DE9217573U1

DE9217573U1 - Leuchte, insbesondere Operationsleuchte

Info

Publication number: DE9217573U1
Application number: DE9217573U
Authority: DE
Original assignee: Karl Leibinger Medizintechnik & Co Kg 7202 Muehlheim De GmbH
Current assignee: Karl Leibinger Medizintechnik & Co Kg 7202 Muehlheim De GmbH
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1993-07-08
Anticipated expiration: 2002-12-19

Description

Leuchte, insbesondere operationsleuchte

Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere eine Operationsleuchte, die eine Schaltungsanordnung mit einer Spannungsquelle, einer, mit wenigstens einem Betätigungselement verbundenen Regeleinrichtung, wenigstens einer regel- und/oder verstellbar angeordneten Lichtquelle sowie einem Bedienteil aufweist.

Es ist bekannt, in Operationssälen über den darin befindlichen Operationstischen sogenannte Operationsleuchten anzubringen.

Diese sind in der Regel über ein Gestänge in alle Richtungen frei beweg- und positionierbar an der Decke angebracht.

Im Hinblick auf die Funktionalität werden an Operationsleuchten besondere Ansprüche gestellt. So müssen diese zur besseren Handhabbarkeit ein möglichst geringes Eigengewicht aufweisen und müssen erschütterungsfrei vom behandelnden Arzt in jeder beliebigen Position fixiert werden können. Diese genaue Positionierung ist notwendig, damit bei einer Operation eine schattenfreie Ausleuchtung der gewünschten Bereiche möglich ist.

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Dazu können die Operationsleuchten eine Reling aufweisen, die einen umlaufenden, handbetätigbaren Druckschalter besitzt, der bei Betätigung in den Gelenken der Aufhängung angeordnete Bremseinrichtungen, insbesondere Brems-magnete, ausschaltet und bei Loslassen der Reling wieder zuschaltet, so daß die Operationsleuchte insgesamt in einer vorherbestimmten Position verbleibt.

Darüber hinaus sind in der Operationsleuchte angeordnete Leuchtquellen, vorzugsweise eine, in der optischen Achse des linsenförmig ausgebildeten Reflexionsspiegels der Operationsleuchte und eine nahe der ersten Leuchtquelle angeordnete Ersatz- bzw. Notleuchtquelle zur Veränderung des Leuchtfeldes entlang der optischen Achse höhenverstellbar angeordnet. Diese Höhenverstellung erfolgt durch ein außerhalb der Leuchte angeordnetes Bedienfeld, das entsprechende Betätigungselemente zur Betätigung eines verfahrbaren Stellmotors besitzt.

Weiterhin sind die, in der Operationsleuchte angeordneten Leuchtquellen in ihrer Helligkeit regelbar. Außerdem können die Operationsleuchten einen sogenannten Positionierungslaser besitzen, der während des Lagepositionierens der Operationsleuchte dem Bedienpersonal die genaue Ausrichtung der Operationsleuchte anzeigt.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Operationsleuchte ein Kamerasystem enthält, das einerseits während einer Operation Aufzeichnungen tätigt oder

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beispielsweise zu Lehrzwecken die abgeschirmt durchgeführte Operation einem breiteren Publikum über eine geeignete Projektion zugänglich macht.

Die Anordnung dieser nicht vollständig genannten Bedien- und/oder Arbeitseinrichtungen in bzw. an der Operationsleuchte erfordert einen erheblichen Schaltungs- und Verdrahtungsaufwand, damit die Operationsleuchte jederzeit, also auch in Notfällen, sicher funktioniert und handhabbar ist. Dem immer mehr gewünschten verbesserten Bedienkomfort steht nur ein begrenztes Platzangebot zur Unterbringung der entsprechenden Leistungs- bzw. Steuereinrichtungen innerhalb der Operationsleuchte zur Verfügung und weiterhin widerspricht die Anordnung immer neuer Schaltungsteile dem Bestreben, die Operationsleuchte möglichst gewichtsarm auszuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchte der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der in einfacher und kostengünstiger Weise eine komfortable Ausstattung unter Beanspruchung eines minimierten Platzbedarfs möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine der Operationsleuchte zugeordnete Zentraleinheit zur Steuerung der Operationsleuchte einen Mikro-Prozessor, insbesondere einem MikroController, enthält, der über eine Leitung mit dem Bedienteil der Operationsleuchte verbunden ist.

