本实用新型提供一种时间飞行距离测量系统，包括：发射模组，包括由多个子光源组成的阵列光源，用于向物体发射非泛光载波光束；采集模组，用于采集所述物体反射的非泛光载波光束；处理电路，与所述发射模组以及所述采集模组连接，用于计算所述非泛光载波光束从被发射到被采集之间的飞行时间；所述阵列光源包括具有规则排列的第一子光源阵列以及第二子光源阵列，所述第一子光源阵列与所述第二子光源阵列相互交叉排列以提升所述阵列光源中子光源的横向与纵向密度。通过发射模组采用阵列光源，且向外发射强度分布不均匀的非泛光载波光束；更进一步的，阵列光源采用交叉排列的子光源阵列，子光源的横向、纵向间隔更小，提升了深度图像的分辨率。