DE2308550A1

DE2308550A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern der belichtungszeit fuer eine fotografische kamera

Info

Publication number: DE2308550A1
Application number: DE19732308550
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Societe dOptique Precision Electronique et Mecanique SOPELEM SA
Current assignee: Societe dOptique Precision Electronique et Mecanique SOPELEM SA
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1973-09-20
Also published as: DE2308550B2; DE2308550C3; GB1373468A; FR2176229A5

Description

310-20.212P(20.2I₃H) 21. Februar I₉₇₃

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SOCIETE D¹OPTIQUE, PRECISION, ELECTRONIQUE ET MECANIQUE - SOPELEM, Paris (Frankreich)

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Belichtungszeit für eine fotografische Kamera

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Belichtungszeit für eine fotografische Kamera und insbesondere auf die Anwendung eines solchen Verfahrens auf dem Gebiet der optischen Mikroskopie bei einem optischen Mikroskop, das mit einem Photometer ausgerüstet ist, sowie auf eine" Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens und insbesondere auf eine automatisch arbeitende Belichtungseinrichtung für ein optisches Mikroskop.

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310-(72/2*0-Df-r (i4)

Bei der optischen Mikroskopie ist es schwierig, ausreichend belichtete fotografische Aufnahmen ohne die Verwendung einer Photometereinrichtung zu erhalten, die das auf eine photoempfindliche Platte einwirkende Licht in seiner Gesamtheit oder einen Teil davon mißt. Derartige Einrichtungen sind an sich bekannt, und die Bestimmung der einer gemessenen Beleuchtung entsprechenden Belichtungszeit geschieht im allgemeinen anhand von Tabellen, wobei außerdem die Empfindlichkeit des jeweils verwendeten fotografischen Films in Rechnung gestellt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Auswahl der für eine gemessene Beleuchtung besten Belichtungszeit zu erleichtern und den Verschluß der fotografischen Kamera während der Belichtungszeit optimal zu steuern.

Dabei befaßt sich die Erfindung zunächst mit einer fotografischen Kamera mit einem normalerweise geschlossenen Verschluß und mit einem diesen Verschluß während der gesamten Dauer seiner Erregung offen haltenden Verschlußmotor, wobei die Belichtungszeiten gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 abgestuft sind, und das entsprechende Verfahren zum Steuern der Belichtungszeit ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steu-

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erung eines Auslösers für das Öffnen des Verschlusses der Kamera eine Zählung von Impulsen mit konstanter Frequenz
in einem Binärzähler in Gang gesetzt wird und daß zur Steuerung des Schließens des Verschlusses das Auftreten der
Ziffer 1 in einer in Abhängigkeit von der gewünschten Belichtungsdauer vorgewählten Stufe des Binärzählers herangezogen wird, wobei jede mit aufsteigendem Rang folgende
Zählerstufe im Vergleich zu der ihr vorangehenden Zählerstufe der doppelten Belichtungsdauer zugeordnet wird.

Bei einer speziellen Ausführungsvariante der Erfindung, die eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Kamera mit einem Photometer betrifft, welches das auf die lichtempfindliche Schicht einwirkende Licht ganz oder zum Teil mißt und eine der Beleuchtung der lichtempfindlichen Schicht proportionale Spannung abgibt, wird erfindungsgemäß so vorgegangen, daß die Änderungen der vom Photometer abgegebenen Spannung in logarithmische Änderungen überführt und sodann in dieser Form durch eine in entgegengesetztem Sinne erfolgende Änderung einer von einem in Belichtungszeiten mit einer Änderung gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 für lineare Änderungen der erzeugten Spannung geeichten Spannungsgenerator abgegebenen Spannung kompensiert werden und daß diese Ablesung in Belichtungs-

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zeiten unmittelbar für die Vorauswahl der jeweils wirksamen Stufe des Binärzählers benutzt wird.

Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in seinem Grundprinzip geeignete Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Taktgeber, dessen Impulse über ein UND-Tor zu einem mit einer Rückstelleinrichtung für seine Rückstellung auf den Wert versehenen Binärzähler gelangen, und eine bistabile Kippstufe aufweist, die in ihrer ersten stabilen Lage den Verschlußmotor mit Erregerstrom speist und das UND-Tor durchgängig macht und in ihrer zweiten stabilen Lage die Erregung für den Verschlußmotor unterbricht, das UND-Tor sperrt und die Rückstellung des Binärzählers auf den Wert O auslöst, wobei der Steuereingang für die erste stabile Lage der Kippstufe mit dem Kameraauslöser und der Steuereingang für die zweite stabile Lage der Kippstufe mit dem Zentralpunkt eines Mehrkontaktschalters für die Auswahl der Belichtungszeit gekoppelt ist, dessen Kontakte jeweils mit einer der Ausgangsstufen des Binärzählers verbunden sind und der in gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 variierende Belichtungszeiten geteilt ist.

