Time-of-Flight • Machine Vision • Sony IMX556 • Embedded Vision

XIMEA MU003TG-SY-UC: กล้อง ToF USB จิ๋ว 640×480 ที่ใช้ Sony IMX556

หน้าตาเหมือนกล้องอุตสาหกรรม USB ขนาดจิ๋ว แต่ XIMEA MU003TG-SY-UC ไม่ได้ส่ง Point Cloud สำเร็จรูปออกมาให้ใช้งานทันที สิ่งที่มันส่งคือข้อมูลจาก Sony IMX556 Time-of-Flight Sensor แล้วให้ Host Computer หรือ CamTool ToF Plugin เป็นคนคำนวณ Depth จาก Phase Data อีกชั้นหนึ่ง

ตัวกล้องมี Resolution 640 × 480, Global Shutter, USB 3.2 Gen 1, ขนาดเพียง 26.4 × 26.4 × 28.67 มม. และน้ำหนัก 31 กรัมโดยไม่รวม Adapter จึงถูกวางไว้สำหรับ Embedded Vision, Robotics, UAV, 3D Scanning และ Machine Vision ที่พื้นที่ติดตั้งจำกัด

แต่มี Caveat สำคัญ: ตัว Camera ไม่ได้มี Illumination Source และไม่มี Optical Band-pass Filter ติดมาด้วย หากต้องการทำ ToF Depth Sensing จริง ต้องประกอบระบบร่วมกับ Optical Components และ VCSEL Illumination เพิ่ม

XIMEA MU003TG-SY-UC กล้อง ToF ขนาดเล็กที่ใช้ Sony IMX556
XIMEA MU003TG-SY-UC เป็น Industrial ToF Camera ขนาดเล็ก ใช้ Sony IMX556 และเชื่อมต่อ Host ผ่าน USB 3.2 Gen 1
Key Takeaways
  • ใช้ Sony IMX556 CMOS Time-of-Flight Sensor พร้อม Global Shutter
  • Resolution 640 × 480 หรือประมาณ 0.3MP และ Pixel Size 10 × 10 µm
  • รองรับ 1, 2 หรือ 4 ToF Phases และ Source ระบุ Transport Limit ที่ 60 FPS
  • USB 3.2 Gen 1 5 Gbps ผ่าน I-PEX Cabline SS 14-position Connector
  • Camera ไม่ได้รวม VCSEL Illumination หรือ Optical Band-pass Filter
  • Depth ถูกคำนวณบน Host หรือผ่าน CamTool ToF Plugin
  • ไม่ได้ส่ง Finished Point Cloud ออกมาโดยตรง
  • รองรับ xiAPI ผ่าน C/C++, C# และ Python รวมถึง GenTL/GenICam
  • ปัจจุบันถูกระบุเป็น Engineering Sample และใช้ Beta Software Package
  • Source ยังไม่ระบุราคา, Depth Range หรือ Depth Accuracy

XIMEA MU003TG-SY-UC คืออะไร?

MU003TG-SY-UC เป็นกล้อง Time-of-Flight ในตระกูล Modular Vision ของ XIMEA ที่ออกแบบให้มีขนาดเล็กสำหรับงาน Industrial และ Embedded Vision

หัวใจหลักคือ: Sony IMX556 CMOS ToF Sensor

รายการ ข้อมูลจาก Source
Sensor Sony IMX556 CMOS Time-of-Flight
Shutter Global Shutter
Resolution 640 × 480 หรือ 0.3MP
Active Area 6.4 × 4.8 mm
Pixel Size 10 × 10 µm
Optical Format 1/2-inch, 8.0 mm diagonal
Digitization 12-bit
Exposure 0.25–1000 µs

Source วาง Application ไว้ตั้งแต่ Robotics, UAV, Kiosk, 3D Scanning, Face Recognition ไปจนถึง Machine Vision แต่ไม่ได้ให้ Benchmark เฉพาะสำหรับแต่ละ Use Case

ทำไมกล้องนี้ไม่ได้ส่ง Point Cloud สำเร็จรูป?

