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デジタル一眼レフカメラに多く使用されているAPS-Cサイズの、有効約1610万画素 “Exmor”APS HD CMOSセンサーを搭載。高速・高画質処理を両立する進化した画像処理エンジン「BIONZ」との連携により、高精細できめ細やかな階調、低ノイズのクリアな映像を実現しています。また、高速読み出しが可能になり、有効約1610万画素APS-Cサイズのセンサーを採用しながらも、最高約10コマ/秒の連続撮影を実現。6枚の高速連写・重ね合わせで、ブレをおさえた高精細な静止画撮影を楽しめます。
メカニカルシャッターの動きをイメージセンサー内部で電子的に再現して高速動作を実現する、電子先幕シャッターの採用によって、シャッターボタンを半押しして被写体にピントが合ったことを確認後、シャッターボタンを押しこんでから実際に露光開始するまでの時間（レリーズタイムラグ）を世界最短の約0.02秒に短縮。撮影時の応答性の向上により撮りたい瞬間を逃しません。
二本のレンズは、E 18-55mm F3.5-5.6 OSSが、ワイドな風景撮影からスナップ、ポートレートまで様々なシーンで活躍する光学約3倍のズームレンズで、E 16mm F2.8が、焦点距離16mm、開放絞りF2.8、携帯性に優れた薄型の広角レンズで、非球面レンズを1枚使用した5群5枚のシンプルかつ高画質な光学系を採用し、高画質と薄型を実現しています。
専用のMOVIEボタンを押すだけで、高精細動画の撮影を楽しめます。加えて、P/A/S/Mモード選択時の値のマニュアル設定、映画フィルムと同じフレームレートの24pでの非日常的な印象深い動画撮影、「ピクチャーエフェクト」の効果（一部のエフェクトは動画撮影には対応していません。）などにも対応し、撮影者の意図を反映したクリエイティブな映像表現を楽しめます。
αシリーズ初の、軽快な操作が特長の静電方式のタッチパネルを液晶モニターに採用。画面を見ながら、「選ぶ」「撮る」「見る」の操作を直感的かつダイレクトに行えるので、快適に撮影を楽しめます。これにより、「マイフォトスタイル」もタッチ操作に対応。画面アイコンをタッチすると起動し、撮影の幅を広げる5つの項目「背景ぼかし」「色合い」「明るさ」「鮮やかさ」「ピクチャーエフェクト」が画面下部にアイコン表示されます。
既にNEX-C3に搭載されている7つのエフェクトに加えて、油絵調の仕上がりになる「絵画調HDR」、豊かな階調の「リッチトーンモノクロ」、ソフトな雰囲気で被写体を表現する「ソフトフォーカス」、奥行きのあるシーンをまるでミニチュア模型のように表現する「ミニチュア」を新たに搭載。また、従来の「ハイキー」は、女性に人気のソフトでかわいい雰囲気の写真が撮れる「ソフトハイキー」に進化しています。
