Princip těchto senzorů spočívá v clonění světelného toku mezi zdrojem a fotocitlivými prvky pravítkem (kotoučem) pravidelně rozděleným na úseky pro světlo propustné a nepropustné (kroky). Posuv pravítka (rotoru) o 1 krok () vyvolá přerušení světelného svazku a výstupní signál fotocitlivého detektoru po úpravě na impuls unifikovaného tvaru inkrementuje obsah čítače. Měřený posuv (poloha) je tedy dána obsahem čítače vynulovaného při referenční poloze. V typickém uspořádání na obr. 2.18 je na skleněném pravítku spojeném s měřeným posuvem fotochemickou cestou vytvořena řada průsvitných a neprůsvitných proužků. Obrazec se stejnou geometrií je také na cloně pevně uchycené nad měřítkem. Aby bylo možné určit směr pohybu a vynulovat obsah čítače při dosažení referenční polohy (začátku pravítka), má senzor tři soustavy proužků, pevných clon a fotocitlivých elementů, tj. tři kanály, jak znázorněno na obr. 2.18. Světelný zdroj (diody LED nebo speciální žárovka s optikou) je společný pro všechny tři kanály (A, B, C). V senzoru se využívá výhod diferenciálního uspořádání, tj. dvě antiparalelně zapojené fotodiody jsou navzájem posunuty o hodnotu n + /2, takže při posuvu vzniká za zesilovačem střídavý signál blízký sinusovce.
