懐中電灯

懐中電灯（アメリカ英語： flashlight）または電気トーチ（イギリス連邦英語： electric torch ）は、通常 torch と略され、携帯可能な手持ち式の電灯です。以前は、光源は小型の白熱電球が一般的でしたが、2000 年代初頭以降、発光ダイオード(LED)に置き換えられました。一般的な懐中電灯は、反射板に取り付けられた光源、光源と反射板を保護する透明カバー (レンズと組み合わされている場合もあります)、電池、スイッチで構成され、すべてケースに収められています。

乾電池と小型白熱電球の発明により、1899 年頃に最初の電池式懐中電灯が実現しました。今日、懐中電灯は主に発光ダイオードを使用し、使い捨てまたは充電式電池で動作します。一部の懐中電灯は、ユーザーがクランクを回したり、ランプを振ったり、握ったりすることで電源が入ります。一部の懐中電灯には、電池を充電するためのソーラーパネルが付いています。懐中電灯は、屋外、恒久的に設置された照明のない場所、停電時、または携帯可能な光源が必要な場合に光源として使用されます。

汎用の手持ち式懐中電灯に加えて、さまざまな形状の懐中電灯が特殊な用途向けに改良されています。鉱山労働者やキャンプをする人向けに設計されたヘッドマウント型またはヘルメットマウント型の懐中電灯は両手が自由になります。懐中電灯の中には、水中や可燃性雰囲気でも使用できるものもあります。

初期の懐中電灯は亜鉛炭素電池で動いていたが、安定した電流を供給できず、機能し続けるためには定期的な「休止」が必要だった。^[1]これらの初期の懐中電灯はエネルギー効率の悪い炭素フィラメント電球も使用していたため、「休止」は短い間隔で発生していた。その結果、懐中電灯は短時間しか使用できず、北米では「懐中電灯」という一般的な名前が付けられた。^[2]

最初の乾電池は 1887 年に発明されました。それまでの電池とは異なり、液体ではなくペースト状の電解質が使用されていました。これは、こぼれたり壊れたりすることがなく、どの向きでも機能するため、携帯用電気機器に適した最初の電池でした。最初の大量生産された乾電池は 1896 年に登場し、すぐに携帯用電灯が発明されました。携帯用の手持ち式電灯は、（燃焼式の）トーチ、キャンドル、ランタンに比べて便利で安全でした。電灯は臭いがなく、煙が出ず、燃焼式の照明よりも熱を発しませんでした。瞬時にオン/オフにすることができ、火災の危険を回避できました。

1899年1月10日、イギリスの発明家デイビッド・ミゼルは、American Electrical Novelty and Manufacturing Companyに譲渡された米国特許番号617,592を取得しました。^{[3]ミゼルが設計したこの「電気装置」は、紙管の中に前後に並べられた}「D」電池で作動し、その端には電球と粗い真鍮の反射板が付いていました。^{[2] [4]}同社はこれらの装置の一部をニューヨーク市警察に寄贈し、警察は好意的に反応しました。

炭素フィラメント電球とかなり粗雑な乾電池のため、初期の懐中電灯は高価な新製品であり、販売数も少なく、メーカーの関心も低かった。1904年に炭素フィラメントタイプの3倍の効率を持つタングステンフィラメントランプが開発され、さまざまなサイズの電池が改良されたことで、懐中電灯はより便利で人気が高まった。瞬時に制御でき、炎が出ないという利点から、手持ちの電灯がハリケーンランタンなどの燃焼ベースのランプに取って代わり始めた。^[5]

1907年までに、いくつかのタイプの懐中電灯が利用可能になりました。管状の手持ちタイプ、長時間使用するために置いておくことができるランタンスタイル、近距離作業用のポケットサイズのペンライト、遠くのものを照らすための大きな反射鏡付きサーチライトタイプのランプです。1922年には、米国には約1,000万人の懐中電灯ユーザーがおり、交換用電池と懐中電灯の年間売上高は2,000万ドルで、多くの電源式電気製品の売上高に匹敵しました。^[6] 懐中電灯は中国で非常に人気があり、1930年代の終わりまでには60社が懐中電灯を製造し、同等の輸入品の3分の1のコストで販売するものもありました。^[7]懐中電灯や自動車用に開発された小型ランプは、白熱電球製造ビジネスの重要な部門になりました。

