Časová projekční komora ( TPC ) je kombinací driftové a proporcionální kamery . Tyto kamery jsou nejuniverzálnějším nástrojem ve fyzice vysokých energií, protože umožňují získat trojrozměrný elektronický obraz dráhy se srovnatelným prostorovým rozlišením ve všech třech souřadnicích. Provedení časoprojekční kamery je schematicky znázorněno na obrázku. V podstatě se jedná o kombinaci driftové a proporcionální komory. V driftovém objemu naplněném plynem se pomocí přídavných elektrod mezi dvěma vertikálními rovinami, které omezují objem komory, vytváří rovnoměrné elektrické pole.
Dráha relativisticky nabité částice procházející objemem komory se skládá z řetězce ionizačních shluků . Každý shluk obsahuje primární ionizační elektron a (většinou) od nuly do 3-4 sekundárních ionizačních elektronů, které se objevují na drahách primárních ionizačních δ elektronů . Počet shluků na jednotku délky je malý - rovná se počtu primárních ionizačních událostí a např. pro argon je asi 30 kusů na 1 cm při atmosférickém tlaku. Průměrná vzdálenost mezi shluky je tedy asi 330 μm. Velikost shluku je ve srovnání s touto hodnotou malá, protože δ-elektrony podléhají silnému rozptylu během ionizace látky. Původně oddělené elektronové shluky obsahující 1 až 5 elektronů, prostorově oddělených od sebe, se tak začnou unášet z dráhy ve směru elektrického pole. Protože vzdálenost, na kterou elektrony driftují, je velká - až 2 m - difúze elektronů přes takovou driftovou mezeru povede k překrytí jednotlivých shluků. To se nestane, pokud je paralelně s elektrickým polem aplikováno dostatečně silné magnetické pole, ve kterém takové komory zpravidla pracují, protože magnetické pole umožňuje měřit hybnost částice podle vzorce
rs = 300 HRkde p je hybnost částice, GeV/c; c je rychlost světla, m/s; H je síla magnetického pole, Gauss; R je poloměr zakřivení trajektorie, m.
Aplikace magnetického pole o síle B = 15000 Gaussů umožňuje snížit difúzi elektronů ve směru příčném ke směru jejich driftu (a vektoru magnetického pole) téměř o dva řády.
Díky tomu se shluky elektronů prakticky bez překrývání snášejí k levé stěně komory, kde je umístěna vícedrátová proporcionální komora s (obvykle) padovým katodickým snímačem dat. Elektron-iontové laviny tvořené elektronovými shluky přibližujícími se k anodovým drátům vytvářejí indukované náboje na katodových podložkách. Souřadnice x, y každého shluku jsou tedy měřeny samostatně v rovině x, y, kolmé na rovinu vzoru (v rovině podložek). Třetí souřadnice z je měřena dobou driftu elektronového shluku od místa jeho vzniku k příslušnému anodovému drátu, ze kterého se odebírá signál odpovídající konci driftu.
Rozlišení souřadnic kamer podél os x, y je určeno vzdáleností vlákna anody k rovině katody a velikostí podložky. Typické rozlišení x, y je asi 200 µm nebo o něco méně. Rozlišení souřadnic z je obvykle poněkud horší a činí asi 400–500 μm. Časová projekční kamera umožňuje díky proporcionálnímu režimu záznamu lavin způsobených jednotlivými shluky získat nejen prostorový obraz tratě (ve formě kombinace elektronických signálů, které by měly být vhodným způsobem zpracovány) , ale také k měření měrné ionizační ztráty částice dE/dx. Získáním trojrozměrného obrazu stopy umožňují kamery s časovou projekcí současně zaznamenávat velké množství stop, tj. událostí s velkým množstvím produkovaných částic.
Závažnou nevýhodou časoprojekční kamery je však její velká mrtvá doba. Doba driftu shluku elektronů na vzdálenost 2 m je asi 40 μs. Pokud během doby driftu dojde k jiné události, stopy těchto dvou událostí se budou překrývat, což znemožní jejich pochopení. Průměrná frekvence registrace události by proto měla být o 1–2 řády nižší, než je maximální doba driftu.
Navíc u velkých velikostí komor může počet anodových drátů dosáhnout několika tisíc a počet padů - několik desítek tisíc, což vyžaduje velmi velké množství záznamové elektroniky a použití speciálních procesorů pro předběžnou analýzu a potlačení čtecí kanály s nulovými signály.