DE69928750T2

DE69928750T2 - Wiederverwendbares personenbezogenes Strahlenmessgerät und Verfahren zur Bestimmung der Strahlenmenge unter Verwendung dieses Gerätes

Info

Publication number: DE69928750T2
Application number: DE69928750T
Authority: DE
Inventors: Luc Struye; Paul Leblans; Peter Willems
Original assignee: Agfa Gevaert NV; Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa HealthCare NV
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2000147126A; DE69928750D1

Description

1. TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein wieder verwendbares Personenüberwachungsgerät in Form einer praktischen Karte, die eine quantitative Ermittlung schädlicher bedrohlicher ionisierender Strahlung verschafft.
2. ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Geeignete Dosimeter zur Nachweisung und Quantifizierung schädlicher oder bedrohlicher ionisierender Strahlung sind schon seit Jahren bekannt. Insbesondere Personen, die mit radioaktiven Isotopen arbeiten, wie das in analytischen Untersuchungslabors, bei medizinischer Nuklearforschung, in Kernkraftwerken und bei zerstörungsfreier Prüfung von Materialien der Fall ist, sollten unter permanenter präventiver Kontrolle stehen, um über die Dosis der ionisierenden Strahlung, der sie innerhalb einer präzise definierten Arbeitszeit ausgesetzt worden sind, informiert zu werden. Allgemein bekannte Typen von Dosimetern basieren z.B. auf CsI-Kristallszintillatoren, meist in Form eines Stiftes, die eine permanente Kontrolle sichern. Bei Überschreitung eines vorgegebenen kritischen Wertes oder Schwellenwertes kann ein System in Form eines akustischen Alarms die überwachte Person warnen. Der Markt bietet heutzutage elektronische Apparate wie Personenidentifikationsgeräte, Apparate zur Ermittlung der „Bestrahlungsgeschichte von Personen" usw., sogar in Verbindung mit einem Netzwerk, um optimale Personensicherheitsmassnahmen zu erhalten.
Ein weiteres Nachweissystem nutzt Detektoren in Form eines Abzeichens, die über einen vorgegebenen Zeitraum von einer Person getragen und dann zentral ausgelesen werden. Die Quantifizierung von Bestrahlung kann auf Silberhalogenidfotografie basieren (wie z.B. in Kernkraftwerken, wie beschrieben in "Gebrauchsanweisung für das Personendosimeter mit Ganzkörperdosimetersonden, Typ GSF-Film-GD 10/20, GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH – Institut für Strahlenschutz – Auswertungsstelle für Strahlendosimeter – Stand: 1 März 1994).
Ein weiteres Quantifizierungsverfahren kann auf Thermolumineszenz (z.B. mit LiF-Sensoren) oder PSL-Dosimetrie basieren, wobei Phosphatglas mit einem Impulsultraviolettlaser angeregt wird und das Löschen thermisch erfolgt.
Vorzugsweise handelt es sich bei beiden Nachweissystemen, d.h. bei den auf Thermolumineszenz und PSL-Dosimetrie basierenden Nachweissystemen, um wieder verwendbare Systeme.
Ein weiteres Nachweissystem, das mit dem gleichen Vorteil der Wiederverwendbarkeit aufwartet, ist ein anregbares Leuchtstoffmedium, wie es in EP-A 0 844 497 und EP-A 0 892 283 beschrieben wird.
In EP-A 844 497 wird ein Verfahren offenbart, mit dem nachgewiesen wird, ob ein Artikel durch energiereiche Strahlung überprüft worden ist. Insbesondere betrifft diese Anmeldung aber ein Verfahren, in dem überprüft wird, ob ein Gepäckstück mit Röntgenstrahlung kontrolliert worden ist oder nicht, und ein Verfahren für Personenüberwachung, wobei ein Etikett nach der ersten Ausführungsform dieser Erfindung in vorteilhafter Weise als Mittel für Personenüberwachung verwendet werden kann. Bei Personen, die in einer Umgebung mit durchdringender Strahlung arbeiten und ein solches Etikett tragen, kann das Etikett zur Ermittlung der von diesen Personen absorbierten durchdringenden Strahlung verwendet werden. Die im Leuchtstoff gespeicherte Energiemenge durchdringender Strahlung ist proportional zur absorbierten Dosis und kann ausgelesen werden, während die Restmenge im Leuchtstoff gespeicherter Energie durch Löschstrahlung gelöscht werden kann. Man hat gefunden, dass die Energie der durchdringenden Strahlung, mit der das Etikett bestrahlt wird, bestimmt, wie zügig das Löschen verläuft. Energie, die zum Beispiel durch Bestrahlung mit Co⁶⁰ (1 MeV) im Etikett gespeichert ist, lässt sich weniger einfach löschen als die Energie, die bei Bestrahlung mit durchdringender Strahlung von 50 keV im Etikett gespeichert worden ist. Die Zeit, die benötigt wird, um die im Leuchtstoff gespeicherte Energiemenge in vorgegebenem Maße zu löschen, ist also Funktion der im Leuchtstoff verbleibenden Restenergie durchdringender Strahlung, wobei durch Überprüfung der nach einer vorgegebenen Zeit im Leuchtstoff verbleibenden Restenergie die Energie der durchdringenden Strahlung ermittelt werden kann. Es ist deutlich, dass für jeden Typ des im Etikett verwendeten Speicherleuchtstoffes eine Eichung der Messungen vorgenommen werden muss, um sowohl die gespeicherte Energiemenge als die Strahlungsenergie, die dem Speichern dieser Energiemenge zugrunde liegt, zu bestimmen. Die Eichung kann problemlos vorgenommen werden, indem das Etikett mit einer vorgegebenen Dosis durchdringender Strahlung mit vorgegebener Energie bestrahlt, anschließend die im Leuchtstoff gespeicherte (proportional zur absorbierten Strahlendosis stehende) Energiemenge gemessen, die im Leuchtstoff gespeicherte Energiemenge gelöscht und zu vorgegebenen Zeitpunkten die im Leuchtstoff verbleibende Restenergiemenge (die proportional zur Energie durchdringender Strahlung steht, mit der das leuchtstoffhaltige Etikett bestrahlt worden ist) überprüft wird. Der Leuchtstoff kann so geeicht werden, dass die Energie durchdringender Strahlung durch Messung der zum Erreichen einer vorgegebenen Löschtiefe benötigten Zeit ermittelt werden kann (Löschtiefe: das Ausmaß, in dem die gespeicherte Energiemenge gelöscht worden ist).
Die vorliegende Erfindung umfasst deshalb ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes Personenüberwachungsverfahren

– Bereitstellen einer Person, die in einen Bereich hineingeht, wo durchdringende Strahlung verwendet wird, wobei die Person ein einen Speicherleuchtstoff enthaltendes Etikett trägt, in dem eine Menge Energie der durchdringenden Strahlung, die proportional zu einer durch den Leuchtstoff absorbierten Dosis steht, gespeichert wird,
– Auslesen der im Leuchtstoff gespeicherten Energiemenge, wobei die absorbierte Dosis ermittelt wird und ein Teil der gespeicherten Energie im Leuchtstoff verbleibt,
– Löschen des Teils der gespeicherten Energie aus dem Leuchtstoff durch vollflächige Aussetzung an Löschstrahlung während einer Löschzeit, die es erlaubt, eine vorgegebene Löschtiefe zu erreichen, und Aufzeichnen dieser Löschzeit.

Zwecks der Nachweisung von durchdringender Strahlung mit unterschiedlicher Energie können in ein für Personenüberwachung verwendetes Etikett nach der ersten Ausführungsform dieser Erfindung unterschiedliche Leuchtstoffe eingebettet werden. So schlägt die Erfindung zum Beispiel vor, ein erstes Leuchtstofffeld für die Nachweisung von Co⁶⁰-Strahlung, ein zweites Leuchtstofffeld für die Nachweisung von Ir¹⁹²-Strahlung, ein drittes Leuchtstofffeld für die Nachweisung von Röntgenstrahlung mit einem Energiewert zwischen 50 und 400 keV und ein viertes Leuchtstofffeld für die Nachweisung von Ultraviolettstrahlung im Etikett einzubauen. Ebenfalls möglich ist das Abdecken eines für Personenüberwachung verwendeten Etiketts nach der ersten Ausführungsform dieser Erfindung, wobei nur ein Typ von Leuchtstoff mit unterschiedlichen Filtern verwendet wird, wobei z.B. auf einem ersten Leuchtstofffeld ein Filter vorliegt, das nur Co⁶⁰-Strahlung durchlässt, auf einem zweiten Leuchtstofffeld ein Filter vorliegt, das nur Ir¹⁹²-Strahlung durchlässt, auf einem dritten Leuchtstofffeld ein Filter vorliegt, das nur Röntgenstrahlung mit einem Energiewert zwischen 50 und 400 keV durchlässt, usw.
In einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung handelt es sich bei den Energie durchdringender Strahlung speichernden Mitteln um Mittel, die die Energie absorbierter durchdringender Strahlung in Elektronen umwandeln, die wiederum in einen mehrmals auslesbaren elektronischen Speicher abgespeichert werden.
In EP-A 0 892 283 wird ein Personenüberwachungsgerät mit einem zum Absorbieren einfallender Strahlungsenergie dienenden Speichermedium offenbart, wobei das Speichermedium eine Speicherleuchtstofffolie, die von Strahlung mit einer Wellenlänge von höchstens 350 nm herrührende Strahlungsenergie zu speichern vermag, enthält, wobei die Folie mit einem optischen Filter abgedeckt ist, das Strahlung mit einer Wellenlänge von zumindest 350 nm absorbiert, und wobei die Folie in einem Gehäuse angeordnet ist, das vorzugsweise mit einem Verschluss versehen ist, um Belichtung zu den Zeitpunkten, dass sie unerwünscht oder irrelevant ist, zu verhindern. Insbesondere ist die einfallende Strahlung in dieser Erfindung im Wesentlichen aus UV-B-Strahlung und UV-A-Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 250 und 350 nm zusammengesetzt und enthält die Speicherleuchtstofffolie Speicherleuchtstoffe mit einem Dunkelabfall von zumindest 2 Stunden, denn dieser Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein als Indikator (Anzeiger) dienendes Personenüberwachungsgerät bereitzustellen, das es erlaubt, in quantitativer Weise jegliche Menge schädlicher, auf die menschliche Haut auftreffender Strahlen (Sonnenstrahlen) zu überprüfen, insbesondere einen quantitativen Indikator bereitzustellen, der die Bestrahlung der menschlichen Haut bei (übermäßiger) Aussetzung an schädlicher, von Sonnenstrahlen und/oder Solarpanelen herrührender UV-A- und UV-B-Strahlung misst, und ein Verfahren bereitzustellen, um die Menge gespeicherter Strahlung quantitativ zu überprüfen und mit Strahlendosen, die innerhalb einer vorgegebenen Aussetzungszeit als Funktion des Alters, des Orts auf der Erde, des Hauttyps, des Schutzfaktors der benutzten Sonnenschutzcreme usw. zulässig sind, zu vergleichen. Das Personenüberwachungsgerät umfasst deshalb ferner ein digitales Speichermedium, vorzugsweise einen EPROM-Speicher (d.h. einen löschbaren, programmierbaren Nur-Lese-Speicher), einen Blasenspeicher, einen nicht-flüchtigen RAM-Speicher oder einen Magnetspeicher.
Das gleiche Dokument beschreibt ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes Verfahren zur quantitativen Ermittlung gespeicherter Mengen von Strahlungsenergie, die von Strahlung mit einer Wellenlänge von höchstens 350 nm herrührt

i) Bereitstellen eines obenbeschriebenen Personenüberwachungsgeräts,
ii) Öffnen des Gehäuses des Überwachungsgeräts, wobei die mit dem optischen Filter abgedeckte Speicherleuchtstofffolie mit einfallender Strahlung bestrahlt wird, so dass die Folie proportional zu und gleichzeitig mit einem gegenüber der Strahlung empfindlichen Gegenstand bestrahlt wird,
iii) Schließen des Gehäuses,
iv) Auslesen der Speicherleuchtstofffolie durch die nachstehenden Schritte: – Anordnen des Personenüberwachungsgeräts in ein Auslesegerät, – Entfernen des die Speicherleuchtstofffolie abdeckenden optischen Filters, – Beaufschlagen der Speicherleuchtstofffolie mit Anregungsenergie, – digitales Nachweisen der durch die Speicherleuchtstofffolie freigegebenen Energie mittels eines Detektors, und
v) Löschen der gespeicherten Restenergie.

