CN102341920B - 多层透明光接收器件和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种容易制造的具有极高的光响应速度的多层透明光接收器件、以及使用该多层透明光接收器件的高性能电子装置。多层透明光接收器件是通过层压使用电子转移蛋白质的多个蛋白质透明光接收元件(1)而组成的。蛋白质透明光接收元件(1)具有其中顺次地层压透明基板、透明电极、电子转移蛋白质层、电解质层以及透明对电极的结构。多层透明光接收器件被用作照相机、光盘系统等的光接收器件。

Description

多层透明光接收器件和电子装置
技术领域
本发明涉及多层透明光接收器件和电子装置，并且特别地，涉及使用蛋白质的多层透明光接收器件以及使用该多层透明光接收器件作为光检测器等的诸如三维显示器、三维图像传感器和照相机的各种电子装置。 
背景技术
过去，主要将CCD、CMOS等用作光接收器件。然而，由于CCD、CMOS等是基于硅半导体技术来构造的，因此光接收器件本身是不透明的。因此，使用上述现有光接收器件的大部分立体观看照相机利用与人眼类似的双目视差模拟机制(例如，立体照相机等)。然而，通过使用这种机制，应当连接两个以上的照相机，并且结构变得复杂。此外，毫无疑问也应当准备两个以上的透镜，因此难以减小照相机的尺寸。此外，由于一只眼睛用于图像拾取部的一次对焦，因此不能获得同时聚焦了多个对象的图片。此外，在聚焦了相当远的位置的状态之后立即摄取近位置的情况下，由于一只眼睛仅用于一次对焦，因此应当明显移动透镜以高速度聚焦，这限制了以极高速度聚焦的能力。 
同时，在光盘系统中，光盘已被逐渐多层化，这有助于显著提高记录容量。然而，在上述的现有光接收器件中，不能够实现用于光盘系统中的光检测的多层光接收器件，这是使用多层光盘的光盘系统的发展道路上的障碍。 
过去，已经提出了能够传输输入的图像的光透射图像识别器件(参见专利文献1)。该光透射图像识别器件包括：第一透明基板，其中，多个透明像素电极二维地形成在表面上；第二透明基板，其中，透明对向电极形成在表面上；以及配置在两个电极之间的视觉物质类似蛋白质定向配向膜 层和透明绝缘层。作为视觉物质类似蛋白质定向配向膜层，使用了细菌视紫红质定向配向膜层。 
另外，作为使用蛋白质的光电转换元件，已经提出了使用蛋白质固定化电极的光电转换器件，其中，将锌取代的马心细胞色素c(通过用锌取代作为马心细胞色素c的辅基血红素的中心金属的铁所获得)固定至金电极上(参见专利文献2)。另外，还披露了通过蛋白质固定化电极来获得光电流。 
引证列表 
专利文献 
专利文献1：日本未审查专利申请公开第2002-334986号 
专利文献2：日本未审查专利申请公开第2007-220445号 
非专利文献 
非专利文献1：McLendon G. and Smith M.J.Biol.Chem.253，4004(1978) 
非专利文献2：Moza B.and two others，Biochim.Biophys.Acta1646，49(2003) 
非专利文献3：Vanderkooi，J.M.and two others，Eur.J.Biochem.64，381-387(1976) 
非专利文献4：Tokita，Y. and four others，J.Am.Chem.Soc.130，5302(2008) 
非专利文献5：Gouterman M.，Optical spectra and electronic structure of porphyrins and related rings，in″The Porphyrins，″Vol.3，Dolphin D.ed.，pp.1-156，Academic Press(1978) 
发明内容
然而，在专利文献1提出的光透射图像识别器件中，当将图像从第一透明基板侧投射至视觉物质类似蛋白质定向配向膜层上时，检测到由于视 觉物质类似蛋白质定向配向膜层的电极化而对像素电极感应的感应电流。因此，光响应速度较慢，另外，由于使用兰米尔布洛杰特(Langmuir Blodgett)方法来形成视觉物质类似蛋白质定向配向膜层，因此生产率不高。此外，在专利文献1中，没有验证由于视觉物质类似蛋白质定向配向膜层的电极化而对感应的像素电极的感应电流的检测。 
因此，本发明待解决的问题在于提供一种具有明显较高的光响应速度并容易制造的多层透明光接收器件以及使用该多层透明光接收装器件的高性能电子装置。 
为了解决上述问题，在本发明中，提供了一种多层透明光接收器件，其具有彼此层压且使用电子转移蛋白质的多个蛋白质透明光接收元件。 
此外，在本发明中，提供了一种包括多层透明光接收器件的电子装置，该多层透明光接收器件具有彼此层压且使用电子转移蛋白质的多个蛋白质透明光接收元件。 
在本发明中，作为电子转移蛋白质，能够使用现有的已知电子转移蛋白质。更具体地，作为电子转移蛋白质，能够使用含有金属的电子转移蛋白质或不含金属的电子转移蛋白质(无金属电子转移蛋白质)。包含在电子转移蛋白质中的金属适于为具有高能量轨道(大于等于d轨道)中的电子的过渡金属(例如，锌、铁等)。作为电子转移蛋白质，能够使用后文所述的新的电子转移蛋白质。 
电子转移蛋白质通常被固定至由对待接收的光(通常为可见光)透明的材料制成的透明电极上。在典型的实施例中，蛋白质透明光接收元件具有对电极和将电子转移蛋白质固定至透明电极上的蛋白质固定化电极。在另一典型的实施例中，蛋白质透明光接收元件具有在第一透明电极和第二透明电极之间夹置由所述电子转移蛋白质组成的固体蛋白质层的结构。作为透明电极的材料，可以使用无机材料和有机材料，并且根据需要来选择材料。 
作为电子装置，只要能够使用多层透明光接收器件，任何类型的电子装置均是可用的。电子装置的具体实例包括三维显示器、三维图像传感器、照相机、以及光学记录再生系统。 
在如上构造的本发明中，电子转移蛋白质具有高于视觉物质类似蛋白质(诸如细菌视紫红质)的光响应速度的光响应速度。另外，例如，通过用含有电子转移蛋白质的溶液涂覆透明电极，能够更容易地制造蛋白质固定化电极。 
根据本发明，能够实现具有极高的光响应速度并能够容易制造的多层透明光接收器件。此外，通过使用这种更优的多层透明光接收器件，能够实现高性能电子装置。 
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施方式的多层透明光接收器件的示意图。 
图2是示出了组成根据本发明第一实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件的截面图。 
图3是示出了组成根据本发明第一实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件的使用方式的第一实施例的示意图。 
图4是示出了组成根据本发明第一实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件的使用方式的第二实施例的示意图。 
图5是示出了组成根据本发明第一实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件的使用方式的第三实施例的示意图。 
图6是示出了在组成根据本发明第二实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件中使用的锡取代马心细胞色素c的紫外可见吸收光谱的测量结果的示意图。 
图7是示出了在组成根据本发明第二实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件中使用的锡取代牛心细胞色素c的紫外可见吸收光谱的测量结果的示意图。 
图8是示出了锌取代马心细胞色素c的紫外可见吸收光谱的测量结果的示意图。 
图9是示出了锌取代牛心细胞色素c的紫外可见吸收光谱的测量结果的示意图。 
图10是示出了在组成根据本发明第二实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件中使用的锡取代马心细胞色素c的紫外可见吸收光谱的时间变化的测量结果的示意图。 
图11是示出了在组成根据本发明第二实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件中使用的锡取代牛心细胞色素c的紫外可见吸收光谱的时间变化的测量结果的示意图。 
图12是示出了锌取代马心细胞色素c的紫外可见吸收光谱的时间变化的测量结果的示意图。 
图13是示出了锌取代牛心细胞色素c的紫外可见吸收光谱的时间变化的测量结果的示意图。 
图14是示出了在组成根据本发明第二实施方式的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件中使用的锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c的光分解反应(photodegradation reaction)的二阶反应式的拟合(fitting)的实施例的示意图。 
图15是示出了锌取代马心细胞色素c和锌取代牛心细胞色素c的光分解反应的二阶反应式的拟合的实施例的示意图。 
图16是示出了用于本发明第二实施方式中的金属取代细胞色素c的光电流生成实验的蛋白质固定化电极的平面图。 
图17是示出了图16中所示的蛋白质固定化电极的光电流作用光谱的测量结果的示意图。 
图18是示出了图16中所示的蛋白质固定化电极的俗特谱带(Soret band)光电流值的平均值的示意图。 
图19是示出了各种金属取代细胞色素c的紫外可见吸收光谱的测量结果的示意图。 
图20是示出了各种金属取代细胞色素c的荧光光谱的测量结果的示意图。 
图21是示出了锡取代马心细胞色素c和锌取代马心细胞色素c的、积分荧光强度对于波长409nm中的吸光度的示意图。 
图22是示出了锡取代牛心细胞色素c、锌取代牛心细胞色素c和锌取代马心细胞色素c的、积分荧光强度对于波长409nm中的吸光度的示意图。 
图23是示出了组成根据本发明第四实施方式的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的截面图。 
图24是示出了图23中所示的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的放大了的主要部分的截面图。 
图25是用于解释组成根据本发明第四实施方式的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的操作的示意图。 
