본 발명은 이미지 센서, 이미지 센서의 전방에 배치되고, 풀 스토크스 파라미터를 획득하기 위해 요구되는 편광 방향 별 광 세기 이미지의 개수에 따라 서로 다른 편광 방향을 갖는 다수의 편광 영역으로 구분되어, 이미지 센서로 입사되는 광을 구분된 편광 영역의 편광 방향에 따라 필터링하는 편광 필터 및 이미지 센서의 전방에 편광 필터와 중첩되도록 배치되고, 미리 형성된 위상 변환 패턴에 따라 입사되는 광을 위상 변환하는 위상 마스크를 포함하여, 저비용으로 제조 가능하며, 1회 촬영으로 풀 스토크스 파라미터를 용이하게 획득할 수 있는 편광 카메라 및 이를 이용한 이미지 획득 방법을 제공한다.