CN109856892B - 一种智能调焦星载相机镜头及其调焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能调焦星载相机镜头及其调焦方法，涉及航空相机镜头技术领域。本发明所述的智能调焦星载相机镜头，包括镜筒、镜片和位于所述镜筒内的弹簧，所述镜筒和所述弹簧由形状记忆材料制成，所述镜筒的状态包括压缩状态和展开状态，所述压缩状态和所述展开状态之间的转变受加热驱动；当所述镜筒处于所述压缩状态时，所述弹簧处于原始状态；当所述镜筒处于所述展开状态时，所述弹簧处于拉伸状态。本发明所述的智能调焦星载相机镜头，通过形状记忆材料制成的镜筒和弹簧的相互配合，实现智能调焦星载相机镜头的伸长和收缩，针对不同的观测需求对智能调焦星载相机镜头激励变形和调焦。

Description

一种智能调焦星载相机镜头及其调焦方法

技术领域

本发明涉及航空相机镜头技术领域，特别涉及一种智能调焦星载相机镜头及其调焦方法。

背景技术

星载相机在对地、星体观测不同距离的物体时，通常会对相机的焦距进行调节以满足不同情况的需求；另一方面，卫星发射产生的振动导致相机的镜头离焦或者系统的调制传递函数(MTF)下降时，也需要对相机进行调焦使观测物体更加清晰。然而，现有的星载相机大部分未装配调焦结构，少部分星载相机装载调焦结构，但通过电机驱动调焦结构，这会导致卫星质量增大且结构复杂化，限制了卫星载体的有效载荷。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种智能调焦星载相机镜头及其调焦方法，以解决星载相机直线调焦问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能调焦星载相机镜头，包括镜筒、镜片和位于所述镜筒内的弹簧，所述镜筒和所述弹簧由形状记忆材料制成，所述镜筒包括压缩状态和展开状态，所述压缩状态和所述展开状态之间的转变受加热驱动；当所述镜筒处于所述压缩状态时，组成所述镜筒的形状记忆材料处于形变状态，所述弹簧处于原始状态，组成所述弹簧的形状记忆材料处于初始状态；当所述镜筒处于所述展开状态时，组成所述镜筒的形状记忆材料处于初始状态，所述弹簧处于拉伸状态，组成所述弹簧的形状记忆材料处于形变状态。

进一步的，所述智能调焦星载相机镜头还包括遮光罩，所述遮光罩由形状记忆材料制成，所述遮光罩包括原始状态和展开状态；当所述镜筒处于所述压缩状态时，所述遮光罩处于原始状态，组成所述遮光罩的形状记忆材料处于形变状态；当所述镜筒处于所述展开状态时，所述遮光罩处于展开状态，组成所述遮光罩的形状记忆材料处于初始状态。

进一步的，所述镜筒由形状记忆泡沫制成，所述弹簧由形状记忆合金制成。

进一步的，所述形状记忆泡沫包括环氧树脂和氰酸酯树脂中的一种或两种的组合，所述形状记忆合金包括形状记忆镍钛合金。

进一步的，所述智能调焦星载相机镜头还包括导轨；所述镜筒包括导向块，所述镜筒通过所述导向块与所述导轨滑动连接。

进一步的，所述导向块和所述导轨通过位于所述导轨上的滚珠或滚轮进行相对滑动。

进一步的，所述智能调焦星载相机镜头还包括隔热板，所述隔热板位于所述镜筒和所述弹簧之间，所述隔热板由柔性材料制成。

相对于现有技术，本发明所述的智能调焦星载相机镜头具有以下优势：

(1)本发明所述的智能调焦星载相机镜头，通过形状记忆材料制成的镜筒和弹簧的相互配合，实现智能调焦星载相机镜头的伸长和收缩，针对不同的观测需求对智能调焦星载相机镜头激励变形和调焦。

(2)本发明所述的智能调焦星载相机镜头，通过简单轻便的形状记忆材料降低了智能调焦星载相机镜头的重量，从而提高卫星的有效载荷。

(3)本发明所述的智能调焦星载相机镜头，镜筒各部分采用不同的树脂材料制成，具有不同的玻璃化转变温度，对镜筒驱动加热时，不同部分会有不同的形变方式，能够实现多种焦距的调节。

