heliCamは、非常に小さな信号変化を厳しい条件下でも可視化するために、世界中の研究グループで活用されています。最新の3件の論文は、Lock-in画像化がバイオメトリクス、量子センシング、フィールド／信号イメージングにおいて新たな可能性を切り開いていることを示しています。
周囲光下でも堅牢にハイパースペクトル測定：リモートバイオメトリクス（PPG、SpO₂、BP/ECG再構成）
ウィスコンシン大学マディソン校のチームは、Lock-inカメラに基づくハイパースペクトルのフレームワークを提示しました。波長ごとの照明を変調し、検出を同期させることで、周囲光の変動を大幅に抑制します。これは従来のハイパースペクトルシステムにおける主要な弱点です。リモート・フォトプレチスモグラフィ（rPPG）の検証では、心拍数を誤差<3 bpmで推定し、さらに二波長照明（660/940 nm）によりSpO₂のダイナミクスを最大誤差<3%で抽出しています。高品質な信号から、著者らはMLを用いて血圧およびECGの特徴量までも再構成しています。
ダイヤモンドセンシング：デチューニングに強いベクトル・マイクロ波場のワイドフィールドイメージング
中国科学院 物理研究所の研究者らは、ダイヤモンド中のNVセンターを用いてマイクロ波場を高速にイメージングする手法を提示しました。本手法は、（温度／磁場の変動などによる）デチューニングに対して堅牢です。ラビ振動の代わりに、ODMRにおけるパワーブロードニング（線幅の広がり）を利用し、Lock-in原理（振幅変調＋復調）で差分変化を検出します。約800 nmの分解能でマイクロアンテナの場をワイドフィールドイメージングし、複数のNV軸によるベクトル再構成と、広いダイナミックレンジにわたる良好な線形性も示されています。
Quantum SiC Microscope：電気信号および電流誘起磁場を画像として取得
ヘルムホルツ・センター・ドレスデン＝ロッセンドルフおよびドレスデン工科大学のチームは、4H-SiC中のシリコン空孔に基づくQuantum Silicon Carbide Microscope（QSiCM）を初めて実証しました。本プラットフォームはLock-in検出を用いて、電流に起因する磁場を空間的に分解します。50 msの時間分解能、約30 µmの空間分解能、ピクセル当たり約2 µT Hz⁻¹の感度などが報告されています。さらに、温度／ひずみの影響に対する堅牢性を高めるデュアル周波数測定戦略と、スピン準位のアンチクロッシングを用いた簡略化されたマイクロ波不要のイメージングモードも示されています。
さらに詳しく
これら3本の論文は、heliCamを用いたLock-in画像化が、（生体医療光学、量子／ダイヤモンドおよびSiCセンシング、フィールド／信号イメージングなど）多様な信号源を、堅牢に、広視野で、かつ高い迷光抑制とともに取り扱えることを具体的に示しています。これにより、革新的なセンシングにおける新しい計測コンセプトが可能になります。
heliCamに関するその他の論文（随時追加）：heliCam_papers
Lock-in画像化による研究・応用についてさらに詳しく：forschung_C4