DE1480126A1 - Automatische Vorrichtung zur Schaltung von Scheinwerfern an Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Patentanwalt IMpUn* R. SCHOMERUS ₁ ^₈QI 26

Z Hannover, Theaterstraße 2

Tel.: 24911 Hannover, den 19. Juni 1964

Dr. Expl. I

Betr.: Sch 230/B/K. - Anmelder: Georges Schick, Prilly,

Schweiz, Sous-Mont 5

"Automatische Vorrichtung zur Schaltung von Scheinwerfern an Kraftfahrzeugen"

Die Erfindung betrifft eine automatische Steuerung für Kraftfahrzeugscheinwerfer in Abhängigkeit von auf ein Steuerelement einfallenden Lichtstrahlen.

Es sind bereits automatische Vorrichtungen bekannt, bei denen der Wechsel von Fern- auf Abblendlicht und umgekehrt über die auf lichtempfindliche Organe von den Scheinwerfern eines aus entgegengesetzter Richtung kommenden Kraftfahrzeuges einfallenden Lichtstrahlen bewirkt wird· Dabei wird meist als lichtempfindliches Organ eine fotoelektrische Zelle benutzt, deren Impulse so verstärkt werden, daß sie ein Relais betätigen können.

Die Verkehrsvorschriften für/verkehr in Ortschaften verlangen zur Zeit, daß bei ausreichender allgemeiner Straßenbeleuchtung das Abblendlicht auszuschalten ist und nur das Stadtlicht eingeschaltet bleib ο. Die genannten Vorrichtungen wirken lediglich auf das Fernlicht, wenn ein direkt auf das lichtempfindliche Organ einfallendes Strah-,

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lenbündel eine Stärke aufweist, welcne größer ist als die der normalen Straßenbeleuchtung.

Die Vorrichtung nach der Erfindung bewirkt ein automatisches Aus- und Einscnalten aea Aublendlichtes eines K.raftiaurzieu^es im Ansprechen auf aie jeweilige Stärke der künstlichen Beleuchtung der durchfahrenen Straße.

Insbesondere ist die Vorrichtung so beschaffen, daß das Ein- und Ausschalten aes Abblendlichts um eine bestimmte Zeitspanne verzögert wird. Dadurch wird ein unnötiges

z.B. Schalten des Abblendlichtes vermieden, wenn/die mittlere Beleuchtung der Straße unzureichend ist, um mit Stadtlicht fahren zu können, aber vorübergehend über den Umschaltpunkt hinaus ansteigt, z. B, wenn das Fahrzeug unter einer Straßenlaterne durchfährt oder wenn ein anderes Fahrzeug kreuzt·

Schließlich ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine kombinierte Vorrichtung zu schaffen, die automatisch alle Punktionen der Betätigung der verschiedenen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges bewirkt, d· h. das automatische Einschalten des Stadtlichtes bei Einbruch der Nacht, das Ein- und Ausschalten des Abblendlichtes aufgrund der Stärke der künstlichen Straßenbeleuchtung, das Einsehalten des Fernlichts, wenn das Fahrzeug nachts außerhalb einer Ortschaft fährt, und für diesen Fall der automatische Über-

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gang von Fernlicht auf Abblendlicht, sobald ein Fahrzeug entgegenkommt.

Die Vorrichtung zur automatischen Betätigung von Scheinwerfern eines Kraftfahrzeuges mit einem lichtempfindlichen Organ und einem Schaltungsverstarker, an dem ein Relais zur Betätigung der Scheinwerfer angeschlossen ist, bewirkt ein automatisches Aus- und Einschalten des Abblendlichtes eines Kraftfahrzeuges im Ansprechen auf die jeweilige Stärke der künstlichen Beleuchtung der durchfahrenen Straße, indem das Relais einen Kontakt aufweist, der an den Schaltkreis der Abblendlichter so angeschlossen ist, daß er diese einschaltet, sobald die auf das lichtempfindliche Organ einwirkende Beleuchtungsstärke unter einen bestimmten Wert herabsinkt, und daß der Verstärker ein Verzögerungselement enthält, das ein verzögertes Ausschalten des Relais bewirkt, sobald die Beleuchtungsstärke den bestimmten Wert übersteigt.

