stenopaisch
Englisch: stenopaeic
Bezieht sich auf eine enge Öffnung oder einen Schlitz in einer undurchsichtigen Blende, die das Licht, das das Auge erreicht, einschränkt.
Stenopäisch: Abbildung durch eine Lochblende, nicht durch eine Linse
Eine stenopäische Blende ist ein kleines, präzise gefertigtes Loch in einem undurchsichtigen Schirm, das Licht hindurchlässt und ein Bild auf einer Beobachtungsfläche oder einem Sensor erzeugt. Im Gegensatz zu einer Linse, die Lichtstrahlen bricht und fokussiert, arbeitet eine stenopäische Öffnung nach dem Prinzip der geometrischen Projektion: Nur Lichtstrahlen, die nahezu gerade durch das Loch verlaufen, erreichen die Bildebene, während Strahlen in steilen Winkeln automatisch ausgeblendet werden. Dieses Prinzip entspricht der Camera obscura, wird aber in modernen optischen Instrumenten angewendet, wo Präzision und Reproduzierbarkeit erforderlich sind.
Der Begriff stammt aus dem Griechischen: stenos (eng) und opaia (Öffnung). In der klinischen Optometrie sind stenopäische Scheiben drehbare Räder mit mehreren kleinen Löchern unterschiedlicher Durchmesser, üblicherweise 0,75 mm bis 3 mm. Der Untersucher setzt ein Loch vor das Auge des Patienten, um die Auswirkung von Brechungsfehlern zu eliminieren und die Sehschärfe direkt zu prüfen. Ein Patient mit erheblicher Kurz- oder Weitsichtigkeit kann durch eine stenopäische Blende schärfer sehen als mit der normalen Sehhilfe, weil der Locheffekt das Bild durch Verringerung des in das Auge einfallenden Lichtkegels schärfer macht.
In Abbildungssystemen treten stenopäische Blenden in Spektroskopie, Röntgenanalyse und Mikroskopie als Kollimatoren auf. Sie werden aus Wolfram, Blei oder anderen dichten Metallen gefertigt, wenn hochenergetische Strahlung ausgeschlossen werden muss. Der Lochdurchmesser und der Abstand zur Quelle bestimmen die Winkelauflösung des Systems. Ein 1-mm-Loch in 100 mm Abstand von der Quelle ergibt ungefähr 10 Milliradiant Winkelselektivität. Der Kompromiss liegt immer beim Lichtverlust: Stenopäische Systeme tauschen Intensität gegen Richtwirkung und Kontrast.
Eine stenopäische Blende funktioniert am besten, wenn das zu fotografierende Objekt relativ hell ist oder die Belichtungszeit verlängert werden kann. Die Fotografie durch ein Loch erzeugt weichere, kontrastärmere Bilder als linsengestützte Systeme, bietet aber größere Tiefenschärfe und keine sphärischen oder chromatischen Aberrationen. Film- und Sensoreerhersteller nutzen dies manchmal gezielt: Sicherheitskameras in sehr hellen Umgebungen oder Langzeitaufnahmen in der Astronomie können stenopäische statt linsengestützte Optik verwenden, wenn artefaktfreie Abbildung wichtiger ist als Geschwindigkeit.
Der Durchmesser und das Material der Blende bestimmen ihre Leistung. Zu groß, und die Winkelauflösung sinkt; zu klein (unter 0,5 mm), und Beugungseffekte werden erheblich und verschwimmen das Bild. Bei Röntgen- und Gammastrahlenarbeit muss die Blende dick genug sein, um unerwünschte Photonen vollständig zu blockieren. Bei Sichtlichtinstrumenten genügt ein einfach gebohrtes Loch in einer Metallfolie für die meisten Anwendungen; in hochpräzisen Anwendungen wird die Blendenkante poliert und das Loch angefast, um interne Streuung zu reduzieren.