本发明的另一目的在于提出一种智能调焦星载相机镜头的调焦方法，包括：

对所述遮光罩施加外界激励，所述遮光罩从原始状态转变为展开状态；

对所述镜筒施加外界激励，所述镜筒从压缩状态转变为展开状态，所述镜筒伸长，所述智能调焦星载相机镜头的焦距增大；

对所述镜筒和所述弹簧施加外界激励，所述镜筒从展开状态转变为压缩状态，所述镜筒缩短，所述智能调焦星载相机镜头的焦距变小；

对所述遮光罩再次激励，所述遮光罩回复至原始状态。

进一步的，所述外界激励包括热驱动、电驱动、微波驱动和射频驱动。

进一步的，所述热驱动方法包括在所述镜筒表面粘贴薄膜加热器；所述电驱动方法包括在所述镜筒中掺杂单壁、多壁碳纳米管、石墨烯、碳黑、碳纳米纸和碳纳米纤维中的一种或多种材料的组合，并连接外部电源与所述镜筒形成回路；所述微波驱动方法包括在所述镜筒中掺杂碳纳米管、氧化石墨烯和碳化硅中的一种或多种材料的组合，并对所述镜筒施加微波场；所述射频驱动方法包括在所述镜筒中掺杂射频敏感材料，并对所述镜筒施加射频场。

相对于现有技术，本发明所述的智能调焦星载相机镜头的调焦方法具有以下优势：

(1)本发明所述的智能调焦星载相机镜头的调焦方法，通过形状记忆材料制成的镜筒和弹簧的相互配合，实现智能调焦星载相机镜头的伸长和收缩，针对不同的观测需求对智能调焦星载相机镜头激励变形和调焦。

(2)本发明所述的智能调焦星载相机镜头的调焦方法，通过包括热驱动、电驱动、微波驱动和射频驱动在内的多种激励方式对由形状记忆材料制成的镜筒、遮光罩和弹簧进行驱动，激励方式多样化，满足观测过程中的实际操作需求。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的智能调焦星载相机镜头的压缩状态的轴测图；

图2为本发明所述的智能调焦星载相机镜头的展开状态的轴测图；

图3为本发明所述的智能调焦星载相机镜头的展开状态的右视图；

图4为本发明所述的隔热板连接镜筒和弹簧的部分结构示意图；

图5为本发明所述的导轨与导向块连接的横截面图；

图6为本发明所述的另一导轨与导向块连接的横截面图；

图7为图6的另一导轨的轴测图。

附图标记说明：

1-镜筒，2-镜片，3-遮光罩，4-导轨，5-弹簧，6-隔热板；

11-第一镜筒，12-第二镜筒，13-第三镜筒，14-第四镜筒，15-导向块，41-滚珠，42-滚轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“左”、“右”、“外”、“内”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。

另外，在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

本实施例提供一种智能调焦星载相机镜头，如图1所示，智能调焦星载相机镜头包括镜筒1、镜片2、遮光罩3和导轨4，结合图3所示，智能调焦星载相机镜头还包括弹簧5，其中，镜筒1、遮光罩3和弹簧5由形状记忆材料制成。