Kachfolgend wird die Erfindung an Hand der Darstellung dreier Ausführungsbeispiele in den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema der inneren Schaltungen einer ersten Ausführung,

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Fig. 2 ein Schema der Verbindung der Ausführung nach Fig. 1 mit der Beleuchtungsschaltung eines Fahrzeuges,

Fig. 5 ein Schema der Schaltungen einer zweiten Ausführung,

Fig. 4 ein Schema der Schaltungen einer dritten Ausführung und

Fig· 5 ein Schema der Verbindung mit der Beleuchtungsschaltung entsprechend der Figur 2.

Das wesentliche Organ der Vorrichtung nach Figte*·1 ist ein lichtempfindlicher Widerstand 1, der so eingerichtet ist, daß er einem umgebenden Licht ausgesetzt werden kann und dessen Ohmscher Widerstand von dar Stärke dieser Beleuchtung abhängt. Beispielsweise schwankt der Wert des Widerstandes 1 zwischen nahezu unendlich bei völliger Dunkelheit und 20.000 Ohm bei Tagesbeleuchtung.

Der Widerstand 1 ist zwischen dem positiven Pol 2 einer (Jleichstromquelle und der Basis 3 eines ersten Transistors

4 angeschlossen, während die Basis ihrerseits durch einen regulierbaren Widerstand 6 mit dem negativen Pol der Stromquelle verbunden ist. Der Emitter 7 des Transistors 4 und der Emitter 8 eines zweiten Transistors 9 sind parallel geschaltet und durch einen Widerstand 10 mit dem positiven Pol 2 verbunden. Der Kollektor 11 des Transistors 4 ist einerseits· durch einen Widerstand 12 mit dem negativen Pol

5 und andererseits durch einen Widerstand 14, der durch

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einen Kondensator 15 nebengeschlossen ist, mit der Basis des Transistors 9 verbunden.

Die Basis 13 des Transistors 9 ist außerdem durch einen Widerstand 16 mit dem positiven Pol 2 verbunden.,

Der Kollektor 17 des Transistors 9 ist durch einen Wider-

und
stand 18 mit dem negativen Pol 5/durch einen Widerstand mit der Basis 19 eines dritten Transistors 20 verbunden. Der Widerstand 21 ist durch eine Zener-Diode 22 nebengeschlossen. Die Veränderungen des Potentials der Basis 19 des Transistors 20 rufen ein Ein- und Ausschalten des Stroms in einer Leitung 24 hervor, die vom positiven Pol 2 zum negativen Pol 5 durch den Transistor 20 und die Spule des Relais 25 verläuft. Letzteres besitzt einen Kontakt 26, der in der Leitung 27 mit der Spule eines zweiten Relais 28 in Serie geschaltet ist. Dieses zweite Relais enthält selbst einen Kontakt 2y, der eine Stromstärke von 15 bis 20 A führen kann und in einer Leitung 30 angeordnet ist, die mit der Versorgungsleitung der Abblendlichter 31 eines Fahrzeuges verbunden ist.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, werden die Fernlichter und die Abblendlichter 31 über Leitungen versorgt, die vom positiven toi der Batterie zum negativen Pol durch einen Hauptschalter 33 mit drei Positionen und einen Fuß-Umschalter 34 verlaufen. Die Leitung 30 ist an die vom Schalter

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zum Umschalter 34 führende Versorgungsleitung angeschlossen. Der Schalter 33 enthält einen Einschaltkontakt für das Standlicht, der mit der Leitung 35, die das Standlicht 36 speist, und mit einer Leitung 37, die das Armaturenbrett 3ö speist, verbunden ist. Ein Schalter 39 dient zum beliebigen Ein- und Ausschalten der Beleuchtung des Armaturenbretts.

