JP3971477B2 - 物体追跡および動作制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動物体の感熱追跡に関するものである。更に詳しくは、本発明は超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）熱センサアレイによる物体の熱勾配の検出により、物体の位置、速度または配向（orientation）を判定することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
材料処理システムでは、システムを移動する物体の位置と速度を正確に制御しなくてはならないことが多い。通常、材料処理システムでは、所定経路を所定速度で動く個別物体駆動機構で物体を物理的に嵌合することによって物体の移動を制御する。紙、半導体、プラスティック、鋼のような様々な物体を機械的に嵌合して、嵌合された物体を一定速度で所望経路に沿って移動するために、例えば歯車駆動ラチェット、ローラ、フック、コンベヤが広く採用されている。ありふれた物体の機械的嵌合または摩擦嵌合には、物体との直接的物理接触を要するという不都合がある。高純度またはデリケートな材料の処理を含む特定応用例では、機械的な把持または接触により物質の汚染や破損が生じる場合がある。これは高速処理システムに特に該当することであり、高速処理システムでは物体を嵌合することによって物体を損傷することがある。例えば、高速ローラでは、位置のずれた用紙とローラの嵌合差により用紙が損傷し、用紙が裂けたり破けたりすることがある。別の例としては、高速機械アームまたはグリッパの利用により、処理ラインを移動する高純度シリコンウェハを汚染する可能性が大幅に増す。
【０００３】
幸いなことに、機械的嵌合または摩擦嵌合は物体を移動するための可能手段の一つに過ぎない。確実な機械的接触を要する物体を移動するために、流体支持、静電気システム、または電磁システムを基礎とする物体駆動機構が全て利用されてきた。例えば、強誘電物体に物理的に接触することなく強誘電物質を移動するのに、電磁浮上システムを利用できる。更に一般的には、液体中での物体エントレインメント、気泡浮選法、層流に関する支持、または有向エアジェットによる支持を伴う、何らかの形態の流体支持に依存する材料処理システムが利用されるが、いずれも材料処理システムで物体を持ち上げて推進するのに利用される。
【０００４】
所定の離散距離だけ隔離された関係に物体を保持する機械的嵌合システムと比較して、非機械的嵌合物体駆動機構で物体位置を正確に判定することは、はるかに困難である。一般に、個別位置および速度センサシステムが必要である。これは、移動物体と回転接触するように配置される軽量ボールローラのような機械的センサであってもよいし、物体縁端検出レーザまたはビデオ追跡カメラのような非接触センサであってもよい。残念なことに、使用に供されている機械的センサシステムを浮上物体に適用するのは困難であり、依然として汚染の危険が増大し、しばしば傷がつきやすく較正が困難である。更に、都合の悪いことに、軽く接触するころ軸受、レバーアームなどの機械的装置でさえも物体の動特性を変える可能性がある。そのような機械的センサはしばしば物体の微細構成と表面特性の変更に過度に敏感であり、結局、一定した計測を行うことが困難となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
光学的位置／速度計測システムには機械システムの制限はないものの、それら自体に著しい欠点がある。例えば、レーザとその対応光感知器の間を物体の縁端が通過するときの光の阻害の関数として物体位置を計測する、レーザ放射源／光検出器を組み合わせたものは、機械的センサと比較して汚染の危険を大幅に低減するかもしれないが、高価となり、三次元の動きを追跡するために法外に多数の個別センサ／検出器対を要する可能性がある。ビデオ追跡カメラシステムも同様に高価で、物体の特徴を検出して確実に位置と速度を判定するために実質的な画像処理を要することがある。
【０００６】