LED懐中電灯は2000年代初頭に導入されました。^[8] マグライトは2006年に最初のLED懐中電灯を製造しました。^[9]

白熱懐中電灯は、ガラス球とタングステンフィラメントからなる白熱電球を使用します。電球は真空状態か、アルゴン、クリプトン、キセノンで満たされています。一部の高出力白熱懐中電灯は、電球の寿命と効率を向上させるために、ヨウ素や臭素などのハロゲンガスを含むハロゲンランプを使用しています。使い捨てまたはノベルティ懐中電灯を除いて、電球はユーザーが交換できますが、電球の寿命は数時間しかない場合があります。^[10]

懐中電灯の白熱電球の光出力は、電球の種類によって大きく異なります。小型のキーチェーン ランプは 1 または 2 ルーメンの光を発します。一般的なプリフォーカス スタイルの小型電球を使用した 2 個の D セル懐中電灯は、約 15 ～ 20ルーメンの光^{[11]と約 200}カンデラ のビームを発します。充電式のフォーカス懐中電灯の人気のメーカーの 1 つはハロゲン ランプを使用しており、218 ルーメンの光を発します。比較すると、家庭用の 60 ワット白熱電球は約 900 ルーメンの光を発します。懐中電灯の電球のワット入力あたりの発光効率またはルーメンは、電球のサイズと充填ガスによって約 8 ～ 22 ルーメン/ワットの範囲で変化し、ハロゲン充填 12 ボルト ランプの効率が最も高くなります。^[要出典]

実用的な懐中電灯では、白熱電球が強力な白色発光ダイオード(LED) にほぼ置き換えられています。LED は数十年前から存在していましたが、主に低電力の表示灯として使われていました。1999 年、カリフォルニア州サンノゼのLumileds Corporation は、高出力の白色発光体である Luxeon LED を発表しました。これにより、同様の光出力を持つ白熱電球よりも消費電力が少なく、稼働時間が長い LED 懐中電灯が可能になりました。最初の Luxeon LED 懐中電灯は、2001 年に設計された Arc LS でした。^{[要出典]直径 5 mm のパッケージに入った白色 LED は、それぞれが生成するルーメンはわずか数ルーメンであるため、多くのユニットをグループ化して追加の光を提供することができます。それぞれが 100}ミリアンペア以上を消費する高出力 LED により、強力で厳密に制御されたビームを生成するという光学設計の問題が簡素化されます。

LEDは白熱灯よりも大幅に効率が高く、白色LEDは1ワットあたり約100ルーメンの光を発するのに対し、小型白熱電球は1ワットあたり8～10ルーメンである。LED懐中電灯は、同等の出力の白熱懐中電灯よりも電池寿命が長い。^[10] LEDはガラスランプよりも壊れにくい。LEDランプは白熱光源と比較して光のスペクトルが異なり、色温度と演色評価数の範囲がいくつかある。LEDは懐中電灯の通常の寿命と比較して寿命が長いため、恒久的に設置されることが非常に多い。白熱灯用に作られた懐中電灯は、より効率的なLEDランプにアップグレードできることが多い。^[12]

LED は通常、ダイオードを流れる電流を制限するための何らかの制御が必要です。1.5 ボルトの使い捨てセルを 1 つまたは 2 つ使用する懐中電灯には、白色 LED に必要な高電圧を供給するためのブースト コンバータが必要です。白色 LED が機能するには約 3.4 ボルトが必要です。3 つ以上の乾電池を使用する懐中電灯では、電流を制限するために抵抗器のみを使用する場合があります。懐中電灯の中には、電池が放電しても光の出力を安定させるために LED を流れる電流を電子的に制御するものもあります。LED は入力電圧や電流に関係なくほぼ一定の色温度を維持しますが、白熱電球の色温度は電池が放電すると急速に低下し、赤くなり見えにくくなります。制御された LED 懐中電灯には、作業に適した出力レベルをユーザーが選択できるものもあります。たとえば、地図を読むときは低光量、道路標識を確認するときは高出力などです。これは、低出力ではランプの効率が急速に低下するため、白熱電球 1 つでは困難です。