图26是用于解释组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的制造方法的平面图。 
图27是用于解释组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的制造方法的平面图。 
图28是示出了组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的截面图。 
图29是示出了组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的光电流作用光谱的测量结果的示意图。 
图30是示出了组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的背景电流-电压特性的测量结果的示意图。 
图31是示出了组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的电流-电压特性的测量结果的示意图。 
图32是示出了液体型蛋白质透明光接收元件和组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的光电流作用光谱的测量结果的示意图。 
图33是通过将液体型蛋白质透明光接收元件和组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的光电流作用光谱的测量结果标准化以使光电流峰值为1所获得的示意图。 
图34是示出了液体型蛋白质透明光接收元件和组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的光劣化曲线(light degradation curve)的测量结果的示意图。 
图35是通过将液体型蛋白质透明光接收元件和组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的光劣化曲线的测量结果标准化以使光电流峰值在照射开始时为1所获得的示意图。 
图36是示出了液体型蛋白质透明光接收元件的频率响应的测量结果的示意图。 
图37是示出了组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的频率响应的测量结果的示意图。 
图38是示出了组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的光电流作用光谱的测量结果的示意图。 
图39是示出了组成根据本发明实施例的多层透明光接收器件的非润湿全固体蛋白质透明光接收元件的光劣化曲线的测量结果的示意图。 
图40是示出了根据本发明第五实施方式的多层透明光接收器件的示意图。 
图41是示出了根据本发明第六实施方式的多层透明光接收器件的示意图。 
图42是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图43是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图44是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图45是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图46是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图47是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图48是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图49是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图50是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图51是用于解释根据本发明第七实施方式的立体成像系统的示意图。 
图52是用于解释根据本发明第八实施方式的立体成像系统的示意图。 
图53是用于解释根据本发明第九实施方式的立体成像系统的示意图。 
图54是示出了根据本发明第十实施方式的光盘系统的示意图。 
图55是示出根据了本发明第十一实施方式的光学记录再生系统的示意图。 
具体实施方式
下文中，将描述用于执行本发明的实施方式(下文中，被称作实施方式)。另外，将以下列顺序给出描述。 
1.第一实施方式(多层透明光接收器件) 
2.第二实施方式(多层透明光接收器件) 
3.第三实施方式(多层透明光接收器件) 
4.第四实施方式(多层透明光接收器件) 
5.第五实施方式(多层透明光接收器件) 
6.第六实施方式(多层透明光接收器件) 
7.第七实施方式(立体成像系统) 
8.第八实施方式(立体成像系统) 
9.第九实施方式(立体成像系统) 
10.第十实施方式(光盘系统) 
11.第十一实施方式(光学记录再生系统) 
<第一实施方式> 
[多层透明光接收器件] 
图1示出了根据第一实施方式的多层透明光接收器件。 
如图1所示，多层透明光接收器件由彼此层压的N层(N为大于等于2的整数)蛋白质透明光接收元件1组成。可以根据多层透明光接收器件的目的来适当地选择蛋白质透明光接收元件1的层数N。此外，能够适当地选择多层透明光接收器件和蛋白质透明光接收元件1的平面形状、尺寸以及厚度。尽管蛋白质透明光接收元件1的厚度通常例如为包括端点值的10μm至1mm，但蛋白质透明光接收元件1的厚度不限于此。 
图2示出了蛋白质透明光接收元件1的结构实例。 
如图2所示，在蛋白质透明光接收元件1中，电子转移蛋白质层13被固定至设置在透明基板11上的透明电极12上。透明对电极15被设置为放置成与电子转移蛋白质层13相对，同时其间具有电解质层14。电子转移蛋白质层13由电子转移蛋白质的单分子膜或多分子膜组成。电子转移蛋白质层13的每个电子转移蛋白质可以直接固定到透明电极12上，或者通过其间具有诸如自组装单分子膜的中间层而间接地固定到透明电极12上。电解质层14由电解质溶液或固体电解质组成。为了防止电解质层14外漏、与空气接触、或变干，电解质层14的周围通过密封壁(未示出)而适当地密封。否则，在一些情况下，整个蛋白质透明光接收元件1可以容纳在透明容器中。 
在图2中，组成蛋白质透明光接收元件1的每个层均被示出为具有平坦表面形状。然而，每个层的每个表面形状是可选的，并且可以采用诸如凹面、凸面以及凹凸面的任一形状。特别地，电子转移蛋白质层13能够容易地被固定到透明电极12上，而与透明电极12的表面形状无关。 
作为透明基板11的材料，例如，可以使用诸如玻璃、云母和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的各种无机或有机透明材料。 
作为透明电极12的材料，可以使用诸如ITO(铟锡复合氧化物)、FTO(掺氟的锡氧化锡)和NESA玻璃(SnO2玻璃)的透明金属氧化物以及能够透射光的诸如Au膜等的极薄金属膜。 
具体地，作为电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质，例如，能够使用细胞色素、铁硫蛋白质、铜蓝蛋白质等。细胞色素的实例包括细胞色素c(锌取代细胞色素c、无金属细胞色素c等)、细胞色素b、细胞色素b5、细胞色素c1、细胞色素a、细胞色素a3、细胞色素f以及细胞色素b6。铁硫蛋白质的实例包括红氧化还原蛋白质、两铁铁氧化还原蛋白质、三铁铁氧化还原蛋白质、四铁铁氧化还原蛋白质。铜蓝蛋白质的实例包括质体蓝素、阿苏林、伪阿苏林、个质体蓝素、漆树蓝蛋白质以及amicyanin(一种蛋白质质家族)。电子转移蛋白质不限于此。例如，能够使用上述电子 转移蛋白质的衍生物(通过化学地修改骨架的氨基酸残基而获得)或其变化体(通过用其他氨基酸残基取代骨架的氨基酸残基的一部分而获得)。这些电子转移蛋白质均为水溶性蛋白质。 
只要电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质的光电转换功能和电子转移功能不被损坏，蛋白质透明光接收元件1就能够在溶液(电解质溶液)和干环境下操作。换而言之，电解质层14可以由电解质溶液或固体电解质组成。作为电解质层14的电解质(或氧化还原物种)，可以使用在蛋白质固定化电极(电子转移蛋白质层13被固定到透明电极12上)中发生氧化反应并在透明对电极15中发生还原反应的电解质、或者在上述的蛋白质固定化电极中发生还原反应并在透明对电极15中发生氧化反应的电解质。具体地，作为电解质，例如，使用K4[Fe(CN)6]、[Co(NH3)6]C13等。在蛋白质透明光接收元件1在干环境下操作的情况下，通常，例如，由不吸收电子转移蛋白质的固体电解质组成的电解质层14(具体地，由诸如琼脂和聚丙烯酰胺凝胶的湿固体电解质组成的电解质层14)夹置在蛋白质固定化电极和透明对电极15之间，并且在电解质层的周围设置有密封壁，以防止固体电解质变干。在这些情况下，基于蛋白质固定化电极和透明对电极15之间的自然电极电位差的极性而在由电子转移蛋白质层13组成的光接收部处接收光的情况下，能够获得光电流。 
作为透明对电极15的材料，能够使用诸如ITO、FTO和NESA玻璃的透明金属氧化物以及能够透射光的诸如Au膜的极薄金属膜等。 
[蛋白质透明光接收元件1的使用方式] 
图3示出了蛋白质透明光接收元件1的使用方式的第一实施例。 
如图3所示，在第一实施例中，透明对电极15和其中将电子转移蛋白质层13固定到透明电极12上的蛋白质固定化电极被放置为彼此相对。蛋白质固定化电极和透明对电极15浸入由容纳在透明容器16中的电解质溶液组成的电解质层14中。作为电解质溶液，使用了不损坏电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质功能的溶液。此外，作为电解质溶液的电解质(或氧化还原物种)，使用了通过其而在蛋白质固定化电极中发生氧化 反应并在透明对电极15中发生还原反应的电解质、或者通过其而在蛋白质固定化电极中发生还原反应并在透明对电极15中发生氧化反应的电解质。 
为了通过蛋白质透明光接收元件1执行光电转换，在通过偏置电源17关于透明参考电极18将偏置电压施加至蛋白质固定化电极的状态下，用光照射蛋白质固定化电极的电子转移蛋白质层13。光为能够进行电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质的光激发的单色光或者为具有这种光的元素的光。在这种情况下，通过调整施加至蛋白质固定化电极的偏置电压、照射光的强度和照射光的波长中的至少一个，能够改变流过该器件的光电流的大小和/或极性。从端子19a和19b的外部提取光电流。 
