WO2014023990A1 - Laser projector - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a laser projector according to the preamble of claim 1.
- the invention can be used in the systems for image reproduction in the image and video projection technique.
- the invention can be used in the field of instrumentation for the surveying customer and in particular in laser devices for the construction of different levels. These devices are used for various construction stanchions and are used for the assembly of technical equipment in engineering as well as in other technical and scientific fields, where the application of light levels and the possibility to transfer marks in horizontal and vertical planes is required.
- the closest prior art to the new laser projector is its technical nature and the achieved technical effect of the prototype, which is known by the patent RU 2390967 (IPC H04N9 / 31 "full-color laser projector", application date 02.10.2008, published 27.05.2010)
- This laser projector has a projection element for image output and a power supply and control system.
- This known projector has no moving electromechanical components.All operations are carried out using only electronic, electrostatic, magnetic and optical methods.
- This known projector has three Lasers with radiations in three main colors, red, green and blue, are optically connected to an adder of the radiations.
- the technical result consists in the possibility of compensating the projection position of the image thanks to the installation of an electronic correction unit, wherein the correction unit is connected to a multi-axis position sensor of the projection element.
- the known laser projector includes a projection element for image output and a power supply and control system and is additionally supplemented according to the invention with an electronic correction unit for compensating the position of the projected image.
- the correction unit is connected to a multi-axis position sensor of the projection element.
- the new laser projector also includes an interface for loading the image files.
- An additional optical element can also be arranged on the optical axis of the light beam exit from the projection element.
- the object is achieved even if the projection element contains only one laser radiation source, provided that the single-color image is sufficient for this purpose. Ensuring the operability of the new laser projector with a projection element with only one laser allows to additionally reduce the production cost of the laser projector. If the new laser projector has to reproduce a color image, a projection element with several laser radiation sources must be switched on.
- the new laser projector can be manufactured in any manufacturing facility that specializes in this field and has well-known foreign and domestic materials and equipment available for the manufacture of such equipment.
- the incorporation of the additional electronic position correcting unit of the projected image, which is connected to the multi-axis position sensor of the projection element, makes it possible to adjust the position of the projected image when signaling from the multi-axis position sensor of the projection element. This makes it possible to improve the operating characteristics of the laser projector and to expand its functionalities and applications.
- the introduction of an interface for loading the image files ensures that the image files are quickly loadable. This also improves the operating characteristics of the laser projector. Thanks to the installation of an additional optical element on the optical axis of the light beam exit from the projection element, the image is umreflektierbar in orthogonal planes of the projected plane. This also improves the operating characteristics of the laser projector and extends its functionality and applications.
- the totality of the essential features of the new laser projector ensures that the technical result of the invention is achieved, namely: the compensation of the projection position of the image. Consequently, the problem posed is also solved with regard to the improvement of the operating characteristics and the expansion of the functionalities and applications.
- Fig. 2 shows a possibility of using the laser projector to an image in
- Fig. 3 shows an application of the laser projector with an additional optical element.
- the laser projector includes a projection element 1 for image output.
- the image may be both a representation of any object and a representation of the projection of the scribe axes.
- the laser projector further includes a power supply and control system 2, an electronic correction unit 3 for compensating the position of the projected image, and an interface 5 for loading the image files.
- the electronic correction unit 3 is connected to the multi-axis position sensor 4 of the projection element 1.
- the laser projector may include an additional optical element 6. It is grown on the optical axis of the light beam exit from the projection element 1. Projection elements of the PicoP® Display Engine brand from Microvision can be used as the projection element 1.
- the power supply and control system of the projector SHOWWX + laser pico projector of Microvision can be used.
- a correction unit 3 for compensating the position of the projected image a correction unit of the type of a preprogrammed microcontroller of any manufacturer can be used.
- an accelerometer ADXL327 Fa. Analog Device can be applied as multi-axis position sensor 4 of the projection element 1.
- a four-edged prism can be installed.
- the laser projector works as follows:
- a laser projector 1 is mounted on a stand.
- the power supply and control system 2 is turned on.
- the interface 5 for loading the image files the required image for marking (marking) is loaded.