広く普及している光学検出器の欠点は、高速移動する、繊細で視覚的に特徴のない材料の位置と速度が必要な場合に最も顕著である。そのような材料の例は、紙、押出しプラスティック、金属箔、ワイヤ、または光ファイバの連続ロールなどである。外側に目印（indicia）（インク、染料、または穴のような物理的孔）が施されていない場合、縁端追跡または光学システムでは、横位置ならびに移動方向に移動する速度だけしか判定できず、処理動作方向の速度は判定不可能である。この問題は、仮令特徴のない材料が連続的なものでなくて、紙シートや半導体ウェハ材料のディスクのような個々の単体より成るものであったとしても、完全に解消されることはない。特徴のない材料の総速度は一般に縁端検出法で判定可能であるが、回転、不整列、または他の配向に関する問題を迅速に検出して他に特徴のない物体に望ましくない痕跡を加えずに適当な移動補正を施すことは、依然として困難でありうる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、追跡物体との物理的接触または追跡物体への永久マーキングを要しない、物体の速度および位置を追跡する装置と方法を提供する。また、本発明は、物体の速度、位置または向きを判定するのに縁端または特徴検出に依存することなく、材料処理システムを移動する連続または個別物体を容易に取り扱うことができる。更に、本発明は、物体にインクの模様、切欠き溝や線、または物体に穿孔を設けることによるなど、物体の永久的物理変更を必要としない。本発明は、物体の動作を計測する複数の熱センサを有する感熱装置と、その計測動作に基づいて物体の動作を調整する、感熱装置に接続された動作制御装置、とを備えた、物体追跡制御システムである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
好適実施態様において、感熱装置の近傍に配置された熱マーキング装置は、また、物体のあらかじめ定められた局在領域又はサブ領域での物体の選択的温度勾配を誘発するために提供されうる。この熱マーキング装置は、物体における局在領域の温度を上昇するように構成された有向熱源を含むことができる。この有向熱源は、レーザ放出コヒーレント光または赤外線にすることが可能であり、あるいは、金属の電気加熱によって提供されるような非コヒーレント放射熱源であってもよい。物体にわずかな力を与えることが可能な応用例の場合は、必要とされる誘発温度勾配が正であるか負であるかに基づいて、加熱または冷却ガスの直接噴射を利用できる。特定応用例では、加熱または冷却されたプローブを軽く接触させて一時的に温度変更させることさえ可能である。プローブによる物体への接触は、物体の局在スポットの伝導冷却に特に有用であり、開または閉回路蒸発冷却器またはペルチェ効果装置に接触した「冷たい指」でも可能である。
【０００９】
熱マーキングの操作は、誘発される温度勾配の所望形状に基づいて、連続的であっても断続的であってもよい。一般に、安定した連続的な操作により、物体の動作方向に向けられた直線に中心位置調整された温度勾配が提供される。粗い時間分解能を備えた（すなわち、温度変化を迅速に計測できない）温度センサだけが利用できる場合、連続熱マーカによって誘発される直線温度勾配は容易に検出可能であり、物体の移動経路ならびに二次元回転方向に関する有用な情報を提供する。
【００１０】
高時間分解能センサが利用できる状況では、熱マーキング装置の断続的またはパルス状または周期的操作が可能である。パルス状または周期的操作は、離散的な熱マーキング（例えば１／１０秒おきに加えられる短時間熱バースト）または振幅変調加熱（例えば、正弦状に変化する有能有向熱エネルギーを有する連続熱源）の両方を含んでもよい。好都合なことに、断続的またはパルス状または周期的な複数回の熱マーキングにより、物体の位置と速度の正確な判定が可能となり、適切な環境において、物体の二次元または三次元の配向の判定が可能となる。察知される通り、そのような情報は、一般に、高速熱スキャン、更に好ましくは、最善の操作のために二次元温度センサアレイを要する。
【００１１】
例えば、物体の複数の局在領域を加熱するのにレーザが使用されうる。加熱領域を、感熱追跡装置の隣接温度センサまで移動するのに要する時間は、勿論、物体の速度が実質的に一定であるとした場合に、物体の速度に反比例する。二次元温度勾配情報が利用できる場合は瞬間速度を判定できる。（物体の各加熱領域のサブ領域の温度をそれぞれが検出する）各センサの温度情報を利用して、温度勾配を計算できる。勾配形状は、物体の速度によって異なるので、物体の移動の速度ならびに方向を判定できる。また、サブ領域温度から導出される二次元温度勾配情報に基づいて温度図心（centroid）が引き出せるので、高精度な物体位置が計算できる。また、熱目印を物体に何回もマーキングする場合、温度図心から導出される配向情報が決定でき、物体の回転速度さえ計算可能である。