图4示出了蛋白质透明光接收元件1的使用方式的第二实施例。 
如图4所示，在第二实施例中，与第一实施例不同，没有使用偏置电源17来产生偏置电压，而将蛋白质固定化电极和透明对电极15之间的自然电极电位差用作偏置电压。在该情况下，没有必要使用透明参考电极18。因此，蛋白质透明光接收元件1为使用蛋白质固定化电极和透明对电极15的两电极系统。除了上述特性，第二实施例具有与第一实施例相似的结构。 
图5示出了蛋白质透明光接收元件1的使用方式的第三实施例。根据第三实施例的蛋白质透明光接收元件1能够在干环境下操作，而根据第一实施例和第二实施例的蛋白质透明光接收器件1在溶液中操作。 
如图5所示，在蛋白质透明光接收元件1中，由固体电解质制成的电解质层14夹置在蛋白质固定化电极和透明对电极15之间。此外，用于防止固体电解质变干的密封壁20被设置为环绕电解质层14的周围。作为固体电解质，使用了不损坏电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质功能的固体电解质。具体地，使用了不吸收电子转移蛋白质的琼脂、聚丙烯酰胺凝胶等。为了通过蛋白质透明光接收元件1执行光电转换，使用了蛋白质固定化电极和透明对电极15之间的自然电极电位差作为偏置电压，并且用光照射蛋白质固定化电极的电子转移蛋白质层13。该光为能够进行电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质的光激发的单色光或者为具有这种光 的元素的光。在这种情况下，通过调整蛋白质固定化电极和透明对电极15之间的自然电极电位差、照射光的强度、以及照射光的波长中的至少一个，能够改变流过该器件的光电流的大小和/或极性。除了上述特性，第三实施例具有与第一实施例相似的结构。 
[多层接收光接收器件的制造方法] 
将给出多层透明光接收器件的制造方法的实施例的描述。 
首先，将形成在透明基板11上的透明电极12浸入包含电子转移蛋白质和缓冲溶液的溶液中，从而将电子转移蛋白质固定到透明电极12上。因此，形成了将电子转移蛋白质层13形成在透明电极12上的蛋白质固定化电极。 
然后，通过使用蛋白质固定化电极和透明对电极15，制造出了例如图3、图4或图5中所示的蛋白质透明光接收元件1。 
此后，层压所需数量的蛋白质透明光接收器件1。此时，根据需要，通过透明粘合剂剂等来粘结各个蛋白质透明光接收器件1。 
[多层透明光接收器件的操作] 
当对应于电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质的波长中的单色光或包含该波长成分的光进入多层透明光接收器件的各个蛋白质透明光接收器件1的电子转移蛋白质层13时，由于光激发而从电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质中产生电子，并且电子由于电子转移而向透明电极12移动。在该结果中，从透明电极12和透明对电极15的外部提取光电流。 
根据第一实施方式，能够实现在其中层压多个使用电子转移蛋白质的蛋白质透明光接收器件1的多层透明光接收器件。 
该多层透明光接收器件能够用于使用光电转换的各种设备、装置等。具体地，多层透明光接收器件能够用于具有光接收部等的电子装置。这种电子装置基本上可以为任何类型，并且包括便携型和固定型。例如，如下文将描述的，可以实现能够通过使用一个透镜来同时聚焦位于彼此不同位置中的多个对象的照相机。这表明照相机能够通过使用单个透镜而立刻获 得再生三维图片的信息，这使得能够实现更简单和小型化的立体照相机。另外，通过使用多层透明光接收器件，能够实现通过使用单个透镜进行多聚焦和高速聚焦。此外，在将多层透明光接收器件用作使用多层光盘的光盘系统或者使用全息记录介质的光学记录再生系统的光接收器件的情况下，能够容易地执行多层光盘的并行读出和全息记录介质的读出。 
<2.第二实施方式> 
[多层透明光接收器件] 
根据第二实施方式的多层透明光接收器件具有与根据第一实施方式的多层透明光接收器件相似的结构，只是新的电子转移蛋白质被用作蛋白质透明光接收元件1的电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质。 
新的电子转移蛋白质是通过用锡取代作为来源于哺乳动物的细胞色素c的血红素的中心金属的铁所获得的锡取代细胞色素c，或者是由通过在来源于哺乳动物的细胞色素c的氨基酸序列中丢失、取代、或添加一个或多个氨基酸而获得的氨基酸序列组成并含有锡的蛋白质。这里，来源于哺乳动物的细胞色素c的实例包括马心细胞色素c和牛心细胞色素c。这些新的电子转移蛋白质对光照射具有明显较高的稳定性，并能够长时间保持光电转换功能。 
将给出锡取代细胞色素c的细节和制备方法的描述。 
<锡取代细胞色素c> 
表1示出了马心细胞色素c(被描述为CYC HORSE)和牛心细胞色素c(被描述为CYC BOVIN)的氨基酸序列(一串字母符号)。如表1所示，马心细胞色素c和牛心细胞色素c除了104个氨基酸残基全部中的三个残基以外而具有相同的结构。在牛心细胞色素c中，分别用Ser48、Gly61和Gly90取代马心细胞色素c的Thr48、Lys61、和Thr90。 
[表1] 
sp：CYC_HORSE 001MGDVEKGKKIFVQKCAQCHTVEKGGKHKTG 
sp：CYC_BOVIN_001MGDVE KGKKIFVQKCAQCHTVEKGGKHKTG 
                                   48 
sp：CYC_HORSE_031  PNLHGL FGRKTGQAPGFTYT DANKNKG ITW 
sp：CYC_BOVIN_031  PNLHGLFGRKTGQAPGFSYTDANKNKGITW 
                   61                          90 
sp：CYC_HORSE_061  KEETLMEYLENPKKYIPGTKMIFAGIKKKT 
sp：CYC_BOVIN_061  GEETLMEYLENPKKYIPGTKMIFAGIKKKG 
sp：CYC_HORSE_091  EREDLIAYLKKATNE  104 
sp：CYC_BOVIN_091  EREDLIAYLKKATNE  104 
已知牛心细胞色素c比马心细胞色素c具有对于热和变性剂(盐酸胍)稳定性更高的蛋白质部分(非专利文献1和2)。表2示出了马心细胞色素c和牛心细胞色素c的变性中点温度T1/2和变性中点浓度[Gdn-HCl]1/2。变性中点温度T1/2为变性的蛋白质在系统中的全部蛋白质中所占的比例变为一半(1/2)时的温度。此外，变性中点浓度[Gdn-HCl]1/2为变性的蛋白质在系统中的全部蛋白质中所占的比例变为一半(1/2)时盐酸胍(Gdn-HCl)的浓度。随着T1/2和[Gdn-HCl]1/2的数值越高，蛋白质越稳定。 
<表2> 
    T1/2(deg C)   [[Gdn-HCl]1/2(M)
 马心细胞色素c   85   2.50
 牛心细胞色素c   85   2.61
<锡取代细胞色素c的制备> 
如下所述制备了锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c。针对比较实验，还制备了锌取代马心细胞色素c和锌取代牛心细胞色素c。 
使用由Sigma公司制造的马心细胞色素c和牛心细胞色素c。 
将主要给出锡取代马心细胞色素c的制备方法的描述。然而，锡取代牛心细胞色素c、锌取代马心细胞色素c以及锌取代牛心细胞色素c的制备方法与锡取代马心细胞色素c的制备方法相似。另外，通过适当地使用诸如随机突变和化学修饰的技术，也能够相似地制备由通过在马心细胞色 素c和牛心细胞色素c的氨基酸序列中丢失、取代、或添加一个或多个氨基酸所获得的氨基酸序列组成并含有锡的蛋白质。 
将6mL的70％氟化酸/吡啶添加到100mg的马心细胞色素c粉末，并且将由此得到的物质在室温下培育10分钟。因此，从马心细胞色素c中去除了作为血红素的中心金属的铁。将9mL的50mM醋酸铵缓冲溶液(pH5.0)添加到如上所述的从中去除了铁的马心细胞色素c。在反应停止之后，通过凝胶过滤柱层析(柱体积：150mL，树脂：葡聚糖凝胶G-50，展开溶剂：50mM醋酸钠缓冲溶液(pH5.0))获得从中去除了中心金属的无金属马心细胞色素c。 
尽可能地浓缩无金属马心细胞色素c，并且使产物添加有冰醋酸以获得ph2.5(±-0.05)。将所获得的溶液添加有大约25mg的氯化锡粉末，并且在光屏蔽下以50℃将产物培育30分钟。在上述处理中，如果添加醋酸锌或氯化锌而不是氯化锡，则获得锌取代产品。每10分钟测量一次紫外可见吸收光谱。继续培育，直到蛋白质的波长280nm中的吸收峰值和来源于卟啉锡的波长408nm中的吸收峰值之间的比变得恒定为止。 
在光屏蔽下执行上述处理之中以及之后的所有操作。在上述最终获得的溶液添加有饱和焦磷酸氢钠溶液以获得中性pH(6.0＜)之后，执行与10mM磷酸钠缓冲溶液(pH 7.0)的缓冲溶液交换。此后，通过阳离子交换柱层析(柱体积：40mL，树脂：SP-葡聚糖凝胶快流速(SP-sephadex fast flow)，洗脱：10mM至150mM磷酸钠缓冲溶液(pH 7.0)的线性浓度梯度)收集单体组分。由此，制备了锡取代马心细胞色素c。 
在图6至图9中示出了如上所述而制备的锡取代马心细胞色素c、锡取代牛心细胞色素c、锌取代马心细胞色素c以及锌取代牛心细胞色素c的测量结果。在下面的描述中，根据需要，锡取代马心细胞色素c被缩写为Snhhc，锡取代牛心细胞色素c被缩写为Snbvc，锌取代马心细胞色素c被缩写为Znhhc，以及锌取代牛心细胞色素c被缩写为Znbvc。如图6至图9所示，锌取代马心细胞色素c和锌取代牛心细胞色素c在280nm、346nm、423nm、550nm以及584nm的波长中具有最大的吸收。同时， 锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c具有在280nm、409nm、540nm以及578nm的波长中具有最大的吸收并且不具有δ谱带(在346nm附近)。 
<金属取代细胞色素c的光照射分解实验> 
如下执行上述四种金属取代细胞色素c(即，锡取代马心细胞色素c、锡取代牛心细胞色素c、锌取代马心细胞色素c、以及锌取代牛心细胞色素c)的光照射分解实验。 
