自动聚焦镜头类型
就光学结构而言，AF镜头与手动聚焦镜头没有什么区别，但就其机械结构来看，两者有所不同。AF镜头的设计的基本点在于自动聚焦动力的传递途径。根据动力源的位置，目前市场上的AF镜头分为两大类：一类是机身驱动型，镜头内没有驱动马达，如美能达、尼康和潘太克斯等镜头；另一类则是镜头驱动型，镜头内有AF马达，如佳能EF系列镜头。
对于AF变焦镜头而言，根据变焦的动力来源，又可分为手动变焦镜头和电动变焦镜头两种。镜头的电动变焦早就在AF袖珍相机上实现了，而可更换AF变焦镜头的变焦电动化则是近几年才实现的。
AF镜头与手动聚焦镜头的另一个区别点在于AF镜头都有电子触点，用于与机身交换各种参数。镜头内有用于存储镜头焦距、最大最小光圈、最近聚焦距离等参数的ROM芯片， 相机根据这些参数来设定相应的工作方式。如在程序自动曝光方式下，根据镜头焦距来选择相应的程序线等。
各公司生产的AF镜头的触点数不尽相同，大都在5至8点之间。从现有AF镜头来看，用于交换参数用的电子触点数多数是在5点或6点，其他多增加的触点是用来输送电源动力，为镜头内的马达(AF马达、变焦马达或光圈控制马达)提供动力能源。
机身驱动型AF镜头
机身驱动型AF镜头的驱动源来自AF单反机机身，镜头内有一传动机构与手动调焦环相连接， 当将机身上的"MF/AF"聚焦方式选择拨杆拨至"AF"档时，机身内的AF马达传动轴就伸出少许，与镜头上的传动轴相嵌合，由机身的AF马达来驱动。在自动聚焦时，镜头上的手动调焦环是在转动的。 当把机身上的"MF/AF"拨杆拨至"MF"档时，机身上的传动轴收缩，与镜头上的齿轮装置脱开，操作者就可以通过旋转调焦环来调焦，使用方法同手动聚焦镜头一样。机身驱动型AF镜头的剖面图见图 4-10。
机身驱动型AF镜头内部是由齿轮来带动调焦环的，在自动聚焦时，手动调焦环会随之转动，所以在使用AF方式时，不能触及镜头的调焦环。另外由于在设计时考虑到传动的顺畅性，调焦环的机械结构显得有些松散(与手动聚焦镜头相比)。
镜头驱动型AF镜头
镜头驱动型AF镜头的工作原理就不同了，机身只向镜头传送聚焦信号和电源动力，全部机械运动均在镜头内完成，镜头与机身没有任何机械联系。
佳能EF系列镜头内有两只马达，一只用于自动聚焦，另一只则用于控制光圈光阑的张开和收缩(称为电磁光圈)。AF马达又分成弧形马达(AFD)、超声波马达(USM)和微型马达(MM)三种，每支镜头内只能有其中的一种。这些马达的图示见图4-14。
弧形马达与无线圈微型马达的工作原理相同，但为了很好地装入镜筒内，故做成弧形状，需要加入变速齿轮系，以提高AF速度。在自动聚焦时，弧形马达AF镜头的调焦环也是随之转动的。
超声波马达的工作原理与普通马达的完全不同。由压电陶瓷与金属组成的定子通过电流，通过产生超声波振动，使转子旋转。这类马达具有转矩大、动作轻、无响声、而且不向外界发出电噪声等特点。超声波马达的直径几乎与镜头筒身一样大，从而马达与筒身混为一体，驱动转矩均匀，不像弧形马达那样只在一边有转矩，而且没有齿轮传动机构，所以总体AF速度比一般的AF镜头要快。为此佳能而荣获了1987年"欧洲科技创新大奖"。
超声波马达镜头手动聚焦机构有两种，一种是机械直接耦合式，由手动聚焦环带动镜头内光学镜片的移动，与机身驱动型AF镜头一样；另一种是电子手动聚焦环，手动聚焦环与镜头内的光学镜片无直接的机械联系，光学镜片的移动仍由超声波马达来驱动，在手动聚焦时，实际上是用手转动聚焦环来发出电子信号，而镜头内部仍由超声波马达来进行电动聚焦，所以在自动聚焦方式下，自动聚焦完毕后，操作者不用将聚焦方式切换到手动方式，可以直接转动调焦环来调整焦点，而不会损坏镜头内的机械装置。由于全靠电动聚焦，所以使用这类镜头时耗电量较大。目前佳能的超声波马达大多是装在其"Ｌ"系列镜头(即超低色差或APO镜头)上。
最近佳能还生产了一种微型超声波马达，采用微型超声波马达的镜头并不能直接手动聚焦，使用方法与弧形马达一样，但工作噪声要低得多，而且AF速度较高。这是一种性能介于弧形马达与超声波马达之间的一种新型马达，主要装在业余型镜头上。
机身驱动型和镜头驱动型AF镜头的比较
这两种类型的AF镜头各有优缺点，机身驱动型AF镜头的生产成本要比镜头驱动型的低，而且制造要容易些。但由于所有的镜头都由同一个马达来驱动，对于体积较大的长焦距镜头，就像"小马拉大车" 一样，AF速度难免要比短焦距镜头要低。各种镜头的AF速度没有一致性。如在美能达α7000上使用50/1.7镜头时，焦点从0.45米调整至无穷远时需要0.6秒，而使用300/2.8长焦镜头时， 从2.5米至无穷远则需1.15秒。
