카메라 노출계에 사용되는 소자로 가장 유명한 것은 황화카드뮴(CdS) 소자와 (실리콘) 포토다이오드가 있다. 이 밖에도 셀렌(Selenium) 소자도 있고 포토트랜지스터, 실리콘 광전지 등도 있다.
¶ 셀렌 소자
(출처: http://www.thermojetstove.com/Autoeye/meter.htm)
정확한 명칭은 Selenium cell로서, 이름에서 알 수 있는 것처럼 배터리 역할을 하여 전류를 발생시킨다.
카메라에 내장 노출계가 들어오기 시작한 1930년대 중반부터 처음 사용된 노출계 소자는 셀렌(셀레늄/selenum)이었다. 1935년 Zeiss Ikon의 Contaflex가 처음으로 셀렌 소자 기반의 내장 노출계를 가지고 있었다.
셀렌 소자는 전력이 필요없으며 금속이라 내구성이 좋다는 장점을 가지고 있으나, 측광 범위가 좁아서 저조도에서 사용하기가 곤란하다는 단점을 가지고 있다.
Zeiss Ikon의 구형 Contax와 Voigtlander 시리즈는 셀렌 소자를 주로 사용했다. 50년대의 카메라들은 셀렌 소자를 노출계에 사용했다.
¶ 황화카드뮴 소자
(출처: https://ko.wikipedia.org/wiki/포토레지스터)
정확한 명칭은 CdS 광의존 저항(photoresistor)이다. 저항이므로 배터리를 이용해 전력을 공급해야 사용할 수 있다.
60년대에 들어서 노출계 소자로 널리 사용되기 시작해서 2000년대 초중반까지 이어졌다.
내장 노출계에 황화카드뮴 소자를 최초로 사용한 카메라는 두 가지가 있다. 62년부터 66년까지 생산되었던 Minolta SR-7이 이 소자를 노출계에 사용한 최초의 SLR 카메라로 알려져 있다. 다만, 렌즈와 별개로 카메라 좌상단에 위치하고 있다. 황화카드뮴 노출계를 내장한 첫번째 카메라라고 할 수 있다.
(출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Minolta_SR-7)
반면에, 63년부터 71년까지 생산되었던 Topcon RE Super도 황화카드뮴 소자를 노출계로 사용하였는데, 바디 안쪽에 노출계를 내장하였고 TTL 측광을 처음 도입한 카메라라고 할 수 있다. 필름에 도달하는 빛의 양을 정확하게 측정하는 방법은 TTL 측광이기 때문에 Topcon RE Super가 좀 더 현대적인 측광을 시도했다고 평가할 수 있다.
(출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Topcon_RE_Super)
라이카는 2000년대 초반에 출시된 마지막 필름카메라인 M7까지 상당히 오랫동안 황화카드뮴 소자를 고집했다. Leica 시리즈의 경쟁자였던 (교세라가 생산했던) Contax 시리즈도 마찬가지였다. 필름의 관용도가 넓어서 이 소자를 사용해도 괜찮다고 판단했던 것일까? 디지털 카메라의 시대가 열리고 나서야 Leica는 포토다이오드를 노출계 소자로 채택하게 된다. 교세라는 2005년 쯤 Contax 시리즈의 제조 라이선스를 포기했다. (Contax는 원래 Zeiss 소유의 브랜드이다.)
황화카드뮴 소자는 빛(특히 자외선)에 의한 열화가 심해서 많이 사용하면 사용할수록 수명이 줄어드는 부작용이 있다. 열화가 진행되면 측정된 노출값에 오차가 심해지므로 교체가 필요하다. 정해진 교체주기가 있는 것은 아니므로 카메라 제조사에서 점검을 받고 기능이 열화된 상태라면 교체하는 게 좋다.
Rollei35같은 오래된 필름카메라를 중고로 구입해서 사용할 경우에는 황화카드뮴 소자의 열화를 감수해야 하므로 별도의 노출계를 사용하는 게 바람직하다. 네거티브 필름의 관용도를 믿고 약간의 노출 오차를 받아들일 수도 있지만, 적정한 노출이 좋은 사진을 만드는 기본적인 조건임을 잊지 말아야 한다.
¶ (실리콘) 포토다이오드
(출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Photodiode)
포토다이오드는 황화카드뮴 소자에 비해 넓은 측광 범위를 가지고 있어서 다양한 조도 조건에서 좀 더 정확한 노출값을 구할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
다만, 초기에는 기술적인 한계가 있어서 노출 정확도를 확보하고 원가 절감을 하기까지 시간이 걸리는 바람에 많은 카메라 제조사들은 포토다이오드의 본격적인 채택을 늦출 수 밖에 없었다.
70년대 중반에 Nikon F2SB Photomic 모델의 DP-3 노출계 내장 헤드에서 도입되었다. 정확하진 않지만, 아마도 카메라에 처음으로 포토다이오드가 노출계로 사용된 첫 사례로 보인다. 이 제품은 TTL 측광은 아닌 것 같고, 포토다이오드 소재의 노출계를 처음 도입한 사례라고 할 수 있다.
(출처: http://www.tjphotogs.com/journal/2020/8/2/the-nikon-dp-3-pentaprism-review)
디지털 시대가 열리면서 노출 정확도 상 우위에 있던 포토다이오드는 더 이상 황화카드뮴 소자와 경쟁할 필요가 없게 된다. 2000년대 초중반까지 황화카드뮴 소자를 고집하던 전통의 카메라 제조사들마저 포토다이오드로 갈아타게 된다.