繁体中文
透過 USB 供電：這是相機模組的未來嗎？
創建於 2025.11.19
相機模組產業正處於十字路口。隨著設備變得更小、更智能且更互聯，對靈活、高效電源解決方案的需求從未如此迫切。數十年來，相機模組依賴專用電源線或笨重的適配器，限制了它們在緊湊設計和邊緣應用中的整合。但一場靜默的革命正在進行中：透過 USB 供電（PoE USB）正成為一股變革力量，承諾重新定義如何相機模組在各行各業中提供動力、部署和整合。
傳統相機電源解決方案的限制
傳統相機電源系統存在三個關鍵缺陷，阻礙了創新。首先，專用電源線增加了設計的複雜性，特別是在空間受限的設備中，如可穿戴設備或工業傳感器。其次，兼容性問題困擾著多供應商生態系統——每個製造商通常會開發專有的電源接口，造成碎片化。第三，電源效率低下導致操作壽命縮短，這對於電池供電的設備和遠程監控系統來說是一個主要的痛點。
考慮汽車產業，其中先進駕駛輔助系統（ADAS）依賴多個攝影機模組來提供車道偏離警告和盲點檢測。直到最近，這些攝影機需要單獨的電源電路，增加了重量和製造成本。SNS Insider報告預測，美國汽車USB電力傳輸系統市場將從2022年的4.3412億增長至2030年的14.429億，年均增長率為16.2%¹。這一激增反映了整個行業向USB供電解決方案的轉變，這些解決方案消除了冗餘的布線，同時提供可靠的電力。
在工業環境中，傳統相機模組面臨類似的挑戰。工廠車間需要緊湊、堅固的相機，能夠在惡劣條件下運行，但舊有的電力系統限制了安裝的靈活性。Ximea 的 USB 3.1 工業相機以僅 26x26x21mm 的佔地面積和低於 1 瓦的功耗填補了這一空白——證明了 USB 電源可以實現超緊湊、高性能的設計 ²。
技術突破推動USB供電相機創新
三項關鍵技術進步使USB成為下一代相機模組的可行電源解決方案：
1. USB PD 3.1: 提供高級相機所需的電力
最新的USB Power Delivery (PD) 3.1標準打破了以往的功率限制。支持高達240W的功率傳輸，USB PD 3.1現在可以為高解析度相機、熱成像模組，甚至是冷卻的科學級傳感器供電。Ximea即將推出的帶有USB 3.1 Type-C連接器的TE冷卻sCMOS相機展示了這一能力，提供科學級性能而無需外部電源²。
對於工業應用來說，這意味著相機模組現在可以整合先進的功能，如4K解析度、高幀率（在ROI模式下可達1000 fps²）和AI處理——所有這些都可以通過一條USB電纜供電。電力和數據通過一條電纜的傳輸簡化了安裝並降低了維護成本，這對於像智慧城市監控網絡這樣的大規模部署來說是一個關鍵優勢。
2. MIPI over Type-C: 克服距離限制
一個長期以來阻礙USB供電相機的障礙是有限的電纜長度——傳統的MIPI接口將相機放置限制在30厘米或更短。Innodisk的突破性MIPI over Type-C解決方案改變了這一點，將可靠的連接距離延長至2米或更長，同時保持信號完整性⁵。這一創新解鎖了智能製造中的新用例，其中自主移動機器人（AMRs）需要安裝在可伸縮臂上的相機模組，以及共享出行應用程序，如需要遠程相機放置的自行車共享系統⁵。
該技術與主要平台的兼容性——包括 NVIDIA Jetson、Intel x86 和 ARM——確保了與現有生態系統的無縫整合。正如 Innodisk 的解決方案所示，通過定制適配器板將 MIPI 信號轉換為 USB Type-C 提供了一種具有成本效益的替代 SERDES 解決方案，加速了中端市場應用的採用 ⁵。
3. 低功耗感測器技術：最大化效率
USB電源的效能因低功耗感測器設計的進步而得到提升。索尼的Pregius™ S CMOS感測器，應用於Ximea的USB 3.1相機中，提供卓越的靈敏度和動態範圍，同時消耗極少的電力²。這些感測器使相機模組能夠在USB電源下長時間運行，即使在低光照條件下—這對於監控攝像頭和環境監測系統來說是至關重要的需求。
USB PD 與低功耗傳感器之間的協同效應在邊緣 AI 應用中尤為明顯。相機模組現在可以在不依賴外部電源的情況下本地處理視覺數據，從而降低延遲和帶寬需求。這種結合正在推動 USB 電源傳輸 IC 市場的增長，預計到 2030 年，隨著邊緣計算部署的加速，該市場將顯著擴張 ⁸。
現實世界應用：USB供電相機的繁榮之地
USB供電的攝像頭模組已通過創新的應用案例改變了各行各業：
汽車ADAS：簡化車載視覺系統
