WO2004083931A1 - Nachtsichtgerät, umfassend ein obejktiv, eine bildverstärkerröhre, ein umkehrsystem und ein okular - Google Patents

Nachtsichtgerät, umfassend ein obejktiv, eine bildverstärkerröhre, ein umkehrsystem und ein okular Download PDF

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WO2004083931A1
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night vision
vision device
lens
image
eyepiece
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PCT/EP2004/002427
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Walter Besenmatter
Volker Tautz
Harald Schlitt
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Hensoldt Ag
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification

Definitions

  • Night vision device comprising a lens, an image intensifier tube, a reversing system and an eyepiece
  • the invention relates to a night vision device comprising a lens, an image intensifier tube, a reversing system and an eyepiece.
  • a night vision device which comprises a lens, an image intensifier tube of the 3rd generation and an eyepiece.
  • the 3rd generation image intensification tube outputs an image that already has the correct orientation. This is achieved in that the image intensification tube comprises fiber optics for image reversal.
  • No. 5,495,364 discloses a tight connection of two housing parts without the need for a seal.
  • a night vision device is known from US Pat. No. 4,463,252, which has fiber optics for image reversal and a downstream collimator. Here again there is the disadvantage of poor image quality due to the fiber optics used.
  • a disadvantage of the night vision devices, which have a fiber optic as a reversing system, is that poor individual fibers result in poor image quality.
  • the invention has for its object to provide a night vision device with good image quality. Furthermore, the invention was based on the object of a night vision device to provide a flexible use, in particular through the use of different lens variants. The invention was also based on the object of improving the handling of the night vision device.
  • the object of the invention is achieved by the measure of providing an improved reversing system with optically imaging elements, which is arranged between the light amplification tube and the eyepiece.
  • connection device between the lens and the basic device of the night vision device.
  • the objective can be detachably connected to the basic device. This makes it possible to use different lenses together with the night vision device.
  • fastening elements are formed on the left and right side of the housing of the basic device. Using these fasteners, hand straps can be attached to both the right and left sides of the night vision device.
  • Figure 1 Side view of a night vision device with a lens of magnification 5.6
  • FIG. 1 Section through the night vision device shown in Figure 1
  • FIG. 4 Section through the night vision device shown in Figure 3
  • the basic structure of a night vision device according to the invention is first described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the night vision device is built in modules.
  • a module is formed by the lens 3 j 45.
  • Another module is formed by the basic device 17.
  • a further module could also be formed by the eyepiece, which is not the case in the exemplary embodiment shown.
  • the performance of the night vision device can be changed in a simple manner by exchanging at least one module.
  • This objective 3, 45 shown in FIGS. 1 and 2 has an enlargement by a factor of 5.6 in connection with the basic device 17.
  • a connection device 7 is provided for connecting the objective 3 to the basic device 17 of the night vision device 1.
  • An anti-rotation device 5 is provided for locking the connecting device 7.
  • the basic device 17 is provided with a rubber cover 29. In this rubber cover recesses 47 are formed on both sides. For fastening hand straps, fastening elements 49 are formed on both sides, as can be seen in particular from FIG. 3.
  • a tripod mount 37 is formed on the underside of the basic device 17. There are 3 push buttons on the top of the basic unit. The first pushbutton switch 31a on the side facing the object is provided for switching additional lighting 23 on and off. An IR LED is provided as additional lighting, which is arranged in the lower housing part, as can be seen in particular from FIGS. 2 and 4.
  • the other pushbuttons 3 lb and 31c arranged on the user side are provided for switching the night vision device on and off and for a controllable amplification power. If these two pushbutton switches 31b and 31c are pressed simultaneously, the night vision device is switched off. If the pushbutton switch 31c is actuated alone, the night vision device is switched on at medium amplification power. To increase the amplification power, this pushbutton switch must be pressed until the desired image quality is achieved. Is a
  • the middle button switch 31b must be pressed until the desired picture quality is achieved.
  • An eyepiece 39 with a sliding eyecup 41 is integrated in the basic device 17.
  • This basic device 17 is within the optical effective range, i.e. between the reinforcement tube 35, reversing system, eyepiece 3 pressure-tight and nitrogen filled.
  • ⁇ - responsibility for this tightness is the intention of the frame parts and the reinforcing tube 35, the reversing system 33 and the eyepiece 39 with one another and for the optics by means of sealing elements and adhesive.
  • FIG. 2 the image intensifier tube 35 and the reversing system 33 can be seen.
  • the image intensification tube 35 connects to the objective 3, the reversing system 33 in turn connecting to the image intensification tube 35.
  • an image intensifier tube of the TJ generation is provided.
  • Such image intensifier tubes are offered for example by the company Photonis. That provided by means of the reversing system 33.
  • the image is enlarged for the user by means of the eyepiece 39.
  • the eyepiece 39 has a sliding eyecup 41, through which disruptive light is prevented from the side. Furthermore, the use for people with normal vision and glasses is guaranteed.
  • a recess for accommodating two batteries 21 is provided in the lower housing part 25 of the basic device 17.
  • This battery holder is closed by means of a cover 19. Furthermore, additional lighting 23, here in the form of a TR-LED, is arranged in the lower area of the basic device of the night vision device 17. This additional lighting 23 can be switched on if there is insufficient residual light.
  • the lower housing part 25 is covered by a cover 51.
  • the lens can be firmly connected to the basic device 17 as a connection device 7.
  • the connections known under the name C-Mount are particularly suitable as connection devices.
  • an anti-rotation device 5 is provided, which has a longitudinal toothing 6, as can be seen in particular from FIG. 5. This longitudinal toothing 6 is in
  • This anti-rotation device is in turn rotationally fixed and axially displaceable along the central axis of the lens. This prevents undesired rotation of the lens and thus detachment of the lens from the basic device, as long as the anti-rotation device is inserted. If the anti-rotation device is moved along the optical axis 2 in the direction of the object and the teeth 6, 18 in engagement are disengaged, the anti-rotation device is released. The lens 3 can then be unscrewed from the basic device 17. This makes it possible to conveniently connect a wide variety of lenses with a corresponding anti-rotation device to a basic device 17 of a night vision device 1.
  • a rotating ring 4 is provided for focusing the night vision device by means of the objective 3, FIG. 5. If the rotating ring 4 is rotated, lenses mounted within the objective are axially displaced along the optical axis for focusing at a desired distance.
  • the night vision device shown in FIGS. 3 and 4 differs from the night vision device described above with reference to FIGS. 1 and 2 in that a lens with a magnification factor of 1.2 is fixed to the base body 17 of the night vision device instead of the lens shown in FIGS. 2 and 1 with a 5.6x magnification.
  • the reverse system 33 is located after the image intensifier tube.
  • the reversing system consists of differently shaped optical lenses.
  • FIG. 5 shows the lens according to FIG. 4 again individually.
  • the rotational movement initiated by the rotating ring is transmitted to an inner ring 55.
  • a pin which is arranged perpendicular to the optical axis 2, is firmly connected.
  • This pin 59 protrudes into a groove 63 which is formed in a lens frame 61.
  • the pin 59 serves as a stop for an adjustment to near and infinity
  • Lens mount 61 is in turn axially displaceable along the optical axis.

