「色差儀與分光測色儀有什麼不同？」

色差儀與分光測色儀有什麼不同？

色差儀與分光測色儀都可以用來量測物體顏色，但兩者最大的差別，在於取得顏色資訊的方式不同。

簡單來說：

色差儀主要直接取得色彩座標與色差數值；分光測色儀則先量測物體的光譜資料，再計算各種色彩數值。

因此，如果只是快速確認產品顏色是否接近標準色，色差儀通常已經足夠；如果需要更完整的色彩分析、不同光源模擬、同色異譜判斷或高精度品質管理，則通常應使用分光測色儀。

1. 色差儀是怎麼量顏色的？

一般三刺激值式色差儀（Tristimulus Colorimeter）會利用感測器與濾光系統，模擬 CIE 標準觀察者的色彩反應，再直接取得：

X、Y、Z
L*a*b*
L*C*h
ΔL*
Δa*
Δb*
ΔE

等色彩數據。

CIE 將 colorimeter 定義為「用於量測色度量，例如色刺激三刺激值的儀器」。這項定義收錄於 CIE S 017:2020 International Lighting Vocabulary。(CIE)

ASTM 也有專門針對三刺激值色差儀的標準：

ASTM E1347-06(2020)
Standard Test Method for Color and Color-Difference Measurement by Tristimulus Colorimetry

該方法明確用於三刺激值色差儀，也就是常稱的 color-difference meter。(美國材料試驗協會)

因此，色差儀適合：

生產線快速檢查、標準品與樣品比較、一般 Pass／Fail 判定，以及不需要完整光譜分析的應用。

2. 分光測色儀是怎麼量顏色的？

分光測色儀（Spectrophotometer）不是只得到一組 L*a*b* 數值，而是先量測樣品在不同波長下的反射率或透射率。

例如在可見光範圍內，可建立：

波長 λ → 光譜反射率 R(λ)

形成完整的光譜反射曲線。

接著再把這些光譜資料與：

CIE 標準光源＋CIE 標準觀察者

結合，計算出：

XYZ
Yxy
L*a*b*
L*C*h
ΔE
黃度、白度
同色異譜相關指標
不同標準光源下的色彩數值

ASTM E1164-23 指出，利用光譜資料取得 CIE 三刺激值及其他物體色彩座標，是最一般且可靠的方法之一；該標準同時規範光譜儀器的量測條件、校正程序與材料標準。(ASTM Store)

3. 最核心的差別：有沒有「光譜資料」

這是兩種儀器最重要的區別。

比較項目	色差儀	分光測色儀
Lab*	可以	可以
ΔE	可以	可以
XYZ	可以	可以
完整光譜反射率	沒有	可以
不同標準光源重新計算	受限制	可以
同色異譜分析	不適合	適合
配色／色彩分析	較有限	適合
跨工廠高精度管理	視需求而定	較適合
價格與操作複雜度	較低	較高

ASTM E1164-23 也特別區分 spectrometer 與 spectrocolorimeter：前者可輸出光譜資料；部分 spectrocolorimeter 雖以分光原理工作，但可能只輸出計算後的色度資料。(ASTM Store)