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Es wurde gefunden, daß durch den Einsatz eines Mikro-Prozessors, insbesondere eines MikroControllers, in einfacher Weise eine Vielzahl von genau aufeinander abgestimmten Schalt- bzw. Steuerfunktionen auf engstem Raum in einer Operationsleuchte durchgeführt werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Bedienteil der Operationsleuchte einen zweiten Mikro-Prozessor, insbesondere Mikro-Controller, enthält und diese in der Zentraleinheit und dem Bedienteil angeordneten Mikro-Controller über eine vieradrige, bidirektionelle, serielle Datenleitung verbunden sind.

Durch diese einfache serielle Datenübertragung zwischen den beiden Einheiten kann der notwendige Verdrahtungsaufwand auf ein absolutes Minimum beschränkt werden, während trotzdem eine Vielzahl von Einzelfunktionen in einfacher Weise realisiert werden können. Die Beschränkung auf ein Bauelemente- und Verdrahtungsminimum neben der nicht unerheblichen Gesamtgewichtseinsparung stellt eine insgesamt kostengünstigere Fertigungsweise dar, da der nur mit einem hohen manuellen Aufwand zu realisierende Verdrahtungsbedarf stark reduziert ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch das Minimum an Leitungsverbindungen zwischen der Zentraleinheit und dem Bedienteil, so daß dieses am Gestänge plaziert werden kann und damit die Leitungen im Innern des Gestänges geführt werden können. Insbesondere kann ein entsprechend minimierter Stecker verwendet werden, der ebenfalls durch das Innere des Gestänges führbar ist. Somit ist im Wartungsfall kein aufwendiges, beispielsweise An-

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und Ablöten der Stecker notwendig, bzw. die Verbindungsleitungen können gleich vorkonfektioniert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.

So ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Bedieneinheit ein Empfängerteil für eine Fernbedienung, insbesondere eine Infrarotfernbedienung, besitzt. Hiermit wird gewährleistet, daß neben der selbstverständlich weiterhin möglichen Handbedienung durch das Operationspersonal die Operationsleuchte auch von außerhalb des keimfrei zu haltenden Bereiches des Operationsraumes sich befindlichen Personen in allen Funktionen ferngesteuert werden kann.

Weitere Vorteile ergeben sich durch den Einsatz von Mikro-Prozessoren/Mikro-Controlern bei der Fertigung, Beim Service und bei der Wartung der Operationsleuchten. So können vorteilhafterweise die Operationsleuchten per Computer-Schnittstelle eingestellt und vermessen werden, womit eine dokumentierte Fertigung erleichtert bzw. erst ermöglicht wird.

Im Operationsbetrieb kann weiterhin über die Computer-Schnittstelle eine Fernabfrage der Betriebszustände realisiert werden, so daß zum Beispiel Störungen und/oder Lampenausfälle zentral registriert und damit umgehend behoben werden werden können.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Zentraleinheit so ausgelegt, daß sie eine als

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Lichtquelle eingesetzte Halogen-Glühlampe oder Entladungslampe, vorzugsweise eine Dl-Entladungslampe, insbesondere im Zusammenhang mit der Zündung und dem Betrieb der Entladungslampe überwacht und steuert.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur l: schematisch im Schnitt eine

Operationsleuchtenanordnung und

Figur 2 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Operationsleuchte .

Figur 1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Operationsleuchte, die über ein Ausleger 12, 14 und 16 aufweisendes Gestänge 18 und eine Anhängeeinrichtung 20 an einer Decke 22 befestigt ist. Die Ausleger 12, 14 und 16 sind über zwei- bzw. dreidimensional bewegbare Gelenke 24, 26 und 28 verbunden. Am freien Ende des Auslegers 16 ist ein linsenförmig ausgebildeter Leuchtenkörper 30 befestigt. Der Leuchtenkörper 30 besitzt eine umlaufende Reling 32, die einen, als pneumatischen Schalter 34 ausgebildeten Druckschlauch aufweist. Der Leuchtenkörper 30 besitzt weiterhin ein, mit einem Handgriff 36 versehenes Bedienteil 38 sowie ein, in Leuchtrichtung mittig angeordnetes, vorzugsweise hohlzylindrisches Griffteil 40. Der Leuchtenkörper 30 besitzt einen Hohlspiegel 31, der vorzugsweise eine andere Krümmung aufweist als der Leuchtenkörper 30, so daß sich zumindestens in Teilbereichen zwischen dem Leuchtenkörper 30 und dem Hohlspiegel 31 ein Hohlraum 33 ergibt.

