L'invenzione del dispositivo risale al 1806, anno in cui il fisico e chimico inglese William Hyde Wollaston lo brevettò come "an instrument whereby any person may draw in perspective, or may copy or reduce any print or drawing".
Sebbene il termine "camera lucida" sia stato coniato da Wollaston, le radici concettuali del dispositivo affondano nel passato: già due secoli prima, nel 1611, Giovanni Keplero ne aveva descritto un prototipo nel suo trattato Dioptrice. Altre fonti, tuttavia, rivendicano il primato dell'invenzione a Giovanni Battista Amici di Modena, sostenendo che la "camera lucida o chiara... anche per testimonianza dei Francesi, è dovuta al ch. sig. Amici di Modena".
Lo strumento conobbe una rapidissima diffusione in tutta Europa grazie al lavoro di ottici celebri: "Fu il più volte lodato sig. Chevalier che portò questo strumento d'ottica in Francia, avendolo aumentato di un apparato microscopico che ingrandiva assai la figura degli insetti e di altri oggetti di piccola mole, onde poterli senza alterazione esporre nel disegno tratto da sì piccole naturali dimensioni".
La camera lucida ebbe una rapida diffusione in Europa e molti laboratori di ottica e strumenti scientifici la inserirono nei propri cataloghi.
L'esemplare conservato a Capodimonte fu acquistato da Ernesto Capocci durante il suo soggiorno a Parigi tra il 1836 e il 1838 insieme al barometro di Bunten e al micrometro di Gambey.