顏色測(cè)量?jī)x器之測(cè)色計(jì)的測(cè)色原理及應(yīng)用介紹

? DOHO標(biāo)準(zhǔn)光源箱 ????|???? ?2023-12-14

測(cè)量顏色的儀器被統(tǒng)稱(chēng)為測(cè)色計(jì),通過(guò)測(cè)色計(jì)可以輕松地得到被測(cè)物體在不同光源及各種條件下的色度數(shù)據(jù)甚至光譜曲線,有利于進(jìn)行色彩的管理、控制及研發(fā),方便不同廠家間的色彩交流和溝通。本文對(duì)測(cè)色計(jì)的測(cè)色原理及應(yīng)用做了介紹,對(duì)顏色測(cè)量?jī)x器知識(shí)感興趣的朋友可以了解一下!

色差儀

測(cè)色計(jì)的測(cè)色原理:

色譜的顏色包括有紅、橙、黃、綠……,這些顏色中的紅、綠、藍(lán)色通常被看作光的三原色。這是因?yàn)槿搜劬哂?種視網(wǎng)膜椎狀細(xì)胞(色敏感器),它們對(duì)這三原色的波長(zhǎng)很敏感,從而使我們看到顏色。下圖表示根據(jù)CIE1931標(biāo)準(zhǔn)觀察者定義畫(huà)出的,與人眼相符的光譜靈敏度曲線,這些被稱(chēng)為配色函數(shù)。X(λ)、Y(λ)、Z(λ)。

CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線

其中,X(λ)在紅波長(zhǎng)區(qū)具有高靈敏度;Y(λ)在綠波長(zhǎng)區(qū)具有高靈敏度;Z(λ)在藍(lán)波長(zhǎng)區(qū)具有高靈敏度。我們所看到的顏色,就是某物體所收到的光線中X(λ)、Y(λ)和Z(λ)不同成分(色刺激)的合成物。

測(cè)色計(jì)在測(cè)量時(shí)就是取代了光源和人的作用,用和人眼感知顏色的同樣方法“接收”顏色:將從某物體反射的光的主波長(zhǎng)收集、濾光。當(dāng)一臺(tái)儀器是觀察者的時(shí)候,它以一個(gè)定量的數(shù)值“接收”反射的波長(zhǎng),這個(gè)數(shù)值是:三刺激數(shù)據(jù)(色彩色差計(jì))或反射光譜數(shù)據(jù)(積分球式分光光度儀)。

測(cè)色計(jì)按照其測(cè)量原理來(lái)分,可分為三刺激值型和分光型。利用3個(gè)經(jīng)過(guò)過(guò)濾的敏感器使其具有與人眼相同的X(λ)、Y(λ)、Z(λ)靈敏度來(lái)測(cè)量物體的反射光,從而直接測(cè)量三刺激值X、Y和Z,這種方法被稱(chēng)之為三色刺激法,用這種方法設(shè)計(jì)出來(lái)的色彩色差計(jì),以與人眼如何感覺(jué)光相等同的方法來(lái)測(cè)量光。

另外一種測(cè)色方法被稱(chēng)為分光光譜分析法也就是分光光度法。使用這種方法的測(cè)色儀器用來(lái)測(cè)量光的光譜特性,然后根據(jù)CIE 標(biāo)準(zhǔn)觀察函數(shù)的方程式來(lái)計(jì)算三刺激值。分光光譜分析法利用復(fù)合敏感器來(lái)測(cè)量物體在每一個(gè)波長(zhǎng)或每一個(gè)載波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜反射比,于是該儀器的微計(jì)算機(jī)根據(jù)光譜反射比數(shù)據(jù)通過(guò)積分來(lái)計(jì)算三刺激值。利用分光光譜分析法的儀器,除了以各種色空間來(lái)顯示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之外,還可以直接顯示光譜數(shù)據(jù),提供有關(guān)該物體的、更為詳細(xì)的信息。