In EP-A 0 892 283 wird die Anregungsenergie durch sichtbares Licht, Wärmeenergie oder elektrolumineszierende Energie geliefert und erfolgt das Nachweisen der freigesetzten Energie mittels eines optischen Systems, das einen Fotovervielfacher, eine Fotodiode, einen Fototransistor oder einen Gassensor enthält. Ferner richtet das optische System Licht mit optischen Fasern und führt es zu einem Lichtsensor, wobei vor der Lichteinführöffnung am Lichtsensor ein optisches Filter angeordnet ist, das Anregungsstrahlung absorbiert und Fluoreszenzlicht durchlässt.
Ebenfalls beansprucht wird ein Gerät zum Auslesen von Speichermitteln nach dem obenbeschriebenen Verfahren, wobei das Gerät einen DSP-Chip (DSP = digital signal processing, d.h. digitale Signalverarbeitung) enthält, der die vom Speichermittel freigesetzte Energie quantitativ ermittelt. Die Nachteile dieser Systeme sind im Gegensatz zu Systemen auf der Basis von ausleuchtbaren Leuchtstoffen nicht kostenbezogen, sondern beziehen sich auf die Gewöhnungsaspekte wie das Öffnen des Gehäuses des Personenüberwachungsgeräts vor der Belichtung (ein nicht-geöffnetes Gehäuse verhindert die Belichtung des Indikators), das Anordnen des Personenüberwachungsgeräts (Indikators) in ein Auslesegerät, das Entfernen des die Speicherleuchtstofffolie abdeckenden optischen Filters usw. Deshalb ist jegliche praktische kundenfreundliche Ausgestaltung, insbesondere was das Gehäuse betrifft, eines praktischen und kostengünstigen Personenüberwachungsgeräts willkommen.
3. AUFGABEN UND KURZE DARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, ein praktisches, kostengünstiges und kundenfreundliches, wieder verwendbares Personenüberwachungsgerät bereitzustellen, durch das in einfacher und quantitativer Weise gespeicherte Mengen schädlicher, von ionisierender Strahlung herrührender Strahlungsenergie ermittelt werden können.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich.
Gelöst werden die Aufgaben der vorliegenden Erfindung durch eine folgende Elemente umfassende Einrichtung zur Aufzeichnung und Speicherung von Energie einfallender Strahlung und zum Auslesen dieser Energie:

– einen ausleuchtbaren Leuchtstoff, der die Energie absorbiert und speichert und mit einer Wellenlänge λ_a ausleuchtbar ist,
– einen elektrolumineszierenden Leuchtstoff, der beim Anlegen eines elektrischen Feldes Anregungslicht mit der Wellenlänge λ_a emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung mit einem Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den elektrolumineszierenden Leuchtstoff ausgestattet ist,

Die Einrichtung wird also als wieder verwendbares Personenüberwachungsgerät in Form einer praktischen, kostengünstigen Karte ausgestaltet, die nach Auslesen der erfassten Strahlungsenergie eine quantitative Ermittlung schädlicher, bedrohlicher ionisierender Strahlung verschafft, wie sich aus der nachstehenden Beschreibung und den nachstehenden Figuren ersehen lassen wird.
4. BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Praktisch bevorzugte Ausführungsformen der wieder verwendbaren Karte, die ein Mittel zum Nachweisen von Strahlung mit vorgegebenem Energiewert enthalten und ausgelesen werden, sind in den 1 bis 7 veranschaulicht und kennzeichnen sich durch folgende spezifische Eigenschaften (die Nummern der Schichten sind zwischen Klammern angegeben)
1 zeigt eine Karte, die als Außenschichten eine Blaulicht reflektierende Schicht (1.1) und eine Trägerschicht (Träger) (1.8) aufweist. Der Träger (1.8) kann aus einem beliebigen Material sein, obgleich Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Glas oder Kunststoff bevorzugt werden. Das Trägermaterial verleiht der Karte genügend Steifigkeit, um die Biegsamkeit der anderen verhältnismäßig dünnen zu kompensieren.
Die als Außenschichten an beiden Seiten der Karten angebrachten Filter (1.1) und (1.8) werden so ausgewählt, dass das erwünschte wellenlängenstrahlungsspektrum die Speicherfolie erreichen und darin Energie proportional zur einfallenden Strahlung abspeichern kann, während unerwünschte Strahlung durch die Filterschichten reflektiert wird. In einer besonderen Ausführungsform sind die Filterschichten aus verschiedenen Streifen mit jeweils ihrem eigenen, zueinander unterschiedlichen Absorptionsspektrum zusammengesetzt. Beispielhaft können Streifen aus Al-Filtern und Cu-Filtern als Röntgenfilter benutzt werden. Bleifilter lassen sich in vorteilhafter Weise einsetzen, z.B. in einer Umgebung, in der Materialien mittels zerstörungsfreier Prüfung geprüft werden.
Die elektrolumineszierende Anregung der in der ausleuchtbaren Leuchtstoffschicht (1.3) gespeicherten Energie wird gesichert durch "elektrische Kontakte" in Kontakt mit Schichten an beiden Seiten der elektrolumineszierenden Schicht (1.5) (d.h. einer lichtdurchlässigen Elektrodenschicht (1.4) und einer elektrisch leitenden Schicht (1.7) in Form einer leitfähigen Paste). Beide Schichten arbeiten als Elektroden mit Kontaktpunkten, die den Kontakt mit einem Auslesegerät schaffen. Die Schicht (1.2), die einfallende Strahlung durchlässt, die sodann durch die Speicherleuchtstoffteilchen in der in Kontakt mit der lichtdurchlässigen Schicht (1.2) stehenden Nachweisspeicherfolie (1.3) gespeichert wird, ist z.B. eine Polyesterschicht, z.B. eine PET-Schicht, eine Schicht aus biegsamem Glas, eine PVC-Schicht, eine Polymethylmethacrylatschicht usw. Die Funktion der lichtdurchlässigen Schicht besteht darin, Strahlung, die durch die Speicherleuchtstoffe oder ausleuchtbare Leuchtstoffe nach deren Anregung mit elektrolumineszierender, von den elektrolumineszierenden Teilchen in der elektrolumineszierenden Schicht (1.5) herrührender Strahlung in der Speicherleuchtstoffschicht (1.3) emittiert wird, über Lichtleitung zum Rand der Karte zu leiten, wobei der Kartenrand (zumindest im Teil, wo der Ausleseschritt stattfindet) durch eine optische Filterschicht umgeben ist, die nur die durch den ausgeleuchteten Leuchtstoff emittierte Strahlung durchlässt und die Karte vor sichtbarer Umgebungsstrahlung, die gespeicherte Energie löschen würde, schützt. Das unter Einwirkung von elektrolumineszierender, von den elektrolumineszierenden Leuchtstoffen herrührender Energie durch Anregung der Speicherleuchtstoffe in der Speicherfolie emittierte Licht wird also in das lichtdurchlässige Medium (1.2) (PET, PVC, PMMA, usw.) zwischen zwei reflektierenden Schichten (der Blaulicht reflektierenden Schicht (1.1) und der Speicherleuchtstoffschicht oder der Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3)) geleitet und durch einen dünnen Schlitz über Lichtleitung auf den Kartenrand gerichtet und kann über eine Matrix von optischen Fasern (siehe "NACHWEISUNG"), die das Licht in einem Fotovervielfacher sammelt und darin in ein elektrisches Signal umwandelt, ausgelesen werden, nachdem es durch die (optische) "FILTER"-Schicht (die die Ränder mit einem optischen Filter umgibt, das lediglich durch die Speicherleuchtstofffolie freigesetzte Energie durchlässt) gedrungen ist.
Die Schicht (1.4), die eine der beschriebenen Elektroden darstellt, sollte lichtdurchlässig sein, um Licht durchlassen zu können: Indium-Zinnoxid (ITO) bietet gute Leitungseigenschaften (Widerstand etwa 50 Ω/☐), während das weniger kostspielige, leicht blaugefärbte PEDT einen Widerstand von etwa 2500 Ω/☐ aufweist, was eine leicht geringere Qualität ergibt, es sei denn, es wird in einer dünneren Schicht angebracht).
Als Isolierschicht (Isolator) enthält Schicht (1.6) Pigmente aus der Gruppe bestehend aus Bariumtitanat, Magnesiumoxid und Bariumsilikat.
Die Anregung der elektrolumineszierenden Schicht (1.5) erfolgt mit Wechselspannung, wobei ein Wechselstromfeld, das die elektrolumineszierenden Teilchen (vorzugsweise ZnS:Mn-Leuchtstoffteilchen) leuchten lässt, angelegt wird.
Die vorliegende Erfindung verschafft also eine praktische, kostengünstige und wieder verwendbare Karte mit einem Mittel, das in der Karte selbst Anregungslicht auslöst, durch das sodann die Speicherleuchtstofffolie ausgelesen wird, wobei das Mittel eine Schicht ist, die elektrolumineszierendes Material, vorzugsweise einen ZnS:Mn-Leuchtstoff, enthält.
2 veranschaulicht einen Schichtaufbau für die Karte, wobei keine Trägerschicht verwendet wird, wohl aber auf eine Seite die Leiterschicht (Paste, PEDT...) (2.7) und auf die andere Seite die andere (nicht-durchlässige) Elektrode (2.1) angebracht ist. Dieser Aufbau erlaubt eine problemlose Anregung der elektrolumineszierenden Schicht mittels einer Wechselspannungsquelle. Überdies soll keine der Elektroden notwendigerweise lichtdurchlässig sein. Zum Erhalten der gleichen elektrischen Feldstärke muss aber im Vergleich zu den an die in 1 dargestellte Karte gestellten Anforderungen eine höhere Wechselspannung (die durch eine Wechselspannungsquelle in Elektrodenkontakt mit der nicht-durchlässigen Elektrode (2.1) bzw. der elektrisch leitenden Schicht (Pastenschicht) (2.7) geliefert wird) angelegt werden. Schicht (2.2) ist die Blaulicht reflektierende Schicht, Schicht (2.3) das lichtdurchlässige Medium, Schicht (2.4) die ausleuchtbare Leuchtstoffschicht, (2.5) die elektrolumineszierende Schicht, (2.6) die (vorzugsweise aus Bariumtitanatteilchen zusammengesetzte) Isolierschicht, (2.7) die elektrisch leitende Schicht (Pastenschicht), wobei die (optische) "Filter"-Schicht die gleiche Funktion wie in 1 aufweist und das "Nachweisungs"-Mittel, das eine Matrix von optischen Fasern ist, Licht in einem Fotovervielfacher sammelt und darin in ein elektrisches Signal umwandelt, wie das in 1 der Fall ist.
3 veranschaulicht eine weniger kostspielige Ausgestaltung der Karte, d.h. die ausleuchtbare Schicht (Speicherfolie) und die elektrolumineszierende Schicht werden in ein und derselben Schicht (3.4) kombiniert, wobei der Auftrag einer niedrigeren Schichtenmenge eine Senkung der Herstellungskosten mit sich bringt. Das elektrolumineszierende Material oder der Leuchtstoff ist also in der Speicherleuchtstofffolie oder Speicherleuchtstoffschicht (3.4) enthalten. Andere Schichten in 3 sind die nicht-lichtdurchlässige Elektrodenschicht (3.1), die Blaulicht reflektierende Schicht (3.2), die Schicht aus einem lichtdurchlässigen Medium (3.3), die vorzugsweise aus Bariumtitanatteilchen zusammengesetzte Isolierschicht (3.5), die elektrisch leitende Schicht (Pastenschicht) (3.6), die (optische) "Filter"-Schicht mit der gleichen Funktion wie in den 1 und 2 und das "Nachweisungs"-Mittel, das eine Matrix von optischen Fasern ist, die Licht in einem Fotovervielfacher sammelt und darin in ein elektrisches Signal umwandelt, wie das in den obigen 1 und 2 der Fall ist. Eine Wechselspannung (die durch eine Wechselspannungsquelle in Elektrodenkontakt mit der nicht-lichtdurchlässigen Elektrodenschicht (3.1) bzw. der elektrisch leitenden Schicht (Pastenschicht) (3.6) geliefert wird) regt die fluoreszierenden Leuchtstoffteilchen in Schicht (3.4) und dabei also ebenfalls die nächstliegenden Speicherleuchtstoffteilchen in der gleichen Schicht an.
4 veranschaulicht noch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Personenüberwachungsgeräts. Eine durchscheinende Folie oder Schicht (4.3), deren Vorteil darin besteht, dass sie durchlässiger ist gegenüber einfallender Strahlung, enthält deshalb ein Bindemittelmaterial für sowohl die ausleuchtbaren Leuchtstoffteilchen als die elektrolumineszierenden Teilchen (Schichtgemisch wie in 3) mit einem Brechungsindex, der sich weniger zum Index eines der beiden Teilchentypen unterscheidet. In der Praxis ist es nicht möglich, eine völlig lichtdurchlässige Schicht herzustellen und zwar weil die Unterschiede im Brechungsindex noch immer zumindest etwa 0,6 betragen (ausleuchtbare BaFBr:Eu-Leuchtstoffteilchen: 1,6, fluoreszierende ZnS:Mn-Teilchen: 2.2) und überdies infolge der Anwesenheit feiner ausleuchtbarer Leuchtstoffteilchen (mit einem mittleren Durchmesser von 7 μm, was relativ klein ist im Vergleich zum mittleren Durchmesser von elektrolumineszierenden ZnS:Mn-Teilchen, der etwa 50 μm beträgt) Beugung auftritt. Ein geeignetes Bindemittelmedium ist aber 1,1-Bis-(4-glycidylphenylether)-3,3,4-trimethylcyclohexan der folgenden Formel:
