CN111820866A - 一种眼底照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种眼底照明系统，涉及照明技术领域。本发明依次包括：LED环形光源，正光焦度的聚光镜组，正光焦度的中继镜组，中空反射镜和正光焦度的接目目镜组；所述LED环形光源包括可见光灯和红外光灯，所述可见光灯与所述红外光灯交错设置，所述可见光灯、所述红外光灯与所述眼底照明系统的主光轴之间的间距相同；所述中空反射镜的中部开设有用于光线穿过的穿过孔，所述眼底照明系统的主光轴穿过所述穿过孔；光线经过所述中继镜组到达所述中空反射镜，经由所述中空反射镜的外围反射至所述接目目镜组。本发明将眼底照明系统进行了折返，减小了眼底照明系统的总长度，实现了眼底照明系统的小型化。

Description

一种眼底照明系统
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种眼底照明系统。
背景技术
眼底照相是眼科常用的检查手段之一。眼底不发光，而一般人的瞳孔只有3mm的直径，如何通过瞳孔给眼底均匀的照明同时没有其他杂光的产生，是拍摄清晰明亮的眼底照片的关键。
目前主流的眼底相机采用的是科勒照明，但由于这种照明需要环形光源，往往需要较长的光路，导致体积很难减小；另外一些便携式的采用LED灯直接通过接目目镜照射，虽然体积小，但鬼影杂光严重。科勒式由于是环形光源能有效避免光源在角膜和晶状体处反射形成杂光鬼影；而直接LED照射的很难避免这个问题，同时照明的均匀性也不好，图像容易有杂光亮暗不均。
发明内容
本发明将解决现有的技术问题，提供一种眼底照明系统，将眼底照明系统进行了折返，减小了眼底照明系统的总长度，实现了眼底照明系统的小型化。
本发明提供的技术方案如下：
一种眼底照明系统，依次包括：LED环形光源，正光焦度的聚光镜组，正光焦度的中继镜组，中空反射镜和正光焦度的接目目镜组；所述LED环形光源包括可见光灯和红外光灯，所述可见光灯与所述红外光灯交错设置，所述可见光灯、所述红外光灯与所述眼底照明系统的主光轴之间的间距相同；所述中空反射镜的中部开设有用于光线穿过的穿过孔，所述眼底照明系统的主光轴穿过所述穿过孔；光线经过所述中继镜组到达所述中空反射镜，经由所述中空反射镜的外围反射至所述接目目镜组。
本技术方案中，通过上述结构的设置，在能够照亮视网膜的基础上，将眼底照明系统进行了折返，减小了眼底照明系统的总长度，实现了眼底照明系统的小型化。
优选地，所述聚光镜组与所述中继镜组之间还设有反射镜板；靠近物面侧的主光轴与靠近像面侧主光轴平行。
本技术方案中，眼底照明系统内实现了二次折返，瞳孔接收的光线方向与LED环形光源发出光线的方向相同，减小了眼底照明系统的有效口径，进一步实现了眼底照明系统的小型化。
优选地，所述眼底照明系统满足以下条件式：0.3＜Φs1/ΦG3＜0.4；其中，Φs1为所述穿过孔的孔径大小，ΦG3为所述接目目镜组的有效口径。
本技术方案中，通过适当大小的穿过孔的设置，保证了LED环形光源能够有足够的光线照入视网膜上，同时也能够保证视网膜上的成像也能够通过穿过孔进入到达眼底成像系统，形成清晰的视网膜成像，增加了成像的清晰度。
优选地，所述接目目镜组中至少包括一枚胶合透镜；和/或所述中继镜组中至少包括一枚胶合透镜。
本技术方案中，通过胶合透镜的设置，减小了眼底成像系统的色差和像散，增加了眼底成像系统的成像质量。
优选地，所述眼底照明系统满足以下条件式：5＜D1/D2＜7；其中，D1为所述中空反射镜的轴心至所述接目目镜组的间距，D2为所述中空反射镜的轴心至所述中继镜组的间距。
