積分球的幾何結(jié)構(gòu)——d/8°積分球色差儀結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)
積分球是什么？積分球是一個(gè)內(nèi)壁呈白色的圓球，其內(nèi)壁有極高的反射和散射性能，廣泛用于光源的色度和強(qiáng)度的測(cè)量。顏色測(cè)量時(shí)，球體會(huì)有多個(gè)開(kāi)孔。其中測(cè)量孔用于與被測(cè)物體緊密接觸；另一個(gè)觀測(cè)孔，即接收器孔，它在測(cè)量孔對(duì)面，一般與法線呈8°，用于采集物體的反射光；與觀測(cè)孔相對(duì)于法線對(duì)稱地方的開(kāi)孔，為鏡面反射孔，這個(gè)孔可以關(guān)閉和打開(kāi)，用來(lái)控制鏡面反射光的采集與否。
d/8°測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖
工作時(shí)，光源發(fā)光，光線會(huì)通過(guò)積分球內(nèi)壁進(jìn)行完全漫反射，從而這些漫反射光能夠從不同方向照射到樣品表面，樣品進(jìn)行吸收和反射，其反射的8°方向的光被接收器接收進(jìn)行顏色分析。
所以相對(duì)于0°/45°測(cè)量結(jié)構(gòu)，積分球色差儀特點(diǎn)之一是其光源是漫射光源，相當(dāng)于有無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)狀光源分布于樣品周?chē)?°/45°結(jié)構(gòu)是單點(diǎn)光源；特點(diǎn)之二是其接收器在8°位置，由于對(duì)稱位置的鏡面反射孔可以關(guān)閉和打開(kāi)，所以可以采集包含鏡面反射(SPIN，Specular Included)數(shù)據(jù)和排除鏡面反射(SPEX，Specular Excluded)數(shù)據(jù)。
包含鏡面反射和排出鏡面反射光路示意圖
按照上圖來(lái)分析，當(dāng)光源照射到樣品表面后，會(huì)發(fā)生光的吸收、散射和鏡面反射。樣品表面的物理狀況會(huì)影響光的傳播，當(dāng)表面比較光滑時(shí)，樣品光澤較高，鏡面反射光會(huì)比較強(qiáng)，散射會(huì)比較弱；當(dāng)表面比較粗糙時(shí)，樣品光澤較低，鏡面反射光會(huì)比較弱，散射會(huì)比較強(qiáng)。
所以對(duì)于相同材質(zhì)的樣品，若只是光澤差異，在包含鏡面反射狀態(tài)下測(cè)量結(jié)果是一致的(即1＋2＝2＋1)，這時(shí)其反映的是材質(zhì)本身的顏色，稱之為真實(shí)色；但在排除鏡面反射狀態(tài)下，樣品間的差異會(huì)比較大(1≠2)，數(shù)據(jù)反映的是材質(zhì)和表面物理狀況的綜合變化，稱之為表觀色，此狀態(tài)下與人眼的視覺(jué)效果更為接近。
可見(jiàn)包含鏡面反射數(shù)據(jù)與排除鏡面反射數(shù)據(jù)的差異主要是由鏡面反射光造成的，而鏡面光的強(qiáng)弱取決于樣品的光澤高低，所以樣品的光澤大小影響包含鏡面反射與排除鏡面反射數(shù)據(jù)的差異大小。分別在兩種狀態(tài)下測(cè)量不同光澤的涂層，色度數(shù)據(jù)和其間的差異如下表。
可見(jiàn)涂層的光澤大小對(duì)于包含鏡面反射數(shù)據(jù)影響很小，而對(duì)排除鏡面反射數(shù)據(jù)影響很大；當(dāng)樣品光澤越高時(shí)，排除鏡面反射的明度值越低，從而與包含鏡面反射的數(shù)據(jù)差異越大。
現(xiàn)在積分球儀器在各個(gè)行業(yè)都有應(yīng)用。特別是在紡織印染和塑料產(chǎn)品的檢測(cè)中，它被作為首要選擇。不論對(duì)于低光澤樣品還是高光澤樣品（比如金銀卡、電鍍產(chǎn)品），積分球結(jié)構(gòu)都可以表現(xiàn)出良好的性能；甚至對(duì)于一些簡(jiǎn)單的特殊效果涂料，都可以用這種結(jié)構(gòu)作為檢測(cè)手段。由于積分球型儀器是可以測(cè)量樣品真實(shí)色的儀器，所以電腦配色系統(tǒng)中一般選擇積分球結(jié)構(gòu)色差儀。
積分球是這種結(jié)構(gòu)重要的原件之一，由于內(nèi)壁為高漫反射材料，所以相對(duì)成本較高；為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要較好的日常維護(hù)，用來(lái)保持其良好的高度漫反射性能。
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