图1表示光学系统。
STRAIGHTOR将利用了直角棱镜性质的真直位移测量系统与利用了自准直仪原理的角度位移测量系统融为一体。
激光光束被偏光分束器（PBS1）分成与纸面水平与垂直的互相正交的P偏光与S偏光光束。
穿透的P偏光用于真直位移测量，反射的S偏光用于角度位移测量。


　

P偏光穿透PBS1，通过1/4波长板，从直线偏光变为圆偏光。而且，该光束被安装在被测量物上的直角棱镜（CC1）反射，再次穿透1/4波长板，变为S偏光。
然后被PBS1反射，进入CMOS。
如果CC1的位移是S，则光束在CMOS上移动2S。也就是说，将位移光学放大2倍，提高了分辨率。
角度位移测量如图4所示，利用自准直仪的原理检出M4的倾斜。设L3的焦点距离为f ，则M4倾斜了θ时，光束的移动（d）变为2θ f。