色差仪将颜色转换为数据的原理

色差仪是一种精密的光学检测仪器，其内部结构较为简单，但是其颜色转化数据的原理还是较为复杂，我们一起来看看。

首先在色差仪中，有一个光电检测系统，包含固定的照明光源，其光线均匀的照射在被检测物上，该测试物的颜色在经过物镜成像在CCD元件处理，CCD输出反映物体大小或位置的脉冲信号，然后这个信号经过放大以及二值化处理送入微型处理器中，在有微型处理器进行数据的采集和处理，最终有显示或打印系统接收测量结果。

CCD传感器：电荷耦合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机

我们色差仪中CCD传感器工作它是将复杂的光信号转化为数字，我们假设成像系统的放大率为只有在视轴周围6~8度范围内的物体才能成清晰像，从而清晰的观察到物体。

最后要保证CCD传感器上的精度为δ’，δ’至少应为两个CCD像素元大小，即δ´=2σ   δ=2σ/β下图为光电检测系统的光学系统原理图，L3为成像物镜,被检测物体经L3以一准确的放大率成像在CCD光敏元件上。

而色差仪在使用过程中为了保证系统的测量精度，成像系统方法率和CCD传感器的使用时有非常严格的控制的。

光电检测系统的光学系统

该检测系统采用柯拉照明形式：如图所示，将L1定为照明系统的聚光镜，L2定为照明系统的场镜。

光源首先通过L1成像在L2的物方焦面处，然后经L2成像在无穷远，最后与成像物镜L3的入射光瞳重合。

表征照明系统传递光能量大小的拉赫不变量J1为：J1＝n1u1y1式中，其中n1为光源一侧的介质折射率；u1为聚光镜的孔径角；y1为光源灯丝的半高度。

表征成像物镜传递光能量大小的拉赫不变量J2为：J2＝n2u2y2式中n2为被检测物方的介质折射率；u2为物镜L3的数值孔径角；y2为被检测物体的半高度。

为使照明系统均匀照射物镜L3，使照明光线可以充满物镜L3的孔径角，照明的拉赫不变量应不小于成像系统的拉赫不变量，需要保障J1>J2在保证J1>J2的条件下，好似成本兼顾被照明视唱大小和物镜数值孔径角的匹配特性。

简单的说原理还是很简单，但是落实到具体的传感器原理及计算公式时会发现色差仪光信号转换成数据很复杂，而不同价位的色差仪在这转换的过程中就会不一样的传感器及其他的转换/传输元件都会让色差仪的测量数据精度和稳定性有所差距，像是TS7708是目前便携式分光色差仪中精度十分的手持式色差仪，价格就在3万元多，而台式的可达6万元，区别就在内部的一些元件有一定的差距，而造假差距就更大了。