具体的，结合图1-图4所示，镜筒1的状态包括压缩状态和展开状态，智能调焦星载相机镜头的状态由镜筒1的状态决定。弹簧5包括多个在镜筒1内壁分布的弹簧条，弹簧条的两端分别与镜筒1的两端固定，固定方式包括胶粘和树脂固化等方式，当镜筒1处于如图1所示的压缩状态时，弹簧5处于原始状态；当镜筒1处于如图2所示的展开状态时，弹簧5处于拉伸状态。镜筒1的状态由外界激励控制，在本发明中，外界激励包括但不限于热驱动、电驱动、微波驱动和射频驱动等方式，以上外界激励方式的最终效果均是对智能调焦星载相机镜头加热驱动。外界激励可以是以上方式中的一种或多种的组合，例如第一镜筒11、第二镜筒12、第三镜筒13和第四镜筒14均采用热驱动方式进行激励，或者第一镜筒11采用热驱动方式，第二镜筒12采用电驱动方式进行激励，第三镜筒13采用微波驱动进行激励，第四镜筒14采用射频驱动进行激励。除以上列举的激励方式外，其它适合对镜筒1进行激励的方式均在本发明的保护范围内。除镜筒1受外界激励控制外，由形状记忆材料制备的遮光罩3和弹簧5同样也受上述激励驱动方式控制。另外，第一镜筒11、第二镜筒12、第三镜筒13和第四镜筒14之间采用树脂固化和胶粘等方式连接，其中，树脂固化过程包括在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，让树脂进行化学反应成型，在成型过程中树脂能软化或流动，具有可塑性，冷却后制成一定形状，本实施例通过树脂固化将镜筒1制备成第一镜筒11、第二镜筒12、第三镜筒13和第四镜筒14的连接形式，这种成型方式简单方便，制备的镜筒1可再次加热进行变形。另外，镜筒1的设置不限于分成上述的第一镜筒11、第二镜筒12、第三镜筒13和第四镜筒14的形式，以满足实际需求的数量设置为准。

同样的，遮光罩3包括原始状态和展开状态，遮光罩的原始状态和展开状态分别对应组成遮光罩的形状记忆材料的形变状态和初始状态。在使用智能调焦星载相机镜头时，对遮光罩3采用上述激励方式中的一种或多种的组合进行激励使遮光罩3从原始状态转为展开状态，遮光罩3的作用是抑制杂散光线进入镜头从而消除雾霭，提高成像的清晰度与色彩还原。由于镜头通常是由数枚或十数枚镜片组成，而每一枚镜片都会有两个反射面，一只镜头则存在着几十个反射面，多个反射面就会相互干扰形成光晕，光晕会使画面色彩暗淡或出现耀斑，影响观测效果，因此使用遮光罩3能够对进入镜头的光线进行过滤，提高成像质量。遮光罩3在相机工作时转为展开状态，遮光罩3保存在原始状态，降低了智能调焦星载相机的体积，因而有效提升了卫星的有效载荷。本实施例中对于遮光罩3的改进主要是通过遮光罩3的形状记忆特性提高卫星的有效载荷，这和本实施例中对于镜筒1及弹簧5的改进的目的相同；其次是为了抑制杂散光线进入镜头，在远距离观测时保证观测效果。形状记忆材料通过马氏体相变呈现形状记忆效应，马氏体相变具有可逆性，将马氏体向高温相的转变称为逆转变。在形状记忆材料的转变温度以上将形状记忆材料加工成一定的形状，然后将其冷却到转变温度以下，此时形状记忆材料处于初始状态，通过外力手段改变其形状后形状记忆材料处于形变状态，再加热到转变温度以上，形状记忆材料便会自动地恢复到原先在转变温度以上加工成的形状，即此时形状记忆材料处于初始状态。组成镜筒1的形状记忆材料在形变状态下保存，组成弹簧5的形状记忆材料在初始状态下保存，组成遮光罩3的形状记忆材料在形变状态下保存。形状记忆效应是热弹性马氏体相变产生的低温相在加热时向高温相进行可逆转变的结果，通过外界激励的方式对形状记忆材料的状态进行控制。需要进行远距离观测时，对镜筒1激励使得智能调焦星载相机镜头从图1所示的压缩状态转变为图2所示的展开状态，由于镜筒1和弹簧5之间设有隔热板6，弹簧5在此期间不会发生激励形变，而是镜筒1在展开时会带动弹簧5产生拉伸形变，从而智能调焦星载相机镜头处于展开状态，此时智能调焦星载相机镜头适于进行远距离观测。需要进行近距离观测时，对镜筒1再次激励加热至玻璃化转变温度，同时对处于拉伸状态下的弹簧5加热，由于形状记忆效应，弹簧5回复至原始状态并带动镜筒1从展开状态回复至压缩状态，对遮光罩3再次激励使得遮光罩3回复至原始状态，此时智能调焦星载相机镜头适于进行近距离观测。其中，结合图4所示，隔热板6设在镜筒1和弹簧5之间，隔热板6由柔性材料制备得来，优选为气凝胶等柔性轻便材料，隔热板6随镜筒1的压缩和拉伸进行相应的压缩和拉伸过程。

