sténopéique

Une ouverture sténopéïque est un petit trou, conçu avec précision, dans un écran opaque qui permet à la lumière de passer et de former une image sur une surface de visualisation ou un capteur. Contrairement à une lentille, qui dévie les rayons lumineux pour les focaliser, une ouverture sténopéïque repose sur la projection géométrique: seuls les rayons lumineux voyageant presque droit à travers le trou atteignent le plan de l'image, rejetant automatiquement les rayons à angles aigus. Ce principe est identique à celui de la camera obscura, mais appliqué dans des instruments optiques modernes où la précision et la reproductibilité sont requises.

Le terme vient du grec stenos (étroit) et opaia (ouverture). En optométrie clinique, les disques sténopéïques sont des roues rotatives équipées de plusieurs petits trous de différents diamètres, généralement de 0,75 mm à 3 mm. Un examinateur place un trou devant l'œil d'un patient pour éliminer l'effet de l'erreur de réfraction et tester directement l'acuité visuelle. Un patient atteint de myopie ou d'hypermétropie significative peut voir plus clairement à travers une ouverture sténopéïque qu'à travers sa correction habituelle, car l'effet sténopéïque accentue l'image en réduisant le cône de lumière entrant dans l'œil.

Dans les systèmes d'imagerie, les ouvertures sténopéïques apparaissent en spectroscopie, en analyse aux rayons X et en microscopie comme collimateurs. Elles sont fabriquées à partir de tungstène, de plomb ou d'autres métaux denses lorsque des rayonnements de haute énergie doivent être exclus. Le diamètre du trou et la distance par rapport à la source déterminent la résolution angulaire du système. Un trou de 1 mm à 100 mm de la source donne une sélectivité angulaire d'environ 10 milliradians. Le compromis est toujours la perte de lumière: les systèmes sténopéïques sacrifient l'intensité pour la directionnalité et le contraste.

Une ouverture sténopéïque fonctionne mieux lorsque l'objet imagé est relativement lumineux ou lorsque le temps d'exposition peut être prolongé. La photographie à travers un trou d'épingle produit des images plus douces et moins contrastées que les systèmes basés sur des lentilles, mais avec une plus grande profondeur de champ et sans aberration sphérique ou chromatique. Les fabricants de films et de capteurs exploitent parfois cela: les caméras de sécurité dans des environnements très lumineux, ou l'imagerie astronomique de longue durée, peuvent utiliser des optiques sténopéïques plutôt que des lentilles lorsque l'imagerie sans artefact est plus importante que la vitesse.

Le diamètre et le matériau de l'ouverture définissent ses performances. Trop grande, la résolution angulaire diminue; trop petite (inférieure à 0,5 mm), les effets de diffraction deviennent significatifs, brouillant l'image. Dans les travaux aux rayons X et gamma, l'ouverture doit être suffisamment épaisse pour arrêter complètement les photons indésirables. Dans les instruments à lumière visible, un simple trou percé dans une feuille métallique suffit à la plupart des usages; dans les applications de haute précision, le bord de l'ouverture est poli et le trou chanfreiné pour réduire la diffusion interne.