图1表示光学系统。半导体激光发出的光束用集光镜头（L1）集光到小孔（P）。

激光束相对于纸面是水平的P偏光的光束，但从小孔（P）出来扩散后，穿透偏光分束器（PBS），通过1/4波长板，从直线偏光变为圆偏光。

而且，经由反射镜（M1〜 M4），通过准直仪镜头（L2）作为平行光束射出。

该平行光束被测量用镜（M5）反射，变为逆转的圆偏光。再次经由反射镜（M4〜 M1）进入1/4波长板。此时，逆转的圆偏光变成与纸面垂直的S偏光，被偏光分束器（PBS）反射，进入位置检出用传感器（CCD）。

图2是除去图1的反射镜（M1〜 M4）后绘制的光路。如果测量用镜（M5）倾斜θ，被M5反射，返回的光束在倾斜2 θ的方向上入射到准直仪镜头（L2），在CCD上的中心线起偏离d的位置上结成小孔（P）的像。这里有d=ftan2θ≒ 2fθ的关系。

因此，检出d就能知道测量用镜（M5）的倾斜角θ。

　

导轨面的真直度

将固定了平面镜的台子沿着导轨面滑动，用平面镜读取十字线像的移动量。
 

真直度测量如图所示，是用2点连锁法，在各测量点上依据θ求各点的h及H。
测量方法之1，是一般的“对其两端的高度，补偿H，将最大值与最小值的差作为真直度（A）”的方法。
另外，还有JIS标准规定的“设一端的高度为零・・・（中略）・・・测量各点的高度绘出的线图用互相平行的2条直线夹住，求其开口最小时的两条直线的高度差”的“最小区域法（B）”这2个方法。

利用多面镜测量旋转工作台或分度盘的分割精度。
8面镜是将360度8等分的，因此是以45度为单位的精密分度的基准。
另外，如果使用12面镜，则能以30度为单位进行测量。