而镜头驱动型AF镜头采用的是直接传动方式，在传递转矩等方面，要比机身驱动型有利得多。加上因不同的镜头配不同的马达，各种镜头的AF速度一致性良好，而且聚焦动力的传动路径比无马达的要短，AF速度容易提高，特别时使用长焦镜头时，这类镜头的AF速度明显高于机身驱动型。但制造上较为麻烦，由于AF马达的形状会影响整个镜头的空间分布，很难将镜头做小，所以佳能大多数EF镜头的体积就要比其它厂的同类产品要大，读者可从后面所列的表中进行比较。
超声波马达的动力特性比较好，启动转矩和制动转矩都较大，具有起步快和制动快的特点，在自动聚焦过程中大部分时间均是以最高速度在运行，因此AF速度较高。超声波马达与普通微型马达的运行特性见图4-15，图中的实线为超声波马达的特性，虚线为普通微型马达。
对于常规镜头(焦距值在28～210mm之间)， 很难判断机身驱动型和镜头驱动型谁优谁劣。但在长焦镜头上，尤其是超过300mm的，镜头驱动型就要比机身驱动型优越得多。所以有一些采用机身驱动型的厂家也在考虑使用镜头驱动型系统，如尼康新推出的AF-I300/2。8D和AF-I 600/4D两支镜头就是镜头驱动型的，因为尼康镜头接口部分的电气触点还留有余地。当然，最为理想的是同时具备机身驱动型和镜头驱动型两种型式：常规镜头用机身驱动型，可降低生产成本；长焦镜头则用镜头驱动型，提高AF速度。
无论何种驱动方式，由于长焦镜头的体积较大，所需转动用的扭矩也随之增加，因此AF速度都要比短焦距镜头慢些。所以不少厂家在所生产的长焦镜头上都设有聚焦范围选择拨钮。如佳能EF400/2.8L的聚焦范围为4米～∞，另外则设有4～9.5米和9.5～∞两个档位，这种做法相对来说提高了AF速度。
独立的AF镜头
这是一种较为特别的AF镜头，是用在手动聚焦单反机上的，AF检测装置、AF马达和动力电源全在镜筒上，属于镜头驱动型AF镜头，让拥有手动聚焦单反机的用户也能享受到自动聚焦的好处。它实际上是早期生产的AF镜头的发展，只不过制造工艺大为改进了，而且对所用单反机无特殊要求，只要卡口合适就行了。从外形来看，镜身上已经没有那臃肿的方型包了，整个镜筒几乎是圆形的。操作时，按住镜筒上的AF按钮就行了，聚焦准确时，会发出一声清脆的响声，也可以从裂像环上看出两个裂像重合了。若将开关拔到"MF"挡，可以当作普通的手动聚焦镜头使用。这种镜头还是很好用的，可惜种类少得可怜，目前市面上只有西格玛的55～200/4.5、腾龙(Tamron)生产的70～210/4以及威威塔(Vivitar)生产的28～210/3.5等几种。不过腾龙厂所配的是其所特有的百搭卡口环。对于不同卡口的相机，只需花20英磅换只卡口环就可以了，而不用更换镜头。
电动变焦镜头
变焦镜头的变焦机构实现电动化是比较晚的。最早实现电动变焦的是内置变焦镜头的AF变焦袖珍相机和混合相机。第一支可更换的电动变焦镜头是佳能于1990年3月随EOS 700一同推出的35-80/4-5.6；接着1991年6月以后，美能达和潘太克斯也分别推出了可实现自动变焦控制的电动变焦镜头系列。电动变焦镜头是在变焦镜头设有一个马达，用来驱动变焦机构。
电动变焦的控制方式主要有两种。一种是采用变焦开关或变焦转轮。这类形式常见于AF变焦袖珍相机和混合相机上，佳能的35-80/4-5.6电动变焦镜头也采用这种变焦开关控制方式。变焦开关又分成双按钮式和桥形按钮式。变焦时，按住其中一个按钮 (桥形按钮则按一边)，镜头就向广角方向变焦；按另一个按钮， 则向长焦方向变焦。变焦转轮则是通过向右或向左旋转来控制变焦方向。
另一种形式是利用变焦环作为变焦开关，其镜头外形与手动变焦镜头并无二致，仍保留了传统的变焦环，如美能达的xi系列和潘太克斯FA系列变焦镜头。这类镜头的特点是使用方法与手动变焦镜头的区别不大，都是通过左右旋转变焦环来控制变焦，变焦速度由旋转变焦环的角度大小来控制。现以潘太克斯FA系列镜头为例，见图4-17。FA系列变焦镜头分三个速度进行变焦，旋转角度越大，变焦速度也就越高；如果要改成手动变焦，只要将变焦环往机身方向拉，就改成手动变焦，使用方法与常规变焦镜头一样。
电动变焦镜头不仅仅是用电动代替手动，其最大的优点是在缓慢变焦过程中能实现匀速和平稳地变焦，而手动变焦方式较难控制变焦速度的均匀和平稳性。这个优点在拍摄具有放射状的变焦曝光照片时极为明显。另一个特点是只有采用电动变焦镜头，才有可能实现自动变焦控制。
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