彩色密度计的发展现状及趋势

　　1　引　言

　　密度计是测量光学密度的光学仪器。光学密度是物体表面透射率或反射率的度量,用公式表示就是:

   （1）

式中,D为光学密度,ρ为物体的透射率或反射率。

　　密度计间接测量物体的吸收光量,然后用符合人们观察逻辑的数学形式表达出来。密度计总体上可分为透射密度计(测量透明物体的透射光)和反射密度计(测量非透明物体的反射光),按测量光的颜色又可分为黑白密度计和彩色密度计。反射密度计的结构原理图如图1所示,透射密度计与此类似,只要对结构稍加调整,测量透射光即可。黑白密度计的滤色片常常是一片式的,常称为黑度测量。例如:测量黑白照片、黑白底片密度。彩色密度计测量彩色光,通过红、绿、蓝三种滤色片后测量反射或透射光的红、绿、蓝三成分的光强,再通过逻辑或电子器件直接显示物体的三色密度。一般用DR、DG、DB表示,从中判断物体对这三种基本成分吸收的相对比例关系。因为光的吸收量与物体表面的颜料、染料、油墨等着色剂的浓度或厚度有一定的对应关系,所以可以根据密度值调整着色剂成分的相对比例,达到色彩的平衡、画面的逼真。从密度计的工作原理可以看出,密度计虽然测量的不是颜色,但是仍然可以作为颜色测量的一种工具。随着科技的发展,人们对颜色要求的日益增高,密度计已经成为颜色质量控制与管理的一种重要工具,已经广泛应用于印刷、摄影、医学、纺织等行业。特别是印刷摄影业的生产控制过程,密度计特别是彩色密度计已经成为必不可少的重要工具。

　　因为密度计制造商的使用目的和范围、实现条件各不相同,同一物体用不同的密度计测量常常会得到相异的密度值。为了便于交流,国际标准化组织对密度测量的光谱条件(ISO 5—3)、名词术语(ISO 5—1)、反射密度测量和透射密度几何条件(分别为ISO 5—4和ISO 5—2)作了规定。各国之间参照国际标准和国内密度测量所处的实际情况做出了自己的规定[1]。我国在20世纪90年代初也有了密度测量的标准,诸如:GB/T 12822—91、GB/T 12823—91、GB 11500—89、GB11501—89。各国制造商在密度的设计制造时,只要密度计的几何条件和光谱条件满足相应的标准,具体实现方法多种多样、日新月异。

　　本文从仪器的结构入手重点介绍其发展现状和趋势

　　2　彩色密度计的发展现状

　　从密度计的结构原理图来看,主要有四个重要构件:光源部分、分光元件、能量探测、数据处理及显示。

　　2.1　光源部分

　　彩色密度计特别是测量标准A状态、M状态、T状态密度类型的密度计中,要求光源在可见光范围380nm～780nm光谱连续且比较饱和,事实上光源在400nm～700nm范围内满足光谱条件,误差很小,也是可以应用的。现在彩色密度计所用光源一般是卤钨灯、卤素灯、2856K白炽灯、脉冲氙灯。所采用的卤钨灯和卤素灯电压一般是12V或15V、功率50W左右,这种型号的灯泡体积小,在可见光范围内光谱功率分布也比较饱和,所以经常用做仪器光源。缺点是温度高,要注意散热问题。2856K白炽灯比较接近标准光源A,是国际标准推荐用的光源。透射密度计一定要加红外滤色片进行降温,另外也是为了光谱条件的要求。脉冲氙灯亮度高、寿命长,最接近D65光源(最理想的光源色),是很理想的光源。但是价格昂贵,所以不经常应用。上述光源一般要有稳压控制电路,控制光能输出的稳定性,保证测量结果的重复性。