不少业内人士都以为未来可穿戴智能手表、手环需求向着愈加专业化和细分化的应用领域开展，其间针对运动人群和健康检测便是两个很好的方向。那么咱们无妨经过Apple Watch来了解一下光学心率监测的原理。
Apple watch心率监测
心率监测可以说是Apple Watch最具革命性的一大功用，它究竟是怎么完成的？Apple Watch运用LED绿光和红外光，以及两种光传感器来检测心率。当其处于15摄氏度（59华氏度）以下的低温时，经过丈量绿光的吸收状况来获取更为精准的数据。而高温环境下，比方用户正在健身房里汗流浃背时，皮肤外表水分添加，因为更多绿光现已被吸收掉，要检测皮下反射的绿光就比较困难，这时Apple Watch就转换到红外光形式。
这种用于血流检测的光学技能，专业上称为“光电容积脉息波描记法（photoplethysmography）”，简称PPG。
光电容积脉息波描记法PPG
就AppleWatch来说，丈量心率时底部的表盘会宣布绿色的灯火，而且丈量的时分手腕最好坚持不动否侧会影响丈量成果。接下来将具体介绍光学心率丈量的原理。
如下两张图是光学心率传感器。图a是LED没有发光的时分中心是一个光敏二极管，图b是传感器的LED发光的时分。
图a 图b
那么为什么经过LED灯发光就能丈量心率呢？
当LED光射向皮肤，透过皮肤安排反射回的光被光敏传感器承受并转换成电信号再经过AD转换成数字信号，简化进程：光—> 电 —> 数字信号
为什么大大都传感器都是选用的绿光呢？
咱们先看看光谱的特色，从紫外线到红外线的波长是越来越长的。
之所以挑选绿光作为光源是考虑到一下·几个特色：
1. 皮肤的黑色素会吸收很多波长较短的波
2. 皮肤上的水份也会吸收很多的UV和IR部分的光
3. 进入皮肤安排的绿光（500nm）– 黄光（600nm）大部分会被红细胞吸收
4. 红光和挨近IR的光比较其他波长的光更简单穿过皮肤安排
5. 血液要比其他安排吸收更多的光
6. 比较红光，绿（绿-黄）光能被氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白吸收
整体来说，绿光– 红光能作为丈量光源。早上大都选用红光为光源，跟着进一步的研讨和比照，绿光作为光源得到的信号更好，信噪比也比其他光源好些，所以现在大部分穿戴设备选用绿光为光源。可是考虑到皮肤状况的不必（肤色、汗水），高端产品会依据状况主动运用换绿光、红光和IR多种光源。
尽管知道了上面的几个特色，可是还不足以弄清楚为什么经过光照就能测出心率、血氧等参数呢？
下图就解说了中心原理
当光照透过皮肤安排然后再反射到光敏传感器时光照有必定的衰减的。像肌肉、骨骼、静脉和其他衔接安排等等对光的吸收是根本不变的（条件是丈量部位没有大幅度的运动），可是血液不同，因为动脉里有血液的活动，那么对光的吸收天然也有所改变。当咱们把光转换成电信号时，正是因为动脉对光的吸收有改变而其他安排对光的吸收根本不变，得到的信号就可以分为直流DC信号和沟通AC信号。提取其间的AC信号，就能反应出血液活动的特色。咱们把这种技能叫做光电容积脉息波描记法PPG。
文章参阅Richard_LiuJH的博客