LED 懐中電灯は電池から 1 ワット以上を消費し、光だけでなく熱も発します。光を出すために熱くならなければならないタングステン フィラメントとは対照的に、LED の光出力と寿命は温度とともに低下します。LED の 放熱のため、小型で高出力の LED 懐中電灯には、熱を放散するためのアルミニウムなどの高熱伝導性の本体、反射板、その他の部品が使用されることが多く、使用中に熱くなることがあります。^[13]

LED懐中電灯の光出力は白熱灯よりもさらに大きく異なります。ボタン電池で動作する「キーチェーン」タイプのランプや、5mmのLEDを1個使用したライトは、数ルーメンしか出ない場合があります。単3電池で動作する小型のLED懐中電灯でも、LEDを搭載していれば100ルーメンを放射できます。最も強力なLED懐中電灯は10万ルーメン以上を出力し、複数のLEDを使用することもあります。^[14]

LED は、白熱灯やフィルターに比べて、カラー光の生成に非常に効率的です。LED 懐中電灯には、白色光とカラー光用の異なる LED が含まれており、ユーザーがさまざまな目的に合わせて選択できます。カラー LED 懐中電灯は、信号、特別な検査作業、法医学的検査、または負傷した狩猟動物の血痕を追跡するために使用されます。懐中電灯には、視覚の 暗順応を維持するための赤色 LED が搭載されている場合があります。紫外線LED は、検査ライトに使用できます。たとえば、漏れを検出するために空調システムに追加された蛍光染料を検出したり、紙幣を検査したり、洗濯物やイベントのチケットホルダーの紫外線蛍光マークを確認したりします。赤外線 LED は、暗視システムの照明器具に使用できます。LED 懐中電灯は、暗視装置と互換性があるように指定できます。

あまり一般的ではないタイプの懐中電灯では、光源として高輝度放電ランプ(HID ランプ) を使用します。HID ガス放電ランプは、金属ハロゲン化物塩と希ガスの混合物を充填剤​​として使用します。HID ランプは、高出力 LED ほどではありませんが、同じ量の電気を使用して従来の白熱懐中電灯よりも多くの光を生成します。ランプは、白熱電球に見られる比較的壊れやすい電気フィラメントがないため、通常の白熱電球よりも長持ちし、耐衝撃性があります。ただし、ランプの起動と動作に必要なバラスト回路のため、白熱電球よりもはるかに高価です。HID ランプは、最大出力に達するまでに短いウォームアップ時間が必要です。

LEPはレーザー励起蛍光体の略です。光源は青色レーザーダイオードで、蛍光体層に向けられて白色光を作ります。2018年に最初のLEP懐中電灯が発売されて以来、現在数十個のLEP懐中電灯があり、主に中国製です。現在使用されているLEPモジュールには2種類あります。^[15]レーザー光は蛍光体層を透過して白色光を生成するか、ミラーによって層に向けられます。ミラータイプはプラスチックモジュール内に組み込まれていますが、シャインスルーモデルは通常銅/アルミニウムシェルで構築されており、プラスチックタイプよりもはるかに小さくなっています。

懐中電灯の付属品により、光の色を変えたり、光の分散を変えたりすることができる。懐中電灯のレンズに半透明のプラスチック製の円錐をかぶせると、ライトの側面を見たときの視認性が向上する。このような誘導棒は、夜間に自動車や航空機を誘導するためによく使用される。懐中電灯の端に取り付けられた色付きレンズは、例えば鉄道操車場での信号に用いられる。色付きの光は、夕暮れ後に負傷した獲物を追跡するハンターや、ある地域の法医学的検査に時々役立つ。赤色のフィルターは、懐中電灯を消した後も夜間視力を維持するのに役立ち、動物（巣を作っているアカウミガメなど）を邪魔せずに観察するのにも役立つ。^[16]

一部の懐中電灯では、タンク内や壁、構造物内の検査用に、硬質の曲げられたプラスチック棒、または光ファイバーを内蔵した半硬質または柔軟なチューブで構成された取り外し可能なライトガイドが使用できます。必要がない場合は、ライトガイドを取り外して、ライトを他の目的に使用できます。