本技术方案中，通过中空反射镜的轴心至接目目镜组的间距与中空反射镜的轴心至中继镜组的间距的限定，中空反射镜的设置能够对眼底照明系统的体积进行大幅度减小。
优选地，所述聚光镜组依次包括：正光焦度的第一透镜、正光焦度的第二透镜和负光焦度的第三透镜；所述第二透镜靠近所述LED环形光源一侧的曲面向远离所述LED环形光源的方向弯曲；所述第三透镜远离所述LED环形光源一侧的曲面向靠近所述LED环形光源的方向弯曲。
本技术方案中，通过聚光镜组结构的限定，进一步增大了第二透镜和第三透镜之间的镜间距，进一步增大了聚光镜组的聚光能力，减小了聚光镜组的光学总长，实现了眼底照明系统的小型化。
优选地，所述接目目镜组依次包括：负光焦度的第一接目透镜、正光焦度的第二接目透镜和正光焦度的第三接目透镜，所述第二接目透镜和所述第三接目透镜胶合。
本技术方案中，正正负结构的设置，减小了中继镜组和聚光镜组的有效口径，实现了眼底照明系统的小型化；同时，胶合透镜的设置，极大地改善了成像的色差和像散，增加了成像的质量。
优选地，所述接目目镜组满足以下条件式：1/|(R22+R31)/(R22-R31)|＞5；其中，R22为所述第二透镜远离所述LED环形光源的面，R31为所述第三透镜靠近所述LED环形光源的面。
本技术方案中，第一透镜L1靠近所述像面侧的面和第二透镜L2靠近所述物面侧的面的曲率半径差异较小，方便了设计人员的设计难度，也方便了透镜的加工制作。
优选地，所述第一接目透镜，第二接目透镜，第三接目透镜的焦距与所述接目目镜组的焦距比值分别为(-1.85,-1.5)、(1.3,1.4)、(1.25,1.45)；所述第一接目透镜，第二接目透镜，第三接目透镜的折射率分别为(1.7，2.1)、(1.45，1.55)、(1.65，1.9)；所述第一接目透镜，第二接目透镜，第三接目透镜的阿贝数分别为(25，30)、(75，85)、(45，55)。
与现有技术相比，本发明提供的一种眼底照明系统具有以下有益效果：
1、通过上述结构的设置，在能够照亮视网膜的基础上，将眼底照明系统进行了折返，减小了眼底照明系统的总长度，实现了眼底照明系统的小型化。
2、眼底照明系统内实现了二次折返，瞳孔接收的光线方向与LED环形光源发出光线的方向相同，减小了眼底照明系统的有效口径，进一步实现了眼底照明系统的小型化。
3、通过中空反射镜的轴心至接目目镜组的间距与中空反射镜的轴心至中继镜组的间距的限定，中空反射镜的设置能够对眼底照明系统的体积进行大幅度减小。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种眼底照明系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种眼底照明系统的结构示意图；
图2是本发明一种眼底照明系统光轴延伸后的结构示意图；
图3是本发明一种眼底照明系统中LED环形光源的结构示意图；
图4是本发明另一种眼底照明系统光轴延伸后的结构示意图。
附图标号说明：10、LED环形光源；101、可见光灯；102、红外光灯；G1、聚光镜组；20、反射板；G2、中继镜组；30、中空反射镜；301、穿过孔；G3、接目目镜组；40、眼球；STP、光阑；L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；L6、辅助透镜；L7、第一接目透镜；L8、第二接目透镜；L9、第三接目透镜。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例一：如图1至图3所示，一种眼底照明系统，依次包括：
LED环形光源10，正光焦度的聚光镜组G1，正光焦度的中继镜组G2，中空反射镜30和正光焦度的接目目镜组G3。