測(cè)色計(jì)的應(yīng)用:

在實(shí)際工作中,利用測(cè)色計(jì)給出的測(cè)色數(shù)據(jù)進(jìn)行顏色控制及調(diào)色,控制產(chǎn)品的顏色質(zhì)量,保證顏色的一致性,確保產(chǎn)品顏色達(dá)到各行業(yè)要求的顏色標(biāo)準(zhǔn)以滿足用戶對(duì)顏色的要求。

在用戶拿到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的時(shí)候,需要重復(fù)打樣,從而再現(xiàn)和樣品相同的顏色,以便產(chǎn)品的顏色能與樣品的顏色控制在一定的范圍之內(nèi),即希望產(chǎn)品的顏色更接近樣品的顏色。此時(shí)可用測(cè)色計(jì)來(lái)測(cè)量小樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品的色空間差值,并根據(jù)差值來(lái)確定樣品的色差是否符合范圍,以及進(jìn)行調(diào)色。調(diào)色可利用測(cè)色計(jì)的CIE1976L*a*b*色空間或HunterLab色空間來(lái)解決。在CIE1976L*a*b*色空間中,明度指數(shù)L*代表亮度軸,表示黑白,0為黑色,100為白色,0-100之間為灰色;色品指數(shù)a*代表紅綠軸,正值為紅色,負(fù)值為綠色。色品指數(shù)b*代表黃藍(lán)軸,正值為黃色,負(fù)值為藍(lán)色。此時(shí),小樣與標(biāo)準(zhǔn)樣品的L*a*b*之差,用△L*△a*△b*表示,△E*表示總色差。△L*為正,說(shuō)明小樣比標(biāo)樣顏色淺;為負(fù),說(shuō)明小樣比標(biāo)樣顏色深?!鱝*為正,說(shuō)明小樣比標(biāo)樣紅(或少綠);為負(fù),說(shuō)明小樣比標(biāo)樣綠(或少紅)。△b*為正,說(shuō)明小樣比標(biāo)樣黃(或少藍(lán));為負(fù),說(shuō)明小樣比標(biāo)樣藍(lán)(或少黃)。根據(jù)這些△L*△a*△b*值,配色人員可適當(dāng)?shù)卦鰷p灰色料,紅綠色料,或黃藍(lán)色料。

在顏色測(cè)量過(guò)程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩中顏色在一種光源下顯示相同,但在另一種光源下顯出不同的現(xiàn)象,這稱(chēng)為條件等色(也叫同色異譜)現(xiàn)象。對(duì)于有條件等色現(xiàn)象的物體,兩物體顏色的光譜反射特性是不一樣的,從而出現(xiàn)在某一種光源照射下產(chǎn)生的三刺激值是一樣的,而在另一種光源照射下卻互顯差異。此時(shí)選用正確類(lèi)型的測(cè)色計(jì)就顯得尤為重要。這是因?yàn)槿碳ぶ禍y(cè)色計(jì)通常只在標(biāo)準(zhǔn)光源C和標(biāo)準(zhǔn)光源D65下作測(cè)量,這兩種光源均相當(dāng)于日光并具有非常相似的光譜能量分布,正因?yàn)槿绱?,三刺激值測(cè)色計(jì)不能用來(lái)測(cè)量條件等色現(xiàn)象;而另一方面,分光測(cè)色計(jì)則裝備有各種各樣光源的光譜能量分布特性,因此能測(cè)量條件等色現(xiàn)象。此外,分光測(cè)色計(jì)還能顯示光譜反射比曲線,從而可以確切地看到這兩種顏色的光譜反射比是如何不一樣的,更適用與復(fù)雜的色彩分析。

鑒于兩種測(cè)色計(jì)的不同特點(diǎn),三刺激值測(cè)色計(jì)主要用于生產(chǎn)線及產(chǎn)品檢查中的色差測(cè)量;而分光測(cè)色計(jì)通常用于實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究中的高精度色差分析和管理。