色差儀將顏色轉換為數據的原理

色差儀(yi) 是一種精密的光學檢測儀(yi) 器，其內(nei) 部結構較為(wei) 簡單，但是其顏色轉化數據的原理還是較為(wei) 複雜，我們(men) 一起來看看。

首先在色差儀(yi) 中，有一個(ge) 光電檢測係統，包含固定的照明光源，其光線均勻的照射在被檢測物上，該測試物的顏色在經過物鏡成像在CCD元件處理，CCD輸出反映物體(ti) 大小或位置的脈衝(chong) 信號，然後這個(ge) 信號經過放大以及二值化處理送入微型處理器中，在有微型處理器進行數據的采集和處理，最終有顯示或打印係統接收測量結果。

CCD傳(chuan) 感器：電荷耦合器件圖像傳(chuan) 感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導體(ti) 材料製成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器芯片轉換成數字信號，數字信號經過壓縮以後由相機內(nei) 部的閃速存儲(chu) 器或內(nei) 置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉(ju) 地把數據傳(chuan) 輸給計算機

我們(men) 色差儀(yi) 中CCD傳(chuan) 感器工作它是將複雜的光信號轉化為(wei) 數字，我們(men) 假設成像係統的放大率為(wei) 隻有在視軸周圍6~8度範圍內(nei) 的物體(ti) 才能成清晰像，從(cong) 而清晰的觀察到物體(ti) 。

最後要保證CCD傳(chuan) 感器上的精度為(wei) δ’，δ’至少應為(wei) 兩(liang) 個(ge) CCD像素元大小，即δ´=2σ   δ=2σ/β下圖為(wei) 光電檢測係統的光學係統原理圖，L3為(wei) 成像物鏡,被檢測物體(ti) 經L3以一準確的放大率成像在CCD光敏元件上。

而色差儀(yi) 在使用過程中為(wei) 了保證係統的測量精度，成像係統方法率和CCD傳(chuan) 感器的使用時有非常嚴(yan) 格的控製的。

光電檢測係統的光學係統

該檢測係統采用柯拉照明形式：如圖所示，將L1定為(wei) 照明係統的聚光鏡，L2定為(wei) 照明係統的場鏡。

光源首先通過L1成像在L2的物方焦麵處，然後經L2成像在無窮遠，最後與(yu) 成像物鏡L3的入射光瞳重合。

表征照明係統傳(chuan) 遞光能量大小的拉赫不變量J1為(wei) ：J1＝n1u1y1式中，其中n1為(wei) 光源一側(ce) 的介質折射率；u1為(wei) 聚光鏡的孔徑角；y1為(wei) 光源燈絲(si) 的半高度。

表征成像物鏡傳(chuan) 遞光能量大小的拉赫不變量J2為(wei) ：J2＝n2u2y2式中n2為(wei) 被檢測物方的介質折射率；u2為(wei) 物鏡L3的數值孔徑角；y2為(wei) 被檢測物體(ti) 的半高度。

為(wei) 使照明係統均勻照射物鏡L3，使照明光線可以充滿物鏡L3的孔徑角，照明的拉赫不變量應不小於(yu) 成像係統的拉赫不變量，需要保障J1>J2在保證J1>J2的條件下，好似成本兼顧被照明視唱大小和物鏡數值孔徑角的匹配特性。

簡單的說原理還是很簡單，但是落實到具體(ti) 的傳(chuan) 感器原理及計算公式時會(hui) 發現色差儀(yi) 光信號轉換成數據很複雜，而不同價(jia) 位的色差儀(yi) 在這轉換的過程中就會(hui) 不一樣的傳(chuan) 感器及其他的轉換/傳(chuan) 輸元件都會(hui) 讓色差儀(yi) 的測量數據精度和穩定性有所差距，像是TS7708是目前便攜式分光色差儀(yi) 中精度十分的手持式色差儀(yi) ，價(jia) 格就在3萬(wan) 元多，而台式的可達6萬(wan) 元，區別就在內(nei) 部的一些元件有一定的差距，而造假差距就更大了。