In der in 4 dargestellten Ausführungsform kann die lichtdurchlässige Schicht, in der Lichtleitung auftritt (wie Schicht (3.3) in 3, Schicht (2.3) in 2 und Schicht (1.2) in 1), deshalb weggelassen werden, weil die Lichtleitung in der Schicht, in der die Speicherfolie und die elektrolumineszierende Schicht kombiniert werden, stattfindet. Andere Schichten in 4 sind die nicht-lichtdurchlässige Elektrodenschicht (4.1), die Blaulicht reflektierende Schicht (4.2), die durchscheinende Schicht (4.3), die vorzugsweise aus Bariumtitanatteilchen zusammengesetzte Isolierschicht (4.4), die elektrisch leitende Schicht (Pastenschicht) (4.5), die (optische) "Filter"-Schicht mit der gleichen Funktion wie in den 1 bis 3 und das "Nachweisungs"-Mittel, das eine Matrix von optischen Fasern ist, die Licht in einem Fotovervielfacher sammelt und darin in ein elektrisches Signal umwandelt, wie das in den obigen 1 bis 3 der Fall ist. Eine Wechselspannung (die durch eine Wechselspannungsquelle in Elektrodenkontakt mit der nicht-lichtdurchlässigen Elektrodenschicht (4.1) bzw. der elektrisch leitenden Schicht (Pastenschicht) (4.6) geliefert wird) regt sowohl die fluoreszierenden Leuchtstoffteilchen in der durchscheinenden Schicht (4.3) als die nächstliegenden Speicherleuchtstoffteilchen in der gleichen durchscheinenden Schicht an. In einer alternativen Ausführungsform von 4 ist die Außenschicht eine lichtdurchlässige Elektrode (z.B. eine ITO-Elektrode), die einfallende Strahlung an der mit der lichtdurchlässigen Schicht beschichteten Seite durchlässt. Durch Beschichtung dieser Schicht mit einem optischen Filter, das z.B. Strahlung aller Wellenlängen, ausgenommen Ultraviolettstrahlung, sperrt, wird ein Sonnensensor gebildet. Bei Aussetzung der Karte an Sonnenlicht, wobei die mit dem optischen Filter beschichtete Seite der Sonne ausgesetzt wird, laden die schädlichen Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von etwa 270 nm die ausleuchtbaren Leuchtstoffteilchen mit der entsprechenden Energie, während sichtbares Licht (mit einer Wellenlänge von mehr als 400 nm) gesperrt wird, so dass die ausleuchtbaren Leuchtstoffteilchen in der Speicherfolie nicht angeregt werden.
5 veranschaulicht eine besondere Ausführungsform mit strukturierten Elektroden (5.1). Die Elektroden liegen vorzugsweise in Form eines Musters mit dünnen parallelen Linien vor, wobei die Elektroden an einer Seite in eine Richtung senkrecht auf der Richtung der Elektroden an der anderen Seite positioniert sind. Da elektrolumineszierende Signale nur an den Kreuzpunkten dieser Elektroden, an denen eine Wechselspannung fließt, erzeugt werden, wird nur ein Pixel ausgelesen. Mit anderen Worten, die ganze Platte kann abgetastet werden und diese Technik erlaubt die Verwendung eines Richtungsindikators. Die bildmäßige Nachweisung kann dadurch pixelweise erfolgen. Alternative Ausführungsformen bieten die Möglichkeit, auf die lichtdurchlässige Schicht (5.5) zu verzichten und die Nachweisung mit Mehrkanalsensoren durchzuführen. Bei diesen Fotovervielfachern mit Kanälen, die z.B. in zwei Größen gebaut werden können, ist die Anzahl der Kanäle aber beschränkt (64-256). Dadurch ist es unmöglich, ein ganzes Bild auf einmal abzutasten. Der Einsatz eines Mehrkanalsensors in Form von Matrizes sorgt dafür, dass die Abtastung verschiedener Matrizes linienweise erfolgen kann. Andere Schichten in 5 sind die (durchscheinende) Schicht (5.2) (je nach verwendetem Typ von Bindemittelmaterial), die das Gemisch aus fluoreszierenden Leuchtstoffen und Speicherleuchtstoffen enthält, die Isolierschicht (5.3) und die elektrisch leitende Schicht (Pastenschicht) (5.4). Eine Wechselspannung (die durch eine Wechselspannungsquelle in Elektrodenkontakt mit den Elektroden (5.1) bzw. der elektrisch leitenden Schicht (Pastenschicht) (5.4) geliefert wird) regt sowohl die fluoreszierenden Leuchtstoffteilchen in der (durchscheinenden) Schicht (5.2) als die Speicherleuchtstoffteilchen an.
6A veranschaulicht einen anderen Schichtaufbau, bei dem an beiden Seiten des lichtdurchlässigen Mediums (6A.4), in dem im Nachweisschritt Lichtleitung erfolgt, eine Speicherleuchtstoffschicht (als Schicht (6A.3) und Schicht (6A.5)) vorliegt. Die Leuchtstoffschicht kann ein Gemisch aus einem ausleuchtbaren Leuchtstoff und einem fluoreszierenden Leuchtstoff (siehe 6A) enthalten oder aus zwei Speicherfolien an beiden Seiten der „Lichtleitungsschicht" aufgebaut sein, wobei als Nachbarschicht der Speicherfolien eine weiter von der „Lichtleitungsschicht" entfernt liegende elektrolumineszierende Schicht angebracht ist. Durch Verwendung zweier Speicherleuchtstofffolien ist eine höhere Empfindlichkeit erzielbar und wird keine zusätzliche reflektierende Schicht benötigt und zwar weil beide Leuchtstoffschichten das bei Anregung durch die in ein und derselben Schicht (wie in 6A) enthaltenen elektrolumineszierenden Teilchen durch die Speicherleuchtstoffe emittierte Licht reflektieren. Die Schichten (6A.1) und (6A.7) sind beide nicht-lichtdurchlässige Elektrodenschichten, die Schichten (6A.2) und (6A.6) beide eine Isolierschicht. Eine Wechselspannung (die durch eine Wechselspannungsquelle in Elektrodenkontakt mit der nicht-lichtdurchlässigen Schicht (6A.7) bzw. der nicht-lichtdurchlässigen Elektrodenschicht (6A.1) geliefert wird) regt sowohl die fluoreszierenden Leuchtstoffteilchen in den Schichten (6A.3) und (6A.5) als den Speicherleuchtstoff in den gleichen Schichten wie die fluoreszierenden Leuchtstoffteilchen an. Das "Nachweisungs"-Mittel, das eine Matrix von optischen Fasern ist, die Licht in einem Fotovervielfacher sammelt und darin in ein elektrisches Signal umwandelt, ist das gleiche wie in den obigen 1 bis 5.
6B unterscheidet sich dadurch von 6A, dass die Schichten, die den elektrolumineszierenden Leuchtstoff und den ausleuchtbaren Leuchtstoff enthalten, wieder gesonderte Schichten sind, die an beiden Seiten der Schicht aus dem (aus Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Farbglas usw. zusammengesetzten) lichtdurchlässigen Medium (6B.5) aneinander grenzen, wobei die elektrolumineszierenden Schichten (6B.3 und 6B.7) weiter von der Schicht aus dem lichtdurchlässigen Medium (6B.5) entfernt aufgetragen sind als die die ausleuchtbaren Leuchtstoffe enthaltenden Schichten (6B.4 und 6B.6), die als Nachbarschichten der Schicht aus dem lichtdurchlässigen Medium (6B.5) vorliegen. Andere Schichten sind die nicht-lichtdurchlässigen Elektrodenschichten (6B.1 und 6B.9), die den Kontakt mit der Wechselspannungsquelle sichern, und die Isolierschichten (6B.2 und 6B.8), wobei das „Nachweisungs"-Mittel das gleiche wie in obiger 6A ist.
7 ist eine sogenannte "pixelweise angesteuerte elektrolumineszierende Einrichtung" (EL-Einrichtung), die Teil einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist. Dieser Teil umfasst Elektrodenstreifen, die die wesentlich parallel zueinander und getrennt angeordneten Zeilenelektroden (102) bilden, eine Schicht mit einer elektrolumineszierenden Verbindung (104) und Elektrodenstreifen, die wesentlich senkrecht auf den Zeilenelektroden (102) und voneinander getrennt angeordnet sind und die Spaltenelektroden (106a/b) bilden. Die Schicht mit der elektrolumineszierenden Verbindung wird durch eine Dielektrikumschicht (103a/b/c/d, 105) von sowohl den Zeilenelektroden als den Spaltenelektroden getrennt. Die Oberseite der Spaltenelektroden ist mit einer Schutzschicht (107a/b) beschichtet. Genauso wie Schicht (104) sind die Schichten (101), (102) und (105) reflektierende Sperrschichten oder Grenzflächen, während die Schichten, die die Spaltenelektroden (106a/b) bilden, und Schutzschicht (107a/b) durchlässig gegenüber angeregtem Licht sind.
4. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Im Gegensatz zu der in EP-A 0 892 283 beschriebenen, in der Praxis bevorzugten Ausführungsform muss das Gehäuse der vorliegenden Erfindung nicht mit zusätzlichen Komponenten wie z.B. Verschlüssen versehen werden, um eine unerwünschte Aussetzung an z.B. Tageslicht zu vermeiden. Die Karte ist nur an den Rändern lichtdurchlässig. Jegliches Umgebungslicht muss durch das optische Filter hindurch, das aber alle Anregungswellenlängen absorbiert. Der Detektor in dieser Ausführungsform ist unempfindlich gegenüber Tageslicht und muss also nicht im Dunkeln gehalten werden.
Überdies wird in der Praxis für das Auslesen der ausleuchtbaren Leuchtstoffe in der Speicherfolie kein kompliziertes Gerät benötigt, um eine Speicherleuchtstofffolie mit einer merklich größeren Oberfläche als z.B. die kleine Oberfläche von höchstens einigen Quadratzentimetern der Verschlussöffnung des in EP-A 0 892 283 beschriebenen "Magnetplattenspeichers" auszulesen.
In der vorliegenden Erfindung soll unter "durchdringende Röntgenstrahlung", die in der Regel als Röntgenstrahlung bezeichnet wird, jede durchdringende Strahlung verstanden werden. Solche Strahlung umfasst Röntgenstrahlung, α-Strahlung, β-Strahlung, γ-Strahlung, Synchrotronstrahlung usw., die z.B. im Bereich der zerstörungsfreien Prüfung sowie im Bereich der medizinischen Diagnostik verwendet wird, wie IRA-Strahlung, von einer Radioisotopquelle (z.B. einem Co⁶⁰-Radioisotop) herrührende Strahlung und durch einen Röntgenstrahlenerzeuger eines beliebigen Typs erzeugte Strahlung, Strahlung hochenergetischer Teilchen, die von einem Erzeuger hochenergetischer Strahlung (z.B. Betatron) herrührt, Strahlung von einem mit einem Radioisotopetikett versehenen Muster, wie das der Fall ist bei z.B. Autoradiografie, Strahlung aus einer Umgebung, in der zerstörungsfreie Prüfungsanalyse stattfindet, usw. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform rührt die gespeicherte Strahlungsenergie von UV-Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 200 nm und 350 nm her. Bevorzugte optische Filter in Form einer lichtdurchlässigen Schicht zur Verwendung im erfindungsgemäßen Personenüberwachungsgerät, ohne allerdings die Liste darauf zu beschränken, sind die im Handel erhältlichen Filter "U-330" und "U-340", "B-370", "B-380", "B-390", "B-410" und "B-460" von Hoya, die gelatinösen "L369"-Filter von Agfa-Gevaert und die gefärbten "UG1"- und "UG11"-Filter "BG24", "BG26", "BG14" von Schott. Im Besonderen sind Filter, die nur Ultraviolettstrahlung durchlassen, "WG320", "WG280", "BG24", "UG1" und "UG11" von Schott und "U-330" und "U-340" von Hoya. Ein besonderer Vorteil der genannten optischen Filter betrifft ihre starke Neigung, jegliche Umgebungsstrahlung, die die ausleuchtbaren Leuchtstoffe anregen könnten, zu absorbieren. Dank dieser Eigenschaft ist das Personenüberwachungsgerät unempfindlich gegenüber unerwünschten Effekten von Umgebungsstrahlung und maskiert es vermutlich die wirklich erwünschten Messungen. Bevorzugt wird ein optisches Filter wie "UG1" und "UG11" von Schott, die dieses UV-Licht durchlassen und ferner jegliches sichtbare Licht, das den Leuchtstoff anregen könnte, absorbieren. In diesem Fall lassen nicht nur die Ränder, sondern zumindest auch eine der größten Seiten (die Oberseite und/oder die gegenüberliegende Seite) der Karte Ultraviolettstrahlung durch.
Die in der obigen kurzen Darstellung der vorliegenden Erfindung erwähnte und in den 1 bis 7 veranschaulichte erfindungsgemäße Einrichtung, deren Beschreibung ebenfalls oben gegeben ist, umfasst im Wesentlichen der Reihe nach Folgendes:

– eine Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) als Speichermedium zum Absorbieren einfallender Strahlungsenergie,
– angrenzend daran an einer Seite einen lichtdurchlässigen Träger (1.2), durch den die Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) mit der einfallenden Strahlungsenergie belichtet werden kann,
– angrenzend daran an der anderen Seite und/oder in die Speicherleuchtstofffolie eingearbeitet, wobei in letzterem Fall eine Einzelschicht (3.4) mit der Folie gebildet wird, eine elektrolumineszierende Schicht (1.5), die Anregungslicht mit der Wellenlänge λ_a emittiert, durch das die Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) ausgelesen wird,
– angrenzend an die elektrolumineszierende Schicht (1.5) und weiter von der Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) entfernt der Reihe nach
– eine Isolierschicht (1.6) und eine Leiterschicht (1.7).

In einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Einrichtung mit obigem Schichtaufbau der Reihe nach

– die Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3),
– die elektrolumineszierende Schicht (1.5), die gegebenenfalls mit der Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) eine Einzelschicht (3.4) bildet,
– die Isolierschicht (1.6) und
– die Leiterschicht (1.7)

1.2

Der lichtdurchlässige Träger ist vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, (gefärbtem) Glas usw. zusammengesetzt, ohne darauf beschränkt zu sein, und ist sehr geeignet, um das angeregte Emissionslicht von den ausleuchtbaren Leuchtstoffen in der Speicherleuchtstofffolie über Lichtleitung durch eine am Kartenrand vorliegende Filterschicht durch einen breiten dünnen Schlitz hindurch zur „Nachweiseinheit" zu leiten. Nachdem das Licht durch die (optische) "FILTER"-Schicht (z.B. ein „BG3"-Glasfilter) gedrungen ist, die die Ränder mit einem optischen Filter umgibt, das lediglich durch die Speicherleuchtstofffolie freigesetzte Energie durchlässt, kann das Auslesen über eine Matrix optischer Fasern (siehe "NACHWEISUNG"), die das Licht in einem Fotovervielfacher sammelt und darin in ein elektrisches Signal umwandelt, erfolgen.
Es ist deutlich, dass das erfindungsgemäße Mittel zum Absorbieren von UV-Strahlung eine Speicherleuchtstofffolie enthält, die von Strahlung mit einer Wellenlänge bis zu 350 nm herrührende Strahlungsenergie zu absorbieren vermag und gegenüber solcher Strahlung sehr empfindlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Speicherleuchtstoffe oder ausleuchtbare Leuchtstoffe der im erfindungsgemäßen Personenüberwachungsgerät enthaltenen Speicherleuchtstofffolie empfindlich gegenüber einer Strahlendosis von etwa 20 mR oder mehr (bei „statischem" Auslesen oder "diskontinuierlichem" Auslesen) des durch den angeregten Leuchtstoff emittierten Lichts und sogar von etwa 5 mR oder mehr (bei einer Abtastung der Speicherleuchtstofffolie, was als "kontinuierliches" oder "dynamisches" Auslesen bezeichnet wird).
Speicherleuchtstofffolien oder ausleuchtbare Leuchtstofffolien sind allgemein bekannt im Bereich der auch als "Computerradiografie" bezeichneten "digitalen Röntgenfotografie", in dem ein System entwickelt worden ist, in dem durch ein bestrahltes Objekt (wie den Körper eines Patienten) durchgelassene Röntgenstrahlen in einer ausleuchtbaren Leuchtstofffolie gespeichert werden. Computerradiografiesysteme auf der Basis von Speicherleuchtstofftechnologie sind im Handel erhältlich unter z.B. den Handelsnamen ADC70, ADC Compact und ADC Solo von Agfa-Gevaert N.V., Mortsel, Belgien, und unter den Handelsnamen FCR7000 und FCR AC1 von Fuji Film, Japan. Eine solche ausleuchtbare Leuchtstofffolie oder -platte besteht im Wesentlichen aus einer Schicht aus ausleuchtbarem fluoreszierendem Material, das einen geeigneten Speicherleuchtstoff, ein geeignetes Bindemittelmaterial und einen Träger, auf den die trägergestützte Leuchtstoffschicht haftend angebracht wird, enthält. Es kann ebenfalls ein selbsttragendes ausleuchtbares Material verwendet werden. Dabei wird ein Sondertyp von Leuchtstoff benötigt, der als „ausleuchtbarer Leuchtstoff" bekannt und in eine Folie eingearbeitet ist. Bei Belichtung mit einfallenden mustermäßig modulierten Röntgenstrahlen speichert dieser Leuchtstoff zeitweilig Energie im Röntgenstrahlungsmuster. In der erfindungsgemäßen Anwendung erfolgt einige Zeit nach der Belichtung eine Anregung der energiegeladenen Speicherleuchtstoffteilchen in der Speicherleuchtstofffolie mittels elektrolumineszierender, von einer elektrolumineszierenden Schicht herrührender Energie (durch Verwendung der elektrolumineszierenden Schicht als Strahlungsquelle unterscheidet sich die elektrolumineszierende Energie zur von sichtbarem Licht oder Infrarotlicht herrührenden, aus der „herkömmlichen" Computerradiografie bekannten Energie). Diese Anregung löst die Freisetzung gespeicherter Energie in Form von Lichtenergie aus, die nachgewiesen und in elektrische Signale umgewandelt wird, die sodann so verarbeitet werden können, dass ein Strahlungsenergiemuster oder -spektrum (nach pixelweiser Freisetzung der Energie) oder sogar ein sichtbares Bild (nach bildmäßiger Belichtung und anschließender pixelweiser Freisetzung der Energie) erhalten wird, oder dient der Quantifizierung von Gesamtmengen gespeicherter Energie. Zu diesem Zweck muss der Leuchtstoff möglichst viel von der einfallenden Röntgenstrahlungsenergie speichern und möglichst wenig von der gespeicherten Energie emittieren, bis er durch die elektrolumineszierende Energie angeregt wird.
Der auf eine als Substrat benutzte Folie (wie z.B. das lichtdurchlässige Medium) oder eine selbsttragende Speicherleuchtstofffolie aufgetragene Speicherleuchtstoff ist sehr geeignet, um den ausleuchtbaren Leuchtstoff zu enthalten. Je nach chemischer Zusammensetzung kann der ausleuchtbare Leuchtstoff oder Speicherleuchtstoff gegenüber UV-Strahlung oder Blaulichtstrahlung empfindlich gemacht werden, wie beschrieben in z.B. „Phys. Review Letter", Band 65 (19), S. 2438–41 (1990), in „Prog. Nat. Sci.", Band 3 (2), S. 160–164 (1993), und in „Phys. Status Solidi", Band 136 (1), S. 241–246 (1993).
Beispiele für ausleuchtbare Leuchtstoffe zur Verwendung in der im erfindungsgemäßen Personenüberwachungsgerät verwendeten Strahlenbildspeicherfolie sind u.a.:

– SrS:Ce, Sm, SrS:Eu, Sm, ThO₂:Er und La₂O₂S:Eu, Sm, wie beschrieben in US-A 3 859 527,
– ZnS:Cu,Pb, BaO·xAl₂O₃:Eu, wobei x eine Zahl innerhalb der Gleichung 0,8 ≤ x ≤ 10 ist, und M²⁺O·xSiO₂:A, wobei M²⁺ zumindest ein zweiwertiges Metall aus der Gruppe bestehend aus Mg, Ca, Sr, Zn, Cd und Ba, A zumindest ein Element aus der Gruppe bestehend aus Ce, Tb, Eu, Tm, Pb, Tl, Bi und Mn und x eine Zahl innerhalb der Gleichung 0,5 ≤ x ≤ 2,5 ist, wie beschrieben in US-A 4 326 078,
– M^IIIOX:xCe, wobei M^III zumindest ein dreiwertiges Metall aus der Gruppe bestehend aus Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Bi, X zumindest ein Element aus der Gruppe bestehend aus C1 und Br und x eine Zahl innerhalb der Gleichung 0 < x < 0,1 ist, wie beschrieben in JP-A 58-69281,
– LnOX:xA, wobei Ln zumindest ein Element aus der Gruppe bestehend aus La, Y, Gd und Lu, X zumindest ein Element aus der Gruppe bestehend aus C1 und Br, A zumindest ein Element aus der Gruppe bestehend aus Ce und Tb und x eine Zahl innerhalb der Gleichung 0 < x < 0,1 ist, wie beschrieben in der oben erwähnten Anmeldung US-A 4 236 078,
– (Ba_1-x,M^II _X)FX:yA, wobei M^II zumindest ein zweiwertiges Metall aus der Gruppe bestehend aus Mg, Ca, Sr, Zn und Cd, X zumindest ein Element aus der Gruppe bestehend aus Cl, Br und I, A zumindest ein Element aus der Gruppe bestehend aus Eu, Tb, Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb und Er und x und y Zahlen innerhalb der Gleichungen 0 ≤ x ≤ 0,6 bzw. 0 ≤ y ≤ 0,2 bedeuten, wie beschrieben in US-A 4 239 968,
– Bariumfluorhalogenid-Leuchtstoffe, wie beschrieben in z.B. US-A 4 239 968, DE OS 2 928 245, US-A 4 261 854, US-A 4 539 138, US-A 4 512 911, EP-A 0 029 963, US-A 4 336 154, US-A 5 077 144, US-A 4 948 696, JP-A 55-12143, JP-A 56-116777, JP-A 57-23675, US-A 5 089 170, US-A 4 532 071, DE OS 3 304 216, EP-A 0 142 734, EP-A 0 144 772, US-A 4 587 036, US-A 4 608 190 und EP-A 0 295 522,
– Ba_1-xSr_xF_2-a-bX_b:zA, wobei X zumindest ein Element aus der Gruppe bestehend aus C1 und I, x eine Zahl innerhalb der Gleichung 0,10 ≤ x ≤ 0,55, a eine Zahl innerhalb der Gleichung 0,70 ≤ a ≤ 0,96, b eine Zahl innerhalb der Gleichung 0 < b < 0,15, z eine Zahl innerhalb der Gleichung 10^–7 < z ≤ 0,15, und A Eu²⁺ oder Eu²⁺ ist, zusammengenommen mit einem oder mehreren der Codotiermitteln aus der Gruppe bestehend aus Eu³⁺, Y, Tb, Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb, Er, La, Gd und Lu, und wobei Fluor stöchiometrisch in einem größeren Atom-% als Brom allein oder als Brom zusammengenommen mit Chlor und/oder Jod im Leuchtstoff enthalten ist, wie beschrieben in EP-A 0 345 903,
– Alkalimetallleuchtstoffe mit Erdalkalimetallen, wie beschrieben in z.B. US-A 5 028 509 und EP-A 0 252 991,
– Halosilikat-Leuchtstoffe, wie beschrieben in z.B. EP-A 0 304 121, EP-A 0 382 295 und EP-A 0 522 619,
– Elpasolite, wie beschrieben in EP-A 0 685 548 und
– Halogermanate, wie beschrieben in EP-A 0 382 295 und EP-A 0 504 969.

Die obige Liste ausleuchtbarer Leuchtstoffe ist keineswegs eine Beschränkung der erfindungsgemäß nutzbaren ausleuchtbaren Leuchtstoffe. Es kann jeder andere Leuchtstoff verwendet werden, mit der Maßgabe, dass der Leuchtstoff nach Belichtung mit der nachzuweisenden Strahlung bei Anregung mit Anregungsstrahlung mit einer Wellenlänge λ_a angeregtes Licht emittiert. Es soll bemerkt werden, dass dies nicht bedeutet, dass die Anregungsstrahlung völlig monochromatisch und auf Strahlung mit einer Wellenlänge λ_a beschränkt ist, sondern dass dagegen das Spektrum breiter sein kann, einschließlich der Strahlung mit einer Wellenlänge λ_a, die innerhalb des breiteren Spektrums vorzugsweise die Strahlung mit der höchsten Intensität darstellt.
Die Erregung von Bariumfluorhalogenid-Leuchtstoffen, besonders bevorzugt Bariumfluorbromid-Leuchtstoffen und ganz besonders bevorzugt europiumdotierten Bariumfluorhalogenid-Leuchtstoffen kann nicht nur mit Röntgenstrahlung, sondern ebenfalls mit UV-Strahlung vorgenommen werden. Anschließend können sie durch Licht innerhalb eines ersten Wellenlängenbereichs angeregt werden, wobei sie durch die Emission von Licht innerhalb eines zweiten Wellenlängenbereichs zu ihrem Grunduzstand zurückkehren können.
Die Anregungsstrahlung wird so eingestellt, dass sich ihre Wellenlänge von der Wellenlänge des Emissionslichtes unterscheidet. In der Praxis wird ein europiumaktivierter oder -dotierter Bariumfluorbromid-Speicherleuchtstoff verwendet, für den das Anregungslicht zwischen 600 und 700 nm (Rotlicht, das sich deutlich unterscheidet zu Strahlung mit einer Wellenlänge λ_a, die einer Energie entspricht, für die der ausleuchtbare Leuchtstoff bei Anregung empfindlich ist) liegt und das Emissionslicht zwischen 350 und 450 nm (Blaulicht) liegt.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der Strahlung mit einer Wellenlänge bis zu 350 nm absorbierende Speicherleuchtstoff in Form eines in einem Bindemittel dispergierten Leuchtstoffpulvers auf einen Träger aufgetragen. In diesem Fall enthält das Pulver Leuchtstoffteilchen mit einer Teilchengrößenverteilung mit einem mittleren Volumendurchmesser (d_v50) zwischen 1 μm und 100 μm. Im Falle eines Leuchtstoffpulvers variiert die Menge Speicherleuchtstoff auf dem Träger des Indikators zwischen 10 mg/cm² und 400 mg/cm², besonders bevorzugt zwischen 20 mg/cm² und 200 mg/cm². Der Speicherleuchtstoff kann im Prinzip als Einkristall auf dem Träger der Folie der erfindungsgemäßen Einrichtung vorliegen.
Als sehr kostengünstige und sehr kompakte Anregungslichtquelle wird im Schichtaufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung eine elektrolumineszierende Folie oder Platte angeordnet. Eine solche Folie ist kompakt, weil sie als dünne Folie erhältlich ist.
Bei der Auswahl der elektrolumineszierenden Leuchtstoffe werden die Anregungseigenschaften des anzuregenden Speicherleuchtstoffes berücksichtigt.
So wird zum Beispiel das elektrolumineszierende Element, das zur Anregung eines Speicherleuchtstoffes mit einer maximalen Anregbarkeit im Rotlichtbereich des sichtbaren Spektrums verwendet wird, einen elektrolumineszierenden Leuchtstoff mit einer auf diesen Wellenlängenbereich abgestimmten Lichtemission enthalten.
Rot emittierende elektrolumineszierende Leuchtstoffe sind z.B. ZnS:Mn, ein Mn-aktivierter Fluorphlogopit-Leuchtstoff der Formel KMg₃(Si₃Al)O₁₀F₂:Mn, wie beschrieben in US-A 5 582 768, und SrS:Eu. Ein Blaugrün emittierender fluoreszierender Leuchtstoff ist z.B. SrS:Ce. Grün emittierende fluoreszierende Leuchtstoffe sind zum Beispiel ein Tb-aktivierter Fluorphlogopit-Leuchtstoff der Formel KMg₃(Si₃Al)O₁₀F₂:Tb oder ein Ti-aktivierter Fluorphlogopit-Leuchtstoff der Formel KMg₃(Si₃Al)O₁₀F₂:Ti, wie beschrieben in US-A 5,582,768.
Blau emittierende fluoreszierende Leuchtstoffe sind z.B. Sr_xCa_1-xGa₂S₄:Ce, wobei 0 ≤ x ≤ 1, Leuchtstoffe, wie in US-A 5 598 059 beschrieben, mit der Formel M²⁺M³⁺ ₂X₄:RE, wobei M²⁺ ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Ca, Sr und Ba ist, M³⁺ ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al, Ga und In ist, X ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Se und S und RE ein Aktivator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ce und Eu, oder ein Ti-aktivierter α-Zirconiumphosphat-Leuchtstoff der Formel Zr_1-x Ti_x(HPO₄)₂·H₂O, wie in US-A 5 582768 beschrieben, ist. Weitere nutzbare elektrolumineszierende Leuchtstoffe sind beschrieben in US-A 5 616 285, in der elektrolumineszierende Leuchtstoffe auf der Basis von lamellaren Einlagerungsverbindungen, die mit verschiedenen Dotiermitteln dotiert sind, um die Emissionsfarbe der dotierten Verbindung zu erhalten, offenbart sind.
Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält ferner eine Isolierschicht, die eine Schicht mit Pigmenten aus der Gruppe bestehend aus Bariumtitanat, Magnesiumoxid und Bariumsilikat ist. Diese Schicht ist in allen Ausführungsformen angeordnet als Nachbarschicht der elektrolumineszierenden Schicht zwischen dieser Schicht und der energieverschaffenden Energieschicht, die die Fluoreszierung der in der fluoreszierenden Schicht enthaltenen fluoreszierenden Leuchtstoffe auslöst, wobei die fluoreszierende Energie durch die Speicherleuchtstoffe in der ausleuchtbaren Leuchtstoffschicht erfasst wird.
Die gegebenenfalls verwendete, wie in 1 (Schicht (1.4)) dargestellte lichtdurchlässige Elektrodenschicht sollte deshalb lichtdurchlässig sein, weil elektrolumineszierendes Licht durch die Schicht hindurch dringen können und die ausleuchtbaren Leuchtstoffteilchen erreichen soll, um Energie in effizienter Art und Weise zu speichern, sogar nach Auslösung der Fluoreszierung der elektrolumineszierenden Leuchtstoffe, indem an die Elektroden eine niedrigere Spannung angelegt wird als beim in den anderen 2 bis 6 dargestellten Schichtaufbau, wo z.B. infolge des größeren Abstandes zwischen den Elektrodenschichten eine höhere Spannung erforderlich ist. Die als Elektrode wirkende lichtdurchlässige Elektrodenschicht ist eine lichtdurchlässige Schicht aus Indium-Zinnoxid (ITO) oder ein lichtdurchlässiger Träger mit einer lichtdurchlässigen elektrisch leitenden Polymerschicht aus z.B. Polyethylendioxythiophen (ebenfalls PEDT genannt), Polypyrrol, Polyanilin und dergleichen.
Da die Einrichtung vorzugsweise eine einer Kreditkarte ähnelnde praktische Karte ist, weist die Einrichtung zwei (parallele) größte Seiten und normalerweise mit Außenschichten abgedeckte Umfangsränder auf.
Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält also folgende Schichten als die Einrichtung abdeckende Außenschichten:

– an einer oder beiden Seiten mit den größten Oberflächen (Oberseite und/oder Unterseite) eine Filterschicht, die Energie absorbiert, die während der Belichtung nicht nachgewiesen werden soll,
– an den Umfangsrändern (Kanten) um diese Oberflächenschichten herum eine Umfangsschicht (die die Kanten zumindest zum Teil abdeckt), die eine optische Filterschicht ist, die ausschließlich die durch die Speicherleuchtstofffolie freigesetzte Energie durchlässt.

Da durch die ausleuchtbaren Leuchtstoffe nach deren Anregung durch das elektrolumineszierende Licht emittiertes Licht durch eine dicke Glasschicht dringen soll, soll die Durchlässigkeit dieses Glases gegenüber Blaulicht hoch genug sein. Für diesen Zweck ist das "BG24"-Filter von Schott ein sehr geeignetes Produkt. Um darüber hinaus zu vermeiden, dass angeregtes Licht durch die Schicht aus dem lichtdurchlässigen Medium dringen kann, empfiehlt es sich, eine vorzugsweise Blaulicht reflektierende, das lichtdurchlässige Medium abdeckende Schicht, wie z.B. die in 1 dargestellte Schicht (1.1), anzubringen.
Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Einrichtung eine obenbeschriebene elektrolumineszierende Schicht, mit deren pixelweise emittiertem Anregungslicht die Speicherleuchtstofffolie „bildmäßig" entsprechend gegebenenfalls variierenden, an unterschiedlichen Stellen in der Einrichtung gemessenen Energiewerten ausgelesen wird (dem Unterschied zwischen den Energiewerten kann z.B. ein Unterschied in Filtern zugrunde liegen, die in einer vorgegebenen Struktur über die Oberfläche der Einrichtung verteilt sind, um Strahlung mit unterschiedlichen Energiewerten nachzuweisen).
Durch Bestückung der Einrichtung mit einem Mittel, mit dem mittels Zeilen- und Spaltenelektroden ein elektrisches Feld an den elektrolumineszierenden Leuchtstoff angelegt wird, wobei die Zeilen- und Spaltenelektroden an beiden Seiten der elektrolumineszierenden Schicht senkrecht aufeinander angeordnet und an eine Spannungsquelle angeschlossen sind, durch die eine elektrische Spannung an die einzelnen Elektroden angelegt wird, wird ein elektrolumineszierendes Element in Form einer zweidimensionalen Pixelmatrix erhalten. Bei Verwendung eines elektrolumineszierenden Elements, das zumindest gleich groß ist wie die abzutastende Speicherleuchtstofffolie, ist keine physische Bewegung erforderlich. Das pixelweise durch eine Matrixelektrodenstruktur angesteuerte Anregungslicht tastet also die Speicherleuchtstoffplatte durch Ein- und Ausschalten der Pixel des elektrolumineszierenden Elements ab, wobei zwischen Einschalt- und Ausschaltmoment die Folgesignale, die das während der Bestrahlung mit unterschiedlichen Energiewerten durch die Speicherleuchtstoffe absorbierte Energiemuster darstellen, nachgewiesen werden.
Jede der Zeilen- und Spaltenelektroden, die zur pixelweisen Aktivierung der elektrolumineszierenden Leuchtstoffe über ein elektrisches Feld sowie zur pixelweisen Anregung der ausleuchtbaren Leuchtstoffe in der Speicherleuchtstoffplatte erforderlich sind, ist deshalb an eine Spannungsquelle angekoppelt, die so ausgelegt ist, dass sie an jede der Elektroden getrennt ein elektrisches Potential anlegt. Wenn ein Elektrodenstreifen auf dem Träger und ein Elektrodenstreifen auf dem Leuchtstoff an eine Spannungsquelle angekoppelt werden, werden die jeweiligen Spannungen so gewählt, dass ein elektrisches Feld mit einer Feldstärke jenseits des Schwellwerts, um zu bewirken, dass der elektrolumineszierende Leuchtstoff Licht emittiert, nur dort erreicht wird, wo sich beide Elektroden überkreuzen. Somit wird im Betrieb zum Beispiel eine erste Spannung an die erste Zeilenelektrode und eine zweite Spannung nacheinander an jede der Spaltenelektroden angelegt, wodurch Licht nacheinander von allen Matrixpunkten auf der ersten Reihe emittiert wird, dann wird die erste Spannung an die zweite Zeilenelektrode und die zweite Spannung wieder nacheinander an jede der Spaltenelektroden angelegt, wodurch Licht nacheinander von allen Matrixpunkten auf der zweiten Reihe emittiert wird. Somit bewegt sich ein Punkt emittierten Lichts von der gleichen Größe wie das von den Zeilen- und Spaltenelektroden erzeugte Pixel über die ganze Oberfläche der elektrolumineszierenden Platte und kann den Speicherleuchtstoff pixelweise anregen. Die Spannungsquelle zum Ansteuern der Elektroden kann eine Gleichstromquelle sowie eine Wechselspannungsquelle sein, wobei letztere bevorzugt wird.
Das elektrolumineszierende Element, das in der Einrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, kann durch eine passive Matrixelektrodenstruktur sowie eine aktive Matrixelektrodenstruktur pixelweise angesteuert werden. Ein von einer aktiven Matrixelektrodenstruktur pixelweise angesteuertes elektrolumineszierendes Element wird zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Da das EL-Element nur einen Speicherleuchtstoff anregen soll, wird es lediglich dazu benötigt, das Element ein- und auszuschalten (binär angesteuert). Somit kann die Ansteuerung selbst für ein pixelweise angesteuertes EL-Element recht einfach ausgeführt werden.
Das elektrolumineszierende Element, das in der Einrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, kann ferner jede beliebige zusätzliche Schicht umfassen, die nötig ist, damit es funktioniert. Es kann z.B. Isolierschichten zum Isolieren der elektrolumineszierenden Verbindung von den Elektroden, Schutzschichten auf den Elektroden, Sperrschichten zum Schützen des Elements vor Feuchtigkeit usw. umfassen.
Aktive matrixförmige elektrolumineszierende Elemente, die in der Einrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, sind beispielsweise in US-A 5 767 623, US-A 5 650 692, US-A 5 712 528 usw. offenbart worden. Diese sind mit Wechselstrom angetriebene elektrolumineszierende Dünnfilmelemente (AC TFEL). Für die Einrichtung der vorliegenden Erfindung eignen sich außerdem sehr gut elektrolumineszierende Dickfilmmaterialien, wie sie z.B. in WO 93/23972 beschrieben sind. Die elektrolumineszierenden Elemente, die in der Einrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, brauchen nur monochromes Licht zu emittieren.
Bei einem elektrolumineszierenden Element, das in der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, sind die Zeilenelektroden oder die Spaltenelektroden oder beide lichtdurchlässige Elektroden, z.B. aus einem lichtdurchlässigen Träger mit einer Schicht aus Indium/Zinnoxid (ITO) oder aus einem lichtdurchlässigen Träger, der eine lichtdurchlässige leitende Polymerschicht trägt, hergestellt, wie bereits eingangs erwähnt wurde.
Die anorganischen sowie organischen verwendeten elektrolumineszierenden Verbindungen werden im Hinblick auf die Anregungseigenschaften des anzuregenden Speicherleuchtstoffs gewählt. So ist beispielsweise in der elektrolumineszierenden Verbindung, mit der ein Speicherleuchtstoff mit einer maximalen Anregbarkeit im roten Bereich des sichtbaren Spektrums angeregt wird, eine elektrolumineszierende Verbindung mit einer Lichtemission enthalten, die auf den Wellenlängenbereich abgestimmt ist. Die Verwendung eines elektrolumineszierenden Elements aus einer anorganischen elektrolumineszierenden Verbindung (einem elektrolumineszierenden Leuchtstoff) zum Anregen eines Speicherleuchtstoffs in einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, da derartige Einrichtungen allgemein zu ihrer Aktivierung eine niedrigere Spannung erfordern.
Die vorliegende Erfindung verschafft eine gegenüber Energie einfallender Strahlung mit einer Wellenlänge von höchstens 350 nm empfindliche Einrichtung. Die Energie einfallender Strahlung wird also als Einzelwert oder als Spektrum unterschiedlicher Energiewerte gemessen, je nachdem ob die obenbeschriebene Einrichtung als Ganzes oder pixelweise ausgelesen wird. Wahrend der Belichtung absorbiert das Filter, das die größten Oberflächenseiten der erfindungsgemäßen Einrichtung abdeckt, Strahlung mit einer Wellenlänge von zumindest 350 nm. Anschließend an ihre Bestrahlung speichert die in der erfindungsgemäßen Einrichtung eingebaute (trägergestützte oder selbsttragende) Speicherleuchtstofffolie also einen Teil der Energie der Röntgenstrahlung und befindet sich in solcher Position, bezogen auf die EL-Schicht, dass das durch EL-Schicht emittierte Licht den Speicherleuchtstoff erreichen und den Leuchtstoff anregen kann, um die gespeicherte Energie freizusetzen. Auf diese Art und Weise wird zumindest ein Teil der gespeicherten Energie als angeregtes Licht freigesetzt. Da die Menge angeregtes Licht proportional zur Menge im Speicherleuchtstoff gespeicherter Energie steht, kann das angeregte Licht sodann erfasst und in ein elektrisches, weiter zu verarbeitendes Signal umgewandelt werden.
In einer besonderen Ausführungsform, in der ein pixelweises Auslesen besonders bevorzugt wird, enthält die erfindungsgemäße Einrichtung eine Filterschicht, die über ihre Oberfläche in verschiedene Teile aufgeteilt ist, wobei die Teile jeweils Strahlung mit verschiedenen Energiewerten absorbieren, um gezielt unterschiedliche Energie einfallender Strahlung, die z.B. von unterschiedlichen Strahlungsquellen mit einer Wellenlänge von höchstens 350 nm herrührt, nachzuweisen. Nach einer Ausführungsform werden die verschiedenen Oberflächenteile der erfindungsgemäßen Einrichtung in diesem Fall z.B. mit einem Bleifilter mit unterschiedlichen Stärken oder, je nach den nachzuweisenden Energiewerten, mit einem Filter aus unterschiedlichen Metallarten abgedeckt. Eine solche Einrichtung ist in 7 veranschaulicht, wobei ihre verschiedenen Bestandteile oben erläutert worden sind. In einer besonderen Ausführungsform, wie sie in dieser 7 dargestellt wird, ist die normalerweise aus einer Einheit aufgebaute elektrolumineszierende Einrichtung in 4 getrennte Einheiten aufgeteilt (siehe Teile 103a, b, c und d), die entweder als Formteil hergestellt oder aber getrennt hergestellt und anschließend zusammengebaut worden sind, wobei Teil (103a) z.B. empfindlich gegenüber der Energie einer Co⁶⁰-Quelle und sogar höher ist, Teil (103b) z.B. empfindlich ist gegenüber der Energie einer Ir¹⁹²-Quelle, Teil (103c) gegenüber einer Energie einer Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 50 und 150 nm und Teil (103d) gegenüber Ultraviolettstrahlung. Es ist deutlich, dass eine solche Aufteilung der oberbeschriebenen Einrichtung nicht beschränkt ist und alternative Ausgestaltungen in Bezug auf die Form und die nachzuweisende Energie ebenfalls in Frage kommen. So kann es vorteilhaft sein, die Empfindlichkeit der verschiedenen Teile der Einrichtung so anzupassen, dass sich dann die Einrichtung in einer Umgebung einsetzen lässt, in der Materialien gemäß zerstörungsfreien Prüfungsverfahren untersucht werden, bei denen Strahlung mit einer Energie von etwa 200 keV verwendet wird, wie z.B. erläutert in EP-A 0 620 482, 0 620 483, 0 620 484, 0 621 506 und 0 698 817. Die Filter werden dann vorzugsweise in einer solchen Struktur angeordnet, dass ein geeignetes pixelweises Auslesen möglich wird.
Das Erfassen des angeregten Lichtes durch ein Lichtleitelement zu einem Fotovervielfacher kann in gleicher Art und Weise erfolgen wie in Verfahren, in denen die Speicherleuchtstofffolie pixelweise durch einen Laserstrahl angeregt wird, wie das in digitaler Radiografie der Fall ist. Das oberbeschriebene Lichterfassungselement für das angeregte Licht (eine CCD-Matrix des Zeilen- oder Matrixtyps oder ein gasgefüllter Fotonendetektor des Zeilen- oder Matrixtyps) kommt dann in Frage, wenn die Anregung der Speicherfolie durch ein pixelweise angesteuertes EL-Element erfolgt. Außer ladungsgekoppelten Elementen (CCDs) kann eine Matrix von gasgefüllten Fotonendetektoren oder ein α-Si-haltiger, an TFTs (Dünnfilmtransistoren) gekoppelter Sensor des Zeilen- oder Matrixtyps verwendet werden. Sehr nutzbare Gasdetektoren zum Einsatz als Mittel zur pixelweisen Erfassung des angeregten Lichts sind offenbart in z.B. EP-A 0 846 962. In dieser Patentanmeldung wird ein Röntgenbilddetektor mit einem zweidimensionalen positionsempfindlichen gasgefüllten Fotonendetektor offenbart, der ein röntgenstrahlenempfindliches Speichermittel zum Speichern eines Röntgenbildes, das bildmäßig moduliertes Licht emittieren kann, und einen zweidimensionalen positionsempfindlichen gasgefüllten Fotonendetektor umfasst, der so ausgelegt ist, dass er bildmäßig moduliertes Licht nachweist, wobei der zweidimensionale positionsempfindliche gasgefüllte Fotonendetektor eine Fotokathode, die so angeordnet ist, dass sie von dem Speichermittel emittiertes bildmäßig moduliertes Licht empfängt und als Reaktion auf das bildmäßig modulierte Licht eine Ausgabe von Elektronen liefert, einen gasgefüllten Elektronenvervielfacher, der die Ausgabe von Elektronen aus der Fotokathode bearbeitet, um eine Elektronenlawine zu liefern, die eine erhöhte Anzahl von Elektronen umfasst, und eine Elektrodenbaugruppe enthält, die zumindest eine Anode und zumindest eine Kathode umfasst, wobei die Elektrodenbaugruppe so ausgelegt ist, dass sie von dem Elektronenvervielfacher erzeugte Elektronen einsammelt.
Das angeregte Licht kann mit Hilfe einer selbstfokussierenden Linse oder mit Hilfe einer Matrix aus sich verengenden oder sich nicht verengenden optischen Fasern an das Erfassungsmittel angekoppelt werden. Bei Verwendung eines zeilenförmigen Erfassungsmittels ist dies bevorzugt so lang wie die längste Abmessung des zeilenförmigen EL-Elements, das wiederum bevorzugt so lang ist wie eine der beiden Abmessungen der anzuregenden Speicherplatte. Wenn die Abmessungen des pixelmäßigen Erfassungsmittels kleiner sind als die Abmessungen des EL-Elements, kann das angeregte Licht durch sich verengende optische Fasern zu dem pixelmäßigen Erfassungsmittel geleitet werden. Das pixelmäßige zweidimensionale Lichterfassungsmittel, das eine Fläche aufweist, die so groß ist, dass sie mindestens die Gesamtfläche der Leuchtstoffplatte abdeckt, die angeregt wird, kann ein einzelnes Lichterfassungsmittel sein oder aus einer Nebeneinanderanordnung mehrerer kleinerer Lichterfassungsmittel bestehen. Ein derartiges, aus einer Nebeneinanderanordnung mehrerer kleinerer Erfassungsmittel bestehendes Mittel für das angeregte Licht aus einer Speicherleuchtstoffplatte mit CCDs ist in der am 20. Januar 1998 eingereichten europäischen Anmeldung 98200152.1 mit dem Titel „Method for obtaining an electrical representation of a radiation image using CCD sensors" bekannt.
Aus der obengenannten Offenbarung geht hervor, dass die einfachste erfindungsgemäße Einrichtung eine Einrichtung ist, die Folgendes enthält:

