DE2258119A1

DE2258119A1 - Vorrichtung zur bestimmung der automatischen belichtung

Info

Publication number: DE2258119A1
Application number: DE19722258119
Authority: DE
Inventors: Osamu Maida
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1972-11-28
Publication date: 1973-06-07
Also published as: US3776111A; JPS4867738U; GB1373735A; JPS5116291Y2; DE2258119B2

Description

NIPPON KOGAKU Case 204

Tokyo / JAPAN

Vorrichtung zur Bestimmung der automatischen Belichtung -

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung der automatischen Belichtung bei Kameras, insbesondere auf eine Vorrichtung, die von nur einer Spannungsquelle gesteuert wird.

Bei mit automatischer Belichtung arbeitenden Kameras ist es bekannt, zwei Spannungsquellen zu verwenden, die den Antriebsmotor für entgegengesetzte Dr ehrichtungen speisen. Der Motor ist dabei mit dem Verschlußgeschwindigkeits-Steuermechanismus oder mit dem Blendenöffnungs-Steuermechanismus verbunden und wird in eine Antriebsrichtung von der einen Spannungsquelle angetrieben, um eine Unterbelichtung zu verhindern, und er wird in eine zweite entgegengesetzte Antriebsrichtung von der zweiten Spannungsquelle angetrieben, um eine Überbelichtung zu verhindern. Eine solche Vorrichtung mit zwei Spannungsquellen weist eine Reihe von Mängeln auf. Die Last des Motors kann beispielsweise in Übereinstimmung mit der Drehrichtung schwanken, wodurch der Spannungsverbrauch

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der Spannungsquellen ungleich wird. W erden Batterien ale Spannungsquellen benutzt, so bewirkt der ungleichmäßige Spannungsverbrauch eine ungleichmäßige Batteriekapazität und schließlich auch eine ungleichmäßige Lebensdauer der Batterien. Die Unbenutzbarkeit eines mittleren Abgriffe bei gewähnlichen Batterien macht es zur Notwendigkeit, hier zwei getrennte Batterien zu verwenden. Hinzu kommt, daß die Benutzung von zwei Spannungsquellen auch die Benutzung von zwei Auf-Zu-Schaltern zur Notwendigkeit macht, um der unerwünschten Entladung zu begegnen, wenn der Stromkreis nicht geschlossen ist.

Das Ziel der vorliegenden Er findung ist darauf gerichtet, eine Vorrichtung zur Bestimmung der automatischen Belichtungszeit mit einer Schaltung aufzuzeigen, die von einer einzigen Spannungequelle den Motor für zwei Drehrichtungen, d. h. für vorwärts und für rückwärts speist. Diese Vorrichtung soll bei einfacher Konstruktion die Unzulänglichkeiten der bekannten Vorrichtung beseitigen.

Die Vorrichtung zur Bestimmung der automatischen Belichtung nach der Erfindung umfaßt einen Antriebsmotor, der über eine

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Schaltung gespeist wird, die vier Transistoren enthält, welche paarweise leitend gehalten werden, um die Klemmen des Motors mit den Klemmen der einzigen Spannungsquelle iri unterschiedlichen Schaltungsanordnungen für die Vorwärts- und die Rückwärtsdrehrichtung des I/iotors zu verbinden. Jedes Transistorpaar der Schaltung wird gesteuert durch einen zuständigen korrespondierenden Operationstransistor, welcher seinerseits von einem Überwachungstransistor gesteuert wird. Dieser Überwachungstransistor tastet den Ungleichheitszustand einer Brückenschaltung in dem einen oder anderen Sinne entsprechend ab. Die Brückenschaltung enthält vier Widerstände, von denen einer ein lichtempfindliches Photo*· element ist, das auf von der photographierten Szene einfallendes Licht anspricht. Ein zweiter Widerstand der Brückenschaltung wird vom Motor zum Ausgleich der Brücke eingestellt. Der Motor treibt den Blendensteuermechanismus oder den Verschlußgeschwindigkeite-Steuermechanismus in bekannter Weise an.

