提出了一种自由曲面准直透镜的优化设计方法。通过对二次B 样条理论、Scheme 语言和优化引擎的结合使用，实现了准直透镜的优化设计。采用1 mm×1 mm 朗伯体发光的LED 作为光源，透镜材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，通过对两款不同结构准直透镜的优化设计，可以实现发散角为±5° 的准直照明，能量利用率均可达90%以上。与现有的优化方法相比较，此方法具有对初始模型依赖较低、设计方法简单和普适性高等特点。