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Abstract

Nachtsichtgerät mit einem Objektiv, einer Bildverstärkungsröhre, einem Umkehrsystern und einem Okular, wobei das Umkehrsystem eine Bildumkehr durch eine optische Abbildung mittels optischer Elemente bereitstellt.

Description

Beschreibung:
Nachtsichtgerät, umfassend ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre, ein Umkehrsystem und ein Okular
Die Erfindung betrifft ein Nachtsichtgerät, umfassend ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre, ein Umkehrsystem und ein Okular.
Aus der US 5,029,963 ist ein Nachtsichtgerät, das ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre der 3. Generation und ein Okular umfasst, bekannt. Durch die Bildverstärkungsröhre der 3. Generation wird ein Bild ausgegeben, das bereits die richtige Orientierung aufweist. Das wird dadurch erreicht, dass die Bildverstärkungsröhre eine Faseroptik für die Bildumkehr umfasst.
Aus der US 5,495,364 ist eine dichte Verbindung von zwei Gehäuseteilen, ohne dass eine Dichtung erforderlich ist, bekannt.
Aus der US 5,084,780 ist ein Tag- und Nachtsichtgerät, das eine Bildverstärkungsröhre der 3. Generation aufweist, bekannt. Damit wird die Bildinvertierung mittels einer Faseroptik bereitgestellt.
Aus der US 4, 463,252 ist ein Nachtsichtgerät gekannt, das eine Faseroptik für eine Bildumkehr und einen nachgeordneten Kollimator aufweist. Hier ist wiederum der Nachteil der schlechten Bildqualität aufgrund der verwendeten Faseroptik vorhanden.
Nachteilig ist bei den Nachtsichtgeräten, die als Umkehrsystem eine Faseroptik aufweisen, dass aus schadhafte Einzelnfasern eine schlechte Bildqualität resultiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Nachtsichtgerät mit einer guten Bildqualität bereitzustellen. Weiterhin lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Nachtsichtgerät mit einer flexiblen Verwendungsmöglichkeit, insbesondere durch den Einsatz verschiedener Objektiv- Varianten, bereitzustellen. Weiterhin lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde das Handling des Nachtsichtgerätes zu verbessern.
la Die Aufgäbe der Erfindung wird durch die Maßnahme gelöst, ein verbessertes Umkehrsystem mit optisch abbildenden Elementen vorzusehen, das zwischen Lichtverstärkungsröhre und Okular angeordnet ist.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, eine Verbmdungsvorrichtung zwischen Objektiv und Gundgerät des Nachtsichtgerätes: vorzusehen. Durch diese Verbindungsvorrichtung kann das Objektiv lösbar mit dem Grundgerät verbunden werden. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Objektive zusammen mit dem Nachtsichtgerät einzusetzen.
Insbesondere hat es sich vorteilhaft herausgestellt, als Verbmdungsvorrichtung ein C- Mount vorzusehen, der als Standardverbindungselement bei Objektiven ausgebildet ist, die in der Photographie verwendet werden .
Um ein gutes Handling des Nachtsichtgerätes sowohl für Links- wie auch Rechtsh.an.dler bereitzustellen, sind auf der linken sowie auf der rechten Gehäuseseite des Grundgerätes Befestigungselemente ausgebildet. Mittels dieser Befestigungselemente lassen sich Handschlaufen sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Nachtsichtgerätes befestigen.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben.
Anhand der folgenden Ausfültrungsbeispiele wird die Erfindung exemplarisch beschrieben.'
Figur 1; Seitenansicht eines Nachtsichtgerätes mit einem Objektiv der Vergrößerung 5,6
Figur 2; Schnitt durch das in Figur 1 gezeigte Nachtsichtgerät
Figur 3 , Nachsichtge ät mit einem Obj ektiv der Vergrößerung 1 ,2 ■
Figur 4; Schnitt durch das in Figur 3 gezeigte Nachtsichtgerät
2 Figur 5; Schnitt durch das Objektiv mit der Vergrößerung von 1,2.
