為了確保顏色測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,需要滿足一定的測量條件。本文以反射測量為例,簡單介紹了顏色測量儀器的幾何條件和注意事項。
反射測量的幾何條件
1. 漫射:8”,包含鏡面成分(符號為:di:8°)
采樣孔徑被以其平面為界的半球內(nèi)表面從各個方向均勻地照明.測量區(qū)域過充滿。探測器對采樣孔徑區(qū)域的響應(yīng)均勻,反射光束軸線和樣品中心法線成8角,在接收光束軸線5內(nèi)的所有方向上,采樣孔徑反射的輻射是均勻的。
2. 漫射:8",排除鏡面成分(符號為:de:8°)
滿足di:8"的條件,但將單面的平面反射鏡放置于采樣孔徑處時,沒有光反射到探測器方向,而且在這個方向的1以內(nèi)也沒有鏡面反射。
圖1是實現(xiàn)漫射:8°幾何條件示意圖。分別使用反射平面與光陷阱,可以實現(xiàn)包含或排除鏡面成分測量。
3. 8°:漫射,包含鏡面成分(符號為:8":di)
滿足di:8"的條件,但光路相反。采樣孔徑被與法線成8角的光照明,以參考平面為界的半球收集采樣孔徑反射的各個角度的通量
4. 8°:漫射,排除鏡反射成分(符號為:8":de) 滿足de:8的條件,但光路相反。
5. 漫射/漫射(符號為:did) 照明滿足di:8*的條件,且以參考平面為界的半球收集采樣孔徑反射的各個角度通量。
6. 備選的漫射幾何條件(符號為:d:0°)
一個備選漫射幾何條件是出射方向沿著樣品法線,這是嚴(yán)格的不包含鏡反射的幾何條件。
7. 45°環(huán)帶/垂直(符號為:45*a:0°)
從頂點位于采樣孔徑中心,中心軸位于采樣孔徑法線上,半角分別為40”和50”的兩個正圓錐之間各個方向射來的光均勻地照明采樣孔徑;探測器從頂點位于采樣孔徑中心,中心軸沿樣品法線方向、半角為5的正圓錐內(nèi)均勻接收反射輻射。這種兒何條件可以將樣品質(zhì)地和方向選擇性反射影響降至最低。如果這種照明幾何條件是由多個光源以接近于圓形排列來近似得到,或者由多根出光口排列成圓形且被單個光源照明的光纖束近似得到,形成的幾何條件叫作圓周/
8. 垂直幾何條件(符號為:45*c:0%)。
垂直/45°環(huán)帶(符號為:0°:45*a)角度和空間條件滿足45*a:0的條件,但光路相反。因此采樣孔徑被垂直照明,反射輻射被中心與法線成45°角的環(huán)帶接收。
9. 45單方向/垂直(符號為:45x:0°)
角度和空間條件滿足45 a:0的條件,但輻射只從一個方位角發(fā)出。排除鏡反射,突出樣品質(zhì)地和方向性的影響。符號ょ表示人射光束從某任意方位照射參考平面。圖2是45°單方向/垂直幾何條件示意圖。
10 垂直/45°單方向(符號為:0°:45%x)
角度和空間條件滿足45%x:0"的條件,但光路相反。因此樣品表面被垂直照明,從與法線成45°角的某個方位接收反射輻射。
應(yīng)用反射測量幾何條件的注意事項
1. 當(dāng)應(yīng)用單光束積分球時,需要對由于樣品的吸收而引起的積分球效率降低進(jìn)行修正,否則儀器將給出非線性的測量結(jié)果。經(jīng)修正的反射比見式(8):
2. 幾何條件符合1、2、6、7、8、9、10的情況下,測量的結(jié)果是反射因數(shù),當(dāng)測量張角足夠小時,反射因數(shù)的量值與輻亮度因數(shù)的量值相同;符合3且積分球為理想積分球時,測量結(jié)果是反射比。
注:在45*x:0"條件下測量結(jié)果是輻亮度因數(shù);在0":45x條件下測量結(jié)果是輻亮度因數(shù);在di:8"條件下測量結(jié)果是輻亮度因數(shù)與輻亮度因數(shù)接近;在8":di條件的測量結(jié)果是反射比。
3. 測量某些類型的樣品(諸如逆反射材料),需要不同的幾何條件或?qū)捜荻?。如果?yīng)用特殊的照明和測量條件,需要進(jìn)行特別說明。
4. 使用積分球時,為遮擋樣品和球壁人射孔或測量孔之間的直射光,需要使用表面涂白的擋屏。積分球開口的總面積不應(yīng)超過球內(nèi)反射面積的10%。
5. 漫射樣品能夠?qū)⑤椛渖⑸涞脚c其表面接近平行的方向上,在漫反射比測量中應(yīng)包含這部分輻射。 當(dāng)積分球用于熒光樣品的測量時,照明系統(tǒng)的相對光譜功率分布將被樣品的反射功率和發(fā)射功率替換。因此 45°a:0°、45°x:0"、0°:45"a和0°:45°x條件更適合這種情況的應(yīng)用。