ダイブライト

ダイブライト

ヘッドライトを装着した洞窟ダイバー
用途	安全、航行、通信、作業の促進、または色の復元のために水中に光を提供する

ダイビング ライトは、水中のダイバーが水中環境を照らすために携帯する光源です。スキューバ ダイバーは通常、自給式ライトを携帯しますが、水面補給ダイバーはケーブル電源で駆動するライトを携帯することもあります。

ダイビング ライトは、自然光がほとんどまたはまったくない夜間ダイビングや洞窟ダイビングで日常的に使用されますが、水は最初に長い波長 (赤) を吸収し、深度が増すにつれて黄色と緑を吸収するため、日中にも便利な機能があります。人工光を使用すると、より深いところにある物体をフルカラーで見ることができます。

水は光を吸収して減衰させるため、ダイビングライトを使用すると、深いところでのダイバーの水中視力が向上します。 ^[1]深度が増すにつれて、より多くの光が水に吸収されます。色の吸収は水の純度に依存します。純水は青色の周波数に対して最も透過性が高いですが、不純物があるとこれが大幅に減少する可能性があります。色覚は濁度や大きな粒子状物質によっても影響を受けます。^[2]

初期の水中ライトは、ダイバーが標準的なダイビング服を着用して使用する固定式の電気投光器か乾電池式の携帯用ランプでした。^[3] Siebe Gorman & Company Ltdは、パラボラレンズを備え、ボールソケットジョイントを介してダイバーの胴鎧に取り付けられた携帯用ランプのモデルを開発し、ダイバーが作業中に両手を使用できるようにしました。^[3]

1906年にタングステンフィラメントが導入され、200～3,000カンデラの白熱ダイビングライトの製造に使用されました。 ^[3]シーベ・ゴーマン社は1919年に250ワットの水銀蒸気ハンドランプを発表しましたが、これは18,000本のキャンドルを灯すことができました。^[3]濁った水でのダイビングには、45ワットのナトリウムハンドランプが好まれるようになりました。 [3]これらの初期のライトは、冷水に入ると加熱されたガラスが割れるのを防ぐために、水中で点灯する必要がありました。^{[ 3]}

アメリカ海軍が最初に使用したランタンの明るさは150カンデラでした。^[4]初期のテストでは、1915年にアメリカ海軍標準ランタンのケーブルの長さを125フィートから250フィートに増やして、運用範囲を広げる必要があることが分かりました。^[4]アメリカ海軍実験潜水部隊は、ダイビングライトの濡れた状態と乾いた状態の照明出力、電池持続時間、防水性、最大運用深度の評価を続けています。^[5]

ハロゲン電球は、消費電力に対してより多くの光を生み出すため、20世紀後半に使用されました。その後、高輝度放電ランプ、さらに発光ダイオードが、単体でもアレイでも使用されました。水面下で電源を供給するダイバーは、アンビリカルケーブルから電力を供給できますが、スキューバダイバーは機動力を最大限に生かすために、水面との接続に依存しないライトを必要とします。ポータブル電源は、充電式ライト用の鉛蓄電池や使い捨て電源用の亜鉛炭素電池から、アルカリ電池、ニッケルカドミウム（NiCad）、ニッケル水素（NiMH）、そして最近では充電式リチウムイオン電池へと進化しました^[6]

防水の鉱夫用ライトは中程度の深さに適していることがわかり、洞窟ダイビングで人気がありました。より深いところでは、自家製、後に専門的に製造されたキャニスターライトが、強力だが重くてかさばる電源の伝統を引き継ぎ、軽量で持ち運びやすいライトヘッドに接続されていました。ライトヘッドは、作業に両手が必要な場合は、手に持ったり、クリップで吊るしたり、首にかけたりできました。グッドマンハンドルは、ライトヘッドを手の甲に載せて運べるように開発され、指を他の作業に使えるようにしました。これは後に、グッドマンハンドルと同じようにライトを支える柔らかい部分的な手袋であるグッドマングローブに発展しました。2000年の時点では、密閉型鉛蓄電池(12V 7AH)を備えたキャニスターライトが主な洞窟ライトの標準であり、HIDもより効率的で、同等のルーメンでより低いワット数を使用するため、洞窟探検で人気がありました。18W HIDは、50Wハロゲンよりも明るく、より長く点灯します。 HIDの欠点は、電源をオフにしてすぐに再びオンにすることができず、はるかに高価だったことです。^[6]