LED环形光源10包括可见光灯101和红外光灯102，可见光灯101与红外光灯102交错设置，可见光灯101、红外光灯102与眼底照明系统的主光轴之间的间距相同，即多个可见光灯101和多个红外光灯102的内壁相切于同一圆柱体。
中空反射镜30的中部开设有用于光线穿过的穿过孔301，眼底照明系统的主光轴穿过所述穿过孔301。
光线经过中继镜组G2到达中空反射镜30，经由中空反射镜30的外围反射至所述接目目镜组G3。
光源发出光线后，能够通过各透镜组发射至瞳孔，并均匀照亮视网膜。
本实施例中，通过上述结构的设置，在能够照亮视网膜的基础上，将眼底照明系统进行了折返，减小了眼底照明系统的总长度，实现了眼底照明系统的小型化。
聚光镜组G1与中继镜组G2之间还设有反射板20；靠近物面侧的主光轴与靠近像面侧主光轴平行。
本实施例中，眼底照明系统内实现了二次折返，瞳孔接收的光线方向与LED环形光源10发出光线的方向相同，减小了眼底照明系统的有效口径，进一步实现了眼底照明系统的小型化。
优选地，接目目镜组G3中至少包括一枚胶合透镜；
和/或
中继镜组G2中至少包括一枚胶合透镜。
本实施例中，通过胶合透镜的设置，减小了眼底成像系统的色差和像散，增加了眼底成像系统的成像质量。
具体地，聚光镜组G1依次包括：
正光焦度的第一透镜L1、正光焦度的第二透镜L2和负光焦度的第三透镜L3；
第二透镜L2靠近LED环形光源10一侧的曲面向远离LED环形光源10的方向弯曲；
第三透镜L3远离所述LED环形光源10一侧的曲面向靠近LED环形光源10的方向弯曲。
即第二透镜L2的右侧能够像左侧弯曲，第三透镜L3的左侧能够向右侧弯曲。
本实施例中，通过聚光镜组G1结构的限定，进一步增大了第二透镜L2和第三透镜L3之间的镜间距，进一步增大了聚光镜组G1的聚光能力，减小了聚光镜组G1的光学总长，实现了眼底照明系统的小型化。
眼底照明系统满足以下条件式：
0.3＜Φs1/ΦG3＜0.4；
其中，Φs1为穿过孔301的孔径大小，ΦG3为接目目镜组G3的有效口径。
本实施例中，通过适当大小的穿过孔301的设置，保证了LED环形光源10能够有足够的光线照入视网膜上，同时也能够保证视网膜上的成像也能够通过穿过孔301进入到达眼底成像系统，形成清晰的视网膜成像，增加了成像的清晰度。
眼底照明系统满足以下条件式：
5＜D1/D2＜7；
其中，D1为所述中空反射镜30的轴心至所述接目目镜组G3的间距，D2为所述中空反射镜30的轴心至中继镜组G2的间距。
本实施例中，通过中空反射镜30的轴心至接目目镜组G3的间距与中空反射镜30的轴心至中继镜组G2的间距的限定，中空反射镜30的设置能够对眼底照明系统的体积进行大幅度减小。
实施例二：如图1所示，一种眼底照明系统，本实施例与实施例一的区别在于接目目镜组G3的具体结构。
在实施例一的基础上，接目目镜组G3依次包括：
正光焦度的第一透镜L1、正光焦度的第二透镜L2和负光焦度的第三透镜L3，第二透镜L2和第三透镜L3胶合。
正正负结构的设置，减小了中继镜组G2和聚光镜组G1的有效口径，实现了眼底照明系统的小型化；同时，胶合透镜的设置，极大地改善了成像的色差和像散，增加了成像的质量。
优选地，接目目镜组G3满足以下条件式：
1/|(R12+R21)/(R12-R21)|＞5；
其中，R12为第一透镜L1靠近像面侧的面，R21为第二透镜L2靠近物面侧的面。
本实施例中，第一透镜L1L1靠近像面侧的面和第二透镜L2靠近物面侧的面的曲率半径差异较小，方便了设计人员的设计难度，也方便了透镜的加工制作。
第一接目透镜L7，第二接目透镜L8，第三接目透镜L9的焦距与所述接目目镜组的焦距比值分别为(-1.85,-1.5)、(1.3,1.4)、(1.25,1.45)；
