Tác động của đèn laser lên cảm biến máy ảnh và cách phòng tránh

laser ngày càng được sử dụng phổ biến trong trình chiếu và biểu diễn, đây cũng là nguyên nhân chính của hàng loạt cảm biến máy ảnh bị chết một vùng hoặc toàn bộ trong thời gian vài năm trở lại đây. Nếu sử dụng không đúng cách các thiết bị ghi hình, những chùm tia laser này không chỉ ảnh hưởng lên thiết bị mà còn có thể gây nguy hại cho con mắt của người sử dụng.

Tết Kỉ Hợi sắp tới cũng là mùa lễ hội với nhiều sân khấu và màn trình diễn lớn, mình xin gửi tới anh em bài giải thích cơ chế cũng như cách bảo vệ bản thân và thiết bị trước những chùm sáng "tử thần" này nhé!

​

1. Laser là gì?

LASER được viết tắt từ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation có nghĩa là "khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích", được phát minh ra vào khoảng đầu những năm 1960. Laser bản chất là một chùm photon được bắn qua lại nhiều lần để khuếch đại năng lượng chùm sáng trong một buồng chứa, sau đó được chiếu ra ngoài thông qua một ống kính định hướng ở đầu cho ra chùm tia song song. Chính vì vậy chùm laser thường sẽ có nguồn năng lượng rất lớn.

Từ khi được phát minh, laser đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: từ nghiên cứu khoa học mang tính lượng tử hay thiên văn, tới các ngành công nghiệp quân sự hay y tế. Laser cũng dễ dàng bắt gặp hàng ngày ở các hàng in ấn khắc chữ hay ngay trong chiếc bút chiếu bảng khi thuyết trình. Đương nhiên là cường độ của những chùm tia này được phân loại cho từng mục đích sử dụng.

​

Laser được phân thành 4 loại chính theo năng lượng và độ nguy hại từ thấp tới cao. Đây là cách phân loại từ năm 1970, có một cách phân loại mới của năm 2002 không có thay đổi gì nhiều ngoài bổ sung tần số sóng. Hiện tại các thiết bị laser trình chiếu trên thị trường chủ yếu vẫn dùng chuẩn cũ. Mình tóm tắt tại đây như sau:

• Loại I: Năng lượng yếu và hầu như không gây hại, phát ra qua đầu chiếu quang học, thường được sử dụng trong quá mắt đọc của đầu CD/DVD.

• Loại II: Cung cấp ánh sáng nhìn thấy được và chỉ gây hại khi nhìn trực tiếp vào nguồn phát trong thời gian dài. Thường được sử dụng trong các thiết bị đo lường và một số loại bút chỉ bảng thuyết trình. Loại này được khuyến cáo không nên nhìn trực tiếp vào nguồn sáng.
• Loại IIa: Mức năng lượng thấp hơn loại II với thời gian chiếu lâu hơn. Sử dụng trong các máy photocopy hay scan tài liệu.

• Loại IIIa: Cho ánh sáng liên tục, được khuyến cáo cẩn thận khi sử dụng, khả năng gây ra thương tổn cho mắt thấp, chỉ gây thương tổn khi nhìn trực tiếp vào nguồn phát với thời gian 2 phút trở lên.
• Loại IIIb: Mức năng lượng lớn và cho ánh sáng liên tục, có thể gây ra tổn hại cho mắt người nếu nhìn trực tiếp vào nguồn phát trong thời gian ngắn. Tia tán xạ của loại laser này không gây hại. Loại này thường được sử dụng trong các máy trình chiếu laser hiện tại tuy nhiên được thiết kế riêng để tán rộng ánh sáng làm giảm năng lượng của chùm sáng.

• Loại IV: Là loại laser công nghiệp với năng lượng rất lớn có thể đốt cháy da và gây hại rất lớn. Thường loại này sẽ được sử dụng đi kèm một bộ điều khiên chuyên biệt và có khóa an toàn cũng như yêu cầu đeo kính bảo hộ khi vận hành. Laser loại IV thường được sử dụng trong công nghiệp, quân sự và y tế.

​

Với sự hỗ trợ từ các phần mềm máy tính, công nghệ trình chiếu laser trong biểu diễn đã bùng nổ trong vài năm trở lại đây. Khác với những hệ thống chiếu sáng Halogen, Xenon hay LED vốn được sử dụng từ lâu cho sân khấu, hệ thống chiếu laser đem lại nhiều hiệu ứng thị giác và màu sắc mạnh mẽ hơn. Bởi vậy loại đèn laser này rất được ưa chuộng ở các lễ hội âm nhạc sôi động.

2. Đèn laser trình chiếu và những ảnh hưởng

Đương nhiên hiệu ứng thị giác của đèn laser cho các lễ hội là không thể phủ nhận. Tuy nhiên, đối với những nhiếp ảnh gia sự kiện hay những người yêu thích chụp ảnh sân khấu thì những lần ghi hình này luôn có thể là lần cuối cảm biến máy ảnh của họ còn hoạt động được.