– ein nicht pixelweise angesteuertes EL-Element,
– eine an die elektrolumineszierende Schicht angrenzende Speicherleuchtstoffschicht,
– ein matrixförmiges Erfassungsmittel für das pixelweise Erfassen des angeregten Lichts.

Bei einer derartigen Einrichtung weisen die EL-Schicht, die Speicherleuchtstoffschicht und das matrixförmige Erfassungsmittel vorzugsweise die gleiche Fläche auf. Der matrixförmige Lichtdetektor für das pixelmäßige Erfassen des angeregten Lichts kann eine zweidimensionale Matrix aus ladungsgekoppelten Bauelementen (CCDs) sowie eine zweidimensionale Matrix aus gasgefüllten Fotonendetektoren sein.
Bei einer derartigen Einrichtung weisen die elektrolumineszierende Schicht, die Speicherleuchtstoffschicht und das matrixförmige Erfassungsmittel die gleiche Fläche auf. Der Leuchtstoffteil und der elektrolumineszierende Teil können zwischen dem Träger des Speicherleuchtstoffteils und der Schutzschicht durch einen Klebstoff aneinandergeklebt sein. Der Speicherleuchtstoff kann ebenfalls direkt auf die Schutzschicht aufgetragen werden, und der Träger kann entfallen. Wenn die Einrichtung auf diese Weise strukturiert wird, kann dies die erzielbare Bildqualität erhöhen. Eine andere Möglichkeit zum Kombinieren des elektrolumineszierenden Teils und des Leuchtstoffteils der Einrichtung kann ebenfalls verwendet werden, z.B. können beide Teile durch elektrostatische Anziehung, durch Zusammenklemmen der Seiten der Einrichtung usw. zusammengehalten werden. Außerdem können die elektrolumineszierenden Teilchen und die ausleuchtbaren Leuchtstoffteilchen in eine und dieselbe Schicht aufgetragen werden, wie in den Figuren erläutert wird.
Es ist deutlich, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung ebenfalls durch ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes Verfahren zur quantitativen Ermittlung gespeicherter Energiemengen der einfallenden Strahlung gelöst werden:

i) Bereitstellen einer oberbeschriebenen Einrichtung,
ii) Bestrahlung der Einrichtung mit einfallender Strahlung aus der Umgebung, wobei die anregbare Leuchtstoffteilchen enthaltende Speicherfolie proportional und gleichzeitig durch ein gegenüber dieser Strahlung empfindliches Objekt belichtet wird, wobei das Objekt nach Bestrahlung nicht notwendigerweise geschlossen oder abgedeckt werden muss, um Bestrahlung mit Energiequellen mit unerwünschten Wellenlängen zu vermeiden,
iii) Auslesen der Speicherleuchtstofffolie, indem die Speicherleuchtstoffe durch zumindest eine elektrolumineszierende, Anregungslicht emittierende Schicht angeregt werden und dabei Energie freigesetzt wird,
iv) digitales Nachweisen der durch die Speicherleuchtstofffolie freigesetzten Energie mittels eines die Energie erfassenden Detektors und
v) Löschen gespeicherter Restenergie.

In einer besonderen Ausführungsform, in der die erfindungsgemäße Einrichtung Energie absorbiert oder erfasst und diese von durchdringender Strahlung mit unterschiedlicher Intensität herrührende Energie quantitativ reproduziert, sind die folgenden Schritte im erfindungsgemäßen Verfahren erforderlich:

i) Belichtung des Speicherleuchtstoffes mit durchdringender Strahlung,
ii) Speichern der von der durchdringenden Strahlung herrührenden Energie im Speicherleuchtstoff,
iii) Freisetzung von zumindest einem Teil der gespeicherten Energie als angeregtes Licht mit einer bestimmten Wellenlänge durch Anregung des Leuchtstoffes mit elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 400 nm und
iv) Auslesen des angeregten Lichts, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff durch von einer pixelweise angesteuerten elektrolumineszierenden Einrichtung herrührende elektromagnetische Strahlung angeregt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt also die Auslösung der Anregung durch elektrolumineszierende, durch die elektrolumineszierende Schicht erzeugte Energie durch elektrische Anregung zweier, an beiden Seiten der Speicherfolie(n) angeordneter Elektroden, die an eine Spannungsquelle angekoppelt sind, die so ausgelegt ist, dass zwischen den beiden Elektrodenschichten eine elektrische Spannung angelegt wird. Die zwei Elektrodenschichten liegen deshalb jeweils als eine Matrix von senkrecht aufeinander angeordneten Zeilen- und Spaltenelektroden an der einen und der anderen Seite der elektrolumineszierenden Schicht vor und sind an eine Spannungsquelle angekoppelt, die so ausgelegt ist, dass an jede der Elektroden getrennt eine elektrische Spannung angelegt wird.
Wie schon angegeben, wird das in der erfindungsgemäßen Einrichtung erzeugte angeregte Licht durch ein Erfassungsmittel als Signal nachgewiesen und zu einem Fotovervielfacher geführt, wo das Signal weiter verarbeitet wird. Das Anregungslicht verlässt also die Speicherfolie, wird durch ein Erfassungsmittel eingefangen und zu einem Fotovervielfacher geführt, wo das Signal weiter verarbeitet wird. Das Erfassungsmittel in der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorzugsweise eine Linie optischer Fasern. In der vorliegenden Erfindung wird (werden) das (die) nachweisbare(n) Signal(e) in einem elektronischen Speicher oder Chip verarbeitet und gespeichert, wobei der elektronische Speicher ein DSP-Chip ist (DSP = digital signal processing, d.h. digitale Signalverarbeitung). Die Einrichtung selbst enthält also vorzugsweise einen elektronischen Speicher in Form eines DSP-Chips (digitale Signalverarbeitung) zur quantitativen Ermittlung der Strahlungsenergie, die zwischen dem Moment, dass eine Person oder ein Objekt z.B. in eine Zone schädlicher Strahlung eintritt, und dem Austrittsmoment, wie z.B. in einem Kernkraftwerk, oder wenn man von „Sonnenüberwachung" sprechen würde, während der Zeit, dass eine Person Sonnenstrahlung ausgesetzt war, erfasst wird. Da die durch die Speicherfolie freigesetzte Energie nach solcher Bestrahlungszeit der durch den Gegenstand oder die Person absorbierten Energie proportional ist, kann die Energie quantitativ ermittelt und im DSP-Chip abgespeichert werden.
Der DSP-Chip bietet überdies digitale Daten einer quantitativ nachgewiesenen Gesamtüberbelichtungs- oder -unterbelichtungsdosis mit einer Wellenlänge von höchstens 350 nm durch Berechnung von z.B. dem Unterschied zwischen nachgewiesenen Strahlungswerten und maximalen zulässigen Werten pro Bestrahlungszeitraum (ausgedrückt als Körperäquivalent). Es können ferner Mittel bereitgestellt werden, mit denen der DSP-Chip an ein Netzwerk angeschlossen werden kann, über das digital gespeicherte Daten betreffs der Bestrahlung der erfindungsgemäßen Einrichtung (die der Bestrahlung einer Person und/oder eines Gegenstands in engem Kontakt damit proportional sind) an einen Hauptrechner übertragen werden können. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist also ein Personenüberwachungsgerät zur Verwendung als Indikator der einfallenden Strahlung und enthält ein Mittel zum Absorbieren der einfallenden Strahlung, wobei die Strahlung der Strahlung proportional ist, wenn gleichzeitig mit dem Indikator ein Gegenstand (wie der menschliche Körper) dieser Strahlung ausgesetzt wird. In einer besonderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird Strahlungsenergie mit einer Wellenlänge von höchstens 350 nm und insbesondere einfallende Strahlung, die im Wesentlichen aus UV-B- und UV-A-Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen 250 und 350 nm besteht, gleichzeitig durch ein eine Speicherleuchtstofffolie enthaltendes Mittel und die menschliche Haut, die der von Sonnenlicht oder in „Sonnenstudios" benutzten Solarpanelen herrührenden einfallenden Strahlung ausgesetzt wird, erfasst. Zum Speichern und Akkumulieren von Strahlungsenergie von Sonnenlicht oder Solarpanelen empfiehlt es sich, die Energie zu speichern, um sie nachher auslesen zu können.
Das Personenüberwachungsgerät oder der Indikator, das bzw. der als erfindungsgemäße Einrichtung verwendet wird und von der Person getragen wird, die zu wissen wünscht, welche Dosis schädlicher Strahlung er/sie während seiner/ihrer Aussetzungszeit eingefangen hat, braucht nicht mit einem Verschlusselement versehen zu werden, ehe mit der Bestrahlung begonnen werden kann.
Nach Auslesen der durch ein elektrolumineszierendes Element angeregten Speicherleuchtstofffolie und Verarbeitung der Ergebnisse auf der Basis der erfassten Daten können die verarbeiteten Daten mit Daten bezüglich maximaler zulässiger Aussetzungszeiten für unterschiedliche Energieniveaus, die z.B. digital in wahlweise in einem Auslesegerät oder im angeschlossenen Netzwerk eingebauten Nachschlagetabellen gespeichert sind, verglichen werden.
Die erhaltenen Ergebnisse werden dann in digitaler Form in einem digitalen Speichermedium im Personenüberwachungsgerät oder über ein Netzwerk mit Krankenhäusern gespeichert. Es kann ein Bericht auf der Anzeige des Auslesegeräts erscheinen und der Bericht kann der betreffenden Person in Form einer Hartkopie, wie z.B. eines gedruckten Tickets, zur Verfügung gestellt werden. Dieses Ticket kann die Aussetzungszeit und die empfohlene maximale zulässige Zeit für die verschiedenen erfassten Bestrahlungsenergiewerte enthalten. Überdies wird vorzugsweise ebenfalls eine personalisierte Vorschau für die maximale zulässige Bestrahlung für den jeweiligen Tag und den folgenden Tag oder die folgenden Tage (z.B. für die nächsten 3 Tage) verschafft. Dieser Wert kann ferner ebenfalls auf dem dem erfindungsgemäßen Personenüberwachungsgerät nachgeschalteten digitalen Speichermedium gespeichert werden.
Der mit unterschiedlichen Strahlungsenergiewerten bestrahlten Person ist es also möglich, zu überprüfen, ob die Tagesstrahlungsdosis noch innerhalb der zulässigen Grenzwerte fällt, und so mögliche zukünftige Gesundheitsrisiken zu ermitteln.
Ferner muss die Speicherleuchtstofffolie des erfindungsgemäßen Personenüberwachungsgeräts Speicherleuchtstoffe enthalten, deren Dunkelabfall mehr als 2 Stunden beträgt, damit die gespeicherte Energie mit genügend hoher Präzision im angemessenen, im Nachstehenden in verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Auslesegerät ausgelesen werden kann.
In der Praxis gilt als Erfordernis, dass sogar 15 Stunden nach beendeter Bestrahlung noch ausgelesen und ein akzeptables Ergebnis erhalten werden kann. Das als „Dunkelabfall" bezeichnete Phänomen soll wie folgt interpretiert werden.
Ein Speicherleuchtstoff, der nach Bestrahlung mit einfallender Strahlung Energie gespeichert hat, wie das in der vorliegenden Anmeldung der Fall ist, kann die gespeicherte Energie auch ohne Bestrahlung mit Anregungslicht freisetzen. Solche Freisetzung von Energie wird "Dunkelabfall" genannt. Ermittelt wird der Dunkelabfall nach einem Verfahren, in dem der Leuchtstoff mit Strahlung von 70 kVp belichtet und sofort danach mit einem He-Ne-Laser von 30 mW angeregt wird. Das bei der Anregung durch den Leuchtstoff emittierte Fluoreszenzlicht wird dann gesammelt und z.B. zu einem Fotovervielfacher (wie z.B. dem im Handel erhältlichen HAMAMATSU R 376) geleitet, wobei ein entsprechender elektrischer, der Beginnmenge emittierten Fluoreszenzlichts proportionaler Strom erhalten wird. Die Bestrahlung des Leuchtstoffes mit der genannten Strahlung kann wiederholt werden, das Auslesen der Menge angeregten Lichtes bei vorgegebener Anregungsenergiestärke jedoch kann erst nach Dunkellagerung des bestrahlten Speicherleuchtstoffes mit der darin gespeicherten Energie über einen vorgegebenen Zeitraum stattfinden. Dieser Prozess wird wiederholt und die Zeit, nach der das emittierte Fluoreszenzlicht (und also die im Leuchtstoff verbleibende Energie) eines im Dunkeln aufbewahrten Leuchtstoffes auf einen Wert von l/e (wobei "e" die Grundzahl für die natürliche logarithmische Skala ist) zurückgefallen ist, wird als „Dunkelabfall" bezeichnet. In den praktischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist der Speicherleuchtstoff vorzugsweise einen Dunkelabfall von mehr als 120 Minuten (2 Stunden) und vorzugsweise sogar viel mehr auf.
In der Praxis werden deshalb mathematische Algorithmen zur Ermittlung des Mittelwertes verschiedener Messpunkte auf nur einen Wert und zur numerischen Integration des Signals zur Berechnung des entsprechenden Energieinhalts verwendet. Die Berechnung einer theoretischen Analysefunktion durch Wurzelanalyse macht alle Messpunkte nutzbar und zwar weil Rauschen einen verhältnismäßig weniger starken Einfluss hat. Überdies wirkt die Anwesenheit zusammenfallender Spitzen, denen störende Spannungsspitzen zugrunde liegen, weniger störend.
Zur Durchführung dieser Berechnungen sind zwei analytische Funktionen nutzbar:

– eine Funktion, die einen exponentiellen Abfall darstellt (siehe Formel I) y(t) = A·E–t + B (I)und
– eine Funktion, die ein "Potenzgesetz" darstellt (siehe Formel II) y(t) = A·(t + Tx)–n + B (II)

A: die Amplitude des Signals und
B: die Korrektur der Null-Bezugslinie (Korrektur der Basislinie) ist.

Andere Symbole werden im Nachstehenden erläutert.
Formel (I), die einen exponentiellen Abfall ausdruckt, entspricht einer Hyperbelfunktion mit verschobener x-Achse.
Formel (II) ist die beste Funktion zum Anpassen durch Versuche gemessener Daten und wird deshalb in der Praxis zum Durchführen automatischer Korrekturen benutzt. Beim Gerät, das zum Auslesen eines Speichermittels nach dem obenbeschriebenen Verfahren verwendet wird, enthält das Gerät ferner einen DSP-Chip (DSP = digital signal processing, d.h. digitale Signalverarbeitung) zur quantitativen Ermittlung der durch das Speichermittel freigesetzten Energie. Daten in Bezug auf zulässige Bestrahlungszeiten oder zulässige Strahlungsenergie als Funktion externer oben erwähnter Faktoren lassen sich Nachschlagetabellen entnehmen und werden dann auf dem DSP-Chip gespeichert. Der DSP-Chip ermittelt überdies die durch den Dunkelabfall oder die Überbelichtung mit sichtbarem Licht ausgelöste Abnahme des Signals. Dunkelabfall und/oder Überbelichtung mit sichtbarem Licht bewirken ja eine Senkung der im Speicherleuchtstoff gespeicherten Energie.
Die Ergebnisse bezüglich gespeicherter Strahlungsenergie sind also niedriger als die der erhaltenen realen Signale. Wird davon ausgegangen, dass das oben erwähnte Potenzgesetz die geeigneteste theoretische Funktion zum Ausdruck des Dunkelabfalls ist, so wird sich der Beginnmesspunkt im Verhältnis zum Messpunkt der echt erfassten Energie verschieben: der erste Teil der erwarteten grafischen Darstellung entfällt also. Nach Anpassen der Kurve ergibt sich ein unterschiedlicher Tx-Wert, die Werte A (die Amplitude) und n (die Potenz) dagegen sind dieselben geblieben. Der n-Wert ist nur vom Typ des benutzten Speicherleuchtstoffes abhängig und kann als konstant betrachtet werden. In diesem Fall ist die Integration unter der Kurve von einem Wert –Tx zum uneigentlichen Integral proportional zur Amplitude und nicht von den anderen Parametern abhängig.
Zusammengefasst lässt sich sagen, dass wenn sich die in einem Speicherleuchtstoff gespeicherte Energie infolge Dunkelabfall oder Belichtung (mit Fremdlicht) verringert hat, der erste Teil der Kurve nicht gemessen wird. Allerdings ist dabei die Kinetik unverändert geblieben, so dass sich nach Anpassen der Kurve gemäß dem Potenzgesetz-Algorithmus die Amplitude des Beginnsignals erneut ergibt, diesmal unabhängig von Dunkelabfall und Belichtung mit sichtbarem Fremdlicht. Demzufolge muss sogar das Zeitintervall zwischen der Bestrahlung und dem Moment der Anordnung des Indikators im Auslesegerät nicht bekannt sein oder angegeben werden. Sogar die Stärke des einfallenden sichtbaren Lichts ist nicht wichtig. Es ist deutlich, dass die Genauigkeit der Korrektur abhängig ist von der Genauigkeit der Ermittlung der theoretischen Funktion. Aus diesem Grund erfolgt die Berechnung mit doppelter Genauigkeit (32 Bitzahlen). Ein weiterer Faktor zur Ermittlung der Genauigkeit ist die Abschwächung des Signals oder die Dunkelabfallzeit: obgleich die Berechnung noch tadellose Ergebnisse ergibt, sogar bei einem Abschwächungsfaktor 2, ist solch hohe Genauigkeit nur erreichbar, wenn ein solcher "Halbwertszeit" nicht über ein empfohlenes Zeitintervall von etwa 15 Stunden hinauskommt. Das Zeitintervall reicht aber weitaus, um die innerhalb eines Tages erfasste Dosis nachzuweisen. Die Anwendung des obenbeschriebenen „Potenzgesetz"-Verfahrens erlaubt eine reproduzierbare Nachweisung einer minimalen Dosis von 10 μR (88 nGray) mit einer Standardabweichung von höchstens 5%.
Um das „Potenzgesetz"-Verfahren weiter zu verbessern und dabei eine reproduzierbare Nachweisung einer minimalen Dosis von 2 μR (20 nGray) mit einer Abweichung von höchstens 5% zu ermöglichen und überdies die Nachweisbarkeit höherer Dosen als die minimale Dosis von 2 μR mit einer Abweichung von sogar höchstens 3% zu verbessern, sind folgende Maßnahmen getroffen.
Die gemessene Kurve wird nun mit einem theoretischen Potenzgesetz der nachstehenden Formel (III) angepasst: y(t) = A·(t + t0)–n (III)
Das Anpassen erfolgt durch Analyse der kleinsten Quadrate. Die Parameter A, t₀ und n werden so eingestellt, dass die Summe der Quadrate der Abweichungen zwischen der gemessenen Kurve und der theoretischen Kurve auf ein Minimum reduziert wird. Auf der Basis der so erhaltenen Werte kann eine theoretische nun rauschfreie Kurve erstellt werden. Die Integration unter der so erstellten theoretischen Kurve vom Kurvenbeginn bis zur "l/e"-Linie ergibt eine Verbesserung der oben erwähnten Reproduzierbarkeit (bis zu einer Standardabweichung von 3%, sogar bei niedriger Dosis) und ermöglicht die Nachweisung einer minimalen Dosis von 2 μR, was einer Dosis von 20 nGray entspricht.
Bevorzugte Auslesemittel werden im Nachstehenden ferner beschrieben.
Die Bestrahlung des Leuchtstoffes mit durchdringender Strahlung wird wiederholt, das Auslesen der Menge ausleuchtbaren Lichtes bei vorgegebener Anregungslichtstärke jedoch findet erst nach Dunkellagerung des bestrahlten Speicherleuchtstoffes über einen vorgegebenen Zeitraum statt. Dieser Prozess wird wiederholt und die Zeit, nach der das emittierte Fluoreszenzlicht (und also die im Leuchtstoff verbleibende Energie) eines im Dunkeln aufbewahrten Leuchtstoffes auf einen Wert von l/e zurückgefallen ist, wird als „Dunkelabfall" bezeichnet.
Der Dunkelabfall eines Speicherleuchtstoffes zur Verwendung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise mehr als 120 Minuten (2 Stunden).
Es ist deutlich, dass nach Auslesen der im Speicherleuchtstoff gespeicherten Energie keine Restenergie mehr im Leuchtstoff verbleiben darf, um einen unzulässigen Anstieg der gespeicherten Energie nach einer nächsten Bestrahlung zu vermeiden. Aus diesem Grund enthält ein erfindungsgemäßer Indikator eine Speicherleuchtstofffolie mit Speicherleuchtstoffen mit elektronisch löschbarem Speicher, wobei das Löschen bei wieder verwendbaren Personenüberwachungsgeräten, wie das in der vorliegenden Erfindung der Fall ist, nach beendetem Auslesen im Gerät, in dem der angeregte ausleuchtbare Leuchtstoff ausgelesen wurde, stattfindet. Die lichtdichte Abdeckung des Leuchtstoffes beinhaltet ferner den Vorteil, dass sich ein Speicherleuchtstoff mit hoher „Löschbarkeit", aber langsamen "Dunkelabfall" in vorteilhafter Weise in der vorliegenden Erfindung verwenden lässt.
Nach Auslesen wird die ausleuchtbare Leuchtstoffschicht gelöscht, um jegliches in der Schicht verbleibende Restbild zu entfernen und den Indikator dadurch wieder einsatzfertig zu machen.
In der Praxis wird im Löschvorgang keine vollständige Entfernung der gespeicherten Strahlungsenergie erzielt. Um die Folie wieder verwendbar zu machen, wird sie aus der im Gerät eingebauten Auslesestation zu einer Löschstation geführt, wo ein Teil der nach dem Auslesevorgang im Leuchtstoff verbleibenden Restenergie durch gleichmäßige Belichtung der Folie mit Löschlicht gelöscht wird. Sogar nach Löschen einer ausgelesenen ausleuchtbaren Leuchtstofffolie kann es aber vorkommen, dass in der ausgelesenen Folie oder Platte noch Restenergie verbleibt. Ursache dieser Restenergiemenge kann eine nicht-optimale Einstellung oder Steuerung der Menge auf die ausleuchtbare Leuchtstofffolie gestrahlter Löschenergie sein.
Mögliche Ursachen einer nicht-optimalen Einstellung der Löschenergiemenge sind eine zu kurze Löschbelichtung der ausleuchtbaren Leuchtstofffolie (zum Beispiel infolge einer falschen Folienfördergeschwindigkeit), das Nicht-Übereinstimmen der Menge durch die Löschlichtquellen auf die Leuchtstofffolie gestrahlten emittierten Lichts (zum Beispiel wegen eines Lampenfehlers) mit der eingestellten Menge, usw. Hier sind nur einige der mehreren möglichen Ursachen erwähnt. Bei Wiederverwendung und Neubestrahlung einer nicht in akzeptablem Maße gelöschten Speicherfolie wird das in der Folie verbleibende Restsignal dem neuen Signal hinzugefügt.
Das Löschen ausleuchtbarer Leuchtstofffolien ist den Fachleuten allgemein bekannt und kann z.B. durch vollflächige Belichtung der Schicht mit Licht innerhalb des Anregungslichtwellenlängenbereichs vorgenommen werden, wobei diese Anregungslichtwellenlänge auch hier über elektrolumineszierende Schichten oder Folien erzeugt werden kann. Zum Vermeiden von Beschädigung der Ausleseelektronik wird die während des Löschens angewandte hohe Spannungszufuhr im Falle der Verwendung eines Fotovervielfachers ausgeschaltet. Die Ausleseelektronik wird vor Auslesen einer folgenden Strahlungsdosis ebenfalls rückgestellt.
Genauso wie in EP-A 0 345 832 können ein Verfahren und Gerät zum Aufzeichnen und Auslesen von Strahlungssignalen benutzt werden. Das Gerät enthält dabei ein Kreislaufzufuhrsystem, durch das (in einer Einrichtung vorliegende) ausleuchtbare Leuchtstoffbogen über einen vorgegebenen Kreislaufzufuhrweg, der der Reihe nach eine Belichtungseinheit, eine Ausleseeinheit und eine Löscheinheit umfasst, zugeführt werden. In diesem Kreislaufsystem werden jegliche Restbilder vor der folgenden Aufzeichnung von Bildern auf den Bogen gelöscht. Nach beendetem Löschen wird der Bogen erneut ausgelesen und kommt der Signalpegel nicht über den Schwellenwert hinaus.
Kommt der Signalpegel über einen vorgegebenen Wert hinaus, so wird das Restbild in der Bildlöscheinheit erneut gelöscht.
Der Löschschritt wird wiederholt, bis ein genügend kleines Restbild erhalten wird.
Das Gerät verschafft also ein Verfahren, um eine Menge in einer ausleuchtbaren Leuchtstofffolie der erfindungsgemäßen Einrichtung gespeicherter Strahlungsenergie auszulesen, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

