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うちと似たような構成ですね。

ＤＩＧＡはＨＤＭＩケーブルでビエラに5.1ｃｈ音声が
出力されていますので、
ディーガ-ＨＤＭＩ-ビエラ
ＰＳ３-ＨＤＭＩ-ビエラ
ビエラ-光-アンプ
で理論上可能なのですが、うちはなぜかそのつなぎ方だと
ＰＳ３でＤＶＤを再生したときＢＧＭだけ流れてセリフと効果音が全く出なかったり、
ゲームのセリフだけ再生されず音楽しか流れないという現象が起こったので
（ちなみにソニーのサラウンドヘッドホンです。ソニーに問い合わせたところ仕様なので
以下のとおりにして下さいと言われました）
質問主様の環境でいうと
ディーガ-ＨＤＭＩ-ビエラ
ビエラ-光-アンプ
ＰＳ３-光-アンプ（映像はＨＤＭＩで出力、設定で音声設定）
これで大丈夫でした。
アンプにＨＤＭＩがあるとアンプのリモコンで画面を操作できたり
逆にＴＶのリモコンでアンプの音量をいじれるというだけで、
音声は変わらないですよ。
今付いているＤ端子はレコーダー-Ｄ+音声-ＴＶと繋げたりして
アンプのリモコンで画面を切り替えたい時くらいに使うだけで、
たいした意味はありません。