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。
瓷砖作为一种装饰性材料,主要用于室内外地面及墙壁的装饰。瓷砖表面颜色上的差异是评价彩色瓷砖产品上色是否均匀的一个重要指标,而彩色瓷砖的色差会影响瓷砖的装饰效果。本文介绍了手持式分光色差仪用于瓷砖色差的量化分析。
彩色涂层钢板是指金属基材经过彩色辊涂机组后,在表面涂敷上一层或多层有机涂料而成的复合材料。外观颜色是彩色涂层钢板质量评价的一项重要的指标,对其进行检测,有助于提升产品的品质。本文介绍了高精度便携式色差仪用于彩色涂层钢板色差检测。
绿松石简称松石,因其形似松球,色近松绿,故以此得名。颜色是划分绿松石等级的重要指标,在商品价值评价中具有重要的作用。为了准确的测定绿松石的颜色,对其颜色等级进行划分,就可以使用色差仪。本文介绍了便携式分光色差仪用于绿松石颜色的测定。
翡翠的颜色是翡翠等级划分的重要的依据,由于目视法评定翡翠颜色存在局限性,且只能对翡翠的颜色进行定性的描述。为了准确客观的量化翡翠的颜色,依据颜色进行准确的分级,就可以使用色差仪。本文介绍了便携式色差仪用于翡翠颜色测量与分级。
抛光砖是通体砖坯体的表面经过打磨而成的一种光亮的砖,属通体砖的一种。抛光砖表面光亮、色泽丰富,具有良好的装饰效果。色差是抛光砖常见的一种质量瑕疵,严重的制约者产品的销售与使用。本文介绍了便携式色差仪用于抛光砖色差的检测与分析。