4. 為什麼分光測色儀可以模擬不同光源？

因為分光測色儀保留了樣品的光譜反射率。

有了 R(λ) 後，就可以配合不同標準光源的光譜功率分布，以及 CIE 標準觀察者的色匹配函數，重新計算顏色。

因此同一個樣品可以分析：

D65／10°

D50／2°

A／10°

等不同條件。

這對判斷「同色異譜」特別重要。

兩個樣品在 D65 下可能具有很接近的 L*a*b*，但因為兩者的光譜反射曲線不同，換到 A 光源後就可能產生明顯色差。

只比較單一 L*a*b* 數值，無法完整看出這種差異。

5. 色差儀是不是比較不準？

不能直接這樣理解。

「色差儀」和「分光測色儀」主要代表不同的量測原理與用途，並不是簡單的「低精度 vs. 高精度」。

高品質色差儀在固定條件下做快速品質控制，可以有很好的重複性。

真正的差別在於：

色差儀主要回答：這兩個顏色差多少？

而分光測色儀除了回答：

這兩個顏色差多少？

還可以回答：

為什麼不同？

不同波長反射率差在哪裡？

換成 D65、A 或其他光源後會不會改變？

兩個樣品是否有同色異譜？

所以需要進一步分析時，分光測色儀提供的資訊會完整很多。

6. 什麼情況使用色差儀比較適合？

如果需求主要是：

ΔE 要求不嚴格的情況下
只看 ΔE
操作人員希望簡單使用

通常可以選擇色差儀。

例如：

塑膠成品快速確認、包裝顏色檢查、簡易來料檢驗，以及不需要分析光譜曲線的產品。

PS:如果有上下游關係，優先確認使用的設備。

7. 什麼情況應該使用分光測色儀？

以下情況通常建議使用分光測色儀：

需要完整光譜反射率

例如配色、材料分析與色彩研究。

需要不同標準光源比較

例如 D65、D50、A 等不同光源條件。

需要判斷同色異譜

兩個樣品在某個光源下相同，但換光源後顏色不同。

需要跨工廠色彩標準

例如總公司建立標準色，再由台灣、中國、越南或供應商共同使用。

需要較嚴格的器間差與重複性

例如汽車、電子、塗料及塑膠供應鏈。

需要 SCI／SCE

例如區分材料本色與表面光澤差異。

需要透明或半透明樣品量測

這時通常需要具透射量測能力的桌上型分光測色儀。

8. 光學結構也很重要

不管色差儀還是分光測色儀，都不能只看「是不是分光式」。

還要確認儀器採用的量測幾何，例如：

d:8 積分球

可使用 SCI／SCE，常用於塑膠、塗料、紡織、紙張及一般工業色彩管理。

45°:0°

以 45°方向照明、0°接收，較容易反映實際表面外觀。

0°:45°

與 45°:0° 原理相反，亦屬雙向光學幾何。

目前 ASTM E12.02 所列有效標準包括：

ASTM E1331-15(2023)
適用於使用半球／積分球幾何的反射率與色彩分光量測。

ASTM E1349-06(2022)
適用於 45°:0° 或 0°:45°雙向幾何的分光反射率與色彩量測。(美國材料試驗協會)

因此，不同幾何結構的儀器即使都顯示 L*a*b*，數值也不一定可以直接互相比較。

9. Lab* 的國際標準

無論使用色差儀或分光測色儀，最常見的色彩表示方式之一都是 CIE L*a*b*。

目前正式國際標準為：

ISO/CIE 11664-4:2019
Colorimetry — Part 4: CIE 1976 L*a*b* colour space

該標準規範 CIELAB L*、a*、b* 的計算方式，並包含以該空間中的距離表示色差的方法。此版本在 2024 年完成系統性審查並獲確認繼續有效。(ISO)

因此，色差儀和分光測色儀最後都可能顯示相同形式的 L*a*b*，但兩者取得這些數值的原始資訊不同。

色差儀與分光測色儀怎麼選？

可以用一個簡單原則判斷：

只需要快速知道「差多少」 → 色差儀

需要知道「顏色是怎麼形成、不同光源會怎樣、光譜差在哪裡」 → 分光測色儀

如果只是現場快速品管，色差儀通常較簡單。

如果要建立企業色彩標準、跨工廠數據管理、配色、同色異譜分析或高精度品質控制，分光測色儀通常更適合。

對工業色彩管理而言，選型時也不應只看「色差儀或分光測色儀」這一個名稱，還應同時確認：

光學結構、量測口徑、SCI／SCE、光譜範圍、重複性、器間差、反射／透射能力，以及是否符合實際產品與國際標準。

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