光電積分式色差儀器通過色度探測(cè)器對(duì)被測(cè)顏色光譜能量進(jìn)行積分測(cè)量，直接獲得目標(biāo)的三刺激值，如色度及和色差計(jì)等，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐。熒光材料已滲透到人們生活和生產(chǎn)的各個(gè)方面，其顏色測(cè)量方法具有特殊性，本文對(duì)其作了系統(tǒng)的分析和討論。

光電積分式顏色測(cè)量與分光光度測(cè)色方法不同，它不是測(cè)量各個(gè)波長的顏色刺激，而是在整個(gè)波長范圍內(nèi)對(duì)被測(cè)顏色的光譜能量進(jìn)行一次性積分測(cè)量。如果能通過三路積分測(cè)量，分別測(cè)得樣品顏色的三刺激值X、Y、Z，那么就能進(jìn)一步計(jì)算出樣品顏色的色品坐標(biāo)及其它相關(guān)色度參數(shù)。光電積分式色差儀器的光電探測(cè)器一般為硅光電二極管，在要求儀器具有較高靈敏度的場(chǎng)合下，也可采用光電倍增管。

光電積分式色差儀

如果能利用有色玻璃等材料覆蓋在光探測(cè)器上的方法，把探測(cè)器的相對(duì)光譜靈敏度S（λ）修正成國際照明委員會(huì)（CIE）推薦的標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值函數(shù)`x（λ）、`y（λ）、`z（λ），那么用這樣的上那個(gè)光探測(cè)器接收顏色刺激φ（λ）時(shí)，通過一次積分就能測(cè)量出樣品顏色的三刺激值X、Y、Z，即：

式中，k和c_x、c_y、c_z為常數(shù)，τ_x（λ）、τ_y（λ）、τ_z（λ）分別為匹配三個(gè)光探測(cè)器的有色玻璃的光譜透射比，它們滿足如下的光譜匹配關(guān)系：

以上（2）、（3）式稱為盧瑟（Luther）條件。

為了進(jìn)行光電積分式顏色測(cè)量，儀器的三個(gè)探測(cè)器的光譜響應(yīng)必須滿足盧瑟條件。能夠?qū)崿F(xiàn)這種要求的方法通常有兩種，即模板法和光學(xué)濾色片法。

模板法

模板法采用模板使光探測(cè)器的光譜響應(yīng)特性與CIE光譜三刺激值函數(shù)相匹配，即滿足盧瑟條件的要求。圖1是模板法光電積分式色差儀的光學(xué)系統(tǒng)，光源照明測(cè)試樣品，由試樣表面反射的光輻射，通過透鏡和棱鏡色散成光譜；在光譜面上分別放置X模板、Y模板和Z模板，它們使光接收器對(duì)等能光譜的光譜響應(yīng)，分別與CIE色度匹配函數(shù)x（λ）、y（λ）和z（λ）成正比；從模板透過的光譜能量，由透鏡會(huì)聚于光接收器上，即可測(cè)出試樣的CIE三刺激值X、Y、Z。

由于模板法光電積分式色差儀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本也高，所以沒有得到廣泛的應(yīng)用。

光學(xué)綠色片法

光學(xué)濾色片法不采用色散系統(tǒng)和光譜模板，而是利用有色玻璃片的組合來實(shí)現(xiàn)盧瑟條件。為使光探測(cè)器的相對(duì)光譜靈敏度S（λ）符合CIE的色度匹配函數(shù)x（λ）、y（λ）、z（λ），需要選擇合適的濾光片及其厚度，使其光譜透射比τ（λ）與探測(cè)器的相對(duì)光譜靈敏度S（λ）的組合結(jié)果，滿足盧瑟條件的要求。

圖2是采用光學(xué)濾色片法實(shí)現(xiàn)盧瑟條件的光電積分式色差儀的基本構(gòu)成示意。這種類型的色差儀構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本較低，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。