फोटोइलेक्ट्रिक सेल की तीन पीढ़ियों ने हैंड-हेल्ड और इन-कैमरा एक्सपोज़र मीटर को शक्ति दी है, और हर एक अलग तरह से चूकता है। मीटर उतना ही ईमानदार होता है जितना उसकी सेल — और Selenium, कैडमियम सल्फाइड और silicon के बीच का अंतर कोई पुरातन जिज्ञासा नहीं है: यह तय करता है कि क्या किसी धुंधले इंटीरियर में, टंगस्टन रोशनी के नीचे, या सेल को एक मिनट आसमान की तरफ़ करने के ठीक बाद सुई पर भरोसा किया जा सकता है। गलत पड़े तो वह त्रुटि नेगेटिव में बेजगह छाया बन जाती है। एक बिना-करेक्टेड silicon मीटर को Tri-X पर टंगस्टन रोशनी वाले कमरे की तरफ़ इशारा करें और वह उस infrared को पढ़ लेगा जिसे फ़िल्म देख ही नहीं सकती — तेज़ एक्सपोज़र की सिफारिश करेगा और आपकी ज़ोन III शैडो डिटेल को ज़ोन II की तरफ़ धकेल देगा। वह फैसला फोटोग्राफर का नहीं, सेल का था।

Selenium: सेल्फ-पावर्ड, आँख से मेल खाती, अँधेरे में अंधी

Selenium सेल पहली व्यावहारिक एक्सपोज़र-मीटर सेल थी, जिसे Rhamstine और Weston ने 1930 के दशक की शुरुआत में Weston Electrical Instrument Corporation के ज़रिए पेश किया; Weston Master सीरीज़ इसका प्रामाणिक रूप बन गई। यह एक फोटोवोल्टेइक सैंडविच है: एक लोहे की बेस प्लेट, Selenium की एक परत, और ऊपर एक अत्यंत महीन अर्ध-पारदर्शी सोने का इलेक्ट्रोड। सोने से गुजरने वाली रोशनी सोने और लोहे के बीच करंट चलाती है, जिसे सर्किट में बिना किसी बैटरी के सीधे गैल्वेनोमीटर से पढ़ा जाता है। आउटपुट करंट आपतित प्रकाश के समानुपाती होता है — यही कारण है कि पचास साल पुराना Weston Master एक पूर्णतः मैकेनिकल बॉडी में भी काम करता है।

स्पेक्ट्रल दृष्टि से Selenium ठीकठाक व्यवहार करता है। इसकी रिस्पॉन्स हरे रंग में लगभग 560 से 570 nm पर चरम पर होती है, जो फोटोपिक लुमिनोसिटी फंक्शन के 555 nm के चरम से थोड़ी लाल तरफ़ झुकती है। यह करीबी मेल ही वजह है कि Selenium infrared को नज़रअंदाज़ करता है और इन मीटर के लिए जानी-मानी “माफ करने वाली” दिन की रोशनी की रीडिंग देता था; J. Sci. Instrum. के 1949 के पेपर ने Selenium स्पेक्ट्रल-करेक्शन फिल्टर्स पर पुष्टि की कि रिस्पॉन्स फोटोपिक के काफी करीब थी कि केवल मामूली ग्लास फिल्टरिंग की ज़रूरत थी।

खामी है संवेदनशीलता। Weston Master III पर ब्राइट रेंज 25 से 1600 तक चलती है, जो 0.2 से 50 की लो रेंज तक गिरती है, लेकिन लगभग 10 की सुई रीडिंग से नीचे स्केल डिवीज़न एक साथ सिकुड़ जाते हैं और अपठनीय हो जाते हैं। यही व्यावहारिक सीमा है: Selenium मीटर घरेलू इंटीरियर रोशनी को किसी तरह संभाल लेता है, लेकिन मोमबत्ती की रोशनी या चाँदनी को बिलकुल भी दर्ज नहीं कर सकता। उम्र के साथ यह और बिगड़ता है। पतला सोने का इलेक्ट्रोड और सील दशकों में खराब हो जाते हैं, और सेल में प्रकाश-प्रेरित थकान होती है, इसलिए पुरानी Selenium सेल्स नीचे की तरफ भटकती हैं — कम रीडिंग देती हैं। जो मीटर अपने पड़ोसियों से आधे स्टॉप ज़्यादा एक्सपोज़र की सिफारिश करे, वह आमतौर पर एक थकी हुई Selenium सेल है, भरोसे लायक कैलिब्रेशन नहीं।

