルス駆動信号成分を印加することによって、10ジオプタの変化を達成するまでの測定時間を示す実験結果をまとめたものである。最終状態の適切な定常状態Vrms振幅で、低周波fおよび高周波f-の駆動信号成分を両方とも再確立する前に、様々な持続時間幅の高周波f-パルスを印加する間、低周波f駆動信号成分は、一時的に除去される。最短の屈折力変化は171msで達成される。f-=60kHzで、周波数依存性層526は電荷移動性が低いが、60Vrms振幅は優勢であり、屈折力を変化させるように、この場合は、屈折力を増大させる絶対屈折力を増大させるように、略均一な電界によりDF‐LC型TLCLを効果的に励起させる。以下の実験結果は、提案する解決策を使用しない場合の13011820=3121msから、提案する解決策を使用することによって163171=334msへの屈折力変化速度の改善を示す。図11は、Satoから着想した平坦で透明な中心電極のある構造を有するTLCLに二周波液晶を使用する、提案解決策の別の実施形態を示す。周波数依存性材料を有する弱導電層も存在する。LCセルにMLC‐2048二周波液晶材料が充填される。この第2実施形態のTLCL装置の動作は、第1実施形態のTLCLの動作によく似ており、中心電極は、屈折力の遷移中に例えばパルス状に一時的に駆動されるだけである。<同調可能な光学装置システム>提案する解決策では、光学装置の周波数可変屈折力応答をTLCレンズで使用して、可変焦点レンズを形成する。改善された自動焦点性能をもたらすために、周波数および振幅混合制御ベースの自動焦点アルゴリズムを使用することによって、焦点を最小と最大との間で変動させることができる。TLCL光学装置を調整するための制御信号は、光学装置における光伝搬を駆動信号の周波数の関数として前記装置に制御させるように構成された、可変周波数制御信号回路によってもたらすことができる。実施例として、焦点制御をもたらすTLCレンズ1302により画像を画像センサ1306に集束させるように、任意選択的に少なくとも1つの固定レンズ1304に結合されたTLCレンズ1302を有するデジタルカメラシステムが、図12に概略的に示されている。画像は、所望の焦点値を出力する自動焦点機能を含むカメラ制御装置1308に送られる。電界制御装置1310は焦点値を少なくとも1つの電気駆動信号パラメータに変換する。本発明を限定することなく、電界制御装置1310はその総合機能を実行する際にルックアップテーブルを使用することができ、あるいは少なくともそういうものとして変換機能は、TLCレンズ1302および一般光学系に関する経験的情報、例えばジオメトリ、材料特性、温度、カメラ特性等を考慮に入れることに関係する。電界駆動回路1312は電気パラメータを、TLCL300/400/500に印加される少なくとも1つの駆動信号に変換する。構成部品1308および1310は、本発明を限定することなく、マイクロコントローラで実行されるマイクロコードを使用して実現することができる一方、構成部品1312は、所望の周波数およびRMS電圧の駆動信号を結果的に得られるように、マイクロコントローラの制御下でオンオフされる電圧源を含むことができることを、当業者は理解するであろう。そのようなマイクロコントローラは、画像センサから焦点スコアを得て、最良の焦点に向けて屈折力を変化させるべくTLCLを操作するために駆動信号パラメータを決定するように、構成することができる。例えば、最良の焦点は、閾値未満の最小焦点スコア変化を検出することによって知らせることができる。同調可能なLCレンズ光学装置300/400/500が多層アセンブリを用いて、好ましくは並行してウェハレベルと呼ばれる多くのユニットを同時に製造することができ、最終製品がシンギュレーションによって、かつ任意選択的に、光の両直交偏光を集束するようにレンズを交差直交方向に操作軸ダイレクタに結合することによって得られることは理解されるであろう。<画像安定化>2009年12月23日に出願された米国特許出願第61289995号からの優先権を主張し、本願と同時に出願され同一譲受人に譲渡された、ImageStabilizationandShiftinginaLiquidCrystalLensと称する国際特許出願第PCTCA2010002023号は、装置における効果的な電極構造を動的に再構成するために周波数依存性材料を使用する液晶層を通過する光の伝搬を制御するための可変液晶装置を記載しており、それらを両方とも参照によって本書に援用する。