Nell’ambito degli scanner laser per il rilievo dell’architettura la più usata è quella che si basa sulla misura del tempo di volo (T.O.F. Time Of Fight technology): un impulso laser viene emesso ad una fissata frequenza, di solito dell’ordine delle decine di KHz, e per ogni impulso si misura il tempo intercorso fra l’emissione e la ricezione del raggio riflesso dall’oggetto.
Il principio di funzionamento della misura di distanza effettuata con il laser può essere così sintetizzata:

• un generatore di impulsi elettrici impone periodicamente ad un diodo laser semiconduttore di emettere degli impulsi di luce infrarossa, indirizzati e convogliati da una lente di emissione;
• una seconda lente di ricezione capta la parte del segnale di eco del raggio laser riflesso dalla superficie di impatto dell’oggetto, mentre un fotodiodo produce un segnale di ricezione elettrico.

L’intervallo di tempo tra il segnale emesso e l’eco del segnale ricevuto è quantificato da un orologio stabilizzato al quarzo. Il risultato viene trasmesso ad un microelaboratore interno che trasforma il dato ricevuto in una misura di distanza, nota la velocità di propagazione dell’impulso (c) nel mezzo considerato (aria) e il tempo di volo (Dt).

Le coordinate vengono in prima istanza fornite in un sistema cartesiano (X,Y,Z) che ha origine nel centro strumentale e solo in una seconda fase vengono riportate nel sistema di riferimento più opportuno con semplici operazioni di rototraslazione nello spazio.
La massima distanza operativa per strumenti che operano sul tempo di volo raggiungono centinaia di metri e l’accuratezza nella determinazione delle coordinate varia in genere da alcuni millimetri ad un paio di cm o oltre.