色差儀是一種用于測量兩個或多個物品之間的顏色差別的儀器。它主要用于生產制造中的質量控制,顏色研究,顏色匹配等。色差儀使用一種客觀的測量方法來測量顏色,這種方法依賴于物理學原理,因此結果比主觀的人眼觀察更可靠。色差儀通常使用三個顏色通道來測量顏色:紅,綠和藍。
色差儀測色差的原理基于以下物理學原理:
1. 光的加法原理:這個原理表明,如果我們將不同顏色的光混合在一起,我們會得到一個新顏色。例如,紅色光和綠色光可以混合成黃色光。這個原理在色差儀中非常重要,因為它是色差儀進行顏色匹配的基礎。
2. 基爾霍夫定律:這個定律告訴我們,在一個吸收型的顏色濾片中,通過濾片的所有顏色的光線都被吸收,只有一種顏色的光線被反射。例如,一個紅色的濾片會吸收所有顏色的光線,只有紅色光線被反射。這個定律被用于色差儀中的濾色器。
3. 光的吸收原理:這個原理表明,不同的顏色被不同的物質吸收。因此,一個物體的顏色取決于它表面的物質和照射的光線。這個原理在色差儀中非常重要,因為它是色差儀進行顏色測量的基礎。
色差儀通常有三個接收器,每個接收器都配備有一個濾光器。這些濾光器通常覆蓋紅、綠、藍三個光譜敏感區域。這些接收器可以測量從樣品表面反射回來的光線,并生成一個RGB(紅綠藍)值。這個RGB值可以用來確定樣品的顏色。
為了測量兩個物品之間的顏色差別,色差儀需要先分別測量這兩個物品的顏色。然后,它計算這兩個RGB值的差異,并將這個差異轉換成一個L*a*b*值。這個L*a*b*值是一個三維空間中的坐標,其中L*表示顏色的亮度,a*表示顏色的綠色/紅色成分,b*表示顏色的藍色/黃色成分。這個值可以用來描述顏色的細微差別。
色差儀通常使用△E*值來描述兩個顏色之間的差別。這個值是通過計算兩個顏色的L*a*b*值的差異得出的。如果兩個顏色的差別很大,那么△E*值就會比較大。如果兩個顏色非常接近,那么△E*值就會比較小。
色差儀測色差的原理是基于物理學原理和數學方法來確定顏色的。這種測量方法比主觀觀察更可靠,因此它在生產制造和顏色研究中非常有用。
色差儀是通過模擬人眼對紅、綠、藍光感應,根據Lab原理,測量出顏色容差△E以及△L、△a、△b值用以進行試樣和標樣對比的光學測量儀器,通常被應用在布料漂染,塑品制作等對色彩重視度較高的行業品質控制過程,保證工作上的測色需要,但是目前還沒有引入到光伏組件測色應用,仍在導入階段。
目前常用的色差儀分為三類:手持式、便攜式和臺式色差儀。手持式色差儀精度較低且無法導出數據;便攜式色差儀精度較高,且除了直接顯示數據外也可通過連接電腦進行數據傳輸;臺式色差儀精度最高但是體積龐大。因此便攜式色差儀為目前被普遍使用的一款精密色差儀。
色差儀以L、H、C、a、b五個輸出結果作為顏色標尺被感知并測量,但是H和C僅僅作為視覺容差和色彩鮮艷度的一種表達方式。其中最主要的影響因素為L、a、b。
L代表明度,L的值越大代表越亮,即越靠近白色,反之則靠近黑色;
a代表色環的橫坐標,-a到+a代表顏色從綠色到洋紅;
b代表色環的縱坐標,-b到+b代表顏色從藍色到明黃;
其他影響因素還有H和C,H代表色調角,C代表飽和度。
△L、△a、△b通常被用來表示標樣點和試樣點的明度、橫向色彩度及縱向色彩度的差異,在色環系中代表了試樣點和標樣點的矢量距離。通過△L、△a、△b,根據公式可以得出總容差△E,代表試樣點和標樣點的色彩偏移程度,△E數值越大,說明色差越大。
其中△a2+△b2為色環坐標系中試樣點到標樣點的矢量距離,根據公式推演,若標樣點在三維坐標系中為原點,那么試樣點和標樣點的顏色差異△E即為試樣點到原點矢量位移絕對值的1/2。由此推論,當檢驗條件一致并且滿足STC要求時,因明度產生的顏色誤差將趨于無限小,在我們的數據統計中可默認將明度造成的系統誤差降低為0。