DE2217342A1

DE2217342A1 - Selbsttätige Entfernungsmeßvorrichtung

Info

Publication number: DE2217342A1
Application number: DE19722217342
Authority: DE
Inventors: Donald Malcolm Webster N.Y. Harvey (V.StA.)
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1971-04-12
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1972-10-19
Also published as: US3736057A; FR2136310A5; GB1392198A

Description

Selbsttätige Entfernungsmeßvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Entfernungsmeßvorrichtung, bei der zur Ermittlung/ ob sich ein Meßobjekt innerhalb einer ersten oder einer zweiten Entfernungszone relativ zu einer Bezugsebene befindet, eine Lichtquelle zum Erzeugen eines gegen das Meßobjekt gerichteten Meßlichtbündels und zwei im gegenseitigen Abstand angeordnete lichtelektrische Bauteile vorgesehen sind, deren elektrische Eigenschaften in Abhängigkeit von der Beleuchtung mit von dem Meßobjekt reflektiertem Meßlicht veränderbar sind und die mit einer elektrischen Schaltung für die Erzeugung eines elektrischen, von der jeweiligen Beleuchtung der lichtelektrischen Bauteile mit dem reflektierten Meßlicht abhängigen Signals verbunden sind.

Eine Entfernungsmeßvorrichtung der oben genannten Art für photographische Anwendung ist bereits durch die deutsche Offen legungsschrift 1 623 431 bekannt. Die bekannte Vorrichtung arbeitet in vielen Fällen zufriedenstellend. Es treten jedoch Schwierigkeiten auf, wenn das Meßobjekt, dessen Entfernung von der Meßvorrichtung oder von der Bezugsebene bestimmt werden soll, sich in verhältsnimäßig kurzer Entfernung befindet und ein zweites Objekt sich innerhalb des Gesichtsfeldes der Vorrichtung befindet und somit ebenfalls Meßlicht auf die lichtelektrischen Bauteile zurückreflektiert. Hierbei kann der Fall eintreten, daß durch die elektrische Schaltung der Vorrichtung ein Ausgangssignal erzeugt wird, aufgrund dessen nicht die richtige Entfernungszone angegeben wird, innerhalb deren sich das interessierende Meßobjekt befindet, beispielsweise das photographisch abzubildende Szenenhauptin.otiv oder-hauptobjekt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung

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der in Rede stehenden Art zu schaffen, bei der die Gefahr, daß eine Fehlanzeige erhalten wird,, mit Sicherheit vermieden ist.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine ein der Differenz der Beleuchtung der beiden lichtelektrischen Bauteile mit dem Meßlicht entsprechendes Signal erzeugende Schaltung vorgesehen ist, dä3 eine erste Polarität oder eine zweite Polarität besitzt, wenn sich das Meßobjekt innerhalb der ersten bzw. innerhalb der zweiten Entfernungszone befindet, und daß die Schaltung eine auf das überschreiten eines bestimmten positiven Signalwertpegels bzw. das Unterschreiten eines bestimmten negativen Signalwertpegels des Signals der Schaltung ansprechende Vorrichtung aufweist, um anzuzeigen, daß sich das Meßobjekt innerhalb der ersten Entfernungszone oder innerhalb der zweiten Entfernungsζone befindet. Dadurch, daß die Anzeigevorrichtung nicht bereits beim übergang des elektrischen Signals von der einen Polarität zu der anderen Polarität, d.h. beim Nulldurchgang des Signals, anspricht, sondern erst dann anspricht, wenn das Signal auf einen bestimmten positiven Signalwertpegel angestiegen oder unter einen bestimmten negativen Signalwertpegel abgesunken ist, wird die Eindeutigkeit der Anzeige in der gewünschten Weise gewährleistet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisiert gezeichnete Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer eründungsgemäßen Vorrichtung;

