d/8°积分球色差仪与0/45°环形照明色差仪区别

发布日期：2023-05-16 浏览次数：216

色差仪有d/8°积分球式和0/45°环形照明式两种几何条件，不同结构的色差仪由于测色几何条件不同，即测量的光路不同，测量的结果会有差异，比如0/45°环形照明式的色差仪一般只能测量不透明的物体，而d/8°积分球式可以测量透明和不透明物体的颜色。本文对d/8°积分球色差仪与0/45°环形照明式色差仪的区别进行了简要介绍。

d/8°积分球色差仪

不同色差仪的几何结构类型：

1.d/8°积分球色差仪

积分球是一个中空的金属球，其内表面涂有中等灰色的高反射漫射物质，如硫酸钡或聚四氟乙烯。进入这个球体的光线经过多次反射后都只能从测量孔或光源孔射出积分球。一束光从任意的不通过球心的角度照进积分球后经过球壁的多次反射后会从各个角度照射到样板，最终通过测量孔或光源射出积分球。测量孔是在与法线夹角成8°的位置，由一组光电管构成的探测器。

CIE没有明确规定积分球的开孔尺寸，只要求所有开孔面积不超过内表面积的10%，因此不同厂家产品的开孔位置、尺寸、光源入射角度会有区别，因此特别对于有中等光泽的样板，不同的仪器测量结果的绝对值会有差异，但是对比测量的定性结论（样品的绝对值与标准板的绝对值之差的正负）一般相同，只是定量（差值的大小）上存在差异。与观测孔关于法线对称的地方有一个光阱，关闭光阱时镜面反射成分包含在内，简写作d/8：i（d表示漫反射照明，8是8度角接收，i指包括镜面反射），也可简写作SPIN。当光阱打开时去除了镜面反射，此条件简写作：d/8：e（e指去除镜面反射）也可简写作SPEX。

2.0/45°环形照明式色差仪

理想漫反射物体对于任意一束光都将以漫反射形式即各方向等效地反射出去，为此入射光和观察者的角度并不重要，不会影响观察结果，但真实物体表面并非理想漫反射表面，多少都会由于镜面反射成分和表面纹理而造成由于入射光和观察者的几何位置不同而表面出微小颜色差异。而对于如图（1）所示的环形照明则可以消除这种影响。这种以45°环形照明0°（法线方向）观测的几何条件可以缩写为：45/0；C。由于光路可逆，它与0°照明45°方向环形接收是等效的，该测色几何条件对应的色差仪有三恩时NR145+等。它使用一个氙灯作为光源，经由一组光导纤维将照明光以45°环形照到样板上，法线上有一组光电管作为探测器。

这种色差仪的光路由于抵消了表面纹理的影响而更适合用于涂料颜色调配过程，因为样品表面的光泽和纹理不会影响到颜色测量，在现实中没有与之完全对应的观察环境。

d/8°积分球色差仪与0/45°环形照明式色差仪的区别：

d/8°积分球类色差仪一般都有两种模式，也就是SCI和SCE，其中SCI是包含镜面反射光的方式，SCE是不包含镜面反射光的方式，积分球色差仪在SCE模式下，对平整、光滑、均匀样品进行测量，其读数与0/45°色差仪接近。

但是工业上一般不提倡这种测量方式，因为积分球色差仪去掉镜面反射模式测量的结果往往没有那么精确。这主要是因为任何一种样品的弧度和纹路将会一起镜面反射光不进入积分球的去除镜面反射孔，并使一些（常常是不稳定的）镜面反射光错误地包括在测量内。即积分球色差仪去除镜面反射是不完全的去除镜面反射，检测其或光栅在接收信号时将漫反射和镜面反射光都同时检测了，与人眼观测模式不同。因为人眼观测样品时都是完全去除镜面反射的，0/45°色差仪就是完全模拟人眼观察角度而设计的照明-观察模式。

两种实际颜色是完全相同但是由于一个表面光泽另一个表面处理不同，所以两种样看起来颜色就是完全不同的。积分球去除镜面反射测量出来的色差将非常小，但是实际我们用肉眼观察其色差却非常大。但是这是采用基于人眼观察角度而设计的0/45°的色差仪来测量，色差就是非常大的。因为0/45°色差仪的光学几何结果与人眼一致，检测出来的数据也能同人眼观测的效果相一致。

所以在检测表面处理不一致的工业生产产品时我们建议使用0/45°色差仪，这种更接近人眼的观察结果。不过现在色差仪的研发生产商在设计仪器是也会考虑到这种原因，现在不少市场上主流的积分球类色差仪的SCE模式已经能够非常优秀的去除镜面反射带来的测量误差了，其实选购产品是主要还是进行测量试机确定那一款更适合自己的产品。