本計畫為設計一輕易取出資料之非侵入式可撓壓阻式血壓感測陣列之前端類比電路，該電路有自動校正的功能。此為針對脈搏血壓感測器陣列最佳化之設計之感測器陣列的自我校正系統，其由陣列感測器中各感測器間訊號比對，以內插方式校正還原量測位置對脈搏訊號產生的變異，使受試者每次穿戴時不用擔心位置準確之問題。目前為止已完成脈搏訊號的感測與訊號處理，成果豐碩。已建立實現前端類比讀取電路及數位類比轉換器，其中前端類比讀取電路運作方式是透過惠斯通電橋感測電阻式形變感測器之電阻變化量，輸出相對應的電壓訊號，並用一放大器將此訊號作放大的動作；再將類比訊號轉換為數位訊號之前，需使用一低通濾波器濾除掉訊號所包含的高頻雜訊成份，以避免混頻(Aliasing)的情況發生，最後再接上一8Bits 續漸近式類比數位轉換器(Successive approximation ADC)將類比訊號轉換成數位訊號。所得晶片進行量測與效能優化的動作，並完成無線系統傳輸處理晶片的印刷電路設計規劃以及印刷式天線設計。無線傳輸電路將進一步使用藍芽傳輸，並且將其整合入AI感測器之最佳化設計成果以系統晶片(SoC)的形式進行晶片下線實現。透過本計畫所設計之系統晶片，以藍芽傳輸方式將訊號傳送到子計畫四所建立的雲端資料庫進行血壓與血管受壓形變的比對與校正，傳送至電腦、手機等裝置，取得即時性血壓，以利於觀察與監控。

所謂「近接感測裝置」，是一種非接觸型的感測裝置，不需觸碰即可感測物體靠近程度。可分為電容型近接AI感測器、電感型近接AI感測器、霍爾效應近接AI感測器及AI光感測器。至於AI光近接感測裝置我們採用的發光源為高分子發光二極體(PLED)，此裝置是有機發光二極體與AI有機光感測器(Photodiode)的元件特性應用結合，藉由有機發光二極體產生一光訊號，經由被測物體反射而被有機光偵測器接收，以偵測的光電流強度來判斷物體的移動情形。特別之處在於使用(PLED)有機元件來製作AI光近接感測器，能夠降低製作成本，及達到可撓曲之特性。主要針對當光偵測器接收物體所反射回來的光訊號，設計成主動像素感測方式讀取電路，所謂主動像素是指不需要外部電路搭配，直接將讀取電路與AI感測裝置整合布局於單一晶片上。

觸控式顯示面板的應用越來越普遍，目前觸控式面板在世界各地已開始自成一項產業，以先進的設備而言，它是目前最簡單且方便的多媒體資訊裝備，觸控面板具有堅固耐用及節省空間等許多優點。目前本實驗室注重在於電容式觸控面板研究與後端AI感測IC的設計，以理論及模擬軟體計算出電容值及各種情況，再搭配所模擬出的電容值進行AI感測IC設計。

本論文提出一工作頻率為16 MHz之數位控制石英振盪器以及一時域溫度感測器之電路設計，其用於在低功耗的行動裝置內實現一具有自動校正功能之溫度補償石英振盪器。數位控制石英振盪器是基於皮爾斯振盪器的電路架構，並內含兩個8位元的切換式電容陣列。數位控制石英振盪器的溫度感測是藉由量測由本論文提出之延遲單元的延遲時間對溫度的變化達成，其稱為時域溫度感測器。數位控制石英振盪器和時域溫度感測器的電源電壓是透過使用兩組低壓降穩壓器穩壓在1.2 V。本論文所設計的電路已使用台積電0.18微米CMOS製程下線製作成功，其總面積為2.2平方毫米。在環境溫度為25度的條件下，於1 kHz頻率偏移測得的相位雜訊為-116.37 dB/Hz。在溫度變化範圍從-40度至85度的情況下，量測到自動校正後的頻率漂移介於+/- 0.2 ppm的範圍內。時域溫度感測器在1KHz轉換速度條件下，量測到的溫度感測解析度為0.18˚C/LSB，以及溫度感測誤差範圍為-2度至1.6度之間。晶片測得的電流消耗大約為2.5毫安培。
關鍵詞：石英振盪器、數位控制、溫度補償、低功耗、延遲單元、溫度感測器。

本計畫為設計趨動speaker之演算法與電路實現，期可在維持在可接受的線性效能區間，及不影響speaker lifetime的情況，調整驅動電流，以達speaker最佳驅動方式。