1) Belichtung der Folie mit elektrolumineszierender Anregungsstrahlung,
2) Nachweisen des bei Anregung emittierten Lichts,
3) Umwandlung des nachgewiesenen Lichts in ein das Bild darstellendes elektrisches Signal,
4) Belichtung der Folie mit Löschlicht zum Erhalten einer gelöschten Folie,
5) Anwendung der Schritte 1 bis 3 auf zumindest einen Teil der gelöschten Folie,
6) Schwellenwertvergleich eines während Schritt (5) erhaltenen elektrischen Signals mittels eines Signalschwellenwerts, der eine maximale Menge emittierten Lichts darstellt, die noch auf einer gelöschten Folie nachgewiesen werden darf, wobei die gelöschte Folie in Schritt (5) abgetastet wird.

Die in der gelöschten Folie verbleibende Energie sollte genügend klein sein. Vorzugsweise ist der bei der zweiten Auslesung der Folie bei höchster Maschinenempfindlichkeit gemessene Signalpegel 1.000mal kleiner als der maximale Signalumfang des Auslesegeräts bei der höchsten Maschinenempfindlichkeit.
Kommt das im Schritt (5) gemessene Signal über einen vorgegebenen Signalschwellenwert hinaus, so deutet dies darauf hin, dass die ausleuchtbare Leuchtstoffschicht nicht in hinreichendem Maße gelöscht worden ist, um die Einrichtung wieder verwenden zu können. Solchenfalls soll die Folie nochmals gelöscht werden oder ist auf die Wiederverwendung der betreffenden Einrichtung zu verzichten. Im letzteren Fall kann das Gerät die Einrichtung „hinunterschlucken", um deren verschiedene Komponenten, wie z.B. das Gehäuse und den verwendeten Leuchtstoff, wieder verwendbar zu machen.
Ein Gerät zum Auslesen eines in einer ausleuchtbaren Leuchtstofffolie gespeicherten Strahlungssignals (Strahlungsenergie) kann Folgendes umfassen:

(i) eine Ausleseeinheit mit einem Mittel zum Abtasten der Speicherleuchtstoffschicht der Einrichtung mittels Anregungsstrahlung und einem Mittel zum Nachweisen von bei elektrolumineszierender Anregung durch die Schicht emittiertem Licht und Umwandeln des nachgewiesenen Lichts in ein erstes elektrisches, das Strahlungssignal darstellendes Signal,
(ii) eine Löscheinheit zum Bestrahlen der Einrichtung mit Löschlicht, um eine gelöschte Einrichtung zu erhalten,
(iii) ein Mittel, um die Einrichtung von der Ausleseeinheit zur Löscheinheit zu fördern, wobei das Gerät ferner folgende Elemente umfasst:
(iv) ein Mittel, um eine gelöschte Einrichtung von der Löscheinheit durch eine Ausleseeinrichtung zu fördern,
(v) ein Mittel, um ein zweites elektrisches Signal, das durch Abtasten mittels Anregungsstrahlung von zumindest einem Teil einer gelöschten, durch die Ausleseeinheit geförderten Folie, Nachweisen des dabei emittierten Lichtes und Umwandeln des dabei emittierten Lichts in ein elektrisches Signal erhalten ist, mit einem Schwellenwertsignal, das eine maximale Menge emittierten Lichts, die bei der Abtastung einer gelöschten Einrichtung nachgewiesen werden darf, darstellt, zu vergleichen.

In einer Ausführungsform kann das obenbeschriebene Gerät eine einzelne Ausleseeinheit umfassen. Ein solches Gerät ist aus wirtschaftlichen Gründen und wegen seiner kompakten Gestaltung besonders vorteilhaft.
Bei solchem Auslesegerät kann eine Ausleseeinheit vorzugsweise zwischen der Eingabeeinheit des Geräts und der Löscheinheit angeordnet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Gerät ferner ein Mittel, um die Einrichtung von der Eingabeeinheit über die Ausleseeinheit zur Löscheinheit zu fördern, und ein Mittel, um die Förderrichtung umzukehren und so die Rückförderung der Folie von der Löscheinheit über die Ausleseeinheit zur Eingabeeinheit einzustellen, enthalten.
Das Folienfördermittel kann den Transport im Wesentlichen in einer einzelnen Ebene durchführen.
Nach beendetem Auslesen kann es vorkommen, dass der Leuchtstoff über einen längeren Zeitraum mit der gleichen elektrolumineszierenden Strahlung zu bestrahlen ist, um ihn zu löschen. Er kann zwar ebenfalls zu einer Sonderlöscheinheit gefördert werden, doch es ist klar, dass diese Ausführungsform zeit- und platzsparend ist. Der gelöschte Leuchtstoff kann wieder gemessen werden. Dieses Restsignal kann mit dem ersten Signal verglichen und der Unterschied zwischen beiden Signalen als Bezugswert für die Dosis benutzt werden.

Claims

Eine Einrichtung zur Aufzeichnung und Speicherung von Energie einfallender Strahlung und zum Auslesen dieser Energie, enthaltend: – einen ausleuchtbaren Leuchtstoff (1.3), der die Energie absorbiert und speichert und mit einer Wellenlänge λ_a ausleuchtbar ist, wobei die Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ferner folgende Elemente umfasst: – einen elektrolumineszierenden Leuchtstoff (1.5), der beim Anlegen eines elektrischen Feldes Anregungslicht mit der Wellenlänge λ_a emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung mit einem Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den elektrolumineszierenden Leuchtstoff (1.5) ausgestattet ist und der ausleuchtbare Leuchtstoff (1.3) und der elektrolumineszierende Leuchtstoff (1.5) so zueinander positioniert sind, dass das durch den elektrolumineszierenden Leuchtstoff (1.5) emittierte Licht den ausleuchtbaren Leuchtstoff (1.3) erreicht und anregt, wobei angeregtes Licht als nachweisbares Signal freigesetzt wird.
Einrichtung nach Anspruch 1, die der Reihe nach folgende Elemente umfasst: – eine Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) als Speichermedium zum Absorbieren einfallender Strahlungsenergie, – angrenzend daran an einer Seite einen lichtdurchlässigen Träger (1.2), durch den die Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) mit der einfallenden Strahlungsenergie belichtet werden kann, – angrenzend daran an der anderen Seite und/oder in die Speicherleuchtstofffolie eingearbeitet, wobei in letzterem Fall eine Einzelschicht (3.4) mit der Folie gebildet wird, eine elektrolumineszierende Schicht (1.5), die Anregungslicht mit der Wellenlänge λ_a emittiert, durch das die Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) ausgelesen wird, – angrenzend an die elektrolumineszierende Schicht (1.5) und weiter von der Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) entfernt der Reihe nach – eine Isolierschicht (1.6) und eine Leiterschicht (1.7).
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reihe nach die Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3), die elektrolumineszierende Schicht (1.5), die gegebenenfalls mit der Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) eine Einzelschicht (3.4) bildet, die Isolierschicht (1.6) und die Leiterschicht (1.7) an beiden Seiten des lichtdurchlässigen Trägers (1.2) angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, die ferner folgende Schichten als die Einrichtung abdeckende Außenschichten enthält: – an einer oder beiden ihrer größten Oberflächen, wobei es sich um die Oberseite und/oder gegenüberliegende Seite handelt, eine Filterschicht (1.1), die Energie absorbiert, die während der Belichtung nicht nachgewiesen werden soll, – an den Umfangsrändern oder Kanten um diese Schichten herum eine Umfangsschicht, die die Kanten zumindest zum Teil abdeckt und eine optische Filterschicht ist, die ausschließlich die durch die Folie aus Speicherleuchtstoff (1.3) freigesetzte Energie durchlässt.
Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrolumineszierende Schicht (1.5) das Anregungslicht pixelweise emittiert, um die Speicherleuchtstofffolie bildmäßig auszulesen, wozu die Einrichtung mit einem Mittel bestückt wird, mit dem mittels Zeilen- und Spaltenelektroden (1.4) ein elektrisches Feld an den elektrolumineszierenden Leuchtstoff angelegt wird, wobei die Zeilen- und Spaltenelektroden (1.4) an beiden Seiten der elektrolumineszierenden Schicht (1.5) senkrecht aufeinander angeordnet und an eine Spannungsquelle angeschlossen sind, durch die eine elektrische Spannung an die einzelnen Elektroden (1.4) angelegt wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie der einfallenden Strahlung eine Wellenlänge λ_a von höchstens 350 nm emittiert.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (1.1) während der Bestrahlung Strahlung mit einer Wellenlänge λ_a von mindestens 350 nm absorbiert.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (1.1) über seine Oberfläche in verschiedene Teile aufgeteilt ist, die Strahlung mit verschiedenen Wellenlängen absorbieren, um gezielt unterschiedliche Energie einfallender Strahlung nachzuweisen.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (1.1) ein Bleifilter ist, dessen Stärke je nach Teil der Oberfläche variiert.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung so ausgelegt ist, dass das angeregte Licht mittels eines Erfassungsmittels als Signal nachgewiesen und zwecks seiner weiteren Verarbeitung zu einem Fotovervielfacher übertragen werden kann.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel aus einer Linie optischer Fasern zusammengesetzt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner einen elektronischen Speicher umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Speicher ein digitaler Signalverarbeitungschip ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine Schicht mit Pigmenten aus der Gruppe bestehend aus Bariumtitanat, Magnesiumoxid und Bariumsilikat ist.
Ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes Verfahren zur quantitativen Ermittlung gespeicherter Mengen der Energie einfallender Strahlung: i) Bereitstellen einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ii) Bestrahlung der Einrichtung mit einfallender Strahlung, iii) Auslesen der Speicherleuchtstofffolie, indem die Speicherleuchtstoffe durch zumindest eine elektrolumineszierende, Anregungslicht emittierende Schicht angeregt werden und dabei Energie freigesetzt wird, iv) digitales Nachweisen der durch die Speicherleuchtstofffolie freigesetzten Energie mittels eines Detektors und v) Löschen der gespeicherten Restenergie.
Verfahren zur Absorption oder Erfassung von Energie und zur quantitativen Reproduktion dieser von durchdringender Strahlung mit unterschiedlicher Intensität herrührenden Energie durch die Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit den Schritten: i) Belichtung des Speicherleuchtstoffes mit durchdringender Strahlung, ii) Speichern der von der durchdringenden Strahlung herrührenden Energie im Speicherleuchtstoff, iii) Freisetzung von zumindest einem Teil der gespeicherten Energie als angeregtes Licht mit Wellenlänge durch Anregung des Leuchtstoffes mit elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 400 nm und iv) Auslesen des angeregten Lichts, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff durch von einer pixelweise angesteuerten elektrolumineszierenden Einrichtung herrührende elektromagnetische Strahlung angeregt wird.