Eine Ausführungsvariante dieser erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, die für die Durchführung der oben

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erwähnten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt ist, kennzeichnet sich dadurch, daß sie zusätzlich einen Verstärker mit logarithmischer Kennlinie, der mit der Ausgangsspannung des Photometers gespeist wird und seinerseits eine dem Logarithmus der Beleuchtung der lichtempfindlichen Schicht proportionale Ausgangsspannung V. abgibt, ein erstes Kontaktpotentiometer mit diskreten Anzapfungen für die Anzeige der Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht, das eine Empfindlichkeitsskala mit einer Teilung gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 aufweist und eine Ausgangsspannung V„ abgibt, ein zweites Kontaktpotentiometer mit diskreten Anzapfungen für die Auswahl der Belichtungszeiten, das eine Zeitskala mit einer Teilung gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 aufweist und eine Ausgangsspannung V abgibt, und einen Summierverstärker mit Hysterese, der die drei Ausgangsspannungen V₁ , V_e und V zugeführt erhält und seinerseits eine

L· O ρ

Anzeigeeinrichtung für die Anzeige des Vorzeichens der Summe dieser drei Ausgangsspannungen steuert, enthält und daß das zweite Kontaktpotentiometer für die Auswahl der Belichtungszeiten unmittelbar mit dem Ausgangsschalter des Binärzählers gekoppelt ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der

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erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung veranschaulicht ist.

Dabei zeigt die einzige Figur der Zeichnung ein Schaltschema für den Aufbau einer Belichtungseinrichtung in erfindungsgemäßer Ausbildung für eine fotografische Kamera, die mit einem Photometer zur Beleuchtungsmessung ausgerüstet ist.

Die in der Zeichnung dargestellte fotografische Kamera besitzt einen Verschluß 1, der normalerweise geschlossen ist und dessen Öffnen durch einen Verschlußmotor 2 gesteuert wird; als solcher Verschlußmotor 2 kann jeder für die Steuerung der Bewegung des Verschlusses 1 geeignete elektrische Mechanismus dienen, beispielsweise kommt dafür ein einfacher elektromagnetischer Antrieb mit einer Spule in Betracht.

Die dargestellte Vorrichtung enthält weiter eine Photozelle 3 für die Messung der Beleuchtung der lichtempfind-

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lichen Schicht, und die von der Photozelle 3 abgegebene Spannung wird dem Eingang eines Verstärkers k mit logarithmischer Kennlinie zugeführt, auf den wiederum ein Verstärker 5 mit regelbarer Verstärkung folgt.

Weiterhin ist ein erstes Kontaktpotentiometer 7 vorhanden, das an seinem Zentralpunkt 8 mit einer in gleichen Stufen variierenden Spannung gespeist wird und seinerseits eine Empfindlichkeitsskala aufweist, die entsprechend einer Variation gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 geteilt ist. Auf diese Weise führt bei einem Übergang von einer Kerbe zur nächsten, der die am Zentralpunkt 8 zugeführte Spannung um einen Wert ν ansteigen läßt, die entsprechende Ablesung zu einer Multiplikation der Empfindlichkeit mit dem Faktor 2; eine Weiterschaltung um zwei Kerben vergrößert die am Zentralpunkt 8 anliegende Spannung um 2 v, wobei die Ablesung der Empfindlichkeit mit dem Faktor k multipliziert wird.

Ein zweites Kontaktpotentiometer 10 besitzt einen dem oben beschriebenen ersten Kontaktpotentiometer 7 analogen Aufbau und ermöglicht daher die Abnahme einer in Stufen variierenden Spannung an seinem Zentralpunkt 11. Dieses zweite Kontaktpotentiometer 10 besitzt eine in Belichtungszeiten geteilte Skala, wobei wiederum eine Abstufung gemäß

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einer Variation nach einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 vorgesehen ist.

