三角関数、微分 etc の基本



△ 三角関数とは?

三角関数とは、傾き(角度) を求める関数です。微分方程式と組み合わせ、
レンズ設計 が可能になります。
三角関数単独でも、測量等 ※で多用されます (斜辺傾き = 高さ/底辺 = y/x = TAN)




(備考) A 角度と 斜辺傾き (TAN)、一覧表


角度 30 45 60 90
傾き 1/√3 √3


TAN 30 = 1/√3 (0.578)
ATAN 0.578 ≒ 30


※ (例) 東京スカイツリー(高さ、638m) を、俯角 30度で望める場所の、水平距離は・・

→ 638/ TAN 30 (0.58) ≒ 1100m




○ 円 と 微分 


曲線の傾きは、微分することにより求められます。円の微分方程式は、
-x/y です。

r1 = 315mm、像高 40mm の場合、平行光線とレンズの交点の傾きは、(315-2.55)/40 = 7.81125
※ (315 -((315^2-40^2) ^0.5) = 2.55)  傾き →角度の変換、atan 7.81125 = 82.70465 度


中心座標 (315.0)  r1 = 315mm の作図






(備考) A 角度と 円接線 B の傾き(微分)、一覧表


角度 30 45 60 90
傾き -√3 -1 -1/√3


※ 円接線の傾き x 斜辺傾き = -1




○ 微分と積分 


(例)

重力による落下距離 1/2 gt^2  → 微分すると gt     (加速度)
重力による加速度       gt  → 積分すると 1/2 gt^2 (落下距離)

1秒後の落下距離 1/2 9.8*1^2  ≒ 5m。 加速度 9.8*1m/s 




○ レンズの光学計算


(例) カメラレンズの画角計算 (35mmフルサイズ、36x24mm、対角線 43.2mm)

焦点距離 50mm の対角線画角

atan (43.2 x1/2)/50 ≒ 23.4 
23.4 x 2  ≒ 46.8 度


画角一覧表 (35mmフルサイズ、対角線 )

焦点距離 (mm) 50 100 200 300 400
画角 (度) 46.8 24.4 12.4 8.2 6.2



レンズ設計


TOP−PAGE