จุดที่ควรเข้าใจก่อนคือ MU003TG-SY-UC ไม่ได้ทำ Depth Processing ทุกอย่างเสร็จภายใน Camera แล้วส่ง Point Cloud 3D ออกมาทาง USB

Source ระบุว่า Sensor ส่งข้อมูล Phase และ Host เป็นฝ่ายนำข้อมูลเหล่านั้นไปคำนวณ Depth หรือใช้ CamTool ToF Plugin ช่วยคำนวณและแสดง Depth Map

IMX556 รับแสงที่ Modulate มา
Sensor เก็บข้อมูลใน Charge-storage Nodes
↓
Camera ส่ง Phase / Raw Data
ผ่าน USB 3.2 Gen 1
↓
Host Computer
คำนวณ Depth จากข้อมูลที่ได้
↓
Depth Map
แสดงผลผ่าน Software เช่น CamTool ToF Plugin
จุดสำคัญ: กล้องส่งข้อมูลที่ใช้สร้าง Depth แต่ไม่ได้ส่ง Finished Point Cloud ที่พร้อมใช้งานโดยตรงตาม Main Source

ToF ของ Sony IMX556 ทำงานยังไง?

Main Source อธิบายว่าแต่ละ Pixel มี Charge-storage Nodes สองส่วน:

A และ B

Incoming Light จะถูกแบ่งระหว่าง A และ B โดย Sync กับจังหวะของ Illumination Modulation เพื่อเก็บข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ Phase

Host สามารถอ่านข้อมูลในรูปแบบ:

  • A only
  • B only
  • A และ B เป็นภาพแยก
  • A+B
  • A−B
  • RAW Grayscale

จากนั้น Software ฝั่ง Host จึงใช้ข้อมูลเหล่านี้สำหรับคำนวณ Depth

Source ไม่ได้ให้สูตร Depth Calculation: บทความนี้จึงไม่สร้าง Equation, Modulation Frequency หรือ Algorithm เพิ่มเอง

1 / 2 / 4 Phases และ 240 phases/s หมายถึงอะไร?

Sensor รองรับ Readout:

  • 1 ToF Phase
  • 2 ToF Phases
  • 4 ToF Phases
Readout Phase Rate ตาม Source
1 Phase 60 phases/s
2 Phases 120 phases/s
4 Phases 240 phases/s

แต่ Main Source ระบุด้วยว่า Transport ถูกทดสอบที่: 60 FPS limit

240 phases/s ไม่ได้แปลว่า 240 Depth Frames/s: Phase Rate กับ Transport Frame Rate เป็นคนละค่าที่ Source แยกระบุ จึงไม่ควรเปลี่ยน 240 phases/s ให้กลายเป็น 240 FPS โดยอัตโนมัติ

รองรับ Binning ด้วย

Binning Resolution
1× 640 × 480
2×2 320 × 240
4×4 160 × 120

Source ไม่ได้ให้ Benchmark ว่า Binning ช่วยเรื่อง Noise, Accuracy หรือ Sensitivity เท่าไร จึงไม่ขยายผลเกินข้อมูลต้นฉบับ

กล้องตัวเดียวทำ Depth ยังไม่ได้ ต้องมีอะไรเพิ่ม?

แผนภาพ XIMEA xiMU ToF Modular Vision System และอุปกรณ์เสริม
Diagram ของ XIMEA แสดง MU003TG-SY-UC เป็นส่วนหนึ่งของ Modular ToF System ที่ต้องประกอบร่วมกับ Optics, Illumination และ Connection Hardware

ตัว Camera ไม่ได้รวมทุกอย่างที่จำเป็น สำหรับ ToF Depth Setup

Main Source ระบุว่าระบบที่ใช้งาน Depth จริงต้องมี:

  • MU003TG-SY-UC ToF Camera
  • Lens
  • VCSEL-SLIM-W Illumination Board
  • Control / Data Cables
  • Micro-B Adapter ตาม Setup ของ XIMEA
  • Optical Band-pass Filter ตาม Requirement ของระบบ

ขณะที่อุปกรณ์บางตัวเป็น Optional เช่น:

  • USB Hub
  • Mounting Brackets
  • S-mount Adapter
  • Additional Optical Camera
กล้องหลักคือ Sensor Module ไม่ใช่ Complete 3D System: จุดเด่นของแนวทาง Modular คือเลือก Component ให้ตรง Application ได้ แต่ผู้ใช้ต้องออกแบบทั้ง Optical และ Illumination Setup เพิ่มด้วย

VCSEL-SLIM-W ทำหน้าที่อะไร?