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Innerhalb des Leuchtenkörper 30 ist ein hier nicht dargestellter, durch das hohlzylindrische Griffteil 40 einen Lichtstrahl abstrahlender Positionierlaser angeordnet. Weiterhin ist innerhalb des Leuchtenkörpers 30 eine, in dessen optischer Achse mittels eines Stellmotors längs eines Weggebers 42 bewegbare Leuchtquelle 44 angeordnet. Der Leuchtquelle 44 ist eine zweite, hier nicht dargestellte, in unmittelbarer Nähe der ersten Leuchtquelle 44 angeordnete, weitere Leuchtquelle zugeordnet. Weiterhin ist ein, mit einem Objektiv in Richtung des Operationsfeldes schauendes Kamerasystem 46 im Leuchtenkörper 30 angeordnet. Innerhalb des Leuchtenkörpers 30 ist an einer, die Leuchtfunktion nicht beeinträchtigenden Stelle innerhalb des Hohlraumes 33 eine Zentraleinheit 48 angeordnet, die einen Mikro-Controller 50 aufweist. Ein zweiter Mikro-Controller 52 ist innerhalb des Bedienteils 38 angeordnet, das darüber hinaus hier nicht dargestellte Schalt- und/oder Betätigungselemente besitzt. Innerhalb der Anhängeeinrichtung 20 ist ein, mit einer Spannungsquelle und einer Not-spannungsquelle verbundenes Netzteil 54 angeordnet.

Aus Gründen 4er Übersichtlichkeit wurde in der in Figur 1 gezeigten Anordnung auf die Darstellung einzelner, die Funktions- bzw. Bedienelemente miteinander verbindender Leitungen verzichtet.

In Figur 2 ist anhand eines Blockschaltbildes die Schaltungsanordnung der in Figur 1 gezeigten Operationsleuchte 10 näher erläutert. Das Blockschaltbild zeigt die, den Mikro-Controller 50 aufweisende Zentraleinheit 48, die über eine Leitung 56 mit dem den Mikro-Controller 52 aufweisenden

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Bedienteil 38 verbunden ist. Die Leitung 56 ist dabei als vieradrige, bidirektionelle, serielle Datenleitung ausgebildet. Die Zentraleinheit 48 ist weiterhin über eine Leitung 58 mit dem Netzteil 54 verbunden, das einerseits mit einer, eine gleichgerichtete Spannung liefernden Spannungsquelle 60 und einer Notstrombatterie 62 verbunden ist. Das Netzteil 54 besitzt einen, mit einer Netzausfallerkennung zusammenwirkenden Netzbatterieumschalter. Weiterhin ist die Zentraleinheit 48 über eine Leitung 64 mit dem pneumatischen Schalter 34 verbunden. Über eine weitere Leitung 66 ist die Zentraleinheit 48 mit, mit Bremsmagneten 67 zusammenwirkenden Bremsreglern 68 verbunden. Der Schalter 34 und der Bremsregler 68 sind dabei so zueinander geschaltet, daß im Ausgangszustand, das heißt in Ruhestellung der Operationsleuchte, der Schalter 34 geöffnet ist und damit über den Bremsregler 68 die in den Gelenken 24, 26 und 28 angeordneten, als Permanentmagnete ausgebildeten Bremsmagnete 67 aktiviert sind und somit die Ausleger 12, 14 und 16 in einer bestimmten Lage zueinander fixieren. Erst durch Betätigen des Schalters 34, der an der Reling 32 in Form des Druckschlauches umlaufend befestigt ist, werden durch Beaufschlagen mit einem Entmagnetisierungsstrom, der dem permanenten Feld entgegenwirkt und somit die Bremswirkung aufhebt die Bremsmagneten 67 gelöst und damit die Operationsleuchte 10 entsprechend der Freiheitsgrade der Gelenke 24, 26 und 28 verstellbar. Der Bremsregler 68 dient dabei zur genauen Einstellung der Entmagnetisierung.