较佳的，镜筒1由形状记忆泡沫制成，遮光罩3由形状记忆泡沫制成，弹簧5由形状记忆合金制成，组成形状记忆泡沫的树脂材料为环氧、氰酸酯等具有形状记忆效应的树脂，其玻璃化转变温度在100-400℃之间，采用不同的树脂材料，镜筒1便具有不同的玻璃化转变温度，同时，由于形状记忆泡沫的收纳比大，当智能调焦星载相机镜头处于压缩状态时，智能调焦星载相机镜头在卫星上占用体积小，且质量轻便，能够节省卫星内部空间，提高卫星有效载荷。本实施例还提供镜筒1和弹簧5的材料替代方案：替代方案一，镜筒1采用形状记忆聚合物及其复合材料制备的4D打印弹簧制成；替代方案二，镜筒1和弹簧5由具有不同玻璃化转变温度的双向形状记忆聚合物及其复合材料制成；替代方案三，镜筒1采用形状记忆泡沫、4D打印形状记忆弹簧、双向形状记忆聚合物及其复合材料这三种材料的组合；替代方案四，弹簧5由电活性聚合物制成。除上述列举的材料选择方案外，其他满足实际需求的形状记忆材料均在本发明的保护范围内。

本实施例通过形状记忆材料制成的镜筒1和弹簧5的配合，实现智能调焦星载相机镜头的伸长和收缩，从而实现智能调焦星载相机镜头的变形和调焦，满足实际观测距离需求。通过简单轻便的形状记忆材料降低了智能调焦星载相机镜头的重量，从而提高卫星的有效载荷。镜筒1各部分采用不同的树脂材料制成，具有不同的玻璃化转变温度，对镜筒1驱动加热时，不同部分会有不同的形变方式，能够实现多种焦距的调节。通过包括热驱动、电驱动、微波驱动和射频驱动在内的多种激励方式对由形状记忆材料制成的镜筒1、遮光罩3和弹簧5进行驱动，激励方式多样化，满足观测过程中的实际操作需求。

实施例2

本实施例在上述实施例的基础上，结合图1-图3所示，智能调焦星载相机镜头承受的外界激励包括但不限于热驱动、电驱动、微波驱动和射频驱动等方式。当采用热驱动方式时，在镜筒1的外表面或内表面，或者内外表面均粘贴电阻式薄膜加热器，对镜筒1表面粘贴的薄膜加热器通电，当镜筒1的温度升高至玻璃化转变温度以上后，镜筒1开始从压缩状态回复至原始状态，当镜筒1完全展开后停止加热。当采用电驱动方式时，在镜筒1中掺杂单壁、多壁碳纳米管、石墨烯、碳黑、碳纳米纸、碳纳米纤维或混杂颗粒填充等导电增强相中的一种或多种，并有外部电源与上述掺杂成分相连接形成回路，对镜筒1通电，当镜筒1的温度升高至玻璃化转变温度以上后，镜筒1开始从压缩状态回复至原始状态，当镜筒1完全展开后停止加热。当采用微波驱动方式时，在镜筒1中掺杂碳纳米管、氧化石墨烯和碳化硅等纳米颗粒，对镜筒1施加微波场，当镜筒1的温度升高至玻璃化转变温度以上后，镜筒1开始从压缩状态回复至原始状态，当镜筒1完全展开后停止加热。当采用射频驱动方式时，在镜筒1中掺杂含有碳纳米管等射频敏感材料，对镜筒1施加射频场，当镜筒1的温度升高至玻璃化转变温度以上后，镜筒1开始从压缩状态回复至原始状态，当镜筒1完全展开后停止加热。当采用组合驱动方式时，在镜筒1中掺杂上述四种方式中涉及的两种及以上掺杂物，对镜筒1施加组合驱动场，当镜筒1的温度升高至玻璃化转变温度以上后，镜筒1开始从压缩状态回复至原始状态，当镜筒1完全展开后停止加热。另外，遮光罩3和弹簧5也采用上述对镜筒1的激励方式进行驱动。

