本实用新型属于荧光信号测量技术领域，涉及一种多照明模式的荧光信号测量装置，在照明激发光路中对激发光进行调制，通过物镜之后在样品处生成不同相位的激发照明图案，在荧光收集光路中设置高速切换装置，切换样品的荧光图像在光电传感器靶面上的位置，通过多照明激发光路与荧光成像光路的同步运行，在一次曝光后能够同时得到多个子图像，即对应多种照明模式下的荧光信号。本实用新型能够实现在多种照明模式下对单分子进行荧光信号测量，并能够提高对单分子的定位精度，可以在同等光子数条件下实现更高的分辨能力。