Am Verstärker 5 und den beiden Kontaktpotentiometern und 10 sind drei Ausgangsspannungen V₁ , V_c bzw. V abnehmbar, und an einem variablen Widerstand 12 läßt sich eine konstante Justierspannung V_ abnehmen; alle diese vier

Spannungen V_T, V„, V und V werden gleichzeitig dem Ein-L ο p L>

gang eines Summierverstärkers lh zugeführt, der den Betrieb zweier Anzeigelampen 15 und 16 steuert, von denen je nach dem Vorzeichen der Summe aus den vier Spannungen V_ + V_ +

V_ + V die eine oder die andere aufleuchtet. S ρ

Die dargestellte Vorrichtung besitzt weiterhin einen Taktgeber 20, der ständig Impulse mit einer festen, aber einstellbaren Frequenz abgibt. Diese Impulse werden über ein UND-Tor 21 einem Binärzähler 22 zugeführt. Jede Stufe des Binärzählers 22 ist mit einem Kontakt eines Schalters 23 verbunden, der seinerseits mechanisch mit dem Kontaktpotentiometer 10 gekoppelt ist. Dieses zweite Kontaktpotentiometer 10 enthält selbstredend so viele Kontakte, wie der Binärzähler 22 Stufen und der Schalter 23 Kontakte aufweisen.

Eine weitere Baugruppe der dargestellten Vorrichtung

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bildet eine bistabile Kippstufe 25, die zum einen durch ein von einem Auslöser 26 abgegebenes Signal und zum anderen durch ein über den Schalter 23 vom Binärzähler 22 zugeführtes Signal gesteuert werden kann. In ihrem ersten stabilen Zustand, dem Zustand 1, der durch eine Betätigung des Auslösers 26 hervorgerufen wird, setzt die bistabile Kippstufe 25 über einen Verstärker 27 den Verschlußmotor 2 in Gang. In diesem gleichen Zustand 1 macht die bistabile Kippstufe 25 außerdem das UND-Tor 21 für die Impulse aus dem Taktgeber 20 durchlässig. In ihrem zweiten stabilen Zustand, dem Zustand O dagegen, der durch die Steuerung vom Binärzähler 22 her veranlaßt wird, läßt die bistabile Kippstufe 25 keine Erregung des Verschlußmotors 2 zu, so daß sich der Verschluß 1 der Kamera schließt, außerdem wird bei diesem Zustand der bistabilen Kippstufe 25 das UND-Tor 21 für die Impulse aus dem Taktgeber 20 gesperrt, und der Binärzähler 22 wird auf den Vert O zurückgestellt.

Die Arbeitsweise der dargestellten Vorrichtung ergibt sich unmittelbar aus der zeichnerischen Darstellung. Nach Vornahme der Anfangsjustierung und für eine vorgegebene Empfindlichkeit des in der Kamera eingelegten Filmes bleiben die Spannungen V_ und V_ konstant. Venn nun die Beleuch-

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tung für die lichtempfindliche Schicht variiert, muß diese Variation durch eine entsprechende Variation der Belichtungszeit kompensiert werden, um eine optimale Qualität für die Aufnahme zu erhalten. Bei konstanter Lichtempfindlichkeit des Filmes variiert die Belichtungszeit bekanntlich in umgekehrtem Verhältnis wie die Beleuchtung. Nun sind die Skalen für die Belichtungszeiten stets gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 geteilt, jede Belichtungszeit ist also zum einen das Zweifache der ihr in der Teilung vorangehenden Belichtungszeit und zum anderen die Hälfte der ihr in der Teilung folgenden Belichtungszeit. Hier erhält man ein Gleichgewicht zwischen den vier am Verstärker 14 anliegenden Spannungen V_, V. , V_e und V , wenn

Vr JL O P

die Summe dieser vier Spannungen zu O wird, was sich in einem gleichzeitigen Erlöschen der beiden Anzeigelampen 15 und 16 äußert. Wie man sieht, ändert sich bei einer Änderung der Beleuchtung die entsprechende Spannung V. wie

JL

der Logarithmus der Beleuchtung. Zur Wiederherstellung des Gleichgewichts zwischen den vier Spannungen V„, V., V_ und V ist es daher erforderlich, auf das Kontaktpotentiometer 10 einzuwirken und dessen Ausgangsspannung V eine zur Änderung der Spannung V_L umgekehrte Änderung erfahren zu lassen. Weiter sieht man jedoch, daß dieser Änderung der Spannung V eine Variation der Belichtungszeit gemäß einer geo-

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metrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 entspricht; auf diese Weise kann man daher das gewünschte umgekehrte Verhältnis zwischen der Belichtungszeit einerseits und der Beleuchtung andererseits wiederherstellen.