隨著電動車（EV）和自動駕駛技術的進步，車內攝像頭的數量正在激增。USB PD 系統使這些攝像頭能夠通過單一的 Type-C 線纜共享電力和數據，減輕重量並提高可靠性。後座娛樂系統、儀表板攝像頭和 ADAS 傳感器都受益於 USB 的通用兼容性和高功率傳輸 ¹。
工業物聯網：實現靈活的工廠自動化
在智慧工廠中，USB供電的攝影機被部署在狹小空間和惡劣環境中。IDS Imaging的USB 3.0攝影機通過分析騎自行車者的運動序列來幫助優化自行車調整系統，而Ximea的高光譜USB 3攝影機則將科學級影像帶入質量控制過程²⁷。這些應用利用USB的即插即用功能，允許快速重新配置生產線。
智慧城市：簡化大規模監控
城市監控網絡需要在廣泛區域內部署數百個攝像頭模組。USB供電的解決方案通過消除對單獨電力基礎設施的需求來降低安裝成本。Innodisk的延長距離MIPI over Type-C攝像頭非常適合這種情況，能夠在難以到達的位置進行安裝，同時保持高圖像質量⁵。
極端環境：證明實驗室之外的可靠性
USB供電的攝影機在挑戰性條件下也表現出色。Muchvision的USB微型攝影機模組配備了防霧塗層和耐高低溫的元件，在積雪覆蓋的區域和冰凍的溫度下可靠運行⁹。它們的HDR技術克服了反射雪造成的過度曝光，證明USB供電並不妨礙環境的韌性⁹。
應對挑戰：神話與現實
儘管USB供電的相機技術具有優勢，但仍面臨持續存在的誤解：
神話 1：USB 無法為高性能相機提供足夠的電力
現實：USB PD 3.1 支援高達 240W，足以應付 8K 攝影機和冷卻的科學感測器。Ximea 的 12.4MP USB 3.1 攝影機搭載 Sony CMOS 感測器，提供專業級的性能，同時在待機模式下耗電不到 1 瓦 ²。
神話 2：USB 線纜對於工業用途過於脆弱
現實：工業級USB Type-C電纜符合嚴格的耐用性標準，具有加強型連接器和屏蔽線路，以抵抗電磁干擾。Ximea的USB 3相機在30克以下具有堅固的外殼，專為工業環境設計²。
神話 3：相容性問題將干擾部署
現實：USB-IF 認證確保設備之間的互操作性。領先的製造商如 Innodisk 提供與主要平台兼容的解決方案，而對 Windows、Linux、macOS 和 Python 的驅動程序支持消除了軟件障礙 ²⁵。
常見的技術問題，例如識別失敗或影像扭曲，通常可以通過簡單的故障排除來解決：檢查電纜完整性、更新驅動程式或驗證 USB 版本相容性 ³⁶。這些解決方案有良好的文檔記錄，減少了最終用戶的停機時間。
未來的路線圖：USB供電相機的下一步是什麼？
USB供電相機模組的演變顯示出沒有放緩的跡象。三個趨勢將塑造它們的未來：
1. USB4 整合以提升性能
USB4的80Gbps帶寬將使得同時傳輸電力、8K視頻和AI處理數據成為可能。這將解鎖實時分析的新能力，允許攝像頭模組在從單一電纜獲取電力的同時處理複雜的視覺數據。
2. 醫療與可穿戴設備的擴展
醫療行業正在採用USB供電的攝像頭進行微創手術和遠程病人監測。它們的小型化和低功耗使其成為可穿戴健康追踪器和便攜式診斷工具的理想選擇。
3. AI驅動的效率優化
未來的攝影機模組將使用人工智慧根據場景複雜度動態調整功耗。例如，安全攝影機可以在低活動期間降低幀率，延長操作壽命，同時保持監控能力。
隨著USB Power Delivery IC市場與更廣泛的半導體產業共同增長——預計到2030年將達到新的高度⁸——相機模組製造商將持續創新，推動USB電源的可能性邊界。
結論：USB電源正在重新定義相機模組的潛力
證據顯而易見：USB供電不僅僅是一個暫時的趨勢，而是相機模組設計和部署方式的根本轉變。通過消除與電源相關的限制，USB PD技術使各行各業能夠實現更小、更高效和多功能的相機解決方案。從汽車ADAS到工業自動化和智慧城市，USB供電的相機通過簡化整合、降低成本和提升性能，帶來了實際的價值。
作為Ximea的超緊湊USB 3相機、Innodisk的延長距離解決方案，以及蓬勃發展的汽車USB電源市場所展示的¹²⁵，未來屬於優先考慮靈活性和互操作性的電力傳輸系統。對於工程師、產品設計師和行業領導者來說，擁抱USB供電的相機模組不僅僅是一個選擇——這是保持在日益互聯的世界中競爭力的戰略必要。
問題不在於 USB 電源是否會塑造相機模組的未來，而在於組織將多快適應這項變革性技術。那些率先行動的人將在開發下一代智能、省電設備方面獲得顯著優勢。
聯繫
留下您的信息，我們將與您聯繫。
WhatsApp
WeChat