色差仪作为光电仪器,是利用仪器内部的标准光源照明在规定几何条件下对样品进行积分测量,直接测得透射或反射物体色的三刺激值和色品坐标,并可通过专用微机系统给出两个被测样品之间的色差值。本文对色差仪照明光源和测量几何条件做了介绍。
物体的颜色与照明光源有着密切的关系,同一物体在不同光源的照明下会呈现不同的颜色,这一因素给颜色测量的可重现性带来了不便,也影响可颜色信息的交流。为了统一颜色评价标准和进行色度计算,CIE 对于颜色测量和计算推荐了几种标准照明体和标准光源,其中包括标准照明体A、B、C和D50、D55、D65、D75等多种照明体D,以及标准光源A、B和C。这样,对颜色的评价可以在CIE规定的照明体或光源下进行,具有了统一的标准。
1.标准照明体
标准照明体A:代表了绝对温度2856K(1968年国际实用温标)的完全辐射体的辐射,它的色品坐标落在CIE1931的黑体轨迹上。
标准照明体B:代表相关色温约为4874K的直射阳光。
标准照明体C:则代表相关色温大约为6774K的平均昼光,它的光色近似于阴天的天空光。
标准照明体D:代表各时相日光的相对光谱功率分布,也被称之为典型日光或重组日光。由于其与实际日光具有很相近的相对光谱功率分布,因此CIE优先推荐D50、D55、D65、D75作为代表日光的标准照明体。
CIE标准照明体D65是以在地球上不同地点对日光进行光谱辐射检测的大量数据为基础,总结出的一组相对于光谱功率分布数据,它的相关色温是6500K。标准照明体D65近似平均自然昼光,与整个天空的散射光和阳光同时照射在一个水平面上的情况有很好的一致性。
2.标准光源
CIE规定的标准照明体是指特定的光谱能量分布,是规定的光源颜色标准。标准照明体不一定必须由一个光源直接提供,也并不一定用某一光源来实现。为了实现CIE规定的标准照明体要求,还规定了相关的标准光源,以具体实现标准照明体所要求的光谱能量分布。
标准光源A:由分布温度为2865K的充气钨丝灯表现。如果要求更准确地实现标准照明体A的紫外辐射光谱分布,推荐使用熔融石英或玻璃壳带石英窗口的灯。
标准光源B:由A光源加罩B型戴维斯-吉伯逊(Davis-Gibson)液体滤光器组成,其光色相当于中午日光。
标准光源C:则由A光源加C型戴维斯-吉伯逊(Davis-Gibson)液体滤光器实现,以产生分布温度为6774K的光谱辐射。
由于照明和观察条件对于光谱反射率因数测量精确度和实际结果有一定影响,因此,CIE1931年正式推荐四种测色标准照明和观察条件,(如下图所示):
1)垂直/45°(缩写:0/45)
样品被一束光照明,照明光束的光轴和样品表面法线间夹角不应超过 10°。在与样品表面法线成45±5°的方向观测。照明光束任一光线和其轴之间的夹角不超过5°,观测光束也应遵守同样的限制。
2)45°/垂直(缩写:45/0)
样品可以被一束或多束光照明,照明光束的轴线与样品表面法线成45°±5°。观测方向和样品法线之间的夹角不应超过10。照明光束任一光线和其轴之间的夹角不应超过5°,观测光束也应遵守同样的限制。
3)垂直/漫射(缩写:0/d)
样品被一束光照明,照明光束的光轴和样品法线之间的夹角不超过10°。漫反射通量借助于积分球来收集,镜面反射通量被吸收阱吸收。照明光束的任一光线和其轴之间的夹角不超过5°。
4)漫射/垂直(缩写:d/0)
用积分球漫射照明样品。样品法线和观测光束轴之间的夹角不应超过10°,观测光束任一光线和其轴之间的夹角不应超过5°。