光源の低電力化と電池の電力密度の向上により、ルーメン出力は継続的に向上してきました。21世紀の10年までに、数千ルーメンの出力を持つコンパクトなハンドヘルドライトが、ワイドビームとナロービームの構成で利用可能になりました。時にはこれらを組み合わせたり、赤色LEDとストロボに似た点滅シーケンスを組み合わせたりしました。これらのライトはビデオライトとしての使用にも適しており、静止画撮影ではストロボの代わりに使用できますが、価格は高めです。一部のLEDライトは、蛍光生物の観察や撮影用に紫外線出力を備えたものも利用できます。^[6]

狭ビームスポットライトと広ビーム投光器、およびその組み合わせは、初期の頃から利用可能でした。一部のライトヘッドには、ビームを集中させるために軸に沿ってスライドできる反射板がありましたが、最近のライトは狭ビームと広ビーム用に別々のLEDセットを備え、必要に応じて切り替えます。これらのライトでは可変出力も一般的であり、選択された電力によって、長時間の点灯のために低輝度にしたり、短時間の点灯のために高輝度にしたりすることができます。^[6]

1965年頃のフランク・マーツ作とされる初期のキャニスターライトは、自動車用シールドビームライトを使用していました。後の洞窟ライトは試験管ライトヘッドを使用しました。これらは1970年代初頭にラマー・イングリッシュ（イングリッシュエンジニアリング）によって商業的に製造され、後にマーク・レナードはアクリルとアルミニウムで円形と長方形の断面を持つキャニスターライトを製造しました。マーク・レナードはダイブライトの共同設立者であり、アメリカンアンダーウォーターライティングがイングリッシュエンジニアリングから事業を引き継ぎ、ビル・ギャビンはイングリッシュライトをクイックディスコネクトケーブルで改造し、AULはこれをスペクトラム1000エクストリームエクスポージャーとして製造しました。2000年までに、いくつかのキャニスターライトでニッカド電池が使用されていました。^[6]

ライトヘッド/電球の種類にはいくつかのオプションがあります。

キセノン（白熱灯） - 温かみのある自然な光を発し、安価な傾向がありますが、LED や HID ライトに比べて明るさが低く、バッテリー寿命が短くなります。

LED (発光ダイオード) - 非常に耐久性があり、効率的で強力です。

HID（高輝度放電）は非常に強力で、ほぼ白色のビームを発します。欠点としては、HIDは非常に繊細で、かなり高価であることです。^[7]

現代のダイビングライトの出力は通常少なくとも約100ルーメンです。明るいダイビングライトは約2500ルーメンからの出力があります。ハロゲンランプは50W以上の消費電力でこの光を提供します。高輝度放電ランプ（HID）^[6]と発光ダイオード（LED）はより少ない電力で同様の出力を提供できます。^[8]

光源と電源は、同じ防水・耐圧ハウジングに収納されています。照明のオン/オフはハウジングに組み込まれた機構によって行われます。

キャニスターライトは、高出力ライトの十分な点灯時間に必要な電池サイズが大きすぎてダイバーの手に収まりきらなかったことから生まれました。その回避策は、光源を備えたライトヘッドを使用することでした。ライトヘッドは小型で軽量なので、手に収まるかヘッドマウントで簡単に持ち運べ、ダイバーのハーネスに装着された防水電池キャニスターからケーブルを介して電力を供給します。ケーブルはライトヘッドのつなぎとしても機能し、ダイバーの首に掛けて両手が必要な作業を照らすことができます。^[6]

