色差儀是一種精密的光學檢測儀器，其內部結構較為簡單，但是其顏色轉化數據的原理還是較為復雜，我們一起來看看。

首先在色差儀中，有一個光電檢測系統，包含固定的照明光源，其光線均勻的照射在被檢測物上，該測試物的顏色在經過物鏡成像在CCD元件處理，CCD輸出反映物體大小或位置的脈沖信號，然后這個信號經過放大以及二值化處理送入微型處理器中，在有微型處理器進行數據的采集和處理，最終有顯示或打印系統接收測量結果。

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CCD傳感器：電荷耦合器件圖像傳感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導體材料制成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器芯片轉換成數字信號，數字信號經過壓縮以后由相機內部的閃速存儲器或內置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機

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我們色差儀中CCD傳感器工作它是將復雜的光信號轉化為數字，我們假設成像系統的放大率為只有在視軸周圍6~8度范圍內的物體才能成清晰像，從而清晰的觀察到物體。

最后要保證CCD傳感器上的精度為δ’，δ’至少應為兩個CCD像素元大小，即δ′=2σ ??δ=2σ/β下圖為光電檢測系統的光學系統原理圖，L3為成像物鏡,被檢測物體經L3以一準確的放大率成像在CCD光敏元件上。

而色差儀在使用過程中為了保證系統的測量精度，成像系統方法率和CCD傳感器的使用時有非常嚴格的控制的。

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光電檢測系統的光學系統

該檢測系統采用柯拉照明形式：如圖所示，將L1定為照明系統的聚光鏡，L2定為照明系統的場鏡。

光源首先通過L1成像在L2的物方焦面處，然后經L2成像在無窮遠，最后與成像物鏡L3的入射光瞳重合。

表征照明系統傳遞光能量大小的拉赫不變量J1為：J1＝n1u1y1式中，其中n1為光源一側的介質折射率；u1為聚光鏡的孔徑角；y1為光源燈絲的半高度。

表征成像物鏡傳遞光能量大小的拉赫不變量J2為：J2＝n2u2y2式中n2為被檢測物方的介質折射率；u2為物鏡L3的數值孔徑角；y2為被檢測物體的半高度。

為使照明系統均勻照射物鏡L3，使照明光線可以充滿物鏡L3的孔徑角，照明的拉赫不變量應不小于成像系統的拉赫不變量，需要保障J1>J2在保證J1>J2的條件下，好似成本兼顧被照明視唱大小和物鏡數值孔徑角的匹配特性。

簡單的說原理還是很簡單，但是落實到具體的傳感器原理及計算公式時會發現色差儀光信號轉換成數據很復雜，而不同價位的色差儀在這轉換的過程中就會不一樣的傳感器及其他的轉換/傳輸元件都會讓色差儀的測量數據精度和穩定性有所差距，像是TS7708是目前便攜式分光色差儀中精度十分的手持式色差儀，價格就在3萬元多，而臺式的可達6萬元，區別就在內部的一些元件有一定的差距，而造假差距就更大了。