什么是光電積分法？光電積分法是在整個(gè)測(cè)量波長(zhǎng)范圍內(nèi)，對(duì)被測(cè)物體顏色的光能量進(jìn)行一次性積分測(cè)量，直接得到三刺激值X、Y、Z，再計(jì)算出樣品的色品坐標(biāo)等參數(shù)。因此，該方法又稱為三刺激值法。那么，光電積分法有什么局限性？本文對(duì)光電積分法的原理及缺點(diǎn)作了介紹。

什么是光電積分法？

光電積分法是通過把光電探測(cè)器的光譜響應(yīng)，匹配成所要求的CIE標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線，或某一特定的光譜響應(yīng)函數(shù)，從而對(duì)探測(cè)器所接收到的來自被測(cè)顏色的光譜能量進(jìn)行積分測(cè)量。這類儀器的測(cè)量速度很快，并具有適當(dāng)?shù)臏y(cè)色精度（取決于探測(cè)器光譜靈敏度滿足盧瑟條件的程度），可滿足大多數(shù)場(chǎng)合下的色貌測(cè)量要求，在工業(yè)中有很大的市場(chǎng)前景。

光電色度計(jì)可以看成是一個(gè)反射率計(jì)，它帶有一套專門的三濾色片，這不同于密度計(jì)的紅綠藍(lán)濾色片。這套濾色片根據(jù)CIE光譜三刺激值在色度計(jì)的每個(gè)通道中給光譜的各波長(zhǎng)加權(quán)，它涉及的主要是反射率問題，而不是對(duì)數(shù)問題。

光電測(cè)色儀照明光源采用模擬D65光源，探測(cè)器采用光電池。設(shè)計(jì)三組校正濾色器，使整個(gè)系統(tǒng)能夠模擬人眼的X、Y、Z感光機(jī)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)換三組不同的濾色器，把人眼所接受的刺激用光電池所產(chǎn)生的光電流表示，則可以確定物體的顏色，在用某測(cè)色系統(tǒng)中，光源S（λ）按照一定的角度照射物體，用光電組件和濾色器配合的接收器在一定方向接收，則接收器產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的光電流。

式中：τ_X（λ）、τ_Y（λ），τ_Z（λ）——儀器特定濾色器的光譜透過率：R（λ）——儀器探測(cè)器的相對(duì)光譜響應(yīng)度。

如果滿足下列條件即盧瑟條件式中：

K_x、K_y、K_z——與波長(zhǎng)無關(guān)的比例常數(shù)；

S（λ）——儀器內(nèi)部光源的光譜分布；

S₆₅（λ）——選定的標(biāo)準(zhǔn)照明體光譜分布；

X₁₀（λ）、Y₁₀（λ）、Z₁₀（λ）——選定的標(biāo)準(zhǔn)觀察者的光譜三刺激值。

測(cè)色儀的總靈敏度特性與CIE規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)觀察者的X、Y、Z一致，物體顏色三刺激值正比于光電流數(shù)值，儀器符合盧瑟條件的完善程度，決定了儀器的測(cè)量精度。

為了進(jìn)行光電積分式顏色測(cè)量，儀器的三個(gè)光探測(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。

1.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。下圖是模板法光電積分式色度計(jì)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。

2.光學(xué)濾色片法

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aE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。下圖是采用光學(xué)濾色片法實(shí)現(xiàn)盧瑟條件的光電積分式色度計(jì)的基本構(gòu)成示意。這種類型的色度計(jì)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。

光電積分法的局限性：

光電積分儀器測(cè)色準(zhǔn)確度是與儀器符合盧瑟條件的程度有直接關(guān)系的，但是完全絕對(duì)符合是達(dá)不到的，因而測(cè)量的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差。并且，不同型號(hào)、不同廠家的色度計(jì)在利用盧瑟條件模擬上會(huì)存在差別，因此可比性不強(qiáng)。