Hérón találta fel. Az első földméréstani könyvben, a Peri Dioptrasz (A dioptráról) című munkájában pontosan leírja felépítését, működését, használatát.

A dioptra szögek mérésére és vízszintes síkok kijelölésére szolgált. A háromlábú műszerállvány tetejére körben elforgatható lapot szerkesztett. Erre a lapra kellett felerősíteni a szögmérő, illetve a szintező műszerrészt.

A szögmérő rész kör alakú lapból állt. A korong szélére fokbeosztást rajzoltak. A korongon egy irányvonalzót lehetett szabadon elforgatni. Az irányvonalzó egy egyenes léc, amelynek két végére kis nyílással ellátott lemezeket erősítettek. A réseken átnézve a keresett tárgy megirányozható. Másik tárgyra irányozva a vonalzót, a két tárgy közötti szög a fokbeosztásos korongról leolvasható. A fokbeosztásos korongot függőleges helyzetben is rá lehetett az állványra erősíteni. ekkor csillagászati célú szögméréseket tudtak vele végezni.

A szintező rész hosszú faléc volt, amelybe felhajtott végű bronzcsövet süllyesztettek. A cső felhajtott végeibe üvegcsövet illesztettek. Vízzel megtöltve, a közlekedőedények törvénye alapján, a cső két végében egyenlő magasan lévő vízszint kijelölte a vízszintes síkot.

A mérés során segítő munkatárs tárcsás szintezővel felállt egy távolabbi pontra. A tárcsás szintező oszlop volt, amelyen felfelé és lefelé egy korongot lehetett mozgatni. A korong egyik felét feketére, a másikat fehérre festették. A két részt vízszintes vonal választotta el egymástól. Az üvegcsövek elé szerelt állítható irányzóréseken átnézve a mérést végző addig mozgattatja a korongot, míg a fekete-fehér válaszvonal meg nem jelenik az irányzórés látómezejében. Az oszlop oldalára vésett jelekből a vízszintes síknak talajtól való távolsága lemérhető. A vízszintező műszer magasságát ismerve, az álláspont és megirányzott pont magasságkülönbsége kiszámítható.

Később Hipparkhosz tökéletesítette a műszert.