Von der Idee zum perfekten Lichtbild.

LICHTENTWICKLUNG. EINFACH GEMACHT.

Ich mache aus komplexen Lichtanforderungen serienreife Lösungen – mit Simulation, Erfahrung und einem klaren Prozess.

5,0 ★★★★★ Google  ·  250+ Serienprojekte  ·  SPEOS-Trainer

Grundlagen im Industrie-Wiki: Licht im Produkt · Lichtleiter

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Vom inhomogenen Prototyp zum homogenen Serienteil

Typische Lichtfehler bei Leuchten, Lichtleitern und Bedienteilen und wie man sie löst. Bauraum, optische Elemente, Material, Toleranzen und Fertigung entscheiden über das Lichtbild. Ich finde die Ursache in der Lichtsimulation, vor der Produktion.

Leuchtring – Problem: Ring oben zu dunkel (Licht kommt nur unten an)1 · Problem
Ring oben zu dunkelLicht kommt nur unten an
Leuchtring – Lichtsimulation: Leuchtdichte rund um den Ring (Falschfarben, cd/m²)2 · Simulation
0 cd/m²max
Ursache sichtbar gemachtLeuchtdichte rund um den Ring
Leuchtring – Lösung: Gleichmäßiger Ring, Lichtleiter-Geometrie optimiert3 · Lösung
Gleichmäßiger RingLichtleiter-Geometrie optimiert

Leuchtring – oben zu dunkel

Die LEDs sitzen nur unten im Ring. Auf dem Weg nach oben verliert der Lichtleiter Licht, der Ring wirkt einseitig. In der Simulation sehe ich den Leuchtdichte-Verlauf rund um den Ring und passe die Geometrie an, bis er gleichmäßig leuchtet.

hinterleuchtetes Symbol – Problem: Light Bleed und Helligkeitsabfall (Streulicht neben dem Symbol)1 · Problem
Light Bleed und HelligkeitsabfallStreulicht neben dem Symbol
hinterleuchtetes Symbol – Lichtsimulation: Streulicht in der Simulation (Falschfarben, cd/m²)2 · Simulation
0 cd/m²max
Ursache sichtbar gemachtStreulicht in der Simulation
hinterleuchtetes Symbol – Lösung: Scharfes, homogenes Symbol, Abschottung und Diffusor angepasst3 · Lösung
Scharfes, homogenes SymbolAbschottung und Diffusor angepasst

Hinterleuchtetes Symbol – Light Bleed

Licht tritt neben dem Symbol aus, eine Seite ist heller als die andere – typisch bei Tasten und Bedienteilen. Die Simulation zeigt, wo das Streulicht entsteht. Mit angepasster Abschottung und Diffusor wird das Symbol scharf und homogen.

Wandfluter – Problem: Bögen und Schatten an der Wand (Optik streut zu eng)1 · Problem
Bögen und Schatten an der WandOptik streut zu eng
Wandfluter – Lichtsimulation: Beleuchtungsstärke auf der Wand (Falschfarben, cd/m²)2 · Simulation
0 cd/m²max
Ursache sichtbar gemachtBeleuchtungsstärke auf der Wand
Wandfluter – Lösung: Gleichmäßig ausgeleuchtete Wand, Reflektor neu ausgelegt3 · Lösung
Gleichmäßig ausgeleuchtete WandReflektor neu ausgelegt

Wandfluter – Lichtbögen an der Wand

Statt einer gleichmäßig hellen Wand zeichnen sich die einzelnen Lichtkegel als Bögen ab. Ich simuliere die Beleuchtungsstärke auf der Wand und lege Reflektor und Optik so aus, dass die Wand gleichmäßig ausgeleuchtet wird.

RGB-Lichtleiste – Problem: Farbfehler (LED-Farben sichtbar getrennt)1 · Problem
FarbfehlerLED-Farben sichtbar getrennt
RGB-Lichtleiste – Lichtsimulation: Farbmischung entlang der Leiste (Farbabweichung)2 · Simulation
gemischtFarbabweichung
Ursache sichtbar gemachtFarbmischung entlang der Leiste
RGB-Lichtleiste – Lösung: Gleichmäßige Mischfarbe, Mischzone verlängert3 · Lösung
Gleichmäßige MischfarbeMischzone verlängert