VCSEL-SLIM-W illumination board สำหรับระบบ XIMEA ToF
VCSEL-SLIM-W เป็น Illumination Board ที่ XIMEA ใช้เป็นส่วนหนึ่งของ ToF Depth Setup

ToF ต้องมี Illumination ที่ Modulate ให้สัมพันธ์กับ Sensor Readout และ MU003TG-SY-UC ไม่มี Illumination Source ติดมาในตัว

Camera จึงมี Connector แยก: I-PEX Cabline V 10-position

Main Source ระบุ Interface นี้สำหรับ:

  • 5V Power
  • High-speed LVDS Switching
  • I2C Telemetry
อย่า Wiring จากการเดา: Source ไม่ได้ให้ Pin Mapping, LVDS Electrical Level, Drive Timing, I2C Address หรือ VCSEL Drive Current ในข้อมูลรอบนี้

xiMU Modular System มีข้อดียังไง?

XIMEA ไม่ได้บังคับให้ Camera รวม Lens, Illumination, Optical Camera และ Hub เข้าเป็นกล่องเดียว

System จึงสามารถเลือกประกอบตามโจทย์ เช่น:

  • เลือก C-mount หรือ S-mount
  • เลือก Optical Setup ตาม Working Distance
  • วาง VCSEL แยกจาก Sensor
  • เพิ่ม Optical Camera เมื่ออยากได้ Normal Image
  • ใช้ Optional USB Hub เมื่อต้องต่อ Camera หลายตัวตาม Setup

ข้อแลกเปลี่ยนคือ Integrator ต้องดูแล Mechanical, Optics, Illumination และ Software Processing เองมากกว่ากล้อง Depth แบบ All-in-one

ถ้าต้องการ Visible Image ควบคู่กับ Depth ทำยังไง?

XIMEA Modular ToF Setup พร้อม ToF Camera Optical Camera VCSEL และ USB Hub
ตัวอย่าง Modular Setup ที่วาง ToF Camera ร่วมกับ Optional Optical Camera, VCSEL Illumination และ USB Hub

Main Source ระบุว่า IMX556 มี Sensitivity ใน Visible Spectrum ด้วย

แต่การทำ High-quality Depth และ Visible Imaging พร้อมกัน ต้องใช้ Exposure และ Illumination ที่แตกต่างกัน และอาจทำให้ Performance ลดลง

XIMEA จึงแสดง Setup ที่สามารถเพิ่ม Optical Camera แยก เมื่อต้องการ Normal Image ควบคู่กับ Depth Data

อย่าตีความว่าเป็น RGB-D Camera แบบ All-in-one: Source ไม่ได้บอกว่า MU003TG-SY-UC ส่ง RGB + Depth คุณภาพเต็มพร้อมกัน โดยไม่มี Trade-off

Hardware Specification

หมวด ข้อมูลจาก Source
Host Interface USB 3.2 Gen 1, 5 Gbps
Host Connector I-PEX Cabline SS 14-position
Illumination Interface I-PEX Cabline V 10-position
Digital I/O 2× Non-isolated Digital I/O, 3.3V Logic
Additional Outputs 2× Digital Outputs
Supply 5V, Operating Range 4.5–5.5V
Idle Power 0.45W
Typical Streaming 1.80W
Max Peak 2.00W
Operating Temperature 0–50°C Ambient
Dimensions with C-mount 26.4 × 26.4 × 28.67 mm
Weight 31 g without adapters

Trigger และ Acquisition

Camera รองรับ:

  • Free-run Acquisition
  • Triggered Acquisition
  • Edge Trigger
  • Level Trigger
  • Software Trigger
  • Hardware Trigger
  • Burst Acquisition
Source ไม่ได้ให้ Trigger Performance: ไม่มี Trigger Latency, Maximum Trigger Frequency หรือ Input Electrical Detail จึงไม่ควรสร้างค่าขึ้นเอง

C-mount กับ S-mount ต่างกันอย่างไร?

