发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是21世纪最具发展潜力的固态光源，与传统光源相比，它具有光效高、寿命长、能耗低、可靠耐用、响应快、体积小、绿色环保等优点。发光二极管LED是将电信号直接转化为光信号的器件，被称作“绿色光源”。它比节能灯还要节能，效率高，寿命长，已经进入普通照明领域。LED的问世被称为第四次照明革命，它的出现意味着人们在照明领域即将告别爱迪生（白炽灯）时代。　　中国正处于经济的转型期，更加注重企业发展过程中的节能减排。政府鼓励并大力支持新能源行业的发展，这对LED照明行业既是机遇也有挑战，发展LED照明产业对整个能源体系有重大影响。　　光学照明系统设计的研究包含成像光学与非成像光学，其中成像光学关注的重点是成像后的像差，而非成像光学不关心像差问题，非成像光学系统关心的是照明系统的光场分布情况。成像光学中衡量成像光学系统的物理参量则是振幅、相位、波长、偏振、分辨率等。但随着LED照明领域的扩展有越来越多的领域也引入了成像光学的设计，例如探测仪、舞台灯、指纹识别系统等等。随着智能照明的不断深入研究，成像光学在LED照明系统中的应用领域会更加广阔。　　本文探讨的是成像光学原理在LED照明系统中的应用。本文介绍了LED光学基本原理和光学设计的基础理论，探讨了研究成像系统的设计方法。阐述了LED指纹识别照明系统，模拟设计了基于成像光学的的指纹照明系统。通过系统计算、构建模型、光学模拟仿真，讨论仿真结果。最后改进了基于成像光学的LED指纹识别系统的设计，提高了光学系统的均匀性，达到了光学设计的目的要求，也进一步说明了基于成像系统的LED指纹照明系统的优势。