Die Zentraleinheit 48 ist weiterhin über eine Leitung 70 mit dem Positionierungslaser 72 verbunden. Der Positionierungslaser 72 ist dabei so geschaltet, daß er bei Betätigen des Schalters 34 selbst

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tätig einen zentrierten Lichtstrahl aussendet, der dem Operationsteam gestattet, die Operationsleuchte 10 genau auf die gewünschte Position auszurichten. Durch eine Ausschaltverzögerung sendet der Positionierungslaser 72 nach Loslassen des Schalters 34 für eine vorherbestimmbare Zeitdauer weiterhin den zentrierten Lichtstrahl aus, so daß kontrolliert werden kann, ob durch Loslassen des Schalters 34 und damit der Reling 32 versehentlich eine Positionsveränderung der Operationsleuchte 10 vorgenommen wurde. Über eine weitere Leitung 74 ist die Zentraleinheit 48 mit dem, Weggeber 42 sowie dem Stellmotor 76 verbunden. Eine weitere Leitung 78 verbindet die Zentraleinheit 48 mit der Leuchtquelle 44, wobei diese eine Hauptleuchtquelle und eine Reserve- bzw. Notleuchtquelle aufweist. Die Leuchtquelle 44 ist dabei über den Stellmotor 76 entlang der optischen Achse der Operationsleuchte 10 bewegbar, wobei das Maß der Bewegung über den Weggeber 42 eingestellt und begrenzt wird. Zur Wegbegrenzung können entweder Motorendschalter oder ein potentiometrisch arbeitender Weggeber 42 eingesetzt werden. Durch eine Bewegung der Leuchtquelle 44 kann der Lichtkegel der Operationsleuchte 10 und damit dessen Ausleuchtfläche eingestellt werden. Über eine weitere Leitung 80 ist die Zentraleinheit 48 mit dem Kamerasystem 46 verbunden, wobei das Kamerasystem 46 ein eigenes Netzteil enthalten kann.

Der in der Zentraleinheit 48 angeordnete MikroController 50 übernimmt nun in Zusammenschaltung mit dem Bedienteil 38 die Schalt- und Steuerlogistik des gesamten Operationsleuchtensystems. Diese übernimmt dabei insbesondere die Reseterzeugung, das heißt, die Rückstellung des

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gesamtes Systems auf eine bestimmte Ausgangssituation und die Zurverfügungstellung eines für die Steuerung des gesamten Systems notwendigen Systemtaktes.

Darüber hinaus erfolgt eine Helligkeitsregelung und/oder Helligkeitsverstellung der Leuchtquelle 44, wobei einzelne voreingestellte Werte gespeichert werden können. Weiterhin wird die, in der Leuchtquelle 44 angeordnete Hauptleuchtquelle ständig über eine an sich bekannte Fadenbrucherkennung überwacht, so daß bei eventuellem Ausfall der Hauptstromquelle sofort die ebenfalls an der Leuchtquelle 44 angeordnete Reserve- bzw. Notleuchtquelle zugeschaltet werden kann.

Als weiterer systemimmanenter Bestandteil ist eine Softstartschaltung integriert, so daß bei Inbetriebnahme des gesamten Operationsleuchtensystems eine langsame Lastanpassung erfolgt und eine Überlastung einzelner Bereiche des Systems sicher vermieden wird. Des weiteren erfolgt über den Weggeber 42 die Ansteuerung des Stellmotors 76, wobei die momentane Stellung des Stellmotors 76 und damit der über den Stellmotor 76 bewegten Leuchtquelle 44, über eine Gray-Code-Auswertung ermittelt wird, so daß sich ein aufwendiger Vergleich mit einem vorher eingegebenen, eine Bezugsgröße zur Verfügung stellenden Wert unnötig macht. Über diese Gray-Code-Auswertung kann jeder bestimmten Position des Stellmotors 76 eine genaue Leuchtfeldgröße des gesamten Operationsleuchtensystems zugeordnet werden.

Zur Auslösung und Beeinflussung der über den MikroController 50 veranlaßten Systemfunktionen besitzt

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das Bedienteil 38 als Folientastatur ausgebildete Betätigungselemente, die gleichzeitig auf dem Bedienteil mit einer, die gegenwärtige Systemstellung wiedergebenden Anzeige, insbesondere einer Leuchtfeldanzeige und einer Helligkeitsanzeige, in Verbindung stehen, wobei die Betätigungselemente vorteilhafterweise mit einer Autorepeat-Funktion ausgestattet sind, so daß ein hoher Bedienkomfort möglich ist, da es bei einer Bedienung während einer Operation auf eine schnelle und zuverlässige Einstellung der Operationsleuchte 10 entscheidend ankommt.