ペンライトはペンサイズの小型懐中電灯で、多くの場合、単三電池または単四電池2 本を使用します。一部のタイプでは、白熱電球に光を集中させる一体型レンズが付いているため、ペンライトには反射板が組み込まれていません。反射板に白熱電球が取り付けられているものもあります。LED ペンライトはますます一般的になりつつあります。低価格のユニットは、電池や電球を交換する必要がなく使い捨てになる場合があり、販売促進のために広告が印刷されていることもあります。

ヘッドランプは頭部に装着するように設計されており、ランプと電池の部品が別々になっていることが多い。電池パックは、バランスを良くするために後頭部やポケットに取り付けられる。ヘッドランプを使用すると、使用者の両手が自由になる。ヘッドランプは、帽子のつばにクリップで留めたり、ストラップを使わずにヘルメットに取り付けられるように作られている。眼鏡のフレームに似たタイプもある。ヘッドランプと同様に、アングルヘッド懐中電灯は電池チューブの長さに対して垂直に光を発する。ヘッドバンド、ベルト、ウェビングにクリップで留めたり、平らな面に設置したりできる。タイプによっては、使用者が頭の角度を調整できる。Fulton MX991/U 懐中電灯は、米国軍人に支給されたアングルヘッド懐中電灯で、同様のスタイルのライトは今でも人気がある。

タクティカル ライトは、ハンドガンやライフルに取り付けられることがあります。ターゲットを一時的に照らすことができます。小型なので、銃身にレールで簡単に取り付けることができます。タクティカル ライトは反動の衝撃に耐え、武器を保持しながら簡単に操作できる必要があります。

ほとんどの懐中電灯は、必要に応じてユーザーが電池と電球を交換できるように設計されていますが、安価なキーリングライトなど、完全に密封された使い捨ての懐中電灯も作られています。電池が切れたり電球が切れたりすると、製品全体が廃棄されます。

ダイビング ランプは圧力下でも防水性を保つ必要があり、夜間のダイビングや、水面の光が届かない場所での補助照明として使用されます。ダイビング ランプの使用中はガスを排出できないため、ダイビング ランプの電池室には電池から放出される水素ガスを再結合する触媒が取り付けられている場合があります。

鉱山、船舶のエンジンルーム、化学工場、穀物倉庫など、可燃性ガスや粉塵が高濃度で存在する危険なエリアで働く人々は、懐中電灯内の火花がライトの外側で爆発を引き起こす可能性が低いように設計された「非発火性」、「本質的に安全な」、「防爆」の懐中電灯を使用します。懐中電灯は、特定の用途および特定のガスや粉塵が想定される場合、当局の承認が必要になることがあります。懐中電灯の外部温度上昇はガスの自然発火点を超えてはなりません。そのため、より強力なランプや電池に置き換えると、承認が無効になる場合があります。

検査用懐中電灯には、光ファイバーまたはプラスチックロッドを含むライトガイドが恒久的に取り付けられています。別のスタイルでは、フレキシブルケーブルの端にランプが取り付けられていたり、半剛性または関節式のプローブが取り付けられています。このようなランプは、タンク内や航空機などの構造物内の検査に使用されます。可燃性液体を含むタンクの内部を検査するために使用される場合、検査ライトは液体や蒸気に引火しないように耐火性（防爆性）として評価されることもあります。^[17]

耳鏡と検眼鏡は、それぞれ外耳道と眼の検査のために手持ち式の光源と拡大レンズを組み合わせた医療機器です。

海軍艦艇では、戦闘用ランタンは緊急時の携帯照明として使用されることがあります。艦艇の主要区画に設置された戦闘用ランタンは、主照明が使用できない場合に取り付け部から取り外して携帯照明として使用できます。戦闘用ランタンには白熱灯またはLEDランプが使用され、使い捨ての主電池または充電式電池が装備されています。^[18]

