光电积分式色差仪为了要模拟标准观察者在标准照明体照明下观察到的物体颜色情况,色差仪的总光谱灵敏度必须符合卢瑟条件,卢瑟条件是校正滤色器设计的基础。那么,光电积分式色差仪为什么要满足卢瑟条件?本文对此做了分析。
光电积分式色度仪的测色,是仿照人眼能感觉红、绿、蓝三色的原理设计的。制造色度计时,采用了能感觉红、绿、蓝三种颜色的探测器。色度计测色的方法,是在三个探测器之上覆盖上滤色片,把探测器的相对光谱灵敏度S(λ)修正成CIE推荐光谱三刺激值,用这三个光探测器来接收光刺激就能运用一次积分计算出样品的三刺激值X、Y、Z。为了达到精确匹配光探测器的要求,滤光片需要满足卢瑟条件。
光电积分式色度计测色的准确度与仪器本身符合卢瑟条件的程度有着直接关系的,但是要做到完全符合上述的条件具有一定难度。因为实际生产的滤色片的材质是有色玻璃,而生产的有色玻璃的品种有限,测试仪器不可能完全达到卢瑟条件,只可能达到近似符合条件。如果采用部分滤光片法可以达到的最好结果,是使x(λ)和z(λ)曲线的匹配积分误差小于2%,而y(λ)曲线的匹配积分误差小于0.5%。光电积分式仪器又称为色差计,是因为它可以准确测出两个色源的色差,而在测试色源的三刺激值以及色品坐标方面则不够精确。
光电测色仪是仿照人眼感色的原理原理制成的,采用了能感觉红、绿、蓝三种颜色的受光器,将各自所感受光电的光电流加以放大处理,得出各色的刺激量,从而获得这一颜色信号。这里使用的受光器是在可见光的波段中,具有平坦的感受特性的光电二极管(硅系)和能平坦地修正光谱敏感度特性的虑色器和能调整到符合人眼色觉的虑色镜。这里重要的是三块滤色镜能符合人眼的色觉程度,这种相互一致的条件称为卢瑟条件。
卢瑟条件最常用的修正方法是预先准备颜色稳定的若干色板作为标准色,用最接近式样颜色的色板进行测定并根据光电测色仪的测定值,与用分光光度计预先求得的标准差值进行修正。在光电测色仪上接上专用计算机,预先准备在各波段中修正卢瑟条件的程序,可以使工作效率提高,复杂程度减少,同时将各个滤色镜进行修正。
仪器符合卢瑟条件的完善程度,决定了仪器的测量精度。为了减少由于卢瑟条件不够满足而导致的测色误差,应为仪器配备适当的专用工作色板,用来分别校正仪器。对于满足卢瑟条件的仪器,仅配上工作白板即可。而对于偏离卢瑟条件较严重的仪器,应配足能覆盖相应测色范围的专用工作色板。
色差仪的精度与其光谱特性符合卢瑟条件的程度有关。一般,在色差仪探测器的光谱修正中,要使仪器完全符合卢瑟条件是不可能的,只能是近似匹配。为了减少光探测器光谱修正不完善所带来的误差,应该根据待测样品的颜色,选用不同的标准色板或标准滤色片来校正测色仪器。将选定的标准色板或标准滤色片放入仪器,并调节仪器的输出结果,使测得的三刺激值与标准色板或标准滤色片的定标值一致,然后仪器才能用于实际测试。通常,色差仪配有4~10块不同颜色的标准色板或标准滤色片,其三刺激值由高精度分光光度计预先标定。如果被测的反射或透射色样与校正用标准色板或标准滤色片的颜色相近,则可以认为两者具有近似的光谱反射或透射特性,这时色差仪测得的色度参数就有较高的可靠性。