光柱鐳射紙顏色測量方法的比較

李雙勁+王靈芳+黃敏

光柱鐳射紙憑借炫麗的亮彩虹效果而受到包裝印刷行業的青睞，特別是在煙、酒和化妝品等包裝領域得到了廣泛應用。在采用光柱鐳射紙進行印刷之前，技術人員首先需要確定同一批次或不同批次光柱鐳射紙的顏色是否一致，但光柱鐳射紙炫麗的亮彩虹效果給測量帶來了一定的困擾，不同顏色測量儀器的顏色測量結果具有很大的差異性，且重復性也較差。因此，目前印刷企業常采用目視觀察法對光柱鐳射紙的彩虹光柱和色差進行比較，但目視觀察法往往會受到主觀因素的影響，穩定性和一致性差。為此，尋求一種客觀的測量方法迫在眉睫。

本文以3種不同測量條件的分光光度計X-Rite 7000A、X-Rite MA68Ⅱ和X-Rite SpectroEye為例，對光柱鐳射紙的顏色測量方法進行探析，幫助印刷企業把好質量關。

不同顏色測量儀器的測量條件

X-Rite 7000A積分球式分光光度計采用漫反射光源照射，在某一固定角度接收輸出光，如圖1a所示。該儀器有包含鏡面反射（SCI）和排除鏡面反射（SCE）兩種測量條件，還有圓形大測量孔徑（LAV）和橢圓形小測量孔徑（SAV）可供選擇，顏色測量模式如表1所示。其中，大孔徑的直徑為25.4mm，小孔徑的尺寸為7.5mm×10mm。

X-Rite MA68Ⅱ多角度分光光度計光源的照射方向與被測樣品法線的夾角為45°，接收方向與鏡面反射光的夾角分別為15°、25°、45°、75°和110°，如圖1b所示。

X-Rite SpectroEye分光光度計采用環形光源照射，光源與被測樣品的夾角為45°，接收角度為0°，如圖1c所示。

為統一比較，3種顏色測量儀器選用的光譜測量范圍為400～700nm，光譜采樣間隔為10nm。

光柱鐳射紙的顏色測量

由于光柵的衍射作用，光柱鐳射紙在不同觀察角度可呈現彩虹光柱的效果（如圖2所示），其中標注的L為某一方向光柱鐳射紙上兩條相鄰光柱的間隔。

為方便比較，在顏色測量時，按照平行光柱方向（X方向）和垂直光柱方向（Y方向）來劃分一張光柱鐳射紙，隨后如圖3所示取不同的測量采樣點。其中，A、B、C、D、E為X方向上的采樣點編號，1～11為Y方向上的采樣點編號。這樣，不同采樣點即可用字母和數字的組合來表示，如A-3、C-7、D-2、E-9等。

顏色測量結果比較分析

以相鄰兩條光柱為基準，在光柱鐳射紙的X方向和Y方向上分別進行測量，測量值為CIE1976L*a*b*色度空間下的L*、a*、 b*值，隨后分別比較3種儀器的顏色測量結果。需要注意的是，在沿X方向和Y方向上的采樣位置進行測量時，須保證分光光度計和光柱鐳射紙的平面夾角保持不變。

1.X-Rite 7000A的測量結果

由于X-Rite 7000A采用漫反射光源照射，因此其探測到的光譜反射曲線幾乎是一條直線，即測到的是中性色，如圖4所示。

從實驗結果來看，在模式1下，包含鏡面反射光（SCI）大孔徑（LAV）所探測到的光譜信息更為穩定。其中，X方向上的色度值較為一致，以每條光柱的第一個測量點為參照，平均色差為0.23，最大色差為0.54；在相鄰兩條光柱之間，沿Y方向測量時，以第一個測量點為參照，平均色差為0.94，最大色差為1.78，Y方向上采集到的色度值圍繞非彩色中性灰點[a*，b*]=[0，0]呈現周期性變化，同時，a*值和b*值隨Y方向采樣位置的變化而變化，且滿足線性關系。

2.X-Rite MA68Ⅱ的測量結果

根據光柵衍射原理，不同探測角度對應不同衍射角度，對可見光范圍內不同波段響應的光譜能量也不盡相同，如圖5所示。在相同的探測角度上，X方向上的光譜反射能量較為一致（如圖6所示），而Y方向上的光譜反射能量則存在很大差異（如圖7所示），因此X-Rite MA68Ⅱ并不適合光柱鐳射紙的顏色測量。然而，結合光柵方程，通過對X-Rite MA68Ⅱ測量的光譜信息進行分析，可以得到光柱鐳射紙不同位置的光柵常數和光柵條紋的相對刻劃方向。

3.X-Rite SpectroEye的測量結果X-Rite SpectroEye內部采用環形光源45°照射，根據光柵衍射原理，當光柵常數為1μm、衍射角度為0°時，探測到的是波長680nm左右的紅光。而實際上，在光柱鐳射紙表面任意位置進行測量時，探測到的光譜峰值也在680～700nm之間，只是光譜能量會隨采樣位置的變化而有所不同。沿X方向測量時，發現光譜曲線具有較好的一致性（如圖8所示），有相同的能量分布；而沿Y方向測量時，其光譜能量分布卻有較大差異，如圖9所示。

通過選用3種不同測量條件的顏色測量儀器對光柱鐳射紙進行顏色測量，所得到的顏色測量結果表明：積分球式分光光度計在包含鏡面反射（SCI）大孔徑（LAV）顏色測量模式下的測量精度較高，比較適合光柱鐳射紙的顏色測量；多角度分光光度計適合測量光柱鐳射紙的光柵常數和光柵條紋的相對刻劃方向；環形光源分光光度則不建議用于光柱鐳射紙的顏色測量。endprint