光電積分式測色儀器是一種常見的測色儀器，它利用儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)光源照明被測物體，在整個可見光波長范圍內(nèi)進(jìn)行一次積分測量，得到透射或反射物體色的三刺激值和色品坐標(biāo)，并通過專用微機(jī)系統(tǒng)給出兩個被測樣品之間的色差值。本文對光電積分式測色儀器的原理及盧瑟條件做了介紹。

光電積分式測色儀器的原理介紹：

顏色并不是物質(zhì)的固有特性，顏色既與物質(zhì)本身的分光特性等有關(guān)，又與照明條件，觀測條件，觀察者的視覺特性等有關(guān)。顏色是一種受物理學(xué)、視覺生理學(xué)、心理學(xué)影響的綜合量，顏色測量是建立在以上認(rèn)識的基礎(chǔ)上的。

物體在不同的光源下呈現(xiàn)不同的顏色，因此測色時首先要決定用什么光源。如下圖所示顏色測量過程。S（λ）光源的光譜功率分布；ρ（λ）或τ（λ）是待測物體的光譜反射或透射曲線；把待測物的光譜反射曲線的高度在每個波長上相乘，得到ρ（λ）xS（λ）曲線，它表明該光源中每個波長的能量從樣品上反射回來的數(shù)量稱為顏色刺激函數(shù)，用φ（λ）表示。再將ρ（λ）xS（λ）曲線高度各自乘以代表人眼平均彩色視覺功能的光譜三刺激值X（λ）、Y（λ）、Z（λ），得到的三條曲線下面的面積就是待測物體顏色的三刺激值。

物體顏色可由它的三刺激值表示，顏色三刺激值的計(jì)算方法是由顏色刺激函數(shù)分別乘以CIE 光譜三刺激值，并在整個可見光譜范圍內(nèi)分別對這些乘積進(jìn)行積分。三刺激值的標(biāo)準(zhǔn)方程是：

式中，顏色刺激函數(shù)由φ（λ）對于測定光源色時，φ（λ）=S（λ）；對于反射體時，φ（λ）=ρ（λ）S（λ）；對于透射體φ（λ）=τ（λ）Sλ。K是歸一化系數(shù)，定義為使完全漫反射體測定結(jié)果的Y值等于100，即光源的Y值等于調(diào)整為100而設(shè)的系數(shù)。其表達(dá)式如下：

光電積分式測色儀器的盧瑟條件介紹：

光電測色儀是仿照人眼感色的原理原理制成的，采用了能感覺紅、綠、藍(lán)三種顏色的受光器，將各自所感受光電的光電流加以放大處理，得出各色的刺激量，從而獲得這一顏色信號。這里使用的受光器是在可見光的波段中，具有平坦的感受特性的光電二極管（硅系）和能平坦地修正光譜敏感度特性的慮色器和能調(diào)整到符合人眼色覺的慮色鏡。這里重要的是三塊濾色鏡能符合人眼的色覺程度，這種相互一致的條件稱為盧瑟條件。

盧瑟條件最常用的修正方法是預(yù)先準(zhǔn)備顏色穩(wěn)定的若干色板作為標(biāo)準(zhǔn)色，用最接近式樣顏色的色板進(jìn)行測定并根據(jù)光電測色儀的測定值，與用分光光度計(jì)預(yù)先求得的標(biāo)準(zhǔn)差值進(jìn)行修正。在光電測色儀上接上專用計(jì)算機(jī)，預(yù)先準(zhǔn)備在各波段中修正盧瑟條件的程序，可以使工作效率提高，復(fù)雜程度減少，同時將各個濾色鏡進(jìn)行修正。

物體在10°視場、D65光源照射下，物體顏色三刺激值X、Y、Z由三刺激值標(biāo)準(zhǔn)方程式可推導(dǎo)出如下計(jì)算公式：

設(shè)計(jì)三組接收器使它模擬人眼的X、Y、Z三個感光機(jī)構(gòu)，把人眼所接受的刺激用三組接收器所產(chǎn)生的光電流表示，則可以確定物體的顏色。在用某測色系統(tǒng)中，光源S（λ）按照一定的角度照射物體，用光電元件和濾色器配合的接收器在一定方向接收，則接收器上產(chǎn)生對應(yīng)的光電流：

式中：τX（λ）、τY（λ）、τZ（λ）——儀器特定濾色器的光譜透過率；γ（λ）——儀器探測器的相對光譜響應(yīng)度。比較上面的式子，如果滿足下列條件即盧瑟條件（Luther condition）：

式中Kx、Ky、Kz是與波長無關(guān)的常數(shù)，則測色儀的總靈敏度特性與CIE規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)觀察者的X、Y、Z一致，物體顏色三刺激值正比于光電流數(shù)值。

儀器符合盧瑟條件的完善程度，決定了儀器的測量精度。為了減少由于盧瑟條件不夠滿足而導(dǎo)致的測色誤差，應(yīng)為儀器配備適當(dāng)?shù)膶Ｓ霉ぷ魃?，用來分別校正儀器。對于滿足盧瑟條件的儀器，僅配上工作白板即可。而對于偏離盧瑟條件較嚴(yán)重的儀器，應(yīng)配足能覆蓋相應(yīng)測色范圍的專用工作色板。