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你有多了解可见光分光测色仪呢?


  • L* 表示明度,范围由0到100,表示颜色从深(黑)到浅(白)。

  • a*表示红绿,数值变化由正到负,表示颜色从红(正)到绿(负)。

  • b*表示黄蓝,数值变化由正到负,表示颜色从黄(正)到蓝(负)。


【在公众号“领略色彩之雅”中回复“LAB”,详细介绍CIE L*a*b*


CIE L*a*b*


也介绍过CIE L*a*b*的具体计算过程:


原理:对于特定光源下指定物体的颜色观察者看到的颜色,就是将这个组要素相乘,得到X,Y,Z。


再通过公式转换成 L*a*b*。


详细回顾以下文章:

【前方高能】手把手教你计算D65下 L*a*b*

手把手教你计算A光源下 L*a*b*

【在公众号“领略色彩之雅”中回复“LAB计算”,详细介绍计算过程】


实际上,这些计算都是通过电脑自动计算而来,今天介绍颜色测量的工具——可见光分光测色仪,简称「测色仪」(或者称「分光光度仪」)



分类
可见光分光测色仪有两类:

1
一类是台式测色仪

由于移动不方便,适用于前期颜色开发和生产过程颜色监控,所以要求精度非常高。

如X-rite爱色丽 Ci7800,和Datacolor 800


爱色丽 Ci7800


Datacolor 800


2
另一类是便携式测色仪

常用于原料进厂、批次色差控制,和制成产品出厂质量检验色彩一致

如,柯尼卡美能达CM-2600d


CM-2600d



组成
可见光分光测色仪由以下5个系统构成:


  1. 照明系统

  2. 分光系统

  3. 光度系统

  4. 接收系统

  5. 控制和数据处理系统


1
照明系统:

由光源和照明光学系统组成。光源要求必须能在整个工作波长范围(可见光)内发射出连续光谱。一般使用脉冲氙(xian)灯。


光线到达被测物体有两种方式:


第一种方式是漫射/垂直(d/0)

光线先在积分球作用下形成漫射光才到达被测物体表面,被吸收或反射,如下图


漫射/垂直(d/0)


第二种方式是垂直/漫射(0/d)

光线先到达被测物体表面被吸收或反射,反射出来的光在积分球作用下形成漫射光。


垂直/漫射(0/d)


补充一句,不同厂家制造的仪器,即使都按照CIE推荐的几何条件制作,测试结果也不可能完全一样,但如果采用上面两种漫射/垂直(d/0),和垂直/漫射(0/d),测试的结果一致性更高,积分球形成的漫射光至关重要。

【在公众号“领略色彩之雅”中回复“积分球”,查看积分球是怎样的】



2
分光系统

把离开积分球的混合光分成不同波长的单色光,也就是可见光分光测色仪中特有的「分光」的功能。


分光方式有很多,这里不详细介绍。分光的结果就是,得到被测物体对不同波长可见光的吸收反射情况——可见光谱反射率曲线,如下图某蓝色物体的光谱反射率曲线。


光谱反射率曲线


3
光度系统

光度系统解决的是,如何合理安排被测物体反射出来的光,和照明光束直接射出来的光。


一般采用如下图的双光路光谱分析技术,可以区分出来被测物体反射出来的光,和照明光束射出来的光。


双光路光谱分析技术

http://www.hzcaipu.com/list/show101.html


另一种是单光路,就只有一条光路,没有了下面一条光路。单光路的缺点必须保证在测量标准和样品(有时连续测量多个样品)整个测试时间段内仪器必须保持稳定。否则结果波动很大。


4
接收系统

通过光电探测器进行光电信号的转换,再进行放大处理。不详细介绍了。


5
控制和数据处理系统

这个系统的功能不言而喻,处理数据,得到颜色测量的结果,如CIE L*a*b*


其实可见光分光测色仪测量的只是物体的被测物体的性质——光谱反射率曲线。而物体表面颜色三要素(光源,物体,观察者)中对其他两个要素光源,观察者是常数,是固定不变的保存在控制和数据处理系统里面。所以只要知道物体的性质——光谱反射率曲线,就可以随时得到不同光源下的数据。


如下图是某个蓝色在不同光源下的颜色测试结果:



回顾
  1. CIE L*a*b*计算过程是怎样?

  2. 可见光分光测色仪有哪5个系统构成?


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