提出了一种适用于LED光源均匀配光的超高光效、小聚光角度自由曲面透镜的设计方法。基于光通过透镜的折射现象构建了曲面微分方程, 运用高精度算法得到透镜曲面参数, 实现了传统透镜难以实现的聚光角度小、光效高的均匀配光效果。运用专业软件进行三维建模, 在透镜模型内侧进行球面切削以减小透镜厚度。通过实际应用仿真, 验证了该方案的有效性和可靠性。