Alterungskalibrierung des photometrischen Filmkörpersystems und charakteristische Unterschiede zwischen Cadmiumsulfid (CdS) und blauer Silizium-Fotodiode (SPD).

Die physikalische und chemische Natur und Lebensdauer der ersten und zweiten Generation photometrischer Sensoren

Die kamerainterne TTL-Messung in Filmkameras erlebte in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zwei Halbleiterrevolutionen:

1. Cadmiumsulfid-Fotowiderstand (CdS – Cadmiumsulfid, beliebt in den 1960er und 1970er Jahren):

• Repräsentative Modelle: Olympus OM-1, Canon FTb/AE-1, Nikon FTn/F2 Photomic-Messkuppel, Pentax Spotmatic.
• Physikalischer Leitungsmechanismus: Der Cadmiumsulfid-Kristall erhält eine Photonenanregung durch sichtbares Licht, die Valenzbandelektronen gehen in das Leitungsband über und der Widerstandswert fällt stark ab.
• Fataler Fehler – Memory-Effekt/Lichthysterese: Wenn Sie Licht bei hellem Sonnenlicht messen würden, würde es mehrere zehn Sekunden dauern, bis sich die Elektronik im Cadmiumsulfid rekombiniert. Wenn Sie sich dann an einen dunklen Ort wenden, um das Licht zu messen, kann der Widerstand nicht sofort zurückspringen, was dazu führt, dass der Belichtungsmesser den Belichtungsbedarf erheblich unterschätzt (und feststellt, dass die Umgebung heller ist als sie tatsächlich ist, was zu einem stark unterbelichteten Film führt).
• Alterungsverschlechterung: Nach einem halben Jahrhundert der Oxidation von Luftspuren und der Alterung des Gitters der lichtempfindlichen Schicht verschiebt sich der CdS-Widerstand, was sich normalerweise in einem Verlust der Empfindlichkeit bei schwachem Licht oder einer Gesamtverdunkelung von 1–2 EV äußert.

2. Blaue Silizium-Fotodiode (SPD – Silizium-Fotodiode, beliebt von den 1980er Jahren bis heute):

• Repräsentative Modelle: Nikon FE2/FM2n/F3, Canon New F-1, Minolta X-700, Leica M6.
• Physikalischer Mechanismus: Durch Nutzung des photovoltaischen Effekts des Silizium-P-N-Übergangs beträgt die lichtempfindliche Reaktionszeit nur Mikrosekunden (ohne Speicherverzögerung). Die allergische Reaktion von Silizium auf Infrarotlicht wird durch einen oberflächenbeschichteten blauen Filmfilter korrigiert, der in hohem Maße mit der Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges im photopischen Spektrum übereinstimmt. Die Alterungsrate ist extrem langsam und die Halbwertszeit beträgt mehr als mehrere Jahrzehnte.

2. Systematische Drift der Photometrie durch Unterbrechung der Quecksilberbatteriespannung

Die Photometrieschaltungen alter mechanischer Spiegelreflexkameras (wie OM-1, Canon F-1, Rollei 35) basieren meist auf der Wheatstone-Brücke, die stark auf die absolute Stabilität der Eingangsspannung angewiesen ist:

• Der ursprünglich entworfene Input war eine 1,35-V-Quecksilber/Quecksilber-Batterie (PX625/MR9) mit einer Entladekurve, die während ihrer gesamten Lebensdauer eine absolut gerade horizontale Linie war.
• Wenn moderne Player die üblichen 1,5-V-Alkali- oder Silber-Sauerstoff-Batterien (LR44/SR44) ersetzen, geht das Messsystem der Kamera aufgrund des Spannungsanstiegs von 0,15 V und des zu großen Brückenstroms fälschlicherweise davon aus, dass das Umgebungslicht äußerst ausreichend ist, wodurch die Belichtung automatisch reduziert wird, was zu einem stark unterbelichteten dunklen Film um 1,5–2 Blendenstufen führt!
• Perfekte Lösung:

1. Verwenden Sie die Kupferhülse des MR-9-Abwärtsadapters aus Metall mit integrierter Schottky-Diode, um die Spannung der 1,55-V-Silber-Sauerstoff-Batterie präzise auf konstante 1,35 V herabzusetzen.
2. Verwenden Sie eine 1,4-V-Zink-Luft-Hörgerätebatterie (Zinc-Air 675);
3. Entfernen Sie die untere Abdeckung und schließen Sie eine 1N5711-Schottky-Röhre mit Niederspannungsabfall in Reihe mit der Hauptphotometrieschaltung an, um die Hardware von Grund auf dauerhaft zu modifizieren.