RGB-Lichtleiste – Farben mischen sich nicht

Links rot, rechts blau statt einer einheitlichen Mischfarbe. Die Simulation zeigt die Farbabweichung entlang der Leiste. Mit verlängerter Mischzone und angepasster Struktur entsteht eine gleichmäßige Farbe.

hinterleuchtete Fläche – Problem: Dunkle Ecken, helle Mitte (Fläche wirkt fleckig)1 · Problem
Dunkle Ecken, helle MitteFläche wirkt fleckig
hinterleuchtete Fläche – Lichtsimulation: Leuchtdichte über die Fläche (Falschfarben, cd/m²)2 · Simulation
0 cd/m²max
Ursache sichtbar gemachtLeuchtdichte über die Fläche
hinterleuchtete Fläche – Lösung: Gleichmäßige Fläche, Abstand und Diffusor optimiert3 · Lösung
Gleichmäßige FlächeAbstand und Diffusor optimiert

Hinterleuchtete Fläche – dunkle Ecken

Die Mitte ist hell, die Ecken fallen ab und die LED-Reihe ist sichtbar. In der Leuchtdichte-Simulation optimiere ich LED-Abstand, Bauhöhe und Diffusor, bis die Fläche gleichmäßig leuchtet.

lineare Leuchte – Problem: Perlschnur-Effekt (einzelne LEDs durch die Abdeckung sichtbar)1 · Problem
Perlschnur-Effekteinzelne LEDs durch die Abdeckung sichtbar
lineare Leuchte – Lichtsimulation: Leuchtdichte entlang der Leuchte (Falschfarben, cd/m²)2 · Simulation
0 cd/m²max
Ursache sichtbar gemachtLeuchtdichte entlang der Leuchte
lineare Leuchte – Lösung: Durchgehende Lichtlinie, Diffusor und LED-Abstand ausgelegt3 · Lösung
Durchgehende LichtlinieDiffusor und LED-Abstand ausgelegt

Lineare Leuchte – Perlschnur-Effekt

Jede LED ist durch die Abdeckung einzeln sichtbar, die Enden bleiben dunkel. Die Simulation zeigt den Leuchtdichte-Verlauf entlang der Leuchte. Mit passendem Diffusor und LED-Abstand entsteht eine durchgehende Lichtlinie.

Leuchten verschieben:
Historische Fassade mit Amber-Licht, Leuchtenposition B – Visualisierung bei Nacht1 · Visualisierung
Nachtansicht in Amber6 Bodenstrahler, Position B
Historische Fassade, Position B – Beleuchtungsstärke in Lux, Falschfarben2 · Beleuchtungsstärke
0 lx150 lx
Lux auf der FassadeØ 63 lx · max 166 lx
Historische Fassade, Position B – Leuchtdichte in cd/m², Falschfarben3 · Leuchtdichte
0 cd/m²20 cd/m²
Leuchtdichte in cd/m²Ø 8,4 cd/m² – so hell wirkt die Fassade

Historische Fassade – Leuchten verschieben, Ergebnis sofort sehen

Ohne Prototyp und ohne Probebeleuchtung auf der Baustelle: Ich platziere die Leuchten im 3D-Modell der Fassade und die Simulation zeigt sofort die Beleuchtungsstärke in Lux und die Leuchtdichte in cd/m². Wird eine Leuchte verschoben oder neu ausgerichtet, ist das Ergebnis direkt sichtbar. So werden Position, Abstrahlwinkel, Lichtfarbe und LED-Leistung festgelegt, bevor montiert wird.


Lichtsimulation und Entwicklung für homogen leuchtende Produkte

TKLEngineering ist ein Ingenieurbüro für Lichtentwicklung in Langenfeld (Rheinland). Thomas Kümpfel entwickelt Lichtleiter und Lichtsysteme für Automotive- und Industrieprodukte und optimiert mit der SPEOS-Lichtsimulation das Lichtbild, bevor das erste Werkzeug gebaut wird – ohne Hotspots, Streulicht und Farbfehler.

250+ Serienprojekte in der Industrie · 10+ Automotive-Projekte für deutsche OEM · über 95 % Übereinstimmung von Simulation und Messung bei Farbe und Helligkeit · Google-Bewertung 5,0 ★


Ansprechende Lichtbilder im Endprodukt bedürfen Erfahrung bei der Entwicklung homogen leuchtender Baugruppen. Die Kombination aus Konzeptabsicherung, Serienentwicklung und Fehlervermeidung stellt sicher, dass alle Endprodukte das Wunschlichtbild erreichen. 

