色差仪是通过模拟人眼对红、绿、蓝光感应,根据Lab原理,测量出颜色容差△E以及△L、△a、△b值用以进行试样和标样对比的光学测量仪器。许多的用户对色差仪的测色原理及结构组成不是很了解,今天为大家简单做个介绍。
根据性能参数、精度范围和使用要求,色差仪可分为3种:第一种是手持式色差仪,又称色彩色差计,其能直接读取数据,不用连接电脑,不配带软件,使用方便,价格便宜,但精度较低,在颜色管理的一般领域使用广泛;第二种是便携式色差仪,又称便携式分光色差仪,其除了能直接读取数据外,还能连接电脑,配带软件,体积较小,便于携带,精度较高,价格适中;第三种是台式色差仪,又称台式分光测色配色仪,其具有读数窗口,连接电脑时需要使用测色、配色软件,具有高精度的测色和配色功能,体积较大,性能稳定,价格较高。
不管是哪种色差仪,其实它都是通过计算颜色差值来识别和比较颜色的光学设备,其工作机制实际上是对人眼识别颜色过程的部分模拟。在人眼视觉系统中,颜色判断是依据进入眼睛可见光的进行的,这种光线来自物体表面辐射、反射或者物体内部的透射,类似的在一个测色系统中,实际需要分析检测的就是进入仪器检测窗口的可见光。与人类视觉系统使用生物组织视网膜来识别光谱类似;在机器中这种颜色识别功能通常通过感光器件来完成的。人类比对颜色是在大脑中完成的,是对不同颜色信号的比较;色差仪则是在获得样本颜色数值后与记忆体中的颜色数值进行比较。
色差仪角度按照照明方式划分,主要可以分为45°/ 0°或0°/ 45°仪器和漫射d/ 8°积分球仪器。其中0°/ 45°只能用来测量平滑的物体表面,并且测量结果不支持电脑配色。而“d/ 8°积分球”可以测量的范围更广,并且测量数据可以通过专业的电脑配色软件调色。
45/0测量原理,这种测量原理简单来说就是在与中间轴成45度方向的点上有一个环带状灯带,这个灯带与中间的法线成45度角,然后灯带在45度角的方向进行照明,探测器在0度角的方向进行光线的接收。光线打在最下面的被测材料上面,经过材料的反射再在探测器上面进行接收。
D/8测量原理,这种测量原理一般是配合积分球的测量原理来进行测量的,漫射照明,8° 方向接收,光源打入积分球内部,积分球内部会将光源进行打散使得光源更加的均匀,然后照射在被测材料上。积分球的上方有一个透镜,光线经过被测材料穿过透镜到达探测器,然后探测器将接收到的光信号经过一系列的转换转变成数字供人们阅读。这里需要注意的是一般采用D/8的测量原理这里面又分为两种情况的,一种是包含镜面反射一种是不包含镜面反射。
这里测量的任何一种颜色都可以通过Lab颜色表示方法感知并测量得出。其中L表示亮度,100为白;a表示红绿,正值为红,负值为绿,0为中性色;b表示黄蓝,正值为黄,负值为蓝,0为中性色。通过Lab可以轻松表示出试样和标样的颜色差异,通常情况下会用Δa、Δb、ΔL为标识符,ΔE被定义为样品的总色差,但其不能表示出试样色差的偏移方向,ΔE数值越大,说明色差越大。色差仪可以根据CIE色度空间的Lab、Lch原理,测量显示出试样与标样的色差ΔE及Δa、Δb、ΔL值。
色差仪作为一个物理测量仪器,用于对平面、小颗粒、粉末、糊状、溶液等各种样品色彩的精确测量,未来,它将有着怎样的发展趋势呢?大概可以归纳为以下几种;
1、智能化
由于微电脑的发展,国内外目前普遍研究和采用带有微处理器的,兼有检测和信息处理功能的传感器。在半导体片基上,用微电子加工技术把传感器功能、逻辑功能、存储功能集成在一起,使得传感器具有自动校正、自动补偿、数据处理、图像识别、存储、记忆等功能。
2、小型化、便携式
由于采用大规模集成电路,将所有测量、计算集成在一个集成块中,采用液晶显示,干电池供电,很多测色仪可以做成像一架傻瓜相机大小,不过重量形态会各异。
3、快速度、高精度
积分球的人射面采用钡处理,双光束反馈系统作参比监控,并可对特殊情况作出补偿等等一系列技术来提高测量的精度,从测量到计算直至显示,一般仅仅需几毫秒时间,测量速度将有很大的提升。
4、多种制式的转换
可以是ISO标准,也可以是DIN标准,允许SCI(包括反射镜面)和SCE(排除镜面反射)之间切换选择;SCI 提供与样本比较的效果,面SCE提供接近于视觉效果相当于一个熟练的观察者的效果。XYZ、Yxy、L*a*b*、L*C*H°、L*u*v*、Hunter-Lab、Munsell之间选择数据转换。这些都是由于微处理器的计算功能,使得转换极其方便。
5、利用个人电脑扩展测色仪器的功能
一般便携式色差仪内的存储器就能储存1000多个数据和50多个标准色样,用以多种测量的比较和计算。通过特定的接口,色差仪可与个人电脑实现对接,互相输入输出数据,充分利用计算机的功能。
6、软件的日益丰富
由于和个人电脑结合,以及彩色软件系统不断推出,可以使个人电脑的使用率大大提高。