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Pig. 2 „ ein Diagramm des Kurvenverlaufs elektrischer Signalspannungen der Schaltung des Ausführungsbeispiels und

Fig. 3 und 4 schematisiert gezeichnete Darstellungen der Anzeigevorrichtungen von abgewandelten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einer selbsttätigen Scharfeinstellvorrichtung einer Stehbildkamera gezeigt. Es versteht sich jedoch, daß Entfernungsmeßvorrichtungen nach Art der Erfindung auch in Verbindung mit andersartigen photographischen Geräten oder für ganz andere Änwendungszwecke vorteilhaft anwendbar sind. Da photographische Kameras und insbesondere selbsttätige Scharfeinstellvorrichtungen für Kameras an sich bekannt sind_f richtet sich die vorstehende Beschreibung in erster Linie auf solche Teile, die zur Erfindung gehören oder mit dieser in einen engeren Zusammenhang stehen. Nicht eigens gezeigte oder beschriebene Teile können in dem Fachmann¹ bekannter Art ausgebildet sein.

In den Fig. 3 und 4 sind einige Teile, die solchen von Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen, jedoch mit Strichindizes versehenen Bezugszahlen bezeichnet.

In Fig. 1 ist ein Kamerasystem mit einem Objektiv 14 gezeigt, das in Abhängigkeit von dem Betrieb einer Entfernungsmeß- und Scharfeinstellvorrichtung 10 in eine solche EinstelllagG einstellbar 1st, in der das Objektiv 14 das Bild eines Meßobjekts 0,. das photographiert werden soll, in einer Filmebene P abbildet. Die Scharfeinsheilvorrichtung 10 weist

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einen Schalter 15 auf, der von dem Benutzer geschlossen werden kann, um eine Batterie 18 anzuschließen und eine Lichtquelle 41 in Tätigkeit zu setzen. Licht der Lichtquelle 41 wird mittels einer Linse 42 gegen die zu photographierende Szene geworfen. Dieses Meßlicht v/ird mit. einer vorbestimmten Frequenz durch einen Unterbrecher 44 moduliert, der in beliebiger,bekannter Art ausgebildet sein kann, beispielsweise in Form einer elektronischen Einrichtung,

Das von der Linse 42 längs einer Gesichtsfeldachse 43 geworfene Meßlichtbündel beleuchtet ein Meßfeld mit einer ersten Entfernungszone (Zone Nr. 1) relativ zu der Filmebene P der Kamera und einer zweiten Entfernungszone relativ zu der Filmebene P (Zone Nr. 2) , Die Zone Nr. 2 ist der Entfernungsbereich zwischen der äußeren Grenze der Zone 1 und unendlich. Wenn das zu photographierende Szenenobjekt im Zentrum des Gesichtsfelds des Kamerasuchers liegt, dann wird das von der Linse 4 2 ausgesandte Meßlicht von dem Meßobjekt reflektiert, und ein Bild des Meßobjekts wird durch eine Linse 24, die sich in einem vorbestimmten Basisabstand relativ zu der Lichtquelle 41 befindet, auf zwei lichtelektrische Bauteile geworfen, bei denen es sich beim Ausführungsbeispiel um Photodioden 51 und 52 handelt.

Die Photodioden 51 und 52 sind innerhalb der Kamera hinter der Linse 24 angeordnet. Die Photodioden 51 und 52 sind um einen kleinen Abstand voneinander entfernt, der bei einem Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von 0,05 mm liegt. Die elektrischen Eigenschaften der beiden Photodioden, nämlich ihr elektrischer Widerstand/ ändern sich als Funktion der Stärke de:; auf sie auffallenden Lichts. Die Photodioden 51 und 52 sind elektrisch mit einem Di.Cferentrnlvorstarkrr !37 gekoppelt, der ebenfalls mit der Batterie ι 8 xci Verb' adun«/ steht.