Die Erfindung wird nachfolgend mit einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

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Fig. 1 eine bekannte Steuerschaltung mit zwei Spannungsquellen für den Antriebsmotor;

Fig. 2 eine Steuerschaltung mit nur einer Spannungsquelle für den Antriebsmotor.

Zum besseren Verständnis des Ausführungsbeispiels soll zuerst unter Bezugnahme auf Fig. 1 die bekannte Steuerschaltung analysiert werden, die einen bekannten Antriebskreis für die Bestimmung der automatischen Belichtung einer Kamera oder dgl. darstellt. In dieser bekannten Antriebsschaltung sind zwei Batterien i^a und ^b vorgesehen, um den I\'otor N in Vorwärts- und Kückwärtsrichtung entsprechend anzutreiben, wobei der Motor in bekannter vv eise mit dem Blendenöffnungs-Steuermechanismus ( nicht gezeigt) oder dem Verschluflgeschwindigkeits-Steuermechanismus (nicht gezeigt) verbunden ist. Zwei handbetätigbare Auf-Zu-Schalter Sa und Sb dienen zur Speisung des Kotors. Der Antriebs-Steuerkreis nach Fig. 1 umfaßt auch einen Brückenkreis, welcher die vier Widerstände ill bis K4 in der gezeigten Anordnung enthält, üin weiterer, zum Brflckenkreis gehörender widerstand ist das Ihotoelement Kph, dessen .viderstandsgroße eine Funktion des Lichtes ist, dem der U iderstand

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beim Photographieren ausgesetzt wird, jüüi weiterer vViderstand der Erückensehaltung ist als ^"unktionswiderstand ivv wirksam und operativ mit dem nichtgezeigten BelicäitungsfaMor, wie beispiels- · weise der Versehlu%esehwindigkeit, der Blendenöffnung oder der i'llmempfindliehkeit oder dgl. gekoppelt. Die Widerstände Bl und K2 sind von gleicher GrÖi3e und liegen in den Haltezweigen der Brücke bzw. stellen Haltewiderstände dar. Die Brücke wird in ileihe mit der Spannung der Spannungsquelle -Ea und Eb gespeist« wobei ein Ausgang der Brücke an den Klemmen a oder b abgenommen werden kann, wenn die Brücke nicht im Gleichgewichtszustand ist. Der npn-Transistor Tl und der pnp-Transistor T2 sind komplementär und symmetrisch gekoppelt und dienen dazu, den Gleichgewichtszustand bzw. die Ungleichheit der Brücke abzutasten. Diese beiden Transistoren sind entsprechend mit einem pnp-Transistor TS und einem npn-Transistor T4 verbunden, die als Operationstransistoren bezeichnet werden können. Die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren T3 und T4 sind in lieihe mit den Widerständen R3 und K4 geschaltet, die gleiche Widerstandsgröße haben, während die Basis dieser Transistoren mit den Kollektoren der Transistoren Tl und T2 entsprechend verbunden sind, deren Emitter an der Klemme b und

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deren Basis an der Klemme a der B rück en schaltung liegt. Außerdem sind in der Anordnung ein npn-Transistor T5 und ein pnp-Transistor T6 komplementär und symmetrisch gekoppelt und bilden den Schaltkreis für die Anschließung des Motors M an die eine oder andere Spannungsquelle. Die Kollektoren der Transistoren Ϊ5 und T6 sind entsprechend an die positiven und negativen Klemmen der Batterien Ea und Eb angeschlossen, und ihre Emitter liegen an einer Klemme des JVotors K , dessen zweite Klemme an dem Verbindungspunkt der Batterie, d.h. an einer Klemme des Schalters Sb liegt, üie Basis der Transistoren T5 und T6 liegt an dem Verbindungspunkt der W iderstände R3 und K4.

Bei der Arbeit, wenn der Wideratandswert des Photoelementes Hph kleiner ist als die funktion des Widerstandes Kv und das Potential auf der Ausgangsklemme a der Brücke einen höheren positiven Vv ert hat als das Potential auf der Ausgangsklemme b - das trifft zu, wenn z. B. eine Überbelichtungsbedingung gegeben ist - werden die Transistoren Tl und T2 entsprechend leitend unter Voraussetzung natürlich, daß die Schalter Sa und Sb geschlossen sind.

