LED光源（yuán）與傳統光源相比有許多優點，這已成為人們的共識（shí），但LED芯片體積小，結構緊湊，其發光麵積相對來說更小，它（tā）是一種180度角度出光的朗伯光源（yuán），其光強分布與出光角的餘弦成正比，亦（yì）即LED光源（yuán）所發（fā）出的光線在被照表麵上所形成的照度隨出射角的增大而迅速衰減。顯然這樣的光源特性是很難滿足戶外照明用途的實際需求。因此在LED戶外照明應用，我們（men）必須根（gēn）據不同的應用場（chǎng）合和（hé）需求，針對LED光源的特（tè）性進行二（èr）次光學設計，從而實現對LED芯片所發出的（de）光進行整（zhěng）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已屬於非成像光學（xué）設計的範疇。
非成像光（guāng）學設計產生於二十世紀30年代,開始僅（jǐn）是對（duì）某些光（guāng）學產（chǎn）品性能改善的實踐工作嚐試，直到70年代非（fēi）成像光學設計理論才逐漸成為（wéi）一個體係。與關心光源信息傳輸的成像光學係統設計比較，非成（chéng）像光學係統設計關心（xīn）的是光源能量的利用和光分布控製。由於非成像光學（xué）係統的結構簡潔，能量利（lì）用率高（gāo），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熱點，尤（yóu）其是讓LED照明係（xì）統在被照表麵實現（xiàn）所（suǒ）要求的（de）光分布，非（fēi）成像光學設計能起到關鍵的決定性作用。
在LED照明（míng）係統的非成像光學設計中，基本的（de）光學元件主要有透鏡、非球麵反射鏡（jìng）和折光板。透（tòu）鏡能使（shǐ）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，從而達到改變被照表麵的照明麵積（jī）和（hé）照度值的目的。非球麵反射（shè）鏡的形狀通常為旋轉二次曲麵，其工作原理與（yǔ）透（tòu）鏡和反射鏡完全（quán）不同（tóng），透鏡（jìng）是用折射原理，反射鏡是用反射或全反射原理，它們的孔徑角一般（bān）在（zài）40度以下,而非球麵反射鏡（jìng）的孔徑角可（kě）達130度以上,亦即它的（de）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的出射方向或在特定的方向上改變光束的角度，實際上它就是（shì）人們常（cháng）見和熟悉（xī）的LED光源（yuán）係統的外圍塑（sù）料麵板，這種塑料麵板按照結構來分類，主要有齒形折光板，梯形折光板和柱形折光板。其中齒形折光板的每（měi）一（yī）齒相當於楔（xiē）形鏡，其表麵折射作用能使光線發生偏轉，但不會改變光束角（jiǎo）大小（xiǎo），主要起到改變光束出射（shè）方向的作用。梯形折光板（bǎn）相當於平板玻璃和楔形鏡的組合體，它（tā）可（kě）使一束光分成三個方向，而（ér）三個方向光束的光強比是由它（tā）的平麵和斜麵的麵積比來控製。柱形折光板又稱（chēng）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，在柱麵母線（xiàn）方向上，光（guāng）線保持原入射的方向，而在柱麵非母線（xiàn）方向上，透鏡的作用使各（gè）個方（fāng）向上都有匯聚或發散作用，從（cóng）而實現擴（kuò）展光束角的目的。
總之，對（duì）目前普遍被科技界（jiè）和產業界看好的大功率白光LED光源，設計滿足三維給（gěi）定光（guāng）分布應用需求的非成像光學封裝係統，是當今LED光源真正進入照明市場（chǎng）更多地取（qǔ）代傳統（tǒng）光（guāng）源的技術瓶頸。這一研究方（fāng）向現在正是國（guó）際上推廣LED光源在（zài）照明上應（yīng）用的熱點. 從某仲意義上說（shuō）,這也（yě）是我國打破國外LED照明技術（shù）領域專利封鎖（suǒ）的（de）良好切入點，讓我們從事LED下遊的科技（jì）人員，利用非成像光學封（fēng）裝係統從下遊來推動我國LED照明領域的中遊（yóu）和上遊產業發展的大好契（qì）機。