提出了一种用于扩展发光二极管(LED)光源配光的自由曲面透镜设计方法。利用加权叠加点光源透镜的母线, 设计得到了自由曲面透镜, 构建了反映照度均匀性的评价函数, 自变量为三个权重因子。利用粒子群算法优化权重因子, 使评价函数达到最小值, 此时照度的均匀性最高。目标面上的均匀度从初始结构的78.93%提高到90.67%, 同时光效保持在92%以上。对透镜分别进行加工误差分析和横向公差分析, 结果表明, 当加工误差在-1.0~1.0 μm范围内、横向位移误差在0.0~0.2 mm范围内时, 目标面照度均匀度所受影响较小。