舞台照明 LED ルーメン・色温度シミュレーター

PAR・ムービングヘッド・エリプソイダル等の舞台 LED 灯具を選び、消費電力・ビーム角・投光距離・灯数を変えると、1 灯あたりの光束、舞台中央のビーム強度（光度）、投光面の照度、舞台全体の平均照度がリアルタイムで分かります。会場サイズと必要照度から「あと何灯必要か」を即座に見積もるためのツールです。

パラメータ設定

灯具タイプ

代表的な発光効率（lm/W）を自動設定

LED 色

CCT（色温度）と CRI（演色性）を自動設定

消費電力 / 1 灯

ビーム角 θ

投光距離 d

灯具数 N

灯

舞台面積 A

m²

必要照度

lux

演劇 500-1000 / コンサート 1500-2500 / TV 2000-3000

計算結果

—

1 灯ルーメン (lm)

—

全光束 (lm)

—

ビーム強度 (cd)

—

投光照度 (lux)

—

平均舞台照度 (lux)

—

全消費電力 (kW)

—

舞台断面イメージ — ビーム・照度・色温度

上部の灯具からビーム角 θ で光が広がり、距離 d の床に届きます。色温度バー（3000K 暖色 → 6500K 寒色）と床面照度勾配を可視化します。

照度 vs 距離 — E = I/d²（逆二乗則）

灯具種別の発光効率比較 (lm/W)

理論・主要公式

$$E\ [\mathrm{lux}] = \frac{I\ [\mathrm{cd}]}{d^{2}\ [\mathrm{m^{2}}]},\qquad I = \frac{\Phi}{\Omega},\qquad \Omega = 2\pi\bigl(1-\cos(\theta/2)\bigr)$$

E：照度（lux）、I：光度（cd）、Φ：光束（lm）、Ω：ビームの立体角（sr）、θ：ビーム全角、d：投光距離。スポット面積 A_spot = π/4·(2 d tan(θ/2))² と平均照度 E_avg = Φ_total / A_stage も同時に算出します。

$$\Phi_{\text{fix}} = P\cdot \eta_{\mathrm{LED}},\qquad \text{省エネ率} = \left(1 - \frac{\eta_{\mathrm{LED}}}{\eta_{\mathrm{LED}}+\eta_{\mathrm{halogen}}}\right)\times 100\%$$

P：消費電力、η_LED：LED 発光効率（lm/W、本ツールでは灯具プリセット）、η_halogen=15 lm/W が代表的なハロゲン値。

舞台照明 LED ルーメン・色温度・効率

🙋

舞台って眩しいですよね。あれって何灯くらい吊ってるんですか？このシミュレーターで「ムービングヘッド 600W を 12 台」がデフォルトになってるのは、何か基準があるんですか？

🎓

中規模ライブハウスや 100m² くらいのステージで、フロントとトップを合わせて 12〜20 台ってのが一つの目安だね。600W ムービングヘッドは Robe Pointe や Martin MAC Aura クラスで、発光効率は 100 lm/W くらい。だから 1 台で 6 万ルーメン、12 台で 72 万ルーメンになる。これを 100m² で割ると 7200 lux で、コンサート想定の 1500 lux に対して余裕がある。ロスを 50% 見ても 3600 lux 出るから、まあ十分という設計だ。

🙋

え、ビーム角を 25°→10° にしたら投光照度 6000 lux が 30000 lux 超えました！光束は変わってないのに、なんでこんなに増えるんですか？

🎓

いいところに気づいた。光束 Φ が同じでも、ビーム角を狭くすると光が集まる立体角 Ω が小さくなる。光度 I = Φ/Ω だから、Ω が 1/4 になれば I は 4 倍だ。さらに床に届くスポット面積も小さくなるから、その狭い領域の照度（E = I/d²）はガツンと上がる。これがエリプソイダル（Source 4 の 19°/26°/36°/50°）やムービングヘッドのズームの正体。広く均一に照らしたい時はワイド、ソリストの顔だけ強く照らしたい時はナロー、と使い分ける。