Anhand von Figur 1 und Figur 2 wird zunächst der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Nachtsichtgerätes beschrieben. Das Nachtsichtgerät ist in Modulen aufgebaut. Ein Modul wird durch das Objektiv 3 j 45 gebildet. Ein weiteres Modul wird durch das Grundgerät 17 bebildet. Weiterhin könnte auch ein weiteres Modul durch das Okular gebildet werden, was bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht der Fall ist.. Durch Austausch von mindestens einzelnem Modul kann auf einfache Weise die Performance des Nachtsichtgerätes verändert werden.
Dieses in Figur 1 und 2 gezeigte Objektiv 3, 45 weist in Verbindung mit dem Grundgerät 17 eine Vergrößerung um den Faktor 5,6 auf. Zur Verbindung des Objektivs 3 mit dem Grundgerät 17 des Nachtsichtgerätes 1 ist ein Verbindungsvorrichtung 7 vorgesellen. Zur Verriegelung der Verbindungsvorrichtung 7 ist eine Verdrehsicherung 5 vorgesehen.
Das Grundgerät 17 ist mit einem Gummibezug 29 versehen. In diesem Gummibezug sind beidseitig Griffmulden 47 ausgebildet. Zur Befestigung von Handschlaufen sind Festigungselemente 49 beidseitig ausgebildet, wie insbesondere aus Figur 3 zu ersehen ist. Zur Befestigung des Nachtsichtgerätes an einem Stativ ist eine Stativaufnahme 37 an der Unterseite des Grundgerätes 17 ausgebildet. An der Oberseite des Grundgerätes sind 3 Tastschalter ausgebildet. Der erste Tastschalter 31a auf der dem Objekt zugewandten Seite ist für ein Ein- und Ausschalten einer Zusatzbeleuchtung 23 vorgesehen. Als Zusatzbeleuchtung ist hier eine IR.-LED vorgesehen, die im unteren Gehäuseteil, wie insbesondere aus Figur 2 und 4 ersichtlich ist, angeordnet ist. Die weiteren benutz rseitig angeordneten Tastschalter 3 lb und 31c sind zum Ein- und Ausschalten des Nachtsichtgerätes und für eine regelbare Verstärkungsleistung vorgesehen. Werden diese beiden Tastschalter 31b und 31c gleichzeitig gedrückt, so wird das Nachtsichtgerät ausgeschaltet. Wird der Tastschalter 31c allein betätigt, so wird das Nachtsichtgerät bei mittlerer Verstärkungsleistung eingeschaltet Zur Steigerung der Verstärkungsleistung ist dieser Tastschalter solange zu drücken bis die gewünschte Bildqualität erreicht ist. Ist eine
3 Verminderung der Verstärkungsleistung gewünscht, so ist der mittlere Tastschalter 31b solange zudrücken bis die gewünschte Bildquälität erreicht ist.
Im Grundgerät 17 ist ein Okular 39 mit einer schiebbaren Augenmuschel 41 integriert. Dieses Grundgerät 17 ist innerhalb des optischen Wirkungsbereichs, d.h. zwischen Verstärkungsröhre 35, Umkehrsystem, Okular 3 druckdicht and Stickstoff gefüllt. <- Verantwortlich für diese Dichtigkeit ist die Absichtung der Fassungsteile und der Verstärkungsröhre 35, des Umkehrsystems 33 und des Okulars 39 untereinander sowie zur Optik durch Dichtelemente und Kleber.
lh der Schnittzeichnung, Figur 2, ist die Bildverstärl mgsröhre 35 und das Umkehrsystem 33 zu erkennen. Die Bildverstärkungsröhre 35 schließt sich an das Objektiv 3 an, wobei das Umkehrsystem 33 sich wiederum an die Bildverstärkungsröhre 35 anschließt. Hier ist eine Bildverstärkerröhre der TJ Generation vorgesehen. Solche Bildverstärkerröhren werden beispielsweise von der Firma Photonis angeboten. Das mittels des Umkehrsysterαs 33 bereitgestellte. Bild wird mittels des Okular 39 für den Benutzer nachvergrößert. Das Okular 39 weist eine Schiebeaugenmuschel 41 auf, durch die störendes Licht von der Seite abgehalten wird. Weiterhin ist dadurch die Verwendung für Normalsichtige und Brillenträger gewährleistet. Aus dieser Schnittzeichnung ist weiter zu ersehen, dass in dem Gehäuseuntereil 25 des Grundgerätes 17 eine Ausnehmung für die Aufnahme zweier Batterien 21 vorgesehen ist. Diese Batterieaufnahme ist mittels eines Deckels 19 verschlossen. Weiterhin ist in dem unteren Bereich des Grundgerätes des Nachtsichtgerätes 17 eine Zusatzbeleuchtung 23, hier in Form einer TR-LED, angeordnet.. Diese Zusatzbeleuchtung 23 kann bei unzureichendem Restlicht zugeschaltet werden. Das Gehäuseunterteil 25 wird durch eine Abdeckung 51 abgedeckt.