多くの懐中電灯は円筒形のデザインで、一方の端にランプ アセンブリが取り付けられています。ただし、初期のデザインはさまざまな他の形状でした。いくつかは燭台に似ており、平らなベースに固定された電池チューブの上部に電球が取り付けられ、ハンドルが付いています。多くはランタンに似ており、ハンドル付きの電池ボックスと前面に取り付けられたランプとリフレクターで構成されています。電気ランタンは、狭いビームを形成するのではなく、ランタンのすぐ周囲の広い領域を照らすために使用されます。水平面に置くか、サポートに取り付けることができます。一部の電気ランタンは、白熱電球よりも効率の高い小型蛍光灯を使用しています。ポータブルな手持ち式電気スポットライトは、ポケットに収まるように設計された管状の懐中電灯よりも大きなリフレクターとランプ、およびより強力なバッテリーを提供します。

多機能ポータブル デバイスには、その機能の 1 つとして懐中電灯が含まれている場合があります (たとえば、ポータブル ラジオと懐中電灯の組み合わせ)。多くのスマートフォンには、画面のバックライトを最大輝度にしたり、カメラのフラッシュやビデオ ライトをオンにしたりするためのボタンやソフトウェア アプリケーションがあり、「懐中電灯」機能を提供します。

実用的な懐中電灯に加えて、ノベルティ、玩具、装飾用のポータブル電灯がさまざまな形で製造されてきました。1890 年代には、最も初期のポータブル電池式ライトの用途の 1 つとして、電球と電池が隠された一種のノベルティ磁器製ネクタイピンがありました。

懐中電灯の最も一般的な電源は電池です。懐中電灯に使用される一次電池（使い捨て）の種類には、 ボタン電池、通常タイプと高耐久性タイプの炭素亜鉛電池、アルカリ電池、リチウム電池などがあります。

二次充電式電池には、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、ニッカド電池、リチウムイオン電池などがあります。電池の選択は、懐中電灯のサイズ、重量、動作時間、形状を決定する役割を果たします。懐中電灯のユーザーは、交換を簡単にするために、一般的な電池タイプを好む場合があります。

一次電池は、使用頻度が低い場合に最も経済的です。一部の種類のリチウム一次電池は、亜鉛タイプの電池に比べて液漏れのリスクが少なく、何年も保管できます。長い保管寿命は、緊急時にのみ懐中電灯が必要な場合に役立ちます。リチウム一次電池は、すべて水ベースの電解質を使用している亜鉛電池よりも低温でも役立ちます。リチウム一次電池は亜鉛一次電池よりも内部抵抗が低いため、高消費量の懐中電灯でより効率的です。

毎日長時間使用する懐中電灯は、充電式（二次）電池で動作させると経済的です。充電式電池用に設計された懐中電灯は、電池を取り外さずに充電できます。たとえば、車内に保管されている懐中電灯は、トリクル充電して、必要なときにいつでも使用できるようにすることができます。充電式懐中電灯の中には、電池の充電状態を示すインジケーターが付いているものもあります。停電時ライトは、壁のコンセントから電池を充電し、AC 電源に障害が発生すると自動的に点灯するように設計されています。停電時ライトは、壁のコンセントから取り外して、携帯用懐中電灯として使用できます。太陽電池式懐中電灯は、太陽電池のエネルギーを使用して、車載電池を充電し、後で使用します。

機械式懐中電灯の一種には、小型発電機(ダイナモ)に接続された巻き上げクランクとバネがあります。ダイナモを使用してコンデンサまたはバッテリーを充電するタイプもあれば、ダイナモが動いている間だけ点灯するタイプもあります。電磁誘導を使用して電気を生成するものもあります。これらの懐中電灯は、チューブ内を自由に上下にスライドし、その際にコイル状のワイヤーを通過できる強力な永久磁石を使用します。懐中電灯を振ると、光源に電流を供給するコンデンサまたは充電式バッテリーが充電されます。このような懐中電灯は、商用電源やバッテリーが利用できない緊急時に役立ちます。ダイナモ式懐中電灯は、交換用バッテリーが見つけにくかったため、第二次世界大戦中に人気がありました。

少なくとも1つのメーカーが、エネルギーを蓄えるためにスーパーキャパシタを使用する充電式懐中電灯を製造しています。 ^[19] キャパシタはバッテリーよりも急速に充電でき、容量を失うことなく何度も充電できます。ただし、動作時間は、電気化学バッテリーと比較したキャパシタの相対的な大きさによって制限されます。