🙋

色のところで RGB と RGBW を選べますけど、どう違うんですか？RGB で全部の色が出せるんじゃないんですか？

🎓

理屈上はそうなんだけど、RGB 3色だけで白を作ると、黄色〜オレンジの波長が抜けて「ちょっと変な白」になる。CRI（演色性指数）が 70 くらいで、人の肌が血色悪く写るんだ。だから白 LED を別に積んだ RGBW、さらにアンバー（A）と UV を足した RGBWA+UV が出てきた。RGBW なら CRI 85+ で自然な白、テレビカメラに耐えるレベルになる。映像配信が当たり前の今のコンサートでは RGBW がほぼ標準だね。一方で映画スタジオは未だに 3200K 単色の白 LED（ARRI SkyPanel など）を好む。色被りゼロが優先だから。

🙋

「全消費電力 7.2 kW」って出てます。これってハロゲンだった頃と比べてどのくらい変わったんですか？

🎓

ハロゲンの発光効率は 15 lm/W しかなくて、LED の 100 lm/W の 1/6〜1/7 だ。同じ 72 万ルーメンをハロゲンで出そうとすると 4.8 万 W = 48 kW いる。今 7.2 kW で済んでるってことは、電力で 85% 削減できてるってこと。熱もほぼ同じ比率で減るから、ステージの冷房負荷も激減する。これが Coldplay の 2022 年ツアー（Music of the Spheres）が「全 LED 化で電力 50% 削減」と謳えた理由だよ。ツアートラックの台数まで減らせるから、運搬コストや CO2 まで効いてくる。

🙋

じゃあ全部 LED にしちゃえば良いんですよね？ハロゲンを残す理由ってあるんですか？

🎓

演出家・撮影監督の中には今でも「タングステンの色じゃないと」って人がいる。フィラメントが熱で光るタングステン光は、低色温度側に滑らかな黒体放射スペクトルを持っていて、肌が温かく見える。LED は最近かなり寄せてきたけど、シネマ大作のクローズアップなど一部の現場では依然 5kW タングステンが使われる。あと、調光（フェード）のカーブもタングステンは「赤くなりながら暗くなる」のが自然で、舞台 DJ や演出家にとってはまだ捨てがたい味なんだ。とはいえ全体としては LED が 9 割を占める時代になった、ということだね。

よくある質問

演劇やドラマの基本照明は 500〜1000 lux、コンサートやアリーナのフロント光は 1500〜2500 lux、テレビ・映画のスタジオ収録は 2000〜3000 lux が目安です。さらにキー光のほかバック・サイド・トップを足すと合計で 3000〜5000 lux に達します。本ツールの「平均舞台照度」は全光束を面積で割った理想値なので、実際は配光・遮蔽・反射で 0.5〜0.8 倍に落ちます。設計時は必要照度の 1.5〜2 倍を目標にすると現場で破綻しません。

光束 Φ は灯具から出る総光量で一定でも、立体角 Ω = 2π(1−cos(θ/2)) はビーム角 θ の2乗近くで減るため、光度 I = Φ/Ω は θ を半分にすると約4倍になります。さらに照度 E = I/d² なので、ビーム角 20°→10° で投光照度は 4 倍前後に跳ね上がります。エリプソイダルの 19°/26°/36°/50° の選択や、ムービングヘッドのズーム機能はこのトレードオフを使い分けるためのものです。

RGB（赤緑青）はカラーチェンジに優れますが、3色合成の白は黄色がかった「ピンクっぽい白」で CRI も 70 程度にしか上がりません。RGBW は白 LED を別チップで持つので CRI 85 以上の自然な白が出せ、ウォッシュ用途の主流です。RGBWA+UV はアンバーと UV（紫外）を追加し、肌色の発色とブラックライト演出に対応します。テレビ収録や映像撮影では肌色のために CCT 3200/5600K の白 LED に絞った W-only 灯具も依然強い選択肢です。