Standard Configuration ของ Camera ใช้: C-mount

ขนาดเมื่อใช้ C-mount คือ: 26.4 × 26.4 × 28.67 mm

ส่วน S-mount เป็น Optional และ Source ระบุว่าสามารถลด Depth ของ Module เหลือ: 23.67 mm

Source รอบนี้ไม่ได้ให้:

  • Focal Length ที่แนะนำ
  • Field of View
  • Lens Model เฉพาะ
  • Optical Distortion

ดังนั้นการเลือก Lens ต้องอ้างอิง Requirement ของ Application และ Documentation เพิ่มเติม

Software Stack มีอะไรบ้าง?

XIMEA ใช้: xiAPI เป็น API หลักสำหรับ Camera

ส่วน Support ที่ Source ระบุ
Programming Languages C/C++, C#, Python
Windows Windows 10 / 11
Linux Ubuntu
macOS macOS 10.8 หรือใหม่กว่า
Industrial Vision Standards GenTL / GenICam

Source ระบุว่า GenTL / GenICam ช่วย Integrate กับ Software Ecosystem เช่น:

  • OpenCV
  • MATLAB
  • HALCON
  • LabVIEW

xiCOP

xiCOP ใช้สำหรับ:

  • Camera Configuration
  • Diagnostics
  • Firmware Update

CamTool

CamTool มี Dedicated ToF Plugin ที่ใช้คำนวณและแสดง Depth Map จาก Phase Data ของ Camera

บทความนี้ไม่มี Code Snippet: Main Source ไม่ได้ให้ xiAPI Code, Python Example หรือ OpenCV Example จึงไม่สร้าง API Call หรือ Function ขึ้นเอง

Engineering Sample มีผลอะไรกับ Software Support?

MU003TG-SY-UC ถูกระบุว่าเป็น: Engineering Sample

Main Source ระบุว่า Model นี้ใช้ Support ผ่าน: Beta Software Package

และ LTS Releases: อาจยังไม่รองรับรุ่นนี้

ควรตรวจ Software Package ก่อน Deploy: อย่าตั้งสมมติฐานว่า LTS Driver Package รองรับ Engineering Sample รุ่นนี้แล้ว เพียงเพราะ Camera รุ่นอื่นของ XIMEA ใช้ได้

เหมาะกับงานแบบไหน?

จากขนาดและ Positioning ใน Main Source XIMEA วาง Camera นี้ไว้สำหรับ:

Embedded Vision

ขนาด 26.4 × 26.4 mm และน้ำหนัก 31 g ช่วยให้วาง Camera ในระบบที่พื้นที่จำกัดได้

Robotics

ToF Phase Data สามารถนำไปสร้าง Depth Information บน Host สำหรับ Vision Pipeline ของ Robot ตาม Architecture ที่ Source อธิบาย

UAV

Main Source ยก UAV เป็นหนึ่งใน Application Target โดยจุดที่เกี่ยวข้องคือขนาดและน้ำหนักของ Module

3D Scanning / Machine Vision

Global Shutter, Triggered Acquisition และ Modular Illumination ทำให้ Camera ถูกวางไว้ในงาน Machine Vision และ 3D Sensing

Kiosk / Face Recognition

Source ยังยก Kiosk และ Face Recognition เป็น Use Case แต่ไม่ได้ให้ Accuracy, Range หรือ Benchmark เฉพาะงานเหล่านี้

สิ่งที่ควรเช็กก่อนออกแบบระบบจริง

แม้ Datasheet Summary จะให้ Hardware Detail ค่อนข้างเยอะ แต่ยังมีข้อมูลสำคัญต่อการเลือก ToF Camera ที่ Main Source รอบนี้ไม่ได้ระบุ

  • Minimum Depth Range
  • Maximum Depth Range
  • Depth Accuracy
  • Depth Precision
  • Field of View
  • VCSEL Wavelength
  • Modulation Frequency
  • Outdoor / Sunlight Performance
  • Reflectivity Performance
  • Multi-camera Interference
  • Optical Band-pass Filter Specification
ดังนั้นอย่าเลือกจาก Resolution อย่างเดียว: สำหรับ ToF System Range, Accuracy, Optics, Illumination และ Environment มีผลต่อ Design อย่างมาก แต่ Source รอบนี้ยังไม่ได้ให้ค่าพวกนี้