特定の非限定的実施例では、カメラのレンズ配列の一部を構成するレンズの光軸の偏移または変化は画像安定化に、例えばカメラ振動の補償、他のレンズ素子との位置合せをもたらす画像またはレンズ位置調整、レンズの角度調整ピッチおよびターン/パンおよびチルト、および離散的画素撮像センサを用いてサブ画素撮像を達成する画像移動に有用である。こうして、所与の用途の必要に応じて、画像取得の前の調整後、または画像取得中の動的調整後に、光軸調整機構を設定することができる。動的制御の場合、光軸の調整は、加速度計センサを用いて、または取得した画像を解析してカメラ移動を決定することによって、達成することができる。提案する解決策の変形実施形態では、1つが正のデルタイプシロン、もう1つが負のデルタイプシロンの周波数による少なくとも2つの振幅変調駆動信号成分を有する駆動信号によって生成される空間変調電界にさらされる二周波ネマチック液晶DF‐LCをTLCLに使用することにより、TLCLは、画像安定化状態を変化させながら、励起条件下で連続的に動作可能になる。図13は、周波数依存性材料の層1406を使用する同調可能なLCレンズを概略的に示す。上述の通り、所与の周波数依存性材料に対し、比較的低い周波数の電気信号は結果的に、材料における高度の電荷移動性浸透/輸送距離を生じることがあり得る一方、比較的高い周波数は結果的に、比較的低度の電荷移動性を生じる。印加駆動信号に応答して電界を発生する電極構造対と共に周波数依存性材料を使用する場合、電荷移動の範囲は、周波数依存性材料内への電荷浸透の深さを決定し、したがって電界形成の文脈で、良導体層のように挙動する材料の部分のみならず、不良導体のように挙動する部分をも決定する。したがって、電荷移動度が高ければ、周波数依存性材料のより大きい部分セグメントが導体として発現し、したがって近傍電極の拡張として現われ活動する。この周波数依存性はしたがって、提案する解決策において、駆動信号の周波数または駆動信号成分の周波数を変化させることによって変化させることのできる、動的に構成可能な有効電極面を形成するために使用される。このようにして有効電極のプロファイルを変化させることにより、電極構造の2つの電極間の電界のプロファイル空間変調がそれに対応して変化する。LC層が電極間に位置することにより、動的に変化可能な電界プロファイルをこうして使用し、例えば画像安定化状態を得るように、LC層の光学特性を動的に変化させることができる。再び図13を参照すると、液晶セル1420は、ラビングされたポリイミドのような材料から形成された配向コーティング1422の間に狭持された、1層のLC材料1421から構成される。LCC1420の下面は、インジウム錫酸化物ITOのような適切な材料から形成された比較的均一で透明な導電層すなわち電極1423を含む。基板1424例えばガラスが下面に設けられ、透明な導電層を支持する。任意選択的に、中間緩衝層1425をLCCの上面の最上部配向コーティング1422の上に設けることができる。本発明に特有のこととして、液晶セル1420のLC材料1421は、Merck社製のMLC2048のような、しかしそれに限らず、誘電異方性を示すDF‐LC材料である。誘電異方性曲線に沿ってクロスオーバ周波数の両側に1つずつ、少なくとも2つの固定周波数駆動信号成分によって発生する電界を印加することによって、両方の再配向方向に励起駆動をもたらすことができる。DFLC分子は、Δε>0となるfc未満の周波数を有する駆動信号によってオンになり、Δε<0となるfcを超える周波数を有する駆動信号によってオフになり、両方の再配向方向に迅速に駆動することができ、画像安定化状態遷移を加速させる。変形実施形態では、同調可能なLCレンズの勾配制御構造1402は隠蔽電極を使用して、周波数同調を介して電界の空間変調をもたらす。勾配制御構造1402は、任意選択的に光学的に透明にすることのできる穴パターン化固定導電性電極リング1404から構成される。図13では、電極1404は周波数依存性材料1406の層の頂部に位置する。代替的に、電極1404は周波数依存性材料1406の底部に位置することができる。この層1406は、本書で隠蔽電極とも呼ぶことがある電極構造の一部分である。