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Der Differntialverstärker 57 erzeugt ein Ausgangssignal_f dessen Signalwert der Differenz der Spannungsabfälle an den Photodioden 51 und 52 entspricht« Der Spannungsabfall-an den Photodioden wiederum ist eine Funktion des elektrischen Widerstandes der betreffenden Diode und daher eine Funktion der Beleuchtungsstärke der betreffenden Photodiode 51 und 52. Da der ,Differentialverstärker 57 nur auf- Spannungsdifferenz» anspricht, werden Spannungsabfälle,, die an den Photodioden 51 und 52 aufgrund des Umgebungsliehts entstehen^ und Störpegel einflüsse weitgehend unterdrückt.

^ Äusgangssignal des Differentialverstärkers 57, das die Frequenz des Unterbreches 44 aufweist,, wird dem Eingang· einer logischen Schaltung 58 zugeführt. Die Schaltung 58 weist ein Filter 60 auf, das eine schmale Durchlaßbandbreite aufweist und Signale der vorbestimmten Frequenz durchläßt, Falschsignale jedoch zurückhält, wie sie aufgrund äußerer Lichtquellen, hervorgerufeil werden können, die die Photodioden 51 und 52 beleuchten.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 57 befindet sich auf einem Bezugspegel, beispielsweise dem Pegel Null, wenn das Meßobjekt sich in dem Bereich der Grenzlinie zwischen der Zone Nr. 1 und der Zone Nr. 2, also in einer übergangsζone, befindet. Genauer gesagt ist, wenn das Meßobjekt sich in dem Bereich des Übergangs zwischen der Zone-Nr. 1 und der Zone Nr. 2 befindet, die Stärke des auf beide Photodioden 51 und 52 auffallenden reflektierten Meßlichts im wesentlichen gleich und dia gefilterte Signalspannung befindet sich auf dem Pegel Null. Wenn das Meßobjekt sich in der Zone Nr. 1 befindet, erhält aiii Photodiode 51 mehr reflektiertes Meßlicht und die gefilterte Signalsoannung »jeht entsprechend in den positiven Spi'tnnuncjsbenvich über. Befindet sich dagegen das Meßobjekt

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in der weiter entfernten Zone Nr. 2, dann erhält die Photodiode 52 mehr reflektiertes Meßlicht und die gefilterte Signalspannung geht entsprechend auf einen negativen Spannungswert über.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung wird hier gesagt, daß die Photodioden und der Verstärker ein Bezugssignal vom Pegel 7 erzeugen, wenn das Meßobjekt sich in dem Bereich des Übergangs zwischen Zone Nr. 1 und Zone Nr. befindet. Dieser Bezugspegel kann jedoch auch andere, beliebig festgelegte Werte haben, beispielsweise + oder - 5 Volt. Dementsprechend soll, wenn in dem vorliegenden Rahmen der Ausdruck "Polarität" benutzt wird, dieser Ausdruck in relativem Sinn verstanden werden". Der Ausdruck "positive Polarität" bezeichnet daher hier ein Potential, das positiver ist als der Bezugspegel (d.h. als das Potential, das vorhanden ist, wenn das Meßobjekt sich in den Übergangsbereich zwischen Zone Nr. 1 und Zone Nr. 2 befindet). In ähnlicher Weise bedeutet der Ausdruck "negative Polarität" ein Potential, das negativer oder weniger positiv ist als der Bezugspegel.