在比色皿中设置1mL约4μM的金属取代细胞色素c(溶解在10mM磷酸钠缓冲溶液中(pH 7.0))。在暗室中在室温下用波长420nm的光(强度：1255μW)照射锌取代产品，并且用波长408nm的光(强度：1132μW)照射锡取代产品。每30分钟测量含端点值的240nm至700nm波长中的紫外可见吸收光谱。在图10至图13中示出了这些结果。图12和图13中的箭头表示光谱改变方向。 
从图12和图13中可以发现，在锌取代马心细胞色素c和锌取代牛心细胞色素c中，光分解随着时间的推进而迅速地进行。同时，从图10和图11中可以发现，在锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c中，时间推进后的光谱几乎与初始光谱相重叠，并且在时间推进之后几乎不产生光分解。基于图10至图13中所示的紫外可见吸收光谱中的俗特谱带(锌(Zn)：423nm和锡(Sn)：409nm)的吸光度，通过使用毫摩尔吸光度常数ε(Zn：243000M-1cm-1，Sn：267000M-1cm-1，数值引自非专利文献3)，计算浓度(M)。其倒数关于时间(秒(s))而绘制。基于其斜率，计算光分解速度常数(photodegrative rate constant)k。在图14中示出了锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c的浓度的倒数(1/C)-时间(t)的绘制图，并且在图15中示出了锌取代马心细胞色素c和锌取代牛心细胞色素c的浓度的倒数(1/C)-时间(t)的绘图。在图14和图15中，直线为二阶反应式(1/C＝kt+1/C0)的拟合曲线，其中，C0表示初始浓度，并且直线的斜率表示光分解速度常数k。在表示图14和图15中所示的直线的线性表达式中，t由x表示，并且1/C由y表示。 
从上述两个实验的平均值中，获得了上述四种金属取代细胞色素c的光分解速度常数k。在结果中，锡取代马心细胞色素c的光分解速度常数k为1.39±0.13M-1s-1，锡取代牛心细胞色素c的光分解速度常数k为0.90±0.20M-1s-1，锌取代马心细胞色素c的光分解速度常数k为67.2±1.4M-1s-1，锌取代牛心细胞色素c的光分解速度常数k为56.1±1.0M-1s-1。根据结果，可以发现锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c的光分解速度比锌取代马心细胞色素c和锌取代牛心细胞色素c的光分解速度小50倍至60倍，这意味着锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c对于光照射而言明显较稳定。此外，还可以发现，对于锌取代产品和锡取代产品，牛心细胞色素c的光分解速度比牛心细胞色素c的光分解速度小1.2倍至1.5倍，这意味着牛心细胞色素c对于光照射而言是稳定的。特别地，锡取代牛心细胞色素c比专利文献1中使用的锌取代马心细胞色素c对于光照射稳定75倍。 
<金属取代细胞色素c的光电流生成实验> 
如下制造用于光电流生成实验的蛋白质固定化电极。 
如图16所示，在1mm厚的大小为15.0mm×25.0mm的玻璃基板21上形成给定形状的ITO电极22。ITO电极22的各个部分的尺寸如图16所示。ITO电极22的厚度为10nm。ITO电极22为工作电极。照射区域23的大小为4.0mm×4.0mm。在照射区域23中的ITO电极22上从10μL的50μM金属取代细胞色素c溶液(溶解在10mM Tris-HCl(pH 8.0))中形成液滴，并将液滴在4℃下保留两天。因此，形成了蛋白质固定化电极。 
将蛋白质固定化电极浸入27mL的包含0.25mM亚铁氰化钾的10mM磷酸钠缓冲溶液(pH 7.0)中，将铂网用作对电极，将银/氯化银电极用作参考电极，使用专利文献2的图4中所示的光电流测量设备，银/氯化银电极的电位为120mV，从而测量了380nm至600nm的波长中的光电流作用光谱。在测量中，待机时间为900秒，测量时间为60秒，电流范 围为10nA，滤波器频率为30Hz，并且时间分辨率为50mS。对于四种金属取代细胞色素c，分别形成五个电极并进行测量。 
在图17中示出了所获得的光电流作用光谱。如在溶液吸收光谱中那样，在波长408nm、540nm和578nm中出现了光电流作用光谱的光谱最大值。基于图17，俗特谱带(408nm)和Q谱带(540nm)之间的强度比为10∶1。因此，如在锌取代马心细胞色素c中那样，锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c的光电流产生机制被认为是孔转移型(非专利文献4)。在图18中示出了俗特谱带中的光电流值平均值图(样本数量：5)。从图18中可以发现，锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c均产生了与锌取代马心细胞色素c相似的光电流(10nA)。 
<金属取代细胞色素c的荧光量子效率> 
制备具有金属取代细胞色素c的不同浓度的稀释溶液。测量含端点值的380nm至440nm的波长中的紫外可见吸收光谱和含端点值的500nm至700nm的波长中的荧光光谱(激发波长：409nm)。在图19和图20中示出了其结果。 
如图21和图22所示，通过绘制基于波长409nm中的吸光度的各个数据作为水平轴(x轴)以及包含端点值的560nm至670nm波长范围中的积分荧光强度作为垂直轴(y轴)而示出了直线近似曲线。所获得的直线的斜率为荧光量子产率。在图20中所示的荧光光谱中，在含端点值的560nm至670nm的波长范围中的区域被认为是积分荧光强度(给定单位(a.u))。计算锌取代马心细胞色素c的直线的斜率，即，荧光量子产率为1.0的各个金属取代细胞色素c的相对荧光量子产率Φ。在表3中示出了结果。如由表3所表明的，锡取代产品的荧光强度约为锌取代产品的荧光强度的1/7至1/8。锡取代产品中的激发电子的短寿命可以抑制在光照射时生成自由基，并可以有助于稳定性。 
[表3] 
  蛋白质   荧光量子产率(Φ)
  锌取代马心细胞色素c   1.0
  锌取代牛心细胞色素c   0.97
  锡取代马心细胞色素c   0.13
  锡取代牛心细胞色素c   0.13
如上所述，锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c对光照射的稳定性显著高于锌取代马心细胞色素c和锌取代牛心细胞色素c对光照射的稳定性。因此，通过使用锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c，可以实现能够稳定使用较长时间的新的蛋白质透明光接收元件1。蛋白质透明光接收元件1能够被用于光学传感器和图像拾取器件。此外，在锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c中，光吸收最大波长为409nm，其接近于当前被用于光盘系统(可用于高密度记录)的激光二极管的波长405nm。因此，例如，通过使用其中将锡取代马心细胞色素c或锡取代牛心细胞色素c安置在基板而不是光盘上的介质，能够实现新的存储器。此外，由于锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c的直径明显较小(约为2nm)，因此与过去相比，能够显著增加每单位面积的基板所能够安装的器件的数量。因此，能够实现高清晰度的光学传感器、高清晰度的图像拾取器件等，或者能够实现大容量存储器。 
<多层透明光接收器件的制造方法> 
将给出多层光接收器件的制造方法的实施例的描述。 
首先，将形成在透明基板11上的透明电极12浸入在包含电子转移蛋白质和缓冲溶液的溶液中，从而将电子转移蛋白质固定到透明电极12上。由此，形成了其中将电子转移蛋白质层13形成在透明电极12上的蛋白质固定化电极。 
然后，通过使用蛋白质固定化电极和透明对电极15，制造了例如图3、图4或图5中所示的蛋白质透明光接收元件1。 
此后，层压必要数量的蛋白质透明光接收器件1。此时，根据需要，通过透明粘合剂等将各个蛋白质透明光接收器件1彼此相粘结。 
[多层透明光接收器件的操作] 
当对应于电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质的波长(例如，约409nm)的单色光或包含该波长成分的光进入多层透明光接收器件的各个蛋白质透明光接收器件1的电子转移蛋白质层13时，由于光激发而从电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质中产生电子，并且电子通过电子转移而向透明电极12移动。在该结果中，从透明电极12和透明对电极15的外部提取光电流。 
如上所述，根据第二实施方式，由具有高光照射稳定性的锡取代马心细胞色素c或锡取代牛心细胞色素c组成的电子转移蛋白质层13被固定到透明电极12上。因此，即使照射长时间的光，电子转移蛋白质层13也不会劣化，并且可以实现能够长时间稳定地使用的新的蛋白质透明光接收元件1，即，多层透明光接收器件。 
以与根据第一实施方式的多层透明光接收器件相似的方式，多层透明光接收器件能够被用于使用光电转换的各种设备、装置等。具体地，例如，多层透明光接收器件能够被用于具有光接收部等的电子装置。 
例如，如后文所描述的，可以实现能够通过使用一个透镜来同时聚焦彼此位于不同位置的多个对象的照相机。此外，通过使用多层透明光接收器件，实现了使用单个透镜的多聚焦和高速聚焦。此外，在多层透明光接收器件被用作使用多层光盘的光盘系统或使用全息记录介质的光学记录再生系统的光接收器件的情况下，能够容易地进行多层光盘的并行读出和全息记录介质的读出。 
<3.第三实施方式> 
[多层透明光接收器件] 
根据第三实施方式的多层透明光接收器件具有与根据第一实施方式的多层透明光接收器件相似的结构，只是新的电子转移蛋白质被用作蛋白质透明光接收元件1的电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质。 
新的电子转移蛋白质由通过用锌和锡之外的金属取代作为来源于哺乳动物的细胞色素c(其荧光激发寿命τ为5.0×10-11s＜τ≤8.0×10-10s)的血红素的中心金属的铁所获得的金属取代细胞色素c组成，或者是由通过在来源于哺乳动物的细胞色素c的氨基酸序列中丢失、取代、或添加一个或多个氨基酸而获得的氨基酸序列组成并含有除锌和锡之外的金属的蛋白质(其荧光激发寿命τ为5.0×10-11s＜τ≤8.0×10-10s)。来源于哺乳动物的细胞色素c的实例包括马心细胞色素c和牛心细胞色素c。这些新的电子转移蛋白质对光照射具有较高的稳定性，并能够长时间地保持光电转换功能。 
