市面上用于顏色測量的儀器的類型有很多，其中比較常見的就有色差儀和分光測色儀，其中分光測色儀是比較精密的顏色測量儀器。對分光測色儀進行了解，有助于我們更好的使用儀器進行測色工作。本文對分光測色儀的組成及工作原理做了介紹。

分光測色儀的結(jié)構(gòu)組成：

分光測色儀主要由：光源和照明系統(tǒng)、準直系統(tǒng)、色散系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、接收系統(tǒng)等幾個部分組成。

1.光源和照明系統(tǒng)

分光測色儀器中光源的光譜分布不是關(guān)鍵因素，但光源必須在儀器的整個波長范圍內(nèi)發(fā)出連續(xù)的光譜輻射，并且有足夠的強度，使每一波長上都具有足夠能量，那么在探測器上就有滿意的信噪比。可利用透鏡或反射鏡將光源成像在單色器的入射縫上以提高狹縫的照度，照在入射縫上的光應盡可能均勻。

2.準直系統(tǒng)

準直系統(tǒng)由入射狹縫和準直物鏡組成。對于儀器內(nèi)部的系統(tǒng)而言，入射狹縫成為替代的、實際的光源，限制著進入儀器的光束。入射狹縫位于準直物鏡的焦平面上。這樣，由它發(fā)出的光束經(jīng)準直物鏡后成為平行光束投向色散系統(tǒng)，造成夫瑯和費（Fraunhofer）的衍射條件。

3.色散系統(tǒng)

色散系統(tǒng)的作用是將入射的復合光分解為光譜。分光測色儀中色散系統(tǒng)的功能由單色器完成，單色器的功能是輸出不同波長單色光的裝置。單色器是分光測色儀器中最主要的部分。根據(jù)單色器中色散元件的不同大致可以分為：棱鏡或光柵分光的單色器、濾光片分光的單色器、可調(diào)諧激光器單色器三類。

4.成像系統(tǒng)

成像系統(tǒng)的作用是將空間色散開的各波長的光束匯聚在成像物鏡的焦平面上，形成按波長依次排列的狹縫的單色像。

5.接收系統(tǒng)

接收系統(tǒng)的作用是將成像系統(tǒng)焦平面上的光譜能量接收，并檢測光譜的強度、波長位置。探測器是接收系統(tǒng)的主要部分。根據(jù)所使用的光探測器的不同，分為目視分光光度測色儀（以眼睛作為探測器）和自動分光光度測色儀（應用光電探測器），在顏色科學研究和工業(yè)測量中應用廣泛的是后者。自動分光光度測色儀包括掃描式分光光度測色儀和快速分光光度測色儀。

6.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是測色儀器的重要部分，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以進行大量的數(shù)據(jù)采集和處理，減輕疲勞程度，增強儀器的實時性；提高儀器的自動化程度，甚至使整個儀器的操作、測量、分析完全按程序自動地進行，并用數(shù)字或圖表形式顯示結(jié)果；可以對影響儀器精度的某些誤差進行自動修正，提高儀器精度；利用計算機高速運算和存儲功能，提高儀器的分析、測量速度。

分光測色儀的工作原理：

分光光度測色儀器的原理，是用多棱鏡或光柵將多色光分離成單色光，通過光敏組件取得樣品反射率或透過率。其具體測色的方法，是在設計的整個可見光光譜范圍內(nèi)，在相同條件下，通過計算待測樣品反射或透射的光能量強度與標準白色板的反射或透射的光能量強度的比值，從而獲得待測樣品在各種標準光源或標準照明體下各波長段的光譜反射率或透射率。獲得光譜反射率或透射率后，再利用國際照明委員會所提供的標準公式進行計算，最終獲得待測樣品的三刺激值X、Y、Z。由獲取的三刺激值X、Y、Z，可根據(jù)CIE1931-XYZ色度系統(tǒng)或CIE1976 Lab均勻色空間等公式計算待測樣品的色品坐標x、y或L*、a*、b*等色度參數(shù)。由于該儀器具有操作簡便、測色精確度和準確度較高，因此被廣泛用于顏色的配色及色彩分析中。

分光測色儀的測色過程：

分光測色儀利用分光光柵對捕獲的光信號進行光譜分離，分離的光譜信號投射到線性的光電二極管陣列上，經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)化成對應的光譜電信號，電信號經(jīng)數(shù)字化及相關(guān)數(shù)據(jù)處理后，可求得光信號的顏色值。

分光光度測色儀的測色過程為：接受測色指令，啟動脈沖控制電路，產(chǎn)生光電檢測所需的時鐘脈沖和觸發(fā)脈沖，控制照明氙燈閃光。脈沖氙燈發(fā)出的光經(jīng)積分球漫反射后照射在樣品上，樣品的反射光（我們稱之為樣品光）經(jīng)凹面光柵色散（光譜分離）后投射到光電檢測部件上，光電變換后產(chǎn)生樣品光光譜的光電信號，經(jīng)A/D變換后生成數(shù)字化的光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)處理和解算后得到樣品的反射率、顏色三刺激值及色坐標等顏色信息。