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Die Transistoren T3 und T 5 werden geöffnet und die Transistoren T4 und T6 geschlossen, so daß der Motor M über den Transistor T 5 Spannung für die normale oder Vorwärt sdrehrichtung von der Spannungsquelle fia erhält, wobei der Strom in der mit dem Pfeil i gekennzeichneten Idchtung fließt und den Motor in Vorwärtsrichtung antreibt. Die Rotation des Motors reduziert die Größe des Funktionöwidersiandes Rv, so daß ein Ausgleich des Brückenkreises flie Folge ist. Gleichzeitig wird der Blendenöffnungs-Steuermechanismuß oder der Verschlußgeschwindigkeits-Steuermechanismus angetrieben, so daß die richtige Belichtung eingestellt wird.

Im anderen Falle, wenn der Wider standswert des Photoelements Uph größer ist als die funktion des Widerstandes Rv und das Potential auf der Ausgangskiemine a weniger positiv ist.als das Potential auf der Ausgangsklemme b, wenn also eine Unterbelichtung vorhanden ist, sind die Transistoren T2 und Tl entsprechend durchgesteuert und gesperrt, die Transistoren T4 und 6 sind leitend und die Transistoren T 3 und T5 sind nichtleitend. Dabei wird der Motor M mit entgegengesetzter Drehrichtung, also rückwärts, angetrieben, v/eil nun der Strom von der iJtromquelle Eb über den Transistor T6

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in der mit dem Pfeil i gekennzeichneten Richtung fließt und den Iv'otor M in Rück wärt srichtung antreibt. Die Rotation des Motors M erhöht den Widerstandswert des Funktionswiderstandes Rv, so daß die Brücke ausgeglichen wird; gleichzeitig wird der Blendenöffnungs-Steuermechantemus oder der Verechlußgeschwindigkeits-Steuermechanismus betätigt, so daß die richtige Belichtung eingestellt wird.

Wenn der Widerstandswert des Photoelementes Rph und des Funktionswiderstandes Rv sich ausgleichen oder den gleichen Wert annehmen, d.h. wenn die richtige Belichtungsbedingung gegeben ist, wird die Brücke ausgeglichen und auf den Ausgangsklemmen a und b herrscht gleiches Potential. Dadurch werden die beiden Transistoren Tl und T2 gesperrt und es kann kein Motorspeisungskreis gebildet werden. Der Motor wird abgeschaltet. Auf diese Weise wird, sobald der Funktionswiderstand Uv vom Motor M angetrieben wird und ein Ausgleich zwischen den vViderstandsgrößen von Rv und Rph erreicht ist, der Blendenöffnung s-Steuermechanismus angetrieben, um eine optimale Größe des Blendenfaktirs zu erzeugen, z. B. der Blendenöffnung oder der

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Verschlußgeschwindigkeit, so daß dadurch die automatische Belichtung bestimmt wird.

Die mit Fig. 1 aufgezeigte Antriebsschaltung weist aber durch die Benutzung von zwei Spannungsquellen die eingangs erwähnten Mangel auf. "

Nachfolgend wird als Ausführungsbeispiel mit iPig. 2 die vorgeschlagene Motorantriebsschaltung beschrieben, in dieser Schaltungsanordnung wird für die Speisung des Motors M in der Vorwärt s- und in der Rückwärt s-Richtung nur eine Batterie E.und anstelle der beiden Schalter Sa und Sb in J7ig. I wird nur ein Auf-Zu-Sc halter S verwendet. Der Brückenkreis und dessen Kopplung mit dem Motor M, der die Brücke im Gleichgewicht hält und den Biendenöffnungs-Steuermechanismus (nicht gezeigt) antreibt, ist der gleiche wie mit <7ig. 1 beschrieben, so daß eine nochmalige Beschreibung entfallen kann. .

