Спасибо за вашу помощь, Пеко, но это было не так.
После нескольких часов попыток, я обнаружил, что мне нужно запустить UIImagePickerController из корневого контроллера.Возможно, это потому, что я использую TTNavigator из библиотеки Three20.
Так что в моем случае это будет работать:
[[TTNavigator navigator].rootViewController presentModalViewController:self.cameraOverlayViewController.imagePickerController animated:YES];
вместо:
[self presentModalViewController:self.cameraOverlayViewController.imagePickerController animated:YES];
то же самое для dismissModalViewControllerAnimated:
[[TTNavigator navigator].rootViewController dismissModalViewControllerAnimated:YES];