目前,常用的颜色测量方法主要有:光电积分法和分光光度法。其中分光光度法是通过测定物体的光谱特性,由此计算出被测物体颜色在标准照明体下的三刺激值,进一步得到各种色度参数的方法。那么,分光光度法与光电积分法谁的精度高?下文将为大家进行介绍,对颜色测量知识感兴趣的朋友可以了解一下!
分光光度法并不是直接测量颜色的三基色值的本身,而是测量光源的光谱功率分布亦或是物体反射光的光谱功率,然后通过CIE规定的标准照明体和标准观察者,通过下列公式的积分计算求得物体颜色的三基色值。
式中,x(λ)、y(λ)、z(λ)分别为“标准人眼”的三条曲线,称之为CIE光谱三基色值:φ(λ)为颜色刺激函数,对于自发光体(如光源)φ(λ)=S(λ);S(λ)为待测发光体的相对光谱功率分布;对于透射φ(λ)=τ(λ)S(λ);τ(λ)为待测物体的光谱透过率;对于反射物体,φ(λ)=φ(λ)S(λ);B(λ)为待测物体的光谱反射率因数K为常数:
式中,S0是所采用的标准照明体的相对光谱功率分布。
XYZ是颜色表征的最基本参数,也被称为假定的理想三原色。颜色检测仪器的主要目的就是要测出被测物体的XYZ值,色度学中其它颜色空间的各种有关颜色的数据都是由这三个参数换算或推导而得到的。
分光光度法是指,通过测定物体的光谱特性,由此计算出被测物体颜色在标准照明体下的三刺激值,进一步得到各种色度参数的方法。该方法解决了颜色测量需要使用标准光源的问题,提高了测量的灵活性,易于实施。这是一种精密的颜色测量方法,采用该方法的仪器即为分光测色仪,其成本较高。由于分光测色仪不仅可以给出颜色的三刺激值X、Y、Z,还可以给出物体的光谱特性曲线(如光谱反射率因数)。分光测色仪是精度和准确度都很高的颜色测量仪器,被广泛用配色及颜色分析中,可对光电积分测色仪器进行定标,建立色度标准等。
作为分光光度计的一个分支,分光测色仪的典型组成部分有:光源和照明系统、分光系统、光电接收系统、控制和数据处理系统等。其中,分光系统把混合光分解成单色光,光电接收系统接收单色光并进行光电转换。根据光谱信号采集方式的不同,分光光度法可分为光谱扫描法和光电摄谱法。
光谱扫描法是单通道测色方法,一般采用卤钨灯照明,光电倍增管接收从单色仪射出的各波长辐射能量,按一定波长间隔,采用机械扫描结构,逐个波长采集光谱信号。优点是精度很高,缺点是光路和结构复杂,测量速度慢,且波长重复性差,对光源的稳定性要求高,受光源的不稳定性等因素影响显著,这种传统的分光光度测色法,已经基本不满足当今颜色测量的要求。
光电摄谱法通过多通道光电探测器获取光谱能量的信息,得出全波段光谱数据。随着半导体技术的进步,高性能的图像传感器被不断开发出来,出现了采用脉冲氩灯作为照明光源和自扫描光电二极管阵列作为探测器的电子扫描式分光测色仪,测量速度很快。其优点有,测量时间短,信噪比高,对光源稳定性要求低,不必使用机械扫描就能获取全谱数据,适用于瞬态测量。
光电积分法是在整个测量波长范围内,对被测物体颜色的光能量进行一次性积分测量,直接得到三刺激值X、Y、Z,再计算出样品的色品坐标等参数。因此,该方法又称为三刺激值法。通常用滤光片覆盖在探测器上,把探测器的相对光谱灵敏度修正成CIE推荐的光谱三刺激值。滤光片需满足卢瑟条件,以和光探测器精确匹配。但在实际应用中,由于有色玻璃的品种有限,仪器不可能完全符合该条件,只能近似符合。三刺激值型色差仪在颜色工业生产、控制、产品检验与销售等品质管理方面已得到广泛应用。尽管三刺激值型色差仪成本较低,使用广泛,但是功能有限,精度还不够高。
分光光度法通过测定物体的光谱特性,由此计算出被测物体颜色在标准照明体下的三刺激值,进一步得到各种色度参数的方法。该方法解决了颜色测量需要使用标准光源的问题,提高了测量的灵活性,易于实施。由于分光型色差仪不仅可以给出颜色的三刺激值、Y、Z,还可以给出物体的光谱特性曲线(如光谱反射率因数)。分光型色差仪是精度和准确度都很高的颜色测量仪器,被广泛用配色及颜色分析中,可对三刺激值型色差仪进行定标,建立色度标准等。
三刺激值型色差仪具有测量速度快,体积小,使用方便等特点,但测量精度低。在CIE1931色度图中,各色区测量的绝对色度坐标误差△x,△y均<士0.03。而分光型色差仪能够给出色度谱的分布状态,并给出色度坐标的绝对量值,其优点是精度高。色坐标x,y测量精度可达±0.001±0.003左右,成本较高。