【００１２】
位置、速度、配向情報の判定と同時に、物体の動作を調整するための動作制御装置は、この情報を利用して、物体の不整列、誤った速度または移動経路、あるいは（三次元配向情報が入手可能な場合は）物体の縦揺れ、横揺れ、片揺れさえも、補正することができる。本発明の最も好適な実施例において、紙または他の図式的にマークを付けられる材料は、本発明により熱的にマーキングして追跡することが可能な物体に含まれる。紙の高速移動は、差動ローラのような個別に調整可能な機械的作動装置の使用により、あるいは更に好都合には、静電写真装置、レーザプリンタ、または静電インクジェットプリンタのような紙処理システムで紙を支持および移動するエアジェットにより、可能となりうる。この紙取扱システムは、紙取扱システムを移動する紙の一領域に局在温度勾配を誘発する、熱マーキング装置（通常は赤外線レーザ）を含む。紙領域上の、誘発された局在温度勾配を有する複数の局在サブ領域物体温度を計測するように感熱装置が構成された状態で、感熱装置（通常は、従来の超小型電気機械的システム（ＭＥＭＳ）技術を利用して制作される二次元赤外感知アレイ）は、熱マーキング装置の隣に配置される。紙動作計算モジュールがＭＥＭＳタイプの感熱装置に対する紙の動作を誘発局在温度勾配の図心の判定結果に基づいて判定するように、紙動作計算モジュールは熱追跡装置に接続される。算出された位置と速度に応じて、紙動作計算モジュールに接続された紙動作制御装置が利用されて（例えば紙の定義域に衝撃を与えるエアジェットの速度を選択的に増減することによって）紙動作が修正されて、ほとんど瞬間的に紙の不整列が補正される。
【００１３】
【実施例】
本発明の他の機能、目的、利益、特徴は、好適実施態様に関する以下の説明と図面を考慮することにより明らかになるであろう。
【００１４】
図１に、紙に熱目印を付けるために利用されるレーザと、熱目印を検出するために利用される熱センサアレイと、赤外線センサアレイに接続されて紙の動作を判定してエアジェットに適当な修正入力を施して所望の経路と速度と配向に紙を維持する動作制御装置、とを備えた、エアジェットで支持された紙を高速で正確に移動するための紙取扱いシステムを示す。
図２は、それぞれが赤外線センサを支持する複数の上方向に伸びたアームを示す熱センサアレイの一部の拡大図である。
図３は、図２の熱センサアレイに等温検出線を重ねた例示図である。
図４は、熱目印が連続的に付けられた特徴のない物体の一部の例示図であり、等温熱勾配が点線で示されている。
図５は、図示の等温熱勾配の検出により物体の位置と速度が判定できるように、断続的に熱目印が付けられた物体の一部の例示図である。
図６は、物体の二次元の位置、配向、速度を計算できるように複数の熱目印が断続的に付けられた物体の例示図である。
図７は、熱目印が周期的に付けられた物体の例示図である。
図８は、非コヒーレント放射熱源によって熱目印が付けられた物体の概略図である。
図９は、熱エアジェットによって熱目印が付けられた物体の概略図である。
図１０は、加熱されたプローブの連続物理的接触によって熱目印が付けられた物体の概略図である。
図１１は、冷エアジェットによって熱目印が付けられた物体の概略図である。
【００１５】
紙シート１２を含む、直接物理的接触を要しない物体を取り扱うのに最適な処理システム１０を図１に部分的に図示する。処理システム１０は、システム１０で紙１２を支持、移動、および案内する複数のエアジェット２６を含むコンベヤを有する。能動的な物体案内は、熱マーキング装置３０、一般的には赤外線レーザ３１の設置により向上する。レーザ３１は、レーザビーム３２を方向付けて、紙１２の一領域上に局在温度勾配３４を誘発できる。通常は熱マーキング装置３０に隣接して（数メートル以内、多くは数センチメートル以内に）配置される感熱装置４０は、誘発局在温度勾配３４を有する紙１２領域の物体温度を計測し、感熱装置４０に対する紙の位置と速度を含む紙１２の動作を計算できる温度分析装置５０にこの温度情報を渡すのに使用される。温度分析装置に接続された動作制御装置５２は、この計算された動作情報を利用して制御信号を送出して紙１２の動作を修正する。
【００１６】
