​测色仪器有哪些类型？不同测色仪器有什么特点？

为了对颜色进行定量的描述，就可以采用测色仪器对颜色进行量化。目前市面上的测色仪器的类型有很多，除了只要的色差计和分光光度计以外，还有很多其他类型。本文对测色仪器的类型及不同测色仪器的特点做了介绍。

测色仪器的主要类型及特点：

分光光度计和测色色差计是测色领域中两大基本仪器。前者属高档类仪器，后者属价廉物美、量大面广的仪器。另外，白度测量仪器也属于测色仪器的一种，由于历史的原因，白度有其特定的评价方法，而且很多，这使它的测量与目前的颜色测量有些区别，因而白度测量仪器属于测色仪器中特殊的一类。

1.分光光度计

这类仪器不是直接测量顏色的三刺激值本身，而是测量物体的光谱反射或透射特性，也就是测得物体的光谱辐亮度因数或光谱透射比，再选用CIE推荐的标准照明体和标准观察者，通过积分计算求得颜色的三刺激值。

在实际测量中，它一般以5～20nm 的等距波长间隔，在380~780nm的波段内测得各波长的光谱反射（或透射）率。由于这类仪器测得的是最基本的颜色光学数据，所以它可用计算的方法灵活地得出颜色物体在各种条件下（如D65、C、A照明体）的三刺激值XYZ和X10Y10Z10。

根据光谱信号采集的方式，分光式仪器可分为单通道扫描式和多通道采集式。单通道扫描式主要由电源、单色器、光电探测器、数据处理和输出装置几部分组成，光源一般为稳定性光源（如卤钨灯、氙灯）；单色器是整个仪器的核心，其形式有棱镜分光式、光栅分光式和滤光片分光式等；探测器为光电倍增管、光电管，由于仪器的扫描机构和光路较复杂，使得仪器的体积较大。多通道采集式主要由光源、色散装置、探测器、信号采集电路、数据处理和输出装置几部分组成，光源多用脉冲光源，即脉冲氙灯；光电传感器阵列为光电二极管阵列或CCD；色散元件常为衍射光栅。

分光式仪器是颜色测量中的权威仪器，测量精度较高，传统的分光光度计体积较大成本也较高，使得它的使用受到很大的局限：一般仅适于实验室使用。新一代分光光度计的出现，由于它采用了先进的技术和新的器件，使得仪器的结构大大简化，体积大为缩小，这将使其使用范围产生巨大的变化。

2.光电积分式仪器

光电积分式仪器是模拟人眼的三刺激值特性，用光电积分效应，直接测得颜色的三刺激值。这类仪器使用颜色滤光片，对所用的光电探测器的光谱响应进行滤色修正，使它与CIE标准观察者相一致。同时对照明光源也加以滤色修正，使之符合标准照明体的相对光谱功率分布（实际中均把这两种滤色修正混成一组来设计），光电积分式仪器其总的光学条件应符合卢瑟条件。

在实际的滤色修正中，我们不可能做到仪器完全符合卢瑟条件，只能近似符合。近似的程度决定了仪器的精度。光电积分式仪器在测量原理上存在误差，其精度自然比不上分光式仪器。

这类仪器一般都由光源、探测器、数据处理器和输出单元几部分组成。光源多为稳定性光源，较多使用的是卤素灯。探测器为三个或四个经过滤色修正的硅光电池或光电管。在结构形式上一般有台式和便携式两种。由于光源的光谱功率分布和光电池的光谱灵敏度直接影响到光学模拟的结果，所以它们的稳定性和一致性在仪器制造中是十分重要的。

光电积分式仪器对颜色的绝对测量精度不高，但对颜色的相对测量，尤其对中色差测量还是比较常见的。所以在很多场合中，我们称之为测色色差计。

测色仪器的其它类型及特点：

分光光度计和光电积分式色度计是两种最主要的测色仪器。除此之外，测色仪器还有光谱辐射计、光度计、滤光光度计、变角光度计以及光泽度仪、成像系统等。

1.光谱辐射计

分光光度计主要用来测量材料的光谱性能，而光谱辐射计则主要用以测量光源（包括光环境、CRT 或LCD显示器、LED、作为辐射源的投影仪等）的光谱性能。两者相比，除了光源有明显不同之外，其它主要结构基本相同。CIE也定义了测量光谱辐亮度和光谱辐照度的标准几何条件，其与光亮度和照度儿何条件的定义相同。另外，由于许多光源具有线谱结构，所以光谱辐射计对光谱采样的波长间隔小、带宽窄。

2.光度计

光度计是测量光源照度或亮度的仪器，其探测器的光谱响应匹配成CIE 光谱光视函数V（λ）。除了为单信号通道结构之外，光度计的设计与色度计相似。根据其定义，按照CIE标准色度观察者的y（λ）函数[等效于CIE光谱光视函数V（λ）]匹配的色度计的Y通道，也可以测出光亮度L或照度E。

3.滤光光度计

滤光光度计通常采用多个滤光器与探测器组合的方式。在几个分离的不连续的波长上对光谱进行采样，然后通过矩阵化处理，测出目标的色度参数。另一种方法是采用单个探测器与多个光源组合的方式，这类光源一般是发光二极管（LED）。将几组不同颜色（不同主波长）的LED排列在一个马赛克式的格子中，形成45°环形照明，脉冲式LED与一个同步的（相位差为零）硅光电二极管探测器相连，并由此记录来自被测样品的反射光，最后通过矩阵化处理，将多个光源下的测试数据转换为色度参数。

4.变角光度计以及光泽度仪

在颜色测量中，常利用光泽陷阱来消除被测材料的镜面反射。然而，在定义材料的总体色貌时，物体表面的光泽和纹理等几何特征却是至关重要的。变角光度计就是用来测量材料变角光度性能的仪器，而在确定的光学几何条件下，材料的光泽度可以采用光泽度仪来测定。

5.成像系统

作为成像系统，照相的胶卷、广播电视摄影机、扫描仪以及数码相机都可以用来记录作为空间位置函数的颜色信息，即图像。例如，利用扫描仪或数码相机，可以将所需的图像输人计算机，然后经过图像处理软件按照要求处理后，从喷墨打印机或喷绘机输出，或者通过纺织品喷墨印花机喷印到织物上。目前，在现代颜色科学和图像技术领域中，扫描仪和数码相机已成为最主要的彩色图像数字输人设备，在信息相关行业以及印刷、包装、纺织等传统的颜色工业中都得到了广泛的应用。