ヘッドマウントライトは、両手を他の目的に使う必要があるダイバーによって使用されます。これは、商業ダイバーによる水中作業、または洞窟や難破船ダイバーによる厳しい制限の通過などです。ヘッドマウントの場合、ライトがダイバーの頭と一緒に動くため、近くにいる他のダイバーの目を眩ませるリスクが高くなります。この配置は、一人で作業または探索するダイバーに適しています。^[要出典]ヘルメットマウントは、ヘルメットマウント閉回路ビデオカメラで監視されることが多い商業作業で一般的です。

ヘッドマウントライトには、手で持つことを想定した一体型ライトと、キャニスターまたは地上から供給されるケーブルから電力を供給するライトヘッドの両方が使用されます。また、ヘッドマウント用に特別に作られた一体型ライトもいくつかあり、オーシャンリーフ社製の照明が組み込まれたフルフェイスマスクもあります。^[9]

洞窟探検用ヘッドライトは防水性があるため、浅い洞窟でのダイビング用のヘッドマウントライトとして使用できる場合もありますが、一般的に大きな圧力がかかる状況での使用には設計されていません。^[要出典]

両手が必要な作業を行うために一時的にヘッドマウントライトを使用すると、ダイバーは作業を照らしたり、貫通潜水でガイドラインを追跡したりするのに役立ちます。作業中はライトをオンにしておくことも、メインライトを一時的にヘルメットに取り付けることもできます。手持ちのメインライトが故障し、メインのバックアップがすぐに届かない場所に収納されている場合にも、ヘッドマウントライトをすぐに使用できます。ヘッドマウントライトは、濁った水の中では後方散乱が顕著になり、視認性が低下します。^[10]

ダイバーが水面から呼吸ガスを供給される場合、同じアンビリカルケーブルを介して水面からライトに電力を供給すると便利です。この目的のために、通常、追加のケーブルが使用されます。ライトヘッドは機能的にはキャニスターライトと同じで、通常はヘルメットに取り付けられるため、ハットライトと呼ばれることもあります。

ハウジングにはいくつかの材料が使用されています。射出成形プラスチックは、低価格帯の製品や大量生産される強力なライトに最もよく使用されています。少量生産品や自作のライトは、通常、アルミニウム合金またはアセタール(デルリン) などの高級エンジニアリング プラスチックから機械加工されますが、ステンレス鋼、真鍮、青銅が使用されることもあります。レンズ (ポート) は通常、高級透明プラスチックまたは強化ガラスです。O リング シールは、ジョイントや接続部のシール、およびスイッチ コントロールの防水ハウジングの貫通部のシールに標準的に使用されます。^[要出典]

電源としては、アルカリ電池、亜鉛電池、ニッケル水素電池（NiMH）、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、^{[6]およびケーブルによる地上供給が一般的に使用されています。 [11]}

電圧は特定の光源の要件によって異なり、通常は単一のNiMHセルの場合は1.2Vから、鉛蓄電池の場合は12Vの範囲です。^[6]表面電源式ヘルメットライトは、24Vまたは36Vの電源を使用します。^[11]安全上の理由から、HID回路の最終段階を除いて、高電圧は通常使用されません。

