色差仪作为精密仪器,其在使用的过程中,多种因素会影响色差仪测色结果的准确性,包括测量角度及观察者角度等。本文对色差仪测量值影响因素及观察/测量角度做了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!
1.标准光源的影响
现代色度仪主要采用的C光源和D65光源,它们在可见光范围内具有相似的相对光谱能量分布曲线,却并不完全一致,其差不具规律性。这种光源能量分布之差在颜色评价时所引起标准色值X、Y、Z之差及色差,也是不可互换的。
2.标准观察者视场的影响
标准色值是以标准观察者为条件的,只要标准观察者敏感函数不同。经色度仪后就会出现标准值X、Y、Z之差。CIE 1931所确定的标准观察者视场,是在30cm的距离观察大小1cm2的圆形测试色。这时,视场角相当于2°,称为2°标准观察者。实际情况需要使用更大的视场观察颜色,CIE在1964年又定义出10°标准观察者。两种观察者的光谱敏感函数是不完全相同的。
3.测量几何角度对测量值的影响
根据测量几何角度,色度仪可分为两类:以漫射光方式工作的色度仪(适合于测量表面结构明显粗糙的样品)和以直射光方式工作的色度仪(适合于测量表面结构平滑或带表面光泽的样品)。例如:印刷品表面一般都比较平滑而且常常带有光泽,所以对印刷品的测量,一般采用直射光方式工作的色度仪(照明45°角,以0°角反射或照明0°角,以45°角反射)。在以漫射光方式工作的测量仪器中如果附加光泽吸收陷阱,从理论上讲也可以去测量具有光泽的平滑表面。但是,以漫射光照明、直射光测量或以直射光照明、漫射光测量。对测量值的影响是不等价的。
4.测量方法的准确性
据色度原理区分的两类色度仪:三域法和光谱光度法色度仪,由于其结构和工作原理不同,使得三域法色度仪只能表示相对值,而光谱光度法色度仪既适合相对评价也适合绝对值的测量。
综上可知,使用色度仪时应特别注意测量条件,测量条件的变化,会直接引起测量结果发生相应变化。在比较测量结果时,一定要注意测量条件是否相同。否则,这种比较是没有意义的。
色差仪中所采用的视场角度分为2°跟10°。视场角度的形成与人眼结构有关,对于任何的刺激,人眼中的锥体细胞都会产生反应。从生理学的角度讲,人眼视网膜中存在感光的锥体细胞与杆体细胞,这些细胞将接受到的色光信号传到神经节细胞,后由视神经传递到大脑中,产生色感。锥体细胞与视神经是一对一连接的,便于在光亮的条件下接受外界刺激,所以锥体细胞能感知物体的颜色。1931年CIE制定2°观测角实验是基于当时人们认为锥体细胞集中在视网膜的中心凹内,约700万锥体细胞密集在2°视场内,后来研究认为中心凹外也存在锥体细胞,于是1964年重新进行相关的实验后制定出了10°视场角度。
有文献分析在A光源下2°与10°差异不显著。1964年制定了10°后,CIE标准建议采用10°视场角度。
在颜色测量技术中,已有的测色仪器包括0:45°、d:8°(也称积分球式)和多角度等不同几何光路的分光光度计。
0:45°仪器主要有两种测量方式,一种是0°入射,接受45°的反射光,另一是45°为入射光,0°角接受反射光,其测量原理如下图所示,这里只介绍一种测量方式。
积分球式测量仪器的光路图如下图所示,其基本原理为:光线垂直照射在测量物体上,反射光线在积分球内被均匀反射(积分球的内表面采用完全反射漫射材料,光线可以被来回反射)后单角度接收。相当于一个均匀的球体发光,照射在测量物体表面,测量它的光谱反射率。一般在球体内部与接收角度相对的位置上安装一个光泽吸收陷阱,当打开这个光泽吸收陷阱时,可以将任何镜面反射削减到最小值,这种测量方式称之为“排除镜面反射”(SPEX)。其结果与上述的0:45°仪器的测量结果相似,当我们测量高光表面的颜色外貌,需要考虑镜面发射的光泽影响时,关闭光泽吸收陷阱,采取“包含镜面反射”方式测量(SPIN)。
多角度分光光度计主要测量15°、25°、45°、75°、110°这5个角度的数值,其原理如下图所示。
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