कैडमियम सल्फाइड: TTL के लिए काफी संवेदनशील, लेकिन मेमोरी के साथ

कैडमियम सल्फाइड (CdS) सेल एक फोटोरेज़िस्टर है: रोशनी बढ़ने पर इसकी प्रतिरोध क्षमता घटती है, इसलिए इसे ब्रिज सर्किट चलाने के लिए बैटरी चाहिए। इसका फायदा है Selenium से कहीं ज़्यादा संवेदनशीलता, और इतनी छोटी कि कैमरे के अंदर बैठ सके। इसीलिए 1964 का Asahi Pentax Spotmatic — 1963 के Topcon RE Super के बाद TTL मीटरिंग वाले शुरुआती प्रोडक्शन कैमरों में से एक — ने प्रिज़्म के पीछे दो CdS सेल्स का इस्तेमाल किया, और इसीलिए CdS ने उस दशक में TTL और उपलब्ध-प्रकाश कार्य के लिए Selenium की जगह ले ली।

CdS का बैंडगैप लगभग 2.42 eV है, जो लगभग 515 nm पर स्पेक्ट्रल चरम और लगभग 515 से 730 nm तक उपयोगी रिस्पॉन्स देता है — आँख से काफी मेल खाती। लेकिन इसमें दो खामियाँ हैं। पहली है गति: अधिकतम स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स टाइम लगभग 100 ms है, और उसके ऊपर एक मेमोरी इफ़ेक्ट भी है। प्रतिरोध सेल के हाल के प्रकाश इतिहास पर निर्भर करता है; तेज़-से-धुंधले ट्रांज़िशन के बाद, अँधेरे को सही से पढ़ने में 30 सेकंड से दो मिनट तक लग सकते हैं, और हाई-सेंसिटिविटी टाइप घंटों भटकते रहते हैं। धूप वाली सड़क मीटर करें, दरवाज़े की चौखट में कदम रखें और तुरंत रीड लें — सेल अभी भी आधी-अधूरी धूप याद करती है, ज़्यादा रोशनी रिपोर्ट करती है और शैडो को एक स्टॉप या उससे ज़्यादा अंडरएक्सपोज़ कर देती है जब तक वह स्थिर न हो जाए। मीटर को उपयोग से पहले अंधेरे बैग में ढककर रखने की बजाय रोशनी में रखने से यह देरी कम होती है।

कुछ मीटर कैडमियम सेलेनाइड (CdSe) का इस्तेमाल करते थे, जो लाल की तरफ़ 690 से 730 nm पर चरम पर था और कम रोशनी के लिए 10 ms की तेज़ रिस्पॉन्स के साथ था; लेकिन CdSe की प्रतिरोध क्षमता CdS की तुलना में तापमान के प्रति कहीं ज़्यादा संवेदनशील होती है, इसलिए यह फायदा ठंड या गर्मी में स्थिरता की कीमत पर आया।

CdS की दूसरी खामी है उसकी बिजली आपूर्ति। ब्रिज सर्किट PX625 या PX13 मर्करी सेल के 1.35 V के सपाट, स्थिर वोल्टेज के हिसाब से कैलिब्रेट किए गए थे, और कई में कोई वोल्टेज रेगुलेशन नहीं था। उस सॉकेट में 1.5 V की अल्कलाइन डालें और रीडिंग लगभग आधे से एक पूरे स्टॉप तक खिसक जाती है। मर्करी बैटरी की बिक्री पर विषाक्तता के कारण 1996 में प्रतिबंध लगा दिया गया, इसलिए PX625 लेने वाला कोई भी विरासती CdS मीटर अब विकल्प पर जी रहा है: सादी अल्कलाइन नहीं, बल्कि 1.35 V ज़िंक-एयर सेल या एडेप्टर इस्तेमाल करें, वरना मेमोरी इफ़ेक्ट को मौका मिलने से पहले ही सेल की सटीकता खत्म हो जाती है।