動作時、物体動作のフィードバック制御のために感熱装置４０を使用することにより、物体位置の正確な微細操作が可能となる。例えば、図１では、紙１２はコンベヤ２０に沿った異なる三箇所に順次に記載されており、それぞれ紙位置１４、紙位置１６、紙位置１８と表示されている。位置１４では、紙１２はレーザ３１によって熱マーキングされる。エアジェット２６によって紙１２がコンベヤ２０に沿って位置１６に向かって移動されると、紙に僅かに不整列が生じる（不整列の度合いは図ではかなり誇張されていることに注意）。センサ４０は、その下を通過する紙１２の領域の温度を空間計測し、その情報を温度分析装置５０に渡す。温度分析装置５０は、この温度情報（例えば、一次元または二次元または三次元のセンサ計測温度勾配）を利用して、熱マーキング（続いて紙１２）の位置を正確に決定する。この位置情報は、動作制御装置５２に渡され、動作制御装置は選択エアジェット２６に信号を送って不整列を修正し、紙を整列位置１８に戻し、更にシステム１０にて処理に供する。
【００１７】
好都合なことに、本発明により、幅広い物体および処理工程の感追跡、取扱い、制御が可能となる。但し、エアジェットコンベヤ２０と組み合わせた本発明の説明は例示目的のためだけのものであり、適切な環境においてコンベヤ２０はベルト、摩擦駆動、スライド、シュート、機械的グリッパ、真空付着機構、または他の在来のコンベヤまたは駆動機構に交換可能であることに注意されたい。紙の取扱いの他に、プラスティック、セラミック、金属、木材または他の在来の材料から成る物品を含む他の製造品は、本発明により熱追跡が可能である。熱追跡は、処理機械装置の動作を制御するために利用することも可能である。例えば、動作部分を有する静電写真複写機や他の機械装置のベルトまたはローラは、熱目印によって一時的にマーキングされ、熱目印が熱的に追跡されて移動部分の適正な速度、位置、または回転速度が保証されうる。
【００１８】
当業者に理解される通り、本発明は、適当な画像生成／識別システムによって視覚的または機械的に識別可能なありふれた不規則な物品に適用可能であるが、本発明は、繊細で視覚的に特徴のない材料の正確な高速移動を要する処理と組合わせたときに特に有用である。そのような材料は、純度、品質、またはコンシステンシーを維持するために、インク、染料、または物理的なカット、切欠き、せん孔のような従来の目印でマーキングするのに適していないことが多い。そのような材料の例には、ロールまたはシート状の紙、押出しプラスティック、金属箔、ワイヤ、シリコンウェハ、高品質のセラミックまたは加工部品、または光ファイバさえも含まれる。本発明により、回転、軽い不整列または、迅速に検出し且つ他に特徴のない物体に望ましくないマーキングを加えずに適切な動作補正を施すことが困難な他の配向問題、の検出ならびに補正を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
物体の位置を正しく確認するために、感熱装置４０は信頼性があって正確で、摂氏温度の温度勾配間隔の約１／１０未満で比較的小さい領域（一般的には１平方センチメートル未満）の温度追跡に十分な空間的、熱的、時間的分解能を有しなくてはならない。材料の熱損傷を防止するために、一般に周囲（摂氏約２０度とされる周囲）を摂氏１０〜１００度の範囲で、物体の一領域を比較的低温度に上昇することが利用される。繊細な材料または高精度な応用例の場合は、更に小さな温度勾配が利用されることさえある。例えば、物体に正弦状に熱が加えられる場合、従来の信号処理技術を利用して定周波温度変化をフィルタリング処理した後に、摂氏１／１００度程度の僅かな温度上昇を検出できる。
【００２０】
多くの処理工程で、物体は速やかに移動しており、熱計測に許されるのは１００ミリ秒未満である。幸いなことに、超小型電気機械熱センサ（ＭＥＭＳタイプセンサ）のような赤外線センサ、熱電対、感熱ダイオード、焦電装置、または或る種の他の在来の熱検出器により、適切な空間的、熱的、時間的分解能が提供されうる。最善の結果のために、二次元センサアレイまたは走査一次元温度アレイが利用されるが、特に熱的または時間的領域の粗分解能しか必要ない場合には、固定一次元センサアレイを利用することも可能である。
【００２１】
図２と３を参照して説明される本発明の好適実施態様では、感熱装置４０は二次元ＭＥＭＳタイプセンサアレイ４１である。センサアレイ４１は、単一または複数層のドープシリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、シリコン、酸化シリコン、オキシ窒化物、またはアルミニウムでコーティングされることがある、一般的にはシリコン製のサブストレート４３を含んでいる。アレイ４１の断熱を行い、空間的分解能を向上する上方に伸びる複数のアーム４２は、それぞれのアーム４２が感熱ダイオード４４で終端するようにサブストレート４３に取り付けられている。一般的には、センサアレイ４１の全体寸法は、１平方ミリメートルから１平方センチメートルの間であり、感熱ダイオードを支持するのに、そのどこかに１００〜１００，０００本の分離アームが使用されている。最も好適な実施態様では、全体寸法が約１ミリメートルと１センチメートルの間で、約１００〜１００，０００本の感熱ダイオードを備えていれば所望の空間分解能での温度勾配の計測に十分である。
