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 Une caméra fonctionnant sur le principe du temps de vol (anglais : Time of Flight, TOF) permet de mesurer en temps réel une scène en 3 dimensions (3D). Pour ce faire, les caméras TOF illuminent la scène et les objets mesurés par un éclair de lumière, et calculent le temps que cet éclair prend pour effectuer le trajet entre l’objet et la caméra. Le temps de vol de cet éclair est directement proportionnel à la distance entre la caméra et l’objet mesuré. Cette mesure de temps de vol est effectuée indépendamment par chaque pixel de la caméra, permettant ainsi d’obtenir une image complète en 3D de l’objet mesuré. Le principe de mesure est donc très similaire à celui des scanners laser, avec cependant l’avantage décisif de permettre l’acquisition de la totalité de l’image et non d’une seule ligne.  Composantes d’une caméra TOFUne caméra TOF est composée au minimum des éléments suivants : IlluminationL’illumination sert à illuminer la scène et l’objet que l’on désire mesurer. Elle se compose de LED ou de diodes lasers ayant la capacité de générer des éclairs de lumière assez rapides pour mesurer des temps de vol de l’ordre de la nanoseconde. L’illumination est généralement dans le proche infrarouge pour ne pas interférer avec la lumière ambiante. OptiqueL’optique capte la lumière réfléchie par l’objet et la focalise sur le capteur TOF. L’optique est souvent aussi constituée d’un filtre à bande passante dans l’infrarouge, permettant d’éliminer la lumière ambiante superflue. Capteur TOFLe capteur TOF est la partie principale d’une caméra TOF. Le capteur TOF est similaire à un capteur de caméra standard (2D) de par le fait qu’il est constitué d’une partie active permettant de transformer la lumière incidente en signal électrique. Cependant, les capteurs TOF sont nettement plus complexes de par le fait que chaque pixel est aussi capable de mesurer le temps de vol que la lumière incidente a parcouru entre la caméra et l’objet. Cette complexité a pour inconvénient de nécessiter une surface plus grande par pixel, ce qui a pour conséquence une résolution latérale (ou nombre de pixels) nettement moins grande que pour les capteurs 2D standards. Une résolution typique pour une caméra TOF se situe aux alentours de 176 × 144 px2. ÉlectroniqueL’électronique permettant de faire fonctionner la caméra joue un rôle non négligeable de par le fait que les temps de vols mesurés sont dans le domaine des picosecondes. L’électronique doit être capable de précisément synchroniser la lumière émise avec le fonctionnement du capteur TOF. Pour donner une idée de la précision requise, il est intéressant de se rappeler que 100 picosecondes de déphasage représentent déjà une erreur sur la distance de 15 mm. Conversion analogique / numériqueLe signal généré par le capteur TOF doit être convertis en signal numérique, du type coordonnées sphériques ou coordonnées cartésiennes. Cette conversion doit tenir compte des paramètres internes de la caméra, tels les facteurs de distorsion de l’optique, et doit être finement coordonnée avec les facteurs de calibration propres à chaque caméra. Avantages des caméras TOFAcquisition 3D de la totalité de la scène en temps réelÉtant donné que chaque pixel de la caméra livre une mesure de la distance, les caméras TOF permettent d’acquérir en un temps très réduit et sans procédé de balayage la totalité de l’objet/la scène mesurée. Les caméras TOF permettent d’acquérir jusqu’à 50 images 3D/seconde des objets mesurés. Stabilité mécaniqueContrairement aux scanners lasers utilisant parfois des têtes pivotantes afin de balayer la totalité de l’objet mesuré et utilisant une mécanique complexe permettant de générer la ligne de balayage, les caméras TOF offrent l’avantage d’acquérir la totalité de l’image sans procédé de balayage. Cela permet de construire des caméras mécaniquement très stables, en évitant toutes pièces mobiles qui seraient astreintes aux détériorations dues aux vibrations. Taille réduite
Désavantages des caméras TOFInterférences dues à la lumière directe d’une source lumineuse (telle que lumière du soleil)Étant donné que les caméras TOF dépendent de la quantité du signal propre collecté, la lumière ambiante peut interférer avec la mesure de la distance. Afin de capter un bon signal, il est important de maximiser le rapport entre la lumière provenant de la caméra et la lumière provenant de sources externes. Il existe plusieurs manières d’aborder le problème :
Domaines d’applications  Les caméras TOF permettent de résoudre une multitude d’applications. Voici une liste non exhaustive de nouvelles possibilités offertes par les caméras TOF :
Quelques sociétés actives dans le domaine des caméras TOF
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