LED光源與傳統光源（yuán）相比有許多優點（diǎn），這已成為人們的共識，但LED芯片體（tǐ）積小，結構（gòu）緊湊，其發光麵積相對來說更小，它是一種180度角度（dù）出光的朗伯光（guāng）源，其（qí）光強分布與出光角的餘弦（xián）成正（zhèng）比，亦即（jí）LED光源所發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（yuán）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，我們必須根據不同（tóng）的應用場合和需求，針對LED光源的特性進行二次光學設計，從而實現對（duì）LED芯片所發出（chū）的光進行整形和改變（biàn），尤其光強（qiáng）分布的情況。這樣的二次光（guāng）學設計過程實際上已屬於非成像光學設（shè）計的範疇。
非成像光學設（shè）計產生（shēng）於二十世紀30年代（dài）,開始僅是對某些光學產品性能改善的（de）實踐工（gōng）作嚐試，直到（dào）70年代非成像光學設計理論才逐漸成為一個體係。與（yǔ）關心光源信息傳（chuán）輸的成像（xiàng）光學係統設計比較，非成像光學（xué）係統設計關心的是（shì）光源能量的利用（yòng）和光分布控（kòng）製。由於非成像光學係統（tǒng）的結構簡（jiǎn）潔（jié），能量利用率高，因此在LED的照明（míng）係統設計（jì）中引起人們廣泛（fàn）的關注，目前已形成（chéng）人們研（yán）究的熱（rè）點（diǎn），尤其是讓LED照明係統在被照表麵實現所要求的光分布，非成像光學設計能（néng）起到關鍵的決定性作用。
在LED照明係（xì）統的非（fēi）成像光學設計中，基本的光學（xué）元件主要（yào）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（cóng）而達到改（gǎi）變被照表麵的照明麵積和照度值的目的。非球（qiú）麵反射鏡的形狀通常為旋轉二次曲（qǔ）麵，其工（gōng）作原理與透鏡和反（fǎn）射鏡完全不同，透鏡是用折（shé）射原理，反射鏡是用反射或全反射原理（lǐ），它們的孔徑角（jiǎo）一般在40度以下,而非球麵（miàn）反射鏡的孔徑角（jiǎo）可達130度以上,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，實際上它就是人們常見和熟悉的LED光源係統的外圍塑料麵板，這（zhè）種塑料麵板按照結構來（lái）分類，主（zhǔ）要有齒形折光板，梯形折光板（bǎn）和柱形折光板。其中齒形（xíng）折光板的每一齒相當於楔形鏡（jìng），其表麵折射作用能使光線發生偏轉（zhuǎn），但不會改變光束角大（dà）小，主要起到改變光束出射方向的（de）作用。梯形折光板相當於平板玻璃和楔形鏡的組合體，它可使一束（shù）光分成三個方向，而三個方向光束的光強比是由它（tā）的平麵和斜麵的麵積（jī）比來控製。柱形折光板又稱為複眼透鏡，它由一係列園柱麵（miàn）組成，每個柱麵相當於一個透鏡，在柱麵母線方向上，光線保持原入射的方（fāng）向，而在柱麵非母線方向上，透鏡（jìng）的作用使各個方向上都有匯聚或發散作用，從而實現擴展光束角（jiǎo）的目的。
總之，對目（mù）前普遍被科技（jì）界和產業界看好的大功率（lǜ）白光LED光源，設計滿足（zú）三維（wéi）給定光分布（bù）應用（yòng）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更多地取代傳統光源的技術瓶頸。這一研究方向現在正是國際上推廣（guǎng）LED光源在照明上應用的熱點. 從某仲意義上說,這也是我國打破國外LED照明技（jì）術領域專利封鎖的良好切入點，讓我們從事LED下（xià）遊的科（kē）技人員，利用非成像光學封裝係統從下遊來推動（dòng）我（wǒ）國LED照明領域的中遊和上遊產業發展的大好契機。