Das Objektiv ist über ein Gewinde, als Verbmdungsvorrichtung 7 mit dem Grundgerät 17 fest verbindbar. Als Verbmdungsvorrichtung eignen sich insbesondere die unter dem Namen C-Mount bekannten Verbindungen . Zur Sicherung der Verbindung zwischen Objektiv und Grundgerät 17 wird eine Verdrehsicherung 5, die eine Längsverzahnung 6, wie insbesondere aus Figur 5 zu ersehen ist, aufweist. Diese Längsverzahnung 6 wird in
4 eine Gegenverzahnung 18, die in dem Grundgerät ausgebildet ist, eingeschoben. Diese Verdrehsicherung ist ihrerseits drehfest und axial entlang der Mittenachse des Objektives verschiebar gelagert.. Dadurch wird ein ungewolltes Verdrehen des Objektives und damit ein Lösen des Objektives von dem Grundgerät vermieden, so lange die Verdrehsicherung eingeschoben ist. Wird die Verdrehsicherung entlang der optischen Achse 2 in Richtung Objekt verschoben und damit die in Eingriff befindlichen Verzahnungen 6, 18 außer Eingriff gebracht, so wird damit die Verdrehsicherung gelöst. Das Objektiv 3 kann dann von dem Grundgerät 17 losgeschraubt werden. Dadurch ist es möglich komfortabel unterschiedlichste Objektive mit entsprechender Verdrehsicherung mit einem Grundgerät 17 eines Nachtsichtgerätes 1 zu verbinden.
Zur Fokussierung des Nachtsichtgerätes mittels des Objektives 3, Fig.5, ist ein Drehring 4 vorgesehen. Wird der Drehring 4 gedreht, so werden innerhalb des Objektives gelagerte Linsen entlang der optischen Achse für eine Fokussierung auf eine gewünschte Entfernung axial verschoben.
Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Nachtsichtgerät, unterscheidet sich von dem zuvor anhand Figur 1 und 2 beschriebenen Nachtsichtgerät dadurch, dass ein Objektiv mit einem Vergrößerungsfaktor von 1,2 fest mit dem Grundkörper 17 des Nachtsichtgerätes anstelle des in Figur 2 und 1 dargestellten Objektives mit einer 5,6fachen Vergrößerung, verbunden ist. Wiederum ist das Umkehr System 33 nach der Bildverstärkerröhre angeordnet. Wie zu ersehen ist, besteht das Umkehrsystem aus verschieden geformten optischen Linsen.
In Figur 5 ist das Objektiv gemäß Figur 4 nochmals einzeln dargestellt. Die vom Drehring eingeleitete Rotationsbewegung wird auf einen Innenring 55 übertragen. Mit diesem mnenrrng 55 ist ein Stift, der senkrecht zur optischen Achse 2 angeordnet ist, fest verbunden. Dieser Stift 59 ragt in eine Nut 63, die in einer Linsenfassung 61 ausgebildet ist. Der Stift 59 dient als Anschlag für eine Einstellung auf Nah und Unendlich Die
Linsenfassung 61 ist ihrerseits axial verschiebbar entlang der optischen Achse. Damit wird durch Drehbewegung des Ringes 4 eine translatorische Bewegung der in der Linsenfassung
5 61 gelagerten Linsen entlang der optischen Achse erreicht. In dieser Abbildung ist der Gewindeanschluss 15 der Verbindungsvorrichtung 7, besonders schön zu erkennen. Weiterhin ist die Längsverzahnung 6 der Verdrehsicherung auch deutlich zu erkennen.
Tabelle 1:
Figure imgf000009_0001
Bezugszeichenliste:
1 Nachtsichtgerät 43. Objektiv 1,2 fach
2 optische Achse 24 Gehäuseteil
3 • Objektiv 25 Gehäuseunterteil
4 Drehring 27 Gehäuseoberteil
5 . Verdrehsicherung 29 Gurnmibezug
6 • Längsverzahnung 31 Folientastatur
7 Verbindungsvorrichtung 33 Umkehrsystem
34 optisch abbildendes Element 9 erstes Verbindungsteil 35 Bildverstärkungsröhre
11 Gegenstück 37 Stativaufnahme
13 Gewinde 39 Okular
15 Gewindeanschluss 41 Schiebeaugenmuschel
16 Gegenstück
17 Grundgerät 43 Obj ektiv mit Vergrößerungsfaktor.1 ,2
18 Gegenverzahnung
19 Batteriefachdeckel 45 Obj ektiv mit Vergrößerungsfaktor 5,6
21 Batterie 47 Griffmulden
23 Zusatzbeleuchtung, LR-LED 49 • Befestigungselemente
51 Abdeckung für Gehäuseunterteil
55 ' Ihiienring
57 Verzahnung
59 Stift
61 Linsenfassung
63 Nut