Wie aus Fig^^f. 2 ersichtlich, erhält die oben beschriebene Vorrichtung Strom über eine Leitung 40, die mit der Leitung 37 verbunden ist, so daß die Vorrichtung an Spannung gelegt

wird, sobald der Schalter 33 in die Einschaltstellung des Standlichtes gelegt wird.

Die gesamte beschriebene Vorrichtung kann in einem Gehäuse von geringem Ausmaß untergebracht sein und am Armaturenbrett, z. B. hinter dem Rückspiegel, in der Weise angeordnet sein, daß die lichtempfindliche Zone des Widerstandes 1 dem umgebenden nahen Licht ausgesetzt ist. Als Verbindungen sind lediglich die Stromzuführung 40 an die .Leitung 37 und die Leitung 30 an den positiven Pol der Batterie und die Versorgungsleitung der Scheinwerfer herzustellen.

Mit dem Einschalten des Standlichtes erhält die Vorrichtung die Spannung der Batterie von*z. B· 6 V· Sobald sich die Stärke der auf den Widerstand fallenden Beleuchtung verändert, ändert sich auch der in diesem Widerstand und im

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Widerstand 6 fließende Strom und damit das Potential der Basis 3· Die Schaltung ist so abgeglichen, daß der Transistor 4 durch die Basisspannung gesperrt ist, sobald die Beleuchtung zur Fahrt mit Standlicht ausreichend ist. Der Transistor 20 wird ebenfalls gesperrt und die Relais 25 und 2ö sind stromlos.

Wenn das Fahrzeug in einer Zone fährt, in der die Beleuchtungsstärke schwächer "ist, vergrößert sich der Wert des Widerstandes 1, so daß.das Potential der Basis 3 negativer wird· Eine Veränderung der Spannung von ca. 2 % genügt, um den Transistor 4 einzuschalten, so daß das Potential der Emitter 7 und 8 negativer wird, während das Potential des Kollektors 11 sowie der Basis 13 positiver wird. Das Umkippen des Transistors 4 zieht das der Transistoren 9 und 10 mit sich, so daß der in der Leitung 24 fließende Strom das Relais 25 erregt. Dieses kann so ausgelegt sein., daß sein Kontakt 26 schon bei einem verhältnismäßig schwachen Strom die Spule des Relais 28 unter Strom setzt, welches über βeinen Kontakt 29 die Scheinwerfer anschaltet. Die beschriebene Vorrichtung gestattet also mit einfachen, räumlich kleinen und" wenig kostspieligen Mitteln, eine geringe Schwankung der Intensität einer künstlichen Beleuchtung so zu verstärken, daß eine Versorgungsleitung der Scheinwerfer eines Fahrzeuges geschaltet werden kann.

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In fc&t PigW". 3 sind die mit den in £a# FigteF/ 1 gezeigten Teilen übereinstimmenden mit gleichen Bezugszeicnen versehen· Diese zweite Ausführungsform weicht nur in wenigen nachfolgend beschriebenen Einzelheiten von der ersten An-Ordnung ab.

Das lichtempfindliche Organ 1 besteht aus einer Kadmium-Sulfidzelle, deren Widerstand bei Beleuchtung unterhalb 170,000 Ohm liegt und in einer dunklen Zone bis zu ca. 200.000 Ohm ansteigt. Diese Zelle ist zwischen dem negativen Pol 5 und der Basis 3 des Transistors 4 angeschlossen. Der mit einem Schleifkontakt ausgerüstete Widerstand ist zwischen den positiven Pol 2 und den negativen Pol 5 der Stromquelle geschaltet, während der Schleifkontakt mit der Basis 3 verbunden ist.