ほぼ放物面状の反射鏡は、電球から放射された光を指向性のあるビームに集光します。懐中電灯の中には、ランプと反射鏡の相対位置を調整できるものがあり、広い投光から狭いビームまで、さまざまな焦点効果が得られます。反射鏡は、アルミニウム反射仕上げの研磨された金属、ガラス、またはプラスチックで作られています。一部のメーカーは、放射される光線の均一性を高めるために、滑らかな反射鏡ではなく、小石状または「オレンジピール」状の反射鏡を使用しています。複数の LED を使用する場合は、それぞれを独自の放物面反射鏡に入れることができます。「全反射」アセンブリを使用する懐中電灯には、光源からの光をビームに導く透明な光学素子 (ライトパイプ) があり、反射鏡の表面は必要ありません。光源のサイズが同じ場合、反射鏡またはレンズが大きいほど、放射される光の同じ割合を捉えながら、より狭いビームを生成できます。懐中電灯の中には、レンズの重量を軽減できる フレネルレンズを使用するものもあります。

反射板には、汚れや湿気を防ぐために平らな透明カバーが付いている場合もありますが、集中ビームを形成するためにプラスチックまたはガラスの「ブルズアイ」レンズが付いている設計もあります。レンズまたは反射板カバーは、衝撃やランプの熱に耐える必要があり、反射や吸収によって透過光があまり失われないようにする必要があります。非常に小型の懐中電灯には、ランプとは別に反射板やレンズがない場合があります。一部の種類のペンライト電球や小型 LED には、レンズが組み込まれています。

反射板は、趣味用語で「投射」と呼ばれる狭いビームを形成しますが、前方に放射された光は反射板を通り抜け、広い光の洪水または「流出」を形成します。LED は半球状にほとんどの光を放射するため、LED が前方を向いているレンズ ライトや、LED が後方を向いている反射板ライトは、流出が少なくなります。可変焦点の「ズーム」または「投射から投射」ライトは、反射板またはレンズを動かすか、またはエミッターを動かすことがあります。エミッターを動かすと、設計者は LED の放熱を維持するという問題に直面します。

1890 年代のオリジナルの懐中電灯では、スイッチの 1 つの接点として、懐中電灯のファイバー本体の周りに金属製のリングが使用されていました。2 つ目の接点は、リングに触れるように折り返すことができる可動式の金属ループで、回路が完成します。スライド スイッチ、ロッカー スイッチ、側面または端面に取り付けられた押しボタンを使用したさまざまな機械式スイッチ設計が懐中電灯で使用されてきました。一般的な組み合わせは、ライトを長時間点灯したままにできるスライド スイッチと、断続的な使用や信号用のモーメンタリ ボタンを組み合わせたものです (以前のモデルでは、ボタンはスイッチで、スライダーは単にボタンを固定していました)。電圧と電流が低いため、スイッチの設計は、使用可能なスペースと必要な製造コストによってのみ制限されます。スイッチは、汚れや湿気を防ぐために柔軟なゴム製ブーツで覆われている場合があり、簡単に見つけられるようにバックライトが付いている場合もあります。別の一般的なタイプのスイッチは、ライトのヘッドをひねるものです。武器に取り付けられたライトには、操作の利便性のためにリモート スイッチが付いている場合があります。

電子制御により、ユーザーはさまざまな出力レベルや、事前にプログラムされた点滅ビーコンやストロボ モードなどのさまざまな動作モードを選択できます。電子制御は、ボタン、スライダー、磁石、回転ヘッド、または回転コントロール リングによって操作できます。懐中電灯の一部のモデルには加速度センサーが組み込まれており、揺れに反応したり、電源を入れたときにライトを保持する方向に基づいてモードを選択したりできます。少なくとも 1 つのメーカーでは、ユーザーがUSBポートを介して懐中電灯の機能をプログラムできるようにしています。電子制御は、残りのバッテリー容量や電圧を表示したり、バッテリーが完全に放電に近づいたときに再充電や明るさの自動ステップダウンに関する情報を提供したりすることもできます。