Die Betätigung des Kontaktpotentiometers 10 für die , Einstellung des Gleichgewichts zwischen den am Verstärker ~\k anliegenden Spannungen V-, V- , V_g und V gestattet daher eine unmittelbare Ablesung der für die Aufnahme einzuhaltenden Belichtungszeit. Gleichzeitig führt jedoch diese Betätigung des Kontaktpotentiometers 10 zu einer entsprechenden Betätigung des Schalters 23 und bringt daher eine entsprechende Auswahl für die wirksame Ausgangsstufe im Binärzähler 22 mit sich. Sobald diese Auswahl getroffen ist, kann man die fotografische Aufnahme veranlassen, indem man auf den Auslöser 26 einwirkt, der die bistabile Kippstufe 25 in ihre Lage 1 bringt und damit den Verschluß 1 öffnet. Gleichzeitig läßt die bistabile Kippstufe 25 das UND-Tor 21 durchlässig werden, so daß die vom Taktgeber 20 abgegebenen Impulse zum Binärzähler 22 gelangen können. Dank der Ausbildung des Zählers 22 als Binärzähler variiert die Zeit, die notwendig ist, um in einer Stufe des ZMhler» 22 die Ziffer 1 erscheinen su las sen, gemäß einer geometrischen Reihe mit desi Verhältnis in Abhängigkeit vom Rang dieser Zähleretufe.

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Diese Zeiten entsprechen daher den verschiedenen Belichtungszeiten einer normalen Belichtungsskala. Man sieht, daß das erste Auftreten einer Spannung an der durch den
Schalter 23 vorausgewählten Stufe des Binärzählers 22 die bistabile Kippstufe 25 in ihren Zustand O zurückkehren läßt, durch den der Verschluß 1 geschlossen und der Binärzähler auf den Wert O zurückgestellt wird. Jede Variation um eine Kerbe am Potentiometer 10 beispielsweise in zunehmendem
Sinne führt zu einer Verdoppelung der angezeigten notwendigen Belichtungszeit, und man sieht, daß auch die für das Auftreten einer Spannung an der ausgewählten Stufe des Binärzählers 22 erforderliche Zeit in gleicher Weise verdoppelt wird.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht streng auf die Einzelheiten des in der Zeichnung dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt. So lassen
sich beispielsweise die beiden in der Zeichnung durch eine strichpunktierte Linie voneinander getrennten Schaltungsteile unabhängig voneinander verwenden. Der linke Teil der Zeichnung bildet nämlich für sich allein genommen eine
Meßeinrichtung für die Messung der Belichtungszeit durch
unmittelbare Ablesung der Belichtungszeit unter Verwendung einer Vorrichtung, die so lange gedreht wird, bis die beiden Anzeigelampen 15 und 16 erlöschen.

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In analoger Weise bildet der rechte Teil der dargestellten Schaltung für sich genommen eine Steuereinrichtung für die Steuerung einer vorgewählten Belichtungszeit, da es genügt, den Schalter 23 auf eine gewünschte Belichtungszeit einzustellen, wodurch dann eine einfache Betätigung des Auslösers Z6 ein Öffnen des Verschlusses 1 während dieser gewünschten Belichtungszeit zur Folge hat.

Die mechanische Kopplung zwischen dem Kontaktpotentiometer 10 und dem Schalter 23 bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die eingestellte Belichtungszeit nicht einmal abgelesen zu werden braucht.

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Claims

- ill. -

Patentansprüche

Λ J Verfahren zum Steuern der Belichtungszeit für eine fotografische Kamera mit einem normalerweise geschlossenen Verschluß und mit einem diesen Verschluß während der gesamten Dauer seiner Erregung offen haltenden Verschlußmotor gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2, dadurch gekennzeichne t , daß durch die Steuerung eines Auslösers für das Öffnen des Verschlusses der Kamera eine Zählung von Impulsen mit konstanter Frequenz in einem Binärzähler in Gang gesetzt wird und daß zur Steuerung des Schließens des Verschlusses das Auftreten der Ziffer 1 in einer in Abhängigkeit von der gewünschten Belichtungsdauer vorgewählten Stufe des Binärzählers herangezogen wird, wobei jede mit aufsteigendem Rang folgende Zählerstufe im Vergleich zu der ihr vorangehenden Zählerstufe der doppelten Belichtungsdauer zugeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 für eine Kamera mit einem Photometer, welches das auf die lichtempfindliche Schicht einwirkende Licht ganz oder zum Teil mißt und eine der Beleuchtung der lichtempfindlichen Schicht proportionale Spannung abgibt, dadurch gekennzeichnet ,