Theo ILDA (International Laser Display Association - Hiệp hội trình chiếu Laser Quốc tế) những thiết bị chiếu laser trong biểu diễn đều phải đạt chuẩn IEC 60825 và ANSI Z136 với chỉ số Lượng ánh sáng tối đa cho phép (MPE - Maximum Permissible Exposure) được quy định an toàn cho mắt người. Trên thực tế chỉ ghi nhận 8 trường hợp gặp tổn hại về mắt trong 109,000,000 người từng xem trình chiếu laser suốt 30 năm qua. Tuy nhiên tới giờ chưa có một chỉ số MPE nào dành riêng cho các loại cảm biến máy ảnh CMOS hay CCD.

Hình dáng "thủ phạm" loại IIIb làm cháy cảm biến​

Bản chất của laser là nguồn sáng song song và có năng lượng lớn, khi được thu nhận qua ống kính máy ảnh lại càng được khuyếch đại hơn nữa. Bởi vậy ngay khi được thu nhận vào cảm biến máy ảnh, tia laser sẽ gây quá tải và khiến các pixel bị "cháy" dẫn đến các điểm chết trên cảm biến. Với các dạng chiếu chùm tia laser biểu diễn phổ biến hiện giờ, những vùng pixel chết này thường có dạng đường dọc hoặc ngang. Và cũng do tính khuyếch đại ánh sáng thông qua ống kính này, người sử dụng máy ảnh gương lật DSLR và ống nhòm được khuyến cáo không nên nhìn qua viewfinder trực tiếp vì có thể gây những tổn hại cho mắt nếu vô tình nhìn trực diện vào nguồn phát laser.

Cảm biến ảnh bị điểm chết và sai màu do laser
​

Ở trong các buổi có trình diễn ánh sáng laser trên Thế giới và ở Việt Nam, người tham dự thường được khuyến cáo không nên sử dụng các thiết bị ghi hình. Với các chương trình lớn ở nước ngoài và có ghi hình, nhà sản xuất thường phải làm việc với đạo diễn ánh sáng trước đó để làm các khu riêng mà laser không chiếu tới, dành cho máy quay và máy ảnh. Tuy nhiên ở khu vực dành cho khách tham dự, không gì đảm bảo cho máy ảnh của bạn đâu.

Đã có rất nhiều trường hợp ghi nhận cảm biến máy ảnh của khách tham dự các lễ hội âm nhạc bị chết một phần. Hầu hết những trường hợp này đều do bị chiếu trực tiếp từ nguồn Laser. Theo ILDA, việc ghi hình những chùm laser chiếu vào không trung hay chiếu gián tiếp là hoàn toàn an toàn cho thiết bị.

Cảm biến của một chiếc 5DII bị một đường ngang điểm chết sau khi laser quét qua​

3. Làm gì để bảo vệ thiết bị của mình?

Theo như mình tìm hiểu thì hiện giờ có một số loại filter hỗ trợ lọc ánh sáng laser, tuy nhiên những sản phẩm này chưa có bất kỳ sự khẳng định nào về hiệu quả cũng như xuất xứ đều đến từ những nhà sản xuất không tên tuổi và với kích cỡ rất nhỏ chỉ có đường kính 9 - 15mm hoàn toàn không phù hợp với các ống kính của cảm biến CMOS hay CCD. Việc sử dụng filter ND thông thường cũng sẽ không giúp ích được gì nhiều trong trường hợp này, chưa kể sẽ gây ra khó khăn trong quá trình chụp sân khấu trong tối.

Vì vậy nên mình xin gợi ý cho anh em một số phương án giúp giảm thiểu nguy cơ bị cháy cảm biến khi chụp hình hoặc quay phim:

• Hãy tìm đến và đứng gần những khu được ban tổ chức sắp xếp để đặt máy quay chương trình vì thường những khu này sẽ an toàn hơn.

• Hãy để ý quan sát trước những điểm phát ra chùm laser trước khi sử dụng camera. Với mỗi tiết mục trên sân khấu thường sẽ có sự lặp lại trong trình chiếu ánh sáng, quan sát trước sẽ giúp bạn chủ động chọn vị trí đứng phù hợp và tránh bị laser chiếu trực tiếp, thường khu vực ở hai bên sân khấu sẽ ít bị chiếu hơn.

• Dùng hood cho ống kính cũng sẽ giảm thiểu được khả năng một số tia laser chiếu xiên vào ống kính.

• Lựa chọn một chiếc camera rẻ hơn nếu buộc phải chụp trong những môi trường như thế này.

• Nếu quay phim chỉ để lưu lại kỷ niệm, hãy lựa chọn smartphone thay vì máy ảnh. Smartphone có cảm biến và ống kính nhỏ hơn rất nhiều sẽ thu nhận ít năng lượng từ ánh sáng laser hơn nên khó hỏng hơn nếu bị chiếu trực tiếp.

• Tuyệt đối không nhìn trực tiếp vào laser dù là nguồn phát hay chùm tia thông qua viewfinder quang học của máy ảnh vì rất dễ gây tổn hại cho mắt.

​

Và hãy nhớ rằng vì là cuộc sống nên tai nạn luôn có thể xảy ra. Hiện tại chưa có một cách tối ưu hoàn toàn cho việc bảo vệ camera khỏi tia laser nhưng dù sao thì anh em hãy cứ vui chơi hết mình. Đôi khi việc tận hưởng một sân khấu hoành tráng mãn nhãn sẽ tuyệt vời hơn rất nhiều nếu đặt máy ảnh xuống một lúc đấy!

Tham khảo: Wikipedia, ILDA​