In der vorgeschlagenen Steuerschaltung sind auch Operationstransistoren Ta und T4 vorgesehen, Ihre Kopplung mit dem Motorschaltkreis und die Schaltung des Motorschaltkreises selbst unter-

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scheiden sich jedoch von den entsprechenden Anordnungen der ^?ig. 1 wesentlich. Wie die L^rlg. 2 zeigt, sind hier vier Schalttransistoren T7, T8, T9 und T 10 vorgesehen. Die Transistoren T7 und T9 sind vom pnp-Typ, während die Transistoren T8 und TlO vom npn-Typ sind. Die Kollektoren der Transistoren T7 und T8 liegen an der Klemme c des Motors M, während an die Klemme d des Motors dfee Kollektoren der Transistoren T9 und TlO gekoppelt sind. Die Emitter der Transistoren T7 und ΤΘ sind mit der positiven Seite der Batterie ß Ober den Schalter S verbunden und die Smitter der Transistoren T8 und TlO liegen an der negativen Seite dieser Batterie.

Die Baden der Transistoren T3 und T4 sind mit den Kollektoren der Transistoren Tl und T2 wie in Fig. 1 gekoppelt, aber die Emitter der Transistoren T3 und T4 liegen an den Baden der Transistoren T7 und T8 entsprechend. Die Kollektoren der Tr ansistoren T3 und T4 wiederum liegen an den Basen der Transistoren TlOund T θ entsprechend über die Widerstände RG und 115.

Bei der Arbeit, wenn die Brücke nach der einen oder anderen Seite

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unausgeglichen ist, wird entweder der eine der Transistoren Tl oder T2, wie mit JIg. 1 beschrieben, durchgesteuert. Unter der Annahme, daß an der Klemme a der Brücke ein höheres positives Potential steht als an der Ausgangsklemme b, wird der Transistor f 1 leitend und der Transistor T2 gesperrt. Bei durchgesteuertem Transistor Γ1 sind die Transistoren T3 , Γ7 und TlO leitend und . die Transistoren T4, T8 und T9 gesperrt. Durch die Kopplung des Widerstandes Ii6 rriit dem Kollektor des Transistors T3 wird auch der Transistor TlO durchgesteuert. Bei durchgesteuertem Transistor T7 entspricht das Potential an der Klemme c des Motors M etwa dem Fotential an der positiven Klemme der Spannungsquelle ώ, und bei leitendem Transistor TlO ist das Potential auf der Klemme d des Motors in etwa auf dem gleichen wert, wie das Potential auf der negativen Klemme der Spannungsquelle. Daher fließt Strom in der mit dem Pfeil i gekennzeichneten Kichtung und treibt den I' otor in der normalen d.h. in der Vorwärtsrichtung an. Bei dieser iJrehrichtung wird der »Vert des Funktionswiderstandes Rv in der Kichtung verändert, d.h. reduziert, daß die Potentialdifferenz der beiden Ausgangsklemmen a und b ausgeglichen wird. Gleichzeitig treibt der Iv¹ otor den Blendenöffnungs-Steuermechanismus

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oder den VersoMußgeschwindigkeits-.jteuermechanisrnus an, um eine richtige Belichtung zu ermöglichen.

\\ enn die Brücke nach der anderen Hichtung unausgeglichen ist, das ist der J¹ all, wenn das Photoelement itph einen größeren Vviderstandswert hat als der i'unktionswiderstand liv, wobei das Potential auf der Klemme b einen höheren positiven <vert aufweist als das Potential auf der Klemme a, werden die Transistoren T2, T4, 18 und TO durchgesteuert, während die Transistoren Tl, Γ3, T7 und TlO gesperrt sind. >ei einem leitenden Transistor To entspricht das Potential auf der ]\ otorklemme c etwa dem Potential der negativen Klemme der Spannungsquelle i^, und bei einem leitenden Transistor Tu ist das Potential auf der Motorklemme d etwa gleich mit dem Potential auf der positiven Klemme der Spannungsquelle . Daher ist in diesem i/all ein Stromkreis für den Uückwärtsantrieb des iv otors Γ' geschaffen und der Strom fließt durch den r.'otor in der mit dem Pf eil i gekennzeichneten idchtung und treibt den I.'otor in ίtuckwärt srichtung an.

