Компенсация старения электронных фотометрических компонентов пленочных камер: методы коррекции старения фоторезисторов на основе сульфида кадмия (CdS)

1. Революция в фотоэлектрической физике и закат фоторезистора на основе сульфида кадмия CdS

До популярности кремниевых фотодиодов (Silicon Blue Cell/SPD) в камерах с 1960-х по 1970-е годы обычно использовались фоторезисторы на основе сульфида кадмия (Cadmium Sulfide/CdS) в качестве измерительного ядра TTL в камере:

1. Как работает CdS:

• Сульфид кадмия – полупроводниковый светочувствительный материал;
• Когда фотоны попадают на поверхность кристалла CdS, возбужденные электроны валентной зоны переходят в зону проводимости, в результате чего значение внутреннего сопротивления резистора резко падает по мере увеличения интенсивности падающего света;
• Внутренняя батарея приводит в движение указатель микроамперметра, а фотометрический указатель выравнивает его по шкале светосилы.

2. Врожденные физические дефекты и старение компонентов CdS:

• Эффект памяти (световая память/усталость): после измерения освещенности при очень ярком солнечном свете или отражающих объектах, если вы сразу же перейдете в темную комнату, резистор CdS не сможет мгновенно вернуться к высокому сопротивлению, и потребуется несколько минут, чтобы вернуться к нормальному сопротивлению;
• Дрейф фотоэлемента через 40 лет: при длительной влажности, умеренном нагревании и слабом фотокислородном старении кристаллической решетки подвижность носителей уменьшается, и кривая отклика сопротивления смещается вверх по всем направлениям!

2. Клинические и патологические характеристики старения: Сильная переэкспонированная фотометрия, приводящая к недодержке пленки.

1. Спад сопротивления и неверная оценка сильного света:

• После старения CdS чувствительность проводимости к свету средней и низкой освещенности значительно снижается;
• Ток, обнаруживаемый фотометрическим мостом камеры, слишком мал (или ток слишком велик из-за высокого напряжения некоторых ртутных батарей, переоборудованных с 1,35 В на сменные батареи 1,5 В);
• Фатальная производительность: камера ошибочно полагает, что «внешний свет очень яркий» и выдает невероятно короткую выдержку в автоматическом режиме (A/P) (например, она должна составлять 1/60 секунды, но камера ошибается и дает 1/250 секунды);
• Результаты обработки: Пленка чрезвычайно слабая и прозрачная, с серьезной недостаточной плотностью. Темные области полностью черные и не имеют слоев. Весь важный рулон пленки недоэкспонирован на 1-2 ступени!

3. Калибровка по современному измерителю

Никогда не делайте фотографии, основываясь на своих чувствах. Чтобы измерить точное отклонение стареющего корпуса камеры, требуется всего 10 минут:

1. Подготовка стандартного эталонного теста:

• Подготовьте стандартную серую карту 18%;
• Возьмите современную цифровую камеру или профессиональный портативный экспонометр (например, Sekonic L-308) и установите чувствительность ISO 400;
• Наведите курсор на серую карту для замера при равномерном и стабильном освещении в помещении и считайте эталонное значение экспозиции (при условии, что измеренное эталонное значение равно: f/4, 1/60 с);

2. Проверьте предвзятость старой камеры:

• Установите шкалу чувствительности старой пленочной камеры со свежими батарейками на ISO 400 и диафрагму на f/4;
• Нацельтесь на ту же серую карту 18% и наблюдайте за выдержкой, указанной экспонометром камеры;
• Формула расчета отклонения:
• Если экспонометр старой камеры показывает «1/125 с» (на целую ступень быстрее эталонного значения): это означает, что экспозамер на +1,0 EV слишком высокий, что приведет к недодержке -1,0 EV;
• Если экспонометр старой камеры показывает «1/250 с»: это означает, что замер слишком высок на +2,0 EV, что приведет к серьезной недодержке -2,0 EV!

4. Три основных плана компенсационной калибровки и аварийного электроснабжения.

1. Вариант A: метод обратной компенсации шкалы чувствительности ISO (самый элегантный и нулевой):

• Логика работы: компенсируйте смещение старения CdS путем намеренного «обмана» текущей чувствительности пленки камеры;
• Сравнительная таблица компенсаций:
• При загрузке пленки ISO 400 в корпус:
• Если старение замера приводит к недодержке на 1 ступень: активно опустите диск ISO на теле до ISO 200;
• Если замер старения приводит к недодержке на 2 ступени: активно опустите диск ISO на теле до ISO 100!
• После того, как камера получает сигнал низкого значения ISO, регулируемый потенциометр в камере автоматически увеличивает сопротивление и принудительно замедляет выдержку до истинной 1/60 секунды. Экспозиция точная, как никогда!

2. Вариант B: Модификация диода, понижающего напряжение ртутной батареи (Diode Mod):

• Многие старые камеры изначально были разработаны для использования высокотоксичных ртутных батарей PX625 напряжением 1,35 В (в настоящее время полностью сняты с производства);
• При установке непосредственно в современную щелочную или серебряно-оксидную батарею напряжением 1,5 В дополнительные 0,15 В непосредственно разбалансируют мост фотометрической схемы CdS;
• Подключите диод Шоттки (например, BAT43 или 1N5711) последовательно к положительному электроду батарейного отсека и используйте естественное падение напряжения прямой проводимости диода 0,15–0,2 В, чтобы точно снизить напряжение с 1,5 В до 1,35 В, полностью устраняя отклонение напряжения.

---