水中でオン/オフを切り替える必要があるライトには、圧力の影響を受けず防水性のあるスイッチが必要です。

• 磁気スイッチは、貫通することなくハウジングを通して作動するという利点がありますが、ナビゲーションに頼るコンパスに影響を与える可能性があります。磁石は外部のスライダーまたはベゼルに保持されており、水にさらされると錆びることがあります。
• トグルレバーを完全に覆い、ハウジングに密閉するゴム成形品を備えたトグルスイッチは、量産ライトとカスタムライトの両方に使用されています。
• O リングで密封された回転軸を介して内部スイッチを操作する外部レバーも使用されます。
• 押しボタンも使用できますが、外部圧力を補うために十分なバネ仕掛けが必要です。これは通常、O リング シール付きの小径プッシュロッドと中程度の強度のバネを使用して行われます。外側には、快適性のために幅広のキノコ型ヘッドが使用されています。
• ねじ込み式のエンドカバーが一般的です。これは、電池を交換するときに取り外されるカバーであることがほとんどなので、いずれにしても取り外し可能でしっかりと密閉されている必要があります。ライトのこの端は、電池と接点を接触させるために本体にさらにねじ込まれています。バレルシール O リングは、カバーが軸方向に動いて接点を閉じることができる一方で、漏れを防ぐために使用されます。ダブル O リングは、最初の O リングが漏れても 2 番目がバックアップとなるため、より信頼性があります。^[要出典]このタイプのスイッチは、水中での操作はできるだけ避けるのが最善であり、比較的固く、操作に両手が必要になることもあるため、使い勝手があまりよくないことがよくあります。

テクニカルダイバーは、ライトを落とさずに手が使えるように、手の甲にライトを載せて運ぶのにグッドマンタイプのハンドルをよく使います。^[6]このタイプのハンドルはもともと硬質で、キャニスターライトヘッドを運ぶために使われていましたが、今では小さな一体型ライトにも使われています。派生型では、ライトを固定するためにバンジーを使用したり、柔らかい素材でできていて手袋のように着用したりします。これらは、グローブハンドル、グッドマングローブ、ハンズフリーライトホルダー、ソフトハンドマウントなどと呼ばれています。^[12]

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  ソフトグッドマンタイプのハンドルに取り付けられた小型ダイビングライト、側面図
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  ソフトグッドマンタイプのハンドルに取り付けられた小型ダイビングライト、正面図
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  ソフトグッドマンタイプのハンドルに取り付けられた小型ダイビングライト、側面図、ハンドルの使用を示す
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  シンプルなバンジーハンドマウント

狭いビーム（スポットライト）と広いビーム（投光器）、焦点を合わせること（調整可能なレンズまたは反射板による）:

ビーム角度は、計画されているダイビングの状況やアクティビティに合わせて選択されます。洞窟ダイバーは、視界が良いときにダイビングする場合、比較的長距離を良好に照らすことができる狭角ビームのライトを選択することが多いため、これは、かなり遠くまで見通せる見知らぬ空間を進むときに役立ちます。視界が悪い場合や近距離の場合は、狭角ビームはあまり役に立たず、広角ビームの方がより有用な領域に光を広げると感じる人もいます。視界が悪い状況では、浮遊粒子から多くの光が反射する傾向があるため（後方散乱）、広角ビームは気が散ると感じる人もいます。ビデオ照明では通常、広角ビームが必要です。これは、良好な結果を得るためにビデオカメラの視野角に対応する必要があるためです。GoPro などの非常に広角のビデオの場合は、極端に広角のビームが必要です。

ビーム角度は、極端な場合では 8 ～ 10 度と狭くなることもありますが、平らなガラス ポートの場合は約 140 度と広くなります。ドーム型ポートのライトや、反射板のない「試験管」ライトを使用すると、さらに広い角度 (180 度を超える) が可能になります。LED ライトは通常、内部の「レンズ」を使用して焦点を絞ったビームを生成します。これは、実際には放物面の内部反射によってビームを焦点に当てます。特定の LED に対して、異なるビーム角度用に複数のレンズ オプションが利用できる場合がありますが、ほとんどのライト モデルでは、製造元が選択したレンズのみが使用されます。

いくつかの水中ライトには、ビーム角度を調整できるフォーカス機能があります。これには、光源の基本的な放射パターンに応じて 2 つの方法があります。一般的に無指向性の光を発する HID ライトは、通常、ライトの縦方向にスライドできる反射板によってフォーカスされます。中央の明るい領域とその周囲に拡散した照明のあるビームを生成します。これは、近くの領域と遠くの領域を同時に照らすのに適していますが、広角ビデオには適していません。ホットスポットが自動露出ソフトウェアを混乱させ、その結果、ホットスポットは露出オーバーになり、その周囲は露出不足になるからです。^[13]

