D/8与8/D数据可以直接互认吗?光源与传感器位置互换会带来什么影响
D/8°与8°/D都是色差仪中常见的光学测量几何条件,都是基于积分球原理,这两种光学结构的核心区别在于一种采用漫射照明、定向接收,另一种采用定向照明、漫射接收。若光源与传感器的位置互换,这两种结构测量出来的颜色数据是否可以直接互认?
D/8°和8°/D是基于光学互易的原理设计两种光学几何结构。在理想的理论状态下,将仪器的光源与传感器位置互换,其测量的结果在数学上是完全等效的。但是在实际的制造与应用中,这种互换会带来以下几个方面的影响:

1. 测量结果区别:理论上互换后测量的反射率光谱和L*, a*, b*基本一致。但在实际上又存在微小差异,这是因为积分球的内壁涂层并且绝对均匀、光源发散角、传感器接收视场限制以及光路元件等损耗,在物理互换后可能会带来微小的台间差,但也在仪器可接受的误差范围内。
2. 样品表面结构影响:这是实际应用中最显著的区别,互换容易影响测量的准确性。D/8°结构:光源的光线先进入积分球,经过多次漫反射后均匀地照射在样品表面。8°/D结构:光源的光线通过透镜聚焦,以8°角直接定向照射在样品区域。

3. 光学设计与信噪比:D/8°结构的光源光线在积分球内壁损耗较大,但由于传感器是在 8° 定向接收,可以很容易的通过光学镜头将信号聚焦并精准传给探测器,所以信噪比容易控制。8°/D结构的强光是直接打在样品上,样品反射的光会散落在整个积分球内,传感器就需要接收积分球壁上的漫反射信号。这需要仪器的传感器具有更高的灵敏度,或者更强的光源来保证信号的强度。两种光学结构直接互换会导致信号衰减以及噪点变化。
4. 包含/排除镜面反射的实现难度:D/8°结构要实现排除镜面反射(SCE),就需要在 8° 接收角的对称-8°位置开一个光阱将镜面反射光吸收。8°/D结构如果要排除镜面反射,这就必须在入射光路的对称方向-8°清除积分球壁上的涂层或者设计吸收结构。在定向照明的光路中,会大大增加光学结构的复杂度和设计难度。
在工业色彩管理中,不同光学结构的色差仪数据不能混合使用。现在的颜色品控中普遍推荐使用D/8结构的色差仪。而8/D结构目前在市场上较为少见,通常在一些特定行业中使用。
林上手持式色差仪LS173,采用的就是D/8°光学几何结构,包含镜面反射(SCI)测量,配备8mm测量口径和全光谱LED光源。仪器支持CIE Lab、LCh、RGB、CMYK等多种颜色空间,以及ΔE*uv、ΔE*00多种色差公式,可用于样品颜色测量、标准色建立、色差对比和生产现场快速进行质量检测。LS173的操作简单,通过设置色差阈值,能在测量时自动帮助用户快速判断样品和标准品之间的色差。在涂料、五金、石材、装饰材料和塑料等行业都有广泛的应用。
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