非常低功耗（low power）顯示器適合使用在電池裝置，如電子表、計算機、血壓計、體重計、血糖計(Glucometer)、汽車儀表版、工業儀器、兒童玩具、動態密碼器/U盾、智慧顯示信用卡（Smart Display Card）、製氧機（Oxygen Concentrator）、脈搏血氧儀（Pulse Oximeter）、持續正壓呼吸器（Continuous Positive Airway Pressure, CPAP）、溫度計（Thermometer）、電子秤、電子貨價標籤(Electronic Shelf Label). 低功耗顯示器來說，只要黑白二色就夠了，與主流顯示器有完全不同的發展方向。乍看之下，銷售量少&種類繁多的產品實在很難降低成本。但是STN做到了，STN的應用產品雖然銷售量少&種類繁多，但是STN LCD的規格卻沒有這麼多，相較之下其顯示器與驅動IC反而具備銷售量大&種類有限的主流市場特性。新一代的低功耗顯示器是電泳顯示器（Electro-Phoretic Display, EPD），俗稱電子紙（e-paper），目前已經可以做到紅、黑、白三種顏色(E-Ink Spectra)。應用在智慧眼鏡產品Google Glass 的LCoS微投影顯 示技術，讓使用 者能夠獲得猶如大 尺寸畫面的視覺享受。

本研究計畫針對LCD面板需使用雙極性高電壓的需求，開發一有別於使用傳統PWM控制法之直流轉直流Boost升壓電路。本研究計畫設計之升壓電路可在只使用單一外接電感的情形下，將單一輸入電壓轉成四種雙極性電壓輸出位準(±12V和±6V)，並且透過動態充電演算法可以解決傳統PWM控制所面臨的困難，本升壓電路之特色包含可運作於非對稱負載情形、快速暫態響應以及輕載狀態下仍能維持高轉換效率，本研究計畫已透過CIC進行晶片下線與驗證，可有效降低LCD面板製作之成本和面積尺寸。

近年來攜帶式感測器的市場成長快速，其中微小型氣體感測器不論在一般室內空氣偵測、工廠環境偵測等等都扮演十分重要的角色，潛在的市場性也逐漸提升。然而，可攜式產品最重要議題在於如何降低功率以利只使用電池進行長時間的偵測，如何在低功耗、準確度及讀取速度上做平衡是一項重要的工作。 

本計畫目的為設計超薄型摺疊式電容式觸控螢幕顯示面板以及其超薄型雜訊補償感測電路。以往對於電容式觸控面板設計多採取感測互電容值，進而量測其觸碰前後之變化，超薄型摺疊電容式觸控面板特別處為當Hard coat變薄後可能改變手指觸碰對電極影響程度，可能造成自電容變化大過於互電容之變化，造成多點觸控時有準確率的問題產生，有鑒於此，必須模擬出超薄型觸控面板在觸碰時產生的電容現象並建立模型。藉由模擬結果設計出補償感測方法。此外，完成檢測手指觸碰之後端驅動驗證平台。 

研究的主軸為藉設計一新式電磁式獵能機構，可放置在任何震動源如人體上即可產生電能，分析其發電量及等效電路Model並以此設計一介面電路獵取此機構產生之電能回收再利用，最後將電路整合至IC中，並結合PCB電路板設計及使用SMD元件做微型化使其成為一獨立整合之發電系統裝置，此種裝置能夠延長電池使用時間及壽命，或是應用在微耗能之電子電路裝置上可使其維持長時間之運作且不需額外充電或更換電池。 

在103年度的規劃中，我們針對紅外線氣體感測器做設計，參考其他文獻，並且使用軟體模擬設計出最佳的紅外線氣體感測器。此氣體感測系統的設計，我們希望能將此感測器裝置到手機內，具有即時偵測、攜帶方便的優勢，能確實賦予感測器在環境檢測及方面所帶來的價值。

本計畫目標為採用一Liquid Crystal Lens Array（液晶透鏡陣列）之液晶光學元件，取代3D顯示技術中的光學元件 – Lenticular Lens Sheet之構想，建立在2.8”面板（面板來源：CPT Small Application 2.8”）上，並實現2-view 類型為宗旨。為增加原3D顯示器使用者與顯示器之有效距離可由使用者自由調整之，本計畫利用一新式液晶光學元件（新穎的電極設計）LC Lens Sheet，取代原3D顯示技術之光學元件 -Lenticular Lens Sheet應用。不但保留原Lenticulr Lens Sheet之優點，並因LC Lnes其為電壓可調式液晶光學元件，因此依照施於的電壓大小的不同，可自由的調整顯示器與觀者之3D有效觀賞距離；LC Lens Sheet為一平面結構，不同於LG應用於3D顯示器之LC Lens為半圓電極結構，爾後若需整合進顯示器面板中，其製程難度大大降低。

主要以液晶技術為主而發展出的可變焦液晶透鏡(Liquid Crystal Lens)元件。此透鏡有效地利用液晶的光學特性致使其極具發展潛力，由外部電壓控制電場分佈，利用光電場偏振方向與液晶分子方向的不同，所感受到的折射率也隨著不同的原理，把液晶做成類似GRIN Lens的光學元件，其優點就是可以利用外加電場來控制此光學元件的焦距，不同於傳統光學透鏡為固定式焦距。液晶透鏡最重要的部份就是要想辦法產生折射率差，使折射率為梯度分佈，如此才能使光線聚焦或發散。此液晶鏡片的構造與原理類似液晶螢幕，為兩片導電玻璃(ITO)之間填充液晶，再利用電場來控制液晶的折射率，並藉由折射率的分佈(Gradient refractive index)來達到聚焦的功能，同時控制焦距，做出凹凸透鏡效果。