随意のカバー基板1413例えばガラスを、勾配制御構造1402の上部の透明な中心電極1404および周波数依存性層1406の上に設けることもできる。上述の通り、周波数依存性層1406は、異なる周波数では印加AC励起駆動信号の結果生じる電荷の浸透深さが異なってくる複素誘電性材料を含む。異なる周波数に対する電荷の異なる浸透深さは、有効電極面を拡張移動することによって、電極構造の再構成を可能にするもたらす。換言すると、1つの周波数に対する電荷の浸透深さは、異なる周波数に対してすなわち有効電極面の異なる位置に異なる範囲を有する有効または仮想電極面を形成することができる。電極はLC層に印加される電界を発生させるために使用されるので、異なる有効電極面は、LC層が経験する電界を変化させ、したがってその光学特性を変化させるために使用することができる。したがって、LCセルの光学特性は電極に印加される周波数によって制御可能であるので、例えば同調可能なLCレンズは周波数を同調可能にすることができる。再び図13を参照すると、示されたレンズは、あり得る様々なレジームで動作する。制御駆動信号の周波数が、周波数依存性層1406における高い電荷輸送度を有する場合、電極1404および層1406の組合せは一緒に、均一な頂部電極のように見える。すなわち、層1406内への高度の電荷浸透性は、電極1404の拡張を形成し、有効電極は層1406の範囲長さ全体に、この構成では、電極1404のアパーチャ全体に拡張する。底部電極構造1423も平坦かつ均一であるので、LC層の電界は実質的にほぼ均等になり、LC分子は均一にかつ、穴パターン化電極に対する電圧振幅を変化させることによって再配向されるLC構造に影響を及ぼし得るディスクリネーションを生じることなく、再配向される。対照的に、層1406の電荷輸送が非常に限定される電極に周波数が印加される場合、有効な頂部電極の形状は、導電性電極1404のみの形状に近くなり、結果的にLC層に発生する電界は不均一になる空間変調される。この実施例では、不均一な電界は穴パターン化電極1404の周りに集中し、LC層1421の光学特性を予め定められたように変化させる。このように周波数制御を使用して、所望の光学調整を達成することができる。周波数制御は、電極の有効形状およびしたがってこれらの電極によって発生する電界の形状の動的制御の能力をもたらすために使用することができる。周波数依存性層1406は図13では他の層に比べて比較的厚いように図示されているが、実際には非常に薄くして、周波数依存性材料の位置に基づいて有効な電極プロファイルを動的に形成するために使用することができることを、当業者は認識されるであろう。電極の拡張も、レンズの光軸と平行な方向またはそれに垂直な方向のいずれか一方または両方とすることができる。上述した比較的高い周波数と比較的低い周波数との間の周波数範囲内で、駆動信号成分の周波数は、LC層の徐々に変化する光学パラメータを形成するように調整することができる。これの一例として、駆動信号の周波数を変化させることによって制御または変動させることのできる、効果的なレンズの位置および形状を持つレンズすなわち画像安定化状態が形成される。図14は、隠蔽電極を使用して、周波数同調を介して電界の空間変調をもたらす、同調可能なLCレンズの追加的変形例を示す。図14で、電界の勾配を制御する構造は、一定の好ましくは低い電気抵抗の穴パターン化周辺電極1504から構成される一方、この電極の同一面内の中心の中心円板状領域およびその面の周りの領域には周波数依存性材料1506が充填される。この勾配制御構造GCS1502は、直交面内にダイレクタLC分子の長軸の平均配向を有する2つのLCセル1520a、1520bの間に狭持される。例えばダイレクタの1つはXZ面内にあり、第2ダイレクタはYZ面内にあり、狭持の垂線がZ軸になるこの実施形態では、伝統的に使用されるLCセルの内部電極の1つは、LC層内の電界勾配の形成を可能にするために除去される。GCS1502の位置は、電極、加熱体、および周波数依存性材料のシート抵抗、温度センサ、光学素子整形、ビーム操縦、パン/チルト、光学的誤差の補償、画像安定化等のような、GCSの複数の機能を組み合わせるために、有利に使用することができる。加熱体および温度センサは、装置の温度を最適レベルに維持するのを助けるために、一緒に使用することができる。