estenopeico

Una abertura estenopeica es un orificio pequeño, diseñado con precisión, en una pantalla opaca que permite el paso de la luz y la formación de una imagen en una superficie o sensor de visualización. A diferencia de una lente, que desvía los rayos de luz para enfocarlos, una abertura estenopeica se basa en la proyección geométrica: solo los rayos de luz que viajan casi rectos a través del orificio alcanzan el plano de la imagen, rechazando automáticamente los rayos con ángulos pronunciados. Este principio es idéntico al de la cámara oscura, pero aplicado en instrumentos ópticos modernos donde se requiere precisión y reproducibilidad.

El término proviene del griego stenos (estrecho) y opaia (abertura). En optometría clínica, los discos estenopeicos son ruedas giratorias equipadas con múltiples orificios pequeños de diferentes diámetros, típicamente de 0.75 mm a 3 mm. Un examinador coloca un orificio delante del ojo de un paciente para eliminar el efecto del error refractivo y evaluar directamente la agudeza visual. Un paciente con miopía o hipermetropía significativa puede ver más claramente a través de una abertura estenopeica que a través de su corrección regular porque el efecto estenopeico agudiza la imagen al reducir el cono de luz que entra en el ojo.

En los sistemas de imagen, las aberturas estenopeicas aparecen en espectroscopia, análisis de rayos X y microscopía como colimadores. Se fabrican de tungsteno, plomo u otros metales densos cuando se debe excluir la radiación de alta energía. El diámetro del orificio y la distancia desde la fuente determinan la resolución angular del sistema. Un orificio de 1 mm a 100 mm de la fuente proporciona una selectividad angular de aproximadamente 10 milirradianes. La desventaja es siempre la pérdida de luz: los sistemas estenopeicos sacrifican la intensidad por la direccionalidad y el contraste.

Una abertura estenopeica funciona mejor cuando el objeto que se está fotografiando es relativamente brillante o cuando el tiempo de exposición se puede prolongar. La fotografía a través de un orificio produce imágenes más suaves y de menor contraste que los sistemas basados en lentes, pero con mayor profundidad de campo y sin aberración esférica o cromática. Los fabricantes de películas y sensores a veces aprovechan esto: las cámaras de seguridad en entornos muy brillantes, o la toma de imágenes astronómicas de larga duración, pueden usar ópticas estenopeicas en lugar de lentes cuando la obtención de imágenes sin artefactos es más importante que la velocidad.

El diámetro y el material de la abertura definen su rendimiento. Demasiado grande, y la resolución angular disminuye; demasiado pequeña (por debajo de 0.5 mm), y los efectos de difracción se vuelven significativos, difuminando la imagen. En trabajos con rayos X y rayos gamma, la abertura debe ser lo suficientemente gruesa como para detener completamente los fotones no deseados. En instrumentos de luz visible, un simple orificio perforado en una lámina de metal sirve para la mayoría de los propósitos; en aplicaciones de alta precisión, el borde de la abertura se pule y el orificio se chaflana para reducir la dispersión interna.