Die logische Schaltung 58 dient der Steuerung einer Zonen-Anzeigevorrichtung 16, die zwei Inpedanzen enthält. In Fig. 1 handelt es sich bei diesen Inpedanzen um Wicklungen 82 und 84 in einem Motor, durch den das Objektiv 14 längs eines Einstellwegs verschiebbar ist, der in Fig. 1 mit einem Doppelpfeil angedeutet ist. Wenn, bei Blickrichtung wie in Fig. 1, die Wicklung 82 erregt wird, dann bewegt der Motor das Objektiv 14 nach links und wenn die Wi'cklung 04 erregt wird,, dann bewegt der Motor das Objektiv 14 nach rechts. Bei dom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind die Inpedanzen ebenfalls durch Wicklungen 82'' und 84·' gebildet, während

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bei dem Ausführungsbeispiel-gemäß Fig.„ 3 als Impedanzen die Glühdrähte von Lampen 82' und 84⁸ vorgesehen sinch

Es wird nun wieder auf Fir. 1 Bezug genommen_o Werm der logischen Schaltung 58 eine Signalspammng geringen Segels zugeführt wird, wodurch angezeigt wiicä_ff daß sich das Meßobjekt in der Nähe des Ubergangsbereichs oder der Grenslial© zwischen den Zonen 1 und 2 befindet,■dann wird keine der Wicklungen 82 und 83 erregt. Beim dargestallten ausführungsbeispiel wird durch die logische Schaltung 58 die Wicklung 82 dann-erregt, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind. Die erste Bedingung ist, daß die gefilterte Ätasgangssignalspaa-■ nung des Differentialverstärkers 57 eine positive Polarität hat, und die zweite Bedingungen ist,daß eier Pegel des Sigr.als gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Spannungspegel, wie er in Fig. 2 gezeigt und rait :s bezeichnet ist«, In ähnlicher Weise erregt die logische Schaltung 58 die Wicklung 84 nur dann, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind, nämlich die Bedingung, daß das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 57 eine negative Polarität/und daß die Pegelhöhe dieses gefilterten Signals gleich negativ oder negativer ist als ein vorbestimmter Spannungspegel, wie er in Fig. 2 gezeigt und mit x¹ bezeichnet ist.

Um dies zu erreichen, weist die logische Schaltung 58 eine Propotionalschaltung 62 auf, die ein Signal erzeugt, das dem absoluten wert/aes Tegels des gefilterten Ausgangssignals des Differentialverstärkers 57 entspricht. Das Ausgangssignal der Proportinalschaltung 62 wird einem Schwellenwertpegeldetektor 64 zugeführt, der UND Gattern 66 und 68 ein Eingangssignal in dom Falle zuführt, wenn das dem Schwellenwertpegeldetektor 64 zugeführte Eingangssignal einen vorbestimmten Pegelwert erreicht, was in dem vorliegenden Fall immer dann

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der Fall ist, wenn die Signalspannung den Pegel χ oder den Pegel x¹ von Fig. 2 überschreitet bzw. unterschreitet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der absolute Wert oder der Betrag dieser beiden Pegel χ und x¹ jeweils gleich. Das UND Gatter 66 wird leitend und bewirkt daher die Erregung der Wicklung 82/ wenn der Schwellenwertpegeldetektor 64 ein Ausgangssignal erzeugt und wenn ein Positivwert-Detektor 70 ebenfalls ein Ausgangssignal erzeugt. In ähnlicher Weise wird die Wicklung 84 erregt, wenn ein Negativwert-Detektor 72 ein Ausgangssignal erzeugt und außerdem der Schwellenwertpegeldetektor 6 4 ein Ausgangssignal erzeugt.

Aufgrund dieser Anordnung zeigt die Anzeigevorrichtung 16 eindeutig und richtig an, in welcher Entfernungszone sich das Meßobjekt 0 befindet. Wenn jedoch das Meßobjekt sich in der Nähe des Ubergangsberelchs zwischen den beiden Zonen befindet, dann wird keine der Wicklungen 82 oder 84 erregt. Sollte ein zweites Objekt Licht auf die Photodioden 51 und 52 zurückreflektieren, dann hat das an dem Ausgang des Differntialverstärkers 57 erzeugte Ausgangssignal keinen ausreichend hohen Signalwert oder ausreichend großen Pegel, um zu verursachen, daß der Schwellenwertpegeldetektor 64 ein Ausgangssignal erzeugt. Daher wird keine der Wicklungen 82 oder 84 erregt.