W ährend der üttckwärtsrotation des JV:otors I\: wink der Vv iderstandswert des l'unktionswiderstandes Kv, der operativ mit dem

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Motor verbunden ist, in Richtung der Widerstandserhöhung verr ändert, wodurch ein Potentialausgleich zwischen den Ausgangsklemmen a und b der Brücke erreicht wird. Gleichzeitig treibt der Motor den BlendenöffnungsrSteuermeehanismus oder den Verschlußgeschwindigkeits-Steuermechanismus an, um eine richtige Belichtung herbeizuführen.

Bei der bekannten Anordnung nach Fig. 1 sind bei ausgeglichener Brücke d.h. bei gleichen Potentialwerten auf den Klemmen a und b beide Transistoren Tl und T2 und damit auch alle anderen Tran·» si stören gesperrt, so daß der Motor abgeschaltet wird.

Wie aufgezeigt, wird der Widerstandswert des Funktionswiderstandes Hv vom Motor M verändert, um einen Widerstandsausgleich in Bezug zum Widerstand des Photoelementes üph herbeizuführen, wobei der dann mitgekoppelte Belichtungsfaktor, wie z. B. die Verschlußgeschwindigkeit, die Blendenöffnung,oder dgl. verändert wird, um eine optimale Belichtungsbedingung vorzusehen, d. h. die automatische Belichtung festzulegen.

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Wie das beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt, wird mit der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung der Mangel der bekannten Vorrichtung, nämlich die Benutzung von zwei opannungsquellen, beseitigt. Das wurde durch-Iiinzufügen von zwei Transistoren erreicht, was jedoch im Vergleich zu der bekannten Anordnung keine Komplizierung und damit Verteuerung bedeutet, weil bei der vorgeschlagenen Anordnung ja eine Batterie und auch ein Auf-Zu-Schalter fortfällt. Hinzu kommt bei der vorgeschlagenen Anordnung noch eine Reduzierung des Energiebedarfs als Vorteil. Die Vereinfachung der vorgeschlagenen Schaltung wird dadurch erreicht, daß die Basisströme der Transistoren T7 und T9 die Transistoren TlO und T8 entsprechend durchsteuern.

Die Lr findung darf auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden, .üs ist selbstverständlich, daß in der dargestellten Anordnung Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den Grundlagen und dem «. esen der ,r findung abzuweichen, deren Lmfang sich aus den beigefügten Patentansprüchen ergibt. ßs ist z. B. möglich, anstelle der Basiskopplung zwischen

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den Transistoren T3, T4 und den Transistoren Tl und T2 der Brücke einen Signalstromverstärker vorzusehen oder anstelle der Einstellung des ύ iderstandswertes des Funkeionswiderstandes ILv den Brückenausgleicli zu verändern. Ein gleiches Ergebnis kann auch dadurch erzielt werden, daß im Photoelement Iiph ein Blendenfilter vorgeschaltet oder daß der widerstandswert des Photoelementes veränderbar gemacht wird, um eine automatische Belichtung festzulegen.

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Claims

fat c ι; τ λ γ; s γ ι., ϋ ^η η .j

Vorrichtung zur Jestimmung der automatischen Belichtung
mii einem reversierbar antreibenden elektromotor für die
einstellung des Belichxungsfakiors in dem einen oder in dem entgegengesetzten Sinn in Abhängigkeit von der Drehrichtung des I ioiors zur erzielung der richtigen Belichtung, gekennzeichnet durch eine opannungsquelle (£, yig. 2) für den
Motor (IVI) und durch einen Schaltkreis für die Verbindung
des Motors (Γ,·) mit der bpannungs quelle (e) zwecks Antriebs des I lotors in der· einen oder in der entgegengesetzten
Drehrichtung, durch ein erstes Paar ochalttransisioren
(i'7, Tlü) im Schaltkreis für die Verbindung der Γ "otorklemmen (c, d) mit den Polklemmen der Spannungsquelle im leitenden Zustand, durch ein zweites Paar Schalttransistoren (T8, T8) für die entgegengesetzte Verbindung der Γ otorklemmen (d, c) mit den Polklemmen der Spannungs quelle im leitenden Zustand, durch eine einrichtung mil einem Photoelement (kph) für die Urzeugung eines ersten Ausgangs in Abhängigkeit von einer ersten Belichtungsbedingung und für die iOrzeugung eines
zweiten Ausgangs in abhängigkeit von einer zweiten Belichtungs-