本实施例通过包括热驱动、电驱动、微波驱动和射频驱动在内的多种激励方式对由形状记忆材料制成的镜筒1、遮光罩3和弹簧5进行驱动，对于掺杂不同材料的镜筒1、遮光罩3和弹簧5采用不同的激励驱动方式，激励方式多样化，满足观测过程中的实际操作需求。

实施例3

本实施例在上述实施例的基础上，结合图1-图5所示，镜筒1包括导向块15，导向块15的形状与导轨4的形状匹配，镜筒1在导轨4上进行压缩和展开过程，镜筒1的左端固定不动。

具体的，对镜筒1激励使得智能调焦星载相机镜头从图1所示的压缩状态转变为图2所示的展开状态，第一镜筒11、第二镜筒12、第三镜筒13和第四镜筒14均与导向块15固定连接，通过导向块15在导轨4向右滑动，实现从图1所示的压缩状态转变为图2所示的展开状态，从而使得智能调焦星载相机镜头处于展开状态，此时智能调焦星载相机镜头适于进行远距离观测。需要进行近距离观测时，对镜筒1再次激励加热至玻璃化转变温度，同时对处于拉伸状态下的弹簧5加热，由于形状记忆效应弹簧5回复至原始状态并带动镜筒1从展开状态回复至压缩状态，第一镜筒11、第二镜筒12、第三镜筒13和第四镜筒14随导向块15在导轨4上向左滑动进行压缩，此时智能调焦星载相机镜头适于进行近距离观测。

较佳的，在镜筒1上与前述导轨4相对的位置处再设置一个导轨4，通过上下双导轨的方式使得镜筒1在压缩和展开过程中的形变更加平缓均匀，对于镜片2起到有效保护作用。

其中，在导轨4上与导向块15滑动连接的部分设有滚珠41，通过滚珠41的设置增强了导向块15和导轨4之间的润滑程度，使得镜筒1和导轨4之间的相对移动更加顺畅，从而有利于智能调焦星载相机镜头的压缩和展开过程。

本实施例通过导向块15和导轨4的滑动配合实现智能调焦星载相机镜头的压缩和展开过程，导轨4上设置的滚珠41增强了导向块15和导轨4之间的润滑程度，从而有利于智能调焦星载相机镜头的压缩和展开过程。

实施例4

本实施例与上述实施例的区别在于，结合图6所示，滚珠41替换为滚轮42。

具体的，结合图7所示，在导轨4上与导向块15滑动连接的部分设有多个间隔设置的滚轮42，相比于滚珠41，沿左右方向排布的多个滚轮42对于导向块15在导轨4上的滑动还能起到导向的作用，防止镜筒1在前后方向上窜动，确保实现智能调焦星载相机镜头的直线调焦过程。

实施例5

本实施例提供一种智能调焦星载相机镜头的调焦方法。

S1、在使用智能调焦星载相机镜头时，对遮光罩3采用上述实施例的激励方式中的一种或多种的组合进行激励使遮光罩3展开，遮光罩3的作用是抑制杂散光线进入镜头从而消除雾霭，提高成像的清晰度与色彩还原。

S2、对镜筒1激励使得智能调焦星载相机镜头从图1所示的压缩状态转变为图2所示的展开状态，由于镜筒1和弹簧5之间设有隔热板6，弹簧5在此期间不会发生激励形变，而是镜筒1在展开时会带动弹簧5产生拉伸形变，从而智能调焦星载相机镜头处于展开状态，此时智能调焦星载相机镜头适于进行远距离观测。

S3、需要进行近距离观测时，对镜筒1再次激励加热至玻璃化转变温度，同时对处于拉伸状态下的弹簧5加热，由于形状记忆效应弹簧5回复至原始状态并带动镜筒1从展开状态回复至压缩状态。

S4、对遮光罩3再次激励使得遮光罩3回复至原始状态，此时智能调焦星载相机镜头适于进行近距离观测。

通过上述激励方法实现智能调焦星载相机镜头的调焦过程进而满足实际的近距离和远距离观测需求。

本实施例通过形状记忆材料制成的镜筒1和弹簧5的相互配合，实现智能调焦星载相机镜头的伸长和收缩，针对不同的观测需求进行不同形式的智能调焦星载相机镜头的变形和调焦。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能调焦星载相机镜头，其特征在于，包括遮光罩（3）、镜筒（1）、镜片（2）和位于所述镜筒（1）内的弹簧（5），所述镜筒（1）和所述弹簧（5）由形状记忆材料制成，所述镜筒（1）包括压缩状态和展开状态，所述压缩状态和所述展开状态之间的转变受外界激励驱动；所述遮光罩（3）包括原始状态和展开状态；

当所述镜筒（1）处于所述压缩状态时，组成所述镜筒（1）的形状记忆材料处于形变状态，所述弹簧（5）处于原始状态，组成所述弹簧（5）的形状记忆材料处于初始状态；

当所述镜筒（1）处于所述展开状态时，组成所述镜筒（1）的形状记忆材料处于初始状态，所述弹簧（5）处于拉伸状态，组成所述弹簧（5）的形状记忆材料处于形变状态；

所述遮光罩（3）由形状记忆材料制成；

当所述镜筒（1）处于所述压缩状态时，所述遮光罩（3）处于原始状态，组成所述遮光罩（3）的形状记忆材料处于形变状态；

当所述镜筒（1）处于所述展开状态时，所述遮光罩（3）处于展开状态，组成所述遮光罩（3）的形状记忆材料处于初始状态。

2.根据权利要求1所述的智能调焦星载相机镜头，其特征在于，所述镜筒（1）由形状记忆泡沫制成，所述弹簧（5）由形状记忆合金制成。

3.根据权利要求2所述的智能调焦星载相机镜头，其特征在于，所述形状记忆泡沫包括环氧树脂和氰酸酯树脂中的一种或两种的组合，所述形状记忆合金包括形状记忆镍钛合金。

4.根据权利要求1所述的智能调焦星载相机镜头，其特征在于，所述智能调焦星载相机镜头还包括导轨（4）；所述镜筒（1）包括导向块（15），所述镜筒（1）通过所述导向块（15）与所述导轨（4）滑动连接。

5.根据权利要求4所述的智能调焦星载相机镜头，其特征在于，所述导向块（15）和所述导轨（4）通过位于所述导轨（4）上的滚珠（41）或滚轮（42）进行相对滑动。

6.根据权利要求1所述的智能调焦星载相机镜头，其特征在于，所述智能调焦星载相机镜头还包括隔热板（6），所述隔热板（6）位于所述镜筒（1）和所述弹簧（5）之间，所述隔热板（6）由柔性材料制成。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述智能调焦星载相机镜头的调焦方法，

其特征在于，包括：

对所述遮光罩（3）施加外界激励，所述遮光罩（3）从原始状态转变为展

开状态；

对所述镜筒（1）施加外界激励，所述镜筒（1）从压缩状态转变为展开状态，所述镜筒（1）伸长，所述智能调焦星载相机镜头的焦距增大；

对所述镜筒（1）和所述弹簧施加外界激励，所述镜筒（1）从展开状态转变为压缩状态，所述镜筒（1）缩短，所述智能调焦星载相机镜头的焦距变小；

对所述遮光罩（3）再次激励，所述遮光罩（3）回复至原始状态。

8.根据权利要求7所述的智能调焦星载相机镜头的调焦方法，其特征在于，所述外界激励包括热驱动、电驱动、微波驱动和射频驱动。

9.根据权利要求8所述的智能调焦星载相机镜头的调焦方法，其特征在于，所述热驱动方法包括在所述镜筒（1）表面粘贴薄膜加热器；所述电驱动方法包括在所述镜筒（1）中掺杂单壁、多壁碳纳米管、石墨烯、碳黑、碳纳米纸和碳纳米纤维中的一种或多种材料的组合，并连接外部电源与所述镜筒（1）形成回路；所述微波驱动方法包括在所述镜筒（1）中掺杂碳纳米管、氧化石墨烯和碳化硅中的一种或多种材料的组合，并对所述镜筒（1）施加微波场；所述射频驱动方法包括在所述镜筒（1）中掺杂射频敏感材料，并对所述镜筒（1）施加射频场。

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