分光測色儀波長范圍對測量結果的影響

分光測色儀作為顏色測量的光電儀器，為了保證測量精度的準確性，對其測量波長范圍作了相應的規定，例如YL4660分光測色儀的測量波長范圍為：400～700nm，10nm輸出。本文介紹了分光測色儀測量波長范圍及其對色度計算精度的影響。

分光測色儀測量波長范圍是多少？

在CIE出版物No15.2（1986）推薦的三刺激值計算公式中，求和的波長范圍為360～830nm，波長間隔為1nm。要求得準確的三刺激值就應按照上述要求進行。但目前市場上許多分光測色儀的測量范圍僅為400～700nm，例如三恩時TS8210的測量波長范圍就是400～700nm。由于兩端波長范圍的截去就會帶來三刺激值的計算誤差，在CIE出版物中指出：從實際目的出發，波長范圍可取380～780nm；如果波長范圍小于380～780nm，將會導致誤差。

分光測色儀測量波長范圍對色度計算精度的影響：

下表是采用某分光測色儀，按兩種波長范圍測試的三刺激值結果。

從表中可看出兩者的三刺激值差異大些，色差也會大些，色坐標相差無幾。因此，在具體問題中，如果認為這種誤差可以忽略，則可以采用截短波長范圍的方法，如果誤差不能忽略，CIE推薦用外插法補齊兩端數據，即讓截去的測量數據等于最接近的端部測量數據，例如在400nm處ρ（λ）=15.38，則讓360～400nm波長上所有的ρ（λ）都等于15.38。

將下列三刺激值計算式子：

改寫成一般積分形式：

如果波長范圍截短，即λＬ＞360nm，λU＜830nm，則：

產生的相對誤差e為：

由上面三個式子可得：

計算表明：（1）波長范圍取為380～780nm時計算三刺激值引起的最大誤差也是很小的，而且這些誤差主要來自短波截去的影響。（2）波長范圍取為400～700nm時，有可能造成較大的誤差；短波截去對z值影響最大，對Y值影響很??；長波截去對X值影響最大，對z值沒有影響。因此，測色分光光度計的波長范圍取為380～780nm較為適宜。

熒光材料的顏色特性也是用三刺激值和色品坐標表示的。熒光材料不僅能反射一部分照射光的光譜成分，而且在照明光的激發下它能發射一定成分的光譜，所以熒光材料的顏色決定于它反射和發射光譜的總和，即：

βＴ（λ）＝βＳ（λ）＋βＬ（λ）

式中βＴ（λ）為波長λ處的總光譜輻亮度因數；βＳ（λ）為波長λ處反射輻亮度因數；βＬ（λ）波長Ｌ處的熒光亮度因數。

熒光材料光譜特性的理想分析方法是雙單色儀法：它通過激發單色儀給樣品以某一單色光照射，然后用分析單色儀來測量可見波段各波長入的輻射度因數。

許多熒光樣品在紫外光輻照下可以獲得最大程度的激發，因此測色用熒光分光測色儀的波長范圍一般為300～780nm。