光学中的自由曲面是指在光学系统中无法用球面或非球面系数来表示的曲面，主要指任意非传统，非对称的曲面，或者只能用参数向量来表示的曲面。由于自由曲面的应用，光学成像系统成像质量得到很大程度的提高，光学照明和信息传输系统照明的均匀性和能量的传输效率也有明显的改善；各种变形透镜与反光镜灵活的空间布局，极大地压缩了系统光路，使整个光学系统的重量减轻，优化了产品的结构与性能。但是由于自由曲面的数学描述无法用球面或非球面系数来表示，光线的追迹及优化也更为复杂，自由曲面的光学设计问题一直难以解决。对含有自由曲面的非共轴平板显示光学系统的研究解决了自由曲面的设计问题，并且极大扩展了自由曲面的应用空间，满足市场的需求。 含有自由曲面的非共轴平板显示光学系统的研究，运用动态链接库技术和CODEV的用户自定义面型功能，实现了使用光学设计软件CODEV对自由曲面的设计及优化。我们采用双三次B样条曲面来描述自由曲面，运用VisualC¨和Matlab语言编写用户自定义子程序，通过CODEV的外界接口链接用户自定义子程序成为动态链接库文件，使用CODEV中的用户自定义面型功能设计了含有自由曲面的平板显示光学系统。 通过本课题的研究，我们可以使用CODEV来完成含有自由曲面以致更多复杂面型的光学系统的设计。此项研究适应光学设计的发展趋势，为现代光学工程的飞速发展提供了十分有利的条件。