2013年前市场上出现的LED光源多是近朗伯体发光的近似点光源或面光源，具有单面发光、发光半角大的特点。为了便于光学系统对LED光能的利用，一般需要对LED的出射光线进行预准直，而2013年前针对LED光源的光学准直系统主要可分为三大类结构：第一类利用光学透镜组对LED光源中心附近出射光线进行准直，而大角度光线散失；第二类是TIR（全内反射）透镜，利用计算得到的自由曲面透镜对中心光线两次折射进行准直，对边缘大角度出射的光线先通过透镜内的全内反射，再经过透镜表面的第二次折射进行准直；第三类结合了光学透镜和光学反射器，对大角度出射的光线利用反射器进行反射准直，对中心出射的光线利用透镜组透射准直。
针对LED光线的光学准直系统存在如下主要问题：1、对LED光源中心出射光线的准直离不开透镜，但是透镜对光能量的损耗一般高于反射器对光能的损耗，这就限制了此类光学准直系统效率提升的空间；2、由于LED发光半角大的特点，此类光学准直系统往往不能完全收集出射光线，使得一部分光线散失，导致了光能的损耗。
