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スマートウォッチ、どうやって心拍測定をしている? 仕組みを解説

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海上忍
2021年05月18日
年々利用者が増えている「スマートウォッチ」。GPSを利用した位置情報のサポートや、電子マネー/タッチレス決済対応などの機能で人気を集めていますが、ヘルスケアにも要注目。なかでも手首に装着すれば脈拍を測定できる心拍計機能は、これがなければスマートウォッチにあらず、といえるほど必須の機能とみなされています。

その心拍計機能ですが、動作原理を知っていますか? 手首に接する部分が緑色に光ることは知っていても、なぜ光なのか、それが緑色なのかがわかれば、見方が変わってくるというものです。

心拍計機能ですが、動作原理を知っていますか?

手首に接する部分の光は、光学式心拍センサーによるものです。LEDやフォトダイオードなどの光を手首の血管に照射し(光は皮膚表面から透過)、血中のヘモグロビンの動きで心拍数を測定します。動作原理は「ヘモグロビンは青や緑の光を吸収し赤い光を反射するから赤い」というシンプルなものですが、脈動のたびに光の吸収量が変化するため、緑色の光を当てて変化を測定すれば心拍数がわかるというわけです。

誤差を排除するために、複数のLEDの波長を使用する、モーションセンサーから取得した情報を参考にするといった工夫もなされています。スポーツなどで激しく体を動かしても測定結果に大きな誤差が生じないのは、これが理由です。

光学式以外の心拍センサーに対応するスマートウォッチも存在します。たとえば、シリーズ4以降のApple Watchに搭載されている「電気心拍センサー」は、デジタルクラウンと背面のクリスタル部分にある電極を使い、指をデジタルクラウンに軽く載せるだけで心拍数を測定できます。光学式心拍センサーでの測定は約5秒間隔ですが、Apple Watchの電気心拍センサーは1秒間隔ですから、循環器系疾患の早期発見につながる兆候を発見できるほど高精度な測定が可能になります。

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