Pruebe la cadena vacía en mongodb y pymongo

db.collection.find({"lastname" : {"$exists" : true, "$ne" : ""}})

En el shell de mongo (se omite la identificación para ahorrar espacio)

> db.collection.find()
  { "name" : "Angela" }
  { "name" : "David", "lastname" : "" }
  { "name" : "Kyle",  "lastname" : "Test" }
  { "name" : "John",  "lastname" : null }

> db.collection.find({"lastname" : {"$exists" : true, "$ne" : ""}})
  { "name" : "Kyle", "lastname" : "Test" }
  { "name" : "John",  "lastname" : null }

En caso de que también desee filtrar coincidencias con valores nulos, debe ajustar los criterios de la siguiente manera (también podemos deshacernos de $exists como "$ne":null se encarga de esto)

> db.collection.find({$and:[{"lastname": {"$ne": null}}, {"lastname": {"$ne": ""}}]})
  { "name" : "Kyle", "lastname" : "Test" }