<金属取代细胞色素c> 
将描述通过用锌和锡之外的金属取代作为马心细胞色素c和牛心细胞色素c的血红素的中心金属的铁而获得的金属取代马心细胞色素c和金属取代牛心细胞色素c。 
在表4中示出了用于金属取代马心细胞色素c和金属取代牛心细胞色素c的金属的实例。已知包含这些金属作为中心金属的卟啉产生荧光(非专利文献5)。在表4中，在各个原子符号下描述的数值表示针对金属八乙基卟啉所测量的每个磷光寿命。 
[表4] 
如表4所示，锡(Sn)卟啉的磷光寿命为30ms。磷光寿命等于或短于锡(Sn)卟啉的磷光寿命的金属卟啉可能不会由于光照射而破坏蛋白质或卟啉环。如表4所示，这些金属包括铍(Be)、锶(Sr)、铌(Nb)、钡(Ba)、镥(Lu)、铪(HF)、钽(Ta)、镉(Cd)、锑(Sb)、钍(Th)以及铅(Pb)。 
用这些金属取代作为马心细胞色素c和牛心细胞色素c的血红素的中心金属的铁。对于这种取代，能够使用与第二实施方式中描述的方法相似的方法。 
在如上所述获得的金属取代马心细胞色素c和金属取代牛心细胞色素c中，与锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c一样而对于光照射很稳定，并且几乎不产生光劣化。 
这里，将描述对于金属取代马心细胞色素c和金属取代牛心细胞色素c所需的荧光激发寿命范围。 
锌取代马心细胞色素c的分子内孔转移速度(非专利文献4)如下。当根据非专利文献4的分子轨道号码被用作一个分子轨道(MO)号时，锌取代马心细胞色素c的分子内孔转移速度在MO3272和MO3271之间的跃迁中为1.5×1011s-1，并且在MO3268和MO3270之间的跃迁中为2.0×1010s-1。在该情况下，将分子内孔转移速速度的下限设定为后一个值2.0×1010s-1。 
锡取代马心细胞色素c的荧光激发寿命(非专利文献3)为8.0×10-10s。锌取代马心细胞色素c的荧光激发寿命为3.2×10-10s。 
锡取代马心细胞色素c的一个电子激发中的分子内孔转移的数量在MO3272和MO3271之间的跃迁中为(1.5×1011s-1)×(8.0×10-10s)＝120，在MO3268和MO3270之间的跃迁中为(2.0×1010s-1)×(8.0×10-10s)＝16。在该情况中，将一个电子激发中的分子内孔转移数量的下限设定为后一个值16。 
在该情况中，用于生成至少一个孔转移所需的荧光激发寿命为8.0×10-10s/16＝5.0×10-11s。 
因此，金属取代马心细胞色素c和金属取代牛心细胞色素c的、不会由于光照射而损坏蛋白质部分或卟啉以及生成孔转移所需的荧光激发寿命(τ)范围为5.0×10-11s(用于生成至少一个孔转移所需的荧光激发寿命)＜τ≤8.0×10-10s(锡取代马心细胞色素c的荧光激发寿命)。 
根据第三实施方式，金属取代马心细胞色素c或金属取代牛心细胞色素c被用作蛋白质透明光接收元件1的电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质。从而，可以获得与使用锡取代马心细胞色素c和锡取代牛心细胞色素c的根据第二实施方式的多层透明光接收器件相似的优点。 
<4.第四实施方式> 
[多层透明光接收器件] 
根据第四实施方式的多层透明光接收器件具有与根据第一实施方式的多层透明光接收器件相似的结构，只是使用由作为蛋白质透明光接收元件1的电子转移蛋白质层13的电子转移蛋白质组成的固体蛋白质层。 
图23示出了用作蛋白质透明光接收元件1的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件。在非润湿全固体蛋白质透明光接收器件中，使用了固体蛋白质层。这里，固体蛋白质层意指由蛋白质聚集地组成而不含诸如水的液体的层状固体。此外，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的“非润湿”指的是在蛋白质透明光接收器件的内部和外部均不与诸如水的液体相接触的状态下使用该器件。此外，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的“全固体”指的是该器件的所有区域均不包含诸如水的液体。 
如图23中所示，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件具有一种结构，其中，在透明电极41和透明电极42之间夹置由电子转移蛋白质组成的固体蛋白质层13。固体蛋白质层43被固定到透明电极41和42上。固体蛋白质层43通常被直接固定到透明电极41和42上。然而，根据需要，可以在固体蛋白质层43与透明电极41和42之间设置不含诸如水的液体的 中间层。在固体蛋白质层43中不含诸如水的液体。固体蛋白质层43由蛋白质单分子膜或蛋白质多分子膜组成。 
在图24中示出了在固体蛋白质层43由多分子膜组成的情况下的结构的实例。如图24所示，固体蛋白质层43是通过层压n(n为大于等于2的整数)层单分子膜所获得的，这n层单分子膜是通过二维聚集由例如锡取代马心细胞色素c、锡取代牛心细胞色素c、锌取代马心细胞色素c等组成的电子转移蛋白质43a而形成。图24示出了n＝3的情况。 
作为透明电极41和42的材料，能够使用与透明电极12的材料相似的材料。具体地，透明电极41和42由用于光激发的对光透明的导电材料(诸如ITO、FTO和NESA玻璃)、能够透射光等的极薄Au膜制成。 
接下来，将描述非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的制造方法。 
首先，通过滴液(liquid drop)法、旋涂法、浸染法、喷雾法等，将含有电子转移蛋白质43a的溶液(具体地，通过将电子转移蛋白质43a溶解在含水的缓冲溶液中所获得的蛋白质溶液)附着在透明电极41和42中的一个上(例如，附着在透明电极41上)。然后，在室温或者低于室温的温度下保持通过将蛋白质溶液附着到透明电极41上所获得的产物。从而，将蛋白质溶液中所附着的电子转移蛋白质43a固定到透明电极41上。 
接下来，将通过将蛋白质溶液中的电子转移蛋白质43a固定到透明电极41上所获得的产物加热到低于电子转移蛋白质43a的变性温度的温度并对其干燥。从而，全部蒸发并去除了包含在蛋白质溶液中的液体。 
因此，仅将电子转移蛋白质43a固定到透明电极41上，从而形成了固体蛋白质层43。通过附着到透明电极41上的蛋白质溶液的量、蛋白质溶液的浓度等而能够容易地控制固体蛋白质层43的厚度。然后，在固体蛋白质层43上形成透明电极42。能够通过利用溅射法、真空蒸发法等沉积导电材料，来形成透明电极42。 
从而，制造了想要的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件。 
接下来，将描述非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的操作。 
在非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的透明电极41和透明电极42之间施加电压(偏置电压)，使得透明电极42侧具有低电位。在光不进入非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的固体蛋白质层43的情况下，固体蛋白质层43是绝缘的，并且在透明电极41和透明电极42之间没有电流流动。这种状态为非润湿全固体蛋白质透明光接收装置的关闭状态。同时，如图25中所示，例如，在光(hυ)穿过透明电极41进入固体蛋白质层43的情况下，组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a被光激发，结果，固体蛋白质层43变得导电。因此，电子(e)经过固体蛋白质层43而从透明电极42流向透明电极41，并且在透明电极41和透明电极42之间流动感光电流。这种状态为非润湿全固体蛋白质透明光接收装置的开启状态。如上所述，固体蛋白质层43相当于光电导体，并根据到非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的光入口的存在来实现开/关操作 
<实施例> 
如图26A所示，在玻璃基板51上将给定形状的ITO电极52形成为透明电极41。ITO电极52的厚度为100nm，并且其面积为1mm2。ITO电极52为工作电极。 
制备通过分别将浓缩形式的锡取代马心细胞色素c、锡取代牛心细胞色素c和锌取代马心细胞色素c溶解在缓冲溶液(pH 8.0)中所获得的蛋白质溶液(200μM)。 
然后，如图26B所示，将如上述制备的10μL的蛋白质溶液滴到ITO电极52的一个端部52a上，从而将蛋白质液滴53附着至ITO电极52上。 
然后，在室温下将产物保留2小时，或者在4℃下放一天一夜，从而将蛋白质液滴53中的锡取代马心细胞色素c、锡取代牛心细胞色素c或锌取代马心细胞色素c固定到ITO电极52上。 
接下来，将样本放入保持在包括端点值的30℃至40℃的干燥机中，并干燥30分钟至60分钟(含端点值)。通过这种干燥处理，蒸发并去除了包含在蛋白质液滴53中的诸如水的液体。在该结果中，仅锡取代马心 细胞色素c、锡取代牛心细胞色素c或锌取代马心细胞色素c被保留在ITO电极52上，并且如图27A所示形成了固体蛋白质层43。固体蛋白质层43的厚度大约为1μm。 
接下来，如图27B中所示，将透明电极54形成为覆盖固体蛋白质层43，并且将透明电极55形成为覆盖ITO电极52的另一端部52b。透明电极55被用作对电极和工作电极。透明电极54和55由Au膜或Al膜形成。Au膜的厚度为20nm，Al膜的厚度为50nm。能够通过掩盖(mask)除形成透明电极54和55的区域之外的部分并通过溅射方法或真空蒸发方法等沉积透明电极材料，来形成透明电极54和55。透明电极54和55的平面形状为矩形或正方形。 
因此，制造了非润湿全固体蛋白质透明光接收器件。在图28中示出了非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的截面结构。 