初期の懐中電灯は、金属製のエンドキャップが付いた加硫繊維または硬質ゴムのチューブを使用していました。引き抜き鋼、メッキされた真鍮、銅、銀、さらには木や革など、他の多くの材料も使用されました。現代の懐中電灯は、一般的にプラスチックまたはアルミニウムで作られています。プラスチックは、安価なポリスチレンやポリエチレンから、 ABSやガラス強化エポキシのより複雑な混合物まであります。一部のメーカーは、製品に独自のプラスチック配合を持っています。^[20]懐中電灯の製造に適したプラスチックは、成形が容易で、完成した懐中電灯ケースの適切な機械的特性を実現します。プレーン、塗装、または陽極酸化処理されたアルミニウムは、人気のある選択肢です。導電性があり、簡単に機械加工でき、熱をよく放散します。いくつかの標準的なアルミニウム合金が使用されています。他の金属には、銅、ステンレス鋼、チタンがあり、研磨して装飾仕上げにすることができます。亜鉛は、複雑な形状にダイカストできます。マグネシウムとその合金は、アルミニウムと同様の強度と熱放散性を備え、重量は少ないですが、腐食しやすいです。

金属は管状に引き伸ばされるか、管状の押し出し材を機械加工して、ヘッドキャップとテールキャップ用のねじ山、グリップ用のローレット、および本体の装飾的かつ機能的な平面または穴を追加することができます。LED懐中電灯には、金属ケースに機械加工された冷却フィンが付いている場合があります。プラスチックは、ほぼ最終的な形状に射出成形されることが多く、組み立てを完了するために必要なプロセスステップはわずかです。^[21] 金属ケースはLEDの放熱性に優れていますが、プラスチックは導電性がなく、腐食や摩耗に耐える可能性があります。

産業、海洋、公共安全、軍事の各組織は、特殊な用途の懐中電灯の仕様を策定しています。通常、最低限の基準を満たすには、光出力、全体寸法、電池の互換性と耐久性が必要です。懐中電灯は、耐衝撃性、耐水性、耐薬品性、および制御スイッチの寿命についてテストされることがあります。

可燃性ガスや粉塵のある危険区域で使用することを目的とした懐中電灯は、爆発を引き起こさないことを確認するためにテストされています。^[22]可燃性ガス区域での使用が承認されている懐中電灯には、承認機関（MSHA、ATEX、ULなど）を示すマークと、テストされた条件のシンボルが付いています。危険区域用の懐中電灯は、可燃性ガスの発火を防ぐために、電球が壊れた場合に自動的にランプが切断されるように設計されている場合があります。^[23]

船舶および航空機の規則では、船舶の標準安全装置の一部として含まれる懐中電灯の数と一般的な特性が指定されています。小型船舶の懐中電灯は、防水性と浮力性が求められる場合があります。制服を着用した軍隊は、特定のモデルの懐中電灯を発行したり、メンバーが自分の懐中電灯を購入する際に従うべき最低限の性能基準を規定したりする場合があります。

アメリカ陸軍の旧規格 MIL-F-3747E は、直管型または直角型、標準型、防爆型、耐熱型、交通誘導型、検査型の 2 個または 3 個の D セル乾電池を使用するプラスチック製懐中電灯の性能規格を規定していました。この規格は白熱灯懐中電灯のみを規定しており、1996 年に廃止されました。

米国では、ANSIが2009年にFL1懐中電灯基本性能規格を発行しました。この自主規格は、総光出力、ビーム強度、作動距離、耐衝撃性および耐水性、および初期光出力の10%までの電池駆動時間に関する試験手順および条件を定義しています。FL1規格は、消費者が規格に照らして試験された製品を比較できるようにすることを目的として、懐中電灯のマーケティングで使用される用語の定義を示しています。^[24]この規格では、消費者が規格に照らして試験された製品を識別できるように、製品パッケージに特定のグラフィックシンボルと文言を推奨しています。試験は製造元自身または第三者の試験機関によって実施されます。

FL1 規格では、パッケージに記載されている測定は、懐中電灯に同梱されている種類の電池、または特定の種類の電池を使用して行う必要があります。初期光出力は、新しい (または新しく充電した) 電池でライトをオンにしてから 30 秒後に積分球光度計で測定されます。放出される光の合計はルーメンで報告されます。光度は、懐中電灯によって生成されるビームの最も明るい点を測定することで決定され、カンデラで表されます。これは、立体角(特定の方向の光の「円錐」)で放出されるすべての光の測定値であるため、ビームの強度は距離とは無関係です。

