選擇色彩色差儀應該考慮的問題

色彩色差儀是量化色彩現(xiàn)象，建立色彩標準，改善產(chǎn)品外觀，顏色品管控制，進而進行電腦配色的*的工具，目前色彩色差儀種類，品牌較多，用戶在選擇時可能會遇到無所適從的情況，或者容易被誤導從而產(chǎn)生選擇的困境。用戶可能發(fā)現(xiàn)這樣的情況：同樣都是測色儀，價格差異很大，測出來的結(jié)果也有不同。因此，在選購測色儀時，有些“性能指標”是必須要注意的，這樣才能選購一部性能價格比的儀器。

1、這臺儀器是“色差計”還是“分光光度測色儀”：

單純色差計的度比較低，并且，一定要注意：有些甚至不能給出顏色的色彩坐標空間的值（L，a, b值），只能給出兩個樣品之間（通常是標準與樣品之間）的色差值（Delta-E），這種色差儀不能買，因為沒有顏色的值數(shù)據(jù)，沒有辦法與他人進行數(shù)據(jù)交換，也不能建

立和管理自己的色彩標準數(shù)據(jù)庫，只相當于正常的色彩色差儀的10%功能，價格再低廉也無法滿足測試要求，不能貪圖便宜，購得這樣的毫無應用價值的儀器。

分光測色儀精度較高，與單純的色差儀測色的方法不同，分光測色儀能測量每個顏色點（10nm或者20nm波長間隔）的“反射率曲線”，而色差儀不能。分光測色儀可以模擬多種光源，而色差儀一般只有一種或zui多兩種模擬光源。

2、“分光光度測色儀”又分為“0/45度”和“d/8度積分球”兩種測量-觀察方式：“0/45度”只能用來測平滑的表面，而且不能用于電腦配色。“d/8度積分球式”可以用來測量各種表面，可以用于電腦配色。并且，在選擇時，還要考慮有沒有消除鏡面反射，和包含鏡面反射的測量模式，如果兩種模式都有，則在測量光潔表面，有明顯反射表面的色彩時非常有用。

3、各種“d/8度積分球”測色儀的區(qū)別：

多數(shù)公司選用“d/8度積分球”測色儀，但是，必須注意的是：不同品牌、不同型號之間仍有很大差別，導致不同的測量精度。

一臺測色儀除了微處理器及有關電路外，有四個主要組成部分：光源、積分球、光柵（分光單色器）和光電檢測器。這也是衡量一臺儀器優(yōu)劣的主要指標。

3.1 它是“雙光束測量原理”還是“單光束測量原理”：

雙光束儀器有兩個光柵和兩個檢測器。測量時光源只閃一次，同樣測樣品和參比白。這樣就克服了系統(tǒng)變化所帶來的誤差，測量數(shù)據(jù)的精度非常高。只是儀器成本較高。

單光束儀器只有一個光柵和一個檢測器。所以測量時光源閃兩次，分別測樣品和參比白。而兩次測量時的系統(tǒng)誤差（光源光強分布差異，光路變化，溫度變化，電路漂移等）被當做樣品和參比白間的差異，所以誤差比較大，儀器的臺間差也比較大。

