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後表面可以是平面、球面、圓錐面、多項式非球面或環形表面。這使得陣列中透鏡元件表面形狀的定義和優化具有了極大的靈活性。下圖顯示了透鏡陣列1物體，它是由7 x 5個矩形透鏡組成的透鏡陣列，每個矩形透鏡都可以看作一個球面透鏡的矩形區域。其它可以用於該應用程式的物體包括透鏡陣列2物件和六邊形透鏡陣列(Hexagonal Lenslet Array)物件。

透鏡參數在光學設計上常使用的最小化Seidel斜向像散的方法可透過在OpticStudio的評價函數中加入ASTI操作數達成目的，此時我們將目標值設為0、加大權重，並且使用單一波長。在縮小遠點球面上最小模糊圈的方面，我們可以透過OpticStudio的預設優化函數和光點半徑標準等功能達成目的。

或者，參考文獻[3]顯示了如何使用Lumerical FDTD軟體為給定的相位曲線設計超穎透鏡。這種方法的缺點是設計人員可能無法檢查整個系統的性能。例如，沒有辦法考慮所有繞射階數來檢查點擴展函數（PSF）。類似地，儘管可以追蹤“非有效”的順序光線，但沒有計算出繞射效率，因此沒有辦法知道雜散光路中的功率比。

智慧型手機鏡頭模組用於智慧型手機相機的鏡頭模組非常複雜，每個模組都包含多個鏡頭元件。追求更好的成像性能，加上需要模組盡可能小以增強手機的美感，需要復雜的設計形式。透鏡的形狀通常是高度非球面的。注塑成型塑料通常用於以低成本大批量生產此類鏡片。設計需求智慧型手機鏡頭通常必須在寬視野和低 f 值下工作。隨著手機變得更薄，軌道總長度通常小於 5 毫米。

具體方法為使用專用的自定義序列模式表面DLL（常規偶次非球面結合Zernike項與矢高周期變化得到）建模該中空間頻率表面。我們將使用中頻面周期性不規則度對非球面單透鏡和一個天塞物鏡 (Tessar Objective) 進行表面不規則度的評估和公差分析。

具體方法為使用專用的自定義序列模式表面DLL（常規偶次非球面結合Zernike項與矢高周期變化得到）建模該中空間頻率表面。我們將使用中頻面周期性不規則度對非球面單透鏡和一個天塞物鏡 (Tessar Objective) 進行表面不規則度的評估和公差分析。

后表面可以是平面、球面、圓錐面、多項式非球面或環形表面。這使得陣列中透鏡元件表面形狀的定義和優化具有了極大的靈活性。下圖顯示了透鏡陣列1物體，它是由7 x 5個矩形透鏡組成的透鏡陣列，每個矩形透鏡都可以看作一個球面透鏡的矩形區域。

L1的背面（L1-B）、L2的正面(L2-F)、L3的正面(L3-F)、L5的背面(L5-B)為非球面。d1是主鏡與副鏡之間的距離，d2是副鏡與焦平面之間的距離。dc1、dc2、dc3、dc4、dc5分別為L1、L2、L3、L4、L5與焦平面的距離。

為了能夠與內置的OpticStudio解決方案進行模擬比較，我們用偶數非球面多項式描述了浮雕形狀。因此，表面矢高由以下公式給出： 在上式中，mod表示取模運算，c是曲率，即半徑的倒數，k是圓錐常數，r是徑向坐標，h是統一的浮雕臺階高度。 ai為偶次非球面系數、h為步高。

自由曲面實現的是“精簡化”而非“極簡化”。 它通過一張曲面替代多片球面鏡片，顯著減少了鏡片數量，但光學系統的基本形態——折射透鏡組——并未改變。系統仍然需要物理厚度來完成光路傳播，也無法徹底擺脫對機械結構的依賴。這是“以少代多”的優化，而非“以無代有”的顛覆。真正的極簡，始于超構表面。 它將三維的折射光路，壓縮為二維的平面納米結構陣列。