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daß die Änderungen der vom Photometer abgegebenen Spannung in logarithmische Änderungen überführt und sodann in dieser Form durch eine in entgegengesetztem Sinne erfolgende Änderung einer von einem in Belichtungszeiten mit einer Änderung gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 für lineare Änderungen der erzeugten Spannung geeichten Spannungsgenerator abgegebenen Spannung kompensiert werden und daß diese Ablesung in Belichtungszeiten unmittelbar für die Vorauswahl der jeweils wirksamen Stufe des Binärzählers benutzt wird.
3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Taktgeber (20), dessen Impulse über ein UND-Tor (21) zu einem mit einer Rückstelleinrichtung für seine Rückstellung auf den Wert Null versehenen Binärzähler (22) gelangen, und eine bistabile Kippstufe (25) aufweist, die in ihrer ersten stabilen Lage den Verschlußmotor (2) mit Erregerstrom speist und das UND-Tor (21) durchgängig macht und in ihrer zweiten stabilen Lage die Erregung für den Verschlußmotor (2) unterbricht, das UND-Tor (21) sperrt und die Rückstellung des Binärzählers (22) auf den Wert Null auslöst, wobei der Steuereingang fUr die erste stabile Lage der Kippstufe (25) mit dem Kameraauslöser (26) und der Steuereingang für die

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zweite stabile Lage der Kippstufe (25) mit dem Zentralpunkt eines Mehrkontaktschalters (23) für die Auswahl der Belichtungszeit gekoppelt ist, dessen Kontakte jeweils mit einer der Ausgangsstufen des Binärzählers (22) verbunden sind und der in gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 variierende Belichtungszeiten geteilt ist.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Verstärker (k, 5) mit logarithmischer Kennlinie, der mit der Ausgangsspannung des Photometers (3) gespeist wird und seinerseits eine dem Logarithmus der Beleuchtung der lichtempfindlichen Schicht proportionale Ausgangsspannung V. abgibt, ein erstes Kontaktpotentiometer (7) mit diskreten Anzapfungen für die Anzeige der Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht, das eine Empfindlichkeitsskala mit einer Teilung gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 aufweist und eine Ausgangsspannung Vg abgibt, ein zweites Kontaktpotentiometer (10) mit diskreten Anzapfungen für die Auswahl der Belichtungszeiten, das eine Zeitskala mit einer Teilung gemäß einer geometrischen Reihe mit dem Verhältnis 2 aufweist und eine Ausgangsspannung V abgibt, und einen Summierverstärker (1U) mit Hysterese, der die drei Ausgangsspannungen V₁, V

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und V zugeführt erhält und seinerseits eine Anzeigeeinrichtung (15, 16) für die Anzeige des Vorzeichens der Summe dieser drei Ausgangsspannungen V₁ , V_c und V steuert, ent-

Lj J P

hält und daß das zweite Kontaktpotentioraeter (1O) für die Auswahl der Belichtungszeiten unmittelbar mit dem Ausgangsschalter (23) des Binärzählers (22) gekoppelt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstärker (k) mit logarithmischer Kennlinie ein Verstärker (5) mit regelbarer Verstärkung nachgeschaltet ist, und daß am Eingang des Summierverstärkers OO zusätzlich eine einstellbare Justierspannung V„ anliegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch k oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung für die Anzeige des Vorzeichens der Summe aus den dem Summierverstärker (i4) zugeführten Spannungen V_T, V_, V , V_ aus zwei Anzeige-

Xj O ρ U

lampen (15, i6) besteht, von denen jede für eines der beiden möglichen Vorzeichen dieser Spannungen aufleuchtet.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche k bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktpotentiometer (1O) für die Auswahl der Belichtungszeit und der Ausgangs-

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schalter (23) für den Binärzähler (22) durch eine unmittelbare mechanische Kopplung miteinander verbunden sind und beide die gleiche Anzahl von Kontakten und in gleichem Sinne variierende Teilungen aufweisen.

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