- the position of the projection element 1 is changed in relation to the coordinate axes, the image is read from the position commands of the multi-axis position sensor 4 of the projection element 1 to the position correction unit 3 of the projected image. automatically balanced / aligned in the horizontal and vertical planes. Afterwards, the marking work will be carried out.
- an embodiment of the laser projector 1 with an additional optical element 6 is used.
- the optical element 6 is grown on the optical axis of the light beam exit from the projection element 1.
- the optical element 6 makes it possible to obtain a larger image scanning angle.
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Abstract
The invention relates to a laser projector comprising a projection element (1) for emitting an image, and comprising a current supply and control system (2). In order to increase the operating capabilities of the laser projector and to enhance its functions and uses, the laser projector is additionally provided with an electronic correction unit (3) for compensating the projected image, and with an interface (5) for loading the image files, and the correction unit (3) is connected to a multi-axis position sensor (4) of the projection element (1).
Description
Alexey V. GULUNOV Alexey V. GULUNOV
ul. Kaslinskaya, d. 99A, Office 4 ul. Kaslinskaya, d. 99A, Office 4
454084 Chelyabinsk 454084 Chelyabinsk
RUSSLAND RUSSIA
- 1 - Laserprojektor - 1 - laser projector
Die Erfindung betrifft einen Laserprojektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung ist in den Systemen für die Bildwiedergabe und zwar in der Bild- und Videoprojektionstechnik einsetzbar. Die Erfindung kann auf dem Gebiet des Gerätebaus für die Vermessungskunde und insbesondere in Lasergeräten zur Konstruktion von verschiedenen Ebenen verwendet werden. Diese Geräte dienen verschiedenen Absteckarbeiten im Bauwesen und werden für die Montage von technischen Anlagen im Maschinenbau sowie in anderen technischen und wissenschaftlichen Gebieten gebraucht, wo die Anwendung von Lichtebenen und die Möglichkeit zur Übertragung von Marken in horizontalen und vertikalen Ebenen erforderlich sind. The invention relates to a laser projector according to the preamble of claim 1. The invention can be used in the systems for image reproduction in the image and video projection technique. The invention can be used in the field of instrumentation for the surveying customer and in particular in laser devices for the construction of different levels. These devices are used for various construction stanchions and are used for the assembly of technical equipment in engineering as well as in other technical and scientific fields, where the application of light levels and the possibility to transfer marks in horizontal and vertical planes is required.
C0NRR ATI0N C0PY
Aus dem Stand der Technik sind viele moderne lasergestützte Projekte bekannt: Miniprojektoren und -Beamer für tragbare Geräte wie Laptops, Telefongeräte und Kameras. C0NRR ATI0N C0PY Many state-of-the-art laser-based projects are known in the art: mini-projectors and beamer for portable devices such as laptops, telephones and cameras.
(S. z. B. die Seite www.nanonewsnet.ru/news/2008/kompaniya-microvision-predsta- vila-mems-proektor-dlva-mobilnvkh-ustroistv ). (See, for example, the page www.nanonewsnet.ru/news/2008/kompaniya-microvision-predsta-vila-mems-proektor-dlva-mobilnvkh-ustroistv).
Jedoch bieten die bekannten Laserprojektoren keine Möglichkeit, die Bildprojektion je nach der räumlichen Lage automatisch auszugleichen. However, the known laser projectors offer no way to automatically compensate the image projection depending on the spatial position.