Der Kondensator 15 entfällt. Andererseits werden der Widerstand 21 und die Zener-Diode 22 durch einen Kondensator 43 größerer Kapazität ersetzt, der i.;it dem Widerstand 18 parallel geschaltet ist. Ein regulierbarer Widerstand 41 bestimmt die Entladung des Kondensators 43. Letzterer wird augenblicklich geladen, wenn der Transistor 9 freigegeben wird und damit das Potential des Kollektors 17 positiver wira. Sobald der Transistor 9 gesperrt wird, entlädt sich der Kondensator in einer vorbestimmten Zeitspanne, die normalerweise 8 Sekunden beträgt. Das Umschalten aes Transistors 20 und das Abschalten des Relais 28 wird verzögert,

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so daß der Übergang vom Abblendlicht auf Standlicht mit einer gewissen Verzögerung gegenüber dem Beginn ües Einfaliens einer verhältnismäßig hohen ueleuchtungssLärke auf die Zelle 1 erfolgt. Dadurch wird die Umschaltung vom Abblendlicht auf Standlicht aufgrund z« B. der Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeuges oder des irassierens einer einzelnen Lampe vermieden. Andererseits tritt beim Einschalten des Relais 28 keine Verzögerung auf, da das

Aufladen des Kondensators 43 augenblicklich geschient, cu h« ^ aas Abblendlicht vviru sofort eingeschaltet, sobald sich die Zelle 1 in einer dunklen Zone befindet.

Der veränderliche Widerstand 23 ist durch eine Gruppe von Widerstanden 42, 42a, 42b ersetzt, deren dritter ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten ist, der die Wirkung der Schwankungen der Umgebungstemperatur kompensiert. Die Vorrichtung wird so eingestellt, dais sie zwischen -20° und +40° C sicher arbeitet. g

Das Relais 25 ist in der zweiten Ausführungsform durch einen Transistor 45 ersetzt, dessen Kollektor durch die Spule f Relais 28 mit dem negativen Pol 5 und dessen Emitter mit dem positiven Pol 2 verbunden ist. Die Basis des Transistors 45 ist direkt mit dem Kollektor des Transistors 20 und über einen Widerstand 44 mit dem negativen Pol 5 verbunden. Es ist ersichtlich, daß die Spannung der Basis des Transistors 45 praktisch zwischen der des positiven Pols 2 undiMuUvariiert, je nachdem der Transistor 20 freigegeben

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oder blockiert ist.

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Ein Widerstand 46 ist parallel zur Spule des Relais 28 geschaltete Andererseits sind eine Birne 49 und ein Widerstand 47 in Serie zwischen dem Verbindungspunkt des Widerstands 46 mit dem Kollektor des Transistors 45 und dem positiven Pol 2 geschaltet. Die Birne 49 zeigt laufend den jeweiligen Schaltungszustand der Scheinwerfer. Sie erlischt, sobald der Transistor 45 eingeschaltet wird, da dann beide Anschlüsse auf gleichem Potential liegen. Oer den Transistor

45 durchfließende Strom teilt sich zwischen den Widerstand

46 und die Spule 28, die erregt wird, so daß dar Kontakt geschlossen wird. Das Abblendlicht ist nunmehr eingeschaltet, wenn der Transistor 45 blockiert und die Spule 28 aberregt ist, wobei die Kontrollampe 49 aufleuchtet.

Die beschriebene Vorrichtung enthält außerdem »einen Widerstand 48, der in die Speiseleitung des positiven Pols eingesetzt ist. Dieser Widerstand hat zur Aufgabe, das Umschalten der verschiedenen Transistoren 4, 9, 20 und 45 bei einer Veränderung des Lichteinfalls auf die Zelle 1 zu verbessern. Wie bereits weiter oben erwähnt, wird der Transistor 45 blockiert, sobald die Zelle 1 einen relativ starken Lichteinfall erhält. In dieser Situation, ist der Transistor 20 eingeschaltet, der Transistor 9 blockiert und der Transistor 4 eingeschaltet, weil der Widerstand der Zelle 1 verhältnismäßig gering ist und das Potential der Basis 3 negativer ist. Der Stromverbrauch der Anordnung ist daher in diesem Zustand gering und das Potential am