本研究主要設計微機電(MEMS)電容式麥克風之前置讀取電路，由於可攜式低電壓運作之電子產品日益茁壯，因此，將著重於手機應用之微機電(MEMS)電容式麥克風在低電壓低功率操作下之前置放大器。微機電電容式麥克風包含了兩個主要電路，一為中心中點自偏之電容-電壓轉換器電路，另一個為放大器。其中，放大器關係到本論文之訊號的特性，剛開始設計了一般二階級運算放大器，雖然此放大器可以順利的放大訊號，但是在固定的放大倍率下，不同輸入擺幅與頻率，所造成輸出與相對應理想倍率下之訊號不同。因此，此設計之二階級運算放大器有非線性的放大倍率與較低的輸出擺幅。所以，進而改用對稱式軌對軌運算放大器，提高了電路的線性度與輸出擺幅。本研究之電路以台灣積體電路公司0.35um (2P4M, 3.3V/5V) 製程完成晶片製作。輸出電壓範圍大約在正負電壓源範圍，總電路功率消耗約200uW。另外增添設計低通濾波器以及高通濾波器，進而減少高頻雜訊以及濾除掉輸入直流偏壓。

隨著科技進步技術發展，TFT LCD已經完全取代傳統的顯示技術。有機發光二極體(OLED)被視為是繼TFTLCD後，未來最具發展潛力的平面顯示技術之ㄧ。其發光原理為從外部注入的電子和電洞因外加電壓所衍生的電位差而使得這些電子電洞對在薄膜層移動並且產生結合現象(Recombination），這種再結合所放出的能量將使其處於高能量且非穩定的激發狀態，當光能量釋出時則將回復到低能量穩定的基態，產生所謂注入型電激發光。其具有主動發光、高應答速度特性，省電、輕薄等優點外，另有製程簡單低成本、可應用於撓曲性面板等特色，號稱為最理想的顯示器之一，然而目前依舊無法投入大量生產，主要原因在於面板均勻度無法提升以及元件劣化等問題，研究將針對以上問題並加入其餘研究中之方法做改善。

隨著科技進步技術發展，TFT LCD已經完全取代傳統的顯示技術。有機發光二極體(OLED)被視為是繼TFT LCD後，未來最具發展潛力的平面顯示技術之ㄧ。其發光原理為從外部注入的電子和電洞因外加電壓所衍生的電位差而使得這些電子電洞對在薄膜層移動並且產生結合現象(Recombination），這種再結合所放出的能量將使其處於高能量且非穩定的激發狀態，當光能量釋出時則將回復到低能量穩定的基態，產生所謂注入型電激發光。其具有主動發光、高應答速度特性，省電、輕薄等優點外，另有製程簡單低成本、可應用於撓曲性面板等特色，號稱為最理想的顯示器之一，然而目前依舊無法投入大量生產，主要原因在於面板均勻度無法提升以及元件劣化等問題，研究將針對以上問題並加入其餘研究中之方法做改善。

本計畫主要著重於汽車無線胎壓偵測系統(TPMS)所使用之微型獵能器儲能器之開發。工作原理為對能量採集、轉換過程中電源控制技術。將依據微型獵能器之能量產生範圍與輸出變動量做具體探討，由於要面對採集的能量非常小的情況，對升壓轉換器或者調節器的功率損耗應該儘量最小化，因此對電能轉換電路之研究，首先將以輸入儲能電路分析設計探討，以構建低損耗之轉換電路，其次針對此微小獵能器系統之能量轉換特性進行開發動態適應控制策略針對以上做電路匹配研究，並且提出高效率轉換電路架構及於各種不同的操作模式下處理廣泛的電壓範圍控制策略，同時對系統能量傳遞中之電路管理，以降低應用電路功率損耗，達到能量收集中之最大效率為目標。期望再接下來的計畫，以相關概念設計IC晶片使其微小化電路並減低耗能。

太陽能是目前可供發展利用的綠色替代能源中較具發展潛力之一種。太陽能的發展多以光電轉換為主，且研究上多致力於改善太陽能材料提升其光電流，藉由此目的提升太陽能系統的發電效率。然而，不論太陽能電池材料效能如何提昇，其最大缺點是發電效率受日照強度的影響，且自始皆無有效的改善成果。因此，本實驗室太陽能轉換電路，乃設計一儲能電路於遮蔭、陰天、雨天時仍可以持續儲能，使其後端Inverter電路能夠正常動作，以求太陽能整體效率之提升。