電極1504の追加的パターン形成も、電界プロファイルの形成に重要な役割を果たし、かつ老朽化により部品毎に経時的に変化する、シート抵抗のような周波数依存性材料1506の電気特性を測定するために使用することができる。この文脈で、GCSは、そのような複数の機能を実行するために特殊合金例えばMo/Alから、様々な形状に形成することができる。層化構造組立体の真ん中に電界の空間変調をもたらす層を設けることは、変調層の上と同様に、その下の単数または複数の層における電界にも同等に影響が及ぶという利点を有する。電極構造に中間電極を設けることによって、電極間の分離が基本的に等分され、2つの電極セルを同時に駆動する必要性にもかかわらず、駆動信号の変化および部品毎の変化はあまり重要でない。本書で論じた周波数依存性材料はいずれも、上記の様々なLCレンズ構成に使用することができる。そのような材料は、駆動周波数の変化によって弱導電性を含め変動させることのできる複素誘電体誘電率を有する。材料の特定の特徴は、該当する特定のレンズ構造に従って選択することができる。請求する発明の範囲から逸脱することなく、様々な材料組成、様々なLC層、様々な電極、様々な幾何学的形状等を使用して、上述したLCレンズを作成することができることに注目されたい。また、本書に記載するLCレンズを使用して、様々な光学装置を開発することができることをも、読者は理解されたい。図15は、均一平面上部電極、上部電極の下に配置された分割四象限電極、および液晶セルの底部にある底部均一平面電極を使用した先行技術の液晶レンズの設計を示す。図16Aは、周波数依存材料が分割穴パターン化電極の上に位置する、提案する解決策の実施形態に係る分割頂部電極の差込み上面図を伴う、同調可能な液晶レンズの側面断面図を示す。周波数依存性材料の配置は、分割電極の上でそれを被覆するか、分割電極のアパーチャ内か図16B参照、あるいは分割電極の下図16C参照とすることができる。セグメントに送られる駆動信号成分の周波数を変動させることによって、複素電界の空間変調をもたらすことができる。周波数依存性材料を有する弱導電層の上述した機能性は、全ての電極セグメントが寄与する複合的効果をもたらすために、電極セグメント単位で使用することができる。すなわち、周波数依存性層における局所的電荷浸透は、対応する各電極セグメントの直近におけるパターン化電極の範囲を制御するために、各電極セグメントによって制御され、全電極セグメントの複合範囲は、対称的な物理的構造を用いて複素的に電界を空間変調するために使用される。電界の複素空間変調は次に、LC層全体にわたって複素屈折率分布を示すLC層における複素ダイレクタ配向を介して、入射ビームに対し特定の効果をもたらす。最も一般的な意味で、LC層によってもたらされる光学素子は、特定のプログラムされた屈折率分布をもたらすという意味で、形状が変化される。TLCレンズは、所望の光学効果の関数として、各セグメントの周波数および振幅の所望の制御駆動信号により較正することができる。安定状態および準静的光学効果の両方を含め、種々の効果を入射ビームに適用することができる。本発明を限定することなく、ビデオ/画像取得用途の場合、特定の組の周波数および振幅駆動信号成分は有用であり、制御装置は較正ルックアップテーブルから較正値を導き出すことができる。例えば、屈折力調整および光軸再配向はビデオ/画像取得において、合焦機能をもたらすため、かつカメラモーションハンドヘルド/振動環境を補償するようにTLCレンズの光軸を移動させることによって、取得しようとする画像を安定化させるために使用される。画像追跡用途の場合、移動シーンを安定させておくために、光軸の再配向が使用される。本書に上述した機能性を実現する周波数依存性弱導電層を有するTLCレンズは、例えば加速度計のような、しかしそれに限らず、適切なフィードバック機構を使用することによって画像安定化をもたらすことができることを、再び強調することが重要である。画像安定化は、ハンドヘルド用途のみならず、振動環境においても重要である。2009年6月5日に出願された米国特許出願第20100309334号に記載されたBryanJames、AndrewHodge、およびAramLindahlによる先行技術の試みは、画像安定化無しに複数の画像を非常に大きいバッファ内に連続的に取り込むこと、およびモーションセンサが最小モーションを登録した画像取得時間に基づいて、後処理時に取り込まれたセットから画像を選択することを記載している。