VCSEL และ Optical Safety

ระบบ Depth ต้องใช้ VCSEL Illumination แยก: ก่อนนำไปใช้ใกล้คนหรือดวงตา ควรตรวจ Optical / Laser Safety Classification และข้อกำหนดของ VCSEL Module จาก Documentation ของผู้ผลิตโดยตรง

Main Source รอบนี้ไม่ได้ระบุ:

  • Laser Class
  • Eye-safety Certification
  • VCSEL Wavelength
  • Optical Output Power
  • Safe Viewing Distance

จึงไม่ควร Claim ว่า VCSEL-SLIM-W เป็น Eye-safe หรืออยู่ใน Laser Class ใด โดยไม่มี Official Safety Documentation รองรับ

ราคาและ Availability

Main Source ระบุว่า XIMEA ยังไม่ได้ประกาศราคาของ MU003TG-SY-UC เนื่องจาก Product ยังอยู่ในสถานะ: Engineering Sample

สำหรับ Working ToF Setup ยังต้องมี Component เพิ่ม เช่น:

  • VCSEL-SLIM-W Illumination
  • Control / Data Cables
  • Micro-B Adapter
  • Optics ที่เหมาะสม

ส่วน USB Hub, Mounting Brackets และ S-mount Adapter ถูกระบุเป็น Optional Accessories ตาม Setup

Source ยังไม่ระบุราคา: บทความนี้จึงไม่ประมาณราคา, Availability ในประเทศไทย หรือสถานะ Stock

โปรเจกต์นี้มีหลายขั้น แนะนำอ่านต้นฉบับควบคู่กัน

การทำ ToF Vision System จาก MU003TG-SY-UC ไม่ได้จบที่การเลือก Camera เพียงตัวเดียว เพราะยังมี Optics, VCSEL, Software, Phase Processing และ Safety ของ Illumination ที่ต้องตรวจเพิ่มเติม

อ่านบทความต้นฉบับจาก CNX Software ดู Product Page ของ XIMEA อ่าน xiAPI Documentation ดาวน์โหลด XIMEA Software Package อ่านข้อมูล XIMEA CamTool ดู VCSEL-SLIM-W Illumination Board

FAQ: คำถามที่พบบ่อย

1. XIMEA MU003TG-SY-UC คืออะไร?

เป็น Industrial Time-of-Flight Camera ขนาดเล็ก ที่ใช้ Sony IMX556 และส่งข้อมูลผ่าน USB 3.2 Gen 1

2. ใช้ Sensor รุ่นไหน?

Sony IMX556 CMOS Time-of-Flight Sensor พร้อม Global Shutter

3. Resolution เท่าไร?

640 × 480 หรือประมาณ 0.3MP

4. Frame Rate เท่าไร?

Main Source ระบุ Transport Limit ที่ 60 FPS และแยก Phase Rate ไว้ที่ 60, 120 หรือ 240 phases/s ตามจำนวน ToF Phases

5. 240 phases/s คือ 240 FPS หรือไม่?

ไม่ควรตีความแบบนั้น เพราะ Source แยก Phase Rate ออกจาก Transport Limit 60 FPS อย่างชัดเจน

6. Camera ส่ง Depth Map ออกมาเลยไหม?

ไม่ Depth ถูกคำนวณบน Host หรือใช้ CamTool ToF Plugin ประมวลผลจาก Phase Data

7. ส่ง Point Cloud สำเร็จรูปผ่าน USB หรือไม่?

Main Source ระบุว่า Camera ไม่ได้ส่ง Finished Point Cloud ออกมาโดยตรง

8. ต้องใช้ VCSEL หรือไม่?

สำหรับ ToF Depth Sensing Main Source ระบุว่าต้องมี Illumination Source แยก และยก VCSEL-SLIM-W เป็นส่วนของ Working Setup

9. VCSEL รวมมากับ Camera หรือไม่?

ไม่ Camera Module ไม่มี Illumination Source ในตัว

10. มี Optical Band-pass Filter ติดมาไหม?

ไม่ Source ระบุว่า Sensor ไม่มี On-sensor Filter และ Camera ไม่ได้รวม Optical Band-pass Filter

11. ใช้ Lens Mount แบบไหน?

