分光测色仪的工作方式是怎样的？有几种光路结构？

分光测色仪作为一种高精度的测色仪器，它不直接测量颜色的三刺激值，而是通过测量物体的光谱反射或光谱透射特性，然后再选用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和色品坐标。本文对分光测色仪的工作方式及光路结构作了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

分光测色仪的工作方式：

分光测色仪测量光谱透射比或光谱反射比都是采用比较法。是通过定量地比较某些已知光谱特性的“标准”（参照物）和样品在同一波长上透射或反射的单色辐射功率，从而测出样品的光谱透射比或光谱辐亮度因数。测量透射样品时选用空气作为参照标准，空气是理想透射体，在整个可见光谱范围内透射比均为1。测量反射样品时，用完全反射漫射体作为参照标准。完全反射漫射体的反射比在各个波长上均为1。但是，没有一种实际材料有这样的特性，只能选择与它性质比较接近的材料作为工作标准，目前常采用烟熏、压粉或喷涂的氧化镁，硫酸钡，也有采用海龙（halon）、白陶瓷板等作为参照物的。这些材料要求在个波长上反射比尽可能接近1，而且耐久、易于制造、价格便宜。权衡各个条件，硫酸钡是现在最好的一种材料。

为了实现比较测量，可以有两种方案。最简单的是采用单光路，仪器只有一条光路，将参照物和样品依次交替放在光路中进行测量。该方案的优点是能够严格保持参照物和样品在同一光路中进行测量。另一种方案是将单色光分成两束光，一束通过参照物，另一束通过样品。双光束系统最基本的要求是保持两光路对称，光学特性一致。并且在微机控制的仪器中，也可以用微机校正光学特性的不一致性。

采用比较测量能够补偿测量中由于光源的不稳定和探测器灵敏度、光学系统透射比、分光元件效率等随波长而变化的各种因素的影响。这些因素对样品和参照物具有相同的影响而自动地相互抵消。

分光测色仪的光路结构：

颜色测量时，光源照明和探测器收集光能的几何条件很重要，几何条件不一致会造成结果的差异。为规范测量条件，CIE规定了统一的几何条件。

在透射样品测量中，一般采用对样品表面垂直方向照明，透射方向探测。照明光束的光轴与样品表面法线夹角不超过10°，照明光束中任一光线与夹角不应超过5°，此几何条件不适合漫透射物体色。

在反射样品（不透明物体）测量中，CIE1931年正式推荐四种测色的标准照明和观察条件：

1.垂直/45°（缩写0/45）

样品被一束光照明，照明光束的光轴和样品表面的法线间的夹角不应超过10°。在与样品表面法线成45°±5°的方向观察。照明光束的任一光线和其轴之间的夹角不超过5%观察光束也应遵守同样的限制。如下图所示。

2.45°/垂直（缩写45/0）

样品可以被一束或多束光照明，照明的光束的轴线与样品的表面的法线成45+5%，观察方向和样品的法线之间的夹角不应超过10°，照明光束的任一光线和其轴之间的夹角不应超过5°，观察光束也应遵守同样的限制。如下图所示。

3.垂直/漫射（缩写 0/d）

样品被一束光照明，照明光束的光轴和样品法线之间的夹角不应超过10%。漫反射通量借助于积分球来收集，镜面反射通量被吸收阱吸收。照明光束的任一光线和其轴之间的夹角不超过5°，积分球的大小可以随意，但其开孔的总面积不应超过积分球内反射总面积的10%。一般认为测色标准型积分球的内径是20mm。如下图所示。

4.漫射/垂直（缩写d/0）

用积分球漫射照明样品。样品的法线和观察光束轴之间的夹角不应超过10%。积分球可以任意大小，但其开孔的总面积不能超过积分球内反射总面积的10%。观察光束的任一光线和其轴之间的夹角不应超过5°，如下图所示。