如上所述制造了多个非润湿全固体蛋白质透明光接收器件，并且在空气中测量透明电极54和55之间的电阻。在结果中，电阻分布在包括端点值的从1kΩ至30MΩ的宽范围中。透明电极54和55之间的电阻分布在如上所述的宽范围中的原因如下，即，固体蛋白质层43的厚度根据每个器件而变化，或者组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的每个类型根据每个器件而变化。 
测量非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的光电流作用光谱。作为组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a，使用锡取代马心细胞色素c和锌取代马心细胞色素c。通过将稳压器的工作电极连接至连接到ITO电极52的透明电极54并将对电极和参考电极连接至透明电极55来执行测量。透明电极54和55由20nm厚的Au膜制成。在图29中示出了在将锌取代马心细胞色素c用作组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的情况下的、在0mV和-800mV电位下的作用光谱的测量结果。此外，在图38中示出了在将锡取代牛心细胞色素c用作组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的情况下的、在0mV电位下的作用光谱的测量结果。如图29和图38所示，在将锌取代马心细胞色素c用作组成固体蛋白质层43 的电子转移蛋白质43a的情况下和在将锡取代牛心细胞色素c用作组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的情况下，能够观察到作用光谱。特别地，如图29所示，在将锌取代马心细胞色素c用作组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的情况下，能够观察到在正负方向上的作用光谱。此外，如图29所示，即使在过电压-800mV以下也能测量到作用光谱，这是新发现并且是非常明显的结果。 
图30示出了在使用锌取代马心细胞色素c作为组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的透明电极54和55之间施加电压(偏置电压)的情况下、每个电压下的背景电流(灯关闭时所流动的电流)的测量结果。如图30所示，表示电压和背景电流之间的关系的曲线为直线，这意味着固体蛋白质层43的传导性类似于半导体的传导性。从直线的斜率可以发现，透明电极54和55之间的电阻大约为50MΩ。 
图31示出了在使用锌取代马心细胞色素c作为组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的透明电极54和55之间施加电压的情况下、每个电压下的光电流(灯打开时流动的电流)的测量结果。如图31所示，表示电压和光电流之间的关系的曲线也大致为直线，这意味着固体蛋白质层43被用作光电导体。 
图32示出了使用锌取代马心细胞色素c作为组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件以及通过后述的方法形成的液体型蛋白质透明光接收器件的光电作用光谱的测量结果。在图32以及下面所描述的图33至图35中，上述的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件被简写为“固体型”，并且液体型蛋白质透明光接收器件被缩写为“液体型”。 
如下所述来形成液体型透明光接收器件。首先，通过使用胶带或树脂来掩盖形成在玻璃基板上的ITO膜的表面上的给定区域。接下来，通过使用12M HCl(50℃)湿蚀刻90秒，来去除ITO膜未被掩盖的部分。接下来，在用水清洗玻璃基板之后，去除掩模，并且在气流中对产物进行干 燥。然后，通过在1％Alconox(注册商标)水溶液中超声处理30分钟、随后通过在异丙醇中超声处理15分钟以及通过在水中超声处理15分钟两次来提供玻璃基板。然后，在将玻璃基板浸入0.01M NaOH 3分钟之后，在气流或氮流中对该产物进行干燥。此后，通过玻璃基板在约60℃下紫外线(UV)-臭氧表面处理15分钟来提供玻璃基板。因此，形成了ITO电极。ITO电极为工作电极。接下来，在第一方法中，利用通过将锌取代马心细胞色素c溶解在Tris-HCl缓冲溶液(pH 8.0)中所获得的蛋白质溶液(50μM)来冲洗如上所述形成的ITO电极。接下来，在用如上所述的蛋白质溶液冲洗的ITO电极在4℃下保持一夜之后，用水冲洗并在气流或氮流中干燥该产物。在第二方法中，利用通过将锌取代马心细胞色素c溶解在Tris-HCl缓冲溶液(pH 8.0)中所获得的蛋白质溶液(50μM)来冲洗如上所述形成的ITO电极。不然，利用通过将锌取代马心细胞色素c溶解在磷酸钠缓冲溶液(pH 7.0)中获得的蛋白质溶液(5μM)来冲洗如上所述形成的ITO电极。然后，在真空中干燥用上述蛋白质溶液冲洗的ITO电极。此后，用水冲洗并在气流或氮流中干燥ITO电极。如上所述，形成了将蛋白质固定到ITO电极上的蛋白质固定化电极。接下来，将蛋白质固定化电极的蛋白质侧放置为与单独形成为对电极的干净ITO电极相对，同时其间具有给定的距离。蛋白质固定化电极和ITO电极的外围部分用树脂密封。在作为对电极的ITO电极中，与蛋白质固定化电极和ITO电极之间的空间相通的针孔形成为气孔。接下来，将通过用树脂密封蛋白质固定化电极和ITO电极的圆周部分所获得的产物浸入容纳在容器中的电解质溶液。作为电解质溶液，使用了通过将0.25mM亚铁氰化钾溶解在10mM磷酸钠缓冲溶液(pH 7.0)中所获得的溶液。接下来，在真空中保持该容器，并且将蛋白质固定化电极和ITO电极之间的空间中的空气从上述针孔排放到外部。接下来，在大气压下返回容器，并且使蛋白质固定化电极和ITO电极之间的空间填满电解质溶液。此后，用树脂密封上述针孔。从而，形成了液体型蛋白质透明光接收器件。 
图33是通过将图32中所示的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和液体型蛋白质透明光接收器件的光谱标准化使得波长420nm附近的峰值 光电流强度为1所获得的曲线图。如图32所示，尽管两个光谱各自的光电流密度彼此不同。然而，波长423nm附近的俗特谱带和波长550nm和波长583nm附近的Q谱带中的每个峰值波长相同。因此，在两种情况下可以发现，获得了从锌取代马心细胞色素c衍生的光电流。发明人是发现在使用由锌取代马心细胞色素c组成的固体蛋白质层43的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件中获得从锌取代马心细胞色素c衍生的光电流的事实的第一个发现者。 
图34示出了用于上述非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和上述液体型蛋白质透明光接收器件的光劣化曲线(指示光电流密度减小对光照射时间的曲线)的测量结果。该测量是通过在用波长405.5nm的激光以0.2mW/mm2的强度照射非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和液体型蛋白质透明光接收器件的同时测量光电流密度来执行的。为了增大光劣化速率并缩短测试时间，激光的照射强度较高，为0.2mW/mm2。图35是通过将图34中所示的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和液体型蛋白质透明光接收器件的光劣化曲线标准化使得光电流密度在照射时间为0时变为1所获得的曲线图。 
通过使用以下函数进行拟合来提供对图35中所示的光劣化曲线的拟合。 
f(x)＝a×e x p(b×x)+c×exp(d×x) 
函数f(x)的系数a、b、c、和d如下。每个系数的括号内的数值表示95％置信区间。 
液体型蛋白质透明光接收器件 
a＝5.204×10-9(5.029×10-9，5.378×10-9) 
b＝-0.00412(-0.00441，-0.003831) 
c＝1.799×10-10(2.062×10-11，3.392×10-10) 
d＝0.0004618(0.000978，-2.58×10-5) 
全润湿非固体蛋白质透明光接收器件 
a＝5.067×10-11(4.883×10-11，5.251×10-11) 
b＝-0.0009805(-0.001036，-0.0009249) 
c＝4.785×10-11(4.58×10-11，4.99×10-11) 
d＝0.0001298(0.0001374，0.0001222) 
非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和液体型蛋白质透明光接收器件的寿命t被定义为t＝[a/(a+c)](1/b)+[c/(a+c)](1/d)。根据该定义，液体型蛋白质透明光接收器件的寿命为306秒，而非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的寿命为4266秒。因此，可以发现，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的寿命至少为液体型蛋白质透明光接收器件的寿命的14倍。 
另外，在图34示出的液体型蛋白质透明光接收器件的光劣化曲线中，针对以下原因而示出了锯状波形。也就是，为了去除在电解质溶液中生成的氧而需要中断测量。在去除氧的操作之后，稍微增大光电流。 
接下来，将描述测量非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和液体型蛋白质透明光接收器件的频率响应的结果。 
图36示出了液体型蛋白质透明光接收器件的频率响应的测量结果，并且图37示出了非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的频率响应的测量结果。从图36和图37中，液体型蛋白质透明光接收器件的3dB带宽(光电流值变为最大光电流值的50％的频率)低于30Hz，而非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的3dB带宽为400Hz以上。因此，可以发现，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的响应速度至少为液体型蛋白质透明光接收器件的响应速度的13倍。 