C-mount เป็น Standard และมี S-mount เป็น Option

12. S-mount ช่วยอะไร?

Source ระบุว่า S-mount ลด Depth ของ Camera จาก 28.67 mm เหลือ 23.67 mm

13. ใช้กับ Python ได้ไหม?

ได้ Source ระบุ xiAPI Support สำหรับ Python รวมถึง C/C++ และ C#

14. ใช้กับ OpenCV ได้ไหม?

Main Source ระบุ GenTL/GenICam Support สำหรับ Integration กับ Ecosystem เช่น OpenCV

15. รองรับ OS อะไร?

Source ระบุ Windows 10/11, Linux Ubuntu และ macOS 10.8 หรือใหม่กว่า

16. Engineering Sample หมายความว่าอะไรในเรื่อง Software?

Main Source ระบุว่ารุ่นนี้ใช้ Beta Software Package และ LTS Release อาจยังไม่รองรับ

17. Depth Range เท่าไร?

Source ไม่ได้ระบุ Minimum หรือ Maximum Depth Range

18. Depth Accuracy เท่าไร?

Source ไม่ได้ระบุ Depth Accuracy หรือ Precision

19. ราคาเท่าไร?

Source ยังไม่ระบุราคา เนื่องจาก Camera ถูก Listed เป็น Engineering Sample

20. เหมาะกับ Robotics หรือ UAV ไหม?

Main Source ยก Robotics และ UAV เป็น Application Target แต่ไม่ได้ให้ Range, Accuracy หรือ Performance Benchmark สำหรับสองงานนี้

References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ

Depth Camera ที่เล็กลง ไม่ได้ทำให้ระบบ Optical ง่ายลงตามไปด้วย

XIMEA MU003TG-SY-UC น่าสนใจตรงการย่อ Sony IMX556 ToF, Global Shutter และ USB 3.2 Gen 1 ลงใน Module ที่มีขนาดเพียงประมาณ 26 มม. แต่การสร้าง Depth System จริง ยังต้องคิดทั้ง Lens, VCSEL, Optical Filter และ Host Processing เป็นระบบเดียวกัน

หากกำลังทำ Embedded Vision, Robotics, Machine Vision, AI Camera หรือ Sensor Project สามารถสอบถามทีม Globalbyte เรื่อง Development Board, Camera, Sensor และอุปกรณ์ที่เหมาะกับ Project ได้

ช้อปสินค้า / บริการ เข้ากลุ่ม Community สอบถามผ่าน LINE OA
Disclaimer: บทความนี้เป็นการสรุปและเรียบเรียงจากแหล่งข้อมูลภาษาอังกฤษ อาจมีความคลาดเคลื่อน กรุณาตรวจสอบ Source ต้นฉบับก่อนลงมือทำ XIMEA MU003TG-SY-UC ถูกระบุว่าเป็น Engineering Sample และ Main Source ระบุว่า Support ผ่าน Beta Software Package ขณะที่ LTS Release อาจยังไม่รองรับรุ่นนี้ Camera ไม่มี Illumination Source และไม่มี Optical Band-pass Filter ในตัว การทำ ToF Depth Sensing จึงต้องใช้อุปกรณ์ Optical และ VCSEL Illumination เพิ่ม Depth ถูกคำนวณบน Host หรือผ่าน CamTool ToF Plugin ไม่ใช่ Finished Point Cloud ที่ Camera ส่งออกมาโดยตรง ค่า 240 phases/s เป็น Phase Rate และไม่ควรตีความเป็น 240 Depth Frames/s เนื่องจาก Source ระบุ Transport Limit แยกไว้ที่ 60 FPS Main Source ไม่ได้ให้ Depth Range, Depth Accuracy, Precision, Field of View, Modulation Frequency, VCSEL Wavelength, Optical Power, Laser Class, Eye-safety Certification, Outdoor Performance หรือ Multi-camera Interference จึงไม่ได้สร้างข้อมูลเหล่านี้เพิ่มเติม ระบบ Depth ใช้ VCSEL Illumination จึงควรตรวจ Optical / Laser Safety Documentation ของผู้ผลิตก่อนใช้งานใกล้คนหรือดวงตา Source ยังไม่ระบุราคาของ Camera และบทความนี้ไม่ได้ยืนยัน Availability หรือ Stock ในประเทศไทย

แท็ก

XIMEA MU003TG-SY-UC

Blog posts