他のライトでは、ライトの前面にレンズ システムを使用しており、レンズの軸方向の移動によって焦点を合わせることができます。レンズは、微調整のためにネジ山に取り付けられている場合があります。

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  同じ LED を搭載した 2 つのダイビング ライトのビーム角度の比較。左はレンズ付き、右はレンズなし
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  同じ LED を搭載した 2 つのダイビング ライトの比較。左はレンズ付き、右はレンズなし
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  同じ LED を備えた 2 つのダイビング ライト。上部にはレンズがあり、下部にはレンズがありません。どちらも、後端のカバーを時計回りに回して内部接点を閉じるとオンになります。

プライマリ、バックアップ、ビデオライト

通常、ダイビングの予定アクティビティに適した、十分なパワーと適切なビーム角度を備えた強力なライトです。必要なビーム角度と光出力は、ダイビングの目的によって異なります。

予備ライトは、ダイビング中に主ライトが故障した場合に備えて携帯します。これは、閉鎖空間から脱出するためにライトが必要となる洞窟や難破船の侵入ダイビングでは特に重要です。1977年に発表されたシェック・エクスリーの事故分析の結果、洞窟ダイバーは3つのダイビングライトを携帯するように訓練されています。 ^{[14] [15]}

ビデオライトは特殊な用途です。一般的にはダイビングの安全にとって重要ではありませんが、ビデオカメラが許容できる画質を得るためには、ビデオ録画用か、地上チームがダイバーの作業を監視するために必要です。現代の水中ビデオライトは比較的小型で、動作時間は45～60分、出力は600～8000ルーメンです。これらのLEDライトはリチウムイオン電池で駆動し、通常5600K（昼光）の色温度です。^[16]

ダイビングライトとその電池の航空輸送には、特に大型リチウム電池の火災の危険性のため制限がある場合があります。ほとんどの場合、電池は取り外して電気的に絶縁された容器に保管するか、端子をテープで覆ってショートや過熱を防ぐ必要があります。^[17]

1950 年代に限定的に使用されていた使い捨ての水中照明源の一種に、マグネシウム トーチがあります。これはマグネシウム金属を使用した花火装置で、水中で点火して燃焼します。この装置は明るい白色の全方位光を発し、一度作動すると燃え尽きるまで燃え続けます。また、大量の水素ガスも発生し、これが呼気ガスと混ざると危険であり、密閉された空間に閉じ込められると 爆発性混合物を形成する可能性があります。

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  Surface は、Kirby-Morgan 17 ヘルメットにライト ヘッドと閉回路ビデオ カメラを供給しました。
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  Surface は、Kirby-Morgan 57 ヘルメットにライト ヘッドと閉回路ビデオ カメラを供給しました。
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  Surface は、Kirby-Morgan 17 ヘルメットにライト ヘッドと閉回路ビデオ カメラを供給しました。
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  Surface は、Kirby-Morgan 17 ヘルメットにライト ヘッドと閉回路ビデオ カメラを供給しました。
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  Surface は、Kirby-Morgan 17 ヘルメットにライト ヘッドと閉回路ビデオ カメラを供給しました。
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  浅い洞窟でのダイビング用に、洞窟探検用ヘッドライトと洞窟探検用ヘルメットに取り付けられた小型の一体型ライトの側面図。
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  浅い洞窟でのダイビング用に、洞窟探検用ヘッドライトと洞窟探検用ヘルメットに取り付けられた小型の一体型ライトの正面図。
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  サイドマウントハーネスの背面に搭載された、ケイビングヘッドライト用の黄色のバッテリーキャニスター。
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  ヘッドライトを装着した洞窟ダイバー。
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  グッドマンハンドルを使用したキャニスターライトを装備したダイバー
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  ヘルメットのハンドルにテープで固定されたダイビングライト

• 黒ひげの光る難破船、P3 マガジン