Der nächstkommende Stand der Technik gegenüber dem neuen Laserprojektor ist seinem technischen Wesen und dem erreichten technischen Effekt nach der Prototyp, der durch das Patent RU 2390967 (IPC H04N9/31„Vollfarbiger Laserprojektor", Anmeldungsdatum 02.10.2008, Veröffentlichungsdatum 27.05.2010) bekannt ist. Dieser Laserprojektor weist ein Projektionselement zur Bildausgabe und ein Strom- versorgungs- und Steuersystem auf. Dieser bekannte Projektor hat keine beweglichen elektromechanischen Bauteile. Alls Arbeitsabläufe werden nur unter Einsatz von elektronischen, elektrostatischen, magnetischen und optischen Verfahren durchgeführt. Dabei weist der bekannte Projektor drei Laser mit Strahlungen in drei Haupt- färben Rot, Grün und Blau auf. Diese Strahlen werden mit einem Addierer der Strahlungen optisch verbunden. The closest prior art to the new laser projector is its technical nature and the achieved technical effect of the prototype, which is known by the patent RU 2390967 (IPC H04N9 / 31 "full-color laser projector", application date 02.10.2008, published 27.05.2010) This laser projector has a projection element for image output and a power supply and control system.This known projector has no moving electromechanical components.All operations are carried out using only electronic, electrostatic, magnetic and optical methods.This known projector has three Lasers with radiations in three main colors, red, green and blue, are optically connected to an adder of the radiations.
Der Mangel dieser Vorrichtung besteht darin, dass es keine Kontrolle der räumlichen Lage des Projektionselements gibt. Deswegen gibt es auch keine Möglichkeit, eine Lagekorrektur des projizierten Bildes vorzunehmen und insbesondere die Projektionslage der Anreißachsen auszugleichen. Folglich kann eine solche Einrichtung nicht zur Konstruktion von Referenzlichtachsen (Referenzlichtebenen) angewendet werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Betriebseigenschaften des Laserprojektors zu steigern sowie die Funktionalitäten und die Anwendungen zu erweitern. Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. The defect of this device is that there is no control of the spatial position of the projection element. Therefore, there is also no way to make a position correction of the projected image and in particular to compensate for the projection position of the scribe axes. Consequently, such a device can not be used to construct reference light axes (reference light planes). It is an object of the invention to increase the operating characteristics of the laser projector and to expand the functionalities and applications. The stated object is solved by the features of claim 1.
Das technische Ergebnis besteht in der Möglichkeit, die Projektionslage des Bildes dank dem Einbau einer elektronischen Korrektureinheit auszugleichen, wobei die Korrektureinheit mit einem Mehrachsenpositionssensor des Projektionselements verbunden ist. The technical result consists in the possibility of compensating the projection position of the image thanks to the installation of an electronic correction unit, wherein the correction unit is connected to a multi-axis position sensor of the projection element.
Die gestellte Aufgabe wird auf folgende Weise gelöst. The task is solved in the following way.
Der bekannte Laserprojektor enthält ein Projektionselement zur Bildausgabe und ein Stromversorgungs- und Steuersystem und wird gemäß der Erfindung mit einer elektronischen Korrektureinheit zum Ausgleich der Position des projizierten Bildes zusätzlich ergänzt. Die Korrektureinheit ist mit einem Mehrachsenpositionssensor des Projektionselements verbunden. Darüber hinaus enthält der neue Laserprojektor zusätzlich eine Schnittstelle zum Laden der Bilddateien. The known laser projector includes a projection element for image output and a power supply and control system and is additionally supplemented according to the invention with an electronic correction unit for compensating the position of the projected image. The correction unit is connected to a multi-axis position sensor of the projection element. In addition, the new laser projector also includes an interface for loading the image files.
An der optischen Achse des Lichtstrahlaustritts aus dem Projektionselement kann auch ein zusätzliches optisches Element angeordnet werden. An additional optical element can also be arranged on the optical axis of the light beam exit from the projection element.
Dabei wird die gestellte Aufgabe auch dann gelöst, wenn das Projektionselement nur eine Laserstrahlungsquelle enthält, vorausgesetzt, dass das einfarbige Bild dafür ausreicht.
Die Sicherstellung der Funktionsfähigkeit des neuen Laserprojektors mit einem Projektionselement mit nur einem Laser erlaubt, zusätzlich die Produktionskosten des Laserprojektors zu vermindern. Wenn der neue Laserprojektor ein farbiges Bild wiedergeben muss, muss ein Projektionselement mit mehreren Laserstrahlungsquellen zugeschaltet werden. The object is achieved even if the projection element contains only one laser radiation source, provided that the single-color image is sufficient for this purpose. Ensuring the operability of the new laser projector with a projection element with only one laser allows to additionally reduce the production cost of the laser projector. If the new laser projector has to reproduce a color image, a projection element with several laser radiation sources must be switched on.
