LED光源與傳統光源（yuán）相比有許（xǔ）多優點，這已成為人們（men）的共識，但LED芯片體積小，結構（gòu）緊湊，其發光（guāng）麵積（jī）相對來（lái）說（shuō）更小，它是一種（zhǒng）180度角度出光的朗伯光源，其（qí）光強分布與出光角的（de）餘弦成正比，亦即LED光源所發出的光線在被照表麵上所形成的照度隨出射（shè）角的增大而迅速衰減。顯然這樣的光源特性是（shì）很難滿足戶（hù）外（wài）照明用途的實際需求（qiú）。因（yīn）此在LED戶外（wài）照明應用，我們必須根據不同的應用場合和（hé）需求，針對LED光（guāng）源（yuán）的特性進行二次（cì）光學設（shè）計（jì），從而實現對LED芯片（piàn）所發出的光進行整形和改變，尤其光強分布的情況。這樣的二次光學設計過程實際上（shàng）已屬於非（fēi）成像（xiàng）光學（xué）設計的範疇。
非成像光學設計（jì）產生（shēng）於二十世紀30年代,開始（shǐ）僅是對某些光學產（chǎn）品性能改善的實踐工作嚐試（shì），直（zhí）到70年代非（fēi）成像光學設計理論才逐漸（jiàn）成為一個（gè）體係。與關心光源信息傳輸的成像光學係統設計比較，非成（chéng）像光（guāng）學係統設計關心的是光源能量的利用和光分布控製。由（yóu）於非成像光學係統的結構簡潔，能（néng）量利用（yòng）率高，因此在LED的照明係統設計中引起人們廣泛的關注，目前已形成人們研究的（de）熱點，尤其是讓（ràng）LED照明係（xì）統在被照（zhào）表麵實現所要求的光分布，非成像光學設計能起到關（guān）鍵（jiàn）的決定性（xìng）作用。
在LED照明係統的非（fēi）成像光學設計中，基本的光（guāng）學元件主要有透鏡、非球麵反射鏡和折光板。透鏡能使點光源發出的光線匯聚或發散，起到改變光束角大小的作用，從而達到改（gǎi）變被照表麵的照明麵積和照度值的目的（de）。非球麵反射鏡的形狀通常為旋轉二次曲（qǔ）麵，其工作（zuò）原（yuán）理與透鏡和反射鏡完全不同，透鏡是用折射原理，反射鏡是用（yòng）反射或全反射原理，它（tā）們的孔徑角一般在40度以下,而非球麵反射鏡的孔徑角可達130度（dù）以上,亦即它的收集光線能力能大大增強. 至於折光板的主要作用是改變光線（xiàn）的出射方向或在特（tè）定的方向上改變光束的角度，實際上它就是人們常見和熟悉的LED光源係統的外圍塑料麵（miàn）板，這種塑料麵板按照結構來分類，主要有齒形折（shé）光板，梯形折（shé）光（guāng）板和（hé）柱形折光（guāng）板。其（qí）中齒形折（shé）光板的每一齒相當於楔形鏡，其表麵折射作用能使光線發（fā）生偏轉（zhuǎn），但不會改變光束角大小，主要起到（dào）改變光束出（chū）射方（fāng）向的作用。梯形（xíng）折光（guāng）板相當於平板玻璃和（hé）楔形鏡的組（zǔ）合體，它可使一束光分成三個方向，而三個方向光束的光強比（bǐ）是由它的（de）平麵和斜麵（miàn）的麵積比來控製。柱形折光板（bǎn）又稱為複眼透鏡，它由一係列園柱麵組成，每個柱麵相當於一個透鏡，在柱（zhù）麵母線方向上，光線保持原入射的方向（xiàng），而在柱麵非母線方（fāng）向上，透鏡的作用使各個方向（xiàng）上都有匯聚或發散作用，從而實現（xiàn）擴展光束角的目的。
總之，對目前普遍被科技界和產（chǎn）業界看好（hǎo）的大功（gōng）率白（bái）光LED光源，設計滿足三維給定光分布應用需（xū）求的（de）非成像光（guāng）學封裝係統，是當今LED光源真正進入（rù）照（zhào）明市場更多地取代傳統光源的技術瓶頸。這一研究方（fāng）向現在正是國際上推廣LED光源在照明上應用的熱點. 從（cóng）某仲意義上說,這也是我國（guó）打破國（guó）外LED照明技術領域專（zhuān）利封鎖的良好切入點，讓我們從事LED下遊的科技人員，利用非成像光學封裝係統（tǒng）從下遊來推動我國LED照明領域的中遊和上遊產業發展的大好（hǎo）契機（jī）。