分光测色仪波长范围对测量结果的影响

分光测色仪作为颜色测量的光电仪器，为了保证测量精度的准确性，对其测量波长范围作了相应的规定，例如YL4660分光测色仪的测量波长范围为：400～700nm，10nm输出。本文介绍了分光测色仪测量波长范围及其对色度计算精度的影响。

分光测色仪测量波长范围是多少？

在CIE出版物No15.2（1986）推荐的三刺激值计算公式中，求和的波长范围为360～830nm，波长间隔为1nm。要求得准确的三刺激值就应按照上述要求进行。但目前市场上许多分光测色仪的测量范围仅为400～700nm，例如三恩时TS8210的测量波长范围就是400～700nm。由于两端波长范围的截去就会带来三刺激值的计算误差，在CIE出版物中指出：从实际目的出发，波长范围可取380～780nm；如果波长范围小于380～780nm，将会导致误差。

分光测色仪测量波长范围对色度计算精度的影响：

下表是采用某分光测色仪，按两种波长范围测试的三刺激值结果。

从表中可看出两者的三刺激值差异大些，色差也会大些，色坐标相差无几。因此，在具体问题中，如果认为这种误差可以忽略，则可以采用截短波长范围的方法，如果误差不能忽略，CIE推荐用外插法补齐两端数据，即让截去的测量数据等于最接近的端部测量数据，例如在400nm处ρ（λ）=15.38，则让360～400nm波长上所有的ρ（λ）都等于15.38。

将下列三刺激值计算式子：

改写成一般积分形式：

如果波长范围截短，即λＬ＞360nm，λU＜830nm，则：

产生的相对误差e为：

由上面三个式子可得：

计算表明：（1）波长范围取为380～780nm时计算三刺激值引起的最大误差也是很小的，而且这些误差主要来自短波截去的影响。（2）波长范围取为400～700nm时，有可能造成较大的误差；短波截去对z值影响最大，对Y值影响很小；长波截去对X值影响最大，对z值没有影响。因此，测色分光光度计的波长范围取为380～780nm较为适宜。

荧光材料的颜色特性也是用三刺激值和色品坐标表示的。荧光材料不仅能反射一部分照射光的光谱成分，而且在照明光的激发下它能发射一定成分的光谱，所以荧光材料的颜色决定于它反射和发射光谱的总和，即：

βＴ（λ）＝βＳ（λ）＋βＬ（λ）

式中βＴ（λ）为波长λ处的总光谱辐亮度因数；βＳ（λ）为波长λ处反射辐亮度因数；βＬ（λ）波长Ｌ处的荧光亮度因数。

荧光材料光谱特性的理想分析方法是双单色仪法：它通过激发单色仪给样品以某一单色光照射，然后用分析单色仪来测量可见波段各波长入的辐射度因数。

许多荧光样品在紫外光辐照下可以获得最大程度的激发，因此测色用荧光分光测色仪的波长范围一般为300～780nm。