Die durchgeführten Recherchen in Patent- und technischen und wissenschaftlichen Druckschriften zeugen davon, dass der neue Laserprojektor nicht bekannt ist und aus dem studierten Stand der Technik nicht herausgelesen werden kann. Das heißt, die Erfindung ist neu und hat die für eine Patenterteilung erforderliche Erfindungshöhe. The research carried out in patent and technical and scientific publications testify that the new laser projector is not known and can not be read from the state of the art. That is, the invention is novel and has the inventiveness required for granting a patent.
Der neue Laserprojektor kann in einem beliebigen Produktionsbetrieb hergestellt werden, der sich auf diesem Fachbereich spezialisiert hat und für die Herstellung solcher Geräte bekannte aus- und inländische Werkstoffe und Standardausrüstung zur Verfügung hat. The new laser projector can be manufactured in any manufacturing facility that specializes in this field and has well-known foreign and domestic materials and equipment available for the manufacture of such equipment.
Der Einbau der zusätzlichen elektronischen Lagekorrektureinheit des projizierten Bil- des, die mit dem Mehrachsenpositionssensor des Projektionselements verbunden ist, ermöglicht es, die Lage des projizierten Bildes bei einer Signalgabe vom Mehrachsenpositionssensor des Projektionselements einzustellen. Dies ermöglicht, die Betriebseigenschaften des Laserprojektors zu verbessern und seine Funktionalitäten und Anwendungen zu erweitern. The incorporation of the additional electronic position correcting unit of the projected image, which is connected to the multi-axis position sensor of the projection element, makes it possible to adjust the position of the projected image when signaling from the multi-axis position sensor of the projection element. This makes it possible to improve the operating characteristics of the laser projector and to expand its functionalities and applications.
Die Einführung einer Schnittstelle zum Laden der Bilddateien sorgt dafür, dass die Bilddateien schnell ladbar sind. Dadurch werden die Betriebseigenschaften des Laserprojektors ebenfalls verbessert.
Dank dem Anbau eines zusätzlichen optischen Elements an der optischen Achse des Lichtstrahlaustritts aus dem Projektionselement ist das Bild in orthogonalen Ebenen der projizierten Ebene umreflektierbar. Dadurch werden die Betriebseigenschaf- ten des Laserprojektors auch verbessert und seine Funktionalitäten und Anwendungen erweitert. The introduction of an interface for loading the image files ensures that the image files are quickly loadable. This also improves the operating characteristics of the laser projector. Thanks to the installation of an additional optical element on the optical axis of the light beam exit from the projection element, the image is umreflektierbar in orthogonal planes of the projected plane. This also improves the operating characteristics of the laser projector and extends its functionality and applications.
Somit sorgt die Gesamtheit der wesentlichen Merkmale des neuen Laserprojektors dafür, dass das technische Ergebnis der Erfindung erreicht wird und zwar: der Aus- gleich der Projektionslage des Bildes. Folglich wird auch die gestellte Aufgabe in Bezug auf die Verbesserung der Betriebseigenschaften und die Erweiterung der Funktionalitäten und Anwendungen gelöst. Thus, the totality of the essential features of the new laser projector ensures that the technical result of the invention is achieved, namely: the compensation of the projection position of the image. Consequently, the problem posed is also solved with regard to the improvement of the operating characteristics and the expansion of the functionalities and applications.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erklärt. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 das Blockdiagramm des vorgeschlagenen Laserprojektors, 1 is the block diagram of the proposed laser projector,
Fig. 2 eine Möglichkeit der Anwendung des Laserprojektors, um ein Bild in Fig. 2 shows a possibility of using the laser projector to an image in
Form einer Projektion der Anreißachsen zu bekommen und Fig. 3 eine Anwendung des Laserprojektors mit einem zusätzlichen optischen Element. Fig. 3 shows an application of the laser projector with an additional optical element.
