色差仪的光路系统是色差仪的重要组成部分，而光路系统中的光源类型是其核心部件，因此光源的选择很重要。色差仪在进行颜色测量时，光源照射物体时，光源和探测器收集光源必须满足一定的几个条件，也就色差仪的测色角度。本文对色差仪测色光源及测色光源的入射角度类型做了介绍。

色差仪测色光源怎么选？

在色差仪中，选择什么样的光源，首先考虑的是稳定性，光源定向性，寿命以及最终获得的光谱曲线的有效性。目前采用的多为卤素石英钨丝灯及氙灯两种光源。

钨灯是颜色测量仪器最常用的光源，它是一个内充惰性气体或者卤素（防止钨丝氧化和热蒸发）的白炽灯泡。用钨作灯丝材料是因为钨具有足够的强度，并能经受高温。经测试在可见光区钨灯的光谱曲线与黑体发射器光谱曲线几乎完全重叠。随着近年稳压电源和脉冲电源的发展，钨灯能够提供重复稳定的，高色温的光束，完全可以满足外观颜色测量对光源的需要。

氙灯是另一种常用于颜色测量仪器的光源。它是一个装有一对电极的充满氙气的密封玻璃管。当在电极上加上高电压时，内部氙气就会受到激发瞬间产生弧光，这属于一种充气放电灯。氙灯的优点在于谱线比白炽灯的谱线更接近于日光并且能量较高。但是氙灯光源需要比较复杂的高压震荡激发电路，维修亦非常复杂，在更换时，除了要更换灯泡外，还要更换整组电容，所以价格较贵。所以采用卤素钨灯（石英外壳）从技术和经济上均是最适宜的。特别是便携式仪器，需要轻巧，省电，便于维护和操作。

色差仪测色光源的类型：

传统的色差仪多采用卤钨灯或氙灯作为测试光源。卤钨灯是颜色测量中最常使用的可见光波段的光源。卤钨灯的高稳定性使其非常适合于作为颜色测量的照明光源或辐射定标光源。卤钨灯最重要的特点是它的输出谱线非常平滑，无断裂、尖峰或凹陷，如下图所示。但是卤钨灯光谱分布在短波和紫外部分能量不足。这种情况会导致两个问题：1.短波部分的测量信号信噪比较低，影响测量重复性。2.不能提供对荧光材料进行测量时需要的紫外光谱能量。

另外，卤钨灯的功耗较高，使得仪器的工作时间相应缩短。如果要在色差仪中应用卤钨灯作为测试光源，应针对以上做优化考虑。氙灯光源在可见光和紫外的光谱范围具有很好的光谱能量分布，如下图所示。很多色差仪器都采用脉冲氙灯作为照明光源。但是，脉冲氙灯的功耗大、寿命相对低。

随着LED技术的发展，越来越多的仪器生产商采用LED作为便携式色差仪的测量光源。LED光源寿命长、响应快、功耗低，为了保证照明光源在可见光光谱范围内有充足的光谱分布，需要用多个LED光源组合成复合LED光源。仪器实际采用的LED复合光源如下图所示，是采用多个LED组成的复合光源，保证在可见光范围内有充足的光谱分布。复合LED光源在实际使用中，由于其结温变化，会使单个LED的发光强度和光谱分布发生改变。在进行仪器设计时，需要在仪器结构和算法设计上进行考虑以保证仪器重复性。

在分光颜色测量仪器的测量原理中，仪器首先测量出被测物体表面的光谱反射率，再通过光谱反射率计算出颜色数据。在仪器设计中，首先要保证照明光源在可见光范围内有充足的光谱分布，照射到被测样品表面后，反射光进入分光光路，之后以一定的光谱分辨率投射到阵列传感器上。

色差仪测色光源入射角度类型：

由于物体的表面特性不同，而不同的外界照明和观测条件会导致物体表面的光谱反射因数R（λ）不同，从而使得颜色表现各异，于是为了统一色度量值和量值的可比性，必须规定标准照明和观测条件。1971年CIE正式推荐了四种用于反射样品测量的标准照明和测量条件，如下图所示。

1.45°/垂直（45/0）

照明光束的轴线与样品表面法线成（45+2）；观测方向与样品表面法线夹角不大于10°，照明与测量光束任意光线与其轴线夹角不超过8°，如上图a.

2.垂直/45°（0/45）

样品被垂直照明，光束轴线与样品表面法线间夹角不超过10°，观测方向与样品表面法线成（45±2）。，照明与测量光束任意光线与其轴线夹角不超过8°，如如上图b。

3.漫射/垂直（d/0）

样品被积分球漫射照明，在样品的法线方向观测。观测方向轴线与样品法线夹角不大于10°，积分球总开孔面积不超过积分球内反射总面积的10%，观测光束的任一光线与其光轴间夹角小于5°，如上图c。

4.垂直/漫射（0/d）

样品被垂直照明，光束轴线与样品表面法线间夹角不超过10°，积分球总开孔面积不超过积分球内反射总面积的10%，观测光束的任一光线与其光轴间夹角小于 5°，如上图d。

同样，对于透射样品CIE也推荐了三种标准照明与观察几何条件，如下图所示。

1.垂直/漫射（0/d）

照明光束光轴与样品法线夹角不应超过5°，照明光束任意光线与其光轴的夹角也不应超过5°，接收积分球内表面的漫射光线，如上图a所示。

2.漫射/漫射（d/d）

以积分球对样品进行漫射照明，并用另一个积分球收集透射光，如上图b所示。

3.垂直/垂直（0/0）

与0/d类似，测量光束与照明光束几何结构相同。如上图c所示。