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bedingung, durch einen ersten Transistor (T3), der mit dem ersten Paar Schalttransistoren (T7, TlO) verbunden ist und diese in Abhängigkeit von dem ersten Ausgang des Photo· elements (FLph) durchsteuert, und durch einen zweiten Tran-' sistor (T4), der mit dem zweiten Paar Schalttransistoren (T8, T9) verbunden ist, und diese in Abhängigkeit von dem zweiten Ausgang des Photoelements (Rph) durchsteuert.
2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des ersten Transistors (T3) mit der Basis eines Schalttransistors (T7) des ersten Schalttransistor* paares (T7, TlO) verbunden ist und sein Kollektor an der Basis des Schalttransistors (TlO) des ersten Schalttransistor-» paares liegt, daß der Emitter des zweiten Tranästors (T4) mit der Basis des Schalttransistors (T8) des zweiten Schaltitran** sistorpaares (TO, T9) verbunden ist und sein Kollektor an der Basis des Schalttransistors (T9) des zweiten Schalttransistorpaares liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schalttransistoren eines ersten Schalttransistorpaares

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(T7, TlO) und die oclialttransistoren des zweiten schalt transistoronpaares (T8, T9) unterschiedlichen !.,eitfihig« keiüitypa aind, daß eine der Γ\ otoroklemmen (c) mit den Polklemmen der .Spannung squeile (o) über die Emitter·· T ""ollektor strecken dea Jehalttranslstors (T7) des gleichen ^chalttransistorpaares (T7, TlO) entoprechend verbunden ist, und daß die andere I. otorklemme (d) ebenfalls mit den Polklemmen der Spannungsquelle (Ji) über die Emitter· Kollektorstrecken des anderen Johalttransistors (TlO) dea gleichen Jchalttransistorpaares (TlO, T7) entsprechend verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Transistor (T3) des gleichen Leitfähigkeitstyps ist wie der Gehalt transistor (T7), mit dein sein Emitter verbunden ist, und daß der zv/eite Translator (T4) ebenlalle des gleichen LeilfähigkeiLstyps ist wie der ochalttransistor (TG), mit dem sein emitter verbundon lat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

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daß in die Verbindungsstrecken der Kollektoren des ersten und zweiten Transistors (Ϊ3, T4) zur Basis der Schalttransistoren (TlO, T9) entsprechend keihenwiderstände (ii,5, K6) geschaltet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung von Ausgängen eine Brückenschaltung und ein Paar Überwachungstransistoren (Tl, T2) umfaßt, die an die Ausgangsklemmen (a,b) der Brückenschaltung angeschlossen sind, um den Ungleichheitszustand des Brtickenkreises in der einen oder anderen Richtung entsprechend festzustellen, und um den ersten Transistor (T3) oder den zweiten Transistor (T4) durchzusteuern,, und daß die Brtickenschaltung ein lichtempfindliches Element (Kph) sowie eiae Einrichtung (Hv) umfaßt, die zum Ausgleich der Brtickenschaltung mit dem Motor (M) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungstransistoren (Tl, T2) vom entgegen-

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gesetzten Leitfähigkeitstyp sind, daß ihre Basen und ihre Emitter zusammengeschaltet und mit den Ausgange* klemmen (a, b) entsprechend verbunden sind, und daß ihre Kollektoren mit der Basis des ersten (T3) und des zweiten (T4) Transistors entsprechend verbunden sind.

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