Der Laserprojektor enthält ein Projektionselement 1 zur Bildausgabe. Das Bild kann sowohl eine Wiedergabe eines beliebigen Objekts als auch eine Wiedergabe der Projektion der Anreißachsen sein. Der Laserprojektor enthält des Weiteren ein Stromversorgungs- und Steuersystem 2, eine elektronische Korrektureinheit 3 zum Ausgleich der Lage des projizierten Bildes und eine Schnittstelle 5 zum Laden der Bilddateien. Die elektronische Korrektureinheit 3 ist dabei mit dem Mehrachsen- positionssensor 4 des Projektionselements 1 verbunden.
Der Laserprojektor kann ein zusätzliches optisches Element 6 einschließen. Es ist an der optischen Achse des Lichtstrahlaustritts aus dem Projektionselement 1 angebaut. Als Projektionselement 1 können Projektionselemente der Marke PicoP® Display Engine der Fa. Microvision angewendet werden. The laser projector includes a projection element 1 for image output. The image may be both a representation of any object and a representation of the projection of the scribe axes. The laser projector further includes a power supply and control system 2, an electronic correction unit 3 for compensating the position of the projected image, and an interface 5 for loading the image files. The electronic correction unit 3 is connected to the multi-axis position sensor 4 of the projection element 1. The laser projector may include an additional optical element 6. It is grown on the optical axis of the light beam exit from the projection element 1. Projection elements of the PicoP® Display Engine brand from Microvision can be used as the projection element 1.
Als Stromversorgungs- und Steuersystem 2 kann das Stromversorgungs- und Steuersystem des Projektors SHOWWX + laser pico projector der Fa. Microvision ange- wendet werden. As power supply and control system 2, the power supply and control system of the projector SHOWWX + laser pico projector of Microvision can be used.
Als elektronische Korrektureinheit 3 zum Ausgleich der Lage des projizierten Bildes kann eine Korrektureinheit vom Typ einer vorprogrammierten MikroSteuereinheit eines beliebigen Herstellers angewendet werden. As an electronic correction unit 3 for compensating the position of the projected image, a correction unit of the type of a preprogrammed microcontroller of any manufacturer can be used.
Als Mehrachsenpositionssensor 4 des Projektionselements 1 kann ein Beschleunigungsmesser ADXL327 der Fa. Analog Device angewendet werden As multi-axis position sensor 4 of the projection element 1, an accelerometer ADXL327 Fa. Analog Device can be applied
Als zusätzliches optisches Element 6 kann ein vierkantiges Prisma eingebaut sein. As an additional optical element 6, a four-edged prism can be installed.
Der Laserprojektor arbeitet wie folgt: The laser projector works as follows:
Wenn ein Bild in Form einer Projektion der Anreißachsen wie in Fig. 2 erzeugt werden muss, wird ein Laserprojektor 1 auf einem Stativ montiert. Das Stromversorgungs- und Steuersystem 2 wird eingeschaltet. Mit Hilfe der Schnittstelle 5 zum Laden der Bilddateien wird das erforderliche Bild zum Anreißen (Markieren) geladen. Wird die Lage des Projektionselements 1 in Bezug auf die Koordinatenachsen geändert, so wird das Bild anhand der Innenbefehle eines Mehrachsenpositionssen- sors 4 des Projektionselements 1 an die Lagekorrektureinheit 3 des projizierten Bil-
des automatisch in der horizontalen und vertikalen Ebene ausgeglichen/ausgerichtet. Danach werden die Anreißarbeiten durchgeführt. If an image in the form of a projection of the scribe axes has to be generated as in FIG. 2, a laser projector 1 is mounted on a stand. The power supply and control system 2 is turned on. With the aid of the interface 5 for loading the image files, the required image for marking (marking) is loaded. If the position of the projection element 1 is changed in relation to the coordinate axes, the image is read from the position commands of the multi-axis position sensor 4 of the projection element 1 to the position correction unit 3 of the projected image. automatically balanced / aligned in the horizontal and vertical planes. Afterwards, the marking work will be carried out.