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Ausgang des Widerstandes 44 und somit das der Emitter der • Transistoren 20 und 45 ist daher etwa gleich dem der Speiseleitung. Andererseits fließt ein verhältnismäßig starker Strom in dem Transistor 45 und erregt das Relais 28, wenn der Transistor 45 aufgrund eines negativeren Potentials seiner uaais freigegeben wird. Dadurch fällt das Potential am Ausgang des Widerstandes 48 ab, so daß eine Beschleunigung der Ladung des Kondensators 43 eintritt, welches das Sperren des Transistor» 20 begünstigt. %

Aus den obengenannten Hinweisen ergibt sich, dab jeder der Transistoren 9, 20 und 45 bei jeder Veränderung des Lichteinfalls auf die Zelle 1 in den entgegengesetzten Schaltzustand gegen den vorhergehenden übergeht. Der Tranaistor 4 ist bei normalen Bedingungen leitend, d. h. wenn der Lichteinfall auf die Zelle 1 ausreichend ist, um mit Standlicht fahren zu können. Er wird blockiert, sobald die Beleuchtung der Zelle 1 unter eine bestimmte Stufe herabsinkt. Es sei noch bemerkt, daß ein Widerstand 50 und ein Schalter 50a zwischen der Basis 3 und dem positiven Pol 2 in Serie geschaltet sind. Das Einschalten des Widerstandes 50 gestattet ein Verändern des Umschaltpunktes des Transistors, d. h. ein früheres Einschalten des Abblendlichtes als bei geöffnetem Schalter 50a.

Schließlich enthält die Vorrichtung einen Auslöseschalter 51. Es ist selbstverständlich, daß man die Schalter 51 und , 50a zu einem einzigen Schalter mit mehreren Stellungen oder

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ζ. Β« mit einem Druckknopf kombinieren kann.

In einer anderen Ausführungsform kann die beschriebene Vorrichtung in vollständig automatischer Weise arbeiten und nicht nur das Ein- oder Ausschalten des Abblendlichtes aufgrund der Stärke der umgebenden Beleuchtung sondern auch das Einschalten des Stand- oder Stadtlichtes und des Fernlichtes den Erfordernissen entsprechend bewirken.

Die in ürert Fig|H?«il, 4 und 5 gezeigten Anordnungen stellen eine solche Ausführungsform dar.

Als lichtempfindliches Organ wird immer die Zelle 1 benutzt. Die Anordnung enthält eine erste Schaltung 52, die der in &«f FigW.3 gezeigten entspricht und nicht mehr" beschrieben wird. Diese Schaltung betätigt den Kontakt 29, der gemäß FigjlHf. 5 in der Leitung des Abblendlichtes 31 angeordnet ist. Zwei weitere Schaltungen 53 und 54 werden von der Schaltung 52 gesteuert. Die Schaltung 53 besteht aus einem Transistor 55» dessen Kollektor mit der Spule eines Relais 56 in Serie geschaltet ist, welches einen Kontakt 57 aufweist* Verschiedene Widerstände halten an den Transistorelektroden bestimmte Potentiale aufrecht. Wie aus Figtrrf,4 ersichtlich, ist die Basis des Transistors 55 mit dem Punkt 3 der Schaltung 52 verbunden. Der Kontakt 57 betätigt die Birnen 36 des Stand- oder Stadtlich't's.

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Die Schaltung 54 enthält 4 Transistoren 58, 59, 60 und 61, die wie die Transistoren 4, 9» 20 und 45 der Schaltung 52 in Stufen geschaltet sind. Widerstände regulieren die Spannungen der verschiedenen Elektroden der Transistoren. Diese Schaltung enthält keinen Verzögerungskondensator. Die Basis des ersten Transistors 58 ist mit dem Punkt 3 der Schaltung 52 verbunden. Der Transistor 61 betätigt ein Relais 62, welches einen Umschaltkontakt 63 aufweist. Dieser Umschalter steht normalerweise in einer Stellung, in der er das Einschalten des Abblendlichtes bewirkt, wenn der Kontakt 29 geschlossen ist. In der anderen Stellung trennt er die Leitung zum Abblendlicht auf und schaltet das Fernlicht 22 ein.

