LED光源與傳統光源相比有許多優點，這已成爲人們的共識，醫療和儀器儀錶行業使用廣泛！比如： 胃鏡儀器的LED光纖耦合透鏡組、牙科醫生用的LED燈具採用LED反射罩或者LED透鏡光學設計、 LED手術無影燈配光。。。。。。 但LED晶片體積小，結構緊湊，其發光面積相對來說 小，它是一種180度角度出光的朗伯光源，其光強分佈與出光角的餘弦成正比，亦即LED光源所發出的光線在被照表面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，我們必須根據不同的應用場合和需求，針對LED光源的特性進行二次光學設計，從而實現對LED晶片所發出的光進行整形和改變，尤其光強分佈的情況。這樣的二次光學設計過程實際上已屬於非成像光學設計的範疇。 採用了邊緣光線擴展度(Etendue)守恆的原理創建了一套自由曲面控制網格的節點向量的精確計算方法,可以在較短時間內(一般爲幾個小時甚至 短)優化出具有 優效率及精確配光的自由曲面光學元件。