第一接目透镜L7，第二接目透镜L8，第三接目透镜L9的折射率分别为(1.65，1.9)、(1.45，1.55)、(1.7，2.1)；
第一接目透镜L7，第二接目透镜L8，第三接目透镜L9的阿贝数分别为(45,55)、(75，85)，(25，30)。
实施例三：如图1至图3所示，一种眼底照明系统，依次包括：
LED环形光源10，正光焦度的聚光镜组G1，正光焦度的中继镜组G2，中空反射镜30和正光焦度的接目目镜组G3。
LED环形光源10设置在眼底照明系统的最右侧，LED环形光源10包括可见光灯101和红外光灯102，可见光灯101与红外光灯102交错设置，可见光灯101、红外光灯102与眼底照明系统的主光轴之间的间距相同，即多个可见光灯101和多个红外光灯102的内壁相切于同一圆柱体。
聚光镜组G1设置在LED环形光源10的左侧，聚光镜组G1包括负光焦度的第一透镜L1，具有正光焦度的第二透镜L2，具有正光焦度的第三透镜L3。
聚光镜组G1的左侧还设有反射板20，反射板20倾斜设置，反射板20能够将右侧射入的光线反射至反射板20右上侧的中继镜组G2。
中继镜组G2包括具有正光焦度的第四透镜L4和具有正光焦度的第五透镜L5，中空反射镜30设置在中继镜组G2的右上侧，中空反射镜30倾斜设置，中继镜组G2能够将左下侧的光线向中空反射镜30左侧反射至接目目镜组G3。
中空反射镜30的中部开设有用于光线穿过的穿过孔301，眼底照明系统的主光轴能够穿过该穿过孔301；光线经过中继镜组G2到达中空反射镜30，经由所述中空反射镜30的外围反射至接目目镜组G3。
接目目镜组G3包括负光焦度的第一接目透镜L7，具有正光焦度的第二接目透镜L8，具有正光焦度的第三接目透镜L9，第二接目透镜L8和第三接目透镜L9胶合。
将本实施例的眼底成像系统的基本透镜数据示于表1中。
在面编号栏中示出了将LED环形光源10侧设为第1面而随着眼球40侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
【表1】
面编号 表面类型 曲率半径 中心厚度 折射率 阿贝数
1 球面 INF 15.00
2 球面 -561.28 0.13 1.90 22.61
3 球面 -43.28 0.64
4 球面 40.05 2.33 1.79 56.94
5 球面 17.28 5.15
6 球面 -133.97 0.1 1.71 49.23
7 球面 38.06 3.84
8 球面 INF 21.79
9 球面 231 23.88 1.95 45.77
10 球面 31.59 2.97
11 球面 -34.32 0.29 2.00 40.99
12 球面 -126.48 2.82
13 球面 INF 12.65
14 球面 -46.21 72.19 2.08 27.39
15 球面 -21.4 1.36 1.48 77.23
16 球面 26.4 7.01
17 球面 -23.81 0.05 1.68 50.97
18 球面 324 5.37
19 球面 INF 25.79
本实施例中，Φs1＝8.44mm，ΦG3＝25.66mm，Φs1/ΦG3＝0.329；
其中，Φs1为穿过孔301的孔径大小，ΦG3为接目目镜组G3的有效口径。
D1＝72.19mm，D2＝12.65mm，D1/D2＝5.71；
其中，D1为中空反射镜30的轴心至接目目镜组G3的间距，D2为中空反射镜30的轴心至中继镜组G2的间距。
1/|(R22+R31)/(R22-R31)|＝1/(2.59mm/50.21mm)＝19.39；