Die Transistoren 55 und 58 sind so eingestellt, daß sie bei einem Widerstandswert der Zelle 1 von ca. 1.000 0hm in den ersten bzw. bei ca. 2 Megohm in den zweiten Zustand umschalten.

Das umkippen des Transistors 55 löst das Einschalten des Standlichtes 36 aus, sobald die Dämmerung eintritt, während der Widerstand der Zelle 1 nur dann niedriger als 1.000 0hm ist, wenn er stark erhellt wird. Andererseits bedarf es einer fast totalen Dunkelheit, wie man sie z. B. auf dem offenen Lande findet, damit der Widerstand 2 Megohm erreicht. In diesem Moment schalten sich die Fernlichter automatisch ein. Sobald jedoch auf die Zelle 1 Licht fällt,

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wie ζ. Β_β das der Scheinwerfer eines aus entgegengesetzter Richtung kommenden Fahrzeugs, sinkt der Widerstand unter den Schaltpunkt des Transistors 58 ab, so daß die Spule 62 den Kontakt 63 nicht mehr anzieht. Damit wird das Fernlicht aus- und das Abblendlicht eingeschaltet·

Es wurde gefunden, daß die Stufe von 2 Megohm auch ohne Gegenwart künstlicher Beleuchtung durch Mondschein erreicht werden kann« Die allgemeine Helligkeit ist dann jedoch so groß, aaß das Abblendlicht ausreichend ist_e

Die Schaltungen 52, 53, 54 können in dem gleichen Gehäuse untergebracht sein, wobei die letztgenannten über den Hauptschalter 51 mit ein- oder ausgeschaltet werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Automatische Vorrichtung zur Schaltung von Scheinwerfern an Kraftfahrzeugen mit einem lichtempfindlichen Organ und einem elektrischen Verstärker, an den ein Relais zum Schalten der Scheinwerfer angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais einen Kontakt aufweist, der an den Schaltkreis der Abblendlichter so angeschlossen ist, daß er die Abblendlichter einschaltet, sobald die auf das lichtempfindliche Organ einwirkende Beleuchtungsstärke unter einen bestimmten Wert herabsinkt, und daß der Verstärker ein Verzögerungselement enthält, das ein verzögertes Ausschalten des genannten Relais bewirkt, sobald die Beleuchtungsstärke den bestimmten Wert übersteigt.

   2, Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Verstärker, der mehrere Transistoren enthält, deren Basen je mit dem Kollektor des vorhergehenden Transistors verbunden sind, während das lichtempfindliche Organ derart mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist, daß dieser Transistor umschaltet, sobald die Lichtstärke den bestimmten Wert über- oder unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement aus einem Widerstand und einem parallelgeschalteten Kondensator besteht, die in dem Verstärker zwischen zwei Transietoren geschaltet sind·

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   3» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Verstärker mit dem lichtempfindlichen Organ verbunden sind und jeweils ein Relais aufweisen, deren eines das Standlicht und deren anderes das Fernlicht schaltet, und daß die Verstärker derart geregelt sind, daß sie das zugehörige Relais jeweils für eine andere Beleuchtungsstärke als dem bestimmten Umschaltwert des ersten Verstärkers betätigen und daß nur der die Schaltung des Abblendlichts steuernde Verstärker ein Verzögerungselement aufweist.

   4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Organ aus einem Photowiderstand besteht, der mit einem Pol einer Gleichstromquelle und mit den Basen der ersten Transistoren der Verstärker verbunden ist, und daß ein Polarisationswiderstand zwischen dem anderen Pol der Stromquelle und den genannten Basen angeschlossen ist»

   5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dai; der oder die Verstärker nebst dem lichtempfindlichen Organ auf dar Rückseite des Rückblickspiegels angeordnet sind.

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