Alterungskompensation elektronischer photometrischer Komponenten von Filmkameras: Photometrische Abweichungskorrekturtechniken für die Alterung von Cadmiumsulfid (CdS)-Fotowiderständen

1. Die Revolution der photoelektrischen Physik und die Dämmerung des CdS-Cadmiumsulfid-Fotowiderstands

Vor der Popularität von Silizium-Fotodioden (Silicon Blue Cell/SPD) verwendeten Kameras in den 1960er bis 1970er Jahren im Allgemeinen Cadmiumsulfid-Fotowiderstände (Cadmium Sulfid/CdS) als TTL-Messkern in der Kamera:

1. So funktioniert CdS:

• Cadmiumsulfid ist ein lichtempfindliches Halbleitermaterial;
• Wenn Photonen auf die Oberfläche des CdS-Kristalls treffen, wechseln die angeregten Valenzbandelektronen in das Leitungsband, wodurch der Innenwiderstandswert des Widerstands mit zunehmender Intensität des einfallenden Lichts stark abfällt;
• Die interne Batterie treibt den Mikroamperemeter-Zeiger an, um ihn abzulenken, und treibt den photometrischen Zeiger an, um ihn an der Geschwindigkeits-Aperturskala auszurichten.

2. Angeborene physische Defekte und Alterungsschicksal von CdS-Komponenten:

• Memory-Effekt (Lichtgedächtnis/Ermüdung): Wenn Sie sich nach der Lichtmessung bei extrem hellem Sonnenlicht oder reflektierenden Objekten sofort in einen dunklen Raum begeben, kann der CdS-Widerstand nicht sofort auf hohen Widerstand zurückkehren und es dauert mehrere Minuten, bis die normale Impedanz wiederhergestellt ist.
• Photozellendrift nach 40 Jahren: Unter langfristiger Feuchtigkeit, milder Hitze und schwacher Photosauerstoffalterung des Kristallgitters nimmt die Trägermobilität ab und die Widerstandsreaktionskurve driftet auf breiter Front nach oben!

2. Klinische und pathologische Merkmale des Alterns: Stark überbelichtete Photometrie, was zu einer Unterbelichtung des Films führt

1. Widerstandsabfall und Fehleinschätzung von starkem Licht:

• Nach der Alterung von CdS nimmt die Leitfähigkeitsempfindlichkeit gegenüber mittlerem und schwachem Beleuchtungslicht deutlich ab;
• Der von der fotometrischen Brücke der Kamera erfasste Strom ist zu gering (oder der Strom ist aufgrund der hohen Spannung einiger Quecksilberbatterien, die von 1,35-V- auf 1,5-V-Ersatzbatterien umgestellt wurden), zu hoch.
• Fatale Leistung: Die Kamera geht fälschlicherweise davon aus, dass „das Außenlicht extrem hell ist“, und gibt im automatischen Modus (A/P) eine unglaublich kurze Verschlusszeit an (z. B. sollte sie 1/60 Sekunde betragen, aber die Kamera schätzt das falsch ein und gibt 1/250 Sekunden an);
• Verarbeitungsergebnisse: Der Film ist extrem schwach und transparent, mit einem erheblichen Mangel an Dichte. Die dunklen Bereiche sind komplett schwarz und haben keine Schichten. Die gesamte wichtige Filmrolle ist um 1 bis 2 Blenden unterbelichtet!

3. Kalibrierung gegen moderne Messgeräte

Machen Sie niemals Fotos, die auf Ihrem Gefühl basieren. Es dauert nur 10 Minuten, die genaue Abweichung eines alternden Kameragehäuses zu messen:

1. Standard-Referenz-Benchmark-Vorbereitung:

• Bereiten Sie eine standardmäßige 18 %-Graukarte vor;
• Nehmen Sie eine moderne Digitalkamera oder ein professionelles Handlichtmessgerät (z. B. Sekonic L-308) zur Hand und stellen Sie die Empfindlichkeit auf ISO 400 ein;
• Zielen Sie auf die Graukarte für die Messung bei gleichmäßiger und stabiler Innenbeleuchtung und lesen Sie den Referenzbelichtungswert ab (vorausgesetzt, die gemessene Referenz lautet: „f/4, 1/60s“).

2. Testen Sie die Voreingenommenheit der alten Kamera:

• Stellen Sie den Empfindlichkeitsregler einer alten Filmkamera mit neuen Batterien auf ISO 400 und die Blende auf f/4;
• Zielen Sie auf die gleiche 18 %-Graukarte und beobachten Sie die vom Belichtungsmesser der Kamera angezeigte Verschlusszeit.
• Abweichungsberechnungsformel:
• Wenn der Belichtungsmesser der alten Kamera „1/125 s“ anzeigt (einen ganzen Schritt schneller als der Benchmark): bedeutet dies, dass die Messung +1,0 EV zu hoch ist, was zu einer -1,0 EV Unterbelichtung führt;
• Wenn der Belichtungsmesser der alten Kamera „1/250s“ anzeigt, bedeutet das, dass die Messung um +2,0 EV zu hoch ist, was zu -2,0 EV ernsthafter Unterbelichtung führt!

4. Drei wichtige Kompensationskalibrierungs- und elektrische Notfallpläne

1. Option A: Umkehrkompensationsmethode mit ISO-Empfindlichkeitsrad (die eleganteste, keine Kosten):

• Betriebslogik: Ausgleich der CdS-Alterungsverzerrung durch absichtliches „Betrügen“ der aktuellen Filmempfindlichkeit der Kamera;
• Vergütungsvergleichstabelle:
• Wenn Sie ISO 400-Film in das Gehäuse laden:
• Wenn die Alterung der Messung zu einer Unterbelichtung um eine Stufe führt: Senken Sie den ISO-Einstellknopf am Gehäuse aktiv auf ISO 200;
• Wenn durch Alterung der Belichtungsmessung eine Unterbelichtung um 2 Blendenstufen entsteht: ISO-Einstellrad am Gehäuse aktiv auf ISO 100 senken!
• Nachdem die Kamera ein Signal mit niedrigem ISO-Wert empfängt, erhöht das variable Potentiometer in der Kamera automatisch die Impedanz und verlangsamt die Verschlusszeit zwangsweise wieder auf die echte 1/60 Sekunde. Die Belichtung ist so genau wie eh und je!

2. Option B: Änderung der Abwärtsdiode der Quecksilberbatteriespannung (Diode Mod):

• Viele ältere Kameras waren ursprünglich für die Verwendung hochgiftiger Quecksilberbatterien vom Typ PX625 mit 1,35 V ausgelegt (die Produktion wurde mittlerweile vollständig eingestellt).
• Bei direktem Einbau in eine moderne 1,5-V-Alkali- oder Silberoxidbatterie führen die zusätzlichen 0,15 V direkt zu einem Ungleichgewicht der CdS-Photometriebrücke;
• Schließen Sie eine Schottky-Diode (z. B. BAT43 oder 1N5711) in Reihe an die positive Elektrode des Batteriefachs an und nutzen Sie den natürlichen Durchlassspannungsabfall der Diode von 0,15 bis 0,2 V, um 1,5 V genau auf 1,35 V zu zerlegen und so Spannungsabweichungen vollständig zu beseitigen.

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