7 片光圈葉、ED、AS 鏡片有齊
AF-S 16-80mm f2.8-4E 採用了 13 組 17 片鏡片設計，當中包括了 4 片 ED 超低色散鏡以及 3 片非球面鏡，並且用上了 Nano Crystal
Coating，可幫助減少各種色差問題。光圈葉採用了 7 片設計，雖然理論上散景不及 9 片光圈葉鏡頭般油潤漂亮，不過中階鏡頭多數都採用 7 片設計，所以也不算特別大的缺點。
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| 內置 SWM 摩打、VR 防手震技術，ED、AS 鏡片有齊，內對焦計，方便安裝偏光鏡 |
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| 13 組 17 片鏡片，採用了 7 片光圈葉設計 |
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| 16mm 廣角端 MTF |
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| 80mm 遠攝端 MTF |
最近對焦 35cm、放大率 0.22x
最近對焦距離為 35cm，變焦至 80mm 時帳面的放大倍率為 0.22x，大約為 1:4 至 1:5。不過加上 DX
格式下的裁切，實砌上的微距拍攝效果比預期中還要出色。拍攝手錶、耳機甚至戒指等細物件都沒有大問題。不過在 80mm 拍攝微距的時候，全開 f/4.0 光圈之下解像力會大幅下降，對比度也減低，畫面有少少霧化的感覺，但收 2/3 級光圈至 f/5.0 就已經大幅改善，銳利度提升之餘，光暗反差也更加實淨。
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| 最近對焦距離為 35cm，放大率 0.22x |
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| 採用全時手動設計，對焦環較為幼身，不過轉動順暢，Liveview 放大之下手動對焦會較易對準，上腳架更好 |
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| 最近對焦距離 35cm 下，自動對焦仍然相當準確迅速 |
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| 光圈 f/4.0 下微距解像力一般 | 光圈縮至 f/5.0 之後解像力有大幅提升 |
對焦迅速寧靜
由於採用了 SWM 超聲波摩打，鏡頭在對焦時相當寧靜，對焦速度也算理想。由最近到最遠來回測試，配合 D7200 在室內環境下可在大約半秒左右完成對焦，雖然及不上 AF-S 24-70mm f/2.8E 般暴力迅速，但平常使用的話已相當足夠。
解像力測試
AF-S 16-80mm f2.8-4E
在畫面中央部分的解像力相當出色，全個焦段在全開光圈之下均有不錯的表現，尤其 50mm 在全開之下已十分銳利。邊位全開光圈之下畫面較「軟」，50mm、80mm 較 16mm、24mm 表現要好。
不過收光圈之下，廣角端的邊位畫質提升比起長焦端明顯，例如 16mm 收兩級光圈至 f/5.6，邊位就已經有接近中央的解像力，但 80mm 就要收三級光圈至 f/11 先至有比較好的銳利度。解像力表現未至於極之出色，不過對於一支 5 倍變焦、相對大光圈的鏡頭來說表現算是令人滿意。
| 焦距：16mm | |
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| 拍攝原圖 | |
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| f/2.8 | f/2.8 |
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| f/4.0 | f/4.0 |
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| f/5.6 | f/5.6 |
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| f/8.0 | f/8.0 |
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| f/11 | f/11 |
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| f/16 | f/16 |
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| f/22 | f/22 |
| 焦距：80mm | |
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| 拍攝原圖 | |
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| f/4.0 | f/4.0 |
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| f/5.6 | f/5.6 |
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| f/8.0 | f/8.0 |
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| f/11 | f/11 |
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| f/16 | f/16 |
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| f/22 | f/22 |
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| f/32 | f/32 |
