智能手环健康数据可信吗?一文看懂智能手表背后闪烁的光

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来源:柠檬光子LEMON Photonics 2026-01-07

01 光学测量:现代智能穿戴的起点

智能手机背面的绿光和红光常常让我们感到好奇。一缕细微的绿光、红光和红外光,透过皮肤照进组织,捕捉每一次心脏搏动和血液流动的微妙变化,将生命体征数据转化为人们日常关注的心率监测、血氧饱和度监测数字。

当你佩戴手环时,绿光(520nm)会照射到皮下血管。血液对绿光的吸收率很高,心脏搏动引起的血流变化会导致反射光强度有规律地波动,从而计算出心率。

血氧监测则需要红光(650nm)和红外光(940nm)的组合。氧合血红蛋白对660nm红光的吸收较少,而对940nm红外光的吸收较多;脱氧血红蛋白则恰恰相反。通过计算两种光被吸收的比例,即可得出血氧饱和度(SpO₂) 百分比。

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02 行业挑战:当前方案的瓶颈

尽管PPG技术已经相当成熟,但在实际应用中仍面临诸多挑战。运动伪影是一个难以回避的问题。用户活动时,传感器与皮肤的微小位移会干扰光路,导致信号失真。而佩戴松紧度的变化也会改变接触压力,进而影响皮肤形态和信号质量。

研究显示,监测数据的准确性因场景不同存在显著差异。一项2025年的研究发现,腕戴设备的心率监测可靠性超过99%,但血氧监测可靠性仅为45.1%。

更复杂的是用户群体的多样性。深色皮肤、纹身、浓密毛发或皮下脂肪较厚都会显著影响光的穿透与反射,可能导致读数不准或测量失败。

03 光源升级:为何智能穿戴需要更专业的光?

面对这些挑战,行业正不断推进技术升级与创新。例如:通过扩充通路、提升探测精度、新增光源、优化封装,将LED替换成激光光源等设计增强信号质量与功能。

作为一家专注于高性能激光芯片和光电传感器的公司,柠檬光子深度理解健康监测对光源技术的严苛要求。我们的研发团队认为,下一代健康监测光源应当具备三个核心特性:高信噪比、低功耗和光谱纯净度。柠檬光子提供650-940nm的低功耗VCSEL激光源。

柠檬光子的微光学阵列技术能够在一个极小的封装内集成多个波长的VCSEL激光光源。相比传统LED方案,激光光源具备更高的光谱纯度和方向性。这意味着更少的光能损耗,更强的组织穿透能力,以及在深色皮肤或运动场景下更稳定的信号质量。

针对多路光源间的串扰问题,我们开发了独特的光学隔离结构。通过微型化的光学通道设计和定制化滤光方案,确保每种波长的光都能在最小的干扰下到达目标组织并返回传感器。

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柠檬光子相信,通过光源技术的持续创新,智能手表、智能手环等智能穿戴设备将不再仅仅是运动伴侣或通知中心,而是真正成为每个人手腕上的健康守护者。让未来的健康监测将更加精准、全面和个性化。