林上科技榮獲《一種測色儀》實用新型專利，專利號“ZL 2020 2 0036985.4”。這是一種對于色差儀內部的積分球和檢測光路的結構設計，整體結構包括積分球、連續譜光源、顏色測量設備和漫反射膜片。

d/8°積分球測色結構是怎么工作的？

《一種測色儀》采用的是d/8°(SCI)結構，即漫射照明/8°接收，包含鏡面反射光。

把待測樣品放在積分球的采樣孔位置，點擊“測量”，連續譜光源的光束就會打在積分球內壁，經過不斷反射形成漫反射光，從多個方向均勻照到樣品表面。顏色探測器接收樣品反射回來的光線并計算Lab顏色值。

漫射照明有一個好處是只要采樣孔徑按著的位置不變，即使儀器旋轉到不同的方向測量，顏色數據也可以保持一致。

漫反射膜片代替噴涂式漫反射涂層

這項專利對積分球結構有一個比較明顯的改動是用漫反射膜片貼合積分球內壁的方法，替代傳統積分球在內壁噴涂硫酸鋇、氧化鎂之類的漫反射材料。

采用熱成型工藝制備并在相應孔徑位置預留好缺口的漫反射膜片，制造成本降低，而且可以避免在積分球孔壁上留下漫反射材料。積分球上至少需要開三個孔：采樣孔徑、第一探測孔徑、入光孔徑。林上積分球色差儀還增加了第二探測孔徑。在噴涂漫反射涂層時，漫反射材料有可能會留在孔徑側壁，這樣部分光線可能會先照到孔壁上，再進入探測器。這些并不是正常的樣品反射光，會干擾最終測量結果。

《一種測色儀》專利結構與光路布局

林上積分球開的孔徑大致位置如下：

采樣孔徑在積分球下方，用來對準被測樣品。

第一探測孔徑在樣品表面法線8°夾角的位置，第一顏色測量設備正對著第一探測孔徑，接收樣品反射光。在第一探測孔徑和第一測量設備之間設置了帶齒狀凸起的消光管，降低非正常方向光線在管道內部多次反射后進入傳感器的概率，只接收樣品表面法線8°夾角的反射光。

第二探測孔位于積分球的正側面，第二測量設備正對著第二探測孔，接收積分球內部漫反射膜片的反射光，

入光孔同樣位于積分球的正側面，圍繞著第二探測孔；連續譜光源和第二顏色測量設備設置在同一塊PCB板上，圍繞第二顏色測量設備排列，正對著入光孔。這個位置可以讓光束直射的位置避開采樣孔和第一探測孔，減少樣品的鏡面反射和光線直接進入探測器造成的干擾。

完整測色過程如下：

連續譜光源發光，光線通過入光孔進入積分球照在積分球內壁的漫反射膜片上，在積分球內部形成漫射光。一些漫射光經過第二探測孔被第二顏色探測器接收，用于分析光源輸出狀態是否有變化。

還有一些漫射光照射到采樣孔處的被測樣品，樣品表面產生反射光，其中一部分光通過第一探測孔，經過耦合透鏡進行光學成像。透鏡聚集的光線會經過兩道光闌組成的成像光闌，這兩道光闌是用來限制視場和過濾雜光的，而耦合透鏡聚集的光線正好可以穿過去落在對面的均光玻璃上。均光玻璃能夠讓光斑內部的光強更均勻，避免樣品不同位置的照度差異影響測量結果。最后光線穿過均光玻璃進入第一顏色探測器，第一顏色探測器分析計算得到樣品的顏色數據。值得注意的是第一顏色探測器實際檢測的區域是小于采樣孔的區域的，避免了采樣孔邊緣或積分球漫反射膜片的光線進入探測器。

產品應用實例解析

林上實用新型專利《一種測色儀》的結構目前已經用在LS171、LS173、LS176、LS177等多款d/8°積分球色差儀產品中，并應用于高校科研、工業生產等使用場景。

在高校材料研究中，延安大學研究人員在《發光學報》上的關于KSr?Nb?O??基陶瓷光致變色的論文中使用LS173色差儀測量樣品光致變色前后的Lab值。

在《Agronomy》期刊上，常州大學研究人員通過LS177色差儀獲得熱處理生物質的Lab顏色數據和色差值ΔE，研究熱處理對玉米秸稈、稻草、花生殼等材料顏色變化的影響。

水羊化妝品制造有限公司在《一種低殘留的潔面組合物及其制備方法》專利實驗中，將潔面產品用于受試者前臂皮膚，通過靛藍胭脂紅染料水溶液染色并洗凈后，使用LS171測量皮膚Lab和ΔE數據，通過色差變化評價潔面產品清洗后的表面活性劑殘留情況。

在《色母粒組合物及其制備方法與相應的聚烯烴制品》中，廣東海興塑膠有限公司采用林上LS173色差儀檢測色母粒與聚丙烯顆粒混合注塑成型后的樣品條色差，以及經過1000小時紫外老化后的色差，分析色母粒的耐候性。

《一種測色儀》實用新型專利主要從儀器內部入手優化光學結構。在這個硬件結構基礎上，林上科技還獲得了《一種測色儀和顏色測量方法》發明專利，兩項專利分別從儀器結構和測量方法兩個方向展開。