Vorher/Nachher: Lichtleiter einer Statusanzeige mit drei LEDs – vorher Hotspots über jeder LED, nach der Optimierung von Auskoppelstruktur und LED-Position eine homogene Lichtfläche
Vorher/Nachher: Lichtleiter einer Statusanzeige mit drei LEDs – vorher Hotspots über jeder LED, nach der Optimierung von Auskoppelstruktur und LED-Position eine homogene Lichtfläche

Welche Leistung bekomme ich?

Im Kern der Lichtentwicklung ist die Lichtsimulation des Produktes und die Datenerstellung der optischen Bauteile. Dazu erhalten Sie tiefgehende Beratung in der Produktentwicklung für alle Fragestellungen, wie Materialen, Alternativkonzepte, Bauraum, Serienfähigkeit, Endprüfung uvm.

Wie genau ist die Lichtsimulation?

Die Lichtsimulation SPEOS ist sehr genau und ist weitläufig im Einsatz bei Automotive OEM und Industriefirmen. Die Genauigkeit hängt von den Eingangsdaten ab. Wenn die optischen Daten bekannt sind (Materialien, LED-Daten, Oberflächen), stimmen Simulation und spätere Messung am realen Bauteil bei Farbe und Helligkeit zu über 95 % überein. Was ist eine Lichtsimulation? (induux Wiki)

Beispiel aus der Praxis: Ein Fahrzeug-Lichtleiter wurde mit 399 cd/m² simuliert und am realen Bauteil mit 410 cd/m² gemessen – weniger als 3 % Abweichung.

Wie kann man das beste Lichtbild für die geringsten Kosten finden

Hinter jedem Lichtbild ist ein Lichtsystem, bestehend aus LED, Umgebungsteilen und Lichtleiter. Erfahren Sie mehr wie man möglichst helle und homogene Produkte erreichen kann in diesem ausführlichen Artikel (Vergleiche, Effizienz, Produkthelligkeit, Kosten) ➥ Mehr dazu 

Kann ich Prototypen bekommen oder nur die virtuelle Entwicklung?

Prototypen und Serienteile für Lichtleiter, Optiken und Gehäuseteile können auf Wunsch über ein verlässliches Partnernetzwerk geliefert werden.

Welchen Nutzen habe ich in der Produktentwicklung?

Haben Sie LED in Ihrem Produkt und wissen nicht, wo die ideale Position ist. Möchten Sie Ihr Produkt besser leuchten lassen als der Marktbegleiter. Wie bekomme ich die größtmögliche Helligkeit bei idealer Raumnutzung und gleichzeitig homogener Ausleuchtung des Lichtfensters. Diese und viele andere Themen sind Teil einer professionellen Lichtplanung. Lassen Sie uns gemeinsam das richtige Konzept finden und durch eine individuelle Lichtentwicklung eine hochwertige Anmutung Ihres Produktes erzielen.  

Die Entwicklung mit modernen Tools der Lichtsimulation und CAD ermöglicht das Erstellen von individuellen Lichtlösungen ohne Prototypenbau und das Engineering von kompletten Lichtsystemen fertig für die Produktion. Wir finden innovative Lösungen, um Ihre Wunschausleuchtung zu erreichen. Hier finden Sie den richtigen Licht-Partner für Ihre Produktentwicklung.

Ergebnisse aus realen Projekten:

  • Streulicht einer Status-LED um 79 % reduziert (116 → 25 cd/m²)
  • Gleichmäßigkeit einer Ladeanzeige von 37 % auf 73 % verdoppelt
  • Fahrzeug-Lichtmodul: Homogenität von 40 % auf 75 % gesteigert
  • Spielzeug-Taster: Helligkeit von 300 auf 610 cd/m² erhöht

Was macht TKLEngineering?

TKLEngineering ist ein Ingenieurbüro für Lichtentwicklung in Langenfeld (Rheinland), geführt von Thomas Kümpfel. Wir entwickeln LED-Lichtleiter und komplette Lichtsysteme für Automotive- und Industrieprodukte – von der Lichtsimulation mit Ansys SPEOS über die CAD-Konstruktion bis zur Serienbegleitung.

Welche typischen Lichtfehler lassen sich vermeiden?