其中，R22为第二透镜L2远离LED环形光源10的面，R31为第三透镜L3靠近LED环形光源10的面。
f7＝-38.6mm，f8＝28.5mm，f9＝28mm，fG3＝21.4mm；
f7/fG3＝-1.8，f8/fG3＝1.33，f9/fG3＝1.3；
其中，f7为第一接目透镜L7的焦距，f8为第二接目透镜L8的焦距，f9为第三接目透镜L9的焦距，fG3为接目目镜组G3的焦距。
实施例四：如图1和图4所示，一种眼底照明系统，依次包括：
LED环形光源10，正光焦度的聚光镜组G1，正光焦度的中继镜组G2，中空反射镜30和正光焦度的接目目镜组G3。
LED环形光源10设置在眼底照明系统的最右侧，LED环形光源10包括可见光灯101和红外光灯102，可见光灯101与红外光灯102交错设置，可见光灯101、红外光灯102与眼底照明系统的主光轴之间的间距相同，即多个可见光灯101和多个红外光灯102的内壁相切于同一圆柱体。
聚光镜组G1设置在LED环形光源10的左侧，聚光镜组G1包括负光焦度的第一透镜L1，具有正光焦度的第二透镜L2，具有正光焦度的第三透镜L3。
聚光镜组G1的左侧还设有反射板20，反射板20倾斜设置，反射板20能够将右侧射入的光线反射至反射板20右上侧的中继镜组G2。
中继镜组G2包括具有正光焦度的第四透镜L4和具有正光焦度的第五透镜L5，中空反射镜30设置在中继镜组G2的右上侧，中空反射镜30倾斜设置，中继镜组G2能够将左下侧的光线向中空反射镜30左侧反射至接目目镜组G3。
中空反射镜30的中部开设有用于光线穿过的穿过孔301，眼底照明系统的主光轴能够穿过该穿过孔301；光线经过中继镜组G2到达中空反射镜30，经由所述中空反射镜30的外围反射至接目目镜组G3。
接目目镜组G3包括负光焦度的辅助透镜L6，负光焦度的第一接目透镜L7，具有正光焦度的第二接目透镜L8，具有正光焦度的第三接目透镜L9，第二接目透镜L8和第三接目透镜L9胶合。
将本实施例的眼底成像系统的基本透镜数据示于表2中。
在面编号栏中示出了将LED环形光源10侧设为第1面而随着眼球40侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
【表2】
面编号 表面类型 曲率半径 中心厚度 折射率 阿贝数
1 球面 INF 15
2 球面 -559.60 0.15 1.89 19.29
3 球面 -49.57 0.79
4 球面 35.67 2.39 1.46 70.63
5 球面 16.84 5.36
6 球面 -149.50 0.1 1.82 41.99
7 球面 33.96 3.51
8 球面 INF 21.59
9 球面 252.3 24.24 1.81 45.27
10 球面 28.25 3.16
11 球面 -27.28 0.1 1.91 45.99
12 球面 -118.82 2.89
13 球面 INF 11.94
14 球面 40.44 78.26 1.44 84.73
15 球面 28.48 7.9
16 球面 -99.43 0.21 1.72 26.17
17 球面 -20.59 0.87 1.53 81.29
18 球面 30.27 7.99
19 球面 -23.86 0.24 1.87 47.45
20 球面 -279 5.09
21 球面 INF 26.12
本实施例中，Φs1＝8.12mm，ΦG3＝23.5mm，Φs1/ΦG3＝0.346；
其中，Φs1为所述穿过孔301的孔径大小，ΦG3为所述接目目镜组G3的有效口径。
D1＝78.26mm，D2＝11.94mm，D1/D2＝6.55；