Claims

Ansprüche:
1. Nachtsichtgerät mit einem Obj ektiv,- einer Bildverstärkungsröhre,. und iene zwischen Bildverstärkungsröhre und Okular angeordnetem Umkehrsystem., dadurch gekennzeichnet, dass das Umkehrsystem (33) optisch abbildende Elemente (34) zur Bildumkehr mittels, einer optischen Abbildung umfasst. .
2. Nachtsichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Elemente (34) Linsen vorgesehen sind.
3. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umkehrsystem (33) aus optischen Linsen (34) und / oder Prismen besteht.
4. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Objektiv (3) und einem Grundgerät (17) des Nachtsichtgerätes (1) eine Verbindungsvorrichrung (7) angeordnet ist.
5. Nachtsichtgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (7) ein erstes Verbindungsteil (15), das mit dem Objektiv verbunden ist, umfasst, wobei dieses erste Verbindungsteil (15) mit einem Gegenstück ( 16) in Eingriff gebracht werden kann.
.
6. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgerät (17) des Nachtsichtgerätes im optischen Wirkungsbereich dicht ist
7. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachtsichtgerät (1.) mit Befestigungselementen (49) für
Handschlaufen auf der rechten und der linken Seite des Gehäuseteils (24) versehen ist.
9
8. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regulierung der Verstärkungsleistung (3 la,31b) ' vorgesehen ist
9. Nachtsichtgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zuschaltbare Zusatzbeleuchtung (23), vorzugsweise eine zuschaltbare TR-LED vorgesehen ist.
10
PCT/EP2004/002427 2003-03-20 2004-03-10 Nachtsichtgerät, umfassend ein obejktiv, eine bildverstärkerröhre, ein umkehrsystem und ein okular WO2004083931A1 (de)

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AL Designated countries for regional patents

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121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase