EEPW论坛

图：镜面反射薄膜，诸如3M最近出的D50系列，具有绝缘性和高反射性，而且光学性能可能比铝更好。

全反射光学系统

光从一种介质穿行到另一种光学密度更小的介质，当以某种角度击中其界面时，就会100%的反射，根据这种原理设计的全反射光学系统（全反射透镜）由一组折射透镜组成，安装在反射器里，通常为锥形，光学效率高达92%。透镜把光从光源中心导向反射器，反射器则负责控光和发射光线。通过这种安装在LED封装上的光学附件，就多了一次改变配光的机会。

图：全反射（TIR）透镜和传统反射器

全反射光学系统，由一组折射透镜组成，安装在反射器内，它比传统的光学系统，诸如抛物线形反射器，能俘获更多来自LED的光并将其重新输送。

全反射光学系统通常由聚合物注模成型，以各种各样的表面处理，如波浪型、枕状或者抛光打磨，来塑造精准的光束形状并传播光线，将光束发散变宽，或者重新配光。然而，注模成型限制了透镜的尺寸与壁厚，通常到0.5英寸。光学系统越大，其收缩变形的风险就越高。Shum说，在机器上保持更长时间的高温和压力能够减少相关风险，但是要付出一定的成本。

全反射光学系统利用了LED的独特特性。LED不像白炽灯那样向外辐射热量，而是向底座散发热量，这使得全反射光学系统可以紧密地罩在它们的半球形顶部上。Hubbell照明的照明解决方案中心主任Chirs Bailey说，其结果就是，“LED为设计师提供了把直接从光源利用光线，并将其精准引导直达关键的垂直和水平面的机会。”

尽管在室外和工业照明里更为普遍，全反射光学系统在室内应用中也正在取得进展。Bailey说道，全反射光学系统对于光束控制来说是理想的，但并非在所有应用中都有必要。例如，在需要漫射照明、低眩光和亮度梯度分布的嵌入式建筑照明中，耦合聚光就没有必要了。

尺寸问题

Shun说，一颗LED或LED封装与光学系统的尺寸比率决定了光束角。这就是说，更窄的光束要求更小的光源或者更大的光学系统。选择前者，就会影响光输出，而选择后者，如果光源小的话，则会对注模成型或系统设计造成压力，比如MR16灯杯产品，正是这种情况。

但是，受更高光通量和便利性需求的驱使，光源的尺寸正在日趋增大。LED生产商们为了把灯具设计师们吸引到他们的产品上来，已经推出了模块化、高输出、集成封装（COB）的LED阵列。它们正变得更加普遍，能够以6W到200W的功率输出600到20,000流明的光通量，Bailey这么说道。COB LED光源包含了多组晶粒，它们被集成到一块电路板上，装配在拥有单个出光面的陶瓷封装上。并且可以被设计出特定色温和特定光通量，从而打消了人们关于能否创造整合良好的LED的疑虑。

但是控制从COB LED发出的光更加困难。它们的尺寸增加了注模成合适的光学系统的成本，其平坦的表面并不太适用于耦合聚光，而这恰恰是全反射光学系统效率的关键。因此，COB在光束控制没那么严格的应用里，比如宽配光泛光照明或下照照明里，能存活得更好，Bailey这么说道。而且，其光学和电气要求更加简单。他说，通常情况下，一套光学系统就足够了，而且“电气连接可以使用简单的即插即用实现”。

高光通密度（HFD）LED也越来越受欢迎。它们也包含多组晶粒，但是每颗都比COB阵列中的那些更小，且能在更高的电流下运行，Bailey说。结果是能从更小的发光面输出更多的光。晶粒在半球形表面里面，很简单地容纳在一个全反射光学系统中，从而提供了更多的输出控制。这些高功率LED可以从4W到60W，输出光通从400到6,000流明，Bailey说。

新选择