3.2 光源：目前爭論比較多的一個問題，特在此詳細說明。

在顏色測量儀器中，選擇什么光源，應首先考慮的是穩(wěn)定性，光源定向性，壽命以及zui終獲得的光譜曲線的有效性。目前采用的多為鹵素石英鎢絲燈及氙燈兩種光源。鎢燈是顏色測量儀器（包括各種可見光譜分光光度計）zui常用的光源，它是一個內(nèi)充惰性氣體或者鹵素（防止鎢絲氧化和熱蒸發(fā)）的白熾燈泡。用鎢作為燈絲材料是因為鎢有足夠的強度，并能經(jīng)受高溫。經(jīng)測試在可見光區(qū)鎢燈的光譜曲線與黑體發(fā)射器光譜曲線幾乎*重疊。隨著近年穩(wěn)壓電源和脈沖電源的發(fā)展，鎢燈能夠提供重復穩(wěn)定的，高色溫的光束，*可以滿足外觀顏色測量對光源的需要。氙燈是另一種常用于顏色測量儀器的光源。它是一個裝有一對電極的充滿氙氣的密封玻璃管。當在電極上加上高電壓時，內(nèi)部氙氣就會受到激發(fā)瞬間產(chǎn)生弧光，這屬于一種充氣放電燈。氙燈的優(yōu)點在于譜線比白熾燈的譜線更接近于日光并且能量較高。然而，對于大多數(shù)弧光燈來說要得到穩(wěn)定的光輸出是相當困難的，而對于精密準確的顏色測量來說，連續(xù)無波紋的光譜（穩(wěn)定的光輸出）恰恰是zui為重要的。從光檢測的角度來講，過強的光源強度一般都會超出了檢測器的線性范圍，這是一個常識，在光路設計上又需要減弱zui終到達檢測器件的光強度，這使得光路設計復雜化，另外，大家都知道，目前絕大多數(shù)紫外可見分光光度計均采用D2燈和鎢燈做光源，對于測量物體表面顏色來講，人眼看見的就是可見光，采用能量消耗小，電路設計簡單，受命長，系統(tǒng)體積小，價格低廉、容易維護更換的鎢燈是非常合適的。在上個世紀60-70年代，所有的旋光儀均采用鈉光燈作為光源，因為按照旋光度的定義，儀器需要能量集中在589nm的光源，當時鈉光燈幾乎是*的選擇

，但是，與氙燈一樣，鈉光燈作為一種真空放電激發(fā)器件，使用壽命和光強度的穩(wěn)定性，均很難保證，并且鈉光燈成為了旋光儀昂貴的消耗品，在今天，幾  對測量進行多次平均化來減少由于光強度不重復帶來的負面影響，并且，若分光光度儀為便攜式儀器的話，由于操作次數(shù)影響儲電能量，所以每次發(fā)出光的能量也不同和不穩(wěn)定，并且在測定間隙，要等待充電，進行下一次的測定，充電的程度不同又會影響光強度。再則，氙燈光源需要比較復雜的高壓震蕩激發(fā)電路，維修亦非常復雜，在更換時，除了要更換燈泡外，還要更換整組電容，所以價格較貴。因此，在目前標準的分光光度計上，采用鹵素鎢燈（石英外殼）從技術(shù)和經(jīng)濟上均是zui適宜的。特別是便攜式儀器，需要輕巧，省電，便于維護和操作，如將氙燈安裝到便攜式儀器中，等于是將我們手機上的LCD液晶顯示器換成了傳統(tǒng)的CRT陰極射線管顯示器，采用氙燈光源可以說是一個設計錯誤，或者，一些公司還沒有掌握的光源及光路處理技術(shù)時，在設計制造上不得不暫時做一些妥協(xié)。

3.3 積分球：積分球的質(zhì)量對測色儀性能的影響至關重要。目前市場上多數(shù)的積分球內(nèi)層反射層為涂層結(jié)構(gòu)，存在使用一段時間后發(fā)黃、剝落等問題。而一旦這種情況出現(xiàn)，測色儀就不能提供準確的測量數(shù)據(jù)，積分球必須整個更換。而積分球是測色儀的關鍵部件，維護費用會很高。好的積分球整體均由穩(wěn)定、耐用的高反射材料制成，耐老化、不會變色，也不存在內(nèi)層剝落的問題。整機的使用壽命長，維護費用低。美國愛色麗公司的子公司LABSPHERE是*一家整體積分球供應商，愛色麗色彩色差儀的積分球是采用整塊Ba鹽晶體內(nèi)部雕刻而成，與有些公司采用金屬殼內(nèi)涂布Ba鹽涂層*不同，使用壽命，抗老化性能相差數(shù)倍，用戶在選擇時必須要考慮這個非常重要的因素。

4、用戶界面的友好性：用戶操作界面的設計也是體現(xiàn)測色儀性能的重要指標之一。好的測色儀界面友好清晰，功能全面。目前市場上*的測

色儀是進口產(chǎn)品，內(nèi)置多種語言選擇，有實力的大公司更會在5-7種主要外語的基礎上提供簡體中文的界面，極大的方便了國內(nèi)的使用者。

5、整體產(chǎn)品的配套性：專業(yè)的色彩儀器生產(chǎn)商除提供不同系列的測色儀外，更會提供多種配套產(chǎn)品，如品控軟件、顏色數(shù)據(jù)庫管理模塊，客戶管理模塊，顏色標準數(shù)據(jù)管理模塊等，在硬件上，還有用于特殊樣品測量的附件共選擇。這些配套產(chǎn)品可以使測色儀在品質(zhì)檢測、管理及生產(chǎn)中的功能發(fā)揮得更完善。即使某些功能目前暫時不需要，但從長遠考慮，一旦系統(tǒng)升級，只需添加配套產(chǎn)品即可，而不需受測色儀本身的制約

綜上所述：在評價分光計的性能時，不能只評價單一指標，而應全面考慮，包括儀器的可靠性，重復性，光路設計的合理性，穩(wěn)固性，用戶界面的友好性，和服務等。僅注重其中的某個特性，會誤導用戶做出不全面的判斷，所以，過分強調(diào)任一指標，對用戶都是不負責任的

色差儀分析原理

1931年，CIE（標準照明委員會）建立了一系列表示可見光譜的顏色空間標準。基本的CIE色空間標準是CIE_XYZ，它建立在標準觀察者的視覺能力的基礎上——就是說它反映了標準的人眼可見顏色的范圍。基于CIE_XYZ又有CIE_xyY、CIE_Lab、CIE_Lch等標準顏色空間。目前業(yè)界zui常用的是CIE Lab色空間。CIE Lab色空間以L值表示顏色的明度、a值表示顏色的綠紅值、b值表示顏色的藍黃值。如果單純以一組Lab值來判斷某個顏色并沒有太大的實際意義，但是當我們對兩個顏色進行比較時，我們可以通過這兩個顏色的Lab差值來判斷出它們之間的差別。比如：某個客戶給我們提供的標準色樣測量Lab值為60/30/20，而我們實際生產(chǎn)的成品測量Lab值為62/31/18，經(jīng)計算其Lab差值分別為+2/+1/-2，由此我們可知產(chǎn)品L值高于標準也即偏亮、a值高于標準也即偏紅、b值低于標準也即偏藍，通過產(chǎn)品和標準色樣Lab值的對比我們可以輕易得知當前產(chǎn)品的顏色狀態(tài)。另外，通過兩組Lab值我們可以計算出兩顏色間的色差，如果色差大于1我們的眼睛就可以分辨出來。由此我們可以事先設定一定的容差范圍，在進行品質(zhì)控制時，測量的樣品與標準顏色之間色差值在容差范圍內(nèi)即為合格品，超出范圍即為不合格產(chǎn)品。通過使用Lab色空間，我們的生產(chǎn)控制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)化。

分析原理：

自動比較樣板與被檢品之間的顏色差異，輸出CIE_Lab三組數(shù)據(jù)和比色后的△E、△L、△a、△b四組色差數(shù)據(jù)。

△E總色差的大小

△L大表示偏白，△L小表示偏黑

△a大表示偏紅，△a小表示偏綠

△b大表示偏黃，△b小表示偏藍

范圍色差（容差）

0 - 0.25△E

非常小或沒有；理想匹配

0.25 - 0.5△E

微小；可接受的匹配

0.5 -1.0△E

微小到中等；在一些應用中可接受

1.0 -2.0△E

中等；在特定應用中可接受

2.0 - 4.0△E

有差距；在特定應用中可接受

4.0△E以上

非常大；在大部分應用中不可接受