3. Praktische Schritte zur Kalibrierung des Trimmpotentiometers (VR) im Rumpf

Für alte Rümpfe mit festen Abweichungen im Photometriekreis kann der Rumpftrimmerwiderstand kalibriert werden:

1. Standard-Referenzquellenvorbereitung:

• Bereiten Sie einen kalibrierten professionellen digitalen Belichtungsmesser (z. B. Sekonic L-308 / L-858) oder eine moderne digitale Spiegelreflexkamera/Mikrospiegelreflexkamera mit äußerst genauer Lichtmessung vor;
• Bereiten Sie ein Stück Standard-Foto-Graukarte mit 18 % (z. B. X-Rite- oder Kodak-Graukarte) vor und legen Sie es vertikal unter gleichmäßiges diffuses Licht.

2. Leseausrichtung und Referenzeinstellung:

• Stellen Sie den Basismesser auf ISO 100 ein und messen Sie die Basisbelichtung anhand einer Graukarte (zum Beispiel: f/8, 1/125s).
• Montieren Sie ein 50-mm-Standardobjektiv an der Filmkamera, stellen Sie die Blende auf f/8 ein, stellen Sie das ISO-Einstellrad am Gehäuse auf 100 ein und füllen Sie die Mitte des Objektivs mit einem 18 % grauen Rahmen.

3. Finden Sie den Potentiometer-Trimmer:

• Die meisten klassischen Kameragehäuse verfügen über variable Potentiometer (mit der Bezeichnung VR1/VR2, verantwortlich für die Neigung der hellen bzw. dunklen Bereiche) in der oberen oder unteren Abdeckung.
• Drehen Sie die Carbonfolie des Potentiometers vorsichtig mit einem antistatischen, nicht induktiven Kunststoffschraubendreher, um die Skala fein einzustellen, und achten Sie darauf, dass der Messzeiger im Sucher gerade auf der mittleren Skalenlinie bleibt oder die beiden grünen LED-Leuchten aufleuchten.

4. Zweipunktüberprüfung bei starkem und schwachem Licht: Wiederholen Sie den Test bei hellem Sonnenlicht (EV 15) und einem dunklen Raum (EV 6), um sicherzustellen, dass der vollständige Linearitätsfehler innerhalb von ±0,3 EV liegt.

4. Notfallkompensationsmethode, wenn die Maschine nicht zerlegt werden kann: Überschreiben Sie das ISO-Einstellrad

Wenn die alte Kamera nur einen festen Gesamtversatz hat und nicht über die Reparaturwerkzeuge zum Zerlegen verfügt:

• Wenn der gemessene Messzeiger 1 Blende über dem Standardwert liegt (was zu einer Unterbelichtung von 1 Blende führt): Wenn ein ISO-400-Film eingelegt ist, überschreiben Sie das ISO-Einstellrad am Kameragehäuse manuell auf ISO 200, um eine +1EV-Korrektur zu erzwingen.
• Wenn die gemessene Belichtung 1 Blende niedriger als der Standardwert ist (was zu einer Überbelichtung um 1 Blende führt): Stellen Sie beim Einlegen von ISO 400-Filmen das Kameragehäuse auf ISO 800 ein, um die Belichtung stark zu verringern.
• Tragen Sie eine mobile Mess-App (z. B. LightMeter/Cine Meter) als sekundäre Überprüfung bei sich, um die Verschwendung teurer Filme aufgrund von Messabweichungen zu vermeiden.

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