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Die Phasenverschiebung des reflektierten Laserstrahls oder dessen Modulation gegenüber dem ausgesandten Strahl ist entfernungsabhängig. Diese Phasenverschiebung kann gemessen und benutzt werden, um die zurückgelegte Distanz zu ermitteln. Wird die Laserfrequenz selbst zur Überlagerung genutzt, arbeitet das Gerät wie ein Laserinterferometer.

Beim Fotoempfänger handelt es sich um ein lichtempfindliches Element, das die Position des Lichtpunktes im Abbild bestimmt. Aus dieser Bildposition wird die Distanz zwischen Sensor und Objekt berechnet.

Das exakte Ausmessen von Distanzen ist beim Heimwerken ein essentieller Arbeitsschritt, der den Grundstein für die spätere Passgenauigkeit legt. Der klassische Hobby-Handwerker nutzt für diese Aufgabe Werkzeuge wie Zollstock oder Maßband, die in der Regel eher umständlich in der Anwendung und anfällig für Messfehler sind. Eine praktische Alternative bilden hier Laserentfernungsmesser, die durch große Präzision und einen hohen Arbeitskomfort gekennzeichnet sind.

An der zu messenden Fläche wird das Licht des Lasers reflektiert und schließlich von einem neben der Laserdiode befindlichen lichtempfindlichen Element registriert. Jetzt kommt die Mathematik, speziell die Trigonometrie (Winkelfunktion im Dreieck), zum Einsatz.