本发明属于大视场天文成像的二次像切分领域，具体涉及一种基于透镜阵列的二次分像方法。首先在前端成像系统的成像面上放置分区凸透镜阵列，对其进行第一次分像，再经过反射镜实现光路的转折，在第一次分像后所成的像面上再次放置微透镜阵列，进行二次分像，微透镜阵列后加光纤阵列，最后实现三维成像。本发明基于透镜阵列的二次分像方法，可以实现对大天区的分区，在分辨率不变的情况下减小每个分区的成像尺寸，因为每一个分区有相对应的积分视场单元，从而减小了单个积分视场单元的尺寸大小，避免了微透镜阵列过大、积分视场单元尺寸过大带来的加工问题和操作问题。