現階段，在全球能源日益短缺的形勢下，節(jié)能降耗現已成為我們不得不面對的嚴峻問題。照明系統在帶給人們光明的同時，也無時無刻不在消耗著電能，為了盡可能減少電能的消耗，節(jié)能照明系統受到人們越來越多的關注。LED以其能耗低、使用壽命長、經濟性高等特點，現已在諸多領域內被廣泛應用。以往的LED照明系統設計都是在實驗內利用模型來完成，設計完成后一旦發(fā)現其光學特性不符合要求時，就必須得重新設計，從而浪費了大量的人力和財力。隨著應用光學的不斷發(fā)展和進步，非成像光學理論及其方法也隨之完善�；�于此點，本文就非成像光學應用于LED照明進行淺談。

1.非成像光學及其相關概念

1.1.非成像光學

與以往傳統的成像光學不同，非成像光學注重的并非是光源能夠在目標平面上成像及成像后的質量，其主要關注的是光源的能量利用率以及該能量在方位角及空間內的具體分布情況。如圖1所示，在成像光學系統中，其主要傳遞的是物點的光強度及位置信息，而在非成像光學系統中，則主要是對物點能量進行傳輸及重新組合與分配。

圖1.成像光學與非成像光學功能示意圖

1.2.能量收集率

非成像光學主要關注的是能量的分配，如果建立一個如圖2所示的非成像光學器件模型時，從中便可以清楚的看到，A所代表的平面是入射孔徑面積，而A 所在的平面則是出射孔徑面積。下面我們假設該器件的出射孔徑面積A 能夠讓全部光線都透過這部分面積出射，入射光束面積與出射光束面積這兩者之間的比值c就是能量收集率。通常情況下，2D系統中能量的最大收集率為C2D=l/sin，而在旋轉對稱的3D系統當中，最大收集率為C3D=1/sin2θ。能量收集率的概念主要應用于對非成像光學系統的評估當中。

圖2.能量收集率的概念