色差仪常用测色角度有哪些？不同角度有何区别？

色差仪常用测色角度有哪些？色差仪按照光源照射角度的不同，可以产生不同的测量角度，目前常见的两种是45/0°和d/8°这两种测量角度。其中45/0°就是我们常说的环形照明式色差仪，d/8°就是我们常说的积分球色差仪。那么，这两种测色角度有什么区别？本文对此做了介绍。

色差仪常用测色角度介绍：

在颜色测量技术中，已有的测色仪器包括0：45°、多角度和d：8°（也称积分球式）等不同几何光路的分光光度计。

0：45°仪器主要有两种测量方式，一种是0°入射，接受45°的反射光，另一是45°为入射光，0°角接受反射光，其测量原理如下图所示，这里只介绍一种测量方式。

这类仪器的测量原理简单来说就是在与中间轴成45度方向的点上有一个环带状灯带，这个灯带与中间的法线成45度角，然后灯带在45度角的方向进行照明，探测器在0度角的方向进行光线的接收。光线打在最下面的被测材料上面，经过材料的反射再在探测器上面进行接收。

d：8°积分球式测量仪器的光路图如下图所示，其基本原理为：光线垂直照射在测量物体上，反射光线在积分球内被均匀反射（积分球的内表面采用完全反射漫射材料，光线可以被来回反射）后单角度接收。相当于一个均匀的球体发光，照射在测量物体表面，测量它的光谱反射率。一般在球体内部与接收角度相对的位置上安装一个光泽吸收陷阱，当打开这个光泽吸收陷阱时，可以将任何镜面反射削减到最小值，这种测量方式称之为“排除镜面反射”（SPEX）。其结果与上述的0：45°仪器的测量结果相似，当我们测量高光表面的颜色外貌，需要考虑镜面发射的光泽影响时，关闭光泽吸收陷阱，采取“包含镜面反射”方式测量（SPIN）。

这类仪器测量原理一般是配合积分球的测量原理来进行测量的。光源打入积分球内部，积分球内部会将远远进行打散使得光源更加的均匀，然后照射在被测材料上。积分球的上方有一个透镜，光线经过被测材料穿过透镜到达探测器，然后探测器将接收到的光信号经过一系列的转换转变成数字供人们阅读。这里需要注意的是一般采用D/8的测量原理这里面又分为两种情况的，一种是包含镜面反射一种是不包含镜面反射。

45/0°色差仪和d/8°色差仪的区别：

45/0°测量结构是以被测样品表面的法线为基准，光源在0°位置，接收器在与法线呈45°位置。光源垂直于物体表面入射，镜面反射光与入射光重叠逆向返回；散射光中45°位置的散射光被接收器接收。所以，45/0°测量结构仪器测量的是特定角度的物体散射光。为了减少样品表面的不均匀性反射对测量稳定性的影响，一般会有多个接收器在45°位置环形排列。45/0°测量结构仪器主要应用于光泽不强并且有较好的漫反射性能，单个角度即可反映涂层颜色特性颜色物体。45/0°结构的仪器结构简单，价格经济，便于维护。

d/8°积分球色差仪用于颜色测量仪器时，球体会有多个开孔，具体包括光孔，用于光源进入球体；测量孔，与被测物体紧密接触；接收器孔，在测量孔对面，一般与被测样品表面的法线呈8。夹角，用于采集物体的反射光；镜面反射孔，位于与接收器孔相对于法线对称的地方，这个孔可以关闭和打开，并放置光吸收阱，用来控制镜面反射光的采集（SPIN，Specular Included）与排除（SPEX，Specular Excluded）。在颜色测量中，样品表面的物理状况会影响光的传播，当表面比较光滑时，样品光泽较高，镜面反射光会比较强，散射会比较弱；当表面比较粗糙时，样品光泽较低，镜面反射光会比较弱，散射会比较强。对于相同材质的样品，若只是光泽差异，在包含镜面反射状态下测量结果应该是一致的，这时其反映的是材质本身的颜色，称之为真实色；但在排除镜面反射状态下，样品间的差异会比较大，数据反映的是材质和表面物理状况的综合变化，称之为表观色。因此，积分球仪器在涂料行业，以及纺织、塑料、纸张等行业被广泛应用。

不同测量角度色差仪的应用：

1.45：0°光路色差仪的应用

理想漫反射物体对于任意一束光都将以漫反射形式即各方向等效地反射出去，为此入射光和观察者的角度并不重要，不会影响到观察结果，但真实物体表面并非理想漫反射表面，多少都会由于镜面反射成分和表面纹理而造成由于入射光和观察者的几何位置不同而表现出来的微小颜色差异。而环形照明则可以消除这种影响，其是以45°环形照明，0°（法线方向）观测的，可以缩写为：45/0：c。由于光路可逆，它与0°照明45°方向环形接收是等效的，该测色几何条件对应的色差仪有三恩时公司的NR145+等。这种结构的仪器是完全不包括镜面反射光的，测得的数据与人眼观察一致，另外这种仪器只能测量不透明样品的颜色。

2.d：8°光路色差仪的应用

积分球是一个中空的金属球，其内表面涂有中等灰色的高反射漫射物质，如硫酸钡或聚四氟乙烯。进入这个球体的光线经过多次反射后都只能从测量孔或光源孔射出积分球。一束光从任意的不通过球心的角度照进积分球，经过球壁的多次反射后会从各个角度照射到样板，最终通过测量孔或光源射出积分球。测量孔是在与法线夹角成8°的位置，由一组光电管构成的探测器。例如三恩时公司的TS7020、TS7030、TS7036等色差仪就是这种结构的色差仪。

CIE没有明确规定积分球的开孔尺寸，只要求所有开孔面积不超过内表面积的10%，因此不同厂家的产品的开孔位置、尺寸及光源入射角度会有区别。与观测孔关于法线对称的地方有一个光阱，关闭光阱时镜面反射成分包含在内，简写作d/8：i（d表示漫反射照明，8是8度角接收，i指包括镜面反射），也可简写作SPIN。当光阱打开时去除了镜面反射，此条件简写作d/8：e，e指去除镜面反射。这种仪器不仅能测量不透明样品的颜色，还可以测量透明样品的颜色。