作動距離は、表面に当たる最大光 (照度) が 0.25ルクスになる距離として定義されます。これは、晴れた夜の満月に相当します。距離は、(カンデラ単位のビーム強度を 0.25 ルクスで割った値の平方根で計算されます。たとえば、ビーム強度が 1000 カンデラの場合、作動距離は (1000/0.25) の平方根、つまり 63 メートルになります。結果はメートルまたはフィートで報告されます。作動距離は、懐中電灯を使用する人の視点からのものです。観察者に直接向けられた光は、暗い背景に対してこの距離の何倍も見えることがあります。特に観察者が暗視装置を持っている場合はそうです。

動作時間は、付属または指定された電池を使用して、電源を入れてから 30 秒後にビームの強度が 10% に低下するまでライトを点灯させて測定します。この規格では、動作時間中の懐中電灯出力の動作は評価しません。規制された懐中電灯は、出力が徐々に低下して突然切れることがあります。一方、規制されていないタイプの懐中電灯は、短時間で光出力が急激に低下することがあります。ヘッドランプの製造元は、光出力が 2 メートルの距離で 1 ルクスに低下するまでの動作時間を評価する別の規格を使用することがありますが、この値は FL 1 の動作時間測定値とは比較できません。

耐衝撃性は、懐中電灯を6つの異なる方向から落下させ、まだ機能し、大きな亀裂や破損がないことを確認することで測定されます。テストに使用した高さが報告されます。耐水性が指定されている場合は、衝撃テスト後に評価されます。ユニット内に水が見えず、機能を維持する必要があります。評価はIPコードで示され、ジェット噴射はIP X6、短時間の浸水はIPX7、1メートル以上の30分間の浸水はIP X8に相当します（1メートルを超える場合は深さが報告されます）。FL1によるIP X8評価は、ランプがダイバーのライトとして使用するのに適していることを意味するものではありません。テストプロトコルでは、浸水中ではなく浸水後のライトの機能のみを検査するためです。^[25]

消費者は、ANSI のテスト条件が自分の要件にどの程度適合しているかを判断する必要がありますが、FL1 標準に従ってテストしているすべてのメーカーは、統一基準で比較できます。LED や白熱電球の種類によってワットあたりの光量が大きく異なるため、光の測定値は、ランプへの公称入力電力 (ワット) よりも、懐中電灯の使用に直接関係しています。同じ LED やランプでも、光学システムが異なるとビーム特性が異なります。物体の視認性は、懐中電灯から放射される光量だけでなく、多くの要因によって決まります。

ANSI 規格 FL1 では、ビーム幅角度の測定は指定されていませんが、カンデラ強度と総ルーメン定格は、消費者がビーム特性を評価するために使用できます。2 つの懐中電灯の総光量 (ルーメン) が同等の場合、カンデラ定格が高いユニットは、より集中した光線を発し、遠くの物体を照らすのに適しています。作動距離も長くなります。2 つのライトのカンデラ定格が同等の場合、ルーメン値が高いライトは、より広い光線を発し、全体的に広い範囲を照らします。数度のビーム幅 (ビームのパワーのほとんど、つまり「ホット スポット」を含む) は、スポット ライトに相当し、遠くの物体を探すのに便利です。20 度以上のビーム幅は、フラッド ライトと呼ばれ、近くの広い範囲を照らすのに適しています。通常、小さなホット スポットがある懐中電灯の光線でも、スポットの周囲に「漏れ」として見える光があります。

2018年、米国ではアンダーライターズ・ラボラトリーズが懐中電灯とランタンに関するUL規格1576を発行し、安全要件と性能試験の概要を示した。^[26]

ウィキメディア・コモンズには、懐中電灯に関連するメディアがあります。

• J. トレイシー、ケニアの懐中電灯：品質保証の欠如による社会的、経済的、健康的、環境的影響の解明、ケニアでの懐中電灯の使用について論じた修士論文
• 懐中電灯博物館は、古い懐中電灯や珍しい懐中電灯を多数展示しているコレクターのウェブサイトです。