其中，D1为中空反射镜30的轴心至所述接目目镜组G3的间距，D2为中空反射镜30的轴心至中继镜组G2的间距。
|(R22+R31)/(R22-R31)|＝1/(6.41mm/54.31mm)＝8.47
其中，R22为第二透镜L2远离LED环形光源10的面，R31为第三透镜L3靠近LED环形光源10的面。
f7＝-32.7mm，f8＝29.4mm，f9＝30.3mm，fG3＝21.5mm；
f7/fG3＝-1.52，f8/fG3＝1.37，f9/fG3＝1.41；
其中f7为所述第一接目透镜L7的焦距，f8为所述第二接目透镜L8的焦距，f9为所述第三接目透镜L9的焦距，fG3为所述接目目镜组G3的焦距。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种眼底照明系统，其特征在于：
依次包括：
LED环形光源，正光焦度的聚光镜组，正光焦度的中继镜组，中空反射镜和正光焦度的接目目镜组；
所述LED环形光源包括可见光灯和红外光灯，所述可见光灯与所述红外光灯交错设置，所述可见光灯、所述红外光灯与所述眼底照明系统的主光轴之间的间距相同；
所述中空反射镜的中部开设有用于光线穿过的穿过孔，所述眼底照明系统的主光轴穿过所述穿过孔；
光线经过所述中继镜组到达所述中空反射镜，经由所述中空反射镜的外围反射至所述接目目镜组。
2.根据权利要求1所述的一种眼底照明系统，其特征在于：
所述聚光镜组与所述中继镜组之间还设有反射板；
靠近物面侧的主光轴与靠近像面侧主光轴平行。
3.根据权利要求1所述的一种眼底照明系统，其特征在于：
所述眼底照明系统满足以下条件式：
0.3＜Φs1/ΦG3＜0.4
其中，Φs1为所述穿过孔的孔径大小，ΦG3为所述接目目镜组的有效口径。
4.根据权利要求1所述的一种眼底照明系统，其特征在于：
所述接目目镜组中至少包括一枚胶合透镜；
和/或
所述中继镜组中至少包括一枚胶合透镜。
5.根据权利要求1所述的一种眼底照明系统，其特征在于：
所述眼底照明系统满足以下条件式：
5＜D1/D2＜7；
其中，D1为所述中空反射镜的轴心至所述接目目镜组的间距，D2为所述中空反射镜的轴心至所述中继镜组的间距。
6.根据权利要求1所述的一种眼底照明系统，其特征在于：
所述聚光镜组依次包括：
正光焦度的第一透镜、正光焦度的第二透镜和负光焦度的第三透镜；
所述第二透镜靠近所述LED环形光源一侧的曲面向远离所述LED环形光源的方向弯曲；
所述第三透镜远离所述LED环形光源一侧的曲面向靠近所述LED环形光源的方向弯曲。
7.根据权利要求1所述的一种眼底照明系统，其特征在于：
所述接目目镜组依次包括：
负光焦度的第一接目透镜、正光焦度的第二接目透镜和正光焦度的第三接目透镜，所述第二接目透镜和所述第三接目透镜胶合。
8.根据权利要求7所述的一种眼底照明系统，其特征在于：
所述接目目镜组满足以下条件式：
1/|(R22+R31)/(R22-R31)|＞5；
其中，R22为所述第二透镜远离所述LED环形光源的面，R31为所述第三透镜靠近所述LED环形光源的面。
9.根据权利要求7所述的一种眼底照明系统，其特征在于：
所述第一接目透镜，第二接目透镜，第三接目透镜的焦距与所述接目目镜组的焦距比值分别为（-1.85,-1.5）、（1.3,1.4）、（1.25,1.45）；
所述第一接目透镜，第二接目透镜，第三接目透镜的折射率分别为（1.7，2.1）、（1.45，1.55）、（1.65，1.9）；
所述第一接目透镜，第二接目透镜，第三接目透镜的阿贝数分别为（25，30）、（75，85）、（45，55）。
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