対照的に、本書で提案する解決策に係る能動フィードバック機構および能動画像安定化を使用することは、迅速なTLCL応答によって可能になり、画像格納要件および巨大な高速メモリ要件の軽減をもたらす。複数の時間変動位相シフト駆動信号成分を使用して、さらなる光学特性制御をもたらすことができる。例えば、図17Aないし図17Eは、任意方向の光軸傾斜が0度から45度の間で提供される、8つのセグメントの穴パターン化電極4つの駆動信号成分を使用するの準静的制御を示す。二周波を有する駆動信号の使用に関連して、提案する解決策を記載してきたが、本発明は二周波の使用に限定されない。周波数依存性材料を介して電界の所望のプロファイルを形成するために、複数の周波数を混合して同時に適用することができる。1つの実現では、複数の周波数を結合して、充填率を変動させることのできるパルス幅変調信号を生成する。充填率を加減して、信号における高周波成分の量を変化させることができる。周波数依存性材料を有する単一弱導電層の使用に関連して、提案する解決策を記載してきたが、本発明は、単一周波数依存性材料の使用に限定されない。光学装置の電界を整形するために、導電性電極124および322/522に対して必ずしも単一の位置に配置されない、複数の異なる周波数依存性材料を使用することができる。同様に、その勾配に沿って変化する周波数依存電荷移動性を有する周波数依存性層を使用することもできる。周波数依存性材料は、多種多様な考えられる材料から構成することができる。1つの実施形態では、周波数依存性材料は熱重合性導電性材料であり、別の実施形態では、周波数依存性材料は光重合性導電性材料である。他の可能性として、真空または例えばゾル‐ゲル蒸着薄膜、高誘電定数液体、電解質ゲル、導電性イオン液、電子伝導性ポリマ、電子伝導性ナノ粒子を含む材料等が挙げられる。周波数依存性材料の所望の特徴は、周波数に依存する電荷移動性を有することである。周波数依存性材料が熱または光重合性導電性材料である場合、それは少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する重合性モノマ化合物、紫外‐可視、近赤外NIR感受性、または熱感受性分子の組合せである開始剤、混合物の誘電定数を変化させる添加剤であって、有機イオン化合物および無機イオン化合物から成る群から選択される添加剤、ならびに混合物の粘度を変化させる充填剤を含むことができる。材料はまた、紫外‐可視感受性接着剤、近赤外感受性接着剤、および熱開始剤を用いて重合される接着剤から成る群から選択される接着剤をも含むことができる。光学的エラストマも含めることができる。周波数依存性材料が高誘電定数液体である場合、それは、電荷を周波数依存的に移動させることのできる、比較的低い周波数で2.0から180.0の間のイプシロンを有する透明な液体材料を含むことができる。周波数依存性材料が電解質ゲル材である場合、それはポリマ材、イオン化合物、イオン輸送体を含むことができる。周波数依存性材料が導電性イオン液である場合、それは、塩素酸塩、過塩素酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、および炭酸塩から成る群から選択されたイオン種を含むことができる。TLCレンズに関連して提案する解決策を記載してきたが、本発明を限定することなく、提案する解決策は、例えばビームステアリング装置、光シャッタ等を含め、複数の光学装置に適用することができる。1つのTLCLで可変焦点光学素子を提供することができる一方、2つのTLCLではズームレンズを提供することができることは、理解されるであろう。本書に記載した種々の原理および実施形態をうまく組み合わせて、種々の自動焦点特性を備えたTLCレンズ光学装置を形成することができることを、当業者は認識されるであろう。様々な形状および構成の電極、異なる種類、形状、および位置の周波数依存性材料、異なる種類の二周波液晶材料、異なる駆動信号発生器等を組み合わせて使用して、特定の特徴を持つTLCレンズ光学装置を形成することができる。TLCレンズ装置は周波数制御とするか、電圧制御とするか、あるいは両方の組合せによって制御することができる。