Die in Fig. 3 gezeigte Anzeigevorrichtung 16* arbeitet mit einem Kamerasucher 90 zusammen, der Linsen 91 und 92 aufweist. Der Aufbau des Suchers 90 wurde lediglich in schematisch vereinfachter Form gezeigt, da Sucher in verschiedenen Ausführungsformen an sich bekannt sind. Die Anzeigevorrichtung 16* v/eist ein Gehäuse 94 auf, das zwei zylindrische Kammern 96 und 98 mit offenen Enden bildet. Die Kammer 96 enthält eine Lampe 82* und ein Diapositiv 100 mit einem Bild,

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das dem Benutzer anzeigt, daß sich das Meßobjekt 0 in der 2one Nr. 1 befindet. Die Kammer 98 enthält eine Lampe 84' und ein Diapositiv 101 mit einem Bild, das dem Benutzer anzeigt, daß das Meßobjekt sich in der Zone Nr. 2 befindet. Ein Spiegel 102 ist so angeordnet, daß er das Bild des Diapositivs 100, wenn die Lampe 82 brennt, in das Gesichtsfeld des Linse 92 des Suchers 90 einspiegelt, um dem Benutzer anzuzeigen, daß das Meßobjekt sich in der Zone Nr. 1 befindet.

In ähnlicher Weise spiegelt ein Spiegel 104 das Bild des Diapositivs 101, wenn die Lampe 84 brennt, in das Gesichtsfeld der Linse 92 ein, so daß dieses Bild vom Benutzer gesehen wird. Leuchtet keine der Lampen, dann weiß der Benutzer, daß das Meßobjekt sich in dem Bereich des Übergangs zwischen den beiden Entfernungszonen befindet. Der Benutzer nimmt dann die entsprechende Entfernungseinstellung des Objektivs 14 der Kamera vor, um das Bild des Objekts auf der Filmebene P scharf einzustellen. In Abwandlung könntai auch optische Lichtleiter verwendet werden, um die Bilder auf die Spiegel 102 und 104 zu übertragen. Es könnte auch eine undurchsichtige Maske vorgesehen sein, die zwischen Stellungen bewegbar ist, in denen sie die eine oder die andere Lampe bedeckt, um anzuzeigen, in welcher Entfernungszone sich das Meßobjekt befindet.

Die in Fig. 4 gezeigte Anzeigevorrichtung 16^fl weist einen Dauermagnet 120 mit einem ersten Magnetschenkel 122 auf, auf den die Wicklung 82'' gewickelt ist, und mit einem zweiten Magnetschenkel 124, auf den die zweite Wicklung 84¹' gewickelt ist. Die Anzeigevorrichtung weist weiterhin einen Linsenträgor 130 auf, der d;;'ehbar auf einem Stift 132 gelagert ist, der am Magnet 120 befestigt ist. Der Linsenträger 130 weist einen Dauermagnet 140 auf, der zwischen den beiden Enden des