Häufige Fehlerbilder sind Hotspots und sichtbare LED-Positionen, inhomogene Lichtflächen, Überstrahlen in benachbarte Symbole (Light Bleed), Farbsäume bei Mischfarben sowie Spots durch Halterungen. Die Lichtsimulation zeigt die Ursache, bevor Werkzeuge gebaut werden – typische Lösungen sind eine geänderte LED-Position, optimierte Auskoppelstrukturen, Diffusoren oder eine andere Materialwahl.

Für welche Branchen arbeitet TKLEngineering?

Für Automotive-Interieur (Instrumententafel, Türdekore, Kopfstützenleuchte, Ladestandsanzeige, Kennzeichenleuchte) und für Industrieprodukte: Hausgeräte, Bedienelemente und Wandschalter, Badarmaturen, Ladeboxen, Medizinprodukte und Spielzeug – zum Beispiel den LED-Ring der Toniebox 2 von tonies. Insgesamt mehr als 250 Serienprojekte in der Industrie und mehr als 10 für deutsche Automobilhersteller.

Welche Daten brauchen Sie für eine Lichtsimulation?

Ideal sind 3D-CAD-Daten des Produkts (z. B. STEP), das Datenblatt der eingesetzten LED und Angaben zu den Materialien der Licht- und Gehäuseteile. Je genauer die optischen Eingangsdaten, desto genauer die Vorhersage von Helligkeit und Farbe. Auf Wunsch kann vorab eine Geheimhaltungsvereinbarung (NDA) geschlossen werden.


Beispielvideos der Simulation


Lichtfehler vermeiden: Homogenität, Farbmischung und Lichtsysteme

Homogenität

Lichtleisten in Blau, Rot und Grün mit sichtbaren Farbfehlern an den Enden

Für eine höchstmögliche Qualität und Anmutung der ambienten oder funktionalen Beleuchtung, gilt es Fehlerbilder zu vermeiden. Die Ursachen von Fehler sind vielfältig und entstehen durch mangelnde Entwicklungszeit (LED Position, Befestigungen, Lichtsystem) oder die anschliessende Umsetzung der Vorgaben in Fertigung und Produktion. Was ist zu beachten für eine gute Lichtqualität 

➥ Mehr dazu 

Farbmischung 

Lichtsimulation: rote und grüne LED mischen sich im Lichtleiter zu Orange

Bei funktionaler Beleuchtung zur Zustandsanzeige kommen oft mehrfarbige LED zum Einsatz, deren Farben umgeschaltet werden. Um Kosten zu sparen, können LED mit roter und grüner Farbe auch eingesetzt werden, um die Farbe Orange anzuzeigen. Dafür werden Lichtleiter eingesetzt, die das Licht einerseits von der LED transportieren und gleichzeitig über die Weglänge Rot und Grün zusammenführen und die Farbe Orange über Farbmischung erzeugen.

➥ Mehr dazu 

Licht im Produkt

Beleuchteter Ein-/Aus-Schalter mit Leuchtring, LED-Positionen sichtbar

Hinter jedem Lichtbild ist ein Lichtsystem, bestehend aus LED, Umgebungsteilen und Lichtleiter. Erfahren Sie mehr wie man möglichst helle und homogene Produkte erreichen kann in diesem ausführlichen Artikel (Vergleiche, Effizienz, Produkthelligkeit, Kosten)

➥ Mehr dazu 


„Ich antworte Ihnen persönlich – innerhalb von 48 Stunden.“

Thomas Kümpfel, Ingenieur für Lichtentwicklung

Schicken Sie mir ein Foto Ihres Lichtbilds oder Ihre CAD-Daten – Sie bekommen eine erste Einschätzung, kostenlos und unverbindlich. NDA auf Wunsch.

Thomas Kümpfel · Ingenieur für Lichtentwicklung · Langenfeld

Ihr Ingenieur-
partner

10+Jahre Erfahrung
250+Serienprojekte
5,0 ★Google-Bewertung

★★★★★

„Die Expertise in der Licht- und Optikentwicklung ist bemerkenswert. Jede technische Frage wurde mit profundem Wissen beantwortet.“

Reinhard Neudecker
Google

★★★★★

„… tiefes Verständnis des Lichtverhaltens komplexer Systeme und entsprechende Simulationsfähigkeiten.“

Christian Wilmanns
VP Product Development, tonies

★★★★★

„Erreichbarkeit sehr gut, Kommunikation sehr angenehm.“

Veikko Wünsche
induux

Google-Bewertung TKLEngineering – Lichtentwicklung, Langenfeld (Rheinland): 5,0 Sterne