色差仪有几种光路结构？D/8°结构和45/0°结构有什么区别？

色差仪有几种光路结构？色差仪是一种用于测量颜色差异值得光电仪器，根据其光路结构的不同，可以分为不同的类型，市面上常见的就有D/8°结构和45/0°结构两种，前者被称为积分球式色差仪，后者被称为环形照明式色差仪。本文对色差仪的光路结构及色差仪D/8°结构和45/0°结构的区别做了简要的介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪的光路结构：

1.45/0°测量结构及原理

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，结构示意图如下图所示。

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。

2.D/8°积分球测量结构及原理

积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料（漫反射系数接近于1，常用的是氧化镁或硫酸钡）的空腔球体，内壁是良好的球面（要求与理想球面的偏差应不大于内径的0.2%）。氧化镁涂层在可见光谱范围内的光谱反射比都在99%以上，这样，进入积分球的光经过内壁涂层多次反射，在内壁上形成均匀照度。

当积分球用于颜色测量仪器时，球体会有多个开孔，结构示意图如下图所示。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）。

当一束辐通量为Φ（λ）的光源经光孔进入内球半径为R的积分球内，经涂层多次漫反射后，形成均匀照明。设除投射面外，其余内壁任一点M处的总照度E（λ）可用下式表示：

式中：E（λ）为M点的总光谱幅照度；ρ（λ）为积分球内壁的光谱反射比；Φ（λ）为进入进入积分球的光谱辐通量；R为积分球内球半径；f为积分球开口球面面积与积分球总的内反射表面积之比。

上式子中，当一束辐通量进入理想积分球后，除投射面外，球内表面任意点的照度（包括球壁开口处球面上的照度）只是球的几何尺寸、涂层的漫反射比、进入球的辐通量的函数，而与位置无关。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。

色差仪D/8°结构和45/0°结构的区别：

颜色测量仪器各种几何结构各有自己的特点和优势，不同结构仪器测量得到的数据必然不同，但数据间有一定的关联性。d/8°积分球结构（SPIN条件），测量的是物体的真实颜色，不受镜面反射和纹理等影响；d/8°积分球结构（SPEX条件）与45/0 °几何结构类似，测量的是特定角度的光线，反映的是材质和表面物理状况的综合情况，因此，d/8°积分球结构（SPEX条件）测量数据与45/40°几何结构测量数据类似。

在实际应用中，例如在瓷砖墨水配色行业，应使用积分球结构（SPIN条件）色差仪，才能保证墨水在各种类型瓷砖上印刷保持一致。而在陶瓷喷墨印刷色彩管理，必须是在特定标准条件下（例如统一的纹理、釉面等），保持颜色在设计、印刷、印后的一致性，考虑颜色视觉上的综合反映，因此，在陶瓷喷墨印刷色彩管理方面可选择45/0°几何结构或者d/8°积分球结构（SPEX条件）。