Der Datenaustausch zwischen der Zentraleinheit 48 und dem Bedienteil 38 erfolgt über eine vieradrige, bidirektionale, serielle Datenleitung 56, wobei der Zentraleinheit 48 und dem Bedienteil 38 jeweils eine Schnittstelle zugeordnet ist, die eine Seriell-Parallelwandlung der Datenleitung übernimmt. Durch Anordnung dieser Leitung 56 wird in einfacher Weise erreicht, daß der Verdrahtungsaufwand innerhalb der Operationsleuchte auf ein Minimum beschränkt wird und so bei dem nur begrenzt zur Verfügung stehenden Platz zur LeitungsVerlegung mit einer niedrigadrigen Leitung eine Vielzahl von Systemfunktionen angesteuert und überwacht werden können.

Im weiteren erfolgt über den Schalter 34 eine Ansteuerung des Mikro-Controllers 50 in der Art, daß durch Betätigen des Schalters 34 die mit dem Bremsregler 68 verbundenen Bremsmagnete 67 gelöst werden und gleichzeitig der Positionierungslaser eingeschaltet wird, so daß in dieser Bedienfunktion ein einfaches Einstellen und Positionieren der

gesamten Operationsleuchte 10 durch die Ausrichtung

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des vom Positionierungslaser 72 zur Verfügung gestellten Lichtstrahls erfolgen kann, wobei der Positionierungslaser 72 zur Nachkontrolle der eingenomenen Operationsleuchtenposition nach Festlegung der Ausleger- und Gelenkanordnungen der Operationsleuchte 10 durch die Bremsmagnete 67 für eine Zeit nachleuchtet, so daß eventuelle Fehleinstellungen sofort erkannt werden können.

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Claims

Schutzansprüche

1. Leuchte, insbesondere Operationsleuchte, die eine Schaltungsanordnung mit einer Spannungsquelle, einer, mit wenigstens einem Betätigungselement verbundenen Regeleinrichtung, wenigstens einer regel- und/oder verstellbar angeordneten Lichtquelle sowie einem Bedienteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine, der Operationsleuchte (10) zugeordnete Zentraleinheit (48) zur Steuerung der Operationsleuchte (10) einen Mikro-Prozessor, insbesondere einem Mikro-Controller (50) enthält, der über eine Leitung (56) mit dem Bedienteil (38) der Operationsleuchte (10) verbunden ist.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienteil (38) einen zweiten Mikroprozessor, insbesondere Mikro-Controller (52) enthält.

3. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (48) und das Bedienteil (38) über eine, wenigstens zweivorzugsweise vieradrige, bidirektionelle, serielle Datenleitung (56) verbunden sind.

4. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (44) einen, mit einem Stellmotor (76) verbundenen Weggeber (42) aufweist, der über eine Leitung (74) mit der Zentraleinheit (48) verbunden ist.

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5. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsleuchte (10) einen Positionierungslaser (72) aufweist, der über eine Leitung (70) mit der Zentraleinheit (48) verbunden ist.

6. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsleuchte (10) ein, einen Schalter (34) aufweisendes Handhabungselement (32) besitzt, das mit einem, vorzugsweise als Bremsmagnet ausgebildeten, Feststellelement in Wirkverbindung steht, wobei der Schalter (34) und der Bremsmagnet über Leitungen (64,66) mit der Zentraleinheit (48) verbunden sind.

7. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsleuchte (10) ein Bildübertragungssystem, insbesondere ein Kamerasystem (46), enthält, das über eine Leitung (80) mit der Zentraleinheit (48) verbunden ist.

8. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (48) als Leistungs- und/oder Steuerteil und das Bedienteil (38) als Steuerteil ausgebildet ist.

9. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienteil (38) ein Empfängerteil für eine Fernbedienung, insbesondere für eine Infrarotfernbedienung besitzt.

10. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsleuchte (10) eine, vorzugsweise an der Zentraleinheit (48) oder dem Bedienteil (38) angeordnete Computer-Schnittstelle besitzt.

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11. Leuchte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle über eine geignete Fernübertragung, insbesondere mit einer gleichartigen oder angepaßten Schnittstelle, eines externen Überwachungs- und/oder Informationssystems verbindbar angeordnet ist.

12. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle (44) eine Halogen-Glühlampe oder eine Entladungslampe, insbesondere eine Dl-Entladungslampe angeordnet ist.

13. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (48) eine Baueinheit zur Steuerung und Überwachung der Zündung und des Betriebes der Entladungslampe besitzt.

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