作為21世紀的節(jié)能新光源—半導體照明技術迅速發(fā)展，其在顯示，景觀照明等方面應用很廣泛。半導體LED若要作為照明光源，目前LED照明光源的光通量與熒光燈等通用性光源相比，還有一定差距。因此，LED要在照明領域發(fā)展，關鍵是要將其發(fā)光效率、光通量提高至現(xiàn)有照明光源的等級。要實現(xiàn)這目的，首先要提高LED本身的質量，要研制高功率LED器件，另外要對LED照明器具進行優(yōu)化設計，提高LED的使用質量。因此研究大功率LED光源二次光學配光設計，滿足大面積投光和泛光照明配光需求尤為迫切。通過二次光學設計技術，設計外加的反射杯與多重光學透鏡及非球面出光表面，可以提高器件的取光效率。 

非成像光學理論起源于二十世紀六十年代中期，1966年，Hinterberger 和Winston 在發(fā)表的一篇提高太陽能收集效率的文獻中首次提出“非成像光學”(Non.imaging Optics)一詞。非成像光學應用主要目的是對光能傳遞的控制。然而成像并不被排除在非成像設計之外。非成像光學需要解決的兩個主要輻射傳遞的設計問題是使傳遞能量最大化并且得到需要的照度分布。這兩個設計領域通常被簡單的稱為集光和照明。 

單芯片LED面光源的尺寸一般為1mm×1mm，為達到一定的光通量要求，通常采用多芯片陣列，作為面光源使用，增加LED的排列也就增加了發(fā)光有效面積，同時也會增加光源的光學擴展量，而光源的光學擴展量不能超過系統(tǒng)的光學擴展量。因此在選擇LED光源時，要考慮LED的尺寸、排列、功率、發(fā)光角度等問題，以實現(xiàn)較高的光能利用率。 

常用的LED面光源集光元件包括CPC（合拋物面聚光器）、TLP及TIR透鏡等，下面分別介紹其各自特點和設計時的考慮。 

1. CPC  

2. TLP 

光棒是照明系統(tǒng)中經(jīng)常采用的一種勻光光學元件，結構簡單，成本低，可以做成圓柱形、方形和錐形。