タングステン・ハロゲン灯の発光効率は 15 lm/W 程度、これに対し舞台用 LED は 80〜120 lm/W で 5〜10 倍効率的です。同じ光量を出すなら消費電力は 1/5〜1/8 に削減でき、さらに熱として捨てる分も大幅に減るので冷房負荷・ツアートラック数・電源容量がすべて下がります。Coldplay の Music of the Spheres ツアー（2022〜）が全 LED 化で電力 50% 削減を達成したのは象徴的な事例です。

実世界での応用

劇場・ホール常設照明：新国立劇場や歌舞伎座クラスの大型ホールでは、客電・サスペンション・フットライト・シーリングを合わせて 200〜500 灯規模の LED 灯具が常設されています。エリプソイダルの 26°〜36° を主力に、ムービングヘッドを補助として配置し、演目ごとにフォーカス・カラー・ゴボを DMX512 プロトコルで切り替えます。本ツールは「常設に何灯入れれば必要照度を確保できるか」の初期検討に使えます。

アリーナ・スタジアムツアー：U2 や Coldplay クラスの大規模ツアーでは、メインステージだけで 500〜1000 灯、付随する PA タワーや遠隔リグも含めると 1500 灯を超えます。電力容量は数百 kVA に達し、LED 化で電源車の規模を縮小できるかが直接コストに効きます。Vari-Lite VL2600、Robe BMFL Blade、Martin MAC Viper など 800〜1500W のフラッグシップ機が並びます。

テレビ・ストリーミング・スタジオ：NHK や民放のスタジオでは 3200K（暖色）または 5600K（寒色）の白 LED を CRI 95+ で揃えるのが基本です。肌色のディテールを潰さないため、SkyPanel や Litepanels Gemini のようなソフトウォッシュが主役。同時に背景には RGBW を使って演出色を作る、というハイブリッド運用が一般的です。本ツールで「必要 lux に対して灯数が足りているか」を素早く検算できます。

イベント・展示会・教会・式典：結婚式場や展示会場では 100〜300W の LED バーやスポットを 20〜50 灯規模で使います。電源容量が小さくブレーカ落ちに敏感な現場で、LED の低消費電力が決定的な利点になります。本ツールで「20A コンセント 1 系統で何灯まで載せられるか」が試算でき、機材レンタル時のチェックに役立ちます。

よくある誤解と注意点

最初の落とし穴が、「カタログの最大ルーメン値をそのまま信じる」こと。中国製の安価な LED ムービングでは、ピーク時の瞬間値や全 LED 同時最大点灯値（実用上ありえない条件）をルーメンとして表記している製品が多々あります。実際に長時間使う条件（連続点灯、色温度 3200K 等の特定モード）では公称値の 60〜70% しか出ないことが珍しくありません。信頼できる ANSI/IES の測定方式（IES TM-30）に基づく数値か、メーカーが第三者測定証を出しているかを必ず確認してください。本ツールの効率プリセットも代表値であり、実機の整定後測定値で校正することを推奨します。

次に、「ビーム角と視野角（フィールド角）を混同する」こと。ビーム角（beam angle）は最大光度の 50% を維持する角度、視野角（field angle）は 10% まで広がった角度を指します。多くのカタログは見栄えのためにフィールド角を載せていることがあり、本ツールの計算式は ANSI ベースのビーム角（50%）を想定しているため、フィールド角を入れると光度が過小評価されます。エリプソイダルなどシャープエッジの灯具では両者の差が小さいですが、PAR やフレネルのソフトエッジでは 1.5〜2 倍差が出ます。

最後に、「CRI さえ高ければ色再現は完璧」だと思い込むこと。CRI（Ra）は 8 色のテストカラーの平均で算出されますが、舞台の赤い衣装や派手な化粧の発色は R9（赤）の数値で決まります。CRI 90 でも R9 が 30 しかない LED 灯具では、赤いドレスが茶色っぽくくすんで見えます。最近の指標 TM-30（Rf, Rg）や TLCI（テレビ照明用）も併せて確認し、特にテレビ収録では R9 60 以上、TLCI 85 以上を目標にしてください。

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