TOF技術(shù)采用主動(dòng)光探測(cè)方式，與一般光照需求不一樣的是，TOF照射單元的目的不是照明，而是利用入射光信號(hào)與反射光信號(hào)的變化來進(jìn)行距離測(cè)量，所以，TOF的照射單元都是對(duì)光進(jìn)行高頻調(diào)制之后再進(jìn)行發(fā)射，比如下圖所示的采用LED或激光二極管發(fā)射的脈沖光，脈沖可達(dá)到100MHz。與普通相機(jī)類似，TOF相機(jī)芯片前端需要一個(gè)搜集光線的鏡頭。不過與普通光學(xué)鏡頭不同的是這里需要加一個(gè)帶通濾光片來保證只有與照明光源波長(zhǎng)相同的光才能進(jìn)入。同時(shí)由于光學(xué)成像系統(tǒng)具有透視效果，不同距離的場(chǎng)景為各個(gè)不同直徑的同心球面，而非平行平面，所以在實(shí)際使用時(shí)，需要后續(xù)處理單元對(duì)這個(gè)誤差進(jìn)行校正。作為TOF的相機(jī)的核心，TOF芯片每一個(gè)像元對(duì)入射光往返相機(jī)與物體之間的相位分別進(jìn)行紀(jì)錄。該傳感器結(jié)構(gòu)與普通圖像傳感器類似，但比圖像傳感器更復(fù)雜，它包含2個(gè)或者更多快門，用來在不同時(shí)間采樣反射光線。因?yàn)檫@種原因，TOF芯片像素比一般圖像傳感器像素尺寸要大得多，一般100um左右。照射單元和TOF傳感器都需要高速信號(hào)控制，這樣才能達(dá)到高的深度測(cè)量精度。比如，照射光與TOF傳感器之間同步信號(hào)發(fā)生10ps的偏移，就相當(dāng)于1.5mm的位移。而當(dāng)前的CPU 可到3GHz，相應(yīng)得時(shí)鐘周期是300ps，則相應(yīng)得深度分辨率為45mm。運(yùn)算單元主要是完成數(shù)據(jù)校正和計(jì)算工作，通過計(jì)算入射光與反射光相對(duì)相移關(guān)系，即可求取距離信息。

　　TOF的優(yōu)勢(shì)：與立體相機(jī)或三角測(cè)量系統(tǒng)比，TOF相機(jī)體積小巧，跟一般相機(jī)大小相去無幾，非常適合于一些需要輕便、小體積相機(jī)的場(chǎng)合。TOF相機(jī)能夠?qū)崟r(shí)快速的計(jì)算深度信息，達(dá)到幾十到100fps。TOF的深度信息。而雙目立體相機(jī)需要用到復(fù)雜的相關(guān)性算法，處理速度較慢。TOF的深度計(jì)算不受物體表面灰度和特征影響，可以非常準(zhǔn)確的進(jìn)行三維探測(cè)。而雙目立體相機(jī)則需要目標(biāo)具有良好的特征變化，否則會(huì)無法進(jìn)行深度計(jì)算。TOF的深度計(jì)算精度不隨距離改變而變化，基本能穩(wěn)定在cm級(jí)，這對(duì)于一些大范圍運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合非常有意義。