Det verkar inte vara möjligt att byta namn på ett fält inom en array från kommandoraden som besvarats i denna fråga:
MongoDB byter namn på databasfält inom array
Det är möjligt att ändra dessa värden via RockMongo dock enligt förslag från användaren Liad Livnat.
För mitt specifika fall, där jag också tog bort arrayen och ändrade strukturen till:
{
"field1": "value 1",
"field2": {"subfield1": "value 2", "subfield2": "value 3"},
"field3": "value 4"
}
Det var då möjligt att fråga efter detta objekt med:
db.myCollection.find( {"field2.subfield2":"value 3"} );