【００２２】
ＭＥＭＳタイプセンサアレイ４１の作成には、化学的エッチング、電子ビームリソグラフィ、フォトリソグラフィ、または他の標準的な集積回路バッチ処理技術を含む、従来の各種制作技術を利用できる。察知される通り、種々のＭＥＭＳタイプ熱センサ装置は、本発明を実行するのに使用されうる。例えば、各アーム４２を囲む材料は、定められた旋回アタッチメントを除いて選択的にエッチングすることが可能で、アームは（上方向回転により）静電気で策動して図示の位置に固定できる。あるいは、既に直立位置に配向されたアームを囲む材料を単純にエッチングすることも可能である。図示されていない他のＭＥＭＳタイプ熱センサの実施態様では、感熱ダイオードの断熱は、ウェル内にダイオードを設ける、または、ダイオードを隔壁で囲むことによって達成されうる。
【００２３】
いずれのＭＥＭＳタイプのセンサが利用されるにせよ、感熱追跡で最善の結果を得るために、熱勾配の計算ができるように、各ダイオード４４は（図示されていない）提供データラインにより温度分析装置５０に取り付けられなくてはならない。本発明の働きをより良く理解するために、図３にセンサアレイ４１の等温度勾配線４５を示す。等勾配線４５が決定されると、温度図心４６が計算できる。恐らく、算出される図心４６の外見上の位置は、例えばレーザ３１で一点に熱的にマーキングされる、（紙１２のような）物体の一領域の初期位置に密接に近づく。図心４５の位置を追跡することによって、物体の初期熱マーキングと現在位置間の物体の相対移動が推定できる。実際的には、比較的粗雑な（従って粗雑な図心判定を備えた）実験的センサシステムでさえ、サブセンチメートルの精度で物体の位置を判定できることが分かっている。従って、更に高密度なセンサアレイであれば、さらに優れたサブミリメートルの正確さでの物体の追跡さえ可能となろう。
【００２４】
本発明を利用した種々態様の可能感熱追跡配置図をより良く理解するために、物体１００の等温度勾配を記載した図４−７を示す。図４に、物体１００が（図示されていない）熱源の下を方向７０に直線的に通過するときの連続加熱に対応する等温度勾配１４５を示す。図４の検証によって分かるように、物体１００の横方向または二次元回転配向は、温度勾配の中心線１５５を計算することによって容易に判定されうる。図４に記載されているように、等温度勾配が十分に詳細なものであれば、物体１００が熱源から離れて普通に冷えるときの温度勾配１４５の広がり程度に基づいて、物体１００の速度を判定することさえ可能であろう。
【００２５】
同様に、図５に、物体１００が方向７１に通過するときに（例えば図示されていないレーザによる）断続的に付けられる熱スポットに対応する等温度勾配１４６を示す。図５の検証から分かるように、物体１００の二次元位置は、温度勾配の図心１５６の計算によって容易に判定できる。繰り返すが、物体１００が熱源から離れて冷えるときの温度勾配１４６の方向と広がり程度に基づいて、物体１００の速度を判定することができる。
【００２６】
図６と７に、離間された複数の熱マーキング１４７と１４８を利用した、可能感熱追跡配置図を示す。（図示されていない）複数の熱センサと組み合わせて複数の熱マーキングを利用することにより、物体の位置、速度、配向を計算する精度が向上する。図７に、物体１００に離散的な間隔で周期的温度パルスを与えて正確な速度判定が出来るようにした場合を示す。
【００２７】
察知される通り、物体に計測可能な温度勾配を誘発するのに数多の可能装置を利用できる。例えば、図８−１１に、図１に関して先述したようなレーザ加熱（コヒーレント放射による加熱）以外の、紙１２を加熱するための幾つかの可能方法を示す。連続加熱の場合、電源８０に接続された抵抗素子８２を利用して、低コストで、方向７３に移動する紙１２への比較的安定した放射熱エネルギー源を提供できる。物体を加熱するためにこの抵抗素子８２を利用することにより、質的に図４で示されたものと同様な等温度勾配がもたらされると予想される。
【００２８】