图39是通过测量使用锡取代牛心细胞色素c作为组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和使用锡取代牛心细胞色素c的液体型蛋白质透明光接收器件的光劣化曲线、并将该光劣化曲线标准化使得光电流密度在照射时间为0时变成1所获得的曲线图。液体型蛋白质透明光接收器件的形成方法与上述方法相似，除了使用锡取代牛心细胞色素c而非锌取代马心细胞色素c。作为非润湿全固 体蛋白质透明光接收器件，形成了具有锡取代牛心细胞色素c的单分子膜的器件和具有锡取代牛心细胞色素c的多分子膜的器件。通过用波长405.5nm的激光以0.2mW/mm2的强度照射非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和液体型蛋白质透明光接收器件的同时测量光电流密度来执行测量。为了增大光劣化速度并缩短测试时间，激光的照射强度较高，为0.2mW/mm2。 
通过使用以下函数来提供对图39中所示的光劣化曲线的拟合。 
f(x)＝a×exp(b×x)+c×exp(d×x) 
函数f(x)的系数a、b、c、和d如下。 
液体型蛋白质透明光接收器件 
a＝1.72×10-8
b＝0.00462 
c＝3.51×10-9
d＝0.000668 
非润湿全固体蛋白质透明光接收器件(单分子膜) 
a＝0.4515 
b＝-0.002599 
c＝0.3444 
d＝0.0001963 
非润湿全固体蛋白质透明光接收器件(多分子膜) 
a＝0.5992 
b＝-0.002991 
c＝0.2371 
d＝-0.0001513 
在该情况下，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和液体型蛋白质透明光接收器件的光劣化平均时间常数如下。 
液体型蛋白质透明光接收器件：2.54×102-秒 
非润湿全固体蛋白质透明光接收器件(单分子膜)：2.71×103-秒 
非润湿全固体蛋白质透明光接收器件(多分子膜)：2.71×103-秒 
如上所述，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件和液体型蛋白质透明光接收器件的寿命t被定义为t＝[a/(a+c)](1/b)+[c/(a+c)](1/d)。根据该定义，液体型蛋白质透明光接收器件的寿命为434秒，而非润湿全固体蛋白质透明光接收器件(单分子膜)的寿命为2423秒，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件(多分子膜)的寿命为2113秒。因此，可以发现，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的寿命至少为液体型蛋白质透明光接收器件的寿命的5倍。 
根据第四实施方式的多层透明光接收器件，能够获得以下各种优点。即，在被用作组成多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件1的非润湿全固体蛋白质透明光接收器件中，在器件内部不存在水，并且能够在不接触水的情况下进行操作。因此，作为代替使用半导体的现有光接收器件的光接收器件，能够将非润湿全固体蛋白质透明光接收器件安装到电子装置上。此外，在非润湿全固体蛋白质透明光接收器件中，由于在器件内部不存在水，因此能够防止由于水的存在而导致的蛋白质的热变性、自由基损伤、腐烂等，稳定性高，耐久性就越优。此外，在非润湿全固体蛋白质透明光接收器件中，由于在器件的内部和外部不存在水，因此没有电击的可能性，并且容易确保强度。 
此外，在非润湿全固体蛋白质透明光接收器件中，固体蛋白质层43直接被固定到透明电极41和42上，而在它们之间没有连接分子(linker molecular)等。因此，与将非润湿全固体蛋白质透明光接收器件相比固定到其间具有连接分子等的透明电极41和42上的情况相比，能够获得更大的光电流。此外，除了将固体蛋白质层43直接固定到透明电极41和42上的事实以外，能够明显较薄地形成固体蛋白质层43。因此，能够明显缩短透明电极41和透明电极42之间的距离。因此，能够较薄地形成非润湿全固体蛋白质透明光接收器件。因此，通过将透明电极41和42透明，能够层压多个非润湿全固体蛋白质透明光接收器件。此外，在非润湿全固体蛋白质透明光接收器件中，组成固体蛋白质层43的电子转移蛋白质43a的尺寸非常小，大约为2nm。因此，例如，可以极精确地检测固体蛋白质层43中的光入射位置。因此，能够实现高清晰度光学传感器或高清晰度图像拾取器件。
此外，可以推测电子转移蛋白质43a的光导电作用起因于“一光子一多电子发生”。然而，在液体蛋白质透明光接收器件中，由于电极之间存在的溶液的电阻(溶液电阻)高，因此可以防止上述的“一光子一多电子发生”。同时，在非润湿全固体蛋白质透明光接收器件中，由于不存在溶液电阻，因此使能了“一光子一多电子发生”，能够提高光电转换效率的显著改善，并能够获得更高的光电流。 
非润湿全固体蛋白质透明光接收器件能够实现光学开关器件、光学传感器、图像拾取器件等。如上所述，由于非润湿全固体蛋白质透明光接收器件的频率响应快，因此，非润湿全固体蛋白质透明光接收器件可以实现能够高速转换的光学开关器件、高速响应光学传感器、能够摄取高速移动的对象的图像拾取器件等。此外，在将非润湿全固体蛋白质透明光接收器件用于光学开关器件、光学传感器、图像拾取器件等的情况下，能够实现更优的电子装置。 
例如，如下面将示出的，可以实现能够通过使用一个透镜来同时聚焦彼此位于不同位置的多个对象的照相机。此外，通过使用多层透明光接收器件，使用单个透镜来使能多聚焦和高速聚焦。此外，在将多层透明光接收器件用作使用多层光盘的光盘系统或使用全息记录介质的光学记录再生系统的光接收器件的情况下，能够以高速容易地执行多层光盘的并行读出和全息记录介质的读出。 
<5.第五实施方式> 
[多层透明光接收器件] 
根据第五实施方式的多层透明光接收器件具有将N层蛋白质透明光接收元件1层压为根据第一实施方式的多层透明光接收器件的结构。根据第五实施方式的多层透明光接收器件与第一实施方式的不同在于由蛋白质透明光接收元件1组成的多个像素为平面内集成的。 
即，如图40所示，在多层透明光接收器件中，例如，在第N透明基板11和第(N-1)透明基板11之间设置有透明隔片61。这些透明基板11之间的距离由隔片61的厚度来确定。由蛋白质透明光接收元件1组成的像素62设置在隔片61和隔片61之间的空间中，多个像素62在平面内以二维矩阵的状态配置。其上配置有像素62的面构成了光接收面。整体上，存在N级光接收面。 
为了提取和处理来自集成的多层透明光接收器件等中的各个像素62的信号，能够使用现有的已知技术。例如，在行方向和列方向上形成配线，以与在m行和n列的二维矩阵状态下配置的各个像素62的上方和下方的电极相连接。另外，例如，为了读取来自选择的列中的m个像素62段中的信号，仅将给定的偏置电压施加至连接到列中的像素62的一个电极的配线，并检测在连接至像素62的另一电极的配线中流动的光电流。 
根据第五实施方式，能够获得与第一实施方式相似的优点。此外，集成的多层透明光接收器件可用于与根据第一实施方式的多层透明光接收器件相似的应用。 
<第六实施方式> 
[多层透明光接收器件] 
如图41所示，在根据第六实施方式的多层透明光接收器件中，例如，高度可变的透明隔片61设置在第N透明基板11和第(N-1)透明基板11之间。这些透明基板11之间的距离由隔片61的厚度来确定。另外，由蛋白质透明光接收元件1组成的像素62设置在隔片61和隔片61之间的空间中，并且像素62在在平面内以二维矩阵的状态配置。其上配置像素62 的面构成了光接收面。整体上，存在N级光接收面。在该情况下，由蛋白质透明光接收元件1组成的像素62的厚度小于隔片61的厚度，由蛋白质透明光接收元件1组成的像素62的宽度小于隔片61和隔片61之间的空间，在透明基板11和像素62之间以及隔片61和像素62之间存在间隙。如上所述，由于在透明基板11和像素62之间以及隔片61和像素62之间存在间隙，因此能够灵活地配置多层透明光接收器件。 
为了提取并处理来自集成的多层透明光接收器件等中的各个像素62的信号，能够使用现有的已知技术。 
根据第六实施方式，能够获得与第一实施方式相似的优点。 
此外，集成的多层透明光接收器件可用于与根据第一实施方式的多层透明光接收器件类似的应用。 
<7.第七实施方式> 
[立体成像系统] 
在根据第七实施方式的立体成像系统中，包括根据第五实施方式或第六实施方式的集成的多层透明光接收器件被用作光学传感器。照相机为数码照相机、摄像机等。 
照相机被构造为使得照相机的图像拾取光学系统的光轴方向与由集成的多层透明光接收器件的蛋白质透明光接收元件1组成的像素62的层压方向一致。从而，在该照相机中，集成的多层透明光接收器件的各N级光接收面能够被用于拍摄对象时的聚焦。因此，能够聚焦并摄取具有到照相机的不同距离的所有对象。例如，在如图42中所示的花72与照相机71相距距离d1以及山73与照相机71相距距离d2(d2＞d1)的情况下，当通过照相机71拍摄花72和山73时，花72和山73均能够通过集成的多层透明光接收器件而被聚焦，并能够在该状态下被摄取。此外，通过处理来自集成的多层透明光接收器件的信号，能够获得三维图像。在该图像中，清晰地拍摄了花72和山73。另外，花72看起来向前，山73看起来向后，并能够充分地获得透视图。 
将描述在显示器上显示由照相机71所摄取的图像的情况。 
在第一实例中，在显示器上显示由照相机71摄取的逼真的三维图像。例如，能够显示花72看起来向前并且山73看起来向后的逼真的三维图像。 
在第二实例中，在显示器上突出显示特别期望在由照相机71摄取的三维图像中观看到的部分。例如，在图42的实例中，在只期望在由照相机71摄取的包括花72和山73的三维图像中观看到花72的情况下，如图43A所示，可以通过处理图像信号，在显示器74上只清楚地显示花72并以模糊的方式显示山73。另一方面，如图43B所示，可以通过处理图像信号，只清楚地显示山73并以模糊的方式显示花72。从而，能够在显示器74上显示用户所期望的图像。 
将再次详细描述集成的多层透明光接收器件的各个N级光接收面(电子转移蛋白质层13的面)能够被用于拍摄对象时的聚焦的事实。 
图44示出了集成的多层透明光接收器件的拍摄光学系统。尽管拍摄光学系统一般包括两个或多个透镜，在该情况下，为了方便解释，仅存在一个透镜L。场I1至IN对应于集成的多层透明光接收器件的N级光接收面。现在，考虑存在具有到透镜L的不同距离的对象O1和O2。在场I2上形成对象O1利用透镜L的图像(图像点O1′)，并且在场I1上形成对象O2的图像(图像点O2′)。在该情况下，能够聚焦对象O1和O2，并能够获得其清晰的图像。 