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Trägers 130 angeordnet ist. An einem seiner beiden Enden trägt der Linsenträger 130 ein Linsenglied 114 des Objektivs 14. Wird die Wicklung 82^!l erregt, dann wird auf den Linsenträger 130 eine Kraft ausgeübt, durch die er in eine Stellung geschwenkt wird/ die der Entfernungszone Nr. 1 zugeordnet ist und in der das Linsenglied 114 des Objektivs 14 in den Aufnahmestrahlengang der Kamera eingeschwenkt ist, v/as in Fig. mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Wird jedoch die Wicklung 84'' erregt, dann wird der Linsenträger 130 in die der entfernteren Zone Nr. 1 zugeordnete Stellung geschwenkt, in der das Linsenglied 114 des Objektivs 14 aus dem Strahlengang der Kamera herausgeschwenkt ist. Es handelt sich in diesem Falle bei dem Objektiv 14 der Kamera um ein festangebrachtes Objektiv. Es brauchte lediglich eine Wicklung vorgesehan zu sein, da eine Feder vorgesehen sein könnte, um den Linsenträger 130 in der einen Stellung solange festzuhalten, bis durch die Erregung der Wicklung eine Kraft erzeugt wird, die unter Überwindung der Federkraft den Linsenträger 130 in die andere Stellung einstellen würde. Bei einem ähnlichen Ausführungsbeispiel könnte das Objektiv 14 der Kamera in einer Schraubfassung geführt sein, so daß es längs der optischen Achse der Kamera in verschiedene Einstellagen bewegt werden könnte, je nach dem,welche Wicklung erregt würde.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Γ I)]Selbsttätige Entfernungsmeßvorrichtung, bei der zur Ermittlung, ob sich ein Meßobjekt innerhalb einer ersten

oder einer zweiten Entfernungszone relativ zu einer Be-

gegen

zugsebene befindet, eine Lichtquelle zum Erzeugen eines / das Meßobjekt gerichteten Meßlichtbündels und zwei im gegenseitigen Abstand angeordnete lichtelektrische Bauteile vorgesehen sind, deren elektrische Eigenschaften in Abhängigkeit von der Beleuchtung des von dem Meßobjekt reflektierten Meßlichts veränderbar sind und die mit einer elektrischen Schaltung für die Erzeugung eines elektrischen, von der jeweiligen Beleuchtung der lichtelektrischen Bauteile mit dem reflektierten Meßlicht abhängigen Signals verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine ein der Differenz der Beleuchtung der beiden lichtelektrischen Bauteile (51, 52) mit dem Meßlicht entsprechendes Signal erzeugende Schaltung (57, 58, 16, 16', 16¹¹) vorgesehen ist, das eine erste Polarität oder eine zweite Polarität besitzt, wenn sich das Meßobjekt(0) innerhalb der ersten bzw. innerhalb der zweiten Entfernungszone befindet, und daß die Schaltung (57, 58, 16, 16·, 16*') eine auf das überschreiten eines bestimmten positiven Signalwertpegels(x) bzw. das Unterschreiten eines bestimmten negativen Signalwertpegels (x¹) des Signals der Schaltung(57, 58, 16, 16', 16' ansprechende Vorrichtung (16, 16', 16'') aufweist, um anzuzeigen, daß sich das Meßobjekt(0)innerhalb der ersten Entfernungszone oder innerhalb der zweiten Entfernungszone befindet.

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2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Differentialverstärker (57) und eine diesem nachgeschaltete logische Schaltung (58) aufweist.
3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang der logischen Schaltung (58) eine Signalfiltereinrichtung (60) vorgesehen ist.
4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie für die Steuerung einer selbsttätigen Scharfeinstellvorrichtung für photographische Zwecke vorgesehen ist.
5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Schaltung (57, 58) ansprechende Vorrichtung (16, 16¹¹) eine Stelleinrichtung (82, 84, 82", 84") für die Beeinflussung der Scharfeinstellung eines photographischen Aufnahmeobjektivs (14, 114) aufweist.
6) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Schaltung (57, 58) ansprechende Vorrichtung(16') eine Lampe (82', 84') für die wahlweise Projektion eines die Anordnung des Meßobjekts(0)innerhalb einer Entfernungszone kennzeichnenden Bildes (100, 101) aufweist.
7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf ein Signal positiven Signalwertpegels (x) und eine auf ein Signal negativen Signalwertpegels (x¹) ansprechende erste und zweite Lampe (82* bzw. 84') vorgesehen sind.
8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen periodisch wirkenden Lichtuntorbrecher (44) für eine Modulation den gegen day Meßobjekt (0) gerichteten Meß.1.j.chtbün.<:l.jJ..s mit vorbestimmten Modulations

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