本发明公开一种密集方位采样分块式平面光电成像系统，属于干涉成像技术领域，包括若干个沿圆周径向均匀排列的一维干涉臂，其包括从顶层至底层顺次分布的微透镜阵列、光子集成电路子系统、平衡正交探测器阵列和信号处理子系统；每一个一维干涉臂上均设有奇数个采取首尾相接配对方式的微透镜，来自目标场景的光经过透镜对耦合进入光子集成电路子系统，形成干涉条纹，信号处理子系统根据平衡正交探测器阵列检测的互相干可见度信息得到离散空间采样频谱，对离散空间采样频谱进行重建，对重建后的空间采样频谱进行傅里叶逆变换，得到重建的目标场景图像。本发明能够有效弱化理想图像伪影，提高理想图像成像质量，同时提高实际目标场景图像质量。