Der erste Sonnenscheinautograph wurde 1838 hergestellt. Dieses Exponat geht auf eine Entwicklung im Jahre 1853 zurück. 1875 modifizierte John Francis Campbell (1822-1885) den Autographen, weitere grundlegende Verbesserungen wurden 1879 von George Gabriel Stokes (1819-1903) umgesetzt.
Im Gegensatz zu den ersten Geräten setzten Campbell und Stokes eine Glaskugel als Volllinse ein. Das einfallende Sonnenlicht wird in der Glaskugel auf einen dahinter angebrachten lichtempfindlichen Papierstreifen geworfen und hinterlässt dort eine Brennspur. Anhand dieser Spur kann die Zeit, in der die Sonne geschienen hat, abgelesen werden. Die Messungen sagen jedoch nichts über die Intensität des Sonnenscheins aus und liefern relativ ungenaue Zeitangaben. Diese Nachteile waren immer wieder Anlass, den Autographen zu verbessern. Trotzdem wurden Sonnenscheinautographen nach Campbell-Stokes in zahlreichen Exemplaren in allen Teilen der Erde aufgestellt.