他に考えられる加熱装置を図９に示す。放射加熱の代わりに、バルブ８６と熱エアリザーバ８４の働きによって開放される熱エアジェット８５により、迅速な応答と断続的な操作が可能となる。図１１に記載の装置でも、同様に迅速な断続的応答が可能である。図示のように、図１１では、バルブ９２と冷エアリザーバ９０の働きによって開放される冷エアジェット９３利用して、７６方向に移動する紙１２に負の熱勾配を誘発する。
【００２９】
特定の応用例に対しては、伝導加熱または冷却のために物体との直接接触を利用することもある。図１０に、電気的に加熱されて紙１２に熱接触できる、抵抗素子を含むセラミックプローブ８９を利用した場合を示す。連続的ではなく、断続的な加熱操作が望ましい場合には、プローブ８９は紙との接触箇所から機械的に後退させることも可能である。
【００３０】
本発明は、その特定実施態様と組み合わせて記述されたが、当業者には多くの代替選択、修正、変更が明らかであることは明白である。従って、本明細書に記述された種々の実施態様は例証的なものであって、クレームで定義される本発明の適用範囲を限定するものではないと考えられたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 エアジェットで支持された紙を高速で正確に移動するための紙取扱いシステムを示す斜視図である。
【図２】 それぞれが赤外線センサを支持する複数の上方向に伸びたアームを示す熱センサアレイの一部の拡大図である。
【図３】 図２の熱センサアレイに等温検出線を重ねた例示図である。
【図４】 熱目印が連続的に付けられた特徴のない物体の一部の例示図であり、等温熱勾配が点線で示されている。
【図５】 図示の等温熱勾配の検出により物体の位置と速度が判定できるように、断続的に熱目印が付けられた物体の一部の例示図である。
【図６】 物体の二次元の位置、配向、速度を計算できるように複数の熱目印が断続的に付けられた物体の例示図である。
【図７】 熱目印が周期的に付けられた物体の例示図である。
【図８】 非コヒーレント放射熱源によって熱目印が付けられた物体の概略図である。
【図９】 熱エアジェットによって熱目印が付けられた物体の概略図である。
【図１０】 加熱されたプローブの連続物理的接触によって熱目印が付けられた物体の概略図である。
【図１１】 冷エアジェットによって熱目印が付けられた物体の概略図である。
【符号の説明】
１０ 処理システム、１２ 紙シート、２０ エアジェットコンベヤ、２６ エアジェット、３０ 熱マーキング装置、３１ 赤外線レーザ、３２ レーザビーム、３４ 局在温度勾配、４０ 感熱装置、４１ センサアレイ、４２ アーム、４３ サブストレート、４４ 感熱ダイオード、４５ 等温度勾配線、４６ 図心、５０ 温度分析装置、５２ 動作制御装置、８０ 電源、８２ 抵抗素子、８４ 熱エアリザーバ、８５ 熱エアジェット、８６ バルブ、８９ セラミックプローブ、９０ 冷エアリザーバ、９３ 冷エアジェット、１００ 物体、１４５ 等温度勾配、１４６ 等温度勾配、１４７ 熱マーキング、１４８ 熱マーキング、１５５ 中心線、１５６ 図心

Claims (2)

1. 熱勾配を有する物体の局在領域の複数の温度を計測する複数の温度センサを有する感熱装置であって、前記複数の温度センサが二次元温度センサアレイを形成し、この二次元温度センサアレイが物体のサブ領域温度から導出される二次元温度勾配情報に基づく温度図心の計算を可能とする、感熱装置と、
   計算された温度図心に基づいて物体の動作を判定する、感熱装置に接続された動作計算装置と、
   動作計算装置から受け取った動作情報に応じて物体の動作を修正するように構成された、動作計算装置に接続された動作制御装置、
   とを備えた、物体追跡および動作制御システム。
2. 二次元温度センサアレイを形成するように配列された複数の温度センサを有する感熱装置であって、前記二次元温度センサアレイが、物体のサブ領域温度から導出される二次元温度勾配情報に基づく温度図心の計算を可能とすると共に、断熱性を提供する複数のアームを有し、それぞれのアームが感熱ダイオードを有する、感熱装置と、
   計算された温度図心に基づいて物体の動作を判定する、感熱装置に接続された動作計算装置と、
   動作計算装置から受け取った動作情報に応じて物体の動作を修正するように構成された、動作計算装置に接続された動作制御装置、
   とを備えた、物体追跡および動作制御システム。

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