色差儀作為顏色檢測的精密儀器，主要由四部分組成：光源、積分球、光柵和光電檢測器。其中積分球是色差儀重要的組成部分，這種部件主要是用于光源均勻性和穩(wěn)定性，使得色差儀測量的結(jié)果更加的精確可靠。本文對色差儀積分球的作用及工作原理進行了簡要的介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
色差儀積分球的作用：
色差儀中積分球作為一個理想的漫反射光源或勻光其來使用，目的是為了消除光源本身原因造成的出射光線不均勻或者帶有偏振方向。均勻的照射光線才能保證色差儀測里數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。積分球之所可以實現(xiàn)這種功能主要是因為入射光線在積分球內(nèi)部經(jīng)過多次均勻漫發(fā)射。
我們暫且把色差儀使用積分球定義為理想積分球，那么其內(nèi)壁的材料為理想漫反射材料，并且不考慮壁上開孔的影響，則積分球內(nèi)壁上每一個面元都有均勻輻照度，這也是為什么積分球可以作為理想漫反射光源或均勻光源器件被使用的原因。
在通常情況下，光學(xué)擴散片在小心地使用狀況下，可以降低測里時偵測器因為入射光源分布不均勻或光束稍微偏移所造成誤差，從而提高測里的準(zhǔn)確度。但是對于色差儀這種精密儀器來說僅僅是擴散片是完全不能滿足要求的所以積分器作為光學(xué)擴散器被使用以使上述誤差變得更小。使用積分球測里光通里時，測里結(jié)果更可靠，因為積分球可以降低并排除因光線形狀、發(fā)射角度、偵測器相應(yīng)位置的不同所帶來的誤差。
在更高級的分光色差儀中積分球與分光器搭配使用，將積分球輸出的孔銜接與分光器的入射光柵前，以確保待測光源射入分光測色儀的角度相同，使測里精度再現(xiàn)性大幅提高。
色差儀積分球工作原理：
積分球是一個中空的金屬球，其內(nèi)表面涂有中等灰色的高反射漫射物質(zhì)，如硫酸鋇或聚四氟乙烯。進入這個球體的光線經(jīng)過多次反射后都只能從測量孔或光源孔射出積分球。一束光從任意的不通過球心的角度照進積分球，經(jīng)過球壁的多次反射后會從各個角度照射到樣板，最終通過測量孔或光源射出積分球。測量孔是在與法線夾角成8°的位置，由一組光電管構(gòu)成的探測器。例如三恩時公司的TS7020、TS7030、TS7036等色差儀就是這種結(jié)構(gòu)的色差儀。
CIE沒有明確規(guī)定積分球的開孔尺寸，只要求所有開孔面積不超過內(nèi)表面積的10%，因此不同廠家的產(chǎn)品的開孔位置、尺寸及光源入射角度會有區(qū)別。與觀測孔關(guān)于法線對稱的地方有一個光阱，關(guān)閉光阱時鏡面反射成分包含在內(nèi)，簡寫作d/8：i（d表示漫反射照明，8是8度角接收，i指包括鏡面反射），也可簡寫作SPIN。當(dāng)光阱打開時去除了鏡面反射，此條件簡寫作d/8：e，e指去除鏡面反射。這種儀器不僅能測量不透明樣品的顏色，還可以測量透明樣品的顏色。
積分球色差儀的SCI和SCE模式：
1.SCI包含鏡面反射
SCI包含鏡面反射光是Specular Component Include的縮寫，又稱SPIN，將從樣本中捕獲真實的顏色數(shù)據(jù)，無論表面外觀如何。與您的眼睛看到?jīng)]有光澤反射的雜志圖片的方式類似，測量包含鏡面反光效果可以抵消表面外觀對顏色的影響。
如果鏡面端口已關(guān)閉，則黑色陷阱會被替換為白色瓷磚或板，這包括在照明樣品的過程中。如果樣品有光澤，球體的這部分將直接將光澤信號發(fā)送到觀察端口。
從所有可能的方向均勻照明表面為高度拋光的樣品（如鏡子和金屬包裝）或非常有質(zhì)感的樣品（如地毯和屋頂瓦片）創(chuàng)建了理想的測量環(huán)境。
2.SCE排除鏡面反射
SCE排除鏡面反射是Specular Component Exclude的縮寫，又稱SPEX，類似于您的眼睛感知顏色的方式。表面特征成為你看到的顏色的一部分。換句話說，光澤表面通常會測量比相同顏色的無光澤表面更暗。
當(dāng)用SCE模式時，不是將樣品反射回樣品表面，而是從球體壁的那部分發(fā)出的光線直接進入黑色陷阱并從測量中消失。表面越光滑，顏色的百分比就會返回到儀器的光接收器。如果樣品表面是完美的鏡面（100％光澤度），則無論“真實”顏色如何，儀器都會將顏色讀取為完美的黑色。
