本發明屬于手術顯微鏡光學系統設計技術領域，具體涉及一種增大大物鏡物方景深的光學系統設計方法。本發明設計的大物鏡至少包括一組特殊的膠合透鏡（以后稱之為雙焦點膠合透鏡），并且該雙焦點膠合透鏡的正透鏡或者負透鏡是兩塊沿透鏡光軸切開的半圓透鏡，兩塊半圓透鏡的焦距不同。當正透鏡是半圓透鏡時，兩塊焦距不同的正半圓透鏡分別與負透鏡膠合，構成雙焦點膠合透鏡；當負透鏡為半圓透鏡時，兩塊焦距不同的負半圓透鏡分別與正透鏡膠合，形成雙焦點膠合透鏡。膠合時控制雙焦點膠合透鏡的兩個光軸重合。含有本發明雙焦點膠合透鏡的大物鏡同樣具有兩個焦點，設計時，控制構成雙焦點膠合透鏡的半圓透鏡的焦距差，使大物鏡兩個物方焦點的位置差滿足短焦距時的前景深和長焦距時的后景深位置重合，達到增加大物鏡景深的目的。本發明能夠顯著增大手術顯微鏡物方景深，達到通常設計的兩倍；分辨率高、像面照度好、系統結構簡單。