Silicon: तेज़, लीनियर, और infrared का भूखा

Silicon फोटोडायोड फोटोवोल्टेइक है लेकिन Selenium से कहीं कम वोल्टेज उत्पन्न करता है, इसलिए यह एम्प्लीफायर और बैटरी पर निर्भर है। बदले में यह माइक्रोसेकंड में जवाब देता है, इसका कोई मापनीय मेमोरी इफ़ेक्ट नहीं है, और यह बहुत विस्तृत रेंज में लीनियर रहता है। फ्लैश के लिए यह गति निर्णायक है: एक फ्लैश बर्स्ट एक मिलीसेकंड के कुछ हिस्से तक ही चलती है, और 100 ms की देरी वाली CdS सेल भौतिक रूप से उसे इंटीग्रेट नहीं कर सकती, जबकि silicon सेल पूरी बर्स्ट दर्ज कर लेती है। Gossen ने 1977 में Profisix और Luna-Pro SBC में silicon-blue सेल बनाई, और 1981 के Lunasix F / Luna-Pro F ने उसी रिस्पॉन्स टाइम की बदौलत फ्लैश मीटरिंग जोड़ी। 1980 के दशक के अंत तक silicon ने अधिकांश मीटर में CdS की जगह ले ली थी।

इसकी कमज़ोरी है स्पेक्ट्रल। बेअसर silicon लगभग 200 nm पराबैंगनी से लेकर लगभग 1100 nm तक रिस्पॉन्ड करता है, और इसकी पीक रिस्पॉन्सिविटी नियर-इन्फ्रारेड में — आमतौर पर 850 से 980 nm के आसपास और 0.4 से 0.7 A/W के आसपास — गहरी होती है, जो पैनक्रोमैटिक फ़िल्म जो चमक के रूप में रिकॉर्ड करती है उससे बहुत दूर है। बिना करेक्शन के, यह किसी भी infrared-समृद्ध स्रोत को ज़्यादा पढ़ता है, टंगस्टन सबसे बुरा। इसका उपाय है एक इंटीग्रल कलर-करेक्शन फिल्टर जो infrared काटता है और रिस्पॉन्स को फोटोपिक की तरफ़ ढालता है — और यह परिणाम silicon-blue सेल (SBC) या SPD के नाम से बिकता है। यह उसी फोटोपिक-मैचिंग समस्या को हल करता है जिस पर Selenium-फिल्टर साहित्य ने काम किया था, लेकिन विपरीत तरीके से: जहाँ Selenium को करेक्शन जोड़ने के लिए थोड़ी फिल्टरिंग चाहिए थी, वहीं silicon को अपनी infrared भूख घटाने के लिए आक्रामक फिल्टरिंग चाहिए। एक silicon मीटर उतना ही सटीक है जितना वह फिल्टर।

विफलता के तरीके से चुनाव

सेल को काम और उस विफलता से मिलाएँ जिसे वह टाल नहीं सकती। दिन के उजाले के लैंडस्केप के लिए, Selenium या silicon-blue सेल दोनों ईमानदारी से पढ़ते हैं; Selenium को बैटरी की ज़रूरत नहीं और वह स्वभाव से ही infrared को नज़रअंदाज़ करता है। धुंधले उपलब्ध-प्रकाश इंटीरियर के लिए, संवेदनशीलता के लिए CdS या silicon इस्तेमाल करें, लेकिन CdS को 30 सेकंड से दो मिनट का वक्त दें कि वह जो ज़्यादा उजली सीन अभी-अभी छोड़ी उसे भूल सके। फ्लैश के लिए, केवल silicon काम आएगा; Selenium और CdS दोनों बर्स्ट पकड़ने के लिए बहुत धीमे हैं। विरासती या पुराने मीटर के लिए, पहले Selenium पर नीचे की तरफ़ भटकने का संदेह करें, और एक भी रीडिंग पर भरोसा करने से पहले जाँचें कि CdS यूनिट किस बैटरी की उम्मीद रखती है। टंगस्टन के नीचे, बेअसर silicon सेल की बजाय SBC के फिल्टर पर भरोसा करें, वरना आप उस एक स्टॉप से शैडो अंडरएक्सपोज़ करेंगे जो infrared ने गढ़ा था। सुई के पीछे कौन सी सेल बैठी है यह जानना दो मीटर एक ही सीन की तरफ़ इशारा करके जो असहमति जताते हैं उसकी अधिकांश व्याख्या कर देता है।