Sachverhalt: A. Z._, geboren 2003, ist die Tochter von X._ und Y._. Die Eltern leben seit Juni 2007 getrennt. B. B.a Mit Eheschutzentscheid vom 23. November 2007 regelte die delegierte Richterin des Amtsgerichtspräsidenten II Luzern Stadt die Folgen der Haushaltsaufhebung, insbesondere die Kinderbelange. B.b Mit Rekursentscheid vom 1. Juli 2008 passte das Obergericht des Kantons Luzern die erstinstanzlich festgesetzte Besuchsregelung an und gewährte X._ das Recht, seine Tochter jeden zweiten Sonntag eines Monats von 13 Uhr bis 18 Uhr und jeden vierten Sonntag eines Monats von 10.30 Uhr bis 18 Uhr in Begleitung einer Drittperson zu sich auf Besuch zu nehmen. B.c Mit Gesuch vom 7. Oktober 2008 verlangte X._ die Obhut über Z._, wobei Y._ ein grosszügiges Besuchsrecht zu gewähren sei. Bis zur neuen Obhutsregelung sei ihm selber ein grosszügiges unbegleitetes Besuchsrecht einzuräumen. Die delegierte Amtsrichterin wies mit Entscheid vom 20. Januar 2009 die beantragte Obhutsumteilung ab und setzte das Besuchsrecht von X._ dahingehend fest, dass dieser berechtigt wurde, seine Tochter bis zum 8. April 2009 jeden zweiten Sonntag in Begleitung einer Drittperson zu sich zu nehmen. Ab 15. Februar 2009 wurde zusätzlich ein Besuchsrecht von jedem zweiten Montag, bis Ostern in Begleitung einer Drittperson und danach unbegleitet, gewährt. Ab Beginn der Sommerferien wurde das unbegleitete Besuchsrecht ausgeweitet auf jedes zweite Wochenende von Samstagmorgen bis Sonntagabend und alternierend auf jeden zweiten Montag. Schliesslich folgte ab 1. Oktober 2009 eine Ausweitung auf jedes zweite Wochenende von Samstagmorgen bis Montagabend und alternierend auf jeden Montagmorgen bis Mittwochmorgen. B.d Gegen diesen Entscheid reichten beide Parteien Rekurs an das Obergericht ein. Y._ beantragte die Reduktion des Besuchsrechts auf monatlich einen Tag in der Institution A._. X._ beantragte seinerseits ein ausgedehnteres unbegleitetes Besuchsrecht. In teilweiser Gutheissung des Rekurses von X._ änderte das Obergericht die amtsgerichtliche Besuchsrechtsregelung mit Entscheid vom 27. Juli 2009 ab. X._ wurde berechtigt, seine Tochter unbegleitet ab Schulbeginn bis Ende September 2009 jeden zweiten Sonntagnachmittag, danach bis 31. März 2010 jeden zweiten ganzen Sonntag und ab April 2010 jedes zweite Wochenende von Samstagmorgen bis Sonntagabend zu sich auf Besuch zu nehmen. Zudem wurde das Feiertags- und Ferienbesuchsrecht geregelt. C. X._ (fortan: Beschwerdeführer) ist am 31. August 2009 mit Beschwerde in Zivilsachen an das Bundesgericht gelangt. Er beantragt die teilweise Aufhebung des obergerichtlichen Entscheids und Rückweisung der Sache zur neuen Beurteilung an die Vorinstanz. Eventualiter sei in Aufhebung des obergerichtlichen Entscheids ein Besuchsrecht von jeder zweiten Woche von Samstagabend bis Mittwochmorgen und jeder anderen Woche von Sonntagabend bis Mittwochmorgen zu gewähren. Zudem sei jeweils die erste Hälfte der Schulferien als Ferienrecht zu gewähren. Subeventualiter sei der angefochtene Entscheid aufzuheben und es sei ein ausgedehntes unbegleitetes Besuchsrecht festzusetzen. Das Obergericht und Y._ (fortan: Beschwerdegegnerin) sind nicht zur Vernehmlassung eingeladen worden. 