Wenn die Markierung in horizontale und vertikale Ebenen übertragen werden muss, wird eine Ausgestaltung des Laserprojektors 1 mit einem zusätzlichen optischen E- lement 6 (s. Fig. 3) verwendet. Das optische Element 6 ist an der optischen Achse des Lichtstrahlaustritts aus dem Projektionselement 1 angebaut. Das optische Element 6 ermöglicht, einen größeren Bildabtastwinkel zu bekommen. Darüber hinaus ist es beim Wechseln des projizierten Bildes mit Hilfe der Schnittstelle 5 möglich, noch eine orthogonale Ebene zu bekommen.
If the marking has to be transmitted in horizontal and vertical planes, an embodiment of the laser projector 1 with an additional optical element 6 (see Fig. 3) is used. The optical element 6 is grown on the optical axis of the light beam exit from the projection element 1. The optical element 6 makes it possible to obtain a larger image scanning angle. Moreover, when changing the projected image by means of the interface 5, it is possible to get another orthogonal plane.
Claims
1. Laserprojektor mit einem Projektionselement (1) zur Bildausgabe und einem Stromversorg ungs- und Steuersystem (2), 1. Laser projector with a projection element (1) for image output and a power supply and control system (2),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass er zusätzlich mit einer elektronischen Korrektureinheit (3) zum Ausgleich des projizierten Bildes und einer Schnittstelle (5) zum Laden der Bilddateien ergänzt ist und that it is additionally supplemented with an electronic correction unit (3) for compensating the projected image and an interface (5) for loading the image files, and
dass die Korrektureinheit (3) mit einem Mehrachsenpositionssensor (4) des Projektionselements (1) verbunden ist. in that the correction unit (3) is connected to a multi-axis position sensor (4) of the projection element (1).
2. Laserprojektor nach Anspruch 1 , 2. Laser projector according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass an der optischen Achse des Lichtstrahlaustritts aus dem Projektionselement (1) ein zusätzliches optisches Element (6) angebaut ist. in that an additional optical element (6) is attached to the optical axis of the light beam exit from the projection element (1).
3. Laserprojektor nach Anspruch 1 , 3. Laser projector according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Korrektureinheit (3) eine vorprogrammierte MikroSteuereinheit ist. in that the correction unit (3) is a preprogrammed microcontroller.
4. Laserprojektor nach Anspruch 1 4. Laser projector according to claim 1
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Mehrachsenpositionssensor (4) ein Beschleunigungsmesser ist. the multi-axis position sensor (4) is an accelerometer.
5. Laserprojektor nach Anspruch 2, 5. Laser projector according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass als zusätzliches Element (6) ein vierkantiges Prisma verwendet ist.
Laserprojektor nach Anspruch 1 bis 5, in that a quadrangular prism is used as additional element (6). Laser projector according to claim 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass bei einer Änderung der Lage des Projektionselements (1) in Bezug auf die Koordinatenachsen das Bild anhand der Innenbefehle des Mehrachsenpositi- onssensors (4) des Projektionselements (1) an die Lagekorrektureinheit (3) des projizierten Bildes automatisch in der horizontalen und vertikalen Ebene ausgeglichen/ausgerichtet wird. in that, when the position of the projection element (1) changes with respect to the coordinate axes, the image is automatically compensated in the horizontal and vertical planes by means of the inner commands of the multi-axis position sensor (4) of the projection element (1) to the position correction unit (3) of the projected image / is aligned.
Laserprojektor nach Anspruch 6, Laser projector according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das zusätzliche Element (6) verwendet ist, wenn die Markierung in horizontaler und vertikaler Ebene übertragbar ist, wobei mit dem zusätzlichen Element (6) ein größerer Bildabtastwinkel erreichbar ist. that the additional element (6) is used when the marking is transferable in the horizontal and vertical plane, wherein with the additional element (6) a larger image scanning angle is achievable.
Laserprojektor nach Anspruch 1 , Laser projector according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass mit Hilfe der Schnittstelle (5) eine orthogonale Ebene erreichbar ist.
in that an orthogonal plane can be reached with the aid of the interface (5).
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WWE | Wipo information: entry into national phase |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12758599 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12758599 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |