色差仪是怎么测色的？色差仪测色需要满足哪些条件？

色差仪是什么仪器？色差仪是一种通过计算颜色差值来识别和比较颜色的光学设备，主要用于比较试样与标样之间的颜色差异，让后给出相应的色差值，对色差进行评定。那么，色差仪是怎么测色的？色差仪测色需要满足哪些条件？本文为大家做了介绍，对颜色测量光电仪器知识感兴趣的朋友不妨了解一下！

色差仪是什么仪器？

色差仪是一种常见的光电积分式测色仪器。它利用仪器内部的标准光源照明被测物体，在整个可见波长范围内进行一次积分测量，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。这是一种操作简便，价格便宜，在工业生产、科研实验、质检、商检和计量部门有着广泛应用的光学分析仪器。

根据性能参数、精度范围和使用要求，色差仪可分为3种：第一种是手持式色差仪，又称色彩色差计，其能直接读取数据，不用连接电脑，不配带软件，使用方便，价格便宜，但精度较低，在颜色管理的一般领域使用广泛；第二种是便携式色差仪，又称便携式分光色差仪，其除了能直接读取数据外，还能连接电脑，配带软件，体积较小，便于携带，精度较高，价格适中；第三种是台式色差仪，又称台式分光测色配色仪，其具有读数窗口，连接电脑时需要使用测色、配色软件，具有高精度的测色和配色功能，体积较大，性能稳定，价格较高。

色差仪是怎么测色差的？

色差仪是一种通过计算颜色差值来识别和比较颜色的光学设备，其工作机制实际上是对人眼识别颜色过程的部分模拟。在人眼视觉系统中，颜色判断是依据进入眼睛可见光的进行的，这种光线来自物体表面辐射、反射或者物体内部的透射，类似的在一个测色系统中，实际需要分析检测的就是进入仪器检测窗口的可见光。与人类视觉系统使用生物组织视网膜来识别光谱类似；在机器中这种颜色识别功能通常通过感光器件来完成的。人类比对颜色是在大脑中完成的，是对不同颜色信号的比较；色差仪则是在获得样本颜色数值后与记忆体中的颜色数值进行比较。

对色差仪而言，要获得待测可见光的首要条件是必须有能够反映待测样本颜色特征的光线。在颜色恒常性的部分阐述我们知道，特定环境中观察物体颜色时，依赖于当前光照条件的颜色谱系分布是确定的，但是一旦改变光照背景，机器传感器获得的颜色感应值发生变化，那么颜色的判断就不是恒常的了，这也就是机器视觉不具备颜色恒常性的原因。要解决这个问题，需要在一个和测量环境无关的颜色谱系空间中获取样本的反射光线，所以测色仪器中都会使用统一的内置光源来刺激物体表面，这样就相当于将所有待测物体都置于一个跟机器相关的系统光照条件下，而这系统光照条件下的颜色谱系分布也是确定的了。

在色差仪内有一个光源，每次测量时，光源使用单色白光多次照射样本，或者使用单色LED分组多次照射样本，在照射的同时使用CMOS感光阵列获得反射可见光的信息，然后经过后期的去噪、平均后获得样本颜色的系统颜色空间坐标值。需要补充的是在色差仪能够测色之前需要将标准颜色库信息装载到色差仪当中，并且使用纯黑或纯白色的系统颜色空间参考点同标准颜色库的标准颜色空间进行比对计算，从而求出两个颜色空间的映射关系，当标准照明体选定时，其是一个常数。

在颜色空间映射参数确定的条件下，一旦测得的系统样本颜色值被计算出来后，就可以在与映射参数计算从而得出和具体机器、硬件系统、光照条件无关的L*a*b*值。所以当系统要测量未知颜色时，这个样本L*a*b*空间坐标值就可以用来寻找最接近的标准颜色；反之，如果查看样本颜色是否符合落在期望颜色偏差的阈值内，则将样本的L*a*b*值与期望颜色的L*a*b*值作为选定色差公式的输入来计算色差距离△E，从而进行色差判断。

色差仪测色需要满足哪些条件？

1.标准照明体

在颜色测量中，光源是至关重要的，不同的光源照射会得到不同的测量结果。为了实现颜色测量标准化，CIE推荐了四种标准照明体（A、B、C、D）和标准光源（A、B、C），这样，人们就可以在共同约定的具有代表性的光源下标定物体的颜色。

为了实际使用方便，CIE在标准照明体D中推荐了三种具有特定相对光谱功率分布的照明体D55、D65、D75作为在光度、色度和颜色测量中的标准日光，其中相关色温为6504K的标准照明体D65使用最为普遍。

2.照明观测条件

在测量颜色时，待测物体表面的状态、光源入射角以及人眼的观察角度等的不一致都会影响测量结果。为了统一测量结果，CIE规定了反射物体（不透明物体）测量的四种标准照明和观测条件：0/45（垂直照射/45°接收）、45/0（45°照射/垂直接收）、0/d（垂直照射/漫反射接收）和d/0（漫射照射/垂直接收）。

测量待测物体颜色时必须满足这四种条件中的一种。不过此标准照明观测条件并不适用于透射物体颜色的测量。对于透射物体，测量时直接对待测物体表面垂直方向照明，透射方向探测即可。

3.标准色度观察者

测量待测物体的颜色三刺激值时，要根据视场要求选用标准观察者，小于4°的视场选用CIE1931标准色度观察者，大于4°的视场要选用CIE1964补充标准色度观察者。这一点很重要，否则可能会造成不必要的混乱。