将描述集成的多层透明光接收器件中的成像面的位置根据对象与透镜L相距的距离的变化，换而言之，为焦点位置的变化。如图45所示，与具有焦距f0的透镜L相距距离f1的对象的图像形成在与透镜L相距距离f2的位置上。此时，基于透镜公式，建立了f1＝f2f0/(f2-f0)。作为实例，在f0＝5cm的情况下，f1和f2之间的关系如表5中所示的那样，并被绘制为如图46所示的曲线图。 
[表5] 
  f1(m)   f2(cm)
  1   5.263158
  5.623413   5.044856
  10   5.025126
  20.53525   5.012204
  56.23413   5.00445
  100   5.002501
  205.3525   5.001218
  562.3413   5.000445
  1000   5.00025
  10000   5.000025
如由表5和图46所表明的，在对象与透镜L的距离f1从1m变为10000m时，透镜L到对象图像的距离f2仅改变了约0.26cm。在该情况下，集成的多层透明光接收器件中的第一级光接收面和第N级光接收面之间的间隔可以为0.3cm以下。 
在利用透镜L的对象图像的成像面不与集成的多层透明光接收器件的光接收面一致的情况下，换而言之，在对象图像没有聚焦在光接收面上的情况下，基于在各个光接收面上所获得的信号，通过软件的算法能够重新构建对象图像。 
现在，如图47所示，假设在集成的多层透明光接收器件的光接收面R1至R3中的光接收面R1和光接收面R2之间存在由透镜L形成的对象图像。在该情况下，能够获得对象的成像面的点扩散函数SPFx作为各个光接收面R1至R3中的点扩散函数SPF1、SPF2、和SPF3的函数F(SPF1，SPF2，和SPF3)。这种计算能够由计算机容易地执行。此外，能够通过使用点扩散函数SPFx获得对象图像，并且能够在显示器上显示这种图像。 
例如，通过使用在由广播站中的电视照相机进行拍摄时的上述技术，在通过使用从广播站传输的视频信号而在三维电视上显示图像的情况下，基于来自集成的多层透明光接收器件的光接收面的输出信号，能够自由地放大或缩小显示的图像中用户特别期望观看到的部分。
通过使用照相机71，能够同时获得与照相机71相距彼此不同的距离的多个物体(对象)的清晰图像。例如，如图48所示，考虑了第一行中的人75站在地上、第二行中的人76站在矮凳77上、第三行的人78站在高于凳77的凳79A上，以及通过照相机71拍摄人75、76和78的情况。在该情况下，能够通过照相机71的多层透明光接收器件分别聚焦人75、76、和78。因此，能够同时获得人75、76、和78的清晰图像。 
通过使用照相机71，能够以高速度聚焦期望拍摄的对象。例如，考虑如图49所示的在足球场79B上举行足球比赛并且通过照相机71拍摄比赛的情况。现在，根据在足球场79B上聚焦点A的状态，聚焦点B。在该情况下，在使用一般照相机的情况下，将明显移动照相机的透镜。同时，在使用照相机71的情况下，能够聚焦点B而无需多移动透镜L，并且因为下列原因而能够以高速度进行聚焦。 
即，如图50A所示，聚焦在足球场79B的点A中的物体O1，在照相机71的集成的多层透明光接收器件的光接收面R1上形成图像O1′，不聚焦点B中的物体O2，并在相对于照相机71的集成的多层透明光接收器件的光接收面R2稍微偏移的位置上形成图像O2′。在根据这种状态聚焦点B的情况下，在现有照相机中，如图50C所示，需要使透镜L移动对应于图像O1′和图像O2′之间的位置差的距离Δx2，从而在光接收面上形成物体O2的图像O2′。同时，在使用照相机71的情况下，如图50B所示，仅使透镜L移动图像O2′和光接收面R2之间的距离Δx1就已足够，使得图像O2′形成在与光接收面R1相邻的光接收面R2上。因此，透镜L的移动距离可以很小，因此能够以高速度执行对点B的聚焦。此外，能够更薄地配置照相机71。 
通过使用照相机71，能够在不使用昂贵的消色透镜的情况下校正色差。即，如图51所示，在白光进入透镜L的情况下，例如，即使蓝光、绿光和红光由于透镜L的色差在每个不同的面(与透镜L的距离为fb、fg、 和fr)上形成图像，也能够在照相机71的集成的多层透明光接收器件的光接收面R1至RN中的一个上接收蓝光、绿光、和红光。 
<8.第八实施方式> 
[立体成像系统] 
在根据第八实施方式的立体成像系统中，包括根据第六实施方式的集成的多层透明光接收器件的照相机被用作光学传感器。 
如图52所示，在照相机71中，弯曲形状的集成的多层透明光接收器件80被用作光学传感器。另外，透镜L被配置在集成的多层透明光接收器件80的曲率中心的附近。从而，能够同时拍摄位于广角范围中的多个物体(例如，物体O1和O2)。 
<9.第九实施方式> 
[立体成像系统] 
在根据第九实施方式的立体成像系统中，包括根据第六实施方式的集成的多层透明光接收器件的照相机被用作光接收器件。 
如图53所示，在照相机71中，圆柱状的集成的多层透明光接收器件81被用作光接收器件。另外，透镜L被配置在集成的多层透明光接收器件81的外圆周中。从而，能够同时拍摄位于360度范围中的物体O1和O2，并且能够获得全方位立体成像系统。 
<10.第十实施方式> 
[光盘系统] 
图54示出了根据第十实施方式的光盘系统。 
如图54所示，在光盘系统中，使用具有N层记录层的多层光盘91，使用具有N层蛋白质透明光接收元件1的多层透明光接收器件92，从而批量读出记录在多层光盘91的N层记录层上的数字数据。具体地，如图54所示，来自具有低相干的光源93的光94被分束器95分成两束，并且通过分束器95传输的光进入多层光盘91。进入多层光盘91的光分别被每个记录层反射，并进入多层透明光接收器件92。同时，被分束器95反射的光顺次地被反光镜96和97反射，并相继进入多层透明光接收器件92。在已经被分束器95分成两束的光进入多层透明光接收器件92的情况下，这种光产生干扰。在该结果中，如靠近图54中的多层透明光接收器件的右边的部分中所示，获得了多层透明光接收器件92的N层的光接收面的光强度分布。强度分布反映了记录在多层光盘91的各个记录层中的数据。在该情况下，例如，通过将强度峰值高于阈值I0的状态设定为“1”，并将强度峰值低于阈值I0的状态设定为“0”，能够读取记录在多层光盘91上的数字数据。
<11.第十一实施方式> 
[光学记录再生系统] 
图55示出了根据第十一实施方式的光学记录再生系统。 
如图55所示，在光学记录再生系统中，使用全息记录介质101，并使用具有N层蛋白质透明光接收元件1的多层透明光接收器件102，从而读出记录在全息记录介质101上的数据。具体地，如图55所示，来自具有高相干的光源103的光104被分束器105分成两束，并且通过分束器105传输的光进入全息记录介质101。进入全息记录介质101的光被引导至多层透明光接收器件102。同时，被分束器105反射的光通过透镜106进入多层透明光接收器件102，并重叠在来自全息记录介质101的光上。在该结果中，在多层透明光接收器件102上示出了记录在全息记录介质101上的图像作为光强度分布。因此，能够再生记录在全息记录介质101中的图像。 
已经参考本发明的实施方式和实施例具体描述了本发明。然而，本发明不限于上述实施方式和上述实施例，并且可以基于本发明的技术思想来进行各种修改。 
例如，上述实施方式和上述实施例中描述的数值、结构、构造、形状、材料等仅为实例。根据需要，可以使用不同于上述实施方式和上述实施例中描述的数值、结构、构造、形状、材料等。 

Claims (13)

1.一种多层透明光接收器件，包括:
彼此层压并使用电子转移蛋白质的多个蛋白质透明光接收元件；
透明基板对；以及
多个高度可变的透明隔片，设置在所述透明基板对之间，所述蛋白质透明光接收元件设置在所述透明隔片之间，
其中，所述蛋白质透明光接收元件的厚度小于所述透明隔片的厚度，所述蛋白质透明光接收元件的宽度小于所述透明隔片之间的间隔。
2.根据权利要求1所述的多层透明光接收器件，其中，所述电子转移蛋白质是通过用锡取代作为来源于哺乳动物的细胞色素c的血红素的中心金属的铁所获得的锡取代细胞色素c、或者是由通过在所述来源于哺乳动物的细胞色素c的氨基酸序列中丢失、取代、或添加一个或多个氨基酸而获得的氨基酸序列组成并包含锡的蛋白质。
3.根据权利要求2所述的多层透明光接收器件，其中，所述来源于哺乳动物的细胞色素c为马心细胞色素c或牛心细胞色素c。
4.根据权利要求1所述的多层透明光接收器件，其中，所述电子转移蛋白质被固定至透明电极上。
5.根据权利要求4所述的多层透明光接收器件，其中，所述蛋白质透明光接收元件具有将所述电子转移蛋白质固定至所述透明电极上的蛋白质固定化电极、和对电极。
6.根据权利要求1所述的多层透明光接收器件，其中，所述蛋白质透明光接收元件具有在第一电极和第二电极之间夹置由所述电子转移蛋白质组成的固体蛋白质层的结构。
7.一种包括多层透明光接收器件的电子装置，所述多层透明光接收器件包括：
彼此层压并使用电子转移蛋白质的多个蛋白质透明光接收元件；
透明基板对；以及
多个高度可变的透明隔片，设置在所述透明基板对之间，所述蛋白质透明光接收元件设置在所述透明隔片之间，
其中，所述蛋白质透明光接收元件的厚度小于所述透明隔片的厚度，所述蛋白质透明光接收元件的宽度小于所述透明隔片之间的间隔。
8.根据权利要求7所述的电子装置，其中，所述电子转移蛋白质是通过用锡取代作为来源于哺乳动物的细胞色素c的血红素的中心金属的铁所获得的锡取代细胞色素c、或者是由通过在所述来源于哺乳动物的细胞色素c的氨基酸序列中丢失、取代、或添加一个或多个氨基酸所获得的氨基酸序列组成并包含锡的蛋白质。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其中，所述来源于哺乳动物的细胞色素c为马心细胞色素c或牛心细胞色素c。
10.根据权利要求7所述的电子装置，其中，所述电子转移蛋白质被固定至透明电极上。
11.根据权利要求10所述的电子装置，其中，所述蛋白质透明光接收元件具有将所述电子转移蛋白质固定至所述透明电极上的蛋白质固定化电极、和对电极。
12.根据权利要求7所述的电子装置，其中，所述蛋白质透明光接收元件具有在第一电极和第二电极之间夹置由所述电子转移蛋白质组成的固体蛋白质层的结构。
13.根据权利要求7